JP2005132356A - 駆動ユニットの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行速度制御装置を使用する場合に、実際速度による目標速度のきわめて大きな超過を回避し、しかも惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の頻繁な往復切換を阻止する改良方法を提供する。
【解決手段】走行速度制御装置（５）を使用する場合に、実際速度による目標速度のきわめて大きな超過が回避される、駆動ユニット（１）の運転方法において、駆動ユニット（１）の出力変数に対する目標値が設定され、前記出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を下回ったとき直ちに、駆動ユニット（１）の惰行時燃料遮断が開始される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両を駆動するような駆動ユニットの運転方法に関するものである。

駆動ユニットの出力変数に対して目標値が設定される駆動ユニットの運転方法が既知である。即ち、内燃機関を有する、例えば車両の駆動ユニットにおいて、任意の小さいトルクが発生されずに、燃料噴射のない絶対最小トルクが存在するいわゆる惰行時燃料遮断と、設定可能ではない、内燃機関の運転のために必要な最小燃料噴射におけるトルクによる運転との間のトルク範囲が存在する。走行速度制御装置を用いた運転、いわゆるクルーズ・コントロール運転においては、惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の頻繁な往復切換が回避されるべきであり、その理由は、これにより形成されたトルク・ジャンプに基づく衝撃が車両ドライバにより不快感として感知されるからである。このような頻繁な往復切換を回避するために、速度の関数としてのヒステリシスが使用される。この場合、車両の実際速度がほぼ目標速度に対応する正常運転においては惰行時燃料遮断が禁止される。このような運転状態においては、最小設定可能トルクは最小燃料噴射におけるトルクに対応する。実際速度と目標速度との間の差が所定のしきい値を超えた場合、惰行時燃料遮断が開始され且つ最小設定可能トルクが燃料噴射のない絶対最小トルクにジャンプする。頻繁な往復切換を回避するために、一般に比較的高い速度差を有する所定のしきい値が与えられるので、例えば下り坂走行において目標速度を既に明らかに超えているときにはじめて、惰行時燃料遮断が作動されることになる。

本発明の課題は、走行速度制御装置を使用する場合に、実際速度による目標速度のきわめて大きな超過を回避し、しかも惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の頻繁な往復切換を阻止する改良された運転方法を提供することである。

本発明によれば、駆動ユニットの出力変数に対する目標値が設定される、駆動ユニットの運転方法において、前記出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を下回ったとき直ちに、駆動ユニットの惰行時燃料遮断が開始される。

本発明による駆動ユニットの運転方法は、従来技術に比較して、駆動ユニットの出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を下回ったとき直ちに駆動ユニットの惰行時燃料遮断が開始されるという利点を有している。このようにして、駆動ユニットにより駆動される車両の場合、惰行時燃料遮断の開始はもはや速度の関数として行われず、駆動ユニットの出力変数の関数として行われることになる。この結果、一般に、惰行時燃料遮断がより早めに開始され、これにより目標速度の超過は僅かとなる。このようにして、一方で、惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の頻繁な往復切換を阻止することと、他方で、好ましくない目標速度の大きな超過を阻止することとの間で妥協を行うことができる。したがって、問題となるほどの目標速度の著しい超過は阻止される。

本発明の方法はさらに、有利な改良および改善が可能である。
特性値として、惰行時燃料遮断において出力変数に対して達成される最小実際値が選択されるとき、それは特に有利である。このようにして、出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転においても達成可能なときにはじめて惰行時燃料遮断が開始される。このようにして、惰行時燃料遮断はできるだけ早い時点に開始させることができる。

特性値として、惰行時燃料遮断において出力変数に対して達成される最小実際値の下側にしきい値が選択されるときもまたそれは有利である。このようにして、惰行時燃料遮断の開始がその変換のできるだけ早い時点よりも遅延されるので、ヒステリシスに、したがって惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間のきわめて頻繁な往復切換の阻止に、より大きな重点が置かれる。

出力変数に対する目標値が車両速度制御装置により設定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、走行速度制御装置が作動しているときに、駆動ユニットにより駆動される車両のドライバが、加速ペダルの対応操作をしなかったことにより、惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の範囲を迂回することができなかった場合に対しても、この範囲を横断することがきわめて少なく且つ頻繁な衝撃を回避することが保証される。

出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を超え且つ惰行時燃料遮断のない出力変数に対する最小値を下回っているときに、出力変数が、惰行時燃料遮断のない出力変数に対する最小値に設定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、出力変数は、惰行時燃料遮断による駆動ユニットの運転と、最小燃料噴射による駆動ユニットの運転との間の範囲の限界における所定値をとることが保証される。

図１において、符号１は例えば車両の駆動ユニットを示す。駆動ユニット１は内燃機関１０を含み、内燃機関１０は、例えばオットー・サイクル・エンジンとしてまたはディーゼル・エンジンとして形成されていてもよい。以下においては、例として、内燃機関はオットー・サイクル・エンジンとして形成されていることから出発するものとする。駆動ユニット１はさらにエンジン制御装置１５を含む。エンジン制御装置１５に、走行速度制御装置５から、駆動ユニット１の出力変数に対する目標値が供給されている。出力変数は、例えばトルクまたは出力であっても、あるいは上記変数から導かれた出力変数であってもよい。以下においては、例として、出力変数はトルクであることから出発するものとする。この場合、トルクは、内燃機関１０により発生されるいわゆる指示トルクであってもよい。代替態様として、トルクは車両の変速機出力トルクまたは車輪トルクであってもよい。以下においては、例として、トルクは指示トルクであることから出発するものとする。走行速度制御装置５は、エンジン制御装置１５に、指示トルクに対する目標値Ｍｓｏｌｌもまた設定する。エンジン制御装置１５は、当業者に既知のように、例えば絞り弁による空気供給量の適切な設定により、点火時期の適切な設定により、および／または燃料噴射量および／または燃料噴射期間の適切な設定により、指示トルクに対する目標値Ｍｓｏｌｌを変換する。指示トルクに対する目標値Ｍｓｏｌｌは、以下において目標トルクとも呼ばれる。エンジン制御装置１５にはさらに入力信号２０が供給されている。この場合、入力信号２０は、駆動ユニット１ないし内燃機関１０の状態を表わす信号である。この入力信号２０は、例えば、エンジン温度、内燃機関１０に供給される空気質量流量、吸気管圧力、エンジン回転速度、排気ガス内酸素含有量、排気ガス再循環率、または駆動ユニット１ないし内燃機関１０の任意のその他の運転変数を表わす信号であってもよい。したがって、エンジン制御装置１５において、入力信号２０により駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転状態を決定することができる。エンジン制御装置１５には、走行速度制御装置５からの目標トルクＭｓｏｌｌのほかに、例えばアンチロック装置、変速機制御、駆動滑り制御、アイドリング制御、アンチジャーク機能等のような他の車両機能から発生する他の目標トルク要求が供給されてもよい。エンジン制御装置１５は、次に、空気供給量、点火および／または燃料噴射の設定により変換するための合成目標トルクを形成するために、当業者に既知のように目標トルク要求を調整する。以下においては、合成目標トルクは、走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌに対応するものと仮定する。さらに、走行速度制御装置５に、当業者に既知のように、図１には示されていない走行速度センサまたは走行速度モデル化装置から、走行速度に対する実際値ｖｉｓｔが供給されている。走行速度に対する実際値ｖｉｓｔは、以下において実際速度ｖｉｓｔとも呼ばれる。さらに、走行速度制御装置５に、図１には示されていない操作ユニットから、走行速度に対する目標値ｖｓｏｌｌが供給されている。走行速度に対する目標値ｖｓｏｌｌは、以下において目標速度ｖｓｏｌｌとも呼ばれる。操作ユニットは、例えば車両のステアリング・コラムにおけるクルーズ・コントロール・レバーであってもよい。走行速度制御装置５は、ここで、当業者に既知のように、実際速度ｖｉｓｔと目標速度ｖｓｏｌｌとの間の偏差が最小となるように目標トルクＭｓｏｌｌを形成する。

ここで、本発明により、エンジン制御装置１５は、内燃機関１０の惰行時燃料遮断に対する特性値を形成する。この値は、駆動ユニット１の出力変数と比較されるべきものである。したがって、特性値に対してはトルク値が適切である。これにより、エンジン制御装置１５は、入力変数（入力信号）２０から、駆動ユニット１ないし内燃機関１０の実際運転状態のための、惰行時燃料遮断に対する特性トルク値、即ち燃料噴射なしに達成可能な絶対最小指示トルクを形成する。この絶対最小指示トルクは、例えば特性曲線群内に、駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転状態の関数として、したがって入力変数２０の関数として記憶されていてもよい。この場合、特性曲線群はエンジン制御装置１５内に記憶され、この特性曲線群は予め試験台上において決定されていてもよい。惰行時燃料遮断における、燃料噴射なしに達成可能な絶対最小指示トルクは、以下において第１の最小トルクＭｍｉｎ１とも呼ばれる。走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが第１の最小トルクＭｍｉｎ１を下回ったとき直ちに惰行時燃料遮断が開始される。

惰行時燃料遮断において燃料噴射なしに達成可能な最小指示トルクの代わりに、惰行時燃料遮断に対する特性値として、燃料噴射なしに達成可能な絶対最小指示トルクの下側にしきい値が選択されてもよい。この場合、このしきい値は、それが燃料噴射なしに達成可能な絶対最小指示トルクから所定の間隔を有するように選択することができる。この場合、このしきい値は、上記の実施形態と同様に、特性曲線群内に、駆動ユニット１ないし内燃機関１０の実際運転状態の関数として記憶されていてもよい。走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌがしきい値を下回ったとき直ちに惰行時燃料遮断が開始される。

エンジン制御装置１５は、入力変数２０の関数として、したがって駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転状態の関数として、第２の最小トルクＭｍｉｎ２を決定する。この場合、第２の最小トルクＭｍｉｎ２は、惰行時燃料遮断のない内燃機関１０の運転を表わす。第２の最小トルクＭｍｉｎ２は、惰行時燃料遮断のない駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転において達成可能な最小指示トルクである。この第２の最小トルクＭｍｉｎ２は、例えば、内燃機関１０の運転に対して必要な最小燃料噴射量ないし燃料供給量が設定されたときに達成される。第２の最小トルクＭｍｉｎ２もまた特性曲線群により入力変数２０の関数として決定されてもよく、この場合、この特性曲線群は同様に試験台上において設定されてもよく、およびエンジン制御装置１５内に記憶されている。

代替態様として、第１の最小トルクＭｍｉｎ１および／または第２の最小トルクＭｍｉｎ２は、同様に当業者に既知のように、入力変数２０からモデル化され、即ち計算されてもよい。

特に特性曲線群を用いた、第１の最小トルクＭｍｉｎ１および第２のＭｍｉｎ２の上記の決定は、当業者に既知のように行われ且つこれは本発明の対象ではない。
走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが第１の最小トルクＭｍｉｎ１を超え且つ第２の最小トルクＭｍｉｎ２を下回っているとき、それは、惰行時燃料遮断による駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転と、惰行時燃料遮断がなく且つ最小燃料供給量による駆動ユニット１ないし内燃機関１０の運転との間に存在するので、変換は行われない。この場合、エンジン制御装置１５により第２の最小トルクＭｍｉｎ２が変換される。

本発明による方法を、以下に例として図２の流れ図により説明する。例えば上記のクルーズ・コントロール・レバーのような操作ユニットにおいて走行速度制御装置５が作動されたときに、プログラムがスタートされる。プログラム・ステップ１００において、エンジン制御装置１５は、走行速度制御装置５からの読込みにより目標トルクＭｓｏｌｌを得る。次に、エンジン制御装置１５は、上記のように、この例においては走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌに対応する合成目標トルクを決定する。しかしながら、これは本発明による方法の機能性に対しては必ずしも必要ではない。むしろ、本発明による方法は、走行速度制御装置５の目標トルクとは等しくない任意の各合成目標トルクに対しても同様に実行可能である。それに続いて、プログラムはプログラム・ステップ１０５に移行される。

プログラム・ステップ１０５において、エンジン制御装置１５は、上記のように、対応特性曲線群により第１の最小トルクＭｍｉｎ１および第２の最小トルクＭｍｉｎ２を決定する。それに続いて、プログラムはプログラム・ステップ１１０に移行される。

プログラム・ステップ１１０において、エンジン制御装置１５は、走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが第２の最小トルクＭｍｉｎ２より小さいかどうかを検査する。これが肯定（ｙ）の場合、プログラムはプログラム・ステップ１１５に分岐される。否定（ｎ）の場合、プログラムはプログラム・ステップ１３０に分岐される。

プログラム・ステップ１１５において、エンジン制御装置１５は、走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが第１の最小トルクＭｍｉｎ１より小さいかどうかを検査する。代替実施形態により、プログラム・ステップ１１５において、エンジン制御装置１５は、走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが、第１の最小トルクＭｍｉｎ１を所定の間隔だけ下回るしきい値より小さいかどうかを検査する。プログラム・ステップ１１５において条件が満たされている（ｙ）場合、プログラムはプログラム・ステップ１２０に分岐され、条件が満たされていない（ｎ）場合、プログラム・ステップ１３５に分岐される。

プログラム・ステップ１２０において、エンジン制御装置１５は惰行時燃料遮断を開始させる。これは、実際速度ｖｉｓｔを目標速度ｖｓｏｌｌに近づけるために、例えば燃料の供給を遮断することを意味する。それに続いて、プログラムはプログラム・ステップ１２５に移行される。

プログラム・ステップ１３０において、エンジン制御装置１５は走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌの完全変換を開始させる。それに続いて、プログラムはプログラム・ステップ１２５に移行される。

プログラム・ステップ１３５において、エンジン制御装置１５は、第２の最小トルクＭｍｉｎ２の変換を開始させる。それに続いて、プログラムはプログラム・ステップ１２５に移行される。

プログラム・ステップ１２５において、エンジン制御装置１５は、走行速度制御装置５がなお作動しているかどうかを検査する。これが肯定（ｙ）の場合、プログラムはプログラム・ステップ１００に戻され、否定（ｎ）の場合、プログラムは終了される。

図３ａ）に、例として、車両速度ｖの時間ｔに対する線図が示されている。図３ｂ）に、例として、指示トルクＭの時間ｔに対する関連の線図が示されている。図３ａ）の例において、目標速度ｖｓｏｌｌは時間ｔに対して一定に設定されている。実際速度ｖｉｓｔは、最初は目標速度ｖｓｏｌｌより小さいものとする。しかしながら、実際速度ｖｉｓｔは、最初は時間ｔと共に目標速度ｖｓｏｌｌの方向に上昇する。したがって、最初は、走行速度制御装置５により要求される目標トルクＭｓｏｌｌは減少し、それと共に、空気供給量、点火および／または燃料噴射の対応設定による目標トルクＭｓｏｌｌの変換により得られる実際トルクＭｉｓｔは減少する。第１の時点ｔ_１において目標トルクＭｓｏｌｌが第２の最小トルクＭｍｉｎ２を下回ったとする。これにより、実際トルクＭｉｓｔはもはや目標トルクＭｓｏｌｌに追従されず、したがって第２の最小トルクＭｍｉｎ２にとどまることになる。第１の時点ｔ_１に続く第２の時点ｔ_２において目標トルクＭｓｏｌｌが第１の最小トルクＭｍｉｎ１を下回ったとする。これにより、エンジン制御装置１５は、第２の時点ｔ_２において惰行時燃料遮断を開始させる。したがって、理想的には、第２の時点ｔ_２以降、実際トルクＭｉｓｔは第１の最小トルクＭｍｉｎ１に対応して設定され且つこの値にとどまっている。第１の時点ｔ_１と第２の時点ｔ_２との間において実際速度ｖｉｓｔが目標速度ｖｓｏｌｌを超えたとする。実際トルクＭｉｓｔを第１の最小トルクＭｍｉｎ１に設定したことにより、実際速度ｖｉｓｔは、最大値を通過した後に再び目標速度ｖｓｏｌｌに接近していく。したがって、第２の時点ｔ_２に続く第３の時点ｔ_３において、目標トルクＭｓｏｌｌは第１の最小トルクＭｍｉｎ１を再び超えることになる。この結果、第３の時点ｔ_３において、惰行時燃料遮断が再び中止され且つ実際トルクＭｉｓｔは再び第２の最小トルクＭｍｉｎ２に上昇され、第３の時点ｔ_３に続く第４の時点ｔ_４までここにとどまり、第４の時点ｔ_４において、目標トルクＭｓｏｌｌが第２の最小トルクＭｍｉｎ２を再び超えたとする。したがって、第４の時点ｔ_４以降、実際トルクＭｉｓｔは制限されることなく、目標トルクＭｓｏｌｌに再び追従することになる。この場合、実際速度ｖｉｓｔは第３の時点ｔ_３と第４の時点ｔ_４との間で再び目標速度ｖｓｏｌｌ以下に低下する。

図３ｂ）に、さらにしきい値ＳＷが破線で記入され、惰行時燃料遮断を開始させるためには、代替実施形態によりこのしきい値ＳＷを下回らなければならない。このしきい値は第１の最小トルクＭｍｉｎ１から所定の間隔Ａだけ下側に存在する。したがって、しきい値ＳＷを使用した場合、図３ｂ）の例に示すように、目標トルクＭｓｏｌｌは第２の時点ｔ_２の後にはじめてしきい値ＳＷを下回り且つ第３の時点ｔ_３の手前で既に再びしきい値ＳＷを超えるので、惰行時燃料遮断の開始は第２の時点ｔ_２の後にはじめて行われ且つ惰行時燃料遮断は第３の時点ｔ_３の手前で既に再び中止される。

本発明の方法により、惰行時燃料遮断は、走行速度制御装置５が小さい対応の目標トルクＭｓｏｌｌを要求する時点において開始されることが保証される。したがって、惰行時燃料遮断は、例えば下り坂走行においてはできるだけ早めに設定され、実際走行速度ｖｉｓｔによる目標速度ｖｓｏｌｌの超過はできるだけ小さくなることが保証される。本発明による方法の他の利点は、上記トルク考察における投入ギヤの関係を考慮することにある。小さいギヤにおける高い変速比の場合、走行速度制御装置５により要求される目標トルクＭｓｏｌｌは小さい変速比における高いギヤよりも緩やかに低下する。したがって、小さいギヤにおける高い変速比の場合に走行速度制御装置５の目標トルクＭｓｏｌｌが第１の最小トルクＭｍｉｎ１ないししきい値ＳＷを下回り、したがって惰行時燃料遮断が開始されるまで、より長い時間を必要とする。この効果は、惰行時燃料遮断の衝撃がドライバにとって明らかに感知可能なときに好ましいものであり、および高い変速比においては惰行時燃料遮断の開始がより少なくなるように働く。

車両駆動ユニットのブロック回路図である。 本発明による方法の例示フローの流れ図である。 本発明による方法の機能方式を示した線図であり、図３ａ）は車両速度の時間線図、図３ｂ）はトルクの時間線図である。

符号の説明

１ 駆動ユニット
５ 走行速度制御装置
１０ 内燃機関
１５ エンジン制御
２０ 入力信号
Ａ 間隔
Ｍ 指示トルク
Ｍｉｓｔ 実際トルク
Ｍｍｉｎ１ 第１の最小トルク
Ｍｍｉｎ２ 第２の最小トルク
Ｍｓｏｌｌ 目標トルク
ＳＷ しきい値
ｔ 時間
ｖ 車両速度
ｖｉｓｔ 実際速度
ｖｓｏｌｌ 目標速度

Claims (10)

1. 駆動ユニット（１）の出力変数に対する目標値が設定される、駆動ユニット（１）の運転方法において、
   前記出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を下回ったとき直ちに、駆動ユニット（１）の惰行時燃料遮断が開始されること、
   を特徴とする駆動ユニットの運転方法。
2. 前記特性値として、惰行時燃料遮断において前記出力変数に対して達成される最小実際値が選択されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
3. 前記特性値として、惰行時燃料遮断において前記出力変数に対して達成される最小実際値の下側にしきい値が選択されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
4. 駆動ユニット（１）により車両が駆動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の運転方法。
5. 前記出力変数に対する目標値が走行速度制御装置（５）により設定されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
6. 前記出力変数に対する目標値が惰行時燃料遮断に対する特性値を超え且つ惰行時燃料遮断のない前記出力変数に対する最小値を下回っているときに、前記出力変数が、前記出力変数に対する目標値により、惰行時燃料遮断のない前記出力変数に対する最小値に設定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の運転方法。
7. 駆動ユニット（１）が内燃機関（１０）で運転されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。
8. 前記最小実際値が、燃料供給のない惰行時燃料遮断において達成されることを特徴とする、請求項２または３が参照されるかぎりにおける請求項７に記載の運転方法。
9. 惰行時燃料遮断のない前記出力変数に対する最小値が、内燃機関（１０）の運転のために必要な最小燃料供給量において達成されることを特徴とする、請求項６が参照されるかぎりにおける請求項７または８に記載の運転方法。
10. 前記出力変数として、トルクまたは出力が選択されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の運転方法。

Images