JP2002125302A - 少なくとも２つの駆動装置を有する自動車の駆動装置に対する回転トルク目標値をもとめるための方法及び装置 - Google Patents

少なくとも２つの駆動装置を有する自動車の駆動装置に対する回転トルク目標値をもとめるための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者の所望を表す量を回転トルク目標値に
変換する際に個々の駆動装置の特徴的な長所及び短所を
直接的に考慮する、少なくとも２つの駆動装置を有する
自動車の駆動装置に対する回転トルク目標値をもとめる
ための方法及び装置を提供することである。 【解決手段】 方法において、駆動装置の各々に対する
別個の評価分岐路において、回転トルク目標値を、運転
者の所望を表す量及び自動車の動作パラメータに依存し
てもとめることによって解決され、さらに、上記課題
は、装置において、運転者の所望を表す量及び自動車の
動作パラメータに依存して相応する駆動装置に対する回
転トルク目標値をもとめるための手段が駆動装置の各々
に対して設けられていることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２つの
駆動装置を有する自動車の駆動装置に対する回転トルク
目標値をもとめるための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】未来の世代の車両には、従来の内燃機関
の他に、クランクシャフトスタータジェネレータ、以下
では統合型スタータジェネレータ（integrated starter
-generator,ＩＳＧ）と呼ぶ、のような少なくとも１つ
の付加的な駆動装置がますます装備されるだろう。内燃
機関及びクランクシャフトスタータジェネレータを含む
原動機を制御するための方法は、ＷＯ９９/６２７３５
から公知である。回転トルクの目標値はアクセルペダル
位置、回転数及び損失回転トルクに依存してもとめられ
る。この場合、この損失回転トルクにおいては、空気質
量流量、冷却剤温度、オイル温度、クランクシャフトス
タータジェネレータを流れる電流及びこのクランクシャ
フトスタータジェネレータの温度のような更に別の動作
パラメータに依存する損失が考慮される。この目標回転
トルクに基づいて及び駆動スリップ制御、回転数制限、
速度制限又は触媒加熱機能のような内燃機関の制御のた
めの機能によって要求される回転トルクの見越し値（Vo
rhaltewert）を考慮して、空気質量流量を介して調整す
べき目標回転トルクがもとめられる。さらに、内燃機関
の制御のためのこの目標回転トルク及び他の機能の回転
トルク要求に依存して、所定の持続時間内で調整すべき
回転トルクの目標値がもとめられる。この迅速に調整す
べき回転トルク目標値に依存して、この場合、クランク
シャフトスタータジェネレータ及び点火が制御される。
【０００３】この方法では、クランクシャフトスタータ
ジェネレータの形式の付加的な駆動装置がアクセルペダ
ルの操作によって運転者により要求される回転トルクの
実現のために利用されるものの、アクセルペダル位置を
目標回転トルクに変換する際にはクランクシャフトスタ
ータジェネレータの損失回転トルクだけしか考慮されな
い。クランクシャフトスタータジェネレータによって付
加的な回転トルクを発生する可能性は考慮されずに放置
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、運転
者の所望を表す量を回転トルク目標値に変換する際に個
々の駆動装置の特徴的な長所及び短所を直接的に考慮す
る、少なくとも２つの駆動装置を有する自動車の駆動装
置に対する回転トルク目標値をもとめるための方法及び
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、方法におい
て、駆動装置の各々に対する別個の評価分岐路におい
て、回転トルク目標値を運転者の所望を表す量及び自動
車の動作パラメータに依存してもとめることによって解
決され、上記課題は、装置において、運転者の所望を表
す量及び自動車の動作パラメータに依存して相応の駆動
装置に対する回転トルク目標値をもとめるための手段が
駆動装置の各々に対して設けられていることによって解
決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の有利な実施形態は従属請
求項に記述されている。
【０００７】少なくとも２つの駆動装置を有する自動車
において、駆動装置の各々に対する回転トルク目標値は
別個の評価分岐路において運転者の所望を表す量及び自
動車の動作パラメータに依存してもとめられる。この場
合、各評価分岐路において相応する駆動装置の固有の長
所及び短所が直接的に考慮される。この結果、個別回転
トルク目標値の和から得られる全回転トルク目標値は常
に自動車の瞬時の動作条件の下で最大限に可能な回転ト
ルクを表す。
【０００８】有利な実施形態では、これら駆動装置のう
ちの少なくとも１つは電動機として構成され、この電動
機に対する回転トルク目標値はこの電動機に対する回転
トルクファクタ及び回転数からもとめられ、さらに、こ
の電動機に対する回転トルクファクタは運転者の所望を
表す量から運転者タイプ及び/又は車両バッテリの充電
状態に依存して導出される。電動機という概念は、この
場合、そして以下においても、一般的なものとして理解
され、クランクシャフトスタータジェネレータをも含ん
でいる。このクランクシャフトスタータジェネレータは
有利には非同期機として構成されているが、同期機又は
直流モータとしても構成することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を以下において図面に基づい
て詳しく説明する。
【００１０】ドライブトレイン制御部は次のように構成
され記述される構成部材を有する（図１）。読みやすい
ように、以下では個々の回路構成部材又はプログラム構
成部分においてしばしば「回路」又は「ブロック」と呼
ばないことをことわっておく。
【００１１】中央分類及び規準形成部１には、シンボリ
ックに１つのブロックにまとめられているセンサ２か
ら、データを相応の信号線路を介して供給される。これ
らの信号線路はこの場合データバス、例えばＣＡＮバス
として構成される。この中央分類及び規準形成１では、
センサ信号及び場合によっては例えばＧＰＳを介するよ
うな外部信号源からのさらに別のデータに依存して、動
作状況を特徴付ける出力信号を発生する。詳しくいえ
ば、この中央分類及び規準形成部１は例えば次のような
構成部材を有する。すなわち、運転者タイプ検出部、環
境及び道路タイプ位置確認部、走行操作及び走行状況識
別部及び情報チャネル、例えば無線電話又は衛星受信器
を有する。これらの回路構成部材の出力信号は動作戦略
選択部３及びペダル値解釈部４に伝達される。このペダ
ル値解釈部４はさらにブレーキペダル５及びアクセルペ
ダル６からの信号を受信する。このペダル値解釈部４の
機能及び作動方法は図２の記述と結びつけて詳しく説明
する。動作戦略選択部３は中央「判定器」としてドライ
ブトレイン全体の動作戦略を決定し、相応の制御信号を
分散制御ユニット、すなわち電子式エンジン制御部（Ｅ
ＭＳ）７、ＩＳＧ制御部（ＩＳＧＳ）８及び電子式トラ
ンスミッション制御部（ＥＧＳ）９に転送する。例えば
エミッション最小走行動作が決定されると、全制御ユニ
ット７〜９は有害物質の排出が最小化されるように動作
される。同じように、走行性能志向モードでは全制御ユ
ニット７〜９の出力パラメータは、できるだけ良好な加
速及び運転者の所望に対する駆動部の迅速な応答（制限
なしの駆動方式）が保証されるように調整される。カー
ブ走行又はエンジンプレーキ動作のような走行操作に関
する情報は動作戦略選択部３において同様に評価され
る。結果的に、例えば極端なカーブ走行の際には変速比
が固定され（ＥＧＳ）、駆動部における負荷変化が緩和
される又は遅くされる（ＥＭＳ）。分散制御ユニット７
〜９は調整信号を発生し、これらの調整信号によって個
々の装置、すなわち内燃機関１０、ＩＳＧ１１及びトラ
ンスミッション１２又はドライブトレインの他の構成部
材が制御される。
【００１２】センサ２は必要不可欠な信号を中央分類及
び規準形成部１にもペダル値解釈部４及び分散制御ユニ
ット７〜９にも供給する。しかし、わかりやすいよう
に、図１では、中央分類及び規準形成部１への信号接続
だけが図示されている。通信がセンサ信号伝搬の間に各
制御ユニット及びインフォメーションシンクにおいて保
証されている限りは、機能ブロックに関するセンサ２の
位置限定は副次的な意味しか持たない。また、機能アー
キテクチャに関して言えば、どの制御ユニットにおいて
どのような機能ユニットが物理的に存在し統合されてい
るかは重要ではない。よって、中央分類及び規準形成部
１の個々の機能ブロックをアクセルペダル解釈部４と同
様に、制御機能全体への影響なしに、分散制御ユニット
７〜９のうちの１つに統合することもできる。同様に分
散制御ユニット７〜９の個々の制御機能を上位の制御機
器、例えばエンジン・トランスミッション統合制御機器
に統合することもできる。
【００１３】図２からはブロック線図に基づいてアクセ
ルペダル解釈部４のブロックの機能が見て取れる。例と
して、内燃機関及び電動機の特殊形態であるクランクシ
ャフトスタータジェネレータの形式の２つの駆動装置を
有する自動車における回転目標トルク目標値へのペダル
値の変換が図示されている。この場合、ペダル値はアク
セルペダルの位置又はアクセルペダルに作用する圧力を
表しており、従って、例として運転者の所望を表す量と
見なされ得る。特性量への運転者の所望の物理的な変換
は本発明の思想においては些細なことであり、それゆえ
運転者の所望を表す量は走行速度調整器によって設定す
ることもできる。回転トルク目標値は、エンジン回転ト
ルクにもホイール回転トルクにも、すなわち駆動ホイー
ルから走行路に伝達される回転トルクにも関連付けるこ
とができる。この場合、ブレーキペダルの作動は例えば
所望の負のホイール回転トルクとして解釈される。
【００１４】第１の評価分岐路において、評価ブロック
Ｂ１ではペダル値ＰＶ＿ＡＶ及び回転数Ｎに依存して第
１の回転トルクファクタＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩ
Ｖ＿ＥＮＧが形成される（図２）。この第１の回転トル
クファクタは０と１との間の値域を有する次元のない量
である。この第１の回転トルクファクタからブロックＢ
２において最大回転トルクＴＱ＿ＭＡＸ及び最小回転ト
ルクＴＱ＿ＭＩＮに依存して内燃機関に対する第１の回
転トルク目標値ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＥＮＧ＿ＲＡＷが発生さ
れる。このために、最も簡単なケースでは、第１の回転
トルクファクタＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＥＮ
Ｇは最大回転トルクと最小回転トルクとの差によって乗
算される。最大回転トルクＴＱ＿ＭＡＸ及び最小回転ト
ルクＴＱ＿ＭＩＮは、この場合、全ての他の量のように
このブロック線図ではオペランドであり、内燃機関の出
力側にあるクラッチに供給される最大乃至は最小回転ト
ルクに相応する。
【００１５】内燃機関に対する第１の回転トルク目標値
ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＥＮＧ＿ＲＡＷの算定とパラレルに、第
２の評価分岐路において評価ブロックＢ３ではペダル値
ＰＶ＿ＡＶ、運転者タイプ及び/又は車両バッテリの充
電状態に依存して、ＩＳＧに対する第２の回転トルクフ
ァクタＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＣＳＧが形成
される。この回転トルクファクタも０と１との間の値域
を有する次元のない量である。運転者タイプ及びバッテ
リの充電状態のほかに、例えば負荷状態又はエンジン動
作状態のような他のシステムパラメータをこの第２の回
転トルクファクタの決定の際に考慮することもできる。
重要なことは、それぞれの駆動装置の、この場合にはす
なわちＩＳＧの長所及び短所が所属の評価分岐路の評価
ブロックにおいてできるだけ包括的に考慮されることで
ある。ＩＳＧの場合には、とりわけ迅速な応答時間とこ
れに対して限定されたバッテリ容量とに注意を払うべき
である。この事情は、例えば、次のことによって考慮に
入れることができる。すなわち、評価ブロックＢ３の評
価関数においてペダル値ＰＶ＿ＡＶのグラジエントが過
比例的（super-proportional）に重み付けされ、さらに
この回転トルクファクタがペダル値ＰＶ＿ＡＶの積分を
用いて値０に引き戻されることによって考慮に入れるこ
とができる。従って、ＩＳＧのための評価分岐路の評価
ブロックＢ３に対する可能な評価関数は次式のようにあ
らわされる： ｆ（ｔ）＝ｎ＊[ａ（運転者タイプ）＊ｄ/ｄｔ（ＰＶ＿
ＡＶ）＋ｂ＊ＰＶ＿ＡＶ＋ｃ（充電状態）＊ｉｎｔ（Ｐ
Ｖ＿ＡＶ）ｄｔ] ただしａ 運転者タイプに依存する変数、 ｂ 定数、 ｃ 車両バッテリの充電状態に依存する変数、 ｎ 正規化係数 である。
【００１６】ブロックＢ４ではこの第２の回転トルクフ
ァクタＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＣＳＧ及び回
転数Ｎに依存してＩＳＧに対する第２の回転トルク目標
値ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＣＳＧ＿ＲＡＷが発生される。
【００１７】これで、個々の駆動装置に対する回転トル
ク目標値が直接的に相応の分散制御ユニットに、この実
施例ではすなわちＥＭＳ７及びＩＳＧ８に転送される
か、又は、まず加算されて全回転トルク目標値ＴＱ＿Ｒ
ＥＱ＿ＤＲＩＶがつくられて、動作戦略選択部３におい
て後続処理されるかのいずれかである。後者は、例えば
内燃機関の動作を不利な部分負荷領域において回避する
ために、所定の動作条件下においてこれらのもとめられ
た個別の回転トルク目標値から逸脱して回転トルク配分
を行う、という付加的な可能性を提供する。
【００１８】本発明は例として内燃機関及びクランクシ
ャフトスタータジェネレータの形式の２つの駆動装置を
有する自動車に対して示された。一方で後置接続された
トランスミッションを有する始動装置の機能を引き受
け、他方で車両バッテリの充電のためにこの始動装置の
機能とは異なる点灯用発電機の機能を引き受けるこのク
ランクシャフトスタータジェネレータは、この場合、単
に電動機の特殊形態と見なされうる。しかし、本発明の
使用は駆動装置の種類によっては決して限定されない。
同様に本発明は２つより多くの駆動装置を有する自動車
にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関及びクランクシャフトスタータジェネ
レータを有するドライブトレインの制御ユニットの階層
構造の概略図を示す。
【図２】回転トルク目標値を決定するための本発明の装
置のブロック線図を示す。
【符号の説明】
１ 中央分類及び規準形成部 ２ センサ ３ 動作戦略選択部 ４ ペダル値解釈部 ５ ブレーキペダル ６ アクセルペダル ７ 電子式エンジン制御部（ＥＭＳ） ８ ＩＳＧ制御部（ＩＳＧＳ） ９ 電子式トランスミッション制御部（ＥＧＳ） １０ 内燃機関 １１ ＩＳＧ（統合型スタータジェネレータ） １２ トランスミッション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フロリアン グートクネヒト−シュテーア ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク フ ォン−デア−タン−シュトラーセ 31 (72)発明者 ゲオルク グラースル ドイツ連邦共和国 ハインザッカー ブル ーメンシュトラーセ 29 (72)発明者 グレゴール プロープスト ドイツ連邦共和国 ランツフート ハグラ イナー シュトラーセ 19 Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA07 AA16 DA06 DB15 DB19 DB20 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PI22 PI29 PU01 PU25 PU29 QN03 QN22 QN23 QN24 RE03 RE14 SE04 SE05 TB01 TE02 TE06 TE08 TE10 TI01 TO05 TO12 TO21 TO23 TO30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの駆動装置（１０、１
    １）を有する自動車の駆動装置に対する回転トルク目標
    値をもとめるための方法であって、 運転者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）を検出するための
    手段を有し、 自動車の動作パラメータを検出するための手段を有す
    る、少なくとも２つの駆動装置（１０、１１）を有する
    自動車の駆動装置に対する回転トルク目標値をもとめる
    ための方法において、 前記駆動装置（１０、１１）の各々に対する別個の評価
    分岐路において、回転トルク目標値（ＴＱ＿ＲＥＱ＿Ｅ
    ＮＧ＿ＲＡＷ，ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＣＳＧ＿ＲＡＷ）を前記
    運転者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）及び前記自動車の
    動作パラメータに依存してもとめることを特徴とする、
    少なくとも２つの駆動装置（１０、１１）を有する自動
    車の駆動装置に対する回転トルク目標値をもとめるため
    の方法。
  2. 【請求項２】 駆動装置のうちの少なくとも１つは電動
    機（１１）として構成されており、 前記電動機（１１）に対する回転トルク目標値（ＴＱ＿
    ＲＥＱ＿ＣＳＧ＿ＲＡＷ）を前記電動機（１１）に対す
    る回転トルクファクタ（ＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩ
    Ｖ＿ＣＳＧ）及び回転数（Ｎ）からもとめ、 前記電動機（１１）に対する前記回転トルクファクタ
    （ＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＣＳＧ）を、運転
    者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）から、運転者タイプ及
    び/又は車両バッテリの充電状態に依存して導出するこ
    とを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 電動機（１１）に対する回転トルクファ
    クタ（ＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＣＳＧ）は、
    運転者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）のグラジエントに
    依存することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 電動機（１１）に対する回転トルクファ
    クタ（ＦＡＣ＿ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＤＲＩＶ＿ＣＳＧ）は、
    運転者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）の積分に依存する
    ことを特徴とする、請求項２又は３記載の方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも２つの駆動装置（１０、１
    １）を有する自動車の駆動装置に対する回転トルク目標
    値をもとめるための装置において、 運転者の所望を表す量（ＰＶ＿ＡＶ）及び前記自動車の
    動作パラメータに依存して相応の前記駆動装置（１０、
    １１）に対する回転トルク目標値（ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＥＮ
    Ｇ＿ＲＡＷ，ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＣＳＧ＿ＲＡＷ）をもとめ
    るための手段が前記駆動装置（１０、１１）の各々に対
    して設けられていることを特徴とする、少なくとも２つ
    の駆動装置（１０、１１）を有する自動車の駆動装置に
    対する回転トルク目標値をもとめるための装置。
  6. 【請求項６】 個々の駆動装置（１０、１１）に対する
    回転トルク目標値（ＴＱ＿ＲＥＱ＿ＥＮＧ＿ＲＡＷ，Ｔ
    Ｑ＿ＲＥＱ＿ＣＳＧ＿ＲＡＷ）は、互いに別個の評価分
    岐路においてもとめられることを特徴とする、請求項５
    記載の装置。
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