JPH06511616A - 原動機付車両のための駆動装置 - 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】 発明の名称 原動機付車両のための駆動装置 本発明は、原動機付車両のための駆動装置に関し、例えば内燃機関により駆動さ れる発電機により給電される少なくとも１つの電動機により駆動される原動機付 車両の駆動装置に関する。

通常は原動機付車両に使用される従来の内燃機関は、異なる内燃機関回転数にお いて特定の大きさの所望の出力を発生できる。回転トルク−内燃機関回転数特性 曲線群で同一の出力の作動点は、出力がほぼ内燃機関回転数と回転トルクとの積 に等しいという関係に応じてほぼ双曲線状の特性曲線に追従する。しかし特性曲 線群において、一定の出力の作動点には、その他の作動パラメータの異なる値例 えば比燃料消費量及び排気ガスの有害物質量及び有害物質組成及び内燃機関の発 生雑音等も割当られている。作動点を適切に選択することにより各所望の出力に 対して、１つの作動パラメータ例えば比燃料消費量すなわち行われた仕事に対す る燃料消費量の作動パラメータの最適状態をめることができる。

内燃機関により機械的伝動装置を介して駆動される従来の原動機付車両において は、所望の出力のための作動点は、作動パラメータの最適状態に非常に制限され てしか接近できない。何故ならば内燃機関回転数は、伝動装置の変速段に対応し てしか変化できないからである。

“ＶＤＩ報告”　（Ｎｏ、８７８．　１９９１）の６１１〜６２２頁から、車輪 が別個の電動機により駆動される原動機付車両のための駆動装置が公知である。

電動機電流は、内燃機関により駆動される発電機により供給される。この場合、 電子制御装置が、発電機から電動機に供給される電力を、運転者がアクセルペダ ルを介して所望する駆動出力に依存して制御する。この形式の駆動装置に適する 電動機又は発電機は、例えばヨーロッパ特許出願第０１５９００５号明細書から 公知である。適切な制御装置は、ヨーロッパ特許出願第０３４０６８６号明細書 に開示されている。

ドイツ特許出願公開箱ＤＥ３２４３５１５Ａ１号公報は、ディーゼル機関車の内 燃機関の出力及び回転数を調整する基本方針を開示している。機関車は、路面走 行型原動機付車両と異なり通常は走行作動の大部分のフェーズにおいて比較的一 定の走行条件が支配する軌道拘束型車両である。従って、この従来技術では比較 的短い始動動作フェーズにおいてのみ、小さい車両速度に起因して同様に小さい 駆動出力の必然的な結果である不必要に高い内燃機関回転数を回避する努力が払 われる。すなわちこのために、車両速度の所定閾値より下では内燃機関の回転数 を車両速度の増加とともに、基準量（駆動装置の目標値出力）に依存する急峻度 で増加させ、従って車両速度の閾値に到達すると回転数はその都度の目標値回転 数に到達し、より大きい速度においてもこの目標値回転数に保持される。目標値 回転数は、それぞれ１つの目標値出力に固定して対応している。始動動作の間に わたり制御装置は、車両の発電機の目標値電力が実際値内燃機関回転数の変化に 応じて変化されることを保証する。実施例から分かるように、移行領域内での回 転数の増加も、基準量と回転数との間の対応も、任意に線形関数としてプリセッ トされている。異なる目標値回転数において内燃機関の特定の目標値出力をその 都度に所定の最適化基準（例えば燃料消費量、発生雑音、有害物質放出量）に依 存して内燃機関の相当する特性曲線群に基づいて定めるという方法は考慮されて いない。

ドイツ特許出願公開第ＤＥ２８８３３Ａ１号公報は、内燃機関及び自動有段変速 機を有する原動機付車両のための制御装置を開示している。この場合、選択スイ ッチにより作動モード“エコノミー”も選択可能である。この車両は、従来の機 械的駆動機構を有し、従って定常走行作動で車両速度は内燃機関の回転数に固定 連動されている。変速機の変速段の選択以外には、所望の車両速度に到達するた めに必要な駆動出力を、内燃機関特性曲線群（その他の作動パラメータに依存す る回転数／回転トルク）の可及的好適な点で内燃機関により発生させる方法は皆 無である。従って、例えば最小燃料消費量の面で内燃機関作動を最適化すること は、この公知の車両では不可能である。

本発明の課題は、駆動出力を発生する内燃機関を従来の技術に比して良好に最適 化できる原動機付車両のための駆動装置を提供することにある。

本発明の出発点となる原動機付車両のための駆動装置は、それの出力及び／又は 回転トルク及び／又は回転数を制御しサーボ駆動装置により制御可能な少なくと も１つの調整素子を有する内燃機関と、内燃機関の被駆動軸に回転不能に連結さ れている発電機と、発電機から給電され原動機付車両を駆動する電動機と、一方 では少なくとも１つのサーボ駆動装置及び他方では発電機により発生される電力 及び／又は電動機により受取られる電力をアクセルペダルの設定位置に依存して 制御する電子制御装置とを具備する。さらに、内燃機関の実際値回転数又は内燃 機関に連結されている発電機を検出する検出手段と、発電機により発生される実 際値電力及び／又は電動機により受取られる実際値電力を検出する検出手段とが 設けられている。電子制御装置は、実際値回転数を所定目標値回転数に保持する 回転数閉ループ制御手段と、実際値電力を所定目標値電力に保持する電力閉ルー プ制御手段とを有する。

電子制御装置に、目標値電力のためのデータと目標値回転数のためのデータ及び ／又は少なくとも１つのサーボ駆動装置の設定のためにデータとを組合せるため のデータメモリが配置されている。電子制御装置はデータ組合せをアクセルペダ ルの設定位置に依存して選択する。

この形式の駆動装置において本発明では、内燃機関及び発電機を調整するために データメモリから選択するデータ組合せが、内燃機関のエンジン特性曲線群の少 なくとも１つの作動パラメータに関する最適状態を有する作動点例えば最小の比 燃料消費量の作動点及び／又は最小の有害物質放出量の作動点及び／又は最小の 発生雑音量及び／又は内燃機関の最大のいたわり度の面で最適状態を有する内燃 機関のエンジン特性曲線群からの作動点を表す。作動点は、目標値出力値に依存 して定められる。この場合、制御装置は、所定目標値電力に依存して内燃機関の 少なくとも１つの調整素子の設定のためのデータ及び／又は目標値回転数のため のデータのデータ組合せをデータメモリから選択する。データ組合せによりプリ セットされる作動点は、基礎調整量として内燃機関の作動を制御する際に利用で きる。すなわちこれにより、その都度にアクセルペダルを介して要求される出力 を消費量的に好適にかつ環境をいたわりかつ内燃機関をいたわるように調整でき る。

本発明の基礎となる知見は、発電機により発生される電力又は電動機により受取 られる電力が、比較的簡単な手段により非常に正確に定めることが可能な、内燃 機関により発生される駆動出力の尺度であることにある。発電機の電気効率及び 制御装置の電気損失も比較的簡単にめることができ、内燃機関の駆動出力にフィ ードハックできる。出力も回転数も所定値に設定されるので、内燃機関が作動さ れるエンジン特性曲線群の作動点を正確に設定できる。データメモリに記憶され ているデータ組合せは、作動点を定める。これにより制御装置は、それぞれデー タ組合せの構成要素でもあることもある付加的な作動パラメータを一緒に考慮す ることができる。このようにしてデータ組合せは、所望の最適化目標を表すこと ができる。これは個々の目標値出力に、例えば最小の比燃料消費量を提供する、 サーボ駆動装置の設定及び目標値回転数のためのデータを対応させることにより 実現できる。同様にして排気ガス特性又は内燃機関の発生雑音をを最適化できる 。

所定の出力値に内燃機関の出力を閉ループ制御する構成は、異なる方法で実現で きる。第１の変形実施例では、回転数閉ループ制御手段が発電機及び／又は電動 機の電力を制御し、電子制御装置が、内燃機関の出力調整素子例えば絞り弁又は 燃料噴射ポンプのサーボ駆動装置をまず初めに、データメモリから選択された設 定データに応じて設定し、目標値回転数が閉ループ制御されると電力閉ループ制 御手段が、出力調整素子のサーボ駆動装置を制御する。この構成ではまず初めに 内燃機関が、データメモリに記憶されているデータ組合せの回転数に設定され、 これが行われた後に初めて、内燃機関の出力が所望の出力値に閉ループ制御され る。このようにして、特性曲線群のデータからの内燃機関の実際の作動における ずれを検出して補償できる。

前述の構成では内燃機関及び発電機のユニットの回転数及びひいては発電機の回 転トルクは閉ループ制御されるのに対して、別の１つの変形実施例では、回転数 閉ループ制御手段が、内燃機関の出力調整素子例えば絞り弁又は燃料噴射ポンプ のサーボ駆動装置を制御し、出力閉ループ制御手段が発電機及び／又は電動機の 電力を制御する。

目標値出力は、例えば原動機付車両のアクセルペダルの設定位置に依存してプリ セットされる。アクセルペダルの設定位置を変位した場合、異なる基本方針によ り作動点を、変化されたプリセット目標値出力に追従させることができる。追従 は例えば、所定目標値出力が変化されると電子制御装置が、内燃機関の出力調整 素子を、変化された目標値出力のデータ組合せにより決まる設定位置に設定し、 これにより、変化された作動点に内燃機関が加速又は減速により到達することを 可能にする内燃機関の回転トルク変化を定める。次いで、回転数閉ループ制御手 段及び出力閉ループ制御手段が、変化された目標値出力のデータ組合せに相当す る状態が新作動点に設定されることを保証する。

例えば内燃機関の作動パラメータの最適状態例えば最小の比燃料消費量で出力変 化を行うことも可能にする１つの変形実施例では、所定目標値電力が変化される と初めは一方では電子制御装置が電力を一定保持し、他方では回転数閉ループ制 御手段が回転数を、変化された目標値″電力のデータ組合せにより決まる目標値 回転数に接近させる。この変形実施例は例えば、内燃機関を加速するための目標 値出力を増加するために必要な差回転トルクは、発電機の回転トルクを減少する ことにより供給できる。この変形実施例では制御装置は、目標値出力の増加の際 にまず初めに内燃機関か、車両の加速のための電力が電動機に供給される前に新 作動点で所望の出力を発生できる程に加速されることを保証する。

少なくとも１つの作動パラメータの最適状態に追従するデータ組合せを基礎とし て内燃機関を制御することは、作動パラメータ最適状態の値を適応的に修正する ことを可能にし、ひいては作動パラメータに対する作動点を自動的に最適化する ことを可能にする。このために１つの有利な実施例では、電子制御装置に、デー タ組合せにより決まる作動パラメータの実際値を検出するセンサが配置され、内 燃機関の作動点が設定されると電子制御装置か、作動点のデータ組合せによりプ リセットされる記憶されている作動パラメータ値からの実際値のずれをめ、記憶 値をずれに依存してインクリメントにすなわちある基本量を単位として少しづつ 修正する。作動パラメータの修正をこの作動パラメータの別個の特性曲線群の中 で行うことができ、従って、作動パラメータの記憶値が修正されると電子制御装 置か、作動パラメータの最適状態に対応する作動点をデータ組合せのための作動 点の修正値に依存して新たに定めることは自明である。作動パラメータに別個の 特性曲線群が割当られている変形実施例では、電子制御装置に、内燃機関の温度 を検出するセンサが配置され、電子制御装置が、作動パラメータの記憶値を検出 温度に依存して修正する。このようにして、例えば比燃料消費量等の作動パラメ ータの最適状態も、例えば内燃機関の燃料温度又は冷却水温度に依存して最小値 にできる。同様に、場合に応じて互いに作用する複数の作動パラメータ組合せの ためのデータ組合せもプリセットできる。複数の作動パラメータ組合せとは、例 えば可及的最小の有害物質放出量での最小の比燃料消費量等である。このような 場合、制御装置に、例えば燃料流量計により測定された又は燃料噴射データから められた実際の燃料消費量に関するデータ及び例えば空気過剰率センサ等の排気 ガスセンサのデータが供給される。この変形実施例でも、これらの作動パラメー タの温度依存性を考慮できる。例えば複数の作動パラメータを考慮すると内燃機 関の作動点設定が、内燃機関の作動点が複数の異なる調整手段により制御される 場合には容易に簡単化可能となる。例えば内燃機関の出力設定以外に点火時点又 は燃料噴射時点も制御できる。

本発明の前述の実施例では、作動パラメータが最適化されて行う内燃機関の制御 は、記憶データ組合せを基礎にしている。本発明の基礎となる構成は、内燃機関 の作動点のオンライン最適化も可能にする。本発明の第２の形態では、内燃機関 の作動点は、複数のパラメータを同時に最適化できるように制御される。

この形態は、冒頭に記載の車輪駆動電動機を有するめの駆動装置から出発して、 電子制御装置に、内燃機関の複数の作動パラメータの実際値例えば比燃料消費量 及び／又は有害物質放出量及び／又は有害物質組成及び／又は発生雑音量を検出 するセンサが配置され、データメモリが、同時に到達すべき所定の複数の作動パ ラメータの最適状態ための組合せアルゴリズムを記憶し、内燃機関又は発電機又 は電動機の電力がプリセット目標値出力に保持されている際に電子制御装置が、 内燃機関が複数の作動パラメータの最適状態で作動されるように、作動パラメー タの検出実際値に依存してかつデータメモリに記憶されている組合せアルゴリズ ムに依存して目標値回転数及び／又は少なくとも１つのサーボ駆動装置の設定位 置を制御する。この形態では、制御装置は自動的に、所定の目標値出力のための 作動パラメータの最適状態をサーチし、その際、アルゴリズムにより作動パラメ ータの間の関係が所望のようにプリセットされる。例えば点火角及び絞り弁開度 は、出力を一定保持して比燃料消費量が減少し、しかもその際に有害物質放出量 の許容限界値を越えないように調整される。付加的又は択一的に燃料消費量は、 快適な音響での小さい発生雑音量及び／又は高い内燃機関いたわり度での高い加 速度能力という要求に従って最適化できる。この目標のために実際値を検出する センサが必要な場合、センサとは、作動パラメータを直接測定するセンサだけで なく、実際値を別の情報から間接的に測定する手段例えば比燃料消費量を燃料噴 射持続時間からめる手段も指す。有利には、制御装置による目標値回転数の制御 及び／又は少なくとも１つのサーボ駆動装置の設定は、出力以外に少なくとも１ つの作動パラメータも一定値に保持され、別の１つの作動パラメータの値が最適 値に接近されるように行われる。

作動パラメータを最適化することを促進するために、データメモリが、目標値出 力のためのデータ及び／又は目標値回転数のためのデータ及び／又は少なくとも １つのサーボ駆動装置のための設定位置のためのデータと少なくとも１つの作動 パラメータの値のためのデータとの組合せのための特性曲線群データをさらに記 憶している。電子制御装置は、センサにより検出された実際値作動パラメータの 記憶値からのずれを検出し、記憶値をインクリメントにずれに依存して修正する 。

このようにしてデータメモリには、制御装置が最適作動点を設定する際の出発点 となる基礎規則量が記憶される。最後の構成は、本発明の第１の形態において説 明されたデータコンビネーションの実現のためにも利用できる。

本発明の１つの有利な実施例では、データメモリが、前述の修正された作動パラ メータを記憶しているだけでなく、内燃機関の断状態の特性曲線群データを表す 初期データの組合せを記憶している。電子制御装置は、少なくと１つの作動パラ メータ例えば比燃料消費量の修正データを初期データと比較して、所定のずれ値 又は所定のずれ特性曲線を越えた場合には、作動障害を表す制御信号を発生する 。実の作動パラメータと初期データとの比較により内燃機関診断が可能となる。

例えば燃料消費量が、内燃機関の回転トルク及び出力の降下をともなって突然変 化する場合、これは、内燃機関の１つ又は複数の気筒に故障が発生したと推測で きる。有害物質放出量の過度の変化は、３元触媒コンバータの制御装置の構成要 素に欠陥が発生したと解釈できる。

作動障害を表す制御信号は、運転者への通報のために例えば警報装置を作動する ことにより利用できる。

後の修繕のためのデータを記憶する診断装置の欠陥メモリを設けることも可能で ある。しかし、診断される欠陥の形態に依存して直接に内燃機関の作動に働きか けて、大きい損傷を回避することも可能である。例えば内燃機関最大出力及び／ 又は最大回転数を許容可能な値に制限したり、欠陥気筒の燃料噴射量を減少する 非常走行プログラムを作動させる。

次に本発明を図に基づいて説明する。

第１図は原動機付車両のための本発明の駆動装置のブロック回路図、第２図は本 発明の駆動装置の動作を説明するための第１図の駆動装置の内燃機関のエンジン 特性曲線群、第３図は第１図の駆動装置の変形実施例のブロック回路図、第４図 は第３図の駆動装置の動作を説明するためのエンジン特性曲線群である。

第１図に示されている駆動装置は、内燃機関１により駆動される発電機３を示し 、この発電機３は、多数の固定子側巻線と回転子側永久磁石とを有する型である 。図示されていない巻線は、電子整流及び電流制御回路５に接続されており、電 子整流及び電流制御回路は、内燃機関１が駆動されて発電機３から給電される交 流を電子整流により制御可能な大きさの直流に変換する。電流制御回路５は、直 流電圧中間回路７を介して電動機１１の複数の電子整流及び電流制御回路９に給 電する。それぞれの電動機１１は別個に、原動機付車両の車輪をそれぞれ１つづ つ駆動する。第１図は、ただ１つの電動機１１のみを示し、対応する電子整流及 び電流制御回路も示されている。有利には電動機１１も、複数の固定子巻線と永 久磁石回転子とを有する電動機である。電子整流及び電流制御回路５には電圧調 整回路１３が接続されている。電圧調整回路１３は、直流電圧中間回路の実際値 電圧を検出し、電流制御回路５を介して、１５でプリセット可能な目標値に保持 する。

電流制御回路４から直流電圧中間回路７に供給される直流は、信号路１７を介し て制御装置１９により制御できる。

制御装置１９は、センサ２１により検出されるアクセルペダル２３の位置に応動 し、直流電圧中間回路７の電流×電圧の積に相当し駆動のために供給される電流 をアクセルペダル位置に依存して制御する。さらに制御装置１９は、信号路２５ を介して電動機１１の電流を制御し、ひいては駆動回転トルクを制御する。

直流電圧中間回路７に供給される電力は、発電機３及び電流制御回路５の損失を 考慮して、すなわちこれらの構成素子の電気効率を考慮して内燃機関１から供給 さなければならない。従って制御装置１９は、サーボ駆動装置２７を介して内燃 機関１の出力調整素子２９、例えば絞り弁又は燃料噴射ポンプを同様にアクセル ペダル位置に依存して制御する。

内燃機関１と発電機３とは、互いに機械的に駆動連結されているので同一の回転 数で動作する。この場合、定常作動では、内燃機関１が供給する回転トルクは、 発電機３が受取る回転トルク等しい。内燃機関１により発生される出力は、回転 トルクと回転数との積にほぼ比例する。同様のことが、発電機３により発生され る電力にも当てはまる。この電力は、内燃機関１の出力から発電機３の効率損を 減じたものである。内燃機関１の出力調整素子２９の設定と、電流制御回路５で 設定される発電機電流とは、内燃機関１の特性曲線群の作動点を一定の出力の１ つの特性曲線に沿って実質的に任意に変化することを可能にする２つの作用量を 形成する。第２図は、１００ｋＷの内燃機関の特性曲線群を示す。特性曲線群は 、内燃機関１が出力し発電機３が受取る回転トルクＭを回転数ｎに依存して示す 。

太線の破線により特性曲線群の中に、内燃機関１の一定出力の曲線Ｐが示されて いる。細線の破線りは、記載の絞り弁開度に対する内燃機関１の出力調整素子の 設定を示す。実線の細線により第２図の特性曲線群の中に、１ｋＷ／ｈ当りの一 定の比燃料消費量の曲線すが示されている。特性曲線群は、異なる回転数におけ る同一の出力の作動点に絞り弁開度の適切な設定により到達できるが、しかし各 出力値には、最小の比燃料消費量のただ１つの作動点しか対応していないことを 示す。最小の比燃料消費量の作動点は、特性曲線群の中の太線の破線Ｂの上に位 置する。例えば３０ｋＷの出力のための比燃料消費量は、絞り弁開度４５°及び 回転数約２１０Ｏｒｐｍの場合に最小である。

第１図の駆動装置は、内燃機関１を少なくとも定常作動では常に最小の燃料消費 量の作動点で作動することを可能にする。このために制御装置１９のデータメモ リ１には、最小の比燃料消費量が得られる特性曲線Ｂのデータ組合せが記憶され ている。記憶されているデータ組合せは、個々の出力値に対応する作動点に対し てそれぞれ、目標値回転数のためのデータ及び内燃機関１の出力調整素子の設定 のためのデータを有する。

制御袋Ｍ１９は、アクセルペダル２３を介して要求される目標値出力に依存して 目標値回転数及び出力調整素子２９の設定値をデータメモリ３１から読出す。制 御装置１９の構成素子であることもある回転数閉ループ制御回路３３は、電流制 御回路５を介して発電機３３の電力を、回転数が所望作動点の目標値回転数に等 しい値に設定する。３５で回転数調整器３３に供給される実際値回転数情報は、 例えばセンサ等により検出される。回転数の設定と同時に制御装置１９は、出力 調整素子２９のサーボ駆動装置２７を、データ組合せにより定められている絞り 弁開度に調整する。

内燃機関１の温度その他の作動パラメータに起因して、内燃機関１により実際に 発生される出力は、作動点のデータ組合せの基礎となる目標値出力からずれる。

従って制御装置１９は、３７により示されている出力調整器を有する。出力調整 器３７は、発電機３の電流及び電圧により決まる電力に依存して実際値電力をめ て、アクセルペダル位置に応じてプリセットされる目標値出力と比較する。出力 を閉ループ制御するために制御装置１９は、回転数が実際値回転数に到達したか どうかを監視し、到達すると、サーボ駆動装置２７に作用する出力調整器３７を イネーブルして、目標値出力を制御させる。

例えばＰ＝３０ｋＷからＰ＝８０ｋＷへ出力を増加するためにアクセルペダルを 変位すると、制御装置１９は絞り弁開度りを４５°から、Ｐ＝８０ｋＷにおいて 新作動点のデータ組合せに相当する開度６０”に制御する。絞り弁開度の変化に より、第２図に矢印３９により示されている回転トルク増加が発生する。この介 してトルク増加により内燃機関１は、新作動点に相当する約４７５０ｒｐｍの回 転数に加速される。回転数調整器３３が、新作動点のデータ組合せにより定めら れているこの目標値回転数に制御すると、出力調整器３７も内燃機関１の出力を 、新作動点のデータ組合せを定める８　０　ｋ　Ｗの目標値出力に制御する。第 ２図において点線４１により、出力が変化する間に回転数に依存して変化するエ ンジントルク示されている。

第２図の特性曲線群は、ダイナモエンジンの回転数への内燃機関１の回転トルク Ｍの依存を示す。しかし駆動装置の制御は、パラメータとして発電機３又は電流 制御装置５の出力電力を有するすなわちこれらの構成素子の効率も考慮する特性 曲線群を基礎にして行うことも可能である。第２図において比燃料消費量の特性 曲線群は、内燃機関１の回転トルク特性曲線群に重畳されている。この場合、デ ータ組合せはすでに、最小の比燃料消費量の作動点を表している。しかし比燃料 消費量すの特性曲線群は、別個に記憶することも可能であり、制御装置］９は、 作動点のデータ組合せをその都度に複数の特性曲線群から計算できる。

制御装置１９には、４３により示されている燃料消費量測定装置か配置されてい る。燃料消費量測定装置４３は、実際の燃料消費量をめる。燃料消費量測定装置 ４３は流量計であることもあり、供給された又は噴射された燃料量に関する情報 を内燃機関電子制御装置から受取るか又は燃料噴射弁の開放時間からめる手段で あることもある。制御装置１９は、実際値化燃料消費量を、実際の作動点で設定 されている出力に対する実際に供給される燃料量からめる。データメモリ３１に 記憶されている比燃料消費量に関するデータは、実際値消費量に依存して連続的 に更新される。このようにして特性曲線群は自動的に、経時変化による又は規格 大量生産におけるばらつきによる内燃機関１の誤差に整合する。比燃料消費量の 特性曲線群の整合は段階的に、例えば記憶されている比燃料消費量に関する情報 が実際のずれの数分の１しか変化しない形式で行われる。このようにして、比燃 料消費量をめる際に特性曲線群への測定誤差等の影響が小さくなるように保持さ れる。制御装置１９が、例えば従来の反復法で最小の比燃料消費量の作動点も特 性曲線群の更新後に修正することは自明である。

消費量特性曲線群の整合は、内燃機関１の別の作動パラメータ例えば温度センサ ４５により検出された内燃機関１の燃料温度又は冷却水温度に依存して行われる 。

比燃料消費量以外の作動パラメータも、内燃機関１の最適作動点の設定の際に考 慮できる。例えば、作動点を決める出力は、点火角又は燃空比又は吸込空気の温 度により影響される。データメモリ３１は、これらの作動パラメータのための付 加的な特性曲線群を有することもある。さらにデータメモリ３１は制御装置が、 個々の作動パラメータの意味を評価してこの評価に依存して、作動状況に応じて 複数の作動パラメータの最適状態をめることを可能にする組合せアルゴリズムを 有する。

複数の作動パラメータの共通の最適状態をめるための基礎は、内燃機関又は発電 機により発生される出力が所定目標値出力に一定保持されることにある。この前 提条件は、燃料消費量対応の作動パラメータも付加的に最適化しないことを可能 にする。制御装置１９は、出力に作用する作動量を、記憶されている組合せアル ゴリズムにより定められる最適状態が次の目標の組合せから得られるように制御 する。

−最小の比燃料消費量、 −最小の有害物質量及び最も無害な有害物質組成、−最小の発生雑音、 −内燃機関の可及的最大のいたわり。

このために制御装置は、有害物質含量をめるセンサ４７例えば空気過剰率センサ （ラムダゾンデ）及び／又は雑音測定センサ４９に応動する。このためにデータ メモリ３１は、有害物質放出量及び有害物質組成のための特性曲線群及び雑音特 性曲線群及び内燃機関いたわりに関する情報を有する。制御装置１９が、最適作 動点をめる際に場合に応じて所定の特性曲線群の一部のみしか考慮しないこと、 これらの特性曲線群も、比燃料消費量のための特性曲線群に基づいて前に説明し たように場合に応じて更新可能であることは自明である。

例えば制御装置１９は点火角及び出力調整素子２９の設定を一緒に、出力を一定 保持している際に比燃料消費量が減少し、しかしその際に有害物質放出量の許容 最大限界値を越えないように制御する。最小の比燃料消費量の作動点を設定する ために制御装置１９は、発電機３の検出出力が一定であるように回転数を回転数 調整器３３を介して制御しかつ出力調整素子２９の設定を制御する。第２図の特 性曲線群においてこれは、作動点５１において２重矢印５３により示されている ように一定出力の１つの曲線に沿って作動点を案内することを意味する。出力調 整器３７は、回転数を制御し出力調整素子２９を設定した後での出力の一定保持 を保証する。一定出力曲線に沿って比燃料消費量及び場合に応じて付加的に考慮 する作動パラメータの値がめられ、対応する回転数と一緒にデータメモリ３１に 記憶される。比燃料消費量が、一定出力曲線に沿っての運動の際に増加する場合 、これは、実の作動点が最適作動点からずれていることを意味する。この場合、 回転数を制御することにより制御装置１９は、より好適な比燃料消費量を保証す る。最小の燃料消費量にとってより好適な回転数の制御は走行作動中にも行うこ とができ、従って正確な比燃料消費量のための特性曲線群が既知であることは、 作動中に最適な状態を実現するためには必要不可欠ではない。

いくつかの作動パラメータが最適化される場合、これは、制御するパラメータ以 外のパラメータは一定保持されるように行われる。

第３図は、第１図の駆動装置とは実質的に、作動点の設定の際に用いられる閉ル ープ制御基本方針のみが異なる駆動装置の変形実施例を示す。同様に作用する構 成素子は、第１図の参照番号と同一の参照番号により示され、区別するためにａ が付与されている。これらの構成素子の構成及び動作を説明するために、第１図 及び第２図に関する説明を参考にする。

第１図の駆動装置と異なり回転数調整器３３ａは、出力調整素子２９ａのサーボ 駆動装置２７ａを制御し、出力調整器３７ａは、電圧調整器１３ａを介して電流 制御回路５ａを制御し、ひいては発電機電流を制御し、ひいては発電機３ａから 直流電圧中間回路７ａに供給される電力を制御する。第４図の特性曲線群の中の 作動点を設定するために制御装置１９ａは、アクセルペダル２３ａの位置により プリセットされる目標値出力に依存して、この目標値出力のデータとメモリ３１ ａからの少なくとも目標値回転数のためのデータとのデータ組合せを読出す。目 標値回転数に依存して回転数調整器３３ａは内燃機関１の回転数を目標値回転数 に制御し、出ツノ調整器３７ａは、出力を目標値出力に制御する。データ組合せ は、別の作動パラメータのデータを有することもあり、データメモリ３１ａには 、第１図に関連して前に説明したように作動パラメータの最適化のためのデータ が記憶されていることもある。

アクセルペダル位置を変位させて所望の出力変化を得る場合、第２図に関連して 説明した設定基本方針とは異なり出力調整素子２９ａは、所望の出力変化の後に 得られる設定値にただちに調整されず、変化する回転数に応じて最小燃料消費量 曲線Ｂに追従制御される。

第４図に示されているように、出力がＰ＝２０ｋＷからＰ＝６０ｋＷに変化する 場合には絞り弁開度は３５°から５５°に変化し、その際に回転数は１５００ｒ ｐｍから３６００ｒｐｍに変化する。内燃機関１ａのための加速度トルクを得る ために制御装置１９ａは目標値回転数を増加し、これにより回転数が増加し始め る。しかし、内燃機関１ａの加速度トルクを得るために出力調整器３７ａは、内 燃機関１ａを加速する所望の過剰トルクＭ１が得られるまで、発電機３ａがら直 流電圧中間回路に供給される電流を一定保持する。次いで電力が、任意に選択可 能な曲線Ａ１に沿って新作動点に案内される。内燃機関１ａが目標値回転数に到 達するとただちに、原動機付車両のための加速度出力はすべて利用可能となる。

このようにして制御袋Ｍ１９ａは、最小の燃料消費量においてまず初めに内燃機 関１ａ及び発電機３ａの加速を保証し、新作動点に到達すると初めて電動機１１ ａへの電力の供給を保証する。

例えばキックダウン等の最大の加速度の場合、出力変化の時間の間にも最小消費 量曲線からの逸脱が許容される。この場合、出力調整素子２９ａは、曲線Ｐ。

。により表される全負荷位置に設定される。これにより内燃機関１は、第４図の 特性曲線群の線５５に追従し、これに応じて出力調整器３７ａが電力を再び曲線 Ａ１に追従させると、内燃機関１ａを加速するための過剰トルクＭ２が供給され る。内燃機関１ａが目標値回転数に到達すると、出力調整素子は、最小の燃料消 費量の作動点にリセットされる（第４図の例では５５°）。

ダイナモエンジンの出力特性曲線群の特性曲線群データを更新することができる ことにより、次に第１図の駆動装置に基づいて説明するように内燃機関の欠陥診 断か可能となる。第３図の駆動装置においても診断が可能であることは自明であ る。

欠陥診断のために制御装置１９は、データメモリ３１に記憶されている比燃料消 費量特性曲線群を監視する。回転数依存性及び更新された消費量データの大きさ から、前のデータ例えば内燃機関１の断状態を表す元の目標値特性曲線群との比 較により、内燃機関状態例えば内燃機関の摩耗状態に関する情報が得られる。

例えば４気筒エンジンの場合、比燃料消費量の逆数が元の値の７５％に突然降下 することは、１つの気筒が例えば点火プラグに欠陥が発生したからだと推測でき る。

欠陥を検出すると制御装置１９は、運転者に例えばディスプレー５７を介して警 告する情報信号を発生し、診断された欠陥を将来の修繕のための情報としてデー タメモリ３１に記憶させる。場合に応じて制御装置１９は、燃料噴射量を変化し て非常走行プログラムを作動する。この場合、制御装置１９は燃料噴射量を減少 し又は遮断し、場合に応じて個々の気筒に対してこれを行う。付加的又は択一的 に制御装置１９は、内燃機関１の最大出力及び／又は最大回転数を減少するか又 は作動中に到達可能な回転数を制限する。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関（１）の出力及び／又は回転トルク及び／又は回転数を制御しサー ボ駆動装置（２７）により制御可能な少なくとも１つの調整素子（２９）を有す る内燃機関（１）と、 前記内燃機関（１）の被駆動軸に回転不能に連結されている発電機（３）と、 前記発電機（３）から給電され原動機付車両を駆動する電動機（１１）と、 一方では少なくとも１つの前記サーボ駆動装置（２７）及び他方では前記発電機 （３）により発生される電力及び／又は前記電動機（１１）により受取られる電 力をアクセルペダル（２３）の設定位置に依存して制御する電子制御装置（１９ ，３３，３７）と、前記内燃機関（１）の実際値回転数又は前記内燃機関（１） に連結されている前記発電機（３）を検出する検出手段と、 前記発電機（３）により発生される実際値電力及び／又は前記電動機（１１）に より受取られる実際値電力を検出する検出手段とを具備し、前記電子制御装置（ １９，３３，３７）は、実際値回転数を所定目標値回転数に保持する回転数閉ル ープ制御手段（３３）と、実際値電力を所定目標値電力に保持する電力閉ループ 制御手段とを有し、前記電子制御装置（１９，３３，３７）に、目標値電力のた めのデータと目標値回転数のためのデータ及び／又は少なくとも１つの前記サー ボ駆動装置（２７）の設定のためにデータとを組合せるためのデータメモリ（３ １）が配置され、前記電子制御装置（１９，３３，３７）は前記データ組合せを 前記アクセルペダル（２３）の設定位置に依存して選択する原動機付車両のため の駆動装置において、 前記データ組合せが、前記内燃機関（１）のエンジン特性曲線群の少なくとも１ つの作動パラメータに関する最適状態値を有する作動点例えば最小の比燃料消費 量の作動点及び／又は最小の有害物質放出量の作動点及び／又は最小の発生雑音 量及び／又は前記内燃機関（１）の最大のいたわり度の作動点を目標値電力に依 存して定め、前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、所定目標値電力に依存 して前記内燃機関（１）の少なくとも１つの前記調整素子（２７）の設定のため のデータ及び／又は目標値回転数のためのデータのデータ組合せを前記データメ モリ（３１）から選択することを特徴とする原動機付車両のための駆動装置。 ２．回転数閉ループ制御手段（３３）が発電機（３）及び／又は電動機（１１） の電力を制御し、前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、内燃機関（１）の 出力調整素子（２９）例えば絞り弁又は燃料噴射ポンプのサーボ駆動装置（２７ ）をまず初めに、データメモリ（３１）から選択された設定データに応じて設定 し、目標値回転数が閉ループ制御されると前記電力閉ループ制御手段（３７）が 、前記出力調整素子（２９）の前記サーボ駆動装置（２７）を制御することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 ３．回転数閉ループ制御手段（３３ａ）が、内燃機関（１ａ）の出力調整素子（ ２９ａ）例えば絞り弁又は燃料噴射ポンプのサーボ駆動装置（２７ａ）を制御し 、出力閉ループ制御手段（３７ａ）が発電機（３ａ）及び／又は電動機（１１ａ ）の電力を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の原動機付車両の ための駆動装置。 ４．所定目標値出力が変化されると電子制御装置（１９，３３，３７）が、内燃 機関（１）の出力調整素子（２７）を、変化された目標値出力のデータ組合せに より決まる設定位置に設定することを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に 記載の原動機付車両のための駆動装置。 ５．所定目標値電力が変化されると初めは一方では電子制御装置（１９ａ，３３ ａ，３７ａ）が電力を一定保持し、他方では回転数閉ループ制御手段（２７ａ） が回転数を、変化された目標値電力のデータ組合せにより決まる目標値回転数に 接近させることを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載の原動機付車両 のための駆動装置。 ６．電子制御装置（１９，３３，３７）に、データ組合せにより決まる作動パラ メータの実際値を検出するセンサが配置され、内燃機関（１）の作動点が設定さ れると前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、前記作動点のデータ組合せに よりプリセットされる記憶されている作動パラメータ値からの前記実際値のずれ を求め、前記記憶値をインクリメントに前記ずれに依存して修正することを特徴 とする請求の範囲第５項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 ７．作動パラメータの記憶値が修正されると電子制御装置（１９，３３，３７） が、作動パラメータの最適状態に対応する作動点を前記作動点の修正値に依存し て新たに定めることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の原動機付車両のため の駆動装置。 ８．電子制御装置（１９，３３，３７）に、内燃機関（１）の温度を検出するセ ンサ（４５）が配置され、前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、作動パラ メータの記憶値を検出温度に依存して修正することを特徴とする請求の範囲第６ 項又は第７項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 ９．電子制御装置（１９，３３，３７）が、内燃機関（１）及び／又は発電機（ ３）及び／又は電動機（１１）の作動パラメータに応動する少なくとも１つのセ ンサ例えば温度センサ（４５）及び／又は排気ガスセンサ（４７）を有し、デー タメモリに記憶されているデータ組合せが、付加的に作動パラメータのデータを 有し、前記電子制御装置（１９，３３，３７）がデータ組合せを作動パラメータ の検出値に依存して選択することを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のう ちのいずれか１つの項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 １０．電子制御装置（１９，３３，３７）が、異なる作動パラメータを基礎に内 燃機関（１）の出力及び／又は回転トルク及び／又は回転数を調整する、内燃機 関（１）の調整素子の複数の調整手段及び／又はサーボ駆動装置（２７）を制御 し、データメモリ（３１）が、複数の前記調整手段又はサーボ駆動装置を設定す るためのデータも有するデータ組合せを記憶していることを特徴とする請求の範 囲第１項から第９項のうちのいずれか１つの項に記載の原動機付車両のための駆 動装置。 １１．電子制御装置（１９，３３，３７）に、内燃機関（１）の複数の作動パラ メータの実際値例えば比燃料消費量及び／又は有害物質放出量及び／又は有害物 質組成及び／又は発生雑音量を検出するセンサ（４３，４５，４７，４９）が配 置され、データメモリ（３１）が、同時に到達すべき所定の複数の作動パラメー タの最適状態ための組合せアルゴリズムを記憶し、 前記内燃機関（１）又は発電機（３）又は電動機（１１）の電力がプリセット目 標値出力に保持されている際に前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、前記 内燃機関（１）が複数の前記作動パラメータの最適状態で作動されるように、作 動パラメータの検出実際値に依存してかつ前記データメモリ（３１）に記憶され ている組合せアルゴリズムに依存して目標値回転数及び／又は少なくとも１つの サーボ駆動装置（２７）の設定位置を制御することを特徴とする請求の範囲第１ 項から第１０項のうちのいずれか１つの項に記載の原動機付車両のための駆動装 置。 １２．電子制御装置（１９，３３，３７）が、目標値回転数及び／又は少なくと も１つのサーボ駆動装置（２７）の設定位置を、出力以外に少なくとも１つの作 動パラメータも一定値に保持され、別の１つの作動パラメータの値が最適値に接 近されるように制御することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の原動機付 車両のための駆動装置。 １３．データメモリ（３１）が、目標値出力のためのデータ及び／又は目標値回 転数のためのデータ及び／又は少なくとも１つのサーボ駆動装置（２７）のため の設定位置のためのデータと少なくとも１つの作動パラメータの値のためのデー タとの組合せのための特性曲線群データをさらに記憶しており、電子制御装置（ １９，３３，３７）が、センサ（４３，４５，４７，４９）により検出された実 際値作動パラメータの記憶値からのずれを検出し、前記記憶値をインクリメント に前記ずれに依存して修正することを特徴とする請求の範囲第１１項又は第１２ 項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 １４．電子制御装置（１９，３３，３７）が、目標値回転数及び少なくとも１つ のサーボ駆動装置（２７）の設定位置を、検出実際値に応じて更新される記憶さ れている特性曲線群に依存して制御することを特徴とする請求の範囲第１３項に 記載の原動機付車両のための駆動装置。 １５．データメモリ（３１）が、内燃機関（１）の新状態の特性曲線群データを 表す初期データの組合せを記憶し、 電子制御装置（１９，３３，３７）が、少なくと１つの作動パラメータ例えば比 燃料消費量の修正データを初期データと比較して、所定のずれ値又は所定のずれ 特性曲線を越えた場合には、作動障害を表す制御信号を発生することを特徴とす る請求の範囲第１３項又は第１４項に記載の原動機付車両のための駆動装置。 １６．回転数閉ループ制御手段（３３）が、実際値回転数の時間平均値を所定目 標値回転数に保持し、出力閉ループ制御手段（３７）が、実際値電力の時間平均 値を所定目標値出力に保持し、電子制御装置（１９，３３，３７）が、発電機（ ３）の電流の瞬時変化を内燃機関（１）の瞬時のクランク再度位置に依存して検 出し、電流に依存して内燃機関（１）の回転トルクの瞬時変化をクランク角度位 置依存して求めて、データメモリ（３１）に記憶されている回転トルクの大きさ 及び／又は瞬時変化のための目標値と比較し、所定の大きさ又は所定のずれを越 えた場合には、作動障害を表す制御信号を発生することを特徴とする請求の範囲 第１項から第１５項のうちのいずれか１つの項に記載の原動機付車両のための駆 動装置。