JP2003527518A - 車両のドライブユニットの制御方法および制御装置 - Google Patents

車両のドライブユニットの制御方法および制御装置

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Abstract

(57)【要約】 車両のドライブユニットの制御方法および制御装置において、ドライブユニットの出力量に対する設定値のほか、要求されているダイナミックな出力量の調整を表す第２の設定値も設定する。設定値とこの第２の設定値とに基づいて制御すべきドライブユニットの制御量を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来の技術 本発明は、車両のドライブユニットの制御方法および制御装置に関する。
【０００２】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７３９５６７号明細書から、設けられて
いるアクチュエータに対して部分的に対抗する特性を備えた複数の設定値を作用
させることが知られている。例えばドライブユニットはドライバーが設定したド
ライバー要求や、外部および／または内部の閉ループおよび開制御機能の目標値
に基づいて制御される。制御機能としては例えば駆動スリップ制御、機関ドラッ
グトルク制御、トランスミッション制御、回転数制限および／または速度制限、
および／またはアイドリング回転数制御などが挙げられる。これらの設定値を適
合化するために、すなわち実現すべき目標設定値を求めるために、周知の解決手
段では、供給された複数の目標値のうち最大値／最小値選択により目標値が選択
される。この目標値はドライブユニットのその時点での駆動状態で個々の制御パ
ラメータにより変換される。内燃機関の有利な実施例では、当該の制御パラメー
タは充填率、点火角および／または燃料量である。
【０００３】 目標値の制御量への変換は特に目標設定値の由来するところに応じて行われる
。したがって比較的緩慢な充填率制御路と比較的迅速な点火制御路とに対しては
別々の目標設定値が形成され、これにより目標設定値の変換のための制御パラメ
ータの選択に関連するフレキシビリティが制限される。
【０００４】 本発明の利点 特に有利には、目標値を連続的に変化する調整時間に基づいて変換することに
より、介入のいっそう正確な設定および変換が可能となる。
【０００５】 目標設定値を充填率制御路を介して実現し、点火や燃料量のマスキングなどの
迅速な介入を必要に応じてイネーブルすることにより、制御路の選択に関する判
別を目標設定値の由来するところから独立に定めることができる。さらに充填率
制御路を介して達成されるトルクを最適に利用することにより効率全体が改善さ
れる。動作点に依存して制御路を選択することにより特に高い回転数で最適なポ
テンシャルが利用される。これは、効率を低下させる点火角への介入または燃料
量への介入は目標値が充填率制御路を介して調整できない場合にしか行われない
からである。
【０００６】 幾つかのモデルパラメータを備えた簡単な吸気管モデルを使用して迅速な介入
をイネーブルすることにより、特にアプリケーションでの付加的なコストが回避
され、制御時間を利用したイネーブルに必要な精度が達成される。
【０００７】 点火角制御路を介して調整される目標値を求める専用の補間機能により、迅速
な正のトルク上昇をともなう正の負荷変化の際には不要な点火角の遅れ方向調整
が可否され、負の負荷変化の際には線形補間により最善の点火角効率が志向され
る。
【０００８】 別の利点は以下の説明と従属請求項とから得られる。
【０００９】 図面 本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。
【００１０】 図１にはドライブユニットを制御する制御ユニットの回路図が示されている。
図２には目標設定値の適合化プロセスを特性およびその変換も含めて表すシーケ
ンスダイアグラムが示されている。図３〜図５には目標設定値とこれに属する調
整時間とを個々の制御路へ変換する有利な実施例を示すフローチャートが示され
ている。図６には前述の手法を種々の状況に適用する際のトルク実際値の経過を
表す時間図が示されている。図７には最小調整時間が検出されるダイナミクスモ
デルの有利な実施例が示されている。図８にはフローチャートに則して迅速な制
御路を介して実現すべき目標値を求める際の有利な実施例が示されている。
【００１１】 実施例の説明 図１にはドライブユニット（例えば内燃機関のドライブユニット）を制御する
制御装置のブロック回路図が設けられている。ここでは制御ユニット１０が設け
られており、この制御ユニットはコンポーネントとして入力回路１４、少なくと
も１つの計算機ユニット１６、および出力回路１８を有している。通信システム
２０はこれらのコンポーネントを接続しており、相互のデータ交換を行っている
。制御ユニット１０の入力回路１４には入力線路２２〜２６が接続されている。
これらの線路は有利な実施例ではバスシステムとして構成されており、これらの
線路を介して制御ユニット１０にはドライブユニットの制御のために評価される
駆動パラメータを表す信号が供給される。これらの信号は測定装置２８〜３２に
よって検出される。この種の駆動パラメータとしてはアクセルペダル位置、機関
回転数、機関負荷、排気ガス組成、機関温度などが上げられる。出力回路１８を
介して制御ユニット１０はドライブユニットの出力を制御する。このことは図１
では出力線路３４、３６、３８として表されており、これらの線路を介して噴射
すべき燃料量、内燃機関の点火角、および／または内燃機関への空気供給を調整
するための電気駆動式の少なくとも１つのスロットルバルブが制御される。前述
の入力量のほか、車両の他の制御システムからは、入力回路１４へ設定値（例え
ばトルク目標値）が伝達される（装置４０〜４３、線路４４〜４７を参照）。こ
の種の制御システムは例えば駆動スリップ制御部、走行ダイナミクス制御部、ト
ランスミッション制御部、機関ドラッグトルク制御部などである。図示の制御路
を介して内燃機関への空気供給、個別のシリンダの点火角、噴射すべき燃料量、
噴射時点、および／または空燃比などが調整される。図示の目標設定値、ドライ
バー要求のかたちのドライバーによる目標設定値、および／または速度制限機能
などの外部の目標設定値のほか、ドライブユニットを制御するための内部の設定
値も存在している。これは例えばアイドリング制御のためのトルク変更、相応の
目標設定値を出力する回転数制限、トルク変更制限、モジュール保護のための制
限、および／または始動時の個々の目標設定値などである。
【００１２】 個々の目標設定値には境界条件または特性が関連しており、これらにより目標
設定値の変換のタイプが表されている。この場合実施例に応じて目標設定値には
１つまたは複数の特性が関連しており、特性という概念は有利な実施例では種々
の特性量を取り込んだ特徴ベクトルであると理解されたい。目標設定値の特性は
例えば目標設定値を調整する際に要求されるダイナミクス、目標設定値の優先順
位、調整すべきトルクリザーブ量の大きさ、および／またはシフトの快適性（例
えば変更制限）などである。これらの特性は有利な実施例では設けられているが
、別の実施例としてこれらのうちの幾つかを扱ってもよいし、また唯一のものだ
けを扱ってもよい。
【００１３】 有利な実施例では、各目標トルク設定値の特性として、目標トルク設定値を調
整するための調整時間が割り当てられている。さらに属性を付与された目標トル
ク設定値が設定される。このトルク目標値はフィルタリングされていないドライ
バー要求値、付加的な機構すなわちエアコンプレッサ、ジェネレータ、変換器な
どから来る外部のトルクリザーブ量、および例えばアイドリング制御回路や触媒
加熱機能部などから来る内部のトルクリザーブ量にほぼ相応する。属性を付与さ
れたトルクは設定トルクをドライブユニットの少なくとも１つの目標値へ変換す
る際に考慮される。
【００１４】 トルク目標値の設定に代えて、別の実施例では、同様にドライブユニットの出
力量、例えば回転数または出力などを表す他のパラメータを設けてもよい。
【００１５】 図２には制御ユニットの計算機ユニット１６内で動作しているプログラムのシ
ーケンスダイアグラムが示されている。このプログラムは目標設定値およびその
特性の整合（コーディネーション）および変換を記述している。計算機ユニット
１６にはアクセルペダル位置βを表すパラメータが供給される。このユニットは
当該のパラメータを、場合によっては機関回転数などの他の駆動パラメータを考
慮しながら、計算ステップ１００でドライバー要求トルクＭｉＦＡへ変換し、こ
れをコーディネータ１０２へ供給する。さらに計算機ユニット１６には外部のト
ルク目標値Ｍｉｌ〜ＭｉＮが伝達され、これらの値も同様にコーディネータ１０
２へ供給される。各トルク目標値とともに選択された特性量（または個々の特性
量から成る特徴ベクトル）ｅｌ〜ｅＮも伝達され、コーディネータ１０２へ供給
される。さらに内部の機能部１１０が設けられており、これも同様に相応の特性
量を備えたトルク目標値をコーディネータ１０２へ供給するか、またはトルク目
標値の限界値Ｍｌｉｍないしｅｇｒｅｎｚを設定してこれをコーディネータ１０
２へ供給する。これらは目標値および特性値を適合化する際に考慮される。コー
ディネータ１０２の出力は最終的に調整部へ達して合成されたＭｉＳＯＬＬと、
供給された調整量から限界値を考慮して選択された１つまたは複数の特性量ｅＳ
ＯＬＬとである。この特性量は目標値として実現される。これらの値は変換器１
０４へ供給されるが、この変換器にはさらに機関回転数などの別の駆動パラメー
タも供給される。変換器はトルク目標値ＭｉＳＯＬＬを供給された駆動パラメー
タと合成された特性量とを考慮して制御量へ変換する。この制御量により燃料調
量、点火角、空気供給などが制御され、設定されたトルク目標値が合成された特
性の範囲内で調整される。
【００１６】 後述するように、トルク目標値を変換するために選択される制御路はトルク要
求のソースとは無関係にトルク目標値に割り当てられているダイナミクス情報（
調整時間）のみに基づいて求められる。その際にはまず要求されたトルク目標値
変化分および要求されたダイナミクスを専ら充填率制御路によって実現する。こ
れは有利な実施例ではその時点での動作点および要求されるトルク変化分に応じ
て特性マップまたは補間を用いて読み出された最小調整時間から充填率制御路を
介して実現される。したがって中心となる入力量はトルク目標値とともに送出さ
れたダイナミクス情報である。このダイナミクス情報は要求されたトルク目標値
を調整するための調整時間であってもよいし、または論理変数（高度にダイナミ
ック／ダイナミック／スタティック）のかたちの要求であってもよい。これは付
加的な目標設定値として解釈され、与えられた境界条件のもとで、特にドライブ
ユニットの駆動状態を考慮して保持しなければならない。
【００１７】 特性入力量によって設定される調整時間要求が空気制御路によって実現可能な
調整時間よりも小さい場合、すなわち、充填率制御路での介入のみでは要求され
たダイナミクスが達成されない場合、点火角への介入がイネーブルされる。さら
に点火角への介入のイネーブルは付加的な要求が点火角効率の調整を要求する場
合、例えば外部または内部のリザーブ量が迅速に高められるトルク介入の調整見
込みとして要求される場合、または触媒加熱などの直接に効率に影響を与える手
段が点火角の遅れ方向調整によってアクティブとなっている場合に行われる。点
火角への介入がイネーブルされると、点火角が変更されたことによる効率の劣化
が生じる。点火角への介入がイネーブルされない場合には、点火角は最適な点火
角に対する特性マップに相応に調整され、これにより所定の動作点で最大トルク
が実現される。
【００１８】 点火角がイネーブルされると、点火角制御路に対するトルク目標値が設定され
る。これは低減方向の介入の際にその時点でのトルク実際値と達成すべきトルク
目標値に対して設定された調整時間とのあいだの補間から生じるトルク目標値を
点火角の時間パターン内で出力することにより行われる。この補間により充填率
制御路の遅延特性から合成されるトルク特性に基づいて、つねに充填率制御路が
有利になることが保証される。なぜなら補間されたトルク目標値はこれらの特性
の上方に位置するからである。言い換えれば、点火角によるトルク変化分は設定
された調整時間をどんな場合にも保持できる早さで行われる。点火角の調整のほ
か、充填率制御路を介してトルク目標値が実現される。つまり充填率制御路のト
ルク目標値から空気供給を制御するアクチュエータの駆動制御のための目標値が
設定され、これによりトルク目標値が充填率制御路を介して調整されるのである
。トルクを高める介入が行われる場合、点火角に対するトルク目標値は、図示の
ように補間されたトルクと基本トルクすなわち充填率制御路のトルクとの最大値
から求められ、これにより回転トルクを低減する点火角への介入を回避できる。
これに代えて補間により行われる点火角の遅角方向での調整はトルクのリザーブ
量が実現されると（例えば触媒加熱またはアイドリングの期間にわたって）保持
される。
【００１９】 トルク目標値の変換は、周知のように、充填率に対するトルク目標値を充填率
モデルを介してスロットルバルブ調整のための目標値へ変換することにより行わ
れる。このスロットルバルブ調整のための目標値はターボチャージャー制御回路
の範囲で調整される。一方点火角はトルク実際値を考慮して点火角変化分へ変換
され、この値を用いて最適な点火角が補正される。その場合に充填率に対するト
ルク目標値および点火角に対するトルク目標値は異なる値を有していてもよい。
【００２０】 要求される調整時間が空気制御路によって実現可能であるか否かの判別の基礎
となるのは、上述のように所定のテーブルまたは特性マップである。ここで機関
の動作点は充填率制御路の状態量（例えば負荷または相対的なシリンダ充填率）
および機関回転数により求められる。
【００２１】 ダイナミックなトルク変更を可能にする別の制御路として燃料供給が挙げられ
、なかでも特に個々の噴射をマスキングさせる手段が使用される。こうしたマス
キングのイネーブルに関して、同様に送出されるダイナミクス情報（調整時間）
に基づき判別が行われる。その際にこのマスキングは、要求されたダイナミクス
で調整すべきトルク目標値が空気制御路および点火角制御路によって当該の調整
時間内で調整されるトルクを下回る場合にのみイネーブルされる。このこともテ
ーブルまたは特性マップに基づいて求めることができる。マスキングは最後に作
動すべき制御路であり、これによりトルク目標値は要求された調整時間内に調整
される。
【００２２】 この手法を内燃機関のスロットル動作の実施例に則して説明する。当該の動作
モードのほか、直接噴射型内燃機関での非スロットル動作の別のモード（層状給
気動作モード）で使用することもできる。トルク目標値の充填率制御路を介した
実現はここでは行われない。ただし上述のストラテジを層状給気動作に適合化す
ることはできる。一般に噴射量を選定することにより層状給気動作では迅速なア
プローチで要求されたダイナミクスが実現される。調整すべきトルクが要求され
た調整時間内では噴射量の変更によっても調整できない場合、ここでも付加的に
個別の噴射のマスキングを行うことができる。
【００２３】 上述の手法は、有利な実施例では、制御ユニット１０の計算機ユニット１６の
プログラムとして実現される。この種のプログラムの有利な実施例は図３〜図５
のフローチャートに示してある。これらの図およびプログラムは時間依存性を有
しており、有利には回転数に依存して進行する。
【００２４】 図３に示されているプログラムの第１のステップ２００では、変換の基礎とな
る入力量、すなわちトルク目標値ＭＳＯＬＬ、必要な調整時間ＴＳＯＬＬ、およ
び属性を付与されたトルクＭＰＲＡＥＤが読み込まれる。最後の入力量はここで
は通常はフィルタリングされていないドライバー要求を表しており、ひいては将
来的に予め調整しておくべきトルクを表している。なぜならドライバー要求トル
クは快適性の点からフィルタリングされ、またトルクを制御する外部または内部
の機能部、例えば駆動スリップ制御部や制限機能部などによって置換または補正
されるからである。続くステップ２０２では供給されたトルク目標値に基づき、
別の機能部、例えば負荷衝撃緩衝機能部、ダッシュポット機能部またはリザーブ
部などを考慮して充填率制御路のトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥが求められる。
充填率制御路のトルク目標値を求める有利な手段は図４のフローチャートに示さ
れており、後に説明する。
【００２５】 続くステップ２０４では、上述のように、例えばテーブルまたは特性マップに
基づき、充填率制御路を介してトルク目標値を調整するのに必要な最小調整時間
ＴＩＳＴが求められる。これに応じて問い合わせステップ２０６で、計算された
時間実際値ＴＩＳＴが所定の目標時間ＴＳＯＬＬよりも大きいか否かが検査され
る。小さい場合には、この目標値は要求された調整時間内で充填率制御路を介し
て調整可能であることが保証される。したがって点火角への介入のイネーブルは
行われない。ステップ２０８では点火角への介入のイネーブルが調整時間の問い
合わせとは無関係に問題となる別の条件が検査される。この条件はアンチジャー
キング機能部の作動、０より大きいトルクリザーブ量を調整した後の圧送、走行
快適性機能部、例えば負荷衝撃緩衝機能部またはダッシュポット機能部の作動、
および／または最小の充填率トルクＭＦＵＥＭＩＮをトルク目標値ＭＳＯＬＬが
下回ることなどである。これらの条件のうち１つでも満足されると、ステップ２
１０で点火角への介入がイネーブルされる。そうでない場合にはステップ２１０
の後方でプログラムが終了され、次の時点へ進行する。
【００２６】 ステップ２０６で充填率制御路を介してトルク目標値を調整するのにかかる最
小の調整時間が要求された調整時間よりも大きいことが検出されると、ステップ
２１２で点火角への介入がイネーブルされる。これに応じてステップ２１４で同
様にテーブルまたは特性マップに基づいて、点火角への介入および充填率への介
入によるトルク目標値が調整時間ＴＳＯＬＬ内に達成可能であるか否かが検査さ
れる。達成できない場合には、ステップ２１６で付加的にマスキングがイネーブ
ルされ、これによりトルク目標値の調整時間内の調整が保証される。達成できる
場合には点火角への介入を行えばよく、その後ステップ２１４、２１６でプログ
ラムは終了し、次の時点へ新たに進行する。ステップ２１４では、例えば特性マ
ップに基づいて所定のトルク変化分が所望の時間内に点火角調整によってドライ
ブユニットのその時点の動作点で達成されるか否かが求められる。点火角による
トルク変化分がきわめて緩慢であったり、またはトルク変化分の大きさが点火角
によっても実現できない場合には、マスキングが行われる。
【００２７】 図４には図３のステップ２０２の有利な実施例が示されており、これによれば
特にトルク目標値に基づいて充填率制御路に対するトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵ
Ｅが求められる。第１のステップ２０２０で負荷衝撃緩衝機能部が作動している
か否かが検査される。この機能部は負荷の変化、例えばドライブユニットの往復
運動による負荷変化が識別されるとアクティブとなる。この機能部が作動してい
る場合、充填率制御路に対するトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥはギヤ位置ＧＡＮ
Ｇおよびトルク目標値ＭＳＯＬＬに関する特性マップから求められる（ステップ
２０２２）。次のステップ２０２４ではこのようにして計算された充填率に対す
るトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥが場合により最大値または最小値へ制限される
。ここで最大値は主としてフィルタリングされていないドライバー要求トルクを
表す属性付与トルクＭＰＲＡＥＤに相応し、最小値はトルク目標値ＭＳＯＬＬか
ら形成された値に相応する。その後図３のプログラムのステップ２０４へ続く。
ステップ２０２０で負荷衝撃緩衝機能部が作動されていない場合には、ステップ
２０２６でダッシュポット機能部が作動されているか否かが問い合わされる。こ
の機能部はドライバーがアクセルペダルをきわめて迅速に緩め、これに応じたペ
ダルの操作状態から非操作状態への移行におけるトルク変化分が平滑化される場
合にアクティブとなる。この機能部が作動されている場合、ステップ２０２８で
トルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥが属性付与トルクＭＰＲＡＥＤおよびフィルタＴ
の関数として求められる。このフィルタは有利には１次のローパスフィルタであ
る。相応してステップ２０２９ではトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥがトルク目標
値ＭＳＯＬＬと最小の点火角効率との商から形成された最大値へ制限される。そ
の後ステップ２０４が開始される。ダッシュポット機能部が作動されていない場
合にはトルク目標値ＭＳＯＬＬＦＵＥはトルク目標値ＭＳＯＬＬ、属性付与トル
クＭＰＲＡＥＤ、または内部のリザーブ量に基づいて設定されるトルクＭＲＥＳ
のうちの最大値として形成される（ステップ２０２７）。その後ステップ２０４
へ続く。
【００２８】 図５には点火角調整のためのトルク目標値の形成を示したフローチャートが示
されている。ここに示されているプログラムは、点火角への介入がイネーブルさ
れた場合に開始され、所定の時点で進行する。点火角への介入がイネーブルされ
ていない場合には、点火角に対するトルク目標値は基本トルク値すなわち充填率
制御路のためのトルク値へセットされる。点火角への介入がイネーブルされると
、第１のステップ３００で、トルクを高める介入が生じているか否かが検査され
る。生じている場合には、ステップ３０２で点火角ＭＳＯＬＬＺＷ’がトルク実
際値値ＭＩＳＴ、ＭＳＯＬＬ、および調整時間ＴＳＯＬＬに基づく補間によって
計算される。ここで補間により点火角に対する目標値変更は、所定の調整時間Ｔ
ＳＯＬＬの経過後に所望のトルク目標値ＭＳＯＬＬが達成されるようにプログラ
ムが実行される。ステップ３０２の後ステップ３０４でトルク目標値ＭＳＯＬＬ
ＺＷがステップ３０２で計算されたＭＳＯＬＬＺＷ’および基本トルクＭＢＡＳ
（すなわち充填率トルク目標値）の最大値として検出され出力される。ステップ
３００でトルクを低減する介入が行われていることが検出された場合には、ステ
ップ３０６で、ステップ３０２について前述したようにトルク目標値ＭＳＯＬＬ
ＺＷがトルク実際値、トルク目標値、および調整時間に基づき時間依存性の補間
によって計算される。その後このプログラムは終了し、次の時点で新たに進行す
る。
【００２９】 図５に示されているような相応の手段はマスキングされる噴射の回数を求める
ために設けられている。ここで同様に補間によりトルク目標値、トルク実際値、
および調整時間に応じてマスキングパターンがプログラムの実行ごとに定められ
る。
【００３０】 上述の手法は図６にフローチャートで示されている。ここではドライブユニッ
トのトルクがそれぞれ時間に関して示されている。図６のａには所望のトルク目
標値ＭＳＯＬＬが所望の調整時間ＴＳＯＬＬ内で充填率制御路に基づくのみで達
成される状況が示されている。ＭＩＳＴから出発して、ドライブユニットのトル
クは時間ＴＳＯＬＬ内で値ＭＳＯＬＬへ低下しており、その際に充填率制御に典
型的な遅延特性が現れている。点火角調整のイネーブルは行われていない。
【００３１】 図６のｂには別の状況が示されている。ここでは調整時間ＴＳＯＬＬ内で充填
率制御のみでは所望のトルク目標値ＭＳＯＬＬが達成できていない。したがって
点火角調整のイネーブルが行われており、これによりトルクの迅速な低下が調整
時間ＴＳＯＬＬ内で生じて、開始時点のトルク実際値ＭＩＳＴから所望のトルク
ＭＳＯＬＬへ至っている。これと同時に進行している充填率制御は破線で示され
ている。
【００３２】 図６のｃには限界的な状況が示されている。ここでは調整時間ＴＳＯＬＬが線
形補間を行う際に充填率への介入によって所望のトルクを最初は下回っており、
調整時間が経過した後にもきちんと達成されてはいない。点火角によるトルクリ
ザーブ量が設けられる場合、線形補間を行う際にこうした状況に基づいて効率の
改善（点火角の早め方向へのオフセット）が行われる。一方リザーブ量が設けら
れない場合（点火角を効率の点で最適化する場合）にはさしあたって反対作用を
有する点火角の遅れ方向調整を行わず、最後の時間範囲で所望のトルクが得られ
た後に行うようにする。
【００３３】 図６のｃの状況に即した点火角への介入手段は図６のｄに示されている。前述
のように、介入開始の時点でのトルク実際値ＭＩＳＴと所望のトルク目標値との
あいだを補間（ここでは線形補間）することにより、調整時間ＴＳＯＬＬの経過
後に点火角に対するトルク目標値ＭＳＯＬＬＺＷがプログラム進行により補間さ
れる。これにより図６のｄに示されている直線が得られ、その後トルク実際値か
ら出発した点火角に対するトルク目標値はほぼ同じ幅でしだいに低下していき、
時点ＴＳＯＬＬでトルク目標値ＭＳＯＬＬへ達する。線形補間に代えて、別の実
施例では、他の関数、例えば指数関数などに基づく補間を行うこともできる。
【００３４】 図７には充填率を低減する際の（例えばスロットルバルブ調整を行う際の）内
燃機関のトルクＭの典型的な時間特性が示されている。トルク目標値ＭＳＯＬＬ
は破線で示されている。時点ｔ０でトルク目標値の跳躍的な戻りが現れている。
目標トルクは相応に充填率を変化することにより、図７に示されている吸気管ダ
イナミクスに基づくトルク特性が生じる。最小調整時間ＴＭＩＮとして設定され
た比Ｍ／ＭＳＯＬＬが達成されるまでの時間が求められる（例えば９０％）。す
なわちＭおよびＭＳＯＬＬが所定のトレランスδの範囲内で一致するまでの時間
である。図７の例では時点Ｔ５とＴ６のあいだがそれである。この時間は簡単な
吸気管モデルに基づいて吸気管の蓄積値および伝送係数が求められる。伝送係数
は一般に内燃機関の駆動状態に依存しており、ここでは必要精度の制限なしに定
数として考えることができる。出発点は Ｍ／ＭＳＯＬＬ＝１−ｅｘｐ（−ｔ／Ｔｓａｕｇ）＝ｃｏｎｓｔ．＝０．９ であり、ここでＴｓａｕｇは吸気管時定数である（Ｔｓａｕｇ＝１／ｋ，ｋは伝
送係数）。
【００３５】 最小調整時間、すなわち充填率が変化する際に９０％のＭ／ＭＳＯＬＬの比が
達成されるのにかかる時間は ＴＭＩＮ＝−ｌｎ（０．１／ｋ） から得られる。
【００３６】 他の有利な実施例では、モデル精度を高くする点からモデルの拡張が行われ、
例えばコンポーネントの非線形性、付加的な影響量、および種々の重要度を有す
る圧力特性の判別が考慮される。これは例えばスロットルバルブの流出特性曲線
や排気ガス再循環またはタンクパージなどである。
【００３７】 これにより充填率制御路を介して実現可能な最小調整時間が既知の吸気管モデ
ルの特性量に基づいて求められる。ここでアクチュアルな動作点がアクチュアル
な伝送係数を使用することにより考慮される。使用されるモデルは簡明であり、
わずかなモデルパラメータしか有さない。
【００３８】 モデルを実現して調整時間をコンピュータ計算する場合、この計算は相応の離
散モデルに基づいて行われる。有利な実施例ではこのモデルは回転数に同期して
行われるので、サンプリング時間は回転数に依存する同期時間である。目標値の
所定のパーセンテージを達成するのに必要なステップの回数Ｓｙｎｃｈｒｏｓが
求められる。調整時間Ｔｓｔｅｌｌはこの回数ｋと回転数ｎｍｏｔに依存するＳ
ｙｎｃｈｒｏｓの持続時間とから求められる。ここで Ｔｓｔｅｌｌ＝（６０ｓｅｃ／ｎｍｏｔ）＊（２／シリンダ数）＊ｋ） である。
【００３９】 上述の充填率制御路を介した最小調整時間の計算は例えば図３のステップ２０
４で上述の手法に代えて行われる。
【００４０】 図８にはイネーブルされた迅速な制御路（例えば点火角制御路）に対する目標
値を補間により求めるフローチャートが示されている。以下に示す実施例は図５
のステップ３０２〜３０６に適用される。
【００４１】 図８に示されている素子には入力量としてトルク目標値ＭＳＯＬＬ、トルク実
際値ＭＩＳＴ、サンプリング時間ＴＡＢＴＡＳＴ、目標調整時間ＴＳＯＬＬ、お
よび増幅係数Ｋが供給される。結合点８００ではトルク目標値とトルク実際値と
の差が求められる。この差は乗算器８０２および比較器８０４へ供給される。比
較器８０４ではこの差が値０と比較され、正の負荷変化が起こっている（トルク
が増大している）かまたは負の負荷変化が起こっているかが検出される。この結
果に依存してスイッチングエレメント８０６が切り換えられ、負の負荷変化であ
れば図８に示されている位置となる。この場合線形補間が行われる。その際には
除算点８０８でサンプリング時間と目標調整時間とから商が形成され、乗算点８
０２でトルク目標値とトルク実際値との差に乗算される。その積は結合点でトル
ク実際値に結合（加算）され、このようにしてトルク目標値ＭＳＯＬＬＺＷが形
成される。線形補間は負の負荷変化の場合に有効である。式として ＭＳＯＬＬＺＷ＝ＭＩＳＴ＋ＴＡＢＴＡＳＴ／ＴＳＯＬＬ＊（ＭＳＯＬＬ−ＭＩ
ＳＴ） が得られる。
【００４２】 正の負荷変化が起こっている場合には、スイッチングエレメント８０６は他方
の位置へ切り換えられる。この場合結合点８０２は出力量を最大値選択段８１０
へ供給し、この最大値選択段には一方ではサンプリング時間と目標調整時間とか
ら形成された比が供給され、他方では特性曲線、特性マップ、テーブルまたは計
算回路８１２からの出力信号が供給される。素子８１２へはパラメータｋ（レシ
プロ吸気管定数）が入力される。素子８１２で吸気管が例えば指数関係にしたが
って目標値の跳躍的変化に対して採った応答がモデリングされる。ここでは例え
ば可変の時定数ｋに応じてトルク目標値とトルク実際値とのトルク比が求められ
、所定の時間内で達成される（固定の時間パターンで計算される場合例えば１０
ｍｓｅｃである。回転数同期した計算ではこの時間は回転数に依存しており、い
わゆる同期時間である）。モデリングされたパラメータｆ（ｋ）が比の値よりも
大きい場合には、吸気管ダイナミクスを考慮して補間が行われる。式としては ＭＳＯＬＬＺＷ＝ＭＩＳＴ＋ｆ（ｋ）＊（ＭＳＯＬＬ−ＭＩＳＴ） となる。
【００４３】 別の実施例では別のシーケンスでの計算が有利であり、例えばトルクの差と時
間の比およびダイナミクス関数との乗算が最初に行われ、次に最大値の選択が行
われ、その結果がトルク実際値へ加算される。これにより有利には切換時に生じ
うるトルクの跳躍的変化が回避される。
【００４４】 この手法で有利なのは、迅速な正のトルク変化をともなう正の負荷変化の際に
、不要な点火角の遅れ方向調整が生じないことである。なぜなら吸気管ダイナミ
クスが点火角目標値を求める際に一緒に考慮されるからである。負の負荷変化の
際には線形補間により最善の点火角効率が志向される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ドライブユニットを制御する制御ユニットの回路図である。
【図２】 目標設定量の適合化プロセスを表すシーケンスダイアグラムである。
【図３】 目標設定量とこれに属する調整時間とを制御路へ変換する実施例を示すフロー
チャートである。
【図４】 目標設定量とこれに属する調整時間とを制御路へ変換する実施例を示すフロー
チャートである。
【図５】 目標設定量とこれに属する調整時間とを制御路へ変換する実施例を示すフロー
チャートである。
【図６】 トルク実際値の経過を示す時間図である。
【図７】 ダイナミクスモデルを表す図である。
【図８】 補間により目標値を求める実施例を表す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３０ ３７０ ３７０Ｂ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ (31)優先権主張番号 １００ ６０ ２９８．３ (32)優先日 平成12年12月５日(2000．12．5) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＣＮ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＲＵ，ＵＳ (72)発明者 ミハエル ニコラオウ ドイツ連邦共和国 オーバー−ラムシュタ ット ブルンネンシュトラーセ 34 (72)発明者 ヴェルナー ヘス ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ツ ォルンドルファー シュトラーセ 23 (72)発明者 ホルガー イェッセン ドイツ連邦共和国 シュヴィーバーディン ゲン アム ヴルムベルク 20 (72)発明者 ヴェルナー キント ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン レムベルガー ヴェーク ７ Ｆターム(参考） 3G022 CA04 CA05 DA01 DA02 GA05 3G084 BA02 BA04 BA13 BA16 DA04 DA05 EB02 EB12 EC04 FA10 FA18 FA20 FA28 FA33 3G301 HA01 HA16 JA03 LA03 LB02 MA01 MA11 NA09 ND03 ND45 NE06 PD01Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドライブユニットの出力量の設定値に依存してドライブユニ
    ットの少なくとも１つの制御量を調整する、 車両のドライブユニットの制御方法において、 ドライブユニットの出力量に対する少なくとも１つの設定値のほか、設定値の
    調整ダイナミクスを表す第２の設定値を伝達し、 前記設定値と当該の第２の設定値とに依存して少なくとも１つの制御量を選択
    する、 ことを特徴とする車両のドライブユニットの制御方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの第２の設定値は出力量の設定値を調整する
    ための目標調整時間である、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記設定値はトルク目標値である、請求項１または２記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記設定値に依存して目標値を形成し、該目標値に依存して
    ドライブユニットの定常駆動を保証する制御量を調整し、相応のダイナミックな
    要求があるときには設定値から導出された目標値に依存して付加的に出力量の迅
    速な変化を可能にする第２の制御量を調整する、請求項１から３までのいずれか
    １項記載の方法。
  5. 【請求項５】 定常駆動に対する制御量はガソリン直接噴射型内燃機関の層
    状給気モードでは内燃機関の充填率または噴射すべき燃料量であり、出力量の迅
    速な変化を可能にする第２の制御量は点火角および／または個々の噴射のマスキ
    ングである、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 設定値への調整が所定の時間内で第１の制御量によっても不
    可能である場合に第２の制御量での制御をイネーブルする、請求項１から５まで
    のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 ドライブユニットのその時点での駆動状態に依存して設定値
    の調整に必要な時間を求め、計算された当該の時間が設定値を調整すべき目標時
    間よりも大きい場合に設定値を達成するための第２の制御量の制御をイネーブル
    する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 設定値が所定の時間内に点火角および充填率の変更によって
    も調整できない場合に個々の噴射のマスキングをイネーブルする、請求項１から
    ７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 トルクリザーブ量が要求されている場合、アンチジャーキン
    グ機能部または走行快適性機能部がアクティブとなっている場合、またはトルク
    目標値が充填率制御によって調整可能な最小トルクよりも小さい場合に、点火角
    への介入をイネーブルする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 内燃機関の定常駆動を制御する設定値を目標トルク、フィ
    ルタリングされていないドライバー要求トルクに基づいて形成された属性付与ト
    ルク値、または要求されたトルクリザーブ量に依存して求める、請求項１から９
    までのいずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 別の制御量に対する目標値を吸気管ダイナミクスを考慮し
    て少なくともトルクの増大をともなう負荷変化の際に計算する、請求項１から１
    ０までのいずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 制御量を選択する際に吸気管のダイナミクス特性を少なく
    とも近似的に表すモデルを使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載
    の方法。
  13. 【請求項１３】 ドライブユニットの出力量に対する少なくとも１つの設定
    値に依存してドライブユニットの少なくとも１つの制御量を調整する制御ユニッ
    トを備えた車両のドライブユニットの制御装置において、 制御ユニット内に含まれているマイクロコンピュータがプログラムを有してお
    り、 該プログラムにより、設定値のほか、出力量に対する設定値への調整に要求さ
    れているダイナミクスを表す第２の設定値が受け取られ、これら２つの値に依存
    して制御すべきドライブユニットの制御量が選択される、 ことを特徴とする車両のドライブユニットの制御装置。
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