JPH0584380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 技術分野 本発明は、少なくとも回転数に関係して過給機
の過給圧が制御される過給式内燃機関を備えた自
動車のスリツプ低減装置に関する。

ロ 従来技術 この種の装置は、ドイツ特許公開公報第
3129686号に既に知られており、同装置の場合過
給圧の目標値が回転数の他に内燃機関の負荷値に
関係して調節できるようになつている。

ところがこのような過給式内燃機関を備えた自
動車、特に例えば競争用自動車のような高出力自
動車については変速比が大きいときは車輪のスリ
ツプを伴なわずに加速することは応々にして極め
て困難であることが判つている。これに対しては
トルクの絶対的な大きさではなく、回転数に関係
したトルク特性が重要な役割を果たす。これは第
１図に分り易く示されており、同図には回転数に
関係したトルク特性が吸気式内燃機関（特性曲線
１）並びに過給式内燃機関（特性曲線２）につい
て示されている。過給式内燃機関の場合、特に負
荷が変化した場合に生ずるトルクの急激な変化に
より自動車をスリツプさせずに運転することは困
難になり、特にカーブを走行している場合は困難
になる。

スリツプを低減させるために、例えば自動車の
駆動される車輪と駆動されない車輪の回転数を比
較すること等によりスリツプを検出することが提
案されており、スリツプが検出された場合、点火
時期（例えばドイツ特許公開公報第2322368号参
照）あるいは混合気の形成（例えばドイツ特許公
開公報第2832739号参照）を制御することにより
駆動軸のトルクを低減させてスリツプを低減させ
ている。

ハ 目的 本発明は従来よりも確実にスリツプを低減で
き、信頼性が高く、しかも簡単で安価に構成でき
る過給式内燃機関を備えた自動車のスリツプ低減
装置を提供することを目的としている。

ニ 発明の構成 本発明によれば、この目的を達成するために、
過給圧で作動され、少なくとも内燃機関の回転数
に関係して過給装置の過給圧が調節される内燃機
関を備えた自動車のスリツプ低減装置において、
内燃機関の時間的な回転数変化を検出する手段
と、内燃機関と駆動輪間に接続された変速機の設
定変速比に関係する所定の回転数変化を出力する
手段とを設け、前記検出された回転数変化と所定
の回転数変化の比較結果に従つて過給圧を制御し
て駆動スリツプを低減させる構成を採用した。

ホ 実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例の詳細を
説明する。

第２図には符号１０で示すものは内燃機関であ
り、この場合内燃機関１０は４個のシリンダー１
１を有している。排気管１２を介して、燃焼した
空気と燃料の混合気が内燃機関１０から排出され
る。排気ガスにより排気ガスタービン１３が駆動
される。排気ガスタービン１３は吸気管１４内に
配置されたタービン１５に連結されており、この
タービン１５により過給圧が形成される。さらに
排気管１２内の排気ガスタービン１３の手前には
弁１６は配置されており、これにより排気ガスタ
ービン１３より手前の排気ガス圧力と排気ガスタ
ービン１３の回転数を調節することができる。

制御装置１７には入力信号として負荷Ｌ、吸気
温度ないし内燃機関の温度〓、回転数ｎあるいは
例えば過給圧Ｐに関する情報のような内燃機関の
パラメータが入力される。また制御装置の出力に
は燃料の供給量と点火時期を制御する制御信号を
出力する。本実施例では燃料噴射による外部着火
式の内燃機関であるので、制御装置１７から制御
パルスにより符号１８で示す点火プラグと符号１
９で示す燃料噴射弁が作動される。

制御部２０は、ここでは独立したブロツクとし
て示されているが制御装置１７に全部を統合する
こともでき、弁１６の制御を行なう。原則的には
制御部２０には制御装置１７の全ての入力が与え
られる。

さらに制御部２０には信号線２１を介して比較
器２２の出力信号が導かれる。

本発明の第１の実施例によれば、比較器２２に
は過給圧の実際値２３並びにメモリ２４から過給
圧の目標値が与えられる。メモリ２４内には過給
圧の目標値が回転数並びに変速機２５の設定変速
比に従つて格納されている。変速機２５の設定変
速比に関する情報は最も簡単な場合にはスイツチ
２６を介してメモリ２４に伝えられる。

本発明の第２の実施例によれば、点線で示され
るように比較器２２には回転数に比例した信号を
微分する微分回路２７の信号が印加される。さら
に比較器２２には、回転数変化の最大許容値が格
納されたメモリ２８からの信号が印加される。こ
のメモリ２８はスイツチ２６を介して変速機２５
の設定変速比に従つて制御される。

本発明の第３の実施例によれば制御部２０はメ
モリ２４の出力信号により信号線２９を介して直
接作動される。この構成の場合には比較器２２並
びに入力情報である過給圧の実際値２３は省かれ
る。

さらに上述の全ての構成において、点火プラグ
１８並びに燃料噴射弁１９の作動を制御装置によ
るのではなく、点線の信号線３０，３１で示すよ
うに制御部２０により行なうようにすることもで
きる。

全体構成を判り易くするために、各構成２２，
２４，２８および２７は第２図でブロツクとして
示されているが、これらの構成も制御部２０と全
く同様に制御装置１７に統合することができる。
本発明の基本的な考えによれば全体構成の機能が
デジタル的な信号処理に基づくがまたはアナログ
的な信号処理に基づくかはどちらでもよい。内燃
機関の電子制御分野の当業者にとつては上述の構
成をアナログ的に実施する場合も、また例えばマ
イクロコンピユータによりデジタル的に実施する
場合と全く同様に殆んど問題なく実施できるもの
である。

次に以上の構成の機能を第１の実施例から説明
する。

制御装置１７により、例えば負荷Ｌ、温度〓、
回転数ｎ、過給圧Ｐ等の内燃機関の信号に関係し
て制御信号が形成され、この信号により燃料噴射
弁と点火プラグが制御される。デイーゼル式内燃
機関の場合は点火時期の代わりに噴射開始時期が
制御される。制御部２０には原則的に内燃機関の
情報が同様に全て与えられており、この制御部２
０により少なくとも回転数ｎに関係して内燃機関
の過給圧Ｐが弁１６を介して制御される。ところ
で第１図の特性曲線２で示されるターボ過給式内
燃機関で代表的なトルクの急激な変化はそれぞれ
の自動車のスリツプ問題の主要な原因となるもの
であり、このトルクの急激な変化を鈍化するため
に各ブロツク２３，２４，２５および２６が設け
られている。

比較器２２に過給圧の実際値並びにメモリ２４
から過給圧の目標値が供給される。ここで重要な
ことは、回転数に関係した過給圧の目標値が変速
機の設定変速比に従つて異なることである。過給
圧の実際値が目標値を上回ると、制御部２０によ
り弁１６が駆動される。その場合、排気ガスの一
部分しか排気ガスタービン１３の駆動に用いられ
ず、これにより内燃機関の空気供給側での過給圧
も低減する。変速比が大きい（低速）場合は内燃
機関のトルクがかなり車輪へ伝えられ、それによ
りスリツプの危険が高くなるが、このような場合
問題となる回転数の領域での過給圧は変速比が小
さい（高速）ときよりも低い値に制限される。設
定変速比に関係した過給圧の目標値は好ましくは
回転数をパラメータとして回転数に対する駆動軸
のトルク特性が全ての変速比に対してほぼ同じに
なるように設定される。

本実施例の第２の実施例では、過給圧の実際値
とメモリ２４の過給圧の目標値の代わりに微分回
路２７からの回転数変化とメモリ２８の最大目標
値とが比較器２２に供給される。メモリ２８には
それぞれの変速比に関係して、実験的に求められ
た回転数変化の最大許容値が格納されており、こ
の最大許容値は例えば滑りにくい道路上での加速
最適値に対応して定められる。運転中、特に加速
しつつある場合には、回転数変化がメモリ２８に
格納された回転数変化の許容最大値を上回ること
がないように制御部２０と弁１６を介して過給圧
が制限される。その時にどの変速比が設定されて
いるかの情報は変速機２５からスイツチ２６を介
してメモリ２８に供給される。スイツチ２６の代
わりにそれぞれの変速比に対して設けられた接点
あるいは自動変速機からの論理信号を用いること
もできる。なお変速比が小さい（高速）場合はス
リツプは通常少ないことが予想されるので、変速
比が大きい領域だけを検出するようにしても充分
である。

さらに、本発明の第３の実施例では、制御部２
０には信号線２９を介してメモリ２４から過給圧
の目標値だけが供給される。これは回転数ｎと設
定変速比に関係した制御を意味する。ここで空気
圧等のような種々の周囲条件が変化すると過給圧
制御に誤差を発生する場合があるが、正確さがそ
れ程要求されず、それよりもコストの観点と即座
に実現できることが重要である場合には、このよ
うな制御で充分である。

第３ａ図には制御時の過給圧の特性が時間に関
係して示され、第３ｂ図にはそれに対応する点火
角度の変化ないし燃料噴射時間の変化が時間に関
係して示されている。時点ｔ＝t₀において過給圧
ないし回転数変化の実際値がその目標値を上回
り、制御が行なわれる場合には、例えば第３ａ図
に示すように過給圧が低減される。更に第２図の
点線で示された信号線３０，３１により示される
ように、制御部２０により点火時期ないし燃料供
給量が制御される。過給圧が弁１６によつて完全
に遅延無しに制御ないし調整される訳では無いの
で、状況によつては例えば過給圧の低減（第３ａ
図）と同時に内燃機関の出力を低減させるのが好
ましい。これは点火時期を値Δαzだけ遅れる方向
に移動することにより行なうことができ、この値
Δαzは過給機の機械的な慣性により与えられる時
間が経過した後再びゼロにされる。また第３ｂ図
において噴射時間Δtiで示される燃料供給量を上
記の時間の間低減させることも同様に行なえる。
また多くの場合、点火時期と燃料供給量の両方の
制御を行なうのがよいことがわかつている。

第４図には例えばデイジタルコンピユータによ
り行なわれるスリツプ低減のための過給圧制御の
概略手順が示されている。最初に回転数ないし回
転数変化の実際値が検出され、次に変速機の設定
変速比の情報が与えられた後、それに対応したメ
モリに格納された目標値が読み出される。次に目
標値が実際値より高いか否かの判定を行ない、そ
の結果が肯定情報（Yes）である場合には、新た
な実際値の検出によつて上記ルーチンを最初から
繰り返す。しかし判定の答えがNOであつた場合
には、次に過給圧が低減される。あるいはこれに
加えて内燃機関の出力も短時間上述した方法で低
減され、しかる後に新たな回転数ないし回転数変
化の検出が行なわれる。

本発明装置によれば実際の運転においてそれぞ
れ最適加速度を確実に得ることができる。入力情
報としてはその時に設定されている変速比の情報
しか必要でない（他の入力情報は皆点火ないし燃
料噴射を制御する電子制御装置にいずれにせよ必
要になる）ので、本発明装置は極めて安価に実現
され得る。さらに本発明装置は極めて信頼性が高
く、故障が少ない。

以上の説明から明らかなように本発明のスリツ
プ低減装置によれば、内燃機関の電子制御装置で
点火時期ないし燃料噴射量の制御に本来必要な入
力情報と並んで他の情報として変速比情報しか必
要としない。変速比情報を検出するセンサは最も
簡単な場合にはスイツチとして構成され、これに
ついては極めて安価に構成され、機能の信頼性も
高い。スリツプ低減方法は特に過給圧を介して行
なわれるので、内燃機関を好ましい駆動領域にし
ておくことができ、排気ガスの増加を防止するこ
とが可能になる。本発明装置を設けることにより
極めて簡単な構成で最適な加速度が得られる。そ
の上にカーブでの自動車の運転が容易になる。

また本発明装置は従来の構成と異なり自転軸の
無い自動車（例えばロツキングデイフアレンシア
ルを備えた四輪駆動車）にも用いることができ
る。

また内燃機関の過給圧を回転数変化に関係して
制御し、その場合回転数変化の最大値を設定され
た変速比に従つて実際の回転数変化と比較する構
成も極めて好ましい。

また過給圧を回転数と変速比情報に関係して制
御する特に簡単な構成は、特にコストがかから
ず、過給式内燃機関を備えた自動車に付設するの
に特に適している。

ヘ 効果 以上説明したように、本発明では、内燃機関の
時間的な回転数変化と変速機の設定変速比に関係
した所定の回転数変化が比較され、その比較結果
にしたがつて過給圧が制御されるので、車輪の回
転数センサを必要とすることなく、またタイヤの
半径の相違や信号処理に無感知帯を設けることな
く、簡単で安価な構成により、即ち入力情報とし
てそのとき設定されている変速機の変速比と内燃
機関の回転数変化を用いるだけで、過給圧を制御
して車輪のスリツプを低減させることができる、
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸気式内燃機関と過給式内燃機関の回
転数に関係したトルク特性を示す図、第２図は本
発明の実施例の構成を示すブロツク図、第３ａ図
および第３ｂ図はそれぞれ実施例による制御時の
過給圧特性および点火角度、燃料噴射時間の変化
を示す線図、第４図は本発明実施例による過給圧
制御の手順を示すフローチヤート図である。 １０……内燃機関、１３……排気ガスタービ
ン、１５……タービン、１６……弁、１７……制
御装置、１８……点火プラグ、１９……燃料噴射
弁、２０……制御部、２２……比較器、２３……
過給圧、２４，２８……メモリ、２５……変速
機、２６……スイツチ、２７……微分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 過給圧で作動され、少なくとも内燃機関の回
   転数に関係して過給装置の過給圧が調節される内
   燃機関を備えた自動車のスリツプ低減装置におい
   て、 内燃機関の時間的な回転数変化（dn／dt）を
   検出する手段２７と、 内燃機関と駆動輪間に接続された変速機の設定
   変速比に関係する所定の回転数変化を出力する手
   段２８とを設け、 前記検出された回転数変化と所定の回転数変化
   の比較結果に従つて過給圧を制御して駆動スリツ
   プを低減させることを特徴とする過給式内燃機関
   を備えた自動車のスリツプ低減装置。 ２ 前記所定の回転数変化が最大許容回転数変化
   であり、回転数変化がその最大許容値を上回つた
   場合内燃機関の過給圧が低減されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の過給式内燃機
   関を備えた自動車のスリツプ低減装置。 ３ 内燃機関の駆動輪のスリツプを低減させるた
   めに過給圧を減少し、さらに内燃機関に供給され
   る燃料混合気の点火時点を遅れる方向に短時間移
   動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の過給式内燃機関を備えた自動
   車のスリツプ低減装置。 ４ 内燃機関の駆動輪のスリツプを低減させるた
   めに過給圧を減少し、さらに内燃機関に供給され
   る燃料供給量を短時間低減させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項に記載の過給式内燃機関を備えた自動車の
   スリツプ低減装置。