JPH06510351A - 内燃機関により駆動される車両の加速ジャークを円滑にする方法 - 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】 内燃機関により駆動される車両の加速ジャークを円滑にする方法 本発明は、内燃機関により駆動される自動車の加速ジャークを円滑にするための 方法に関し、特に、安定した状態或いは減速段階からの加速時におけるジャーク を円滑にする方法に関する。

添付図面５Ｂは、時点ｔ０でドライバーが要求する急激な加速に続き、機関或い は車両に関連した種々のパラメータの時間の経過に伴う変化を示す。この時点で 、ドライバーは、絞り弁の開口部を制御するアクセルペダルを踏む。機関の侵入 角度Ａが元々最大トルクを提供するために修正されるため、車両の長手方向の加 速が加速度計により記録される。この加速度計がらの出力信号が記録されると、 次第に減衰する比較的大きな時間振幅が観察される。これらの振幅は、ドライバ ーが不本意に経験するジャークである。従って、車両の運転性はこのジャークに より低下すると言っても良い。記録された加速の振幅は、車両の機関から車輪ま での運動機構、特にクラッチ板及びカルダン継手のτ所の「弾性」により生じる 。加速中にドライバーがエンジントルクを急激に増加するよう要求すると機構が 振動し、発生した振動は車両の進行中に不本意なジャークとしてドライバーに伝 わる。

加速の開始時にの中でエンジントルクを制御することによりこれらのジャークを 除去するための方法がめられｒ　＠　ｔニー、ＢＥＮＤＩＸ　ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＩＣ３１７）名で出願されたフランス特許出願Ｎｏ、８８　０９０５６で説明さ れている最初の解決策によれば、アクセルペダルの運動が、このペダルの運動行 程の最初の部分で絞り弁の開口部の全角度にわたり中和され、ジャークを回避す べく、機関に導入する空気の流量はその後特に低い制御により調整される。しか しこれは負荷が低い場合だけである。　ＳＩＥＭＥＮＳ　ＡＵＴＯＭＯＴＩＹＥ 　Ｓ、Ｓ、　ｋの名で出願されたフランス特許出願Ｎｏ、９０　０２６３３に記 載される別の解決策によれば、機関に導入される空気及び燃料が制御されてそれ らをモデルに定義される挙動に従うよう抑制される。こうすることによって、ド ライバーが一時的な加速を要求した時を含み、機関の反応を最適化することがで きる。これらの解決案はモーターにより駆動する絞り弁の使用を必要とし、従っ て高価であるという欠点がある。この欠点は、１９９１年７月９日に同出願人に より出願されたフランス特許出願Ｎｏ、９Ｌ　０８５８５に記載された内燃機関 の侵入の過渡状態の修正方法により克服される。この方法によると１機関に関連 する歯車箱の歯車比を変更すると、歯車比の変更により過渡状態から抜は出すま で、再度加速した際にこの機関の速度のジャークが、機関の吸気圧の微分時間の 関数として侵入を修正することドの圧力が増加することよって検出される。この 方法では満足のいく結果が得られるが、固体の理論的基礎に基づくジャークを滑 らかにしてこの方法を最適なものにする方法が依然として要求される。従って、 本発明の目的は、安価に実行でき、またドライバーにより要求される加速が車両 の運転性を低下させるジャークを生起しやすい種々の状況に適用できる、加速ジ ャークを円滑にするための方法を提供することである。また本発明は、工程を最 適化する理論的基礎によって維持される方法を提供することを目的とする。また 、本発明のこれらの目的、及び以下の説明がら明らかになる他の目的は、内燃機 関により駆動する自動車のジャークを円滑にする方法、また車両が加速段階に突 入したことを検出する方法により達成される。機関の侵入はそれから所定の値に 減少され、そして侵入は、機関の出力側に設けられた歯車箱の選択された歯車比 の関数である所定の時間の間この値に維持される。以下に示されるように、一時 的な加速段階の間に侵入を制御するためにこのような方法を採用することによっ て、上述のジャークの大きさが大幅に減少する。この大きさは本発明を適用しな い場合に観測される大きさの２０％まで減少することができる。この結果、運転 性が大きく向上する。本発明による方法の好適な実施例によれば、時間△ｔの形 態は下の通りである：ここで ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは、定数であり、１．−ドライバーの要求した加速の継続時 間持続である。

また本発明によれば、機関により伝達されるトルクの減少比工は以下のように計 算され、これはジャークを円滑にするのに適している： 次いで、減少したトルクを得るために実施されるべき点火進角の減少が計算され る。

本発明によるその他の特徴及び利点は以下の記載及び添付図面を参照して明らか となろう。

−図１及び２は車両の内燃機関からそれにより駆動する車両までの運動機構に関 する本発明の例を示す概略図である。

一図３は、車両の加速段階において観察されたジャークを吸収する、本発明によ る方法を説明するグラフである。

一図４は車両の加速段階の間、本発明により確立される機関の侵入角度の値の時 間経過に伴う変化を示すタイムチャートである。

一図５Ａ及び５ｅは長手方向の加速度計、及び機関の絞り弁の開口部角度センサ の出力からの侵入の値の時間の経過に伴う変更のタイムチャートであり、これら は運転性の改良を示すためのものである０本発明によれば、前述の発振を低減す るために、問題となる従来の運動機構に信頼性が与えられる。この機構は図１に 示され、機関は、コンロッド組立体及び機関のフライホイールの慣性を表わす慣 性Ｊの質量の形態をとっている。後者は従来、特性が強度に１のばねのものと類 似しているクラッチと関連している。クラッチ自体は歯車箱と関連するする。歯 車箱の慣性は、機関に対して小さいと考えて良く、従って起こり得る角度のバッ クラッシュと共に無視しても良い１図１における例では、歯車箱は、減速歯車比 ｒによって表わされる。

動力を車両の車輪に伝達すための部材は、強度に、のばねにより構成しても良い 。運動機構は、機関により生じるトルクＣにより駆動する０図１に概略が示され る例は図２に示される程度の構成要素まで筒素化して小型にしても良い０図２の 例は以下のように慣性Ｊ及び強度にのばねのみより構成されている・均等な強度 には歯車箱の選択された歯車比ｒの関数であることが分かるであろう。

慣性Ｊの質量及び強度にのばねにより構成される機構の動的挙動は次の式で表わ される・ Ｊθ　＋　Ｋθ　■　に こでθは、機関のフライホイールの角位置を定義する角度である。これはこの角 度の値における時間変動または振幅であり、これはドライバーが要求した機関ト ルクの突然の増加によって誘発され、ドライバーが加速段階の間に経験するジャ ークの原因となるものである。本発明によれば、加速段階の間に機関トルクを制 御することにより、図３に図示されるようにこれらの振幅を除去するか、或は少 くとも減らすことが可能である。同図には振幅ｅＡが示されており、これは、ド ライバーがアクセルペダルを操作した後、機関トルクが値Ｃ０から値Ｃ７に直線 状に通過するとき観察される。このペダルの操作により、以下「加速時間」と称 する時間し、の間に機関の絞り弁の開口部角度の増加が制御される。その後ＯＡ における広い振幅が観察され、それは車両の加速において約０．３ｇの感知でき る変化となる０本発明が減少しようとするのはこのような変化である。

これを行うために、事前に予測した時点ｔ、までトルクを直線状に上昇させた後 に、ドライバーに要求されたトルクを、本発明により制御されたトルク（ＣＬ） に代えることにより、機関によって生じたトルクを意のままに制限することがで きる。このトルクは、時間Δｔの間、値ＣＬで固定される。この値は、ドライバ ーが要求した最終的なトルクＣ３の所定の一部分に対応するもので、時間Δｔの 終了は、角度ｅＡにおける振幅の最初の最大値と一致し、次いで時点ｔ、に達す る。その後、角度の時間による変化は図３に示されるように強制される。

如何なる振動も時点ｔ、の後は論理的に抑制され、これにより運転性が大幅に向 上する。値Ｃ２に対するトルクの制限は、本発明によれば機関の点火進角を減少 することにより得られる。最適なトルクを与える値に関し、このような減少によ り低減したトルクを提供することができることが知られている。従来、機関のピ ストンが上死点（ＴＤＣ）を通過する前にこの進角が、角度で温室されることも 同じく知られている。

本発明による方法の実質的な特徴によると、トルクを値ＣＬに安定させるため、 侵入を減らすのに必要な持続時間へｔは、歯車箱において選択された歯車比ｒに 依存する０本発明によると、Δｔは、以下の公式により計算される。

上記式において、Ａ、Ｂ及びＣは定数であり、以下の関係にある・ ω。がｒの関数であるため、八ｔは機構の特性周波数ω０の関数であり、最終的 に歯車比ｒの関数である点に留意されたい。

このように侵入減少の持続△ｔを計算しても、△ｔのために維持すべき制限トル クＣ８を決定することが依然として必要である。最大トルクＣＩが固定であると 仮定すると、このトルクＣ１における減少比率（−３４）は以下のようにめられ る・ Ｄは機構の振幅の［行過ぎ量率」に対応する。従って、Ｘは事実上歯車箱の選択 された歯車比の関数であり、ｒに依存するω。の関数である。

本発明による方法は、機関がイグニション、或はオプションとしてインジェクシ ョン用コンピュータにより制御される機構に実用できるように構成されたもので ある。このようなコンピュータとは、通常、上述のような計算を実行するために 適切にプログラムされた１つ或いは複数のマイクロプロセッサより構成される。

本発明の方法を実行するには、アクセルペダル位置センサからの出力、また「足 の上げ下げ」に反応するセンサからの出力を受信するコンピュータも必要である 。

また、ｒ情報、即ち歯車箱内に係合した歯車の比をコンピュータに提供するセン サも設けなければならない。

そのようなセンサは、一般に、コンピュータにｒ情報を提供するために歯車箱を 備えている。

一般にポテンショメータの絞り弁位置センサも、信号をイグニション用及びイン ジェクション用コンピュータに供給するために使用される０本発明によれば、セ ンサにより提供されてコンピュータにより計算される信号の微分時間が所定のし きい値を超えると、行過ぎ量が、例えば安定した状態からドライバーの要求した 急激な加速により生じたと解釈される。すると本発明による事前の修正が実行さ れる。

図４におけるグラフは、機関の加速段階の間、本発明による方法を実行するのに 確立される点火進角の時間経過に伴う変化をより完全に示すものである。車両の ドライバーが加速を要求するたにアクセルペダルを踏む時点Ｌ０から発し、機関 吸気圧及び吸気流量の速度の関数として作用する機関に関連するイグニション用 コンピュータによる侵入の角度の制御が禁止され、本発明による制御に置き換え られる。この制御を実行するのに好適な形態によれば、点火進角は、本発明によ りめられるトルク減少に対応する値ａＬまで均等に減少され、この進角は時間Δ ｔの間維持される０時間Δｔは、図４に示されるように通常９に近（〜００本発 明よれば、歯車箱歯車比ｒの関数である時間Δもの終了時に、点火進角は、この ように増加した進角が通常イグニション用コンピュータにより計算される侵入を 超える瞬間まで急激に増加し、その後点火進角の制御を再開する。従って、本発 明は一時的な加速段階の点火進角の制御に関するものであり、この制御は、この ような段階でのみ、従来の法則に従うコンピュータによる制御に置き換えられる 。このように制御を置き換えることにより、コンピュータが加速段階中に従来通 り作動し続けた場合にドライバーが通常経験する加速ジャークを除去或いは大幅 に低減することができる本発明の好適な実行形態によれば、低速で操作された侵 入減少により生じる感知し得るジャークを避けるために、本発明による点火進角 制御は、加速段階における、機関の速度が、所定の速度、例えば７００　ｒｐｍ 以上の場合のみ使用される。速度センサは、一般に、この装置の実行を特に簡単 にする情報を点火進角用コンピュータに提供する。

このコンピュータでは、点火進角は、機関の、また圧力或いは吸気流量の速度の 関数として計算される。

その後、機関の１サイクル中に生じた時間内のイベントのローテーションは速度 の関数である信号と共に出力される。減らされた進角ａＬを維持するための時間 Δｔはこの場合、歯車箱歯車比ｒだけでなく機関の速度の関数でもある０本発明 による点火進角減少は、持続時間ｔ、が約０．１から０．３秒の間の比較的急激 な加速に対して効果的である。加速がそれより長い場合、上述のジャークはより 感知し難くいため、修正の必要はない、除去される振動の大きさは、加速時間ｔ １における弁の開口部角度の増加と比例する。従って、本発明による侵入の修正 が、弁の与えられた開口部に増加に対して効果的であるならば、実行されるトル ク減少がたとえ必要以上に大きくとも弁の開口部が小さな場合でも同様に効果的 である。上述のように確立された理論的な例によれば、振幅の大きさは、同じ加 速時間ｔ、の間、歯車箱歯車比ｒが増加すれば減少する。

しかし、本発明に従って進角のバックオフは、高い歯車比で必要なままである。

何故なら平均加速度は、これらの歯車比ではより低（、ドライバーは加速振幅を 同じ程度に感じるためである。

図４に示される本発明によるバックオフは、進角の減少の率、減少した進角ａＬ の値、この進角の持続時間△ｔ、進角の増加の率という種々のパラメータの関数 として変化し得ることが分かる。これらのパラメータは、ドライバーに要求され る再加速の前の減速段階で、起こり得るインジェクションカットオフによる影響 を受ける。コンピュータにより判明する起こり得るインジェクションカットオフ を考慮すべく、コンピュータのマイクロプロセッサ−への計算用のプログラミン グが提供される。このコンピュータはこれらのパラメータの値内でインジェクシ ョンの開口部及びインジェクション時間をも制御する。

上述のように、周波数が、機関の速度の関数である信号によりイベントの率を決 定するコンピュータでは、シリンダのピストンが上死点を通過する回数を表示す ると共１：減少したトルクａＬを維持するための時間△ｔは、速度の関数として 、また減少率及び侵入の上昇の関数として修正しなければならない、何故なら、 速度は、減少比率Ｘに生じる機構の振動の行過ぎ量りには影響を及ぼさないため である。この減少風は、速度による影響は受けない。

図５Δ及び５Ｂは、それぞれ本発明により修正した加速段階を場合、及び修正な しの場合における、長手方向の加速度計の出力信号、及び絞り弁の角の位置のポ テンショメータ・センサからの点火進角の時間の経過に伴う変化を示している。

ドライバーは、時点ｔ６で加速を要求する。加速時間（弁の開口部角度が安定） の終了時に、減衰された振幅は、加速度計の出力信号として表示される。この加 速度計は、その全工程にわたり車両の加速変化を測定するものある０本発明によ る進角の修正を行わない場合、ドライバーが感じるジャークを示すこれらの振幅 （図５Ｂを参照）は最初０゜３ｇの振幅に達っすることもあり、従ってこの振幅 は非常に感知し易いものであることが観測される０本発明による進角の修正を行 った場合（図５Ａ）、加速度計の出力における振幅の大きさは、約５の比率で大 幅に減少されて実質的にはドライバーには感知できなくなる。

国際調査報告 ＩｅｌｆＳ凰−−、、、、ｈ、ＰＣＴ／ＥＰ　９２１０１７８８１＋　、−一＋ −ＰＣＴ／ＥＰ　９２１０１７８ｇ国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．車両が加速段階に入ることを検出し、次いで機関の点火進角を所定の値（ａ Ｌ）に減少し、機関の出力側に置かれた歯車箱の選択された歯車比（ｒ）の関数 である所定の時間（Δｔ）の間、前記進角を前記値に維持することを特徴とする 、内燃機関により駆動される自動車の加速ジャークを円滑にする方法。
2. ２．請求項１記載の内燃機関により駆動される自動車の加速ジャクを円滑にする 方法において、前記時間（Δｔ）は以下の形式のものであり： Δｔ＝（π−Φ）／ωｏ−ｌ１ Φ＝ａｒｃｃｏｓ〔（ｓｉｎωｏｌ１）／（√２（１−ｃｏｓωｏｌ１）〕ωｏ ＝√Ａ／（Ｂｒ２＋Ｃ） 上記式において、Ａ，Ｂ及びＣは定数であり、ｔ１はドライバーに要求される加 速度であることを特徴とする、内燃機関により駆動される自動車の加速ジャーク を円滑にする方法。
3. ３．前記機関により伝達されるトルクはジャークを円滑にすべく以下の式に基づ き計算され：Ｘ＝１／（１＋Ｄ） Ｄ＝（√２（１−ｃｏｓωｏｌ１））／ωｏｌ１次いでトルク（Ｃ１）を減少さ せるために操作される点火進角減少量（ａ１）を計算することを特徴とする、請 求項２記載の方法。
4. ４．「足を上げた位置」及び「足を下げた位置」間を切り替えるアクセルペダル の位置センサにより前記機関が加速段階に入ったことを検知することを特徴とす る、請求項１から３までのいずれか１項記載の内燃機関により駆動される自動車 の加速ジャークを円滑にする方法。
5. ５．前記機関の絞り弁の位置を示す信号の微分時間による所定の閾値を超えると 前記機関が加速段階に入ったことを検知することを特徴とする、請求項１から４ までのいずれか１項記載の方法。
6. ６．前記機関の速度を測定し、その速度が所定の閾値を超えた時にだけ前記機関 が加速段階に入ったことの検知を有効とすることを特徴とする、請求項４又は５ 記載の方法。
7. ７．前記機関が加速段階に入る前に、機関に関連する侵入計算及び制御手段によ り、確立した進角値を均等に減少することにより減少侵入値（ａＬ）を求め、前 記手段は加速段階ヘの突入が検知されると停止することを特徴とする、請求項１ から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ８．前記減少した進角量（ａＬ）を維持するための時間（Δｔ）の終了時に、前 記計算及び制御手段により計算された進角量に対応する値まで前記進角量を均等 に増加し、前記手段は加速段階から脱すると再度起動することを特徴とする、請 求項７記載の方法。
9. ９．前記機関が加速段階に入る前に、機関ヘ燃料を噴射する装置に供給するカッ トオフを検知し、点火進入の減少及び増加、また時間（Δｔ）の間維持される一 定の進角（ａＬ）が前記検知の関数として修正されることを特徴とする、請求項 ８記載の方法。
10. １０．請求項１から９までのいずれか１項記載の内燃機関により駆動される自動 車の加速ジャークを円滑にする方法において、前記方法は機関の速度の関数、及 び機関に吸入される空気の圧力或いは流量の関数として点火進入が計算される機 関に適用され、所定の減少した進入値は、歯車箱の選択された歯車比（ｒ）及び 機関の速度の関数であることを特徴とする方法。