JP2003161198A - エンジン速度制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】過度エンジン速度の運転状態でドライバと乗客
の不快をかなり減少するために提供するだけでなく、決
定論的な方法によって較正することができるエンジン速
度制御方法および装置を提供する。 【解決手段】 目標エンジン速度、基準エンジン速度、
および過渡的速度状態の間エンジン速度を基準エンジン
速度に従わせるように開ループトルク（Ｔｏｌ）を供給
する追跡装置ブロックと、測定エンジン速度、燃焼トル
クを受け、システムモデルに基づいて、燃焼トルクと測
定エンジン速度との関数として作られた観測エンジン速
度および測定エンジン速度との関数として作られ、エン
ジンの駆動シャフトに作用している全抵抗トルクの推定
値を表す観測抵抗トルクを供給する観測装置ブロック
と、開ループのトルク、基準エンジン速度、観測エンジ
ン速度および観測抵抗トルク（Ｒｏｂｓ）を受け、燃焼
トルク（Ｔｃｍｂ）を供給するコントローラブロックを
含む。コントローラブロックは燃料燃焼で発生する駆動
トルクが燃焼トルクｃｍｂと等しくなるようにエンジン
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジン速度制御装
置および方法に関する。

【０００２】特に、本発明は排他的ではないが、以下の
記述が全く一例として参照される乗り物のエンジンの速
度を制御するために有利に使用される。

【０００３】

【従来の技術】自動車産業で知られているように、過渡
エンジン速度状態の間、乗り物の最大の快適運転を確実
にすることは達成する最も難しいものの1つである。

【０００４】例えば、変速機が最小エンジン速度で動い
ている乗り物を制動するとき、それは増加する猛烈な振
動を起こし、ドライバおよび乗客に不安を起こさせ、結
果としてエンジンを最小速度に保持するためエンジン速
度にブレーキ生成減速を緩和する中央処理ユニットを不
安にする。

【０００５】急激な動揺の形でドライバと乗客に不快を
もたらす他の運転状態は、ブレーキを解除後に急激に加
速するとき、またはアクセルペダルが離されたとき中央
制御ユニットがエンジンを最小の速度まで徐々に低下す
るときである。

【０００６】特に、アクセルペダルが離されるとき、エ
ンジン速度は通常アンダーシュート、即ち、最小以下に
僅かに落ちその後直ちに最小に戻る傾向にあり、その結
果ドライバと乗客に急激な動揺をもたらす。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】運転を快適に改良する
ため中央制御ユニットによって今までに採用されたエン
ジン速度制御アルゴリズムは、PI(比例−積分)またはPI
D(比例−積分−微分)制御を提供するが、一般に上記の
欠点を排除するのに効力がないこと以外に、試行錯誤で
純粋に較正を可能にする多数の較正パラメタを含む。現
在のところ、事実上、何年間もの経験を有する技術者の
技能を信じて、制御アルゴリズムは上記運転状態におけ
る乗り物の性能を決定するために始めに一連の道路テス
トを実行し、次に実質的に手動で制御アルゴリズムパラ
メタを較正することにより較正される。

【０００８】本発明の目的は、前述の欠点を少なくとも
一部排除するように設計されたエンジン速度制御方法お
よび装置を提供することである。

【０００９】より明確に、本発明の目的は、上記の運転
状態でドライバと乗客の不快をかなり減少するために提
供するだけでなく、決定論的な方法によって較正するこ
とができるエンジン速度制御方法および装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、請求項
1で請求されるエンジン速度制御装置が提供される。

【００１１】また、本発明によると、請求項10で請求さ
れるエンジン速度制御方法が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい、非制限的実施
例が付随の図面を参照して一例として説明される。

【００１３】本発明の明確な理解のために、以下の記述
は乗り物とその伝動装置によって定義されるシステムの
種々の運動学的かつシステム平衡特性を含み、伝動装置
は知られているようにエンジンと駆動装置を含み、駆動
装置は順次トランスミッション、エンジンにトランスミ
ッションを解放可能に接続するクラッチ、およびトラン
スミッションを乗り物の車輪に接続する差動装置および
車軸シャフトにより定義される最終駆動ユニットにより
定義される。

【００１４】エンジン速度制御のために、乗り物とその
伝動装置によって定義されるシステムは図1のブロック
ダイアグラムに示されるように、純粋に抽象的に表すこ
とができ、そこにおいて１はエンジン、２は駆動シャフ
ト、３は駆動装置、４は乗り物の残りを示す。

【００１５】知られているように、燃料燃焼は駆動シャ
フトに作用する、ここに燃焼トルクT_ｃｍｂとして参照
されるあるトルクを発生させる。そして、システムが全
体として完全に剛体であるならば、エンジン速度ω
_ｅｎｇは以下の方程式によって与えられているだろう:

【数１】 T_ｃｍｂ−R＝J_ｓｙｓ・ω_ｅｎｇ （１） ここにRは駆動シャフトに作用する全抵抗トルクであ
り、J_ｓｙｓは駆動シャフト回転軸に関して計算された
制御されたシステムの慣性のモーメントである。

【００１６】制御されたシステムは駆動シャフトによる
だけでなく、それに機械的に結合された部品のすべてに
より実際に定義され、それ故乗り物の運転の間に変化す
る。駆動装置は事実上クラッチペダルとギアレバーによ
り乗り物のドライバによって通常制御されるクラッチと
トランスミッションを含む。

【００１７】図2はエンジン速度制御の目的のため、乗
り物伝動装置システムを表すより詳細なブロックダイア
グラムを示し、そこにおいて５はクラッチ、６はトラン
スミッション、７は最終駆動ユニットである。

【００１８】ドライバによる制御によって、３つの主な
制御されたシステム状態を区別することができる: a)アイドル:クラッチが解放されるとき;その場合、制御
されたシステムはエンジンと駆動シャフトによって定義
される; b)ニュートラル:クラッチが係合されトランスミッショ
ンがニュートラルにある;その場合、制御されたシステ
ムはエンジン、駆動シャフト、および主トランスミッシ
ョンシャフトによって定義される;そして c)インギア:クラッチとギアが係合されるとき;その場
合、制御されたシステムはエンジン、駆動シャフト、駆
動装置、および乗り物によって定義される。

【００１９】状態c)内では、各ギアは他のものからの異
なったトランスミッション比を有するので、制御された
システムは係合されるギアに依存して変化する。

【００２０】方程式（１）によるR とJ_ｓｙｓは、した
がって制御されたシステム状態に依存して変化する。

【００２１】エンジンの慣性のモーメントは設計データ
から理論的に、またはアイドル状態にあるシステムのス
テップ応答を分析することによって概算的に計算するこ
とができる。

【００２２】乗客の乗り物のエンジンに関しては、通
常、それはJ_ｓｙｓ∈[0,1;0,5]Kg・m ^２である。

【００２３】駆動装置の慣性のモーメントは設計データ
および乗り物のデータから以下の方程式によって計算す
ることができる:

【数２】 ここに、M_Ｖｅｈは乗り物の質量（１人か２人の占有者
が含まれるべきである）、L_ｗｈ１は車輪の半径、rはト
ランスミッション比である。

【００２４】方程式（２）で明確に示されるように、乗
り物の慣性のモーメントはどのギアが係合されるかによ
る。乗り物のトランスミッションで噛み合っているギア
を決定する正確な方法は後で説明される。

【００２５】また、図1システムは様々な抵抗トルク成
分を含み、それはエンジンの場合において以下の通りで
ある。

【００２６】- 摩擦、それは一定プラスエンジン速度に
比例している粘性成分として大略モデル化されるかもし
れない);そして - 付属抵抗、その影響は一定の抵抗トルクとしてモデル
化することができる。いくつかの付属抵抗は対応する抵
抗トルクと同様に中央制御ユニットによって“スイッチ
オン”され、知られているならば、あらかじめ補償する
ことができる。しかしながら、どんな情報も利用可能で
ないので、どんな瞬時的補償も可能ではない。

【００２７】他方、駆動装置は摩擦だけを含み、この場
合も一定プラスエンジン速度に比例している粘性成分と
して大略モデル化することができる。

【００２８】乗り物として、これは以下を含む: - 回転抵抗、それはまれに実質的に一定であるが、予測
できない変化をする; - 空気力学的抗力、それは乗り物の速度、したがって、
エンジン速度の二乗に比例している;そして - 道路スロープ抵抗、それは突然の予測できない重要な
変化を伴う。

【００２９】図１-２のシステムの動的行動はそのステ
ップ応答に基づいて、即ち、最初にシステムを安定した
状態にし、次に与えられた量だけ燃焼トルクT_ｃｍｂを
瞬間的に増加させることにより分析することができる。
図３−４は上記３つの状態、即ち、アイドル、ニュート
ラル、およびインギアにおけるエンジン速度ω_ｅｎｇ特
性グラフを示す。

【００３０】特に、３つの状態のすべてにおいて、動的
主ステップ応答は指数関数的（しかし異なった入出−出
力利得）であり、以後“サイクル動力” と呼ばれる小
さい振動が注目される。

【００３１】インギア状態において、以後“駆動装置動
力”と呼ばれる著しい制動振動が入力ステップのすぐ後
に主動力に加えられる。

【００３２】より明確に、主動力に関して、ステップ応
答の指数関数的行動はシステムの慣性のモーメント、お
よび駆動シャフトに作用する抵抗トルクの時間による変
化によって引き起こされる。

【００３３】安定した状態とシステム状態に依存する瞬
時的利得の両方は、特にアイドルからニュートラルに、
その後インギア状態に経過するとき減少し、また係合ギ
アが増加するとき減少する。

【００３４】主動力は同様に慣性モーメントＪ_ｓｙｓお
よび粘性摩擦β_ｓｙｓにより定義されるようにシステム
をモデル化して得られる。

【００３５】駆動装置動力−それはインギア状態におけ
るステップ応答の制動振動により定義される、はエンジ
ンから乗り物へ、およびその逆に運動エネルギー（それ
故エンジン速度振動）の部分を通過させる駆動装置の弾
性に帰すべきである。

【００３６】駆動装置動力は駆動装置自体によって自然
に制動される。すなわち、駆動装置を通る各通路で、運
動エネルギーの前記部分は駆動装置自体の摩擦によって
減少される。

【００３７】ギア係合による駆動装置動力の周波数と振
幅は、トランスミッション比が増加するのに従って、周
波数は増加し、振幅は減少する。

【００３８】サイクル動力は安定した状態で容易に予知
可能なエンジン速度における持続性の小さい振動により
定義され、エンジンシリンダの不均衡、すなわち、様々
なエンジンシリンダ（結果として例えば異なったインジ
ェクタ性能など）で発生される燃焼駆動トルクの重要な
違いに帰する。

【００３９】サイクル動力の周波数はエンジン速度に依
存し（それはエンジンサイクルと同じ周期を有すること
から見て)、一方振幅は様々なエンジンシリンダ間の違
いに依存する。

【００４０】上記の見解において、本発明によるエンジ
ン速度制御装置は図５のブロックダイアグラムにしたが
って記述され; 乗り物のドライバが他の状態を決定しな
い限り、装置はエンジンの望まない閉鎖を防ぎ、すべて
のエンジン速度で所望の過渡的なエンジン速度状態を有
効に制御するように、最小のエンジン速度において、エ
ンジン速度以上および与えられた最小値より上に維持す
るために提供される。

【００４１】より明確に、最小エンジン速度において、
本発明による制御装置はエンジン速度が与えられた最小
値以下に低下することを防ぎ、同時にドライバがエンジ
ン速度を前記最小値以下に低下することを望む（例え
ば、最小エンジン速度でインギア中に制動する時または
より高いギアへ移行する時のような）意向に耐え、快適
運転が保存されねばならず、エンジン速度の突然の変化
が正常に避けられるべきであることを目的とし、その目
的は、エンジンにより作り出すことができる最大の駆動
トルクを超えることなく、必要なら、ドライバによって
要求された燃焼トルクを増加させることによって概ね達
成される。

【００４２】図５を参照すると、本発明によるエンジン
速度制御装置は全体を10で示され、エンジンおよび乗り
物を制御する11で示された電子的中央制御ユニット装置
(ECU)で実施される。明快のために、図5は図1ブロック
ダイアグラムを含んでいる。

【００４３】制御装置10は実質的に4つのブロック、シ
ステム速度測定ブロック12;追跡装置ブロック13;観測装
置ブロック14;そして、コントローラブロック15を含
む。

【００４４】より明確に、システム速度測定ブロック12
は最も重要で、最も適当なエンジン速度ω_ｅｎｇ測定値
を選択し、必要なら制御されたシステムの安定性を損な
うかもしれない原動力を減少するため測定されたエンジ
ン速度を処理する。

【００４５】より明確に、システム速度測定ブロック12
はエンジン速度ω_ｅｎｇを受ける第１の入力；最終的な
駆動ユニット部材の回転速度−以後単に乗り物の速度ω
_{ｖｅ ｈ}と呼ばれる−を受ける第２の入力；および測定さ
れたエンジン速度ω_ｍｅａｓを供給する出力を含み、測
定されたエンジン速度はエンジン速度ω_ｅｎｇまたは乗
り物の速度ω_ｖｅｈを含み、あるいは後に詳細に説明さ
れる与えられた評価基準に基づいてフィルタにかけられ
るエンジン速度ω_ｅｎｇでさえあるかもしれない。

【００４６】より明確に、エンジン速度ω_ｅｎｇは駆動
シャフトに結合された知られた測定装置により測定さ
れ、駆動シャフトに取り付けられたパルス輪とパルス輪
に面してパルス輪の速度と角位置を示す電気的信号を発
生する電磁センサとにより定義される。

【００４７】より明確に、エンジン速度測定装置はエン
ジン速度値を相対的なピストンの上死点位置で各シリン
ダに供給し、それぞれの値はそれが参照される駆動シャ
フト回転の半分(180°のエンジン角度)の直後に利用可
能である。

【００４８】他方乗り物の速度ω_ｖｅｈは上述された測
定装置により供給される代替のエンジン速度を示し、例
えば車軸シャフトに、または差動装置の回転部材に結合
された任意の知られた測定装置により測定することがで
きる。後に説明される理由のため、乗り物速度ω_ｖｅｈ
は省かれることさえあり、したがって、図5のダッシュ
線によって示される。

【００４９】追跡装置ブロック13は、いわゆる位相を回
復すること、即ち様々なシステム状態の間、または異な
った目標エンジン速度ω_ｔａｒｇ値の間の過渡期を制御
する。

【００５０】より明確に、追跡装置ブロック13は達成さ
れるべきエンジン速度ω_ｅｎｇを示す目標エンジン速度
ω_ｔａｒｇを受ける第１の入力、最大エンジントルクT
_{ｍａ ｘ}を受ける第２の入力、エンジン1の要求されたパ
ワーを示すアクセルペダル位置APPを受ける第３の入
力；過渡的な速度状態の間前記目標エンジン速度に向か
ってエンジン速度ω_ｅｎｇの強制的なパターンを示す基
準エンジン速度ω_ｒｅｆを供給する第１の出力、過渡的
な速度状態の間にエンジン1により瞬間瞬間に生成され
なくてはならないトルクを示す開ループトルクT_ｏｌを
供給する第２の出力を含む。

【００５１】観測装置ブロック14は、エンジン速度と駆
動シャフトに作用する全抵抗トルクの実時間推定値を作
る。

【００５２】より明確に、観測装置ブロック14はシステ
ム速度測定ブロック12からの測定されたエンジン速度ω
_ｍｅａｓを受ける第1の出力；燃焼トルクT_ｃｍｂを受け
る第2の入力;システムの二次的な原動力の最小部分だけ
を含む、即ち、これらは制御されなくてシステムの性能
と安定性を損なう、観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓを
供給する第1の出力; 駆動シャフト2に作用する全抵抗ト
ルクを示す観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを供給する第2
の出力を含む。

【００５３】コントローラブロック15は開ループトルク
T_ｏｌを受ける第1の入力;基準エンジン速度ω_ｒｅｆを
受ける第2の入力；観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓを
受けると第3の入力；観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを受
ける第4の入力; および燃焼トルクT_ｃｍｂを供給する出
力を含む。

【００５４】コントローラブロック15はエンジン1、お
よび特にその噴射システムを制御し、それによりエンジ
ン1で発生する駆動トルクは正確に燃焼トルクT_ｃｍｂに
等しい。

【００５５】図6は観測装置ブロック14のより詳細なブ
ロックダイアグラムを示す。

【００５６】図6で示されるように、観測装置ブロック1
4はフィードバック量が観測されたエンジン速度ω
_ｏｂｓによって定義される閉ループ構造を有し、観測さ
れたエンジン速度は主動力のみを含み、制御されたシス
テムの不安定性を防ぐためにコントローラブロック15に
供給される。

【００５７】より明確に、観測装置ブロック14は測定さ
れたエンジン速度ω_ｍｅａｓを受ける第1の入力、観測
されたエンジン速度ω_ｏｂｓを受ける第2の入力、およ
び測定されたエンジン速度ω_ｍｅａｓと観測されたエン
ジン速度ω_ｏｂｓとの差に等しいエンジン速度誤差δω
_１を供給する出力を有する加算ブロック16、エンジン速
度誤差δω_１を受ける入力、観測された抵抗トルクR
_ｏｂｓを供給する第1の出力、および瞬間的抵抗トルクR
_ｉｎｓｔを供給する第2の出力を有し、瞬間的抵抗トル
クは観測された抵抗トルクR_ｏｂｓと同じではなく、駆
動シャフト2に作用する抵抗トルクにおける瞬間的変
化、例えば道路における穴または突起の上を乗り物の車
輪が走行することにより起る変化を考慮に入れた抵抗ト
ルク推定ブロック17、エンジン1、駆動装置3、および乗
り物4により定義されるシステムの行動モデルを記憶
し、燃焼トルクT_ｃｍｂを受ける第1の入力、瞬間的抵抗
トルクR_{ｉｎｓ ｔ}を受ける第2の入力、および加算ブロッ
クに供給される観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓを供給
する出力を有するシステムモデルブロック18を含む。

【００５８】より明確に、システムモデルブロック18
は、以下の方程式によってエンジンの燃焼トルクT
_ｃｍｂおよび瞬時的抵抗トルクR_ｉｎｓｔの関数として
観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓを決定する：

【数３】 ω_{ｏｂｓ，ｉ＋１}＝ω_{ｏｂｓ，ｉ}＋ｇ・（T_{ｃｍｂ，ｉ}−R_{ｉｎｓｔ，１}） （3) ここにgはシステムモデル利得である。

【００５９】図7は抵抗トルク推定ブロック17のより詳
細なブロックダイアグラムを示し、それは測定されたエ
ンジン速度ω_ｍｅａｓおよび観測されたエンジン速度ω
_{ｏｂ ｓ}間の差の関数として駆動シャフトに作用する全抵
抗トルクを推定する。

【００６０】図7で示される抵抗トルク推定ブロック
は、駆動シャフトに作用する全抵抗トルクがサンプリン
グ周期中一定のままであるという仮定に基づき、それは
PI(比例−積分)制御が基づく同じ仮定である。事実上、
安定した状態では、観測された抵抗トルクR_ｏｂｓの行
動はPI制御の積分成分のそれに似ている。

【００６１】図7を参照すると、抵抗トルク推定ブロッ
ク17は、エンジン速度誤差δω_１を受ける入力、および
エンジン速度誤差δω_１に乗算係数K_１を掛けたものに
等しい観測された抵抗トルク変化δT_１を供給する出力
を有する第1の乗算ブロック19、観測された抵抗トルク
変化δT_１を受ける第1の入力、観測された抵抗トルクR
_ｏｂｓを受ける第2の入力、および観測された抵抗トル
クR_ｏｂｓプラス観測された抵抗トルク変化δT_１に等し
い更新された抵抗トルクR_ｕｐを供給する出力を有する
第1の加算ブロック20、および更新された抵抗トルクR
_ｕｐを受ける入力、観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを供
給する出力を有する遅延ブロック21を含む。

【００６２】遅延ブロック21、第1の加算ブロック20、
および観測された抵抗トルクR_ｏｂｓが第1の加算ブロッ
ク20に帰還されるフィードバックブランチは、各サンプ
リングの瞬間に観測された抵抗トルクR_ｏｂｓが観測さ
れた抵抗トルク変化δT_１で更新されることにより実際
にディスクリートな加算器を定義する。

【００６３】抵抗トルク推定ブロック17はまた、エンジ
ン速度誤差δω_１を受ける入力、エンジン速度誤差δω
_１に乗算係数K_２を掛けたものに等しい瞬時的抵抗トル
ク変化δT_２を供給する出力を有する第2の乗算ブロック
22、観測された抵抗トルクR _ｏｂｓを受ける第1の入力、
瞬時的抵抗トルク変化δT_２を受ける第2の入力、および
観測された抵抗トルクR_ｏｂｓと瞬時的抵抗トルク変化
δT_２の合計として前記瞬時的抵抗トルクR_ｉｎｓｔを供
給する出力を有する第2の加算ブロック23を含む。

【００６４】見ることができるように、エンジン速度誤
差δω_１がゼロ（δω_１＝0）であるなら、観測された
抵抗トルクR_ｏｂｓは正確であると取られ、したがって
一定に維持される。逆にエンジン速度誤差δω_１がゼロ
以外（δω_１≠0）であるなら、エンジン速度誤差δω
_１は原因とされるように取られる。

【００６５】a)観測された抵抗トルクR_ｏｂｓの永久的
な変化による場合(即ち、ドライバによって要求された
燃焼トルクと実際に得られる燃焼トルクの間の永久的な
違い)。トルクのこの変化(違い)は乗算係数K_１によって
計算される:

【数４】 誤差δT_１は観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを更新し、し
たがって、観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓに影響し続
けるだろう。

【００６６】b)観測された抵抗トルクR_ｏｂｓの偶然の
変化による場合(即ち、ドライバによって要求された燃
焼トルクと実際に得られる燃焼トルクの間の偶然の違
い)。トルクのこの変化(違い)は乗算係数K_２によって計
算される:

【数５】 観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを更新することと対照的
に、誤差δT_２は以下の方程式にしたがって、瞬間的抵
抗トルクR_ｉｎｓｔを経て次の観測されたエンジン速度
ω_ｏｂｓに影響するだけである。

【数６】 事実上、誤差δT_２は瞬間的抵抗トルクR_ｉｎｓｔ、した
がって、前記偶然の変化の場合において観測されたエン
ジン速度ω_ｏｂｓを修正するだけに計算され、前述のよ
うに観測された抵抗トルクR_ｏｂｓを計算しない。

【００６７】乗算係数K_１とK_２は観測装置ブロック14の
収束時間の関数であり、広く文献にされた形式(自動制
御理論に関するどんな徹底的なテキストでも見つけられ
る)を使用して計算することができる。

【００６８】図8は、位相を回復する制御のため、即ち
様々なシステム状態の間、または、異なった目標エンジ
ン速度ω_ｔａｒｇ値の間の過渡期のため追跡装置ブロッ
ク13のより詳細なブロックダイアグラムを示す。

【００６９】図8で示されるように、追跡装置ブロック1
3は開いたループ構造を有し、それは追跡装置ブロック
がシステムモデルによって完全に説明されたシステムを
考慮する仮定に基づく。

【００７０】より明確に、追跡装置ブロック13は最大の
エンジントルクT_ｍａｘを受ける第1の入力、目標エンジ
ン速度ω_ｔａｒｇを受ける第2の入力、基準エンジン速
度ω _ｒｅｆを受ける第3の入力、アクセルペダル位置APP
を受ける第4の入力、およびスタートのとき、基準エン
ジン速度ω_ｒｅｆに従うようにエンジン速度ω_ｅｎｇの
ためにエンジンにより瞬間瞬間供給されるべきトルクを
示す開ループトルクT _ｏｌを供給する出力を有するトル
クアウトラインブロック24；および図6のシステムモデ
ルブロック18と同じであり、開ループトルクT_ｏｌを受
ける入力、基準エンジン速度ω_ｒｅｆを供給する出力を
有するシステムモデルブロック25を含む。

【００７１】上記仮定が与えられると、追跡装置ブロッ
ク13はシステムモデルによって完全に説明されるシステ
ムを考慮し、追跡装置ブロック13の観点から、それはシ
ステムの角速度(即ち、制御される量) が基準エンジン
速度ω_ｒｅｆであることに従う。

【００７２】この理由のため、トルクアウトラインブロ
ック24は基準エンジン速度ω_ｒｅｆと目標エンジンで速
度ω_ｔａｒｇとを比較し、システムが加速されるべきか
否かを決定するように作動する。

【００７３】基準エンジン速度ω_ｒｅｆが目標エンジン
で速度ω_ｔａｒｇと異なるなら（ω _ｒｅｆ≠
ω_ｔａｒｇ）、トルクアウトラインブロック24は位相回
復を開始し、図9で示されるように台形の時間アウトラ
インで開ループトルクT_ｏｌをその出力に発生する。

【００７４】より明確に、開ループトルクT_ｏｌの台形
アウトラインを定義するパラメタ、即ち、最大値T
_{ｏｌ，ｍａｘ}（最大エンジントルクT_ｍａｘよりも決し
て高くない)、上昇部分のスロープα_１、および下降部
分のスロープα_２は、追跡装置ブロック13の独特のパラ
メタを構成し、アクセルペダル位置および噛み合ったギ
アの関数である。

【００７５】より明確に、追跡装置ブロック13のそれぞ
れの独特のパラメタは最小値と最大値によって定義され
る許されている変化範囲を割り当てられ、それは噛み合
っているギアの関数であり、メーカによって実行される
テストで決定され、各独特のパラメタの値はアクセルペ
ダル位置の関数として最小および最大値のそれぞれの対
の直線補間により決定される。

【００７６】より明確に、アクセルペダルが押されない
ならば(APP=0%)、それぞれの独特のパラメタはそれぞれ
の最小値を呈し;アクセルペダルが途中まで押されるな
らば(APP=50%)、それぞれの独特のパラメタはそれぞれ
の最小および最大値の間で中間の値を呈し;そして、ア
クセルペダルが十分に押し下げられるならば(APP=100
%)、それぞれの独特のパラメタはそれぞれの最大値を呈
する。

【００７７】例えば、開ループのトルクT_ｏｌの台形ア
ウトラインの上昇および下降部分のスロープのα_１とα
_２は以下の式を使用して計算することができる:

【数７】 同様の式が開ループトルクT_ｏｌの最大値T_{ｏｌ，ｍａｘ}
を計算するために使用することができる。

【００７８】基準エンジン速度ω_ｒｅｆが目標エンジン
速度ω_ｔａｒｇに達するとき、位相回復は終わり、開ル
ープトルクT_ｏｌはしたがってゼロ、即ち、

【数８】 以下の1つが起こるまでその状況が続く: - 目標エンジン速度ω_ｔａｒｇが変化する; - システム状態が変化し、基準エンジンは速度ω_ｒｅｆ
が異なる値に初期化される。

【００７９】これが再びω_ｒｅｆ≠ω_ｔａｒｇを結果と
して生じるなら、追跡装置ブロック13は別の位相回復を
始める。

【００８０】対応する基準エンジンは速度ω_ｒｅｆは以
下の方程式を使用して計算することができる:

【数９】 図9のトルクアウトラインで、過渡的な速度状態中、基
準エンジン速度ω_{ｒｅ ｆ}は過渡的な状態の始まる前に呈
した値から図10で示されるようなアウトラインで目標エ
ンジン速度ω_ｔａｒｇへ経過し、それは円滑な位相回復
を提供し、したがって、乗り物のドライバまたは乗客に
不快を招かない過渡的な速度状態を提供する。

【００８１】図11は、述べられたように追跡装置ブロッ
ク13と観測装置ブロック14に接続されたコントローラブ
ロック15のより詳細なブロックダイアグラムを示し、望
ましい過渡的な速度状態を得るために燃焼トルクT
_ｃｍｂを発生させる。

【００８２】より明確に、コントローラブロック15は、
基準エンジン速度ω_ｒｅｆを受ける第1の入力、観測さ
れたエンジン速度ω_ｏｂｓを受ける第2の入力、基準エ
ンジン速度ω_ｒｅｆと観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓ
との差に等しいエンジン速度誤差δω_２を供給する出力
を有する第1の加算ブロック26；エンジン速度誤差δω
_２を受ける入力、およびエンジン速度誤差δω_２に乗算
係数K_３を掛けたものに等しい比例トルクT_ｐｒｏｐを供
給する出力を有する乗算ブロック27；比例トルクT
_ｐｒｏｐを受ける第1の入力、観測された抵抗トルクR
_ｏｂｓを受ける第2の入力、および比例トルクT_ｐｒｏｐ
と観測された抵抗トルクR_ｏｂｓとの差に等しい閉ルー
プトルクT_ｃｌを供給する出力を有する第2の加算ブロッ
ク28；および閉ループトルクT_ｃｌを受ける第1の入力、
開ループトルクT_ｏｌを受ける第2の入力、および閉ルー
プトルクT_ｃｌと開ループトルクT_ｏｌとの合計として燃
焼トルクT _ｃｍｂを供給する出力を有する第3の加算ブロ
ックを含む。

【００８３】見ることができるように、燃焼トルクT
_ｃｍｂは2つの寄与の合計であり: a)観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓを確実にする閉ルー
プトルクT_ｃｌが基準エンジン速度ω_ｒｅｆに従い、そ
れは順次2つの寄与の合計である: a1) 比例しているトルクT_ｐｒｏｐが基準エンジン速度
ω_ｒｅｆと観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓとの差に比
例しており、即ち、

【数１０】 ここにK_３はコントローラブロックを定義するパラメタ
である; a2) 観測された抵抗トルクR_ｏｂｓが安定した状態では
比例−積分閉ループ制御の積分成分として同じ方法で行
動する； b) 基準エンジン速度ω_ｒｅｆを確実にする開ループト
ルクT_ｏｌが位相回復中に目標エンジン速度ω_ｔａｒｇ
に従う。

【００８４】乗算係数K_１およびK_２のように、係数K_３
もまた観測装置ブロック14の収束時間の関数であり、広
く文献にされた形式(自動制御理論に関する任意の徹底
的なテキストでも見つけられる)を使用して計算するこ
とができる。

【００８５】図12は観測されたエンジン速度ω_ｏｂｓの
関数として閉ループトルクT_ｃｌアウトラインを示す。
見ることができるように、ω_ｏｂｓ＝ω_{ｒｅｆ ，} T
_ｏｌ＝−R_ｏｂｓのとき、閉ループ加速/減速は要求され
ない。

【００８６】述べられたように、本発明の他の態様はシ
ステム速度測定ブロック12がエンジン速度ω_ｅｎｇおよ
び乗り物の速度ω_ｖｅｈの関数として測定されたエンジ
ン速度ω_ｍｅａｓを供給する方法である。

【００８７】より明確に、エンジンは速度ω_ｅｎｇはそ
れぞれのシリンダピストンの上死点位置で関係する測定
装置により実時間で供給された量であり、それが参照す
る駆動シャフト2の回転の半分(180°エンジン角度)の直
後に利用可能である。しかしながら、それはすでに記述
した主動力だけではなく、全ての動力を含むので、望ま
ない動力を取り除くために、それは以下で詳細に説明さ
れるように処理されなければならない。

【００８８】より明確に、雑音の影響しているエンジン
速度ω_ｅｎｇは、エンジン速度ω_{ｅ ｎｇ}がエンジンサイ
クル内でより大きいまたはより小さい一定であるときで
さえ、例えば特に電子噴射器における構成要素の許容誤
差により、様々なエンジン構成要素または噴射システム
の異なる行動により通常引き起こされ、各エンジンサイ
クルのそれぞれの上死点位置で関係する測定装置によっ
て供給された異なった個々のエンジン速度値を現わす。

【００８９】他方乗り物の速度ω_ｖｅｈはサイクル動力
を持たず、非常に小さい駆動装置動力のみを有するが、
駆動装置の弾性により、制御される量であるエンジン速
度に関して遅れ、その遅れは信号がCANネットワークの
上で利用可能にされるならば、伝送時間によりさらに増
加される。

【００９０】上記観点において、測定されたエンジン速
度ω_ｍｅａｓを発生させるためエンジン速度ω_ｅｎｇま
たは乗り物の速度ω_ｖｅｈのいずれがシステム速度測定
ブロック12により使用されるべきであるかは適応の型に
依存する。より明確に、乗り物の速度ω_ｖｅｈがエンジ
ン速度ω_ｅｎｇ上の実際の改良である全ての適応におい
て、即ち、乗り物の速度ω_ｖｅｈがエンジン速度ω
_ｅｎｇに関して僅かな遅れしかなく、またはそれが含む
駆動装置動力が実質的に無視できるとき、測定されたエ
ンジン速度ω_ｍｅａｓは乗り物の速度ω_ｖｅｈにより定
義される。全ての他の場合において、即ち乗り物の速度
ω_ｖｅｈがエンジン速度ω_ｅｎｇに関して過度に遅れる
か、駆動装置動力が重要であるか、または関係する測定
装置が提供されないため乗り物の速度ω_ｖｅｈが測定さ
れないとき、測定されたエンジン速度ω_ｍｅａｓはエン
ジン速度ω_ｅｎｇの関数である。

【００９１】より明確に、本発明の1つの態様に従っ
て、システム速度測定ブロック12がエンジン速度ω
_ｅｎｇを採用する応用において、システム速度測定ブロ
ック12により供給される測定されたエンジン速度ω
_ｍｅａｓは、エンジン速度ω_ｅｎｇが過渡的な状態にあ
るとき、関係した測定装置により測定されたエンジン速
度ω_{ｅｎ ｇ}により定義され、エンジン速度ω_ｅｎｇが実
質的に安定した状態にあるとき、予定された時間窓上で
適切にフィルタにかけられたエンジン速度−以後フィル
タにかけられた速度ω_ｆｉｌｔと呼ばれる−により定義
される。

【００９２】より明確に、エンジン速度ω_ｅｎｇが過渡
的な状態にあるとき、エンジン速度ω_ｅｎｇを測定する
装置が関係するピストンの上死点位置で各シリンダのた
めのエンジン速度ω_ｅｎｇ値を供給し、各値が関係する
駆動シャフト回転の半分の直後に利用可能であるので、
フィルタにかけられた速度ω_ｆｉｌｔはエンジンサイク
ルに対応している振幅の可動窓上でフィルタにかけられ
たエンジン速度ω_{ｅｎ ｇ}により発生され、即ち、フィル
タにかけられた速度ω_ｆｉｌｔは測定装置により供給さ
れる最後の4つの値の可動の平均として計算される。

【００９３】エンジン速度ω_ｅｎｇの過渡的な状態およ
び実質的に安定した状態間の区別はフィルタにかけられ
た速度ω_ｆｉｌｔの導関数に基づいて作られる。より明
確に、フィルタにかけられた速度ω_ｆｉｌｔの導関数が
全エンジンサイクルの少なくとも１つに関して与えられ
た閾値以下であるとき、エンジン速度ω_ｅｎｇは実質的
に安定した状態にあるように取られる。他の場合、エン
ジン速度ω_ｅｎｇは過渡的な状態にあるように取られ
る。

【００９４】言い換えれば、平均エンジン速度ω_ｅｎｇ
値の導関数の少なくとも4つの連続した値で係合ギアの
関数である前記閾値以下であるなら、エンジン速度ω
_ｅｎｇは実質的に安定した状態にあるように取られる。

【００９５】エンジン速度ω_ｅｎｇの安定した状態また
は過渡的な状態とエンジンの運転状態との間に関係が存
在することが指摘されるべきである。より明確に、エン
ジン速度ω_ｅｎｇの過渡的な状態はいわゆる過渡的なエ
ンジン速度状態と同時に起こり、エンジン速度ω_ｅｎｇ
の実質的に安定した状態はいわゆる安定したエンジン速
度状態と同時に起こる。

【００９６】図13は、例として関係する測定装置により
測定されたエンジン速度ω_ｅｎｇおよびフィルタにかけ
られた速度ω_ｆｉｌｔのグラフを示す。より明確に、エ
ンジン速度ω_ｅｎｇグラフの点は関係するシリンダピス
トンの上死点位置で測定装置によって供給され個々のエ
ンジン速度ω_ｅｎｇ値を示し、一方フィルタにかけられ
た速度ω_ｆｉｌｔのグラフの各点は測定装置に供給され
た最後の4つのエンジン速度ω_ｅｎｇ値の平均値を示
す。

【００９７】図14は、フィルタにかけられた速度導関数
ｄω_ｆｉｌｔ/dt、および係合されたギアに依存する閾
値Thのグラフを示し、エンジン速度ω_ｅｎｇの過渡的な
状態と実質的に安定した状態との間の区別に使用され
る。

【００９８】上述されたように測定されたエンジン速度
ω_ｍｅａｓを発生して、エンジン速度ω_ｅｎｇが実質的
に安定した状態にあるとき、システムの安定性を損なう
かもしれない動力を排除するため、観測装置ブロックは
フィルタにかけられた速度ω _ｆｉｌｔを供給され、フィ
ルタリング遅延は、エンジンまたは乗り物の作動量が実
質的に安定またはシステムの急速な干渉を呼び起こさな
い遅い変化だけを受ける速度で運転しているこの状態に
おいて、エンジンの長所によりシステムの制御に影響を
与えない。

【００９９】反対に、エンジン速度ω_ｅｎｇが過渡的な
状態にあるとき、観測装置ブロックは測定装置により測
定されたエンジン速度ω_ｅｎｇで直接供給され、その結
果システムは実時間で関係する動作量を制御することが
できる。

【０１００】序論で述べられたように、システム見地か
ら乗り物と伝動装置について説明する方程式（1）に従
ったエンジン速度ω_ｅｎｇは乗り物の慣性モーメントに
依存し、したがって、乗り物の係合されたトランスミッ
ションギアに依存する。

【０１０１】それ故、係合されたギアはエンジン速度ω
_ｅｎｇを制御する中央制御ユニットにより決定されねば
ならない乗り物の制御量の1つである。

【０１０２】以下は乗り物の係合されたトランスミッシ
ョンギアを決定する正確な方法の記述である。

【０１０３】知られているように、各係合されたギアに
ついて、トランスミッションは駆動シャフトの回転速度
とトランスミッションの出力シャフトの回転速度との間
の比率として定義されるそれぞれの公称のトランスミッ
ション比を有する。この定義はまた、クラッチが解放さ
れ動力がエンジンとトランスミッションの間に実際に伝
えられないときにも適用される。

【０１０４】現在のところ、係合されたトランスミッシ
ョンギアは、駆動シャフトの回転速度とトランスミッシ
ョンの出力シャフトの回転速度との比を最初に計算し、
計算されたトランスミッション比をそれぞれのギアのそ
れぞれの公称トランスミッション比に関して各中心にさ
れたいくつかのトランスミッション比範囲またはバンド
と比較し、最終的にトランスミッション比バンドが計算
されたトランスミッション比を含むことを決定してギア
を決定することにより、電子的中央制御ユニット(ECU)
により直接決定される。

【０１０５】より明確に、トランスミッション比バンド
は隣接かつ連続であり、各振幅はそれぞれのギアに依存
しており、それは通常、それぞれの公称トランスミッシ
ョン比の略±20%と等しい。

【０１０６】広く使用されるが、係合されてたギアを決
定する上記方法はそれが完全に利用されるのを防ぐ主要
な欠点がある。

【０１０７】より明確に、中央制御ユニットにより採用
されるアルゴリズムのいくつか−特にそれらはシフトし
ているギアに含まれる様々な動作を制御する−はギアを
シフトする時、ギアが係合されないニュートラル状態を
トランスミッションが通過する時を知る必要があるが、
トランスミッションバンドの与えられた隣接の配列では
それを知ることは実際に不可能である。

【０１０８】この欠点を克服する1つの提案−それはい
くつかの場合に実際に実行された−はそれらが引き離さ
れ、即ち非隣接になるように、そして隣接しているトラ
ンスミッション比バンドの各組の間でニュートラル状態
に関連することができるトランスミッション比に関連し
ないバンドを形成するようにトランスミッション比バン
ドを限定することである。

【０１０９】このように、ギアをシフトするとき、中央
制御ユニットにより計算されたトランスミッション比が
隣接しているトランスミッション比バンドに前に占めら
れた位置から通過するので、それはニュートラルバンド
を通過し、かくして決定されるべき関係するニュートラ
ル状態を可能にする。

【０１１０】ギアをシフトするとき、決定されるべきニ
ュートラル状態を通る通路を首尾よく可能にするが、こ
の解決策はまたそれが完全に利用されるのを妨げる欠点
がある。

【０１１１】より明確に、ある乗り物の運転状態、例え
ばギアに鋭くブレーキをかけるか、加速することにより
引き起こされる速い過渡的な運転状態では、駆動装置の
ねじり弾性は駆動シャフトとトランスミッション出力シ
ャフトの回転速度を、それらがドライバ制御および係合
されたギアそれぞれの関数として呈すべき公称値に関し
て振動させる。

【０１１２】より明確に、駆動シャフトの回転速度にお
ける振動はトランスミッション出力シャフトの回転速度
に関して位相を脱しており、駆動装置が結合されている
全体としてエンジンと乗り物の異なる慣性モーメントの
ために振幅においてはより大きい。

【０１１３】駆動装置とエンジンの機械的な影響の点で
あまり重要ではないが、駆動シャフトとトランスミッシ
ョン出力シャフトの回転速度における振動は乗り物の制
御の点で重大な影響をもつかもしれない。

【０１１４】すなわち、駆動シャフトとトランスミッシ
ョン出力シャフトの回転速度における振動の振幅と位相
シフトは、中央制御ユニットによって計算されるトラン
スミッション比を関係するトランスミッション比バンド
から滑らせ、その結果、中央制御ユニットによって読む
間違ったニュートラル状態をもたらし、かつこれが乗り
物の運転制御の点で必然的に伴うすべての否定的結果を
もたらすかもしれない。

【０１１５】この欠点を克服するために、本発明の1つ
の態様によれば、トランスミッション比バンドの振幅は
駆動シャフトとトランスミッション出力シャフトの回転
速度における振動の振幅の関数として調節される。すな
わち、トランスミッション比バンドは振動の振幅に比例
して広くされる。

【０１１６】より明確に、エンジンの有用なトルクが燃
焼で発生する駆動トルクとエンジンに作用しかつ駆動装
置のねじり弾性によって他のものの間で引き起こされる
抵抗トルクとの間で異なるので、駆動シャフトとトラン
スミッション出力シャフトの回転速度における振動の振
幅は、エンジンに作用する抵抗トルクの変化を計算する
ことにより決定される。

【０１１７】より明確に、エンジンに作用する抵抗トル
クの変化は、エンジンの有用なトルクの変化を最初に計
算し、それはトルクとエンジンの角加速度との知られて
いる直線関係で与えられ、エンジン速度の第2の導関数
に比例しており（導関数は現在と前のサンプルとの間の
差である）；次にエンジンの有用なトルクの変化からエ
ンジンの燃焼トルク、すなわち燃料の燃焼で発生される
駆動トルクの変化を引くことにより決定され、燃料の燃
焼で発生される駆動トルクは、電子噴射器により噴射さ
れる燃料の量に関する関数として知られている方法で中
央制御ユニットにより計算することができる量であり、
したがって詳細に説明されない。

【０１１８】一度エンジンに作用する抵抗トルクの変化
が決定されるなら、その包絡線が決定され、各トランス
ミッション比バンドの振幅はエンジンに作用する抵抗ト
ルクの変化の包絡線とエンジンの慣性のモーメントとの
間の比率に比例して増加する。

【０１１９】より明確に、それぞれのトランスミッショ
ン比バンドの上限は、乗り物の設計段階で決定される一
定の寄与と、エンジンに作用する抵抗トルクの変化の包
絡線とエンジンの慣性のモーメントとの間の比率に比例
している寄与の合計に等しく、そして、各トランスミッ
ション比バンドの下限はまた、乗り物の設計段階で決定
される一定の寄与と（上限の一定の寄与に関して、関係
する公称のトランスミッション比の反対側に対称的に位
置される）、エンジンに作用する抵抗トルクの変化の包
絡線とエンジンの慣性のモーメントとの間の比率に比例
している寄与との差に等しい。

【０１２０】トランスミッション比バンドの幅の増加に
関係する比例要素、およびエンジンに作用する抵抗トル
クの変化の包絡線とエンジンの慣性との間の比率は、駆
動シャフトとトランスミッション出力シャフトの回転速
度における振動の振幅、したがって、駆動装置の機械的
な特性およびトランスミッション比バンドの幅の望まし
い増加に依存する。

【０１２１】トランスミッションのニュートラル状態と
インギア状態は以下の通り区別される。

【０１２２】いわゆるエンジンクランキングフェーズの
終りで、トランスミッションがニュートラルにあると仮
定され；ところが、他のすべての場合では、中央制御ユ
ニットにより計算されるトランスミッション比がニュー
トラルバンドの1つに横たわるとき（即ち、トランスミ
ッション比バンドのいずれにも横たわらない）、トラン
スミッションのニュートラル状態が決定される。

【０１２３】他方では、トランスミッションのニュート
ラルからインギアへの移行は以下の状態の両方が同時に
現れるときだけ決定される: a) 中央制御ユニットによって計算されたトランスミッ
ション比がトランスミッション比バンド内に横たわり; b)中央制御ユニットによって計算されたトランスミッシ
ョン比の導関数の絶対値が与えられた閾値以下にある。

【０１２４】状態b)は、トランスミッションが実際にニ
ュートラルにあり、かつニュートラルを維持されると
き、中央制御ユニットが誤ってインギア状態を決定する
ことを防ぐためのチェックである。

【０１２５】事実上、トランスミッションがニュートラ
ルにシフトされかつ維持された直後に、どんな動力もエ
ンジンから乗り物の車輪に伝えられないので、駆動シャ
フトとトランスミッション出力シャフトの回転速度は互
いに独立に発展し、そして、中央制御ユニットによって
計算されたトランスミッション比は他のギアに関係して
トランスミッション比バンドに交差することができる。

【０１２６】例えば、乗り物が平坦な道路に沿って移動
するとき、中央制御ユニットによって計算されたトラン
スミッション比は時間に従って実質的に着実に減少し、
ニュートラルにシフトする前に係合されたギアよりも低
いギアのすべてのトランスミッション比バンドに交差す
る。

【０１２７】その結果、ニュートラルからインギア状態
への移行が、単にポイントa)の 比較に基づいて決定さ
れるなら、中央制御ユニットによって計算されたトラン
スミッション比がニュートラルにシフトする前に係合さ
れたギアよりも低いギアのトランスミッション比バンド
に交差するので、それはトランスミッション比バンド内
に横たわり、実際にトランスミッションがまだニュート
ラルにあるとき、中央制御ユニットはインギア状態と誤
って決定するであろう。

【０１２８】しかしながら、ポイントb)のチェックは、
トランスミッションがニュートラルにあるとき、ポイン
トb）の比較で使用される閾値が中央制御ユニットによ
って計算されたトランスミッション比の導関数の絶対値
より低いことを条件にこれが起こることを防ぐ。

【０１２９】事実上、平坦な道路に沿って移動する乗り
物に関して述べられたように、トランスミッションがニ
ュートラルにシフトされたとき、中央制御ユニットによ
って計算されたトランスミッション比は時間に従って実
質的に着実に減少するので、その導関数は一定の値を呈
する。

【０１３０】したがって、トランスミッションがニュー
トラルにあるとき、中央制御ユニットによって計算され
たトランスミッション比の導関数の絶対値よりも低い閾
値を選択することによって、中央制御ユニットによって
計算されたトランスミッション比がニュートラルにシフ
トする前に係合されたギアより低いギアのトランスミッ
ション比バンドに交差するので、それがトランスミッシ
ョン比バンド内に横たわるときでさえ、ポイントａ）の
条件に合っても、ポイントb）の条件に合わないので、
中央制御ユニットは正しくニュートラル状態を決定し続
ける。

【０１３１】定数であるのと対照的に、ポイントb）の
比較で使用される閾値がトランスミッション比バンド制
限と同じパターンに従い、すなわち、それらがドライバ
制御と係合されたギアの関数として呈するであろう値に
関して、駆動シャフトおよびトランスミッション出力シ
ャフトの回転速度における振動の振幅の関数としてまた
調節される。

【０１３２】より明確に、閾値は一定の寄与、およびエ
ンジンに作用する抵抗トルクの変化の包絡線およびエン
ジンの慣性のモーメント間の比率に比例している寄与の
合計に等しい。

【０１３３】実際にトランスミッションがニュートラル
にあるとき、インギア状態を誤って決定されることから
防止するポイントb) チェックに何が関係しているかを
考慮して、一定の寄与はトランスミッションがニュート
ラルにあるとき計算されるトランスミッション比に関連
づけられる雑音と矛盾なく可能なくらい低く選択され
る。

【０１３４】事実上、トランスミッションがニュートラ
ルにあるとき、乗り物とエンジンが結合されなく、ドラ
イバ制御と係合されたギアの関数としてそれらが呈する
であろう値に関して、駆動シャフトとトランスミッショ
ンの回転速度における振動はゼロであり、そのため閾値
は一定の寄与で考慮され、インギア状態を誤って決定す
ることから防ぐ。

【０１３５】エンジンに作用する抵抗トルクの変化の包
絡線とエンジンの慣性のモーメントの間の比率に比例し
ている寄与が、インギア状態の決定を速くするために提
供される。すなわち、ギアが係合されるとき、クラッチ
が鋭くまたはそうでなく解放されるかに依存して、上記
の振動が起こり、エンジンに作用する抵抗トルクの変化
の包絡線とエンジンの慣性のモーメントの間の比率に比
例している寄与は、ニュートラル状態で呈する値に関し
て閾値を増加させ、したがって、中央制御ユニットによ
って計算されたトランスミッション比の導関数の絶対値
は閾値よりも低くなるようにより少ない時間を取り、ポ
イントb）における条件は閾値がニュートラル状態で呈
する値に残ることであったならばより速く合致する。

【０１３６】したがって、エンジンに作用する抵抗トル
クの変化の包絡線とエンジンの慣性のモーメントの間の
閾値と比率の増加を関係づける比例要素は上記の考慮に
基づいて設計段階で選択される。

【０１３７】図15、16、17、および18は、ギアをシフト
するとき、すなわち、トランスミッションが乗り物のエ
ンジンから外されて、次に再接続される過渡的な状態の
間、上記の量のいくつかのグラフを例示的に示す。

【０１３８】より明確に、図15はエンジンに作用する抵
抗トルクδT_ｖｅｈの変化を示し;図16においては、太い
線が中央制御ユニットによって計算されたトランスミッ
ション比ｒ_ｔｒｘを示し、細い線がB_ｇｅａｒで示され
た1つのトランスミッション比バンドの2つの限界を示
し、点線がトランスミッション比バンドのトランスミッ
ション比の公称値を示す。図17においては、太い線が中
央制御ユニットによって計算されたトランスミッション
比の導関数の絶対値|dr_ｔｒｘ|を示し、点線が上述され
たポイントb)比較で使用された閾値T_ｈを示す。図18は
中央制御ユニットにより決定される状態(ニュートラル
またはインギア)の時間のグラフを示す。

【０１３９】図15と16を比較して示されるように、エン
ジンに作用する抵抗トルクの変化の包絡線がゼロ値を呈
するときにギアシフトするとき、知られている技術のよ
うにトランスミッション比バンドは比較的低い一定の振
幅を有するが、エンジンに作用する抵抗トルクの変化の
包絡線がゼロ以外であるとき、トランスミッション比バ
ンドは包絡線に比例して広くなる。

【０１４０】他方において、図15と17を比較して示され
るように、エンジンに作用する抵抗トルクの変化の包絡
線がゼロ値を呈するときにギアシフトするとき、閾値は
知られている技術で想定される一定の寄与と等しい低い
値を呈するが、エンジンに作用する抵抗トルクの変化の
包絡線がゼロ以外の値であるとき、閾値は包絡線に比例
して増加する。

【０１４１】最後に図17と18を比較して示されるよう
に、中央制御ユニットによって計算されたトランスミッ
ション比の導関数の絶対値が閾値(ポイントb) 比較)の
下にあるときにギアシフトするとき、中央制御ユニット
はギアシフトの完成、すなわち、係合ギアの離脱に続く
ニュートラルからインギア状態への完全な移行を決定す
る。

【０１４２】図19、20、21、および22は図15、16、17、
および18のようにそれぞれ同じ量のグラフを示すが、乗
り物のアイドル動作中であり、即ち乗り物が動いている
がトランスミッションはニュートラルにあり、そのため
駆動シャフトの速度とトランスミッション出力シャフト
の速度が独自に展開するときを示す。

【０１４３】この状態において、トランスミッションは
エンジンから外され、そのため駆動シャフトとトランス
ミッション出力シャフトの回転速度における上記振動は
なにも起こらない。

【０１４４】その結果、エンジンに作用する抵抗トルク
の変化の包絡線は永久的にゼロ値を呈し;トランスミッ
ション比バンドの振幅は一定の低値のまま残り; 閾値は
一定の寄与と一致し;そして、中央制御ユニットによっ
て計算されたトランスミッション比の導関数の絶対値は
閾値よりも高いままで残っているので、中央制御ユニッ
トはニュートラル状態を決定する。

【０１４５】トランスミッションがニュートラルのと
き、トランスミッション比バンドの振幅はそれぞれのギ
アに依存し、通常5番目のギアのそれぞれの公称トラン
スミッション比の±2%と、最初のギアのそれぞれの公称
トランスミッション比の±4%の間の範囲に及ぶ。

【０１４６】

【発明の効果】出願人によって行われたテストは、ドラ
イバ制御と係合されたギアの関数と仮定される公称の値
に関して、駆動シャフトとトランスミッション出力シャ
フトの回転速度における振動の振幅に比例してトランス
ミッション比バンドを広くすることが、技術の知られて
いる欠点を完全に排除し、すなわち、中央制御ユニット
が上記振動のために誤ってニュートラル状態を決定する
ことを防ぐために提供することを示した。

【０１４７】そのうえ、そのような振動がないとき、ト
ランスミッション比バンドの振幅は知られている技術よ
り少なく、その結果、その利点を改良する。これは、上
述されたポイントb) チェックに結合されて、技術の知
られている状態と比較して、インギア状態を誤って決定
するリスクを大いに減少する。

【０１４８】そのうえ、前記振動の振幅に比例してポイ
ントb) 比較で使用される閾値を増加させることは、低
い値で一定なままで残っている閾値と対照的に、計算さ
れたトランスミッション比のトランスミッション比バン
ドを決定する、中央制御ユニットによってかかる時間を
大いに短縮させる。

【０１４９】本発明の利点は以上の記述によって明確で
ある。

【０１５０】特に、出願人によって行われたテストは、
図5の制御装置の特定の構成が、知られた制御装置と典
型的に関連した多くの欠点を克服し、特にギアのアンダ
ーシュートおよび乗り物の震動を減少することに顕著な
改良を提供する。

【０１５１】明らかに、添付請求項に定義される本発明
の範囲から逸脱することなく、ここに説明されかつ図示
された制御装置に変更がなされてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗り物と関連伝動装置によって定義されるシス
テムの純粋に抽象化されたブロックダイアグラムを示
す。

【図２】図1のシステムのより詳細なブロックダイアグ
ラムを示す。

【図３】図1のシステムのステップ応答を示す。

【図４】図2のシステムのステップ応答を示す。

【図５】本発明に従ってエンジン速度制御装置のブロッ
クダイアグラムを示す。

【図６】図5の制御装置の一部を形成する観測装置ブロ
ックのより詳細なブロックダイアグラムを示す。

【図７】図6の観測装置ブロックの一部を形成する抵抗
トルク推定器ブロックのより詳細なブロックダイアグラ
ムを示す。

【図８】図5の制御装置の一部を形成する追跡装置ブロ
ックのより詳細なブロックダイアグラムを示す。

【図９】過渡的速度状態の間の図8の追跡装置ブロック
出力のグラフを示す。

【図１０】過渡的速度状態の間の図8の追跡装置ブロッ
ク出力のグラフを示す。

【図１１】図5の制御装置の一部を形成するコントロー
ラブロックのより詳細なブロックダイアグラムを示す。

【図１２】図11のコントローラブロックに含まれる量の
グラフを示す。

【図１３】エンジンサイクル内のエンジン速度とその平
均値のグラフを示す。

【図１４】エンジン速度における変化の率のグラフを示
す。

【図１５】ギアを移行するとき、噛み合される乗り物の
トランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図１６】ギアを移行するとき、噛み合される乗り物の
トランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図１７】ギアを移行するとき、噛み合される乗り物の
トランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図１８】ギアを移行するとき、噛み合される乗り物の
トランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図１９】トランスミッションがニュートラル状態で最
小のエンジン速度で走るとき、噛み合される乗り物のト
ランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図２０】トランスミッションがニュートラル状態で最
小のエンジン速度で走るとき、噛み合される乗り物のト
ランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図２１】トランスミッションがニュートラル状態で最
小のエンジン速度で走るとき、噛み合される乗り物のト
ランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【図２２】トランスミッションがニュートラル状態で最
小のエンジン速度で走るとき、噛み合される乗り物のト
ランスミッションギアを決定する量のグラフを示す。

【符号の説明】

10…エンジン速度制御装置 11…電子的中央制御ユニッ
ト 12…システム速度測定ブロック 13…追跡装置ブロ
ック 14…観測装置ブロック 15…コントローラブロッ
ク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコ・トネッティ イタリア国、10129 トリノ、コルソ・ デ・ガスペリ 16 Ｆターム(参考） 3G084 BA02 BA03 CA04 CA06 DA05 DA08 DA11 EB12 FA05 FA10 FA18 FA32 FA33

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望のエンジン速度(ω_ｅｎｇ)を示す目
   標エンジン速度(ω _ｔａｒｇ)、および最大のエンジント
   ルク(T_ｍａｘ)を受け、過渡的速度状態の間前記目標エ
   ンジン速度(ω_ｔａｒｇ)に向かってエンジン速度(ω
   _ｅｎｇ)の行動を示す基準エンジン速度(ω_ｒｅｆ)、お
   よび過渡的速度状態の間エンジン速度(ω _ｅｎｇ)を前記
   基準エンジン速度(ω_ｒｅｆ)に従わせるようにエンジン
   (1)により発生されなければならない駆動トルクを示す
   開ループのトルク(T_ｏｌ)を供給する追跡手段(13)と、 エンジン速度(ω_ｅｎｇ)を示す測定されたエンジン速度
   (ω_ｍｅａｓ)、および燃料燃焼により前記エンジン(1)
   に発生される駆動トルクを示す燃焼トルク(T_{ｃ ｍｂ})を
   受け、システムモデル(18)に基づいて、前記燃焼トルク
   (T_ｃｍｂ)と前記測定されたエンジン速度(ω_ｍｅａｓ)
   との関数として作られたエンジン速度の推定値を表す観
   測されたエンジン速度(ω_ｏｂｓ)、および前記観測され
   たエンジン速度(ω_ｏｂｓ)および前記測定されたエンジ
   ン速度(ω_ｍｅａｓ)との関数として作られ、前記エンジ
   ン(1)の駆動シャフト(2)に作用している全抵抗トルクの
   推定値を表す観測された抵抗トルク(R_ｏｂｓ)を供給す
   る観測手段(14)と、 前記開ループのトルク(T_ｏｌ)、前記基準エンジン速度
   (ω_ｒｅｆ)、前記観測されたエンジン速度(ω_ｏｂｓ)お
   よび前記観測された抵抗トルク(R_ｏｂｓ)を受け、前記
   燃焼トルク(T_ｃｍｂ)を供給するコントローラ手段(15)
   とを含み、前記コントローラ手段(15)は燃料燃焼により
   発生される駆動トルクが前記燃焼トルク(T_ｃｍｂ)と等
   しくなるように前記エンジン(1)を制御することを特徴
   とする、エンジン(1)の速度(ω_ｅｎｇ)を制御する制御
   装置(10)。
2. 【請求項２】 前記観測手段(14)が前記測定されたエン
   ジン速度(ω_{ｍｅａ ｓ})と観測されたエンジン速度(ω
   _ｏｂｓ)それ自身との間の差の関数として、前記観測さ
   れたエンジン速度(ω_ｏｂｓ)および前記観測された抵抗
   トルク(R_ｏｂｓ)を決定することを特徴とする請求項１
   に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記観測手段(14)は、前記測定されたエ
   ンジン速度(ω_{ｍｅ ａｓ})および前記観測されたエンジン
   速度(ω_ｏｂｓ)を受け、測定されたエンジン速度(ω
   _ｍｅａｓ)および観測されたエンジン速度(ω_ｏｂｓ)間
   の差に関する第1のエンジン速度誤差（δω_１）を供給
   する第1の加算手段(16)と、前記第1のエンジン速度誤差
   （δω_１）を受け、前記観測された抵抗トルク
   (R_ｏｂｓ)および瞬間的な抵抗トルク(R_ｉｎｓｔ)を供給
   する抵抗トルク推定手段(17)と、前記システムモデルを
   記憶し、前記燃焼トルク(T_ｃｍｂ)および前記瞬間的な
   抵抗トルク(R_ｉｎｓｔ)を受け、前記観測されたエンジ
   ン速度(ω_ｏｂｓ)を供給する第1のシステムモデル手段
   (18)とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の
   制御装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗トルク推定手段(17)が、前記第
   1のエンジン速度誤差（δω_１）を受け、第1のエンジン
   速度誤差（δω_１）に第1の乗算係数（K_１）を掛けたも
   のに関係する観測された抵抗トルク変化（δT_１）を供
   給する第1の乗算手段（19）と、前記観測された抵抗ト
   ルク変化（δT_１）、および前記観測された抵抗トルク
   （R_ｏｂｓ）を受け、観測された抵抗トルク（R_ｏｂｓ）
   プラス観測された抵抗トルク変化（δT_１）に関係する
   更新された抵抗トルク（R_ｕｐ）を供給する第２の加算
   手段（20）と、前記更新された抵抗トルク（R_ｕｐ）を
   受け、前記観測された抵抗トルク（R_ｏｂｓ）を供給す
   る遅延手段（21）と、前記第1のエンジン速度誤差（δ
   ω_１）を受け、第1のエンジン速度誤差（δω_１）に乗
   算係数（K_２）を掛けたものに関係する瞬時的抵抗トル
   ク変化（δT_２）を供給する第2の乗算手段（22）と、前
   記観測された抵抗トルク（R_ｏｂｓ）および前記瞬時的
   抵抗トルク変化（δT_２）を受け、観測された抵抗トル
   ク（R_ｏｂｓ）プラス瞬時的抵抗トルク変化（δT_２）に
   関係する前記瞬時的抵抗トルク（R_ｉｎｓｔ）を供給す
   る第３の加算手段（23）とを含むことを特徴とする請求
   項３に記載の制御装置。
5. 【請求項５】 前記追跡手段（13）が、最大のエンジン
   トルク（T_ｍａｘ）、前記目標エンジン速度（ω
   _ｔａｒｇ）、前記基準エンジン速度（ω_ｒｅｆ）および
   アクセルペダル位置（APP）を受け、前記開ループトル
   ク（T_ｏｌ）を供給するトルクアウトライン発生手段（2
   4）と、前記システムモデルを記憶し、前記開ループト
   ルク（T_ｏｌ）を受け、前記基準エンジン速度（ω
   _ｒｅｆ）を供給するシステムモデル手段（25）とを含
   み、前記開ループトルク（T_ｏｌ）は前記基準エンジン
   速度（ω_ｒｅｆ）が前記目標エンジン速度
   （ω_ｔａｒｇ）と異なるとき、時間に関して台形のアウ
   トラインを有することを特徴とする請求項１乃至4のい
   ずれか１つに記載の制御装置。
6. 【請求項６】 前記開ループトルク(T_ｏｌ)の時間に関
   する台形のアウトラインは、開ループトルク（T_ｏｌ）
   により想定可能な最大値（T_{ｏｌ，ｍａｘ}）、台形アウ
   トラインの上昇部分のスロープ（α_１）および台形アウ
   トラインの下降部分のスロープ（α_２）を含む独特のパ
   ラメタにより定義され、前記独特のパラメタの各々は最
   小値および最大値により定義される許容変化範囲を有
   し、各独特のパラメタの値はアクセルペダル位置(APP)
   の関数であることを特徴とする請求項５に記載の制御装
   置。
7. 【請求項７】 前記独特のパラメタのそれぞれの値がア
   クセルペダル位置(APP)の関数として最小および最大値
   のそれぞれの対の直線補間により決定されることを特徴
   とする請求項６に記載の制御装置。
8. 【請求項８】 前記独特のパラメタのそれぞれの許容変
   化範囲を定義する最小値と最大値が前記エンジン(1)と
   結合されたトランスミッション(6)に係合されたギアの
   関数である請求項６または７に記載の制御装置。
9. 【請求項９】 前記コントローラ手段（15）は、前記基
   準エンジン速度（ω _ｒｅｆ）および前記観測されたエン
   ジン速度（ω_ｏｂｓ）を受け、基準エンジン速度（ω
   _ｒｅｆ）と観測されたエンジン速度（ω_ｏｂｓ）との差
   に等しいエンジン速度誤差（δω_２）を供給する第４の
   加算手段（26）と、前記第２のエンジン速度誤差（δω
   _２）を受け、第２のエンジン速度誤差（δω_２）に第３
   の乗算係数（K_３）を掛けたものに関係する比例トルク
   （T_ｐｒｏｐ）を供給する第３の乗算手段（27）と、前
   記比例トルク（T_ｐｒｏｐ）および前記観測された抵抗
   トルク（R_ｏｂｓ）を受け、比例トルク（T_ｐｒｏｐ）と
   観測された抵抗トルク（R_{ｏ ｂｓ}）との差に関係する閉
   ループトルク（T_ｃｌ）を供給する第５の加算手段（2
   8）と、前記閉ループトルク（T_ｃｌ）および前記開ルー
   プトルク（T_ｏｌ）を受け、閉ループトルク（T_ｃｌ）プ
   ラス開ループトルク（T_ｏｌ）に関係する前記燃焼トル
   ク（T_ｃｍｂ）を供給する第６の加算手段を含むことを
   特徴とする請求項1乃至８のいずれか１つに記載の制御
   装置。
10. 【請求項１０】 所望のエンジン速度(ω_ｅｎｇ)を示す
    目標エンジン速度(ω_ｔａｒｇ)および最大のエンジント
    ルク(T_ｍａｘ)を供給し、 エンジン速度(ω_ｅｎｇ)を示す測定されたエンジン速度
    (ω_ｍｅａｓ)、前記エンジン(1)で燃料燃焼により発生
    される駆動トルクを示す燃焼トルク(T_ｃｍｂ)を発生さ
    せ、 過渡的速度状態中、前記目標エンジン速度(ω_ｔａｒｇ)
    ヘ向かうエンジン速度(ω_ｅｎｇ)の行動を示す基準エン
    ジン速度（ω_ｒｅｆ)、および過渡的速度状態中、前記
    最大のエンジントルク(T_ｍａｘ)と前記目標エンジン速
    度(ω_ｔａｒｇ)との関数として、エンジン速度(ω
    _ｅｎｇ)を前記基準エンジン速度（ω_ｒｅｆ)に従わせる
    ように、前記エンジン(1)により生成されなくてはなら
    ない駆動トルクを示す開ループトルク(T_ｏｌ)を発生さ
    せ、 システムモデル(18)に基づいて、かつ前記燃焼トルク(T
    _ｃｍｂ)および前記測定されたエンジン速度
    (ω_ｍｅａｓ)の関数として作られたエンジン速度(ω
    _{ｅｎ ｇ})の推定を表す観測されたエンジン速度
    (ω_ｏｂｓ)、および前記観測されたエンジン速度(ω
    _ｏｂｓ)および前記測定されたエンジン速度
    (ω_ｍｅａｓ) の関数として作られ、前記エンジン(1)の
    駆動シャフト(2)に作用する全抵抗トルクの推定を表す
    観測された抵抗トルク（R_ｏｂｓ）を発生させ、 前記開ループトルク(T_ｏｌ)、前記基準エンジン速度
    （ω_ｒｅｆ)、前記観測されたエンジン速度(ω_ｏｂｓ)
    および前記観測された抵抗トルク（R_ｏｂｓ）の関数と
    して前記燃焼トルク(T_ｃｍｂ)を発生させ、 燃料燃焼により発生される駆動トルクが前記燃焼トルク
    (T_ｃｍｂ)に等しいように前記エンジン(1)を制御する、
    ステップを含むことを特徴とするエンジン(1)の速度を
    制御する方法。
11. 【請求項１１】 実質的に添付図を参照して記述された
    ようなエンジン速度制御装置。
12. 【請求項１２】 実質的に添付図を参照して記述された
    ようなエンジン速度制御方法。