JP2002195082A - 車両駆動ユニットの制御方法および装置 - Google Patents
車両駆動ユニットの制御方法および装置Info
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Abstract
て、加速ペダルを急に放しかつ同時にクラッチを踏み込
んだときに発生する機関回転速度のオーバシュートを防
止する。 【解決手段】 制御ユニットが、機関回転速度と、ドラ
イバの希望を表わす変数とを決定し、これらの関数とし
て、駆動ユニットを制御するための出力信号を発生す
る。制御ユニットは、出力信号を制限信号で補正する手
段を有し、ドライバの希望をリセットしたとき、制限信
号を、機関回転速度と、ドライバの希望のリセット開始
時に決定された基準回転速度との関数として形成する。
Description
制御方法および装置に関するものである。
ドライバが加速ペダルを急に放したときに、乗り心地の
改善のためにトルクの低減が遅延される(いわゆるダッ
シュ・ポット機能または負荷緩衝機能)。これにより、
この機能がない場合に発生するであろう衝動の緩衝が達
成される。しかしながら、ダッシュ・ポット機能が作動
しているとき、加速ペダルを放したと同時にクラッチ・
ペダルを踏み込んだ場合には回転速度のオーバシュート
が発生し、このオーバシュートが乗り心地を低下させる
ことになる。この改善方法は、クラッチを操作したとき
にこの負荷緩衝機能を遮断することであろう。しかしな
がら、このためには例えばスイッチまたはアルゴリズム
によりクラッチ・ペダルの操作が検出されなければなら
ない。このような方法を例えばドイツ特許第19827
585号が記載している。他方で、クラッチ・スイッチ
ないしクラッチ操作検出アルゴリズムの使用は要求精度
が問題となることがある。例えばクラッチ・スイッチの
調整が不正確である場合、クラッチを踏み込んでも駆動
系が切り離されない場合にはダッシュ・ポット機能が作
動せず、これにより感知可能な衝動が発生することがあ
る。駆動系が切り離されたにもかかわらずクラッチ操作
が検出されなかった場合、同様にこれが乗り心地を悪化
させるオーバシュートを発生することになる。
を有する車両において、加速ペダルを急に放しかつ同時
にクラッチを踏み込んだときに発生する機関回転速度の
オーバシュートを防止することが本発明の課題である。
度と、ドライバの希望を表わす変数とが決定される、車
両駆動ユニットの制御方法において、ドライバの希望を
リセットしたとき、ドライバの希望のリセット開始時に
決定された基準回転速度に回転速度制限が行われること
を特徴とする本発明の車両駆動ユニットの制御方法によ
り解決される。
転速度と、ドライバの希望を表わす変数とを決定し、こ
れらの関数として、駆動ユニットを制御するための出力
信号が発生される、前記制御ユニットを有する、車両駆
動ユニットの制御装置において、前記制御ユニットが、
前記出力信号を制限信号で補正する手段を有し、ドライ
バの希望をリセットしたとき、前記制限信号が、機関回
転速度と、ドライバの希望のリセット開始時に決定され
た基準回転速度との関数として形成されることを特徴と
する本発明の車両駆動ユニットの制御装置により解決さ
れる。
実施形態により詳細に説明する。図1は電子式制御ユニ
ット10を示し、制御ユニット10は、少なくとも1つ
の入力回路12、少なくとも1つのマイクロコンピュー
タ14および少なくとも1つの出力回路16を備えてい
る。入力回路12、マイクロコンピュータ14および出
力回路16は、通信系統18を介して相互間のデータ交
換のために相互に結合されている。入力回路12には、
次の入力ライン、すなわち加速ペダル位置wpedを測
定するための測定装置22からの入力ライン20、絞り
弁位置wdkを測定するための測定装置26からの入力
ライン24、内燃機関に供給される空気質量流量hfm
を測定するための測定装置30からの入力ライン28、
機関回転速度nmotを測定するための測定装置34か
らの入力ライン32、および機関制御を実行するために
必要な、例えば吸気温度、大気圧等のような内燃機関お
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42ないし46からの入力ライン36ないし4
0が供給される。出力回路16を介して、電子式制御ユ
ニット10は内燃機関の出力パラメータを制御する。し
たがって、内燃機関の充填量は、絞り弁48を介して内
燃機関の空気供給量を調節することにより制御される。
さらに、点火時期が設定され(ライン50)、燃料供給
量が調節され(ライン52)および/またはターボ・チ
ャージャ(ライン54)が制御される。
の原理的機能は従来技術から既知である。少なくとも加
速ペダル位置wpedに基づいて、ドライバの希望に対
応する、内燃機関のトルクに対する目標値が決定され
る。このドライバの希望は、場合により、駆動滑り制
御、回転速度制限、速度制限等のような外部および内部
の機能からの他の目標トルクを考慮してトルク目標値に
換算される。次にこのトルク目標値は、少なくとも機関
回転速度を考慮して、対応する特性曲線群、表または計
算ステップにおいて、充填量に対する目標値、すなわち
最大可能シリンダ充填量で正規化されたシリンダ・スト
ローク当たりの相対空気充填量に対する目標値に換算さ
れる。この目標充填量値の関数として、吸気管内の物理
的関係を考慮して、目標絞り弁位置値が決定される。次
に、対応制御回路により目標値に制御される。さらに、
場合により、例えば空気質量流量信号に基づいて計算さ
れた実際トルクを考慮して、点火角および/または燃料
供給量が調節され、この場合、実際トルクは目標トルク
に制御される。
ある。しかしながら、以下に記載の制限装置は、ドライ
バの希望から燃料供給量が決定されるとき、およびガソ
リン直接噴射式内燃機関のある運転方式におけるよう
に、およびディーゼル機関の場合のように、ほとんど絞
られることなく機関が運転されるときにも使用可能であ
る。他の駆動装置設計例えば電動機においても回転速度
制限装置がそれに対応して使用され、この場合、回転速
度制御のための係合変数はそれに対応して適合されてい
る。
い実施形態を示す。この場合、流れ図はコンピュータ・
プログラムを表わし、コンピュータ・プログラムは、制
御ユニット10のマイクロコンピュータ14内で記憶さ
れかつ実行され、または外部データ媒体からマイクロコ
ンピュータにロードされかつ実行される。
とおりである。ドライバが加速ペダルを放した場合、こ
のときに存在する実際の回転速度値が記憶される。この
とき、回転速度は上限回転速度値として記憶されたこの
値に制限され、この場合、内燃機関の好ましい実施形態
においては、回転速度制限値を超えた場合に、ペダルを
放したことにより開始されるトルク低減(例えば充填量
低減)に追加して、例えば点火角遅延により、または必
要かつ許容されたときには個々の噴射を停止することに
より急速トルク低減が達成される。
態を示す。この場合、個々のブロックは、個々のプログ
ラム、プログラム部分またはプログラム・ステップを示
し、一方、結合ラインは情報の流れを示している。
して、ブロック100において例えば差の形成により加
速ペダル角信号の時間変化(導関数)dwpeddtが
形成される。この値は低域通過フィルタ102に供給さ
れ、低域通過フィルタ102の内容および出力が0より
小さいかまたは0に等しい値に制限されている。すなわ
ち、場合により制限された低域通過フィルタ102の出
力信号内に、(低域通過フィルタの時定数に対応する)
ある時間の間、負の加速ペダル位置変化が記憶されてい
る。この信号は、回転速度制限が作動している間におい
ても、新たに加速ペダルを操作したときに確実でかつ衝
動のない移行を保証するために、回転速度制限信号の重
みづけのために使用される。回転速度制限装置出力信号
の大きすぎる増幅(重みづけ)による制限装置係合信号
の振動を防止ないし低減するために、低域通過フィルタ
の出力信号値fwdwpは制限段104において最小値
に制限される。好ましくは乗算段として設計されている
結合段106において、低域通過フィルタ102の出力
信号fwdwpは回転速度制限装置103の出力信号d
mnbegと結合される。
号nmotが供給される。好ましい実施形態において
は、回転速度制限のために、少なくとも2つの回転速度
値から平均された回転速度値、例えば2つ以上のセグメ
ントから平滑平均値を形成することにより予備フィルタ
リングされた回転速度値が使用される。この回転速度値
から、微分段108により回転速度の時間微分ないし回
転速度の時間変化が決定される。この値が制限段110
において正の値に制限され、そして結合段112におい
て係数KDと結合され特に乗算される。結合段112の
出力信号は回転速度制限装置出力信号の微分部分を示
す。この微分部分は、結合段114において、第2の部
分好ましくは比例部分および場合により積分部分と組み
合わされて回転速度制限装置の出力信号dmnbegが
形成される。比例部分および場合により積分部分を形成
するために、むだ時間要素116内で機関回転速度値n
motから、減速度が発生する前の回転速度に対する基
準値を表わす回転速度値が形成される。それに続く回転
速度上昇を有する加速ペダルのリセットが検出されたと
き直ちに、基準値が記憶される。加速ペダルを放したと
きにこのような回転速度上昇が検出された場合、AND
機能118の出力信号によりスイッチング素子120が
破線で示した位置に切り換えられ、そしてむだ時間要素
116の出力がその入力側に戻され、すなわち最後に測
定された回転速度値が記憶される。この場合、場合によ
り制限された低域通過フィルタ102の出力が所定の制
限値(比較段122において特定され、この場合制限値
はメモリ・セル124内に固定設定されている)より小
さいとき、および実際の機関回転速度と減速された機関
回転速度との間の差が0より大きいとき、AND機能1
18は出力信号を発生する。この場合、両方の値の間の
差は結合段126において形成され、そしてしきい値段
128においてこの差がしきい値0と比較される。この
場合、この差は、実際の回転速度が減速された回転速度
より大きいとき、すなわち回転速度上昇が発生したとき
に0より大きくなる。
フィルタの出力がしきい値より小さい)かつ機関回転速
度が上昇(nmotが減速された値より大きい)された
場合、このときに存在する回転速度値が基準値として記
憶される。上記の条件が満たされていない場合、スイッ
チング素子が再び実線で示した位置に切り換えられる。
し基準回転速度との間の差が制限段130において正の
値に制限され、そして結合段132においてその値がメ
モリ段134内に記憶されている係数KPと乗算され
る。すなわち、結合段132の出力点は制限出力信号の
比例部分であり、この比例部分は結合段114において
微分部分と重ね合わされる。必要に応じて、比例部分の
代わりにまたはそれに追加して積分部分が計算されても
よい。
と微分部分との和は、結合段106において場合により
制限された低域通過フィルタ102の出力信号で重みづ
けられ、好ましくは乗算される。この結合段106の出
力値は差トルクを示し、この差トルクは、回転速度オー
バシュートを低減させるために、結合段136におい
て、ドライバまたは他の制御機能により設定された目標
トルクMisollから減算される。その原理的機能方
式が従来技術から既知のそれに続くトルク制御138に
おいて、低減された目標トルクが、目標充填量、点火角
補正および場合により遮断すべきシリンダ数に変換さ
れ、そしてこれらの値の設定により駆動ユニットのトル
クが目標トルクに(したがって回転速度が制限回転速度
(=基準回転速度)に)調節される。
較段140に供給され、比較段140において、この値
がメモリ・セル142内に記憶されているしきい値と比
較される。制御量がこのしきい値を超えている場合、同
時に駆動ユニットの惰性運転状態(加速ペダルが放され
かつ回転速度が高い状態)が検出された(B_SAB)
ときに直ちに、AND機能144の出力(B_SA)に
より内燃機関への燃料の供給が遮断される。
制限が好ましくない回転速度リミッタの形成の原因とな
らないことを保証するために、2つの他の手段が設けら
れている。第1の手段により、低域通過フィルタ102
したがってその出力信号がリセットされ、すなわち、結
合段126において形成された回転速度偏差が所定の基
準値以下に低下したとき、入力を正の値に切り換えるこ
とにより常に0に戻される。これは比較段146におい
て検査され、この場合、基準値がメモリ・セル148か
ら供給される。
が行われたとき(すなわち加速ペダルを急に操作したと
き)、低域通過フィルタしたがってその出力信号がきわ
めて急速に再び0に戻されることにある。これは図2に
は示されていない。
関の追従惰性運転により発生することがある正の回転速
度勾配および低域通過フィルタ102の出力の僅かに負
の値においては常には回転速度制限のためのトルク低減
が行われないように、可能性のあるオーバシュートに対
する開始しきい値を下回ったときにはじめて、フリップ
・フロップ150を介して、スイッチング素子152の
対応切換により値0から出発して低域通過フィルタ10
2の出力信号fwdwpが投入される。すなわち、フリ
ップ・フロップ150は、AND機能118が出力信号
を発生したときにセットされる。これは、上記のよう
に、低域通過フィルタ102の出力が所定のしきい値を
下回りかつ結合段126において形成された回転速度値
の差が値0を超えたときの場合である。この場合にフリ
ップ・フロップ150は信号を発生し、この信号がスイ
ッチング素子152を破線位置から実線位置に切り換え
る。この場合、実線位置において、低域通過フィルタの
出力は結合段106においてトルク低減信号を重みづけ
するために使用され、一方、他の場合には重みづけ係数
は0であり、すなわち制限ないし機関低減は行われな
い。
値を超えたときには、重みづけ信号が値0に戻る切換が
行われてはならない。これが行われた場合には、加速ペ
ダルが緩やかに踏み込まれる場合に回転速度制限装置が
作動しているとき、トルクのジャンプが行われるであろ
う。したがって、フリップ・フロップ150は、低域通
過フィルタ102の出力が値0に到達したときにはじめ
てリセットされる。これは比較段154において決定さ
れる。このようにして、値0への確実なトルク低減が保
証される。
響を回避するために、自動変速機の変速機係合の間は制
限装置が遮断される(一方ハンド・スイッチの切換過程
においては制限装置は作動している)ように設計されて
いる。これはスイッチング素子156により保証され、
スイッチング素子156は、変速機係合が作動している
とき(対応する情報が変速機制御158から供給される
ことが好ましい)、実線位置から破線位置に切り換えら
れる。破線位置において、結合段136に値0が供給さ
れ、これによりトルク低減は行われない。
保持時間が低域通過フィルタ102の時定数によっては
十分でない場合、図面を見やすくするために図2には示
されていないある実施形態においては、低域通過フィル
タ入力(加速ペダル勾配)の符号の切り換わり以降の希
望する保持時間延長の間低域通過フィルタ入力が値0に
切り換えられることにより、この時定数が延長される。
て、低域通過フィルタの代わりに積分器が使用される。
図3に、上記の方法の作用方式を詳細に表わした時間線
図が示されている。図3の(A)に機関回転速度Nmo
tの時間経過(実線は制限装置がない場合、破線は制限
装置を有する場合)が、図3の(B)にクラッチの操作
状態KUPの時間経過が、図3の(C)に加速ペダル位
置WPEDの時間経過が、図3の(D)に加速ペダル位
置の勾配DWPEDDT(実線)および低域通過フィル
タ102の出力信号fwdwp(破線)が示されてい
る。
る。所定の機関回転速度が設定され、クラッチは操作さ
れてなく、すなわち力伝達結合が存在する。それに対応
して、図3の(D)において、加速ペダル位置勾配DW
PEDDTのみならず低域通過フィルタ102の出力信
号もまた0である。時点t0においてドライバが加速ペ
ダルを放し(図3の(C)参照)、さらにクラッチを操
作したとする(図3の(B)参照)。この結果、力伝達
結合が切り離されて回転速度が上昇する(図3の(A)
参照)。上記の方式を有していない通常のシステムにお
いては、ダッシュ・ポット機能のために、回転速度が著
しく上昇される(図3の(A)の実線参照)。上記の方
式が使用されている場合、時点t0とt2との間の図3
の(D)に示す負の出力信号fwdwpにより機関回転
速度の制限が行われる。図3の(A)に破線で示される
ように、これにより時点t0に続くオーバシュートが著
しく低減される。力伝達結合を再び形成するときに加速
ペダルを操作したとき、出力信号fwdwpは0に戻さ
れる。時点t5以降に、対応する作用が表わされている
他の状況が示されている。この場合もまた、加速ペダル
を放したときの回転速度制限により、既知のシステムに
比較して回転速度オーバシュートが著しく低減される
(図3の(A)の破線参照)。
始信号として加速ペダル位置信号が使用される。他の実
施形態においては、加速ペダル位置信号の代わりに、こ
れから導かれたドライバの希望信号、例えばドライバの
希望トルクまたは絞り弁角(絞り弁位置)が使用され
る。この場合、ドライバの希望とは、この実施形態を含
む総合概念と理解される。
装置を作動させることにより、回転速度オーバシュート
が効果的に回避される。この場合、クラッチ・ペダルの
操作ないし駆動系の切離しの検出は必要ではない。した
がって、あらゆる条件下で、クラッチ・スイッチがなく
ても、加速ペダルを放している間または加速ペダルを放
したのちにクラッチを切り離したときに回転速度オーバ
シュートが防止される。
転速度を制限する係合信号(トルク低減)が確実にリセ
ットされることにより、制限係合による回転速度の低下
前であっても衝動が効果的に回避される。
ル操作検出アルゴリズムが使用されなくても、乗り心地
または機能が制約されることはない。さらに、回転速度
オーバシュートにおいて直ちに充填量が低減されること
により、消費量およびエミッションの僅かな低減が得ら
れる。その理由は、この場合に、ダッシュ・ポット遮断
が作動せず、ならびに惰性運転状態が検出されると直ち
に、遅れ時間なく惰性運転遮断が行われるからである。
り、切換過程および切換の快適性が著しく改善される。
燃機関を制御するための制御装置を示す。
流れ図である。
る。
合段 116 むだ時間要素 118、144 AND機能 120、152、156 スイッチング素子 122、140、146、154 比較段 124、142、148 メモリ・セル 128 しきい値段 134 メモリ段 138 トルク制御 150 フリップ・フロップ 158 変速機制御 B_SA 燃料供給遮断 B_SAB 駆動ユニットの惰性運転状態 dmnbeg 出力信号(回転速度制限装置) dwpeddt、DWPEDDT 導関数(加速ペダル
角) fwdwp 出力信号(低域通過フィルタ) hfm 空気質量流量 KD、KP 係数 KUP クラッチの操作状態 Misoll 目標トルク nmot、Nmot 機関回転速度 RESET リセット信号 wdk 絞り弁角 wped、WPED 加速ペダル角(加速ペダル位置)
Claims (14)
- 【請求項1】 機関回転速度と、ドライバの希望を表わ
す変数とが決定される、車両駆動ユニットの制御方法に
おいて、 ドライバの希望をリセットしたとき、ドライバの希望の
リセット開始時に決定された基準回転速度に回転速度制
限が行われることを特徴とする車両駆動ユニットの制御
方法。 - 【請求項2】 前記ドライバの希望のリセットがペダル
位置または絞り弁角から導かれることを特徴とする請求
項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記回転速度制限が切換過程において作
動していることを特徴とする請求項1または2の方法。 - 【請求項4】 回転速度制限装置に対する重みづけ変数
として使用される値が、ドライバの希望の負の変化の尺
度の関数として、ドライバの希望の負の変化の終了後ま
での所定の時間にわたり記憶されることを特徴とする請
求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】 ドライバの希望の負の変化が開始しきい
値に到達したとき、実際の機関回転速度が回転速度制限
装置に対する基準回転速度として記憶されることを特徴
とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 ドライバの希望の新たな正の変化におい
て、回転速度制限装置に対する重みづけ変数が常に0に
戻されることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項7】 回転速度が基準回転速度を下回ったと
き、重みづけ変数が0に戻されまたはリセットされるこ
とを特徴とする請求項4または6記載の方法。 - 【請求項8】 重みづけ変数が最小値に制限されている
ことを特徴とする請求項4、6および7のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項9】 回転速度制限装置が機関の充填量および
/または点火角を低減することを特徴とする請求項1な
いし8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 惰性運転遮断または噴射停止が許容さ
れているとき、回転速度制限装置が噴射停止を開始させ
ることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項11】 回転速度制限装置が、機関回転速度の
基準回転速度からの偏差の関数として、トルクを低減さ
せる出力信号を発生することを特徴とする請求項1ない
し10のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項12】 制御ユニット(10)が、機関回転速
度と、ドライバの希望を表わす変数とを決定し、これら
の関数として、駆動ユニットを制御するための出力信号
が発生される、前記制御ユニット(10)を有する、車
両駆動ユニットの制御装置において、前記制御ユニット
(10)が、前記出力信号を制限信号で補正する手段を
有し、ドライバの希望をリセットしたとき、前記制限信
号が、機関回転速度と、ドライバの希望のリセット開始
時に決定された基準回転速度との関数として形成される
ことを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。 - 【請求項13】 プログラムがコンピュータ上で実行さ
れるとき、請求項1ないし11の任意の各ステップのす
べてを実行するために、プログラム・コード手段を有す
るコンピュータ・プログラム。 - 【請求項14】 プログラム製品がコンピュータ上で実
行されるとき、請求項1ないし11の任意の各方法を実
行するために、コンピュータが読取り可能なデータ媒体
上に記憶されているプログラム・コード手段を有するコ
ンピュータ・プログラム製品。
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