JPH06511134A - 自動車のための駆動装置 - 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 自動車のための駆動装置 本発明は、自動車のための駆動装置に関し、特に自動車を少なくとも１つの電動 機により駆動する駆動装置であって、その電動機か内燃機関により駆動される発 電機から給電されるものに関する。

通常自動車に搭載されているタイプの従来の内燃機関は、異なる内燃機関回転数 においである特定の大きさの所望の出力を発生できる。トルク−内燃機関回転数 −特性曲線群において、同一の大きさの出力の動作点は、出力が本質的に内燃機 関回転数とトルクとの積に等しいという関係に対応して、近似的に双曲線状の特 性曲線になる。しがし特性曲線群において、一定の出力の各動作点には、例えば 比燃料消費量、排気ガスの有害物質量及び有害物質組成又は内燃機関の発生雑音 等のその他の動作パラメータの異なる値が割当てられる。動作点を適切に選択す ることにより、各所望の出力に対して、１つの動作パラメータ、例えば比燃料消 費量すなわち出力に対する燃料消費量、の最適状態をめることができる。

機械的伝動装置を介して内燃機関により駆動される従来の自動車の場合、所望の 出力のための動作点は、非常に制限されてしか動作パラメータ最適状態に近づけ るこ止ができない。何故ならば内燃機関回転数は、伝動装置の切換え段に応じて しか選択制御が可能でないからである。

“ＶＤＩ報告”、Ｎｏ、８７８．　１９９１．６１１〜６２２頁から、別個の電 動機により駆動される車輪を有する自動車のための駆動装置が公知である。電動 機の電流は、内燃機関により駆動される発電機が供給する。この場合、電子制御 装置は、発電機から電動機に供給される電流を、運転手かアクセルペダルを介し て指示する駆動出力に依存して制御する。このような駆動装置に適する電動機及 び発電機は、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第３２４３５１５Ａ１号公報は、始動動作中のディーゼル機 関車の内燃機関の出力及び回転数を調整する設計思想について説明している。こ の機関車は、道路を走行するための自動車と異なり通常は運転作動の大部分のフ ェーズにおいて比較的一定の運転条件か支配する軌道走行車両である。この従来 技術では比較的短−いフェーズの間のみ、低い車両速度に起因して同様に低い駆 動出力の必然的結果である、不必要に高い内燃機関回転数を回避すればよい。そ の実現のために、車両速度が所定閾値より低い場合には車両速度の増加とともに 内燃機関の回転数を案内量（駆動装置の目標値出力）に依存する急峻度で増加さ せる。これにより回転数は、閾値到達時にその都度の目標値回転数に到達し、速 度がより高い場合にはこの目標値回転数に保持される。この場合、目標値回転数 はその都度の目標値出力値に固定して割当てられている。始動動作中に制御装置 は、自動車の発電機の出力の目標値が内燃機関の実際値回転数の変化に対応して 変化されることを保証する。この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、案内量と回転数との間の割当ても任意に線形関数として前もって与 えられている。目標値回転数が異なる場合に内燃機関のある特定の目標値出力を その都度に所定の最適化基準（例えば消費量、放出雑音、放出有害物質）に依存 して内燃機関の対応する特性曲線群に基づいて定める可能性は考慮されていない 。

内燃機関の作動中の故障は早期に発生し、しばしば運転手が気づかない。すでに 損傷が大きくなった時点て初めて対応（例えば内燃機関の停止）が行われる。

本発明の課題は、損傷を最小化する又は完全に防止するために、駆動出力を発生 する内燃機関の作動が従来に比して良好に監視される自動車搭載駆動装置を提供 することにある。

本発明の出発点は、上述の従来技術の駆動装置にあり、本発明は、 内燃機関の出力及び／又はトルク及び／又は回転数を制御し調整駆動装置により 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、前記内燃機関の出力 軸に一緒に回転するように接続されている発電機と、 前記発電機から給電され自動車を駆動する少なくとも１つの電動機と、 一方では少なくとも１つの前記調整駆動装置を制御し、他方では前記発電機によ 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調 整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、前記内燃機関又 はこれに接続されている発電機の実際値回転数を検出する検出手段と、前記発電 機により発生される及び／又は電動機により受取られる実際値電力を検出する検 出手段どが設けられている。前記電子制御装置は、実際値回転数の時間平均値を 所定目標値回転数に保持する回転数閉ループ制御回路と、実際値電力の時間平均 値を所定目標値電力に保持する電力閉ループ制御器とを有する。本発明では前記 電子制御装置が、前記発電機の電流の瞬時変化を前記内燃機関の瞬時のクランク 軸角度位置の関数として検出し、前記電流に依り、前記内燃機関のトルクの瞬時 変化を前記クランク軸角度位置の関数としてめ、データメモリに記憶されている 目標値トルク及び／又は目標値トルク変化と比較する。所定値又は所定変化から ずれている場合には作動障害を表す制御信号が出力される。本発明は、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、内燃機関により発生さ れる駆動出力のための比較的簡単な手段により非常に正確にめることが可能な尺 度であるという事実を利用している。発電機の電気効率及び制御装置の電気損失 も比較的容易にめることができ、内燃機関の駆動出力に帰着させて計算できる。

本発明の知見の基礎は、発電機の出力電流の時間変化を、内燃機関によりクラン ク軸角度の関数として発生されるトルクのための尺度とし、これに対応してクラ ンク軸回転の非一様性の時間変化を表すことにある。

トルクの解析により個々の気筒の圧縮及び例えば個々の気筒の点火不良及びノッ キング等の誤動作を診断できる。その上、トルクの大きさは、点火角度の最適化 のための情報を提供する。発電機の電流は場合に応じて整流されて強く平滑化さ れるので、内燃機関のトルク変動をめるために好適には、発電機の個々の相巻線 を流れる電流を測定する。作動障害を表す制御信号は、運転手への通報のために 例えば警報装置を作動するために用いることができる。同様に、診断装置の欠陥 記録用メモリをセットし、事後修繕のためのデータを記憶することもできる。し かし、診断された欠陥の形態によっては、大きい損傷を防止するためにこのデー タを直接に内燃機関の領域内に作用するために用いることもできる。例えば内燃 機関の最大出力及び／又は最大回転数を許容可能な値に制限でき、又は欠陥気筒 の燃料噴射量を減少する非常運転プログラムを起動するために用いることもでき る。

独立した意味を有する第２の形態では、本発明の基礎となっている駆動装置構成 が、より良好な診断方法を可能にする。この形態の目的は、内燃機関の機械的状 態に関する情報をめることにある。

冒頭に記載の基本的な駆動装置から出発して本発明のこの形態においては、電子 制御装置が、発電機の電動機作動中の内燃機関の点火停止及び／又は燃料供給停 止の際に発電機電流の瞬時変化を検出し、瞬時変化に依り、発電機により発生さ れる出力トルクの瞬時変化を前記内燃機関のクランク軸角度位置の関数としてめ 、電子制御装置が、所定目標値及び／又は所定目標値変化曲線からめられた出力 トルク値及び／又は出力トルク変化のずれを検出し、ずれの値及び／又は前記ず れの値の変化曲線に依存して、作動障害を表す制御信号を出力する。

本発明のこの形態は、点火又は燃料供給の停止の状態では発電機の出力電流が、 内燃機関の出力トルクの、クランク軸角度に依存する変化を表し、従って電流変 化の解析により内燃機関の機械的状態を推測できるという知見から出発している 。例えば電流変化及びひいては出力トルク変化から個々の気筒の圧縮、吸気弁及 び排気弁の機能能力、例えばクランク軸の軸受個所の状態、気筒壁の摩耗状態を 推測できる。内燃機関を駆動するために必要な電流は、例えば蓄電池等のエネル ギー貯蔵器又はフライホイールにより駆動される発電機から供給されるか、又は 自動車の制動の際の運転中では、発電機作動する電動機により供給される。

好適には制御装置は、出力トルクの瞬時変化をクランク軸角度位置を変数として データメモリに記憶する。

このようにして、クランク軸角度位置の少なくとも７２０”にわたり出力トルク の変化をめることができ、従って４サイクル機関の１動作周期全部を解析できる 。

１つの有利な実施例では制御装置は、発電機の電動機作動の間に内燃機関の回転 数及び／又は温度を検出し、複数の異なる値に対する出力トルクの瞬時変化をめ 、及び／又は回転数と温度の少なくとも１つの時間変化をめる。このようにして 、異なる出力回転数に対する内燃機関の機械的特性の解析を行うことができ、さ らに解析は暖機フェーズ又は冷却フェーズの間に、温度が変化する状態で行うこ とができ、これによりより良好な情報を得ることができる。

“牽引診断”は、自動車エンジンブレーキ作動毎に又は内燃機関の始動毎に行う 必要はない。好適には制御装置は、内燃機関が所定複数回だけ始動された後及び ／又は自動車が所定の走行距離を走行した後及び／又は内燃機関の温度か所定温 度を上回った時にのみ所定日標値からのずれについて出力トルクを検査する。

本発明の診断に関する前述の形態において説明したように、本発明のこの形態に おいても、複数の相巻線を有する発電機の個々の相巻線を流れるそれぞれ別個に 検出された電流から出力トルクの瞬時変化がめられる。本発明のこの形態でも、 作動障害を表す制御信号を運転手への通報のために利用でき、又は診断装置に記 憶するために利用でき、この場合にも、適切な非常運転プログラムを制御信号に より起動できる。

次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の自動車搭載駆動装置の概略図、第２図は本装置の動作を説明す るための第１図の本装置の内燃機関の内燃機関特性曲線群の線図、第３図、第４ ａ図、第４ｂ図は本発明の駆動装置の診断装置を説明するためのトルク線図であ 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、固定子側の多 数の巻線と回転子側の多数の永久磁石とを有するタイプの発電機３を有する。

詳しくは図示されていない巻線には電子整流及び電流制御回路５か接続されてい る。電子整流及び電流制御回路５は、内燃機関１により駆動された発電機３から 供給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。電子整流 及び電流制御回路５は、直流電圧中間回路７を介して、それぞれ別個に１つづつ 自動車の車輪を駆動する電動機１１の複数の電子整流及び電流制御回路９に給電 する。第１図は電動機１１のうちただ１つのみを所属の電子整流及び電流制御回 路と共に示す。電動機１１の場合にも有利には、１つの多相固定子巻線と１つの 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、直 流電圧中間回路７の実際値電圧を検出して電子整流及び電流制御回路５を介して 入力目標値１５に追従制御する電圧閉ループ制御回路１３が接続されている。

電子整流及び電流制御回路５がら直流電圧中間回路７に送出された直流は、信号 路１７を介して制御装置１９により制御可能である。

制御装置１９は、アクセルペダル２３のセンサ２１により検出された位置に応動 し、直流電圧中間回路７の電流と電圧との積に対応し駆動装置へ供給される電力 をアクセルペダル位置の関数として制御する。さらに、制御装置１９は信号路２ ５を介して電動機１１の電流ひいてはその駆動トルクを制御する。

直流電圧中間回路７に供給される電力は、発電機３及び電子整流及び電流制御回 路５の損失を考慮して、すなわちこれらの素子の電気的効率を考慮して、内燃機 関１により供給される。これに対応して制御装置１９は、調整駆動装置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 クセルペダルの位置の関数として制御する。

機械的駆動接続に起因して内燃機関１と発電機３とは同一の回転数で動作し、こ の場合、定常運転では、内燃機関１により出力されるトルクは、発電機３により 受取られるトルクに等しい。内燃機関１により発生される出力は、トルクと回転 数との積に近似的に比例する。同様のことが、内燃機関１の出力値から発電機３ の効率損失を減算した値に等しい発電機３により発生される出力にも当てはまる 。内燃機関１の出力調整素子２９の調整と、電子整流及び電流制御回路５で調整 される発電機電流とは、２つの制御量を形成し、内燃機関１の特性曲線群の中で 一定の出力の１つの特性曲線に沿ってほぼ任意に内燃機関１の動作点を変動させ ることを可能にする。第２図は、１００ｋＷの出力の内燃機関１の特性曲線群を 示す。この特性曲線群は、内燃機関から出力され発電機が受取ったトルクＭを回 転数ｎの関数として示す。太い破線により内燃機関１の一定出力の特性曲線Ｐが 示されている。細い破線りは、記載されている絞り弁の絞り角度での内燃機関１ の出力調整素子の調整を示す。細い実線により第２図の特性曲線群の中の１ｋＷ ｈ当りのダラム単位での一定の比燃料消費量の特性曲線すが示されている。この 特性曲線群は、回転数か異なる場合に同一の出力における動作点に、絞り弁の絞 り角度を適切に調整することにより到達できるか、しかし最小の比燃料消費量を 有する動作点はただ１つしか各電力値には割当てられていないことを示す。最小 の比燃料消費量を有する動作点は、特性曲線群の中の太い１点鎖線により示され ている特性曲線すの上に位置する。例えば、絞り弁の絞り角度が４５°であり回 転数が約２１００ｒｐｍである場合、３０　ｋ　Ｗの出力に対して比燃料消費量 か最小となる。

第１図の駆動装置により、少なくとも定常運転においては常に最小の比燃料消費 量の動作点で内燃機関１を作動することが可能となる。これを実現するために制 御装置１９のデータメモリ３１の中には、最小の比燃料消費量が得られる特性曲 線すの動作点を記憶している特性曲線群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、個々の電力値に割当てられているそれぞれの動作点 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２ ９の調整のためのデータを含む。制御装置１９は、アクセルペダル２３を介して 要求される目標値出力値を変数として目標値回転数及び出力調整素子２９の調整 値をデータメモリ３１から読出す。制御装置１９の構成要素であることも可能で ある回転数閉ループ制御回路３３が、電子整流及び電流制御回路５を介して発電 機３の出力を、回転数が所望動作点の目標値回転数に等しくなる値になるように 制御する。３５で回転数閉ループ制御回路３３に供給された実際値回転数情報は 、例えばセンサ等により検出される。回転数の調整と同時に制御装置１９は出力 調整素子２９の調整駆動装置２７を、データ組合せにより定められた絞り弁の絞 り角度になるように調整する。

温度の影響又は内燃機関１のその他の動作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、動作点のデータ組合せの基礎となっている目標値 出力値からずれることがある。従って制御装置１９は電力閉ループ制御器３７を 有し、電力閉ループ制御器３７は、発電機３の電流と電圧とにより定められる電 力に依存して実際値電力をめ、アクセルペダル位置に対応（〜で前もって与えら れる目標値電力と比較する。電力を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、目標値電力になるように 制御するために、調整駆動装置２７に作用する電力閉ループ制御器３７を作動さ せる。

例えばＰ　＝　３０　ｋ　ＷからＰ＝８０ｋＷに高めるためにアクセルペダル位 置を変化させると、制御装置１９は絞り弁の絞り角度ｌ）を４５°から、Ｐ＝８ ０　ｋＷにおける新しい動作点のデータ組合せに対応する角度６０°に変化させ る。絞り弁の絞り角度のこの変化により、第２図に矢印３９により示されている ようにトルクが増加し、これにより内燃機関１は、新しい動作点に割当てられて いる約４７５Ｏｒｐｍの回転数になるように加速される。回転数閉ループ制御回 路３３が回転数を、新しい動作点のデータ組合せにより定められている目標値回 転数になるように制御すると、次いで電力閉ループ制御器３７も内燃機関１の出 力を、新しい動作点のデータ組合せを定める８０ｋＷの目標値電力値になるよう に制御する。第２図に破線４１により、電力が変化する際にトルクが、回転数に 依存していかに変化するかが示されている。

第２図の特性曲線群は内燃機関１のトルクＭが、内燃機関１と発電機３とのユニ ットの回転数にいかに依存するかを示す。駆動装置の制御は、パラメータとして 発電機３の出力又は電子整流及び電流制御回路５の出力を用いる特性曲線群を基 礎にすることができるが、これらの素子の効率を考慮して行うことも可能である 。

第２図では比燃料消費量の特性曲線群は、内燃機関のトルク特性曲線群に重なり 、この場合にはデータ組合せ目体がすてに、最小の比燃料消費量を有する動作点 を示す。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でき、 制御装置１９は、個々の場合の動作点のデータ組合せをそれぞれ複数の特性曲線 群から計算することか可能である。

制御装置１９には、実際の比燃料消費量をめる燃料測定装置４３か割当てられて いる。燃料測定装置４３は流量計等でもよいが、しかし、供給又は噴射される燃 料量に関する情報を電動機電子制御装置から取出すか又は噴射弁の開放時間から める手段でもよい。

制御装置１９は、瞬時の動作点で調整されている出力を基準とする瞬時の供給燃 料量から実際値化燃料消費量をめる。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、実際値回転数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、経時変化に起因する又はシリーズ生産における ばらつきに起因する内燃機関１の相違に順応する。

比燃料消費量の特性曲線群の順応は段階的に行われる、すなわち例えば比燃料消 費量に関する記憶されている情報が、実際のずれの比較的小さい部分だけ変化さ れる形で行われる。これにより、比燃料消費量をめる際に測定誤差が特性曲線群 に与える影響を僅かに抑えることができる。制御装置１９が、例えば従来技術に よる反復法による特性曲線群更新により、最小の比燃料消費量を有する動作点を も修正することは自明である。

消費量特性曲線群の適応は、内燃機関１のさらに別の動作パラメータ、とりわけ 温度センサ４５により検出される内燃機関１の石油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動作パラメータも、内燃機関１の最適な動作点に調整する際 に考慮できる。例えば、動作点を定める出力は、点火角度又は燃空比により又は 吸気温度によっても制御される。データメモリ３１はこの動作パラメータのため の特性曲線群をさらに備えることができる。さらにデータメモリ３１は、制御装 置１９が個々の動作パラメータの意味を評価しその評価に依存して動作状態に適 切な複数の動作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 ズムを記憶している。

複数の動作パラメータの共通の最適状態をめる基礎は、内燃機関１あるいは発電 機３が発生する出力が所与の一定の目標値出力に保持されることにある。この前 提条件は、燃料消費量対応でない動作パラメータをも最適化に組込むことを可能 にする。制御装置１９は、出力に影響する動作値を、有利には記憶されている組 合せアルゴリズムにより定められている最適状態が次の目的の組合せから得られ るように、変える。

−最小の比燃料消費量 −最小の有害物質量及び最小の有害度の有害物質組成 −最小の発生雑音 −内燃機関の可及的最大に慎重な取扱いこれを実現するために制御装置１９は、 例えばλセンサすなわち空気過剰率センサ等の有害物質含量をめるセンサ４７及 び／又は漏洩雑音センサ４９に応動する。これに応してデータメモリ３１は、発 生有害物質及び有害物質組成のための特性曲線群と、雑音特性曲線群と、内燃機 関の慎重な取扱いに関する情報を記憶している。制御装置１９が場合によっては 、最適動作点をめる際に前述の特性曲線群の一部しか考慮しないこと、およびこ れらの特性曲線群が場合によっては、前述したように比燃料消費量特性曲線群に 基づいて更新可能であることは自明である。

例えば制御装置１９が、出力を一定に保持している場合に比燃料消費量は減少さ せるがしかしその際に発生有害物質の許容最大値は越えないように、点火角度と 出力調整素子２９の設定とを一緒に変える。最小の比燃料消費量を有する動作点 に調整するために、制御装置１９は回転数閉ループ制御回路３３を介して回転数 を変え、かつ発電機３のめられた出力が一定のままであるように、出力調整素子 ２９の設定を変える。

第２図の特性曲線群においてこれは、動作点５１において２重矢印５３により示 されているように、一定の出力の１つの曲線に沿って動作点を案内することを意 味する。回転数を制御し出力調整素子２９を設定した後、出力閉ループ制御器３ ７により電力が一定に保持される。一定電力曲線に沿って比燃料消費量と場合に 応してさらに考慮しなければならない動作パラメータとの値がめられ、所属の回 転数と一緒にデータメモリ３１に記憶される。一定電力曲線に沿っての移動とと もに比燃料消費量が増加する場合、これは、瞬時の動作点が最適な動作点から離 れることを意味する。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が再び得られるようにする。

最小の比燃料消費量のために最も好適な回転数に制御することは、運転中にも可 能であり、従って運転中に最適な状態を実現するためには、比燃料消費量ための 正確な特性曲線群が既知であることは、不可欠ではない。

複数の動作パラメータが最適化される場合、変化させられるパラメータ以外のパ ラメータは一定に保持される。

内燃機関と発電機とのユニットの出力特性曲線群データを更新できるので、以下 に説明するように内燃機関の欠陥診断が可能となる。

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 費量のための特性曲線群を監視する。更新された燃料消費量の回転数依存性と、 更新された燃料消費量の大きさとから、早期のデータ、とりわけ内燃機関１の断 状態を表している元の目標値特性曲線群との比較により、内燃機関の状態例えば その摩耗状態に関する情報が得られる。例えば四気筒内燃機関の場合、比燃料消 費量の逆数が元の値の７５％突然減少すると、例えば欠陥点火プラグによりいず れか１つの気筒が故障したと推測できる。発電機３により発生される電流、とり わけ個々の相巻線を流れる平滑化されていない電流から出発して、制御装置１− ９は内燃機関１の周期変動するトルクの大きさをクランク軸角度位置の関数とし てめて、診断目的のためのデータメモリ３１に記憶できる。記憶されているトル ク変化から、例えば個々の気筒の圧縮又は例えば個々の気筒の点火不良又はノッ キング等の誤動作を検出できる。　トルクの大きさから点火角度誤差を推測でき る。

第３図は、　トルクの大きさをクランク軸角度φの関数として示す。トルク変化 曲線における６１での点火不良が、６３で破線により示されている正しいトルク 変化との比較から分かる。制御装置１９は解析のために、個々の気筒のめられた トルク変化を、内燃機関１のその他の気筒において得られる変化と比較するか又 は記憶されている目標値又は目標値変化曲線と比較する。

欠陥を検出すると制御装置１９は、運転手に例えばディスプレー５７を介して警 報情報信号を発生し、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に記憶する。場合に応じて制御装置１９は、燃ネー１噴射量を変化する ことにより非常運転プログラムを起動し、その際に制御装置１９は、燃料噴射量 を場合に応して的確に個々の気筒に対１−で減少するか又は完全に停止する。こ れに加えて又はこれに代えて、制御装置１９は内燃機関１の最大出力及び／又は 最大回転数を減少させるか、又は作動中に到達可能な回転数を制限することが可 能である。

発電機３はある作動状況では、内燃機関１を駆動する電動機として動作する。こ のために必要な電力は電流制御装置５を介してエネルギー貯蔵器５９例えば自動 車搭載蓄電池から供給されるか、又はフライホイールにより駆動される発電機３ から供給され、あるいは第１図に破線で示されている電力供給路が示すように、 自動車を制動する際に発電機作動する電動機１１から供給される。燃料噴射及び 点火を停止した状態で、発電機３て検出されたトルクを解析することにより内燃 機関１の機械的状態を推測できる。発電機３が内燃機関１を駆動する作動状況は 、例えば燃料噴射及び点火の開始前に電動機作動する発電機３により内燃機関１ を始動する際、あるいは運転中に内燃機関１に出力又はトルクが要求されない際 に発生する。

クランク軸角度を変数とする出力トルク変化曲線は、内燃機関１の状態を表す特 性量例えば個々の気筒の圧縮、吸気弁及び排気弁の機能能力、例えばクランク軸 軸受等の軸受個所の状態、気筒壁摩擦等をめることを可能にする。制御装置１９ は、４サイクル機関の場合でもすべての気筒の状態を解析できるようにトルクの 変化を少なくとも７２０度にわたりすなわちクランク軸の少なくとも２回転にわ たり検出する。その上制御装置１９は複数の異なる回転数の場合及び／又は時間 変化する所定の回転数変化の場合に、出力トルク変化が検出されるように発電機 ３を制御する。さらに制御装置１９はトルク変化が、異なる冷却水又は石油温度 において内燃機関１の暖機フェーズ又は冷却フエーズの間にも検出されることを 可能にする。内燃機関１の異なる回転数及び／又は温度での複数の出力トルク変 化を知ることにより、特性状態量を明確に取出すことか可能となる。第４ａ図は 例として、制御装置１９により検出される、正常なりランク軸軸受を有する１気 筒２サイクル機関の出力トルクＭをクランク軸角度φの関数として示し、第４ｂ 図は、欠陥のあるクランク軸軸受でのこの内燃機関の出力トルク変化を示す。

ＯＴにより上死点が示されている。ＵＴにより下死点が示されている。完全なり ランク軸回転は上死点に対して対称的に、正常なりランク軸軸受の場合には明瞭 に異なる変化曲線を示す領域Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩに分割される（第４ａ図）。こ れに対して第４ｂ図は、欠陥のあるクランク軸軸受において特に領域ＩＩＩの中 の出力トルク変化の著しいずれを示す。このずれは、制御装置１９により出力ト ルク変化の解析の際に検出されて軸受損傷として通報される。

目標値又は目標値変化曲線からの出力トルクの許容されないずれを検出すること により、早期に損傷又は損傷の危険を検出し位置を見つけることができる。出力 トルク変化曲線に基づいての診断の際にも制御装置】９は、検出欠陥に応して応 動する。すなわち例えば運転手はディスプレー５７を介して警告され、診断され た欠陥が、将来の修繕のためのデータメモリ３１に記憶される。瞬時の発生欠陥 においては非常運転プロダラムを起動する。すなわち例えば内燃機関１の最大出 力を減少したり、最大回転数を減少したり、回転数を制限したり、個々の気筒に おける燃料噴射量を的確に制御し、場合によっては有害物質を減少するために欠 陥気筒における燃料噴射を停止する。

出力トルクの解析は、燃料供給又は点火の停止に到るエンジンブレーキ作動毎に 又は内燃機関始動毎に行う必要はない。診断は、内燃機関１を所定回数始動した 都度又は所定のｋｍ間隔を走行した都度に行えばよい。電動機電子制御装置が付 加的に設けられている場合、出力トルク診断は、ある特定作動条件の下では電動 機電子制御装置により起動できる。制御装置１９は、診断がある特定の温度以上 のみすなわち暖機された内燃機関１においておこなわれることを保証する。

フロントページの続き （７２）発明者　ルッツ、ディーター ドイツ連邦共和国、デー　８７２０　シュヴアインフルト、シュペッサートシュ トラーセ（７２）発明者　ナグラー、フランツ ドイツ連邦共和国、デー　８７２９　オッテンドルフ、アム・ツェーントグラー フエン（７２）発明者　オッホス、マルチインドイツ連邦共和国、デー　８７２ ０　シュヴアインフルト、二一バースペルクシュトラーセ１０ （７２）発明者　シーボルト、シュテファンドイツ連邦共和国、デー　８７２０ 　シュヴアインフルト、ギムナジウムシュトラーセ（７２）発明者　シュミット ーブリュッケン、ハシスーヨアヒム ドイツ連邦共和国、デー　８７１２　ゲルダースハイム、ゾンネンシュトラーセ 　９ （７２）発明者　ティーラー、ヴオルフガンクドイツ連邦共和国、デー　８７２ ８　ハスフルト、カスタニエンヴエーク　１ （７２）発明者　ヴアークナー、ミヒャエルドイツ連邦共和国、デー　８７２１ 　二−ダーヴエルン、オツトーシュトラーセ　３ （７２）発明者　ヴエステンドルフ、ホルガードイツ連邦共和国、デー　８７２ １　ハンバッハ、ゲンゼライテ　８ （７２）発明者　ヴイヒナネック、ライナードイツ連邦共和国、デー　８７２１ 　マーデンハウゼン、エアレンブルンシュトラーセ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関（１）の出力及び／又はトルク及び／又は回転数を制御し調整駆動 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）の出力軸に相互に回転不能に接続されている発電機（３）と 、 前記発電機（３）から給電され自動車を駆動する少なくとも１つの電動機（１１ ）と、一方では少なくとも１つの前記調整駆動装置（２７）を制御し、他方では 前記発電機（３）により発生される電力及び／又は電動機（１１）により受取ら れる出力をアクセルペダル（２３）の調整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）又はこれに接続されている発電機 （３）の実際値回転数を検出する検出手段と、前記発電機（３）により発生され る及び／又は電動機（１１）により受取られる実際値出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）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する回転数閉ループ制御回路（３３）と、実際値電 力の時間平均値を所定目標値電力に保持する電力閉ループ制御器（３７）とを有 する自動車のための駆動装置において、 前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、前記発電機（３）の電流の瞬時変化 を前記内燃機関（１）の瞬時のクランク軸角度位置の関数として検出し、前記電 流に依存して、前記内燃機関（１）のトルクの瞬時変化を前記クランク軸角度位 置の関数として求め、データメモリ（３１）に記憶されている目標値トルク及び ／又は目標値トルク変化と比較し、所定値又は所定変化からずれている場合には 作動障害を表す制御信号を出力することを特徴とする自動車のための駆動装置。 ２．内燃機関（１）と、 前記内燃機関（１）の出力軸に相互に回転不能に接続されている発電機（３）と 、 前記発電機（３）から給電され自動車を駆動する少なくとも１つの電動機（１１ ）と、前記発電機（３）により発生される電力及び／又は電動機（１１）により 受取られる電力をアクセルペダル（２３）の調整位置に依存して制御する電子制 御装置（１９，３３，３７）とを具備し、自動車を駆動する前記電動機（１１） が、エンジンブレーキ作動において発電機として動作し、発電機（３）が、前記 内燃機関（１）の始動の際又はエンジンブレーキ作動中に電動機として動作して 前記内燃機関（１）を駆動ずる請求の範囲第１項に記載の自動車のための駆動装 置において、 前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、前記内燃機関（１）の点火停止及び ／又は燃料供給停止の状態で、発電機（３）の電動機作動中の発電機電流の瞬時 変化を検出し、前記瞬時変化に依り、前記発電機（３）により発生される出力ト ルクの瞬時変化を前記内燃機関（１）のクランク軸角度位置の関数として求め、 前記電子制御装置（１９，３３，３７）が、求められた出力トルク値及び／又は 出力トルク変化の所定目標値及び／又は所定目標値変化曲線からのずれを検出し 、前記ずれの値及び／又は前記ずれの値の変化に依り、作動障害を表す制御信号 を出力することを特徴とする自動車のための駆動装置。 ３．電子制御装置が出力トルクの瞬時変化をクランク軸角度位置の関数としてデ ータメモリ（３１）に記憶することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の自動 車のための駆動装置。 ４．クランク軸角度位置の少なくとも７２０°にわたり出力トルクの変化曲線が データメモリ（３１）に記憶されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記 載の自動車のための駆動装置。 ５．電子制御装置（１９，３３，３７）が、発電機（３）の電動機作動の間に内 燃機関（１）の回転数及び／又は温度を検出し、複数の異なる値に対する出力ト ルクの瞬時変化及び／又は回転数と温度の少なくとも１つの時間変化を求めて、 データメモリ（３１）に記憶することを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項 に記載の自動車のための駆動装置。 ６．電子制御装置（１９，３３，３７）が、内燃機関（１）が所定複数回の始動 をした後及び／又は自動車が所定の走行距離を走行した後及び／又は内燃機関（ １）の温度が所定温度を上回った時のみ、出力トルクの所定目標値からのずれを 検査することを特徴とする請求の範囲第２項から第５項のうちのいずれか１つの 項に記載の自動車のための駆動装置。 ７．発電機（３）が複数の相巻線を有し、個々の前記相巻線を流れるそれぞれ別 個に検出された電流から出力トルクの瞬時変化を求めることを特徴とする請求の 範囲第２項から第６項のうちのいずれか１つの項に記載の自動車のための駆動装 置。 ８．作動障害を表す制御信号が、警報装置（５７）を作動し、及び／又は診断装 置の欠陥メモリ（３１）をセットし、及び／又は電子制御装置（１９，３３，３ ７）が、内燃機関（１）の最大出力電力及び／又は最大回転数及び／又は欠陥気 筒の燃料噴射量を減少する非常運転プログラムを起動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つの項に記載の自動車のための駆動 装置。