JP2000508596A - 車両駆動機関の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 機関制御装置による駆動ユニットのトルク変化の制限が少なくとも１つの他の制御装置の少なくとも１つの状態情報の関数である車両駆動ユニットの制御方法および装置が提案されている。

Description

【発明の詳細な説明】 車両駆動機関の制御方法および装置 従来技術 本発明は独立請求項の上位概念に記載の車両駆動機関（ユニット）の制御方法 および装置に関するものである。 ドイツ特許公開第４３２１３３３号から、このような方法ないしこのような装 置が既知である。この特許においては、特定の運転状態において駆動ユニットの トルク上昇の変化率が制限される。この場合に対象とされる運転状態は、車両の 惰行過程から、ドライバが加速ペダルを操作したときにおける牽引過程への移行 である。駆動ユニットのトルク上昇を制限することにより車両の駆動列の不快な 振動が回避される。この場合、この制限は、一方で振動を低減する作用と、他方 でドライバにより希望されるトルクをできるだけ遅れなしに出力したいという希 望との間の妥協として与えられる。 ドイツ特許公開第２８０４４４４号（イギリス特許公開第２０１３９３７号） から、燃料噴射パルスの時間長さの変化を制限することが既知である。ドイツ特 許公開第４１０７１１５号（イギリス特許公開第２２５３４４０号）から、内燃 機関が惰行運転から牽引運転に移行するとき、点火角を調節することによりトル ク変化を制限し、これにより振動を防止することが既知である。さらに欧州特許 第４４１３９３号（米国特許第５２０９２０３号）から、車輪回転速度と機関回 転速度との差の関数として、この差を小さくする方向に駆動ユニットのトルクを 調節して駆動列内の振動を低減することが既知である。 上記の文献に記載の機能は、トルク変化を制限する例のみを示しているにすぎ ない。これらは、使用例に応じてそれぞれ、個々にまたは任意の組合せであるい は変更された形で使用される。要約すると、類似する作用を有するがそれぞれ異 なる形態を有するこれらの種々の機能は、駆動ユニットのトルク変化を制限する ものとして集約することができよう。 この制限に関して、制限作用は、ノッキング振動の回避と、トルクをできるだ け遅れなしに出力したいという希望との間の妥協の結果であるということが共通 している。この場合、この制限は所定の運転状態において常に作動している。 車両の走行特性をトルク変化に関して最適化する手段を提供することが本発明 の課題である。 この課題は独立請求項の特徴項に記載の特徴により達成される。 発明の利点 本発明の方法により、車両の走行特性が駆動ユニットのトルク変化に関して最 適化される。 駆動ユニットを制御するとき、少なくともある運転状態において、駆動ユニッ トのトルク変化を制限する機能が走行特性に応じて調節されることはとくに有利 である。 走行特性が、ドライバにより設定された、変速機制御の特性（「スポーツ性」 、「エコノミー（経済性）」等）ないしこれから決定された走行タイプから導か れることはとくに有利である。これにより、機関制御装置は、ドライバにより与 えられた走行タイプに応じてトルク上昇を制御する。 これにより、内燃機関のトルク上昇が走行特性により制御され、したがって車 両の走行特性がドライバに適合されることは有利である。 ドライバが、トルクの上昇したがって車両の走行特性を能動的に決定すること が可能であることはとくに有利である。 本発明の方法により、それぞれの走行タイプに応じて、急なトルク上昇のみで なく快適かつ緩やかなトルク上昇をも形成することが可能である。 補足態様として、変速機制御において「ウインター」キーが存在するとき、対 応する摩擦係数において車輪の滑り回転が防止されるようにトルク上昇を緩やか に形成することが可能であることは有利である。 他の有利な補足態様は、車両の駆動滑りを制御するための制御ユニットから供 給される車両のブレーキ装置との制御係合に関する情報がさらに評価されかつ機 関制御ユニットに伝送されること、およびトルク変化が機関制御装置により緩や かにされることにある。駆動滑り制御が係合している間に障害となる急なトルク 変化は回避される。 その他の利点が以下の実施態様に関する説明ないし従属請求項から明らかであ る。 図面 以下に本発明を図面に示す実施態様により詳細に説明する。ここで、図１は駆 動ユニットの制御の一例の全体回路図を示し、図２に流れ図により本発明による 方法の好ましい実施態様が示されている。最後に、図３は本発明の好ましい実施 態様の時間線図を示す。 実施態様の説明 図１に電子式の制御ユニット１０が示され、電子式の制御ユニット１０は、入 力回路１２、少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４、ならびに出力回路１ ６を備えている。入力回路、出力回路およびマイクロコンピュータは、データ交 換および情報交換のために、通信系統１８を介して相互に結合されている。制御 ユニット１０の入力回路１２に、場合により１つのバス系統（たとえばＣＡＮ） にまとめられた入力ライン２０、２２、および２４ないし２６が供給され、これ らの入力ラインは、自動変速機を制御するための少なくとも１つの他の制御ユニ ット２８から、および／または駆動滑りを制御するための制御ユニットから、操 作要素の操作度を測定するための測定装置３２から、機関回転速度、機関温度、 機関負荷等のような駆動ユニットおよび／または車両のその他の運転変数を測定 するための測定装置３４ないし３６から供給されている。機関の制御ユニット、 変速機の制御ユニットおよび／または駆動滑り制御装置は一括していわゆる「パ ワートレーン」制御ユニットとして形成してもよい。制御ユニット１０は、出力 回路１６を介して図示されていない駆動ユニットのトルクを調節する。内燃機関 の好ましい実施態様において、制御ユニット１０は、場合により、内燃機関への 空気供給量（出力ライン４０により示されている）、燃料供給量（出力ライン４ ２により示されている）および／または点火角（出力ライン４４により示されて いる）を調節する。 好ましい実施態様において、マイクロコンピュータ１４は、操作要素の操作度 から、ならびに、たとえば機関回転速度のようなその他の運転変数から、駆動ユ ニットのトルクに対する目標値を決定する。この目標値は、駆動ユニットの実際 トルクを考慮して、実際トルクを目標トルクに近づける方向にトルクを制御する パラメータを調節するための制御信号に変換される。この場合、目標トルク、い わゆるドライバの希望は、車両の駆動列内の振動を低下または低減する観点から フィルタリングされ、すなわち上昇制限が行われる。それに対応して、たとえば 操作要素を放した位置から操作要素を操作したときにトルク上昇が制限される。 さらに、マイクロコンピュータ１４は、たとえば絞り弁の調節の変化率の制限、 燃料噴射パルスの制限のようなトルク変化を制限させるプログラム、および／ま たはトルク変動が検出されたときに振動を低減するように駆動ユニットのトルク を調節するプログラムを含んでいてもよい。 車両の走行特性をトルク変化に関して最適化するために、駆動ユニットを直接 制御しない他の制御装置、たとえば変速機制御装置および／または駆動滑り制御 のための制御ユニットから、機関制御装置に供給される変数の関数としてトルク 変化、とくにトルク上昇を制御するように設計されている。とくに、機関制御装 置においてトルク変化を制御するとき、走行特性に関する情報を参照するように 設計されている。変速機制御において、走行特性として、たとえば「エコノミー （経済性）」、「スポーツ」または「ウインター」がドライバにより与えられる 。これらの情報はインタフェースを介して機関制御装置に伝送される。ここで、 機関制御装置は走行特性に対応する方法を選択する。たとえば、「スポーツ」が 設定されたとき、機関が自発的に発生したという印象をドライバに与える急なト ルク上昇が希望され、一方「エコノミー」が設定されたとき、乗り心地の改善お よび燃料消費量の低下が優先される。これは、緩やかなトルク上昇が優先するこ とを意味する。「ウインター（冬季）」キーが設定されたとき、対応する摩擦係 数において駆動車輪が滑り回転傾向を有するので、各トルクの急な変化は危険で ある。したがって、「ウインター」を設定したとき、トルク変化は緩やかに行わ れる。 適応変速機制御において、それぞれの走行タイプを表わす係数は運転変数から 導かれる。 好ましい実施態様において、機関制御装置がその情報の関数としてトルク変化 を調節する他の重要な情報は、対応する制御ユニットから機関制御装置に供給さ れる車両のブレーキにおける駆動滑り制御の制御係合の有無に関する情報である 。駆動滑り制御が係合している場合、自発的な各トルク変化は外乱である。した がって、本発明により、対応する係合信号が存在する場合、ドライバにより与え られるトルク変化は、緩やかなすなわち比較的大きい変化制限を与えて変換する ように設計されている。 好ましい実施態様における本発明による方法が図２の流れ図により示されてい る。図２に記載のプログラム部分は、所定の時間間隔で、たとえば数ミリ秒間隔 で開始される。この流れ図は、操作要素の操作から導かれたドライバの希望の変 化率を制限する制御を示している。それに対応して、この制御は機関制御装置内 で実行される他のすべての制限に使用することができる。 第１のステップ１００において、関連する運転変数が読み込まれる。これらの 運転変数として、少なくとも操作度βおよび機関回転速度Ｎｍｏｔに基づいて所 定の特性曲線群、表または計算により他のプログラム部分内で決定されたドライ バの希望ＦＷ（ステップ１０２）、好ましくは目標トルク、ならびに他の制御装 置からの情報、たとえば走行タイプ信号ＦＴまたはドライバにより与えられる変 速機位置に関する情報、すなわち「エコノミー」設定、「スポーツ」設定または 「ウインター」設定が選択されているか否かの情報、または好ましい実施態様に おいては駆動滑り制御（ＡＳＲ）の状態に関する情報が挙げられる。それに続く ステップ１０４において、ドライバによりトルク変化が与えられたか否か、すな わち好ましい実施態様においては、ドライバの希望がそれに対応して変化したか 否かが問い合わせられる。この場合、好ましい実施態様においては、ステップ１ ０４においてトルク上昇のみが問い合わされ、トルク上昇の場合にのみ制限の調 節が行われるように設計されている。次に、トルク低減においては、すべての運 転状態に対してできるだけ小さい所定の変化制限が作動される。 ドライバがトルク上昇を希望した場合、ステップ１０６において、場合により 変速機の「ウインター」設定が選択されているか否かが問い合わせられる。これ が肯定の場合、ステップ１０８において、場合により駆動滑り制御（ＡＳＲ）の ブレーキ係合が作動しているか否かが検査される。これが肯定の場合、少なくと も１つの変化たとえばドライバの希望の変化が第１の値Ｋ１に制限され、否定の 場合、第２の値Ｋ２にセットされる（ステップ１１０および１１２参照）。この 場合、たとえば変化する定数を有する低域フィルタが使用され、ここでＫ１、Ｋ ２等はこれらの定数を示している。この場合、ドライバの希望の変化（したがっ てトルクの変化）はＫ２を用いるときよりもＫ１を用いたときにより強く制限さ れる。 「ウインター」設定が行われていない場合、ステップ１１４において、場合に より駆動滑り制御のブレーキ係合が作動しているか否か、すなわち駆動滑り制御 が低いμ値の危険を検出したか否かが検査される。これが肯定の場合、少なくと も１つの変化が値Ｋ３に制限され（ステップ１１６）、否定の場合、走行タイプ の関数としての値Ｋ４にセットされる（ステップ１１８）。この場合、値Ｋ４は 特性曲線または表から読み取られ、特性曲線または表内に値Ｋ４が走行タイプま たは変速機設定の関数として記憶されている。 ステップ１１０、１１２、１１６または１１８の後に、プログラム部分は終了 されかつ所定の時間に反復される。 Ｋ値によるドライバの希望のフィルタリングは他のプログラム部分内で行われ る。 図２に示した好ましい実施態様においては、上昇方向のトルク変化が行われる ごとに制限値が設定される。他の実施態様においては、トルク変化のフィルタリ ングは特定の運転状態においてのみ行われ、たとえば操作要素をアイドリング位 置からまたはアイドリング位置へ切り換えたときに、あるいは駆動ユニットが惰 行運転から牽引運転に移行するときに、ならびにトルク変動が検出されたときに 、行われる。 他の実施態様においては、図２に示すようなドライバの希望のフィルタリング ないし駆動ユニットの少なくとも１つの出力パラメータに対する目標値のフィル タリングのほかに、供給される情報の関数として少なくとも１つの操作値、たと えば電気的に操作可能な絞り弁に対する操作信号が同様にフィルタリングされる 。さらに、たとえばトルク制御装置または位置制御装置の制御定数、あるいはア ンチノック制御装置の定数は、供給される追加情報の関数として、ドライバによ り車両の「スポーツ」特性が与えられたときには急なトルク上昇が行われ、乗り 心 地よくかつ経済的な走行方式が与えられたときには緩やかなトルク上昇が行われ るように変化する設計がなされてもよい。 「ウインター」設定および／またはＡＳＲ状態に関する手段が設けられていな い場合、対応するステップは省略される。 本発明による方法の作動方式に対する一例が図３に示されている。ここで、図 ３ａは操作要素の操作度βの時間線図を示し、一方図３ｂはトルクＭの時間線図 を示している。時点Ｔ０においてドライバが操作要素を操作要素の中立位置から 操作したとする（図３ａ）。それに応じて、図３ｂに示すように、時点Ｔ０以降 トルクが上昇される。この場合、トルクの上昇速度は適切な手段（設定すべき制 御装置の定数をそれぞれ対応して選択することによる、操作度のフィルタリング 、操作度から導かれるドライバの希望のフィルタリング、駆動ユニットの出力パ ラメータを調節するための操作信号のフィルタリング）により調節される。ドラ イバがスポーツ的特性を選択したことに関する情報が存在する場合、より急なト ルク上昇が行われ（図３ｂにおける実線を参照）、一方ドライバが経済的特性を 選択した場合、乗り心地を考慮して、ないし「ウインター」キーが操作されたと きあるいは駆動滑り制御が制御係合をしているときには振動を回避するように緩 やかなトルク上昇が行われる（一点鎖線の線図を参照）。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年１０月２２日（１９９８．１０．２２） 【補正内容】 １． 特許請求の範囲の記載全文を別紙の通りに補正する。 ２． 明細書第２頁第２行と第３行との間に以下を挿入する。 『米国特許第５，０９７，８０９号において、車両の加速度特性は走行タイプの 関数として変化される。しかしここでは、加速度状態で点火角の変化を与える制 御パラメータが、走行タイプの関数として与えられているのに過ぎない。従って 、点火角をただ単に相応して急速に調節することによって、定常走行に比べてス ポーツ性走行のときにトルク変化を制限している。』 ３． 明細書第４頁第１６行の記載『または「ウインター」』を削除する。 ４． 明細書を以下の通りに補正する。 （頁） （行） （補正前） （補正後） ２ １０、１２、１６ 走行特性 走行タイプ ４ １４、１５、１８ 走行特性 走行タイプ 特許請求の範囲 １．機関制御手段（１０）により少なくとも１つの運転変数（β、Ｎｍｏｔ） の関数として駆動機関のトルク（Ｍ）が調節され、かつ走行タイプ（ＦＴ）が決 定され、この場合にトルク（Ｍ）が走行タイプ（ＦＴ）の関数として調節される 、車両駆動機関の制御方法において、 ドライバ希望信号（ＦＷ、１０２）が決定されかつフィルタリングにより制限 され（１１０ないし１１８）、トルク（Ｍ）がフィルタリングされたドライバ希 望信号（ＦＷ）の関数として設定され、および 前記フィルタリングが、走行タイプ（ＦＴ）の関数としておよび少なくとも１ つの他の制御装置（２８）の少なくとも１つの制御変数の関数として、またはそ のいずれかの関数として、行われる、 ことを特徴とする車両駆動機関の制御方法。 ２．スポーツ的走行タイプ（ＦＴ）において、前記フィルタリングが急なトル ク変化を可能にし、経済性指向の走行タイプにおいておよび変速機の「ウインタ ー」設定の走行タイプにおいて、またはそのいずれかの走行タイプにおいて、き わめて緩やかなトルク変化を可能にすることを特徴とする請求項１の制御方法。 ３．前記少なくとも１つの制御装置（２８）がアンチノック制御装置であり、 このアンチノック制御装置の定数が、走行タイプ（ＦＴ）の関数として、スポー ツ的走行タイプにおいてはトルク調節を小さくするように設定され、また経済性 指向の走行タイプにおいてはノッキングを回避する制御を行うように設定される ことを特徴とする請求項１または２の制御方法。 ４．前記少なくとも１つの制御装置（２８）が駆動滑り制御装置であり、この 駆動滑り制御装置が、機関制御装置（１０）に、ブレーキ係合の作動に関する状 態情報（ＡＳＲ状態）ないし低い摩擦係数における状態情報を伝送することを特 徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。 ５．駆動滑り制御装置の制御係合が作動しているとき、前記フィルタリングが きわめて緩やかなトルク変化のみを可能にすることを特徴とする請求項１ないし ４のいずれかの方法。 ６．少なくとも１つの運転変数（β、Ｎｍｏｔ）の関数として駆動機関のトル ク（Ｍ）を調節する機関制御装置（１０）と、走行タイプ（ＦＴ）の決定手段と 、走行タイプ（ＦＴ）の関数としてトルク（Ｍ）を調節するための手段（１１０ ないし１１８）とを備えた車両駆動機関の制御装置において、 ドライバ希望信号（ＦＷ）を決定するための手段（１０２）と、フィルタリン グ（１１０ないし１１８）によりドライバ希望信号（ＦＷ）を制限するための手 段と、フィルタリングされたドライバ希望信号（ＦＷ）の関数としてトルク（Ｍ ）を設定するための手段とを備え、フィルタリング（１１０ないし１１８）が走 行タイプ（ＦＴ）の関数としておよび少なくとも１つの他の制御装置（２８）の 少なくとも１つの制御変数の関数として、またはそのいずれかの関数として、行 なわれることを特徴とする車両駆動機関の制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機関制御装置により少なくとも１つの運転変数として駆動ユニットのトル クが調節され、この場合にトルクの変化が制限される車両駆動ユニットの制御方 法において、 トルク変化の制限が少なくとも１つの他の制御装置の少なくとも１つの状態変 数の関数であることを特徴とする車両駆動ユニットの制御方法。 ２．前記他の制御装置が、走行特性、走行タイプまたはドライバにより与えら れる設定に関する情報を伝送する変速機制御装置であることを特徴とする請求項 １の方法。 ３．スポーツ的走行タイプにおいては制限が急なトルク変化を可能にし、経済 性指向の走行タイプにおいておよび／または変速機の「ウインター」設定におい てはきわめて緩やかなトルク変化を可能にすることを特徴とする請求項１または ２の方法。 ４．前記トルク変化の制限が、ドライバの希望のフィルタリングにより、操作 要素の操作度のフィルタリングにより、制御パラメータの対応する選択により、 および／または駆動ユニットの少なくとも１つの出力パラメータに対する操作量 のフィルタリングにより、行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ かの方法。 ５．アンチノック制御装置が設けられ、そのパラメータが、状態変数の関数と して、スポーツ的走行タイプにおいてはトルク調節を小さくするように、および 経済性指向の走行特性においてはノッキングを回避する制御を行うように設定さ れることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの方法。 ６．前記他の制御装置が駆動滑り制御装置であり、この駆動滑り制御装置が前 記機関制御装置にブレーキ係合の作動に関する状態情報ないし低い摩擦係数にお ける状態情報（適応）を伝送することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか の方法。 ７．前記駆動滑り制御装置の制御係合が作動しているとき、制限がきわめて緩 やかなトルク変化を可能にすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの 方法。 ８．少なくとも１つの運転変数の関数として駆動ユニットのトルクを調節し、 この場合にトルクの変化が制限される機関制御装置を備えた車両駆動ユニットの 制御装置において、 前記機関制御装置に、少なくとも１つの他の制御装置からこの他の制御装置の 状態に関する状態情報が供給され、また前記機関制御装置がこの状態情報の関数 としてトルク変化を制限することを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。