JP2000509676A - 車両のドライブトレーンを制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つのドライブユニットと自動変速機を備えた車両のドライブトレーンの制御に関する。走行動作中、ドライバにより、車両の駆動トルクに対する目標値が設定される。ドライブトレーンの種々の動作点は少なくとも、ドライブユニットにおける種々の出力トルク、回転数比、および／またはドライブユニットにおける種々の出力回転数によって特徴づけられる。本発明の要点は、走行動作中、可能な動作点について複数の評価量から成るそれぞれ１つのセットを求めることにある。この場合、求められた評価量に基づき最適化手法により、可能な動作点のうちの１つを最適動作点として選び出す。選ばれたこの最適動作点に対応する変速機の変速比が変速機において調整される。変速機の変速比の調整に対する代案として、選出された動作点に対応するドライブトレーンの出力回転数を、変速機変速比の変化により調整することも、当然ながら可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 車両のドライブトレーンを制御する方法および装置 従来の技術 本発明は、主請求項の上位概念に記載のドライブトレーンを制御する方法ない しは装置に関する。 内燃機関を備えた車両の場合、回転数とトルクの領域は変速機および場合によ ってはトルクコンバータ（ロックアップクラッチの設けられたまたは設けられて いない流体式トルクコンバータあるいは乾式摩擦クラッチ）を介して、車輪にお ける回転数とトルクの領域へ写される。この場合、変速機出力トルクは所定の変 速機出力回転数において種々の変速機変速比によって実現できる。 アメリカ合衆国特許US 4,893,526によれば、車両の長手方向速度とドライバの 操作する走行ペダルの位置とから変速機出力トルクに対する目標値が求められる 。このようないわゆるＥガスシステム（E-Gas-System）の場合、車両のドライバ は走行ペダルによってダイレクトに、たとえば走行ペダルとスロットルバルブと をじかに結合することにより、エンジン出力トルクを設定するのではなく、ドラ イバは走行ペダル位置によって車輪における推進トルクないしは変速機出力トル クを設定する。この目標出力トルクと車両長手方向 速度とに依存して、エンジン回転数に対する目標値が求められる。そしてエンジ ン回転数に対するこの目標値は、連続的に調整可能な車両変速機における設定に より調整される。さらに目標出力トルクならびに調整された変速機の変速比が、 エンジントルクの調整に利用される。これとは別にＥガスシステムの代わりに、 エンジン出力制御のためにたとえば電子ディーゼル噴射制御装置（EDC，Electro nic Diesel Control）などその他のシステムを設けることもできる。VDI-Zeitsc hrift，Spezial゛Antriebstechnik゛，No.134，3．1992，p.26-p.49の記事には 、所望のエンジン回転数を車両エンジンのスロットルバルブ角度に依存して求め ることが記載されている。その際、この所望のエンジン回転数は、連続的に調整 可能な変速機の調節により調整される。しかもこの記事には、所望のエンジン回 転数を種々の走行プログラムに依存して選択することも記載されている。この種 の走行プログラムによって走行特性が考慮され、この場合、走行特性はドライバ の燃費最適型の走行スタイルまたは走行性能指向型の走行スタイルによって表さ れる。 したがってＥガスシステムまたは他のエンジン出力制御システム、トルクコン バータおよび変速機（自動有段変速機、自動化された切替変速機、無段変速機） を伴うドライブユニットを備えた車両駆動装置にとってドライブトレーン制御の 役割とは、所望のトルクが 変速機出力側で得られるようドライブトレーンの動作点を調整することである。 この場合、ドライブトレーンの動作点は、エンジン回転数、エンジン出力トルク 、変速機の回転数変速比、回転数比およびトルクコンバータの状態により特徴づ けられている。 また、動作点の算出にあたり、ドライブトレーンの全効率、変速機出力側にお けるトルクリザーブ（Momentenreserve）ならびに放出の視点が考慮される。 ドライブトレーンの動作点は今日の制御アーキテクチャの場合、変速機制御装 置またはドライブトレーン制御装置による変速比の選択によって決定される。こ の場合、目標変速比の算出はシフト特性曲線を用いることによって行われる。そ の際、目下の変速比をもとに変速機出力回転数とスロットルバルブ位置を考慮し て（上述のＥガスシステムなどトルク主導システムにおいては所望の変速機出力 トルクを考慮して）、新たな目標値が求められる。このためシフト特性曲線は、 特定のエンジン／変速機の組み合わせに合うように適用される。これによって所 定の変速機出力回転数において変速機出力トルクを実現するために、ドライブト レーンの動作点が定まる。 いわゆる適応形変速機制御の場合、この動作点はドライバのタイプに依存して 、および／または走行状況に依存してずらされ、これはそれぞれ異なるドライバ のタイプおよび／または走行状況ごとに種々のシフト 特性曲線を利用することによって行われる。このことによって殊に、変速機出力 側においてドライバタイプ特有のトルクリザーブが得られるよう、動作点を選定 できるようになる。これについてはたとえば、US 5,157,609，US 5,025,684 ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 94（1992）9,p.428およびそれ以降、ならび にATZ Automobiltechnische Zeitschrift 95（1993）９，p.420を参照のこと。 ＣＴＶ変速機の場合、目標変速比の算出は、スロットルバルブ位置と変速機出 力回転数を入力量としてもつ特性マップによって相応に行われる。 したがってドライブトレーンを制御するためのこの種の公知の手法については 、以下のことが挙げられる。 −シフト特性曲線を用いた変速比算出によるドライブトレーンの動作点決定にあ たり、ドライバのタイプに固有のトルクリザーブとは異なる判定基準は、システ マティックには考慮されない。 −ある特定のエンジン／変速機の組み合わせのために、エンジンおよび変速機に 固有の特性を考慮するシフト特性曲線の適用が必要とされる。 −シフト特性曲線による変速比算出にあたり、通常動作とは異なるエンジンおよ び変速機の動作条件は、システマティックには考慮されない。 したがって本発明の課題は、ドライブトレーンの最 適な調整を行うことにある。 この課題は、主請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。 発明の利点 すでに述べたように、本発明は少なくとも調整可能な出力トルクと出力回転数 を有するドライブユニットの設けられた車両ドライブトレインの制御に関する。 ドライブユニットと車両の車輪との間に出力トルクをもつ変速機が配置されてお り、その回転数比は調整可能である。走行動作中、車両の駆動トルクのための目 標値ないしは変速機出力トルクのための目標値が設定され、その際、これらの設 定値はたとえば、車両のドライバにより操作可能な走行ペダルの捕捉された位置 に依存する。ドライブトレーンの種々の動作点は少なくとも、ドライブユニット の種々の出力トルクおよび／またはドライブユニットの種々の出力回転数によっ て特徴づけられる。 本発明の本質は、走行動作中、可能な動作点について複数の評価量から成るそ れぞれ１つのセットを継続的に求めることにある。そして求められた評価量に基 づき最適化手法により、可能な動作点のうちの１つを最適動作点として選び出す 。続いて、選出された最適な動作点に属する変速比が調整される。変速機の変速 比の調整に対する代案として、選出された動作点に属するドライブユニットの出 力回転数を変速機の変速比 の変化により調整することも、当然ながら可能である。 本発明の利点とは、ドライバの要求（変速機出力トルクに対する目標値）を所 定の変速機出力回転数において複数の判定基準を考慮しながら最適に実現できる ことである。 本発明の１つの有利な実施形態によれば、最適化手法の実行にあたり１つのセ ットに属する評価量が結合される。この場合、最適な動作点の選出にあたり、結 合結果が極値をとる動作点が用いられる。その際にたとえば、１つのセットに属 する評価量を重み付け、重み付けられた評価量を結合して結合結果を形成するこ とができる。 また、このような結合を、１つのセットに属する評価量を結合して重み付けら れた和が得られるようにして行える。この場合、最適な動作点を選出するため、 重み付けられた和が極値をとるような動作点が用いられる。 さらに有利であるのは、車両ドライバーの走行特性、目下の車両走行状況およ び／または車両に及ぼされる目下の周囲の影響を表す量を求めることである。こ の場合、求められたこれらの量の少なくとも１つが、評価量算出時および／また は最適動作点選出時に考慮される。その際、前述の評価量の重み付けを少なくと も、求められた量（走行特性、目下の走行状況および ／または車両に及ぼされる目下の周囲の影響）のうちの１つに依存して行わせる ことができる。 殊に有利には評価量として少なくとも、 −変速機出力トルクのリザーブを表す第１の値および／または、 −車両ドライブトレーンの全効率を表す第２の値および／または、 −種々の有害物質成分の放出特性を表す第３の値および／または、 −音響放出を表す第４の値 が求められる。 本発明によれば、最適化問題の個々の項も重み付け係数もドライバーのタイプ と走行状況に応じて適応化されるよう、最適化問題の固有の定式化が目的関数と 費用関数により行われる。 最適化問題を解くための計算規則によれば、１次元の探索法により最適化問題 の近似解が求められ、そこからドライブトレーンの最適動作点に対する提案が導 出される。 ドライブトレーンの最適動作点に対する提案から、整合形ドライブトレーン制 御装置によりエンジン出力トルクと変速機の変速比に対する設定が適切に求めら れる。 従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。 図面 図１と図２には整合形ドライブトレーン制御装置の概略ブロック図が示されて おり、図３、図４、図５は種々の評価量の算出について説明するために用いられ る。さらに図６には、最適化問題を解くための計算規則の流れが描かれている。 実施例 次に、実施例に基づき本発明について詳細に説明する。 図１には、相応のエンジン制御装置１０１ａを備えた車両エンジンが参照符号 １０１として示されている。この場合、エンジン出力軸は流体式トルクコンバー タ１０３を介して変億機１０６の入力側と接続されている。トルクコンバータ１ ０３は、コンバータロックアップクラッチ１０４によって橋絡可能である。 冒頭ですでに述べたように、流体式トルクコンバータ１０３とロックアップク ラッチ１０４の代わりに慣用の乾式クラッチを設けてもよい。この実施例におい ては以下ではコンバータロックアップクラッチを備えたトルクコンバータである ものとする。 変速機１０６の変速比は、変速機制御装置１０６ａによって変えることができ る。エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔまたはコンバータ入力回転数ｎ＿ｗｅは回転数セ ンサ１０２によって捕捉される一方、変速機入力回転数またはコンバータ出力回 転数ｎ＿ｗａはセンサ１０ ５によって測定され、さらに変速機出力回転数ｎ＿ｇａはセンサ１０７によって 測定される。変速機１０６は出力側で駆動輪１０８と接続されている。 整合形ドライブトレーン制御装置１１１は、エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔと変速 機出力回転数ｎ＿ｇａのほかに、走行ペダル１１０の位置αも受け取る。整合形 ドライブトレーン制御装置１１１の出力側において、エンジン１０１のための目 標トルクｍｄ ｍａ ｓｏ１１と変速機のための目標変速比ｕ ｓｏｌｌが生じ る。これらの目標値はエンジン制御装置１０１ａと変速機制御装置１０６ａへ導 かれる。 図２には、整合形ドライブトレーン制御装置１１１の構造が略示されている。 ブロック２０１において、走行ペダルの位置αから場合によっては車両速度（変 速機出力回転数ｎ＿ｇａ）を考慮して、変速機出力トルクｍｄ＿ｇａのための目 標値ｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌが求められる。そして、あとで説明するユニット２０ ２において、この値からエンジントルクに対する目標値（ｍｄ＿ｍａ＿ｓｏ１１ ）と変速比に対する目標値（ｕ＿ｓｏｌｌ）が求められる。 以下、第１章では本発明による最適化問題の定式化について説明し、それに基 づき第２章ではこの最適化問題を解くための本発明による計算規則を示す。そし て第３章では、その最適化手法の整合形ドライブトレーン制御装置への組み込み について説明する。 １．最適化問題の定式化： 最適化問題は目的関数と費用関数により記述される。最大化すべき目的関数は ここで値Ｇ_Momentは変速機出力側におけるトルクリザーブであり、Ｇ_etaはド ライブトレーンの全効率である。最小化すべき費用関数は以下のように定義され る： ここでｉ＿Ｅｍにより排気ガス中の有害物質成分が加算的に考慮される。値Ｌ_Gerausch はドライブトレーン全体の音響放射であり、これはドライブトレーンの 動作状態から求められる。 Ｇの最大化とＬの最小化を同時に行うという問題ゆえに、最適化問題は次のよ ううに定式化される： この場合、エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔについて明示的な制限が適用される： ここで値ｎ＿ｍｏｔ＿ｍｉｎとｎ＿ｍｏｔ＿ｍａｘは最小許容および最大許容の エンジン回転数である。変速比は所定の限度内でしか調整できず、また、車両速 度は一定に保持すべきであるので、変速比ｕと変速機出力回転数ｎ＿ｇａに対し 暗黙的制限 が生じる。 速度係数γ_Moment，γ_etaおよびγ_Gerauschは、ドライバのタイプと走行状況 を考慮して適応的に設定される。経済的なドライバにとって値Ｇ_etaは、重み付 け係数γ_etaを相応に選定することで特別な重みをもつ。市街地走行時、値Ｌ_{Emi ssion,i} により定量化される放出視点は、重み付け係数γ_Emission,iを相応に選 定することで、増大されて考慮される。たとえば交通量の緩和された地域におい て走行状況が゛slow and go゛であれば、項Ｌ_Gerauschがγ_Gerauschの適切な選 定により特別に考慮される。さらに、項Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_Emission,iおよび Ｌ_Gerauschの算出にあたっても、ドライバのタイプと走行状況が適用可能に考慮 される。値Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_Emission,iおよびＬ_Gerauschの計算規則はあと で説明する。 ドライバのタイプを表す値ａ_Fahrerないしは目下の走行状況を表す値の算出に ついては、冒頭で述べた従来技術の文献に詳述されている。 １．１ Ｇ_Momentの計算規則： 値Ｇ_MomentはトルクリザーブΔｍｄ＿ｇａを評価し、これは要求された変速機 出力トルクｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌ（図２のブロック２０１、図３の経過特性３２ ）において所定の変速機出力回転数ｎ＿ｇａのときに、変速比と変速機出力側に おけるエンジン回転数か ら成る値の対（ｕ，ｎ＿ｍｏｔ）に対し得られるものである。値Ｇ_Momentは以下 のようにして算出される。 １．１．１ ドライブトレーンにおけるトルク変速比の算出： ドライブトレーンにおけるトルク変速比ｍｕｅ＿ｇｅｓは、変速比ｕと、エン ジン回転数ｎ＿ｍｏｔと、流体式トルクコンバータ１０３の目下の回転数比Ｖ_{wa ndler} と、コンバータロックアップクラッチ１０４の状態Ｚ_Wandlerの関数として 得られる： により得られる。 流体式トルクコンバータ１０３の代わりに乾式摩擦クラッチを使用した場合に も値Ｖ_Wandlerはやはりクラッチにおける回転数比が表され、この場合には状態 Ｚ_Wandlerにより乾式摩擦クラッチの状態（開、半クラッチ、閉）が表される。 状態”半クラッチ”は、コンバータロックアップクラッチの場合にも乾式摩擦ク ラッチの場合にもやはり数値的に伝達トルクによって記述することができる。 １．１．２ エンジン出力側においてエンジン回転数ｎ＿ｍｏｔに対し供給可能 な最大トルクの算出 エンジン出力側においてエンジン回転数ｎ＿ｍｏｔに対し供給可能な最大トル クｍｄ＿ｍａ＿ｍａｘは次式により得られる： このようないわゆる全負荷曲線の経過特性は、実例として図３の経過特性３１ に示されている。算出にあたり、エンジン温度や周囲の影響（たとえば高地走行 時の空気密度変化）ならびにトルクの実現される境界条件など、エンジンの目下 の動作条件が考慮される。境界条件はたとえば許容されるまたは許容されないえ エンジンの全負荷濃厚化である。 １．１．３ 算出されたトルク変速比ｍｕｅ＿ｇｅｓに対する変速機出力側にお ける供給可能な最大トルクｍｄ＿ｇａ＿ｍａｘ＿ｎの算出： 算出されたトルク変速比ｍｕｅ＿ｇｅｓに対し所定のエンジン回転数ｎ＿ｍｏ ｔのときに変速機出力側において供給可能な最大トルクは、 である。 １．１．４ 変速機出力側におけるトルクリザーブΔｍｄ＿ｇａの算出： 変速機出力側におけるエンジンリザーブΔｍｄ＿ｇａは、 となる。 １．１．５ トルクリザーブの正規化 トルクリザーブを正規化するため値Δｍｄ＿ｇａが、目下の変速機出力回転数 ｎ＿ｇａと要求された変速機出力トルクｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌにおいて可能であ る最大可能トルクリザーブΔｍｄ＿ｇａ＿ｐｏｔに対し関連づけられる。エンジ ンは回転数ｎ＿ｐｏｔにおいて最大出力を達成し、そのときエンジン出力側にお いてトルクｍｄ＿ｍａ＿ｐｏｔが得られる。変速機出力回転数ｎ＿ｇａに対し最 大可能な変速機出力トルクｍｄ＿ｇａ＿ｐｏｔは、により求められる。 その際、可能なコンバータ増大はｍｕｅ＿ｗａｎｄｌｅｒ＝１とする。このと き最大可能なトルクリザーブは、 により求められる。 したがって変速機出力側における正規化されたトルクリザーブは、 により得られる。 ｎ＿ｍｏｔ＝ｎ＿ｐｏｔについてΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＝１であり、消滅す るトルクリザーブについてΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＝０である。エンジン回転数 ｎ＿ｍｏｔにおいて要求される変速機出力トルクを調整できなければ、Δｍｄ＿ ｇａ＿ｎｏｒｍに対し負の値が生じる。 実例として図３には、エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔ₁とｎ＿ｍｏｔ₂に関する２つ の状況が描かれている。エンジン回転数ｍｏｔ₁について変速機出力側における 正規化されたトルクリザーブに対し負の値が生じており、これは負の方向に向か う矢印によって表されている。また、エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔ₂について変速 機出力側における正規化されたトルクリザーブに対し正の値が生じており、これ は正の方向へ向かう矢印によって表されている。 ３．１．６ 要求される正規化トルクリザーブΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＿ｏｐｔ に関するドライバタイプ特有の算出 要求される正規化トルクリザーブΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＿ｏｐｔをドライバ タイプ固有に求めるために、値ａ_Fahrerによってドライバタイプが記述され、こ こで０≦ａ_Fahrer≦１である。値ａ_Fahrerに対し、関数ｍ_Moment（ａ_Fahrer）に より要求される正規化トルクリザーブΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＿ｏｐｔが対応づ けられる： 図４には、関数ｍ_Moment（ａ_Fahrer）の生じ得る経過特性が示されている。 １．１．７ 正規化トルクリザーブΔｍｄ ｎｏｒｍと要求される正規化トルク リザーブΔｍｄ＿ｇａ＿ｎｏｒｍ＿ｏｐｔとからの値Ｇ_Momentの算出 値Ｇ_Momentは、正規化トルクリザーブが要求された正規化トルクリザーブと一 致したときに、目的関数Ｇに対し最大の寄与量を与えることになる。この最大寄 与量は１にスケーリングされる。トルクリザーブが消滅する場合には寄与量は０ になるはずであり、負の正規化トルクリザーブであれば高い負の寄与量が生じる ことになる。このため値Ｇ_Momentは関数 を用いて求められる： 性は図５に示されている。 このようにしてトルクリザーブのための評価量Ｇ_Momentが求められる。 １．２ Ｇ_etaのための計算規則 値Ｇ_etaによりドライブトレーンの全効率が記述され、これはインターバル［ ０，１］の間を動く。 エンジン１０１、コンバータ１０３および変速機１０６というコンポーネント が同時にそれらの絶対的な最適効率に到達するならば、Ｇ_eta＝１である。Ｇ_eta を求めるために、エンジン１０１、コンバータ１０３および変速機１０６の効率 を表すのに必要とされ る値が以下のようにして算出される：１．２．１ エンジン効率を記述するため の値Ｇ_M,etaの算出 エンジン効率を記述するための値Ｇ_M,etaは、 トルクｍｄ＿ｍａとエンジン回転数ｎ ｍｏｔのとき 最小出力ｍｄ＿ｍａ・ｎ＿ｍｏｔを実現する可能な最小固有燃料消費である。 エンジンが要求されるエンジン出力のために燃費的に好適な動作点ではたらい ているとき、値Ｇ_M,etaは１であり、望ましくない動作点ではこの値は小さくな る。つまり値Ｇ_M,etaはインターバル［０，１］において動く。 １．２．２ 変速機効率を記述するための値Ｇ_G,etaの算出 変速機効率を記述するための値Ｇ_G,etaは、 がｕであり出力回転数がｎ＿ｇａであるときに変速機が出力トルクｍｄ＿ｇａを 送出する効率である。動作 値Ｇ_M.etaはインターバル［０，１］中を動く。 １．２．３ トルクコンバータの効率を記述するための値Ｇ_w,etaの算出： トルクコンバータの効率を記述するための値Ｇ_w,etaは、となる。値Ｇ_w,etaもやはりインターバル［０，１］中を動く。 １．２．４ Ｇ_etaの算出： ドライブトレーンの全効率に対する運動量Ｇ_etaは、 となる。 １．３ Ｌ_Emission,iのための計算規則 値ＬElission,iにより、有害物質成分ｉに関する放出特性が記述される。Ｌ_{Em ission,i} を求めるべき対象となる有害物質成分は、たとえばＮＯ_x，ＣＯおよび ＨＣである。 この算出は以下の計算規則に従って行われる： １．３．１ 有害物質成分のための固有の放出のスケーリング： ｍｄ＿ｍａおよび回転数ｎ＿ｍｏｔのときの有害物質成分ｉに対する固有の放出 量（たとえばｇ／ＫＷｈ） ｍｄ＿ｍａ・ｎ＿ｍｏｔを実現できる最小可能固有放出量である。エンジンが要 求されるエンジン出力と有害物質成分ｉに関して放出の最も好適な動作点におい て動作しているとき、値ｌ_Emission,iは１になり、望ましくない動作点ではそれ よりも大きくなる。 １．３．２ 値ｌ_Emission,iからのＬ_Emission,iの算出 値ｌ_EmissionからＬ_Emissionを算出するために、選択的に２つの適用可能な計 算手法を利用することができる。 １．３．２．１ ｌ_Emission,iの直線的な重み付け １．３．２．２ Barrier法を用いたｌ_Emission,iの非直線的重み付け この場合、値Ｌ_Emission,iに対する著しく高い寄 、その際、限界値よりも小さい放出値によっても寄与は得られない： このようにして、有害物質成分ｉに関して放出特性に対する評価量Ｌ_{Emission ,i} が求められる。 １．４ Ｌ_Gerauschに対する計算規則 値Ｌ_Gerauschにより、ドライブトレーン全体の音響特性が記述される。これは 、ドライブトレーンの動作点に関してエンジン１０１と変速機１０６の音響放 出に対する記述量から求められる： ２．最適化問題を解決するための計算規則 以下で述べる計算規則によって、これまで述べてきた最適化問題の近似解が求 められ、この場合、所定の変速機出力回転数ｎ＿ｇａにおける変速機出力トルク ｍｄ＿ｇａは次のようにして実現される： 図６にはこの計算規則が略示されている。 ステップ６０１において、すでに述べたように重み付け係数γ_Moment，γ_eta ，γ_Emissionおよびγ_Gerauschが求められる。 数ｎ＿ｍｏｔの変形によって行われる。この目的で、以下の計算規則が適用され る。 ２．１ ステップ６０２： Ｆの値がドライブトレーンにおける目下の動作点ｘについて求められる。目下 の動作点は、 により記述される。Ｆの所属の値は、 である。 ドライブトレーンにおけるＩ個の別の可能な動作点ｘｉ（ｉ＝１，．．．，Ｉ ）についてＦの値が求められ、これについて変速機出力回転数ｎ＿ｇａにおける 目下の変速機出力トルクｍｄ＿ｇａを実現することができる。 これらの動作点はエンジン回転数の変形により得られる： ２．２ ステップ６０３： 回転数ｎ＿ｍｏｔ_iは以下の計算規則に従って求められる： 値ｎ＿ｍｏｔ_iを求める場合、上述の明示的および暗黙的な最適化問題の制限 が考慮される。この場合、関数ｓ_iには、たとえば有段変速機における離散的な 変速段などドライブトレーン成分に関する知識を含めることができる。また、調 べるべき動作点の個数Ｉをダイナミックに変化させることができる。 ２．３ ステップ６０４： 動作点 の算出は、以下の計算規則に従って行われる： この場合、コンバータの回転数比と状態は変化しないものとする： （ｉｉ）の算出。ここで、 である。 このようにして求められた動作点Ｘ_iは、変速機効率により補正されたエンジ ン特性マップ内の出力双曲線上にあり、そこには動作点ｘも位置している。 ２．４ ステップ６０５： 動作点ｘ_i,i:1,...,Iに対する値Ｆ_iの算出は計算規則 により行われる。 ２．５ ステップ６０６および６０７： に対する最大到達値により特徴づけられる： ドライブトレーンの対応する最適動作点はｘ_opt＝ｘ_kである。これはエンジン 回転数が のときに達成される。 ３．整合形ドライブトレーンへのこの最適化手法の組み込み： 最適化問題の解決により求められたドライブトレーンにおける最適動作点Ｘ_{op t} に対する提案を考慮しながら整合形ドライブトレーン制御装置によって、エン ジン出力トルクに対する基準値ｍｄ＿ｍａ＿ｓｏｌｌと変速機変速比に対する基 準値ｕ＿ｓｏｌｌが求められる。すでに説明した図２には、ドライバにより要求 される変速機出力トルクｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌを実現するための整合形ドライブ トレーン制御装置の基本構造が示されている。 ｍｄ＿ｍａ＿ｓｏｌ１およびｕ＿ｓｏｌｌのための基準値は、ステップ６０７ において求められたドライブトレーンの最適動作点ｘ_optが求められる： したがって変速機における変速比ｕ＿ｓｏｌｌが調整され、これはドライブト レーンの最適動作点ｘ_opt により設定される。 有利には本発明によるやり方によって、複数の判定基準のもとでドライバの要 求を最適に実現することができる。 その際、それらの判定基準は、ドライブトレーンの全効率、変速機出力側にお けるトルクリザーブ、ならびに有害物質や音響の放出に関する物理的な量に基づ き、システマティックに考慮される。そしてこれによって、種々の走行状況やド ライバのタイプにも有害物質や音響の放出に対する要求にも即応できるドライブ トレーンの動作点が求められる。関連する判定基準の重み付けは走行動作中、適 応的に変化させることができる。 最適な動作点の算出は、エンジンおよび変速機の特性に関する物理的な記述量 に基づきモデルベースで行われる。 したがって、固有のエンジン／変速機の組み合わせに依存して特性量を適用す る必要がない。 さらにこのことによって、通常動作から逸脱したエンジンや変速機の動作条件 が、本発明の方法により最適な動作点を算出する際にシステマティックに考慮さ れる。 使用した参照符号一覧 ｍｄ＿ｍａ エンジン出力トルク ｍｄ＿ｍａ＿ｓｏｌ１ エンジン出力トルクに対する目標値 ｍｄ＿ｇａ 変速機出力トルク ｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌ 変速機出力トルクに対する目標値 Ｄ ｍｄ＿ｇａ 変速機出力側におけるトルクリザーブ ｎ＿ｇａ 変速機出力回転数 ｎ＿ｍｏｔ エンジン回転数 ｎ＿ｍｏｔ＿ｍｉｎ 最小許容エンジン回転数 ｎ＿ｍｏｔ＿ｍａｘ 最大許容エンジン回転数 ｕ 変速機の回転数比 ｕ＿ｍｉｎ 調整可能な最小変速機回転数比 ｕ＿ｍａｘ 調整可能な最大変速機回転数比 ｍｕｅ＿ｇｅｓ ドライブトレーンのエンジン変速比 Ｖ_wandler（流体式）トルクコンバータの回転数比 タ出力回転数、ｎ＿ｗｅはコンバータ入力回転数。 Ｚ_Wandler コンバータロックアップクラッチないしクラッチの状態 α 走行ペダルの位置 ａ_Fahrer ドライバのタイプに関する記述量 γ_Moment,γ_eta 重み付け係数 λ_Emission,i,λ_Gerausch 重み付け係数 ｍｄ＿ｍａ＿ｍａｘ 供給可能な最大エンジントルク ｍｄ＿ｍａ＿ｍａｘ＿ｎ エンジン出力側においてエンジン回転数ｎ＿ｍｏｔに 対し供給可能な最大エンジントルク ｍｄ＿ｇａ＿ｍａｘ＿ｎ エンジン回転数ｎ＿ｍｏｔに対し変速機出力側におい て供給可能な最大トルク Ｇ_Moment エンジンリザーブに対する評価量 Ｇ_eta ドライブトレーンの全効率に対する評価量 Ｇ_M,eta エンジン効率を記述するための評価量 Ｇ_G,eta 変速機効率を記述するための評価量 Ｇ_w,eta トルクコンバータの効率を記述するための評価量 Ｉ_Emission,i 有害物質成分ｉの放出特性を記述するための評価量 Ｌ_Gerausch ドライブトレーン全体の音響放出特性を記述するための評価量 ｘ ドライブトレーンの目下の動作点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両のドライブトレーンを制御する方法であって、調整可能な出力トルク（ ｍｄ＿ｍａ）および出力回転数（ｎ＿ｍｏｔ）をもつ少なくとも１つのドライブ ユニットと、該ドライブユニットと車両の車輪の間に配置され出力トルク（ｍｄ ＿ｇａ）をもつ変速機とが設けられており、該変速機の回転数比（ｕ）は調整可 能であり、 変速機出力トルクに対する目標値（ｍｄ＿ｇａ＿ｓｏｌｌ）が、たとえば車 両のドライバにより操作可能な走行ペダルの捕捉された位置に依存して、設定さ れ、 ドライブトレーンの種々の動作点（ｘ_i）が少なくとも、前記ドライブユニ ットにおける種々の出力トルク（ｍｄ ｍａ_i）と、回転数比（ｕ_i）および／ま たはドライブユニットの種々の出力回転数（ｎ＿ｍｏｔ_i）により定められる、 車両のドライブトレーンを制御する方法において、 走行動作中、 可能な動作点(ｘ_i）について複数の評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_{Emission, i} ，Ｌ_Gerausch）のセットをそれぞれ求め、 求められた評価量に基づき最適化手法により、可 能な動作点のうちの１つを最適動作点（ｘ_opt）として選出し、 選出された動作点（ｘ_opt）に対応する変速機の変速比（ｕ_opt）および／ま たは選出された該動作点（ｘ_opt）に対応するドライブユニットの出力回転数（ ｎ＿ｍｏｔ）を調整することを特徴とする、 車両のドライブトレーンを制御する方法。 ２．最適化手法の実行にあたり、１つのセットに属する評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_{et a} ，Ｌ_Emission,i，Ｌ_Gerausch）を結合し、最適動作点（ｘ_opt）を選出するため 、結合結果（Ｆ）が極値をとる動作点を用いる、請求項１記載の方法。 ３．１つのセットに属する評価量Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_Emission,i，Ｌ_Gerausch ）を重み付け、重み付けた評価量を結合して結合結果（Ｆ）を生じさせる、請求 項２記載の方法。 ４．最適化手法の実行にあたり、１つのセットに属する評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_{et a} ，Ｌ_Emission,i，Ｌ_Gerausch）を結合して重み付けられた和（Ｆ）を形成し、 最適動作点（ｘ_opt）の選定のため、重み付けられた和（Ｆ）が極値をとる動作 点を用いる、請求項１記載の方法。 ５．車両ドライバの走行特性、車両の目下の走行状況、および／または目下車両 に作用している周囲の影響を表す量を求め、求められたこれらの量のうちの 少なくとも１つを、評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_Emission,i，Ｌ_Gerausch）の 算出および／または最適動作点（ｘ_opt）の選出にあたり考慮する、請求項１記 載の方法。 ６．車両ドライバの走行特性、車両の目下の走行状況および／または目下車両に 作用している周囲の影響を表す量を求め、求められたこれらの量のうちの少なく とも１つを評価量の重み付けに用いる、請求項３記載の方法。 ７．評価量として少なくとも、変速機出力トルクのリザーブを表す第１の値（Ｇ_Moment ）、および／または車両ドライブトレーンの全効率を表す第２の値（Ｇ_{et a} ）、および／または種々の有害物質成分（ｉ）の放出特性を表す第３の値（Ｌ_{E mission,i} ）、および／または音響放出を表す第４の値（Ｌ_Gerausch）を求める 、請求項１記載の方法。 ８．車両のドライブトレーンを制御する装置であって、調整可能な出力トルク（ ｍｄ＿ｍａ）および出力回転数（ｎ＿ｍｏｔ）をもつ少なくとも１つのドライブ ユニットと、該ドライブユニットと車両の車輪の間に配置され出力トルク（ｍｄ ＿ｇａ）をもつ変速機とが設けられており、該変速機の回転数比（ｕ）は調整可 能であり、 ドライブトレーンの種々の動作点（ｘ_i）が少なくとも、前記ドライブユニ ットにおける種々の出力 トルク（ｍｄ＿ｍａ_i）と、回転数比（ｕ_i）および／またはドライブユニットの 種々の出力回転数（ｎ＿ｍｏｔ_i）により定められる、 車両のドライブトレーンを制御する装置において、 走行動作中、 可能な動作点（ｘ_i）について複数の評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_{Emission ,i} ，Ｌ_Gerausch）のセットがそれぞれ求められ、 求められた評価量に基づき最適化手法により、可能な動作点のうちの１つが 最適動作点（ｘ_opt）として選出され、 選出された動作点（ｘ_opt）に対応する変速機の変速比（ｕ_opt）および／ま たは選出された該動作点（ｘ_opt）に対応するドライブユニットの出力回転数（ ｎ＿ｍｏｔ）が調整される手段が設けられていることを特徴とする特徴とする、 車両のドライブトレーンを制御する装置。 ９．最適化手法の実行にあたり、１つのセットに属する評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_{et a} ，Ｌ_Emission,i，Ｌ_Gerausch）が結合され、最適動作点（ｘ_opt）を選出するた め、結合結果（Ｆ）が極値をとる動作点が用いられる、請求項８記載の装置。 10． １つのセットに属する評価量（Ｇ_Moment，Ｇ_eta，Ｌ_Emission,i，Ｌ_{Gerau sch} ）が重み付けられ、重 み付けられた評価量が結合されて結合結果（Ｆ）が形成される、請求項９記載の 装置。