JP2005510648A - 車両内の駆動装置を発進工程中に制御するための方法および対応する制御システム - Google Patents

Abstract

自動車内の駆動装置を発進工程中に制御するための方法は、車両の運転状態と走行状態を検知し、これによって実際に実行される発進工程を検知することを特徴とする。発進工程中に補助装置を提供するために、エンジン設定回転数は、運転者の介入無しに、エンジンのアイドリング設定回転数を超える値まで引き上げられる。エンジン実効回転数は、速度調節装置により燃料油噴射を追加して行うことによって設定回転数に調節される。

Description

本発明は、請求項１〜１１の前文のそれぞれにしたがって、発進工程中に車両内の駆動装置を制御する方法、およびそのための制御システムに関する。

特許文献１は、車両が渋滞状態で低速で走行し、その過程において繰返し発進と停止を行う状況で運転するように構成された車両の駆動装置を制御するためのシステムを開示している。車両の駆動力は自動的に制御され、車両は、ブレーキペダルが作動していないことを条件に、運転者によるアクセルペダルの作動とは独立して、静止状態から目標速度まで自動的に加速される。ブレーキペダルが踏み込まれると直ちに、自動加速処理は中止され、車両にはブレーキがかけられ再び静止状態になる。運転者がブレーキペダルの作動を再び止めると直ちに、車両はもう一度目標速度へと加速される。

この公知の制御装置の適用は、渋滞状態に限られる。しかしこの文献は、車両の通常運転状態において燃料消費および汚染物質の排出を削減するために、いかにして発進工程を最適化するかについては何も示唆していない。

特許文献２は、発進工程及び／又はギアチェンジ工程中にクラッチを自動的に設定する装置であって、内燃機関を備えた自動車の駆動伝達系に取付けられ、発進工程及び／又はギアチェンジ工程において、エンジン回転数を、アクセルペダルの位置及び／又は車両速度によって決まる設定回転数に調節するエンジン回転数制御回路を備える装置について開示している。更にこの装置は、アクセルペダルの位置によって決まる設定値と個々のエンジントルクから導かれる回帰的トルク実効値との差に応じてクラッチトルクを制御するクラッチトルク制御回路を備える。この装置によって、エンジン回転数の制御に加えて、クラッチトルクを所定の値に設定することで、快適な発進工程及び／又はギアチェンジ工程を実現することが可能となり、その結果クラッチの係合工程におけるトルクの変動が避けられる。しかし、これは燃料消費や排出の最適化という本発明の主題ではない。

独国特許出願公開第 ４１ １８ ３３２ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第 １９６ １６ ９６０ Ａ１号明細書

本発明は、自動車の発進工程における消費量および汚染物質の排出の削減を目的とする。

本発明によると、この課題は請求項１〜１１のそれぞれの特徴により解決される。

この自動車内の駆動装置を制御する方法によると、まず、発進工程がある特定の時点で実行されているかどうか、車両の運転状態および走行状態を感知することによって判断される。この場合、発進工程中に運転者を支援するために、エンジン設定回転数は、自動的かつ運転者とは独立して、エンジンのアイドリング設定回転数を超える値まで引き上げられる。アイドリング回転数に比べて引き上げられた設定回転数は、回転数制御装置に設定値として送られ、この装置は燃料油噴射を追加することによってエンジン実効回転数を設定回転数に調節する。

このことは、運転者によるアクセルペダルの作動の如何を問わず、エンジン回転数が最適値まで引き上げられ、積荷圧力および大気圧等の所与の外的条件下において、最小燃料消費および最小汚染物資の排出を伴う無衝撃発進を可能にするという利点をもたらす。これにより、特に市街地周辺での走行時に、約２％の節減の可能性を提供する。

これらの利点は小型の内燃機関において特に有効である。小型内燃機関はそのデザインのために比較的小さいエンジントルクしか生成しないため、発進するにはこれに比べて高回転数が必要であり、それには運転者がアクセルペダルを作動させることによって高回転数が生成されなければならないが、前述の発進補助装置が無いと、運転者は一般にエンストを防ぐために過剰な高回転数を予め設定する。発進補助装置は、発進工程中の不必要に高いエンジン回転数を回避し、その結果前述の節減の可能性が得られる。

一つの好ましい発展形態において、車両速度によって決まる発進工程用の設定回転数が提供され、設定回転数は車両速度が上昇するにつれて増加する。但し、設定回転数は、車両速度に応じて逓減的に増加させるのが適切である。このことは、運転者による作動なしに車両速度も上昇し、速度が上昇するにつれ増加は次第に縮小することを意味する。その結果、過剰に高い速度の自動上昇が避けられる。

増加するエンジン回転数は、回転数制御装置により、ここで自動的に対応する実効回転数に転換される。追加のハードウェア構成部品は必要なく、ソフトウェアの段階で回転数制御装置を対応するように設定し、運転者を支援する設定回転数と共にそれを供給すれば十分である。

この方法は、手動変速機とクラッチを備えた車両での使用に特に適しており、クラッチの状態を発進補助装置使用のための起動基準として使用することも可能である。そのためには、クラッチの状態が検知され、クラッチが切られた状態で同時に車両のブレーキが作動していない場合、設定回転数は自動的に引き上げられる。これらの条件の存在から、十分信頼性のある発進工程であると推論できる。

回転数の自動増加を用いて、例えば、クラッチの係合が速すぎてクラッチすべりが発進補助装置により過度に削減されると、通常は急に減少するエンジン回転数が、迅速に行われる噴射量の増加によって、適宜噴射量の限界値まで増加することで補われることによって、運転者が原因で最適動作から逸脱するクラッチの作動を補うことが可能である。その一方で、クラッチがまだ広く開きすぎていて、それに応じてクラッチすべりが非常に大きい場合、現行の設定回転数の引き下げが可能であり、その結果エンジン回転数の望ましくない共振振動が回避される。

クラッチが完全に踏み込まれてエンジンが始動した直後に、発進補助装置にスイッチが入れられ、その時点では必要ない増加アイドリング回転数が設定されるという状況を回避するために、エンジン始動直後のブレーキ補助装置の起動を追加条件に連動させることが可能であり、この追加条件としては、運転者によって車両のブレーキが作動しその後再び解除された場合か、さもなければ運転者がアクセルペダルを作動させた場合とする。始動後の増加アイドリング回転数は、この機能により回避される。

既に車両が動いている時にクラッチが切られた場合、この方法の別の好ましい発展形態によると、最初にエンジン設定回転数を維持または減少させ、その後にのみそれを増加させるということが可能であり、例えば一定の回転数維持時間が時間切れとなった後や、あるいは、例えばクラッチが再度係合されるなど他の何らかの条件が適応する場合がこれにあたる。このクラッチ信号の減速により、発進補助装置は一定時間遅れて作動し、その結果、特にクラッチペダルが頻繁に作動する渋滞状態では、設定回転数の望ましくない増加が回避され、代わりに車両に制動をかけるのにエンジンブレーキが使用できる。発進補助装置はこの遅延時間が一杯になるまでは再び作動せず、エンジン回転数は再び増加する。

この方法を実行する際に特に適した本発明による制御システムでは、車両の運転状態および走行状態を示す作動信号の生成に対する感知装置が設けられている。更に、エンジン実効回転数は、回転数制御装置によって、所定のエンジン設定回転数に設定される。ある特定の時点で実行される発進工程は、感知装置によって検知され、発進工程中に運転者を支援するため、作動信号が生成される。作動信号は回転数制御装置に送られ、そこではエンジン設定回転数が、自動的かつ運転者とは独立して、アイドリング設定回転数を超える値に設定され、実効回転数はこの増加設定回転数に調節される。

運転者によって作動する手動変速機とクラッチを備えた車両でこの方法またはシステムを利用する代わりに、この方法またはシステムを、手動変速機と自動クラッチを備えた車両、さもなければ自動変速機を備えた車両で使用することも可能である。

更に有利で好ましい実施形態は、更に請求項において、また図の説明や、車両の駆動装置内にある発進工程を支援するための制御システムの図式概略図である図面において、見出すことができる。

回転数増加分ΔＬ_ｐおよびΔＬ_ｖは、通常のエンジンアイドリング設定回転数に加算されるものであるが、大気圧と車両速度の影響を考慮するため、大気圧ｐ_Ａおよび車両の現行速度ｖ_ａｃｔ、の関数として、制御システムのブロック１および２において決定される。大気圧ｐ_Ａの従属値は、第１ブロック１で決定され、大気圧ｐ_Ａが減少するにつれて回転数増加分ΔＬ_ｐは増大する。

第２ブロック２において、車両速度ｖ_ａｃｔに従属する回転数増加分ΔＬ_ｖが決定される。回転数増加分ΔＬ_ｖは、速度が増大するにつれて小さくなる。回転数の増加は、車両速度に対して逓減的に従属している。

回転数増加分ΔＬ_ｐおよびΔＬ_ｖは、ブロック３に加算され、スイッチとして具体化されているブロック４に送られる。

ブロック５〜１２に図示される方法分岐は、スイッチが入る条件または車両が発進する際の回転数の自動増加の作動を示している。ブロック５では、クラッチの状態が判断され、スイッチとして具体化されているブロック６へと送られ、ブロック６のスイッチの状態は、比較回路として具体化されているブロック９内における、ブロック７からの実効速度ｖ_ａｃｔと、ブロック８からの最低速度ｖ_ｍｉｎとの比較によって影響を受ける。現行の車両実効速度ｖ_ａｃｔが、下方閾値を示す最低速度ｖ_ｍｉｎより高い場合、これは車両が動いていることを意味するが、この場合、ブロック６のスイッチは、実線で示される状態から破線で示される状態へと移行し、更に、回転数維持時間ｔ_Ｍａｉｎ分の時間遅延が実行されるブロック１０を通過し、回転数維持時間ｔ_Ｍａｉｎの間、ブレーキ補助装置は作動しない。システムは、回転数維持時間ｔ_Ｍａｉｎが時間切れとなった後にのみ、更にブロック１１へと継続する。

比較回路として具体化されているブロック９において、実効速度ｖ_ａｃｔと最低速度ｖ_ｍｉｎとの比較の結果が、実効速度が最低速度ｖ_ｍｉｎを下回る場合、車両は静止状態にある。この場合、信号はブロック９では生成されず、スイッチ６のスイッチ状態は実線で図示した状態のままで、これによりシステムは直接ブロック１１へと継続し、ブロック１０の回転数維持時間ｔ_Ｍａｉｎを迂回する。

更に、ブレーキの状態を示すブレーキ信号が、ブロック１２からブロック１１へと送られ、クラッチが切られていることを示すクラッチ信号がスイッチ６から供給され、かつブレーキが作動していないことを示す信号がブロック１２から供給される場合にのみ、ブロック１１で作動信号が生成される。この二つの条件が満たされた場合、スイッチ４へ送られる作動信号がブロック１１で生成され、スイッチは破線で示される状態へ移行し、そこで回転数増加分ΔＬ_ｐとΔＬ_ｖとが合計され、スイッチ４を通過し、更にブロック１３へと送られる。ブロック１３では、個々の回転数増加分ΔＬ_ｐとΔＬ_ｖの合計からなる全体の回転数増加分ΔＬが、所定の減少勾配にしたがって、車両速度ｖ_ａｃｔが上昇するにつれ、逓減的に増加し、その結果、回転数増加分の増加は、車両速度が上昇するにつれ次第に小さくなる。

これに続くブロック１４では、回転数増加分の下限が実行される。ブロック１５において、最終的回転数増加分ΔＬが、エンジン制御装置の回転数制御装置に送られ、そこでアイドリング設定回転数に加算され、その結果ある特定の時点で設定されるべきエンジン設定回転数が得られる。

本発明による制御システムの図式概略図である。

Claims (13)

1. 発進工程中に自動車内の駆動装置を制御する方法であって、車両の運転状態および走行状態を感知することで、ある特定の時点で実行される発進工程が検知され、該発進工程中に運転者を支援するために、エンジン設定回転数が、自動的かつ前記運転者とは独立して、エンジンのアイドリング設定回転数を超える値まで引き上げられ、エンジン実効回転数が、回転数制御装置により燃料油の追加噴射によって設定回転数に調節される方法。
2. 前記設定回転数の増加は車両速度に依存し、前記車両速度が上昇するにつれて前記設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記車両速度が上昇するにつれて、逓減的に前記設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. クラッチを備えた車両において、前記クラッチの状態を検知し、前記クラッチが切られた状態で前記車両のブレーキが作動していない場合に、前記設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. クラッチを備えた車両において、前記車両のブレーキが既に作動しており、それが再び解除された場合にのみ、エンジン始動直後に前記設定回転数が自動的に引き上げられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. クラッチを備えた車両において、アクセルペダルが既に作動している場合にのみ、エンジン始動直後に前記設定回転数が自動的に引き上げられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 大気圧が低下すると、前記エンジン設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. クラッチが切られた後既に動き出している車両において、前記エンジン設定回転数が、初めは維持され、あるいは引き下げられ、その後引き上げられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 一定時間速度を維持した後、前記エンジン設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記クラッチが再び係合された時に、前記エンジン設定回転数が引き上げられることを特徴とする、請求項８あるいは９に記載の方法。
11. 発進工程中に自動車内の駆動装置を制御するシステムであって、特に請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実行するためのシステムにおいて、
    車両の運転状態および走行状態を示す作動信号を生成するための感知装置を有し、更に
    エンジン実効回転数を所定のエンジン設定回転数に設定するための回転数制御装置を有し、
    発進工程中に運転者を支援するため、ある特定の時点で実行される発進工程を検知し、回転数制御装置に作動信号を送ることが可能であり、
    自動的かつ運転者とは独立して、エンジン設定回転数を、エンジンのアイドリング設定回転数を超える値まで引き上げ、エンジン実効回転数を所定の設定回転数に調節することが可能であるシステム。
12. 手動変速機と自動クラッチとを備えた車両における、請求項１１に記載のシステムの使用方法。
13. 自動変速機を備えた車両における、請求項１１に記載のシステムの使用方法。

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