JP2000516890A - サーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、サーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステムに関する。サーボクラッチも車両エンジンも自動車のドライブトレーンに配設されている。所定の作動状態が、特に低い車両速度領域、例えば発進領域に現われている場合には、アクセルペダル位置によって車両の加速度又は速度が設定されるようにサーボクラッチと車両エンジンが制御される。一般に発進過程外においてはドライブトレーンの制御はアクセルペダルの位置に依存して出力スケールないしトルクスケールで動作する。本発明によれば発進過程の間アクセルペダルが加速ペダルないし速度ペダルとしてスケーリングされる。

Description

【発明の詳細な説明】 サーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念による、自動車のドライブトレーン内に配設され ているサーボクラッチと、ドライブトレーン内に配設されている車両エンジンの 共通制御のためのシステムに関する。 自動クラッチないしサーボクラッチは、例えば公知文献“Kraftfahrzeugtechn ishes Taschenbuch,21.Auflage,1991,P538-539”から公知である。このサーボク ラッチは、電子制御装置に接続されて自動化された発進過程を提供したり、又は サーボ作動式変速機やフルオートマチック装置と共働して自動化された発進過程 を提供する。そのような電子クラッチ機構を備えた自動車では、特に車両の発進 過程に対して特別な制御ストラテジのもとにおく必要がある。 さらに例えば前記公知文献“Kraftfahrzeugtechnishes Taschenbuch,21.Aufla ge,1991,P467-468”にはいわゆるエンジン出力電子制御システムが公知である。 このシステムの場合は、これまでの大勢を占めていたドライバによって操作され るアクセルペダルを介したスロットル弁の直接的な機械的調節に較べて、スロッ トル弁が電子制御装置を介して電気モータで調節される。そのようなシステムで は、ドライバがアクセルペダルを介して一般的にエンジン出力又はエンジントル クないしは車両全体の駆動出力又は駆動トルクを設定している。 本発明の課題は、発進過程の間の最適な車両制御の提供にある。 この課題は請求項１の特徴部分に記載の本発明によって解決される。 発明の利点 前述したように本発明は、サーボクラッチと車両エンジンの共通制御システム に関している。このサーボクラッチも車両エンジンも自動車のドライブトレーン に配設されている。特に比較的低い車両速度領域、例えば発進領域などにおいて 所定の作動状態が存在する場合には、サーボクラッチと車両エンジンは次のよう に制御される。すなわちアクセルペダルの位置によって車両の加速度又は車両速 度を設定されるように制御される。 一般に発進過程以外の期間中は、ドライブトレーンの制御は、アクセルペダル の位置に依存して出力スケールないしはトルクスケールで作動される。それに対 して本発明によれば発進過程の期間中アクセルペダルは加速ペダルないし速度ペ ダルとしてスケーリングされる。本発明によるドライバの意志の評価によって、 全てのドライブトレーンコンポーネント（例えばサーボクラッチ又は車両エンジ ン）がその可能性の枠内で自由に用いられる。本発明によるストラテジは、最大 限可能な発進快適性を達成するために、コーディネートされたドライブトレーン マネジメントの全ての構成要素に利用される。車両エンジンの制御と車両クラッ チの制御は、本発明によれば次にようにコーデイネートされる。すなわちドライ バの意志に相応する加速ないし車両速度が達成されるようにコーディネートされ る。 加速ペダルないし速度ペダルとしての発進の際のアクセルペダルの評価によっ て、発進の際の車両の特性が全ての負荷状況（例えば上り坂走行、下り坂走行、 牽引モード）に対して同じであることが保証される。 自動車のドライブトレーンには一般にその変速比が調節可能な変速機が配設さ れている。本発明の有利な実施例においては、所定の作動状態の存在が次の場合 に識別される。すなわち所定の特に短いか低い変速比が設定されている場合に識 別される。その際有利には、第１の変速段での車両の各走行が発進状況として定 義される。その上で本発明によればアクセルペダル位置が加速意志ないしは速度 意志として評価される。 さらに本発明の別の有利な実施例では、発進過程の少し別の定義が使用される 。この場合そのような発進過程は次のことによって定義される。すなわち車両速 度が所定の閾値を下回り、サーボクラッチが解離されているか又は少なくとも完 全には接続されていない状態、つまり部分的に解離されている状態によって定義 される。すなわちこの発進状況は、車両が非常に僅かな速度（例えば徐行速度） で移動し、クラッチが解離されているかないしは完全には接続されていない場合 にのみ存在する。この発進状況は、変速が生じた場合には逸脱され得る。 既に前述したように、比較的高速な車両速度の領域、つまり発進領域外のドラ イブトレーンの制御は次のように行われる。すなわち検出されたアクセルペダル 位置が、駆動トルク、ないしは車両エンジンか車両全体の駆動出力を設定するよ うに行われる。本発明による発進モードが変速比の切換と同時にキャンセルされ た場合には、車両のドライブトレーン内でアクセルペダル評価の切換（速度ない し加速度スケールからトルクないしは出力スケールへの切換）の際の潜在的なト ルクショックが回避される。車両が停止状態から加速した場合には、アクセルペ ダル位置は第１の変速実施まで速度ないし加速度設定情報として評価される。こ のようにしてアクセルペダル評価の切換の際の場合によって生じるショックが変 速過程中の一般に不可避の変速ショックと重なる。例えば車両が過度に遅くなっ たり、ドライバが強いアクセル操作によってシフトダウンを望んだり、あるいは ドライバがマニュアル設定 を介して一速段を選択したために生じる二速段から一速段へのシフトダウン過程 のもとでは、アクセルペダルがさらにトルク設定情報として用いられる。このよ うにして二速段から一速段へのシフトダウンは、他のシフトダウンと仝く同じよ うに処理が可能であり、特別な処理は何も要求されない。車両が完全に静止状態 に入りクラッチが既に少なくとも一部解離されている場合にのみ発進状況が現れ 、アクセルペダルを介して再び速度ないし加速度が設定される。そのため新たな 発進状況の発生のもとでも前述した本発明の変化実施例によればトルクショック は何も生じない。 本発明の別の変化実施例によれば、サーボクラッチと車両エンジンが次のよう に制御される。すなわち特に加速度変化の小さい速度上昇が得られるように制御 される。このことはつまり発進領域において、単調に上昇する車両速度が加速の ごく僅かな変化でもって達成されることを意味する。 特に有利には、発進の状況内で、クラッチの滑っている状態と、クラッチをつ なげる際の移行状態と、クラッチが完全につながっている終端状態との間で区別 がなされる。これに対してはサーボクラッチと車両エンジンの制御が特にクラッ チスリップを表す特性量に依存して行われる。そのような特性量としては、クラ ッチスリップ量を直接算出してもよいし、クラッチ入力側回転数（エンジン回転 数）とクラッチ出力側回転 数（変速機入力側回転数）の回転数差を求めてもよい。 比較的大きなクラッチスリップが発生している場合には、車両エンジンが次の ように制御される。すなわちアクセルペダルの位置に依存する車両エンジンの回 転数が設定されるように制御される。クラッチ制御はその後で次のように操作さ れる。すなわちアクセルペダルの位置に依存する車両速度及び/又は車両加速度 が設定されるように操作される。 クラッチスリップが何もない場合には、クラッチが完全につながれる。この場 合車両エンジンはクラッチの完全な接続の直前に次のように制御される。すなわ ち設定された車両エンジンの回転数が高まるように制御される。そのようなクラ ッチの圧着摩擦への移行直前の車両エンジン回転数の僅かな引き上げは、ドライ ブトレーンの振動励起が起こらないように考慮するものである。 クラッチが完全につながった後では、車両エンジンは次のように制御される。 すなわちアクセルペダルの位置に依存した車両速度及び/又は車両加速度が設定 されるように制御される。このことは発進ストラテジが既に前述したようにキャ ンセルされるまで行われる。 本発明によれば発進過程の間、クラッチが滑っている場合でもクラッチがつな がっている場合でも可及的 に一定した加速が得られる。それによりこの２つの状態の間の移行経過は比較的 に非臨界的ではなく、加速において大きな変動も引き起こさない。これによりこ の移行経過には実際にショックは伴わない。この移行経過を継続させるためのコ ストも僅かである。例えば前述したようにクラッチの圧着摩擦への移行直前にエ ンジン回転数を僅かに高めることによって実行可能である。 本発明の別の有利な構成例によれば、所定の作動状態、例えば発進状態が存在 する場合には、サーボクラッチの制御はクラッチ接続の目的でのみ操作されるよ うに制御される。アクセルペダルに依存した回転数制御によっては例えば変速機 入力側回転数のもとで発進過程の間、例えば目下の変速機入力側回転数が設定値 よりも大きい場合に、クラッチが再び解離されることが生じ得る。そのような発 進過程中のクラッチの解離は、ドライブトレーンの振動につながり、非常に不快 なものとして感じられる。この理由からこのことに対して前述したように、発進 過程中、クラッチは接続のみで再度解離されることがないように対処される。 特にクリティカルな状況、例えば山間部走行において負荷が高いのにエンジン トルクが過度に小さい場合には、クラッチが先行して早く接続された場合にはエ ンジンストップが生じる。この理由から有利には、エンジン回転数がクリティカ ルな閾値を下回った場合に はクラッチが解離される。発進過程の間クラッチは、検出された車両エンジン回 転数が閾値を下回った場合には、クラッチ解離の目的でのみ操作される。 本発明のさらに別の実施例によれば、所定の作動状態の存在する場合、例えば 発進過程の間、サーボクラッチの制御は、車両エンジンの回転数グラジエントに 依存して行われる。この構成は特に発進過程中のエンジンの障害的な回転数変動 を緩和させる。 さらに有利には、発進過程の間、サーブクラッチの制御が次のように行われる 。すなわちエンジン回転数が閾値を上回った場合に、クラッチが接続目的でのみ 操作されるように行われる。特にこの場合はこの閾値が、検出されたアクセルペ ダル位置に依存している。クラッチの接続は、この構成例によればエンジンが所 期の最小回転数に達した場合にのみ開始される。このことは、車両のスムーズな 発進を可能にする。なぜならエンジンは通常そのアイドル回転数のもとではスム ーズな発進を許容することのできない非常に僅かなトルクしか得られないからで ある。 本発明の別の有利な実施例は従属請求項に記載される。 図面 図１は本発明の透視図である。図２ａ及び図３はドライブトレーンのコーディ ネーションを示している。図２ｂは、フローチャートに基づいて発進モードと走 行モードの選択を示したものである。図４ａないし図４ｂは、発進ストラテジを ブロック回路図とフローチャートで開示したものである。図５、図６、図７、図 ８は、本発明の種々の構成をブロック回路図で示したものである。 実施例 次に本発明を種々の実施例に基づいて以下に説明する。 図１では符号１０で車両エンジンが示されている。その出力軸はサーボクラッ チ１１のフライホイール１１０１に接続されている。被駆動側ではサーボクラッ チ１１は変速機１２に接続されている。エンジンは、Ｍ_motのエンジントルクと Ｎ_motのエンジン回転数を有しており、これらは制御ユニット１３に供給される 。さらに制御ユニット１３には、距離センサ１１０６によって検出された目下の クラッチ接続距離Ｓが供給されている。その上さらにこの制御ユニット１３には 、センサ１１０７によって検出されたクラッチ出力側回転数Ｎ_ka（これは変速機 入力側回転数Ｎ_geに相応する）が供給される。その他に、アクセルペダル１４の 位置α、目下の変速比ｉ、及び変速機出力側回転数Ｎ_ga,sollが制御ユニット１ ３に供給される。これらの入力信号に依存して制御ユニット１３はサーボモータ １１０５を信号Ｓｔに基づいてクラッチ調整のために駆動する。さらにエンジン 回転数の目標値Ｎ_motが車両エン ジン１０かないしはその制御装置１０１に供給される。クラッチの位置は、距離 センサ１１０６によって実際値信号Ｓ_istを介して検査可能である。エンジン回 転数は、回転数センサ１０２によって検出される。この場合この信号は一般的に はエンジン制御装置１０１に存在し、そこから制御ユニット１３に供給可能であ る。 クラッチはそれ自体公知のように、フライホイール１１０１と、クラッチディ スク１１１０と、プレッシャープレート１１１１と、皿ばね１１０２と、レリー ズベアリング１１１２を備えている。摩擦作動時にクラッチから伝達される回転 トルクとクラッチモーメントは、皿ばね１１０２のバイアスによって与えられる 。この皿ばね１１０２のバイパスも、クラッチリンケージ（当該実施例ではギヤ リンケージ１１０４として構成されている）のレリーズ距離Ｓに依存している。 このギヤリンケージ１１０４は、サーボモータ１１０５の出力軸によって操作さ れる。クラッチの通常作動時では距離Ｓ、つまりクラッチ接続距離が制御回路を 介して目標値Ｓ_sollに依存して制御される。それによりこの目標値Ｓ_sollを介し てクラッチモーメントが制御される。 図１ではクラッチ接続値Ｓがサーボクラッチの調整量として表されているが、 サーボモータ１１０５の回転角度や皿ばね１１０２への応力も調整量として利用 可能である。クラッチとこのサーボ系の間に油圧系が介在接続されている場合に は、油圧システムの圧力が調整量として適用可能である。それ故にＳの大きさは 一般に摩擦状態でのクラッチモーメントの調整量を表している。特に簡単なシス テムにおいては、サーボモータとして例えばステップモータが利用される。ステ ップモータに負荷されるパルスの数は、その相対的回転角度の尺度である。この ようにして、距離ポテンショメータ１１０６による目下のクラッチ接続距離Ｓ_{is t} のコストのかかる検出が省かれる。距離ポテンショメータ１１０６が省かれる 場合には、いずれにせよ各レリーズ過程（クラッチ接続）の際にギャーリンケー ジが較正のために所定の機械的ストッパまで戻されなければならない。 既に前述したように、電子クラッチマネージメント機構（例えば図１に示され ているような）を備えた車両の場合では、車両の発進のためのストラテジに託さ れなけらばならない。当該実施例では、この種の電子クラッチマネージメント機 構といわゆるＥガス装置を有している車両のための発進ストラテジが書き込まれ ている。このことは、アクセルペダル１４の位置αが直接エンジントルクやエン ジン出力によってではなく、例えばスロットル弁の直接の調整によって設定され ることを意味する。そのよなシステムによりいわゆるコーディネートされたドラ イブトレーン制御が可能と なる。本発明によれば、発進のためのコーディネートドライブトレーンマネージ メントの全ての構成要素が最大限可能な発進快適性を得るために利用される。 公知の発進ストラテジでは車両エンジン１０から、アクセルペダル１４の位置 αに応じてエンジン出力トルクが得られる。クラッチ１１は、このエンジンから 得られたトルクを加速に置き換える。その際同時にコーディネートされるエンジ ントルクの変更は意図されない。 既に冒頭でも述べた用に、本発明による方法では発進に対して走行ペダル１４ は、発進過程（走行ペダル１４は出力スケール又はトルクスケールで作動する） 外とは異なって加速ペダルないし速度ペダルとしてスケーリングされる。走行ペ ダル１４の位置αによって表されるドライバの意志の当該評価によって、全ての ドライブトレーントルクがその可能性の枠内で自由に使用可能となる。車両エン ジン１０とクラッチ１１は、次のようにコーディネートされる。すなわち、ドラ イバ意志に相応する加速ないし速度が達成されるようにコーディネートされる。 その際加速中に僅かな変化しか伴わない単調に上昇する速度が達成される。 図２ａにはそのようにコーディネートされたドライブトレーン制御が概略的に 示されている。この場合ドライバは、アクセルペダル１４の位置αによって推進 の意志ないしは遅延の意志を示す。駆動系及びブレー キ系コーディネータ２２は、このドライバの意志を推進意志または遅延意志に変 換する。図２ａのさらなる経過ではエンジンと変速機の間のコーデイネーション のみが示されている。この場合ブレーキのコーディネーションは無視される。 エンジン系及び変速機系コーディネータ２３は、コーディネータ２２によって 相応に変換されたドライバ意志情報の他に、変速機使用マップ２１から供給され る変速領域ないしは変速機の走行段に関する情報を受け取る。これらの入力信号 に依存してエンジン系及び変速機系コーディネータ２３は、車両エンジン１０に は相応のエンジントルクを与え、クラッチ１１には相応のクラッチモーメントを 与え、変速機１２には相応の変速比を与える。これらの特性量は、下位のエンジ ン、クラッチ、変速機制御器にて置き換えられる。 本発明による発進ストラテジは、そのようにコーディネートされたドライブト レーン制御系において実現される。この制御においては例えば図３に示されてい るような発進コーディネータがエンジン系及び変速機系コーディネータ２３（図 ２ａ）に挿入される。すなわちエンジン系及び変速機系コーデイネータ２３は、 発進コーディネータ２３１を含んでおり、これはアクセルペダル１４の位置αに 依存してエンジン１０（エンジン駆動系２３２）とクラッチ１１（クラッチ駆動 系２３３）に対する設定値を求める。変速機１２の変 速比はこの場合一般に不変のまま維持される。 そのような発進ストラテジでは、アクセルペダル１４からの加速度ないし速度 設定値から（発進過程）、正規（発進過程以外の作動状態）の出力ないしトルク 設定値への変換が必要な場合にはこの問題が解決される。 特に有利には、第１変速段における全ての走行が、つまり最も短いかないしは 最も低い変速比が存在する場合には発進状況として定義がなされる。それと共に アクセルペダル１４の位置αが第１変速段において常に加速設定値ないし速度設 定値として評価される。 発進状況のその他の定義も可能であるが、但し発進状況から通常作動状態への 移行の際の高コスト化を引き起こす。発進状況が必ずしも第１変速段における全 ての走行に対して有効とすべきでない時には、発進状況終了時にエンジンから供 給されたトルクとこの時点でのアクセルペダル位置に相応するドライバの所望ト ルクとの間で補償が行われなければならない。 既に前述したように、最も低い変速段の有無だけで発進過程の識別を行うこと も可能である。本発明のさらに別の有利な実施例では、アクセルペダルの変更さ れた評価（加速ないし速度スケール）による発進過程の別の定義が用いられる。 この場合には、発進状況が次のようなことで検出される。すなわち車両が非常に 僅かな速度、例えば歩進的な速度で移動し、クラッチ が解離されているか又は少なくとも完全には接続されていない状態で検出される 。この発進状況は、変速が生じた場合にはキャンセルされる。このことは図２ｂ に基づいて以下で説明する。 図２ｂに示されているスタートステップ２０１の後では、ステップ２０２にお いて、車両長手方向速度の尺度として目下の変速出力側回転数Ｎ_ga（センサ１６ ，図１）と、目下の変速比ｉ並びに目下のクラッチ状態が読み出される。ステッ プ２０３では、車両長手方向速度を表す変速出力側回転数Ｎ_gaが閾値Ｓｗ１と比 較される。この車両長手方向速度が、比較的低い閾値ＳＷ１を上回った場合には 、ステップ２０７において、通常走行動作状態に対してコーディネートされたド ライブトレーン制御が追従される。その際一般にアクセルペダルの位置αがトル クないし出力スケールで評価される。しかしながら走行速度ないし変速機出力側 回転数が閾値ＳＷ１を下回っているならば、ステップ２０４において、目下の変 速比ｉが閾値ＳＷ２に相応しているかどうかが検査される。このステップ２０４ は最も低い変速段の投入の有無を問い合わせするものである。目下の変速比ｉが 閾値ＳＷ２に相応していない場合には、ステップ２０７における走行モードが選 択される。車両長手方向速度が前記閾値ＳＷ１を下回っていると同時に最も低い 変速段が投入されている場合には、ステップ２０５において、クラッチが完全に 接続されているか否かが問い合わせされる。クラッチが完全に接続されている場 合には、通常動作モード２０７が設定される。しかしながらクラッチが少なくと も部分的に解離されている場合には、ステップ２０６において発進モードが選択 され、この場合はアクセルペダル１４の位置αが前述したように速度ないし加速 度スケールで評価される。終了ステップ２０８の後では図２ｂに示されているフ ローチャートが新たに開始される。 この図２ｂに示されているフローチャートは、発進状態の識別に用いられる。 一度識別された発進状態（ステップ２０６）から走行モード（ステップ２０７） への変更は、既に前述したように変速が生じた場合に行われる。 この実施例によって潜在的なトルクショックがアクセルペダル評価の切換のも とで回避される。車両が静止状態から加速した場合には、アクセルペダル位置は 最初の変速まで速度ないし加速度設定値として評価される。このようにして場合 によって生じるショックがこのようなアクセルペダル評価の切換のもとで変速毎 に一般的に不可避の変速ショックと重なる。変速機におけるシフトダウン、例え ば車両が過度に遅いか又はドライバがアクセルペダルの強い踏み込みによってシ フトダウンを所望しているか又はマニュアル設定を介して第１変速段が選択され たなどの理由により例えば ２速段から１速段へのシフトダウンがなされる場合には、アクセルペダルがさら にトルク設定手段として用いられる。それにより２速段から１速段へのシフトダ ウンは、他のシフトダウンと全く同じように処理され、これに対する特別な処理 は何も必要とされない。車両が完全に静止状態に入った場合にのみ、そしてクラ ッチが完全に解離された場合に始めて、再び発進状況が発生する。そしてアクセ ルペダルを介して再び速度ないし加速度が設定される。そのようにして発進状況 の新たな発生が突発的トルク変動なしでなされる。 次に図４ａのブロック回路図に基づいて発進動作中の速度ないし加速度スケー ル制御を説明する。これに対してはアクセルペダル１４の位置αがブロック４１ において相応の変速機入力側回転数の目標値Ｎ_ge,soll（又は変速機出力側回転 数の目標値Ｎ_ga,soll）に変換される。さらにこのブロック４１では、このアク セルペダル位置αに依存して車両エンジン１０に対する目標値Ｎ_mot,sollが求め られる。本来の発進制御器４２は、前述したブロック４１の目標値の他に実際値 Ｎ_mot,ist（センサ１０２）と、変速比の実際値ｉ、並びに変速機出力側回転数 の実際値Ｎ_ge,ist又は変速機出力側回転数の実際値Ｎ_ga,istも供給される。これ らの入力信号に依存して制御ブロック４２はクラッチ１１に対する制御信号Ｓｔ を形成する。 発進状況の範囲内では、クラッチの滑っている第１ の状態と（この状態では比較的大きなクラッチスリップないし比較的大きな回転 数差ΔＮ＝Ｎ_ke,ist−Ｎ_ka,istが存在する）、クラッチが接続される過渡状態と 、クラッチが完全に接続された終了状態とに区別されなければならない。 前記第１の状態（比較的大きなクラッチスリップ、ΔＮは大）に対する発進ス トラテジは以下のとおりである。 −アクセルペダル位置αに依存して発進コーディネータ２３１（図３）において エンジン目標回転数Ｎ_motsollが求められる。これはエンジン駆動系ないしエン ジン制御装置における制御器によって設定され、比較的高い制御品質で維持され る。 −同様にアクセルペダル位置αに依存して加速度ａ_sollと、それに付随して又は 直接的に車両長手方向速度が求められる。この速度はクラッチ駆動系ないしはク ラッチ制御機器により、クラッチへの相応のトルク要求によって制御される。 −クラッチ駆動系のトルク要求は、付加的にエンジン駆動系の回転数制御器に対 する制御量切換として用いられる。 小さな閾値までの変速機入力側回転数がエンジン回転数に達し、比較的僅かな クラッチスリップのみが存在している場合には、前述したように、以下のストラ テジに対する第２の状態へ移行する。 −クラッチが滑りながら接続される。 −ドライブトレーン内で振動の発生が生じないようにクラッチの圧着状態への移 行直前にエンジン回転数の僅かな引き上げが考慮される。 クラッチ入力側回転数がクラッチ出力側回転数に等しくなる（クラッチスリッ プが消失する）瞬間には、前述した第３の状態への移行が行われる。 −エンジン回転数を用いて変速機出力側目標回転数（車両速度に相応）と目標加 速が制御される。 すなわちこの第３の状態では、エンジン駆動系が目標回転数（目標速度に相応 ）の設定に従ってエンジンから供給される出力トルクを制御する。 この第３の状態は、以下の場合にはキャンセルされる。すなわち、 １.発進状況から逸脱する場合（例えば第２変速段へのシフトアップなど）、又 は ２.発進状況の間に変速機入力側回転数が閾値までにアクセルペダル位置に相応 するエンジン回転数に低下した場合（例えば第１変速段へのシフトダウンなど） このような発進過程中の手法は図４ｂに表されている。スタートステップ４０ １の後のステップ４０２では、変速機入力側回転数の目下の値Ｎ_ge,ist（クラッ チ出力側回転数に相応）と、エンジン回転数に対する目下の値Ｎ_mot,istが読み 出される。ステップ４０３では差分ΔＮ＝Ｎ_mot,ist−Ｎ_ge,istが、クラッチス リッ プの尺度として求められる。ステップ４０４では、ステップ４０３において求め られた回転数差分が閾値ＳＷ３を上回っているか否かが問い合わせされる。上回 っている場合には、前述した第１の状態がステップ４０６で検出される。しかし ながらステップ４０４でクラッチスリップが閾値ＳＷ３よりも下方にあることが 検出された場合には、ステップ４０５においてクラッチスリップ＝０の有無が問 い合わせされる。クラッチにまだ僅かなクラッチスリップが起こっている場合に は、ステップ４０７において前述した第２の状態が設定される。このことは例え ば制御器４２（図４ａ）からブロック４１（図４ａ）への信号Ａの送出によって シグナリングされてもよい。クラッチが完全に接続されている場合には、前述し た第３の状態がステップ４０３で選択される。終了ステップ４０９の後では図４ ｂに示されているフローチャートが新たに開始される。 発進時の走行ペダルの加速ないし速度ペダルとしての評価によって、次のこと が保証される。すなわち例えば登坂走行、牽引走行、下り坂走行などのあらゆる 状況のもとでも車両特性が常に同じであることが保証される。クラッチ駆動系及 びエンジン駆動系の構成要素は、次のような制御器を含む。すなわち滑っている クラッチのもとでも接続されているクラッチのもとでも発進状態が一定の加速の もとで経過するように考慮 する制御器を含む。それにより、状態間の移行は、相対的にアンクリティカルに なり、加速の大きな変動を引き起こさない。この移行は実際にはショックを伴わ ない。このような発進過程の際の状態間の移行をループさせるためのコストは僅 かである。これは例えば圧着摩擦状態（状態２）へのクラッチの移行直前のエン ジン回転数の僅かな引き上げによって実行可能である。 エンジン及びクラッチ駆動系に集積かされた制御器によって例外的な状況、例 えば道路縁石をまたいだ発進などが特に簡単で確実に制御可能となる。付加的な トルクの送達は、制御器の各積分器が担う。道路縁石上部に達した後の車両の加 速は、この制御器によって駆動トルクの即座の解消によっても考慮される。 付加的に第１変速段でのあらゆる走行が発進状況として評価されるならば、ア クセルペダル評価の切換は必要ない。これにより発進状況は特に簡単に統治でき る。第２変速段への切換の際には、いずれにせよ前述したように所定のトルクシ ョックが発生し、それによってアクセルペダル評価の所要の切換がカバーされる 。 本発明による発進ストラテジでは、クラッチへのトルク要求とエンジン目標回 転数の設定によってスムーズに上昇する長手方向速度が設定される。この場合伝 達可能な最大クラッチモーメントは開ループ制御され るのではなく閉ループ制御される。以下ではこの閉ループ制御の構造を説明する 。 この制御に対する基本はＰＩ制御器である。すなわち比例成分と微分成分を備 えた公知の制御器である。制御量としては変速機入力側回転数Ｎ_geか又は車両速 度が挙げられる。また選択的にこれらの特性量のグラジエントも制御量として用 いることができる。以下の実施例では制御量として変速機入力側回転数が用いら れている。これについては図４ａで示した制御器４２を図５，図６，図７に基づ いて説明する。 制御器４２による制御の基本は、ＰＩ制御器４２１（図５及び図６）である。 この場合有利には、この制御器のパラメータがエンジン回転数に依存して設定さ れる。特にこれに対しては図５と図６のＰＩ制御器に増幅度Ｐがエンジン回転数 の実際値Ｎ_mot,istに依存して供給される。有利にはこの増幅度Ｐは、比較的少 ないエンジン回転数のもとでは小さく、アイドル回転数以下の非常に僅かな回転 数のもとではゼロにされる。それにより次のことが保証される。すなわちクラッ チが、クリティカルなエンジン回転数のもとではそれ以上接続されないことが保 証される。なぜなら発進過程中のエンジン回転数の過度な低下は、非常に不快な ものとして感じられるからである。 ＰＩ制御器４２１の出力Ｓｔ１（もちろんこれはまだ制限可能である）は、調 整量の基本値である。この 調整量はクラッチの最大伝達モーメントか又はクラッチ機構の調整距離であって もよい。この調整量がモーメントであるならば、有利には、その値が０から最大 エンジントルクの有利な倍数分までの間の値に制限される。前記調整量が調整距 離であるならば、有利には構造方式に起因するこの距離の限界まで制限される。 クラッチが調整量のこの基本値Ｓｔ１により直接制御されるならば、発進過程 の間クラッチが再び解離するようなことが起こり得る（例えば目下の変速機入力 側回転数が設定値よりも大きい場合）。そのような発進過程中のクラッチの解離 は、ドライブトレーン系の振動につながる可能性があり、非常に不快なもとのと して感じられる。それ故に制御器４２では、次のような考慮がなされる。すなわ ち発進過程の間クラッチが引き続き接続されるだけで、再び解離されることがな いように考慮される。これに関しては最大値形成器４２３ａ（図５〜図７）が用 いられる。 この最大値形成器４２３ａには調整量の基本値の他に、アクセルペダル１４の 位置αが供給される。この最大値形成器４２３ａは、アクセルペダル位置αが所 定の僅かな閾値を上回った場合（入力側enable）に活動する。最大値形成器４２ ３ａがアクティブな場合には、その出力値ｓｔは、入力値Ｓｔ１ないしＳｔ２と これまでに記憶されたこれらの値の最大値から当該最大値となる。これまでに記 憶された最大値は、その後 で場合によっては高められる。最大値形成器４２３ａがアクティブではない場合 には、出力値は入力値に等しく、記憶されている最大値も入力値にリセットされ る。前述したように、最大値形成器４２３ａはクラッチ制御のもとで次のように 用いられる。すなわちアクセルペダル１４が操作された場合にのみそれがアクテ ィブになるように用いられる。それにより操作されたアクセルペダル１４のもと ではクラッチに対する調整量が上昇するのみで、不快なドライブトレーンの振動 は回避される。しかしながらドライバが発進過程を中断したいがためにアクセル ペダル１４をもはや操作しなくなった場合には、クラッチが再び解離される。と いうのも車両が静止状態に入った場合には、クラッチがどんなに遅くとも解離さ れなければならないからである。 図５に示されている発進過程中の制御の有利な発展例が図６に示されている。 この発展例は特に発進過程中のエンジンの障害的な回転数変動を緩和させる。図 ５に示されている実施例は、回転数の過度に大きな低下、例えばアイドル回転数 以下への低下を増幅度Ｐの縮小によって回避させるものである。既に高められた レベルからのエンジン回転数の大きな低下は、いずれにせよ回避できない可能性 がある。そのため有利にはエンジン回転数のグラジエントがクラッチ制御におい て考慮される。これに対してはエンジン回転数のグラ ジエントが場合によってはさらに適切にフィルタリングされなければならない。 この理由から図６には制御出力側Ｓｔ１にエンジン回転数グラジエントに依存す る成分がブロック４２６に加算的に重畳される。この成分の形成に対しては特性 マップ４２５が設けられており、この特性マップは入力量として微分された（ブ ロック４２４）エンジン回転数Ｎ_mot,istを受け取る。 図６に示された変化実施例では、エンジン回転数の負のグラジエントのもとで 調整量の基本値Ｓｔ１が低減される。このことはエンジン回転数の低下のもとで （高いレベルに対しても）クラッチをさらに接続させないように作用する。クラ ッチの不快な解離は、既に前述した最大値形成器４２３ａによって回避される。 クラッチ制御のさらに有利な発展例は図７に示されている。これまでの実施例 によれば、クラッチはアクセルペダル１４の操作のもとで引き続き接続され続け るが解離されることはない。特にクリティカルな状況、例えば高い負荷と僅かな エンジントルクでの登坂発進の場合では、クラッチが先に過度に迅速に接続され た場合、エンジンの停止が生じ得る。図５及び図６の実施例の特性曲線段４２２ 及び４２５における整合化ないしは適合化によってもこのようなことがいつでも 避けられる保証はない。そのため有利には、エンジン回転数がクリティカルな閾 値を下回った場合には解離される。 これに対しては図７に示されているように最大値形成器４２３ａの出力信号が スイッチング素子４２３２に供給される。さらにこのスイッチング素子４２３２ の入力側にはクラッチが解離されているか接続されているかに関する情報４２３ ３が供給される。さらにこのスイッチング素子４２３２には、目下のエンジン回 転数Ｎ_mot,ist（センサ１０２）が閾値ＳＷ４（メモリ４２３４）を下回ってい るかどうか（閾値比較４２３１）に関する情報が供給される。スイッチング素子 ４２３２は、サーボクラッチ１１への調整量Ｓｔの送出によって、エンジン回転 数Ｎ_mot,istが閾値ＳＷ４を下回っている場合にはクラッチを解離することを考 慮する。 さらに有利には、エンジンが所定の最低回転数に達した場合に始めてクラッチ の接続を開始させる。このことはスムーズな発進を可能にする。なぜなら車両エ ンジンは通常はそのアイドル回転数のもとではアグレッシブな発進のできない非 常に僅かなトルクしか得られないからである。図８にはこれに対して図４ａのブ ロック４１の詳細な構成が示されており、ここではエンジン及び変速機入力側回 転数の目標値Ｎ_mot,sollとＮ_ge,sollが求められている。変速機入力側目標回転 数Ｎ_ge,sollと測定された変速機入力側回転数Ｎ_ge,istの差分は、制御量として 図５及び図６に示された変化実施例で用いられている。 図８に示されているブロック４１ではまずアクセルペダル位置αから特性曲線 段４１１を用いてまだクラッチが接続されていない状態での発進過程に対するエ ンジン回転数Ｎ_mot1が定められる。その他に例えば特性曲線段４１４を介して、 アクセルペダル位置αに依存して、エンジン回転数Ｎ_mot2が定められる。この回 転数からクラッチが接続される。この回転数はエンジンのアイドル回転数と発進 回転数Ｎ_mot1の間、例えば中間にある。 変速機入力側回転数の設定値Ｎ_ge,sollに対しては、まずアクセルペダル位置 αから例えば特性曲線段４１３を介して車両の目標加速度ａ_sollが求められる。 計算ブロック４１４ではこの加速度から、目下の車両速度ないし変速機出力側回 転数Ｎ_ga,istと、変速比ｉを用いて変速機入力側回転数Ｎ_ge,sollが算出される 。この計算ブロック４１４では例えば目標変速機入力側回転数Ｎ_ge,sollも上方 と下方に向けて制限可能である。下方に向けての但しゼロよりも大きい値までの 制限は、クラッチ駆動系を介して車両のクリープ傾向を実現させる。 さらに計算ブロック４１４は、次のように構成されてもよい。すなわちエンジ ン回転数Ｎ_motが閾値Ｎ_mot2を越えた場合（ブロック４１２でのエンジン回転数 実際値Ｎ_mot,istと閾値Ｎ_mot2との比較）に始めて目標変速機入力側回転数Ｎ_{ge, soll} を上昇させるように構成 されてもよい。それによりエンジンは、まず第１に高いトルクを送出できる高い 回転数に到達することを最優先するようになる。 図５、図６、図７、図８に基づいて実施される簡単なＰＩ制御器に対する変化 実施例は、自動化されたクラッチを備えた車両のもとであらゆる状況において快 適な発進を可能にさせる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 自動車のドライブトレーンに配設されたサーボクラッチ（１１）と、ドラ イブトレーンに配設された車両エンジン（１０）の共通制御のためのシステムで あって、アクセルペダル（１４）が設けられており、該アクセルペダルの位置（ α）が検出される形式のものにおいて、 所定の作動状態の存在のもとで、検出されたアクセルペダル（１４）の位置（ α）によって車両の加速度（ａ_soll）及び/又は速度（Ｎ_ga,soll)が設定される ように前記サーボクラッチ（１１）と車両エンジン（１０）が制御されることを 特徴とする、サーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 2. 自動車のドライブトレーンにさらにその変速比（ｉ）が調節可能な変速機 （１２）が配設されており、所定の例えば短いないしは低い変速比（ＳＷ２）が 設定されている場合に、所定の作動状態の存在が識別される、請求項１記載のサ ーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 3. 作動状態が、比較的低い車両速度（Ｎ_ga）領域、例えば発進領域において 現われるように設定され、この場合特に車両速度（Ｎ_ga）が所定の閾値（ＳＷ１ ）を下回りサーボクラッチ（１１）が少なくとも部分的に解離されている場合に この作動状態が存在するよ うに設定される、請求項１記載のサーボクラッチと車両エンジンの共通制御のた めのシステム。 4. 小さな加速度変化を伴って上昇する速度（Ｎ_ga）が得られるように、サー ボクラッチ（１１）と車両エンジン（１０）が制御される、請求項１記載のサー ボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 5. 発進領域以外の比較的高い車両速度（Ｎ_ga）の領域で現われる所定の第２ の作動状態の存在のもとで、検出されたアクセルペダル（１４）の位置（α）に よって車両エンジン又は車両の駆動トルク又は駆動出力が設定されるように、少 なくとも車両エンジン（１０）が制御される、請求項１記載のサーボクラッチと 車両エンジンの共通制御のためのシステム。 6. 所定の作動状態の存在のもとで、サーボクラッチ（１１）と車両エンジン （１０）の制御がさらにクラッチのスリップを表す特性量（ΔＮ）に依存して行 われ、この場合特に、 −比較的大きなスリップが存在する場合には、アクセルペダル（１４）の位置（ α）に依存した車両エンジン回転数（Ｎ_mot,soll）が設定されるように車両エン ジン（１０）が制御され、さらにアクセルペダルの位置に依存した車両速度（Ｎ_ga,soll ）及び/又は車両加速度（ａ_soll）が設定されるようにクラッチ（１１） が制御され、 −比較的小さなスリップが存在する場合には、クラッチ（１１）が完全に接続さ れ、車両エンジン（１０）はクラッチが完全に接続される直前に、設定された車 両エンジン回転数が高まるように制御され、 −特にクラッチ（１１）が完全に接続された後では、アクセルペダルの位置に依 存した車両速度及び/又は車両加速度が設定されるように車両エンジンが制御さ れる、請求項１記載のサーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステ ム。 7. 所定の作動状態の存在のもとで、クラッチがクラッチ接続の目的でのみ操 作されるようにサーボクラッチ（１１）の制御が行われる、請求項１記載のサー ボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 8. 所定の作動状態の存在のもとで、検出された車両エンジン回転数が閾値（ ＳＷ４）を下回った場合にのみクラッチがクラッチ解離の目的でのみ操作される ようにサーボクラッチ（１１）と車両エンジン（１０）の制御が行われる、請求 項１記載のサーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 9. 所定の作動状態の存在のもとで、サーボクラッチ（１１）の制御が車両エ ンジンの回転数のグラジエント（ｄ/ｄｔ）に依存して行われる、請求項１記載 のサーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。 10．所定の作動状態の存在のもとで、検出された車両エンジン回転数（Ｎmot, ist）が閾値（Ｎmot2）を上回った場合にのみクラッチが接続の目的で操作され るようにサーボクラッチ（１１）の制御が行われ、この場合特に前記閾値（Ｎmo t2）は、検出されたアクセルペダル（１４）の位置（α）に依存している、請求 項１記載のサーボクラッチと車両エンジンの共通制御のためのシステム。