JPH04500845A - 内燃機関の燃料量を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の燃料量を制御するための方法従来技術 内燃機関のトルクは、各燃焼過程毎の燃焼せしめられる燃焼量によってほぼ規定 される。このために燃料は、自己点火式の内燃機関（ディーゼル機関）において そうであるように、燃焼室内で直接調量されるか、又はオツド機関においてそう であるように、火花点火される燃料空気混合気を介して提供される。従ってこれ ら２つの場合、燃料調量又は燃料量が問題となる。

本発明は、請求項１の上位概念に記載された方法から出発している。この方法は 例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公告第１２５６９４４号明細書により公知で ある。この公知の方法においては、所定の空気量において、内燃機関の燃焼室に 充填される燃料量が増えた時にトルクがさらに高くなるか又は低（くなるかが、 トルクセンサによって確認されるようになっている。トルクが低くなると、調整 装置を介して燃料量が最大値に制限される。このような方法は、効率適性化方法 と呼ばれている。

また、火花点火式内燃機関においても自己点火式内燃機関（ディーゼル）におい てもそうであるが、乗用車においてフライホイールと自動車の伝動装置との間に いわゆる前置ダンパを設けることが知られている。

この前置ダンパは、内燃機関のアイドリング中に、内燃機関がこの運転範囲内で 不規則な駆動特性を有している限りにおいて、伝動雑音が発生しないようにする ためのものである。このような前置ダンパは連行体を有しており、この連行体は 、例えば伝動装置に通じる、内燃機関側の駆動軸部分に取付けられている。この 連行体は、フライホイールに配置された複数のストッパの間に位置しており、フ ライホイールは、伝動装置側の駆動軸部分に取付けられている。この配置形式は これとは逆の形式で、内燃機関側の駆動軸部分に取り付けられたフライホイール によっても可能である。連行体とストッパとの間には、回転方向で及び回転方向 とは逆方向で弾性的な柔軟なばねが配置されており、これらのばねは、連行体を ストッパ間の中間位置で保持し、内燃機関から伝動装置に伝達され得る駆動回転 数変化を補償するように働く。アイドリング中においてのみ、内燃機関の回転速 度変化がばねによって補償される。これに対して、負荷を受けた時、つまり内燃 機関から発せらるトルクが高くなると、非常に柔軟に構成されたばねは直ちに強 く押され、連行体がフライホイールのストッパに急激に当てつけられる。何故な らば、高くなったトルクが伝動装置側に有効に伝達される前に連行体は加速せし められるからである。この場合はねは、伝達部材としては柔らかすぎる。一方、 ばねが硬すぎると、アイドリング中に変化する駆動回転数を所望に補償すること はできない。連行体がストッパに当接してから、自動車の被駆動側への及び伝動 装置側への、回転方向での形状接続的な連結が得られる。最近の自動車において は、内燃機関は、騒音を減衰するために車体に非常に柔軟に懸架されている。従 って内燃機関は、自動車と共に振動する構造体を構成している。フライホイール のストッパに連行体を急激に当てつけることによって、車両に不都合な衝撃振動 が生ぜしめられ、この衝撃振動は、場合によっては、内燃機関の特性、懸架及び 車両特性に応じて次第に大きくなり得る。

本発明の利点 請求項１に記載の本発明の方法によれば、クラッチ部分、連行体及びフライホイ ールの互いの接近度を検出することによって、所定の接近速度を越えないように し、従ってアクセルを踏んだ時の低い負荷と高い負荷との間のなめらかな移行が 得られる。これによって特に冒頭に述べた欠点が避けられる。この方法は、例え ば交互の必要効率を有する一定の駆動目的に使用される伝動装置を備えた内燃機 関においても使用され得る。

本発明の有利な変化実施例は、請求項２以下に記載されている。

図面 本発明の１実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。第１図 は自動車の駆動系の概略図、第２図は、自動車の伝動装置と内燃機関との間の駆 動軸でフライホイールに組み込まれたクラッチの断面図、第３ＦＩ！Ｊは、略示 されたアプローチセンサを備えた、第２図に示したクラッチの部分断面図である 。

説明 第１図には内燃機関１が著しく簡略化して示されている。この内燃機関１は駆動 軸２を介して自動車の伝動装置３に接続されている。伝動装置３は走行機構を駆 動する。第１図ではこの走行機構のうち車輪４だけが示されている。駆動軸は、 内燃機関側の駆動軸部分５と伝動装置側の駆動軸部分６との２つの部分より構成 されており、これら２つの部分は、前置ダンパとして構成されたクラッチ７を介 して互いに連結されている。前置ダンパ若しくはクラッチは第２図の断面図で同 様に概略的に示されていて、中央の切欠１０を備えたフライホイールより主に成 っている。該切欠１０内には、クラッチ部分の一部としての連結された連行体１ １が突入しており、該連行体１１は、内燃機関１から延びる駆動軸部分５に接続 されている。クラッチ７のそのほかのクラッチ部分はフライホイールより成って いる。連行体１１は第２図によれば、駆動軸部分５から直径方向で突出する２つ の連行体１３．１４を有しており、これらの連行体１３．１４は、切欠１０の互 いに向き合うポケット１５．１６内に突入している。ポケットは、フライホイー ル９の周方向で互いに向き合うストッパ面１７．１８．１９．２０によって制限 されており、これらのストッパ面に、連行体１１のアーム１３若しくは１４が、 これがフライホイール９に対して相対回動すると当てつけられ、フライホイール ９との形状接続的な連結が形成される。静止位置、つまり伝動装置側に負荷がか からない時には、アーム１３．１４はストッパ面１７．１ｇ、１９．２０から押 しばね２１によって間隔を保たれている。これは、伝動装置の雑音が避けられる べきであるアイドリング運転のために特に適している。相応の走行抵抗に抗して 駆動軸部分６に駆動軸部分５のトルクが伝達されると、連行体は押しばね２１の ばねカに抗してストッパ面１７〜２０に当接するまで回転する。アイドリング運 転中に行われるように、伝達されるトルクが非常に小さい場合においてのみ、押 しばね２１が、内燃機関からの駆動回転運動の不規則性を補償するので、伝動装 置３内で燃料伝達部分が互いに形状接続的当接状態を維持し、伝動装置の雑音が 阻止される。しかしながら、負荷を受けることによってトルクが大きく増大する と、押しはね２１は直ちに強く押されて、アーム１３．１４が非常に迅速にフラ イホイール９のストッパ面に当接する。これによって前述の衝撃が生じるので、 内燃機関１はその懸架装置２４内で振動せしめられる。このような作用は、自動 車がエンジンブレーキ状態から加速されるべき場合に特に欠点として注目される 。何故ならばこの場合は、連行体がフライホイールに対して加速され得る回転角 度が、アイドリング運転から負荷を受ける場合におけるよりもさらに大きいから である。車体に固定されたアクセルペダルにおいては、アクセルペダルに対して 内燃機関が相対運動することによって、内燃機関に供給する燃料噴射ポンプ２７ の例えば燃料量調節レバー２６の調節が、付加的に変えられ、これによって内燃 機関及び自動車の走行特性がさらに低下せしめられる。この場合、自動車の運転 者も振動する構成体として、アクセルペダルを不意に操作することによって不都 合な影響を与えることになる。第１図に示した実施例では燃料噴射ポンプが概略 的に示されている。この場合、噴射ポンプの代わりに、吸気管式燃料噴射装置又 は気化器によっても、燃焼方法に応じて内燃機関に燃料が供給され得ることを考 慮しなければならない。

さて、伝動装置に衝撃を伴う力が伝達されるのを避けるために、本発明の構成に よれば、連行体１１とフライホイールとの間にアプローチセンサ２９が配置され ており、該アプローチセンサ２９は、連行体１１とフライホイール９との間の相 対運動、若しくは連行体１１のアーム１３．１４がストッパ１７〜２０に接近す る程度、特に接近速度を検出し、制御装置３０にさらに伝達する。この制御装置 ３０は、例えば燃料噴射ポンプ２７の燃料調量に影響を与えるが、これは公知の 形式の全負荷ストッパ３１によって行われる。この場合、燃焼過程毎の噴射せし められる燃料の最大量及びひいては、加速時における内燃機関の最大トルクが、 電磁石式に又は電気油圧式に制限される。

かみ合いは別の形式、例えばアクセルペダルと、ガバナが燃料噴射ポンプの燃料 量調量機構に作用する箇所との間の調節行程伝達経路内に設けられた手段を介し て行われる。これは例えば、燃料噴射ポンプの機械的なガバナのガバナスプリン グの調節を規定する調節レバーの範囲内で行われるか、又は調節レバーの電子操 作形式を使用する場合にはこの操作を電気的に制御する範囲内において行われる 。同様にかみ合いは、電子制御式の噴射ポンプにおいては電子制御装置を介して 行うこともできる。

制御装置３０は、さらに公知の形式でアクセルペダル２５を介して、アクセルペ ダル位置センサ３３によつて、運転者によって与えられた所望のトルク若しくは 所望のトルク変化のための信号を得る。次いでこれに応じて及び、場合によって は内燃機関の別の運転パラメータに基づいて、燃料噴射量が公知の形式で制御装 置によって制限されるか、又は直接制御される。この場合は、燃料噴射ポンプの 外部に設けられた燃料量ｖａｎレバー２６とアクセルペダルとの間の機械的な運 動伝達経路が省かれるか、又は混合気形成時における相応の装置、例えば火花点 火式内燃機関のための気化器が省かれる。

伝動装置に衝撃的な力が伝達されてトルク上昇時に衝撃振動及び伝動装置雑音が 生じないようにするために、クラッチ部分の速度差は、これらのクラッチ部分が 互いにぶつかり合う時に所定の最大値を越えないようにしなければならない。許 容される速度差は、回転数、連結される部分の慣性、内燃機関の支承部、燃料量 調節若しくは制御の形式、並びにその他の、運転者と自動車と内燃機関との複合 体を振動せしめるパラメータに基づいている。クラッチ部分が互いに連結せしめ られると、トルクは、通常の形式で無制限に、例えばトルク上昇開始時にあらか じめめられた値にまでも上昇せしめられる。

ドライバーによって、内燃機関のトルク変化が要求されると、これはアクセルペ ダル２５を操作することによって相応に検出され、まず燃焼過程毎に燃料量が増 大せしめられ、ひいては回転数が増大せしめられる。それと同時にフライホイー ル９への連行体１１の接近程度がチェックされ、所定の接近速度又は接近程度を 越えると、燃焼過程毎の燃料量が制御されることによって出力は次のように制限 される。つまり、連行体がストッパに緩やかに当てつけられ、ストッパに接近す る連行体の最大許容接近速度を越えることがなく、これによって衝撃を生ぜしめ るような力伝達過程が避けられるように、制限される。

ストッパ１７〜２０にアームが安定して当てつけられていることは同様にアプロ ーチセンサによって検出され、これによって燃料量は与えられた所望のトルクに 応じて、通常の形式で高められる。

制御装置は、回転方向での連行体とストッパとの所定の間隔において燃料量増大 を規定された僅がな値に制限するように構成されている。この僅かな値は、連行 体が最大許容速度差で衝撃なしに当てつけられる程度に合わせられている。連行 体がこのようにしてストッパに当てつけられてから、燃料量増大の制限は解消さ れて、その都度必要な燃料量が調節される。しかしながら制御装置は、前記僅か な値よりもさらに低い値又は燃焼過程毎の燃料量のより高い値を調節して、この 値を、ストッパに対する、測定された連行体の次第に高くなる接近程度又は接近 速度で、連行体が尚許容される形式で衝撃なしに当てつけられるように変えるこ ともできる。この場合、測定された接近程度又は接近速度は所定の目標値と比較 され、その比較結果に応じて燃料量は目標値を維持するために若しくは衝撃のな い当接が得られるように制限される。こうして、基本的なアナログ接近形式に基 づく又は接近速度に基づく燃料量制御が行われる。これは公知の形式で調整過程 として行われる。

自動車及び内燃機関の装備及び運転状態に応じて、衝撃は別の作用を伴う。これ に応じて目標値は、内燃機関及び／又は自動車の運転パラメータに基づいて制御 される。この場合、測定された値は特性フィールドに記憶され、１つ又は多数の 関連性に基づいて問い合わせられる。従って、目標値は、その瞬間の回転数、自 動車速度、負荷、又はクラッチ部分の互いの接近度、これらのクラッチ部分の実 際の接近速度若しくは速度差、或はその瞬間の回転数に関連した速度差に基づい て変えられ、これによって、不都合な振動及び衝撃を避けるためのクラッチ部分 の互いの最適な当接状態が制御され得る。

第１図に示されたアプローチセンサは、内燃機関側の駆動軸５に接続された円板 ３５より成っており、該円板３５は１つ又は多数の歯３６を有していて、これら の歯３６はフライホイール９に対応して設けられた歯３７に向き合って配置され ている。こうして制御装置によって、歯３６．３７の互いの相対回動位置若しく は相対運動が検出される。このような検出は公知であるので、ここで詳しく説明 する必要はない。この場合、第１図に示されたセンサ２９は角度測定法に相当す る。この角度測定法は、例えば公知の形式で、平歯を備えた２つの歯車（これら ２つの歯車のうちの一方は内燃機関側の駆動軸５に取り付けられていて、他方は フライホイールに取り付けられている）によっても行うことができる。これらの 互いに相対的に回転する歯車の平歯は、定置のセンサを介してその都度問い合わ せられ、次いで相対的な回動角度が検出される。第３図には、接近値信号発信器 の別の解決策が示されており、該接近値信号発信器は、連行体１１に接続された 発信器４０と、フライホイール９に接続された受信器４１とを有しており、該受 信器４１は、連行体１１がフライホイール９のストッパ１−７に接触した時にこ の接触の事実を制御接点によって検出し、これに応じて燃料の増加率の制限を解 消するために、フレキシブルに調節可能である。この場合に測定公差は補償され る。センサとしては、例えばホール効果センサか又は超音波接近センサが使用さ れる。また、容量性のセンサ又はその他の行程測定センサを使用する可能性も考 えられる。

ＦＩＧ、１ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．特に自動車を駆動させるための内燃機関の燃焼室内で燃焼過程毎に燃焼せし められる燃料量を制御するための方法であって、内燃機関から導出された駆動軸 の、被駆動側の部分（６）に対する内燃機関側の部分（５）の回動を検出する信 号発信器の信号を検出して、この信号を燃料量に影響を与えるための制御信号と する方法において、前記信号発信器をアプローチセンサ（２９）として構成し、 内燃機関の２分割された駆動軸（２）の第１の部分（５）に設けられた第１のク ラッチ部分（１１）が、内燃機関とこの内燃機関に後置接続された伝動装置との 間で駆動軸（２）の第２の部分（６）に設けられた第２のクラッチ部分（９）に 接近する程度を検出し、この時に前記２つのクラッチ部分を戻し力（２１）に抗 して、互いに形状接続式に当接せしめられるまで調節可能にし、前記２つのクラ ッチ部分間に間隔が存在する際に、２つのクラッチ部分が当接している時の速度 差を越えないように、燃料量又は燃料量増大を制御し、２つのクラッチ部分が当 接している際には、燃料量の制御を中断し、内燃機関の別の運転パラメータに基 づいて燃料量を制御することを特徴とする、内燃機関の燃料量を制御するための 方法。
2. ２．負荷受容時に前記クラッチ部分の互いの間隔を測定し、この間隔が存在する 時に燃料量をより低い最大値に制限する、請求項１記載の方法。
3. ３．負荷受容時に、クラッチ部分間に間隔が存在するかどうかを測定し、クラッ チ部分の互いの接近度又は接近度速度を測定して、これを所定の目標値と比較し 、この比較結果に応じて燃料量を調節して目標値を維持する、請求項１記載の方 法。
4. ４．負荷受容時に、クラッチ部分間に間隔が存在するかどうかを測定し、間隔が 存在する場合に、その瞬間の接近度又は接近速度と目標値との比較結果に応じて 両クラッチ部分の接近度が高くなるにつれて高められるか低められる所定の値に 、燃料量を制限する、請求項１記載の方法。
5. ５．前記目標値を、内燃機関及び／又は自動車の運転パラメータに応じて変えら れるようにする、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ６．前記目標値を、内燃機関の回転数及び／又は自動車の走行速度に応じて変え られるようにする、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
7. ７．前記目標値を、両クラッチ部分の互いの接近度に応じて変えられるようにす る、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
8. ８．前記目標値を、内燃機関のその瞬間の回転数に関連した接近速度に応じて変 えられるようにする、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
9. ９．前記目標値を、負荷に応じて変えられるようにする、請求項２から４までの いずれか１項記載の方法。
10. １０．前記目標値を、両クラッチ部分の接近速度に応じて変えられるようにする 、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。