JP4488643B2 - 車両の駆動ユニットの制御方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動ユニットの制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法或いはこの種の装置は、ＤＥ １９７ ３４ １１２ Ａ１から知られている。この既知の解決策の場合に、与えられた情況の下で路面に対して伝達可能な最大の駆動トルクは、抵抗トルクの基準に従って連続的に計算される。車両の少なくとも一つの駆動車輪に空転の傾向が発生すると、車両の駆動ユニットは次の様に、即ち特に駆動ユニットのトルク等の制御量が減少される様に、影響を受け、その結果、伝達可能な最大トルクが調節される。その後、駆動ユニットが駆動スリップ制御の枠組みの中で制御され、この様にして少なくとも一つの駆動車輪の空転傾向が引き下げられる。
【０００３】
この方法は多くのケースで満足の行く解決策をもたらす。しかしながら、特に、非常に高出力のエンジンの場合には、この方法は最適ではないということが分かっている。高い出力に対する運転者の希望がある場合には、駆動ユニットの能力の高さの故に、非常に早く駆動スリップ制御の介入を招いてしまう。駆動車輪のスリップと早期の駆動スリップ制御の介入によって車両の加速が損なわれるために、走行特性が悪化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、駆動車輪の不安定性が懸念される際に、駆動ユニットの制御のより精密な配分並びに必要に応じた駆動ユニットの制御を可能にする車両の駆動ユニットの制御方法および装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、運転者が駆動ユニットの制御量のためのプリセット値を前もって設定し、且つ駆動ユニットの制御量が運転者のプリセット値を基準として制御される、車両の駆動ユニットの制御方法および装置において、運転者のプリセット値が、前もって与えられている閾値よりも大きい場合に、駆動ユニットの制御量の上昇を制限する。
【０００６】
駆動車輪の不安定性が懸念される際に、運転者が前もって制御値をプリセットしておけば、駆動ユニットの少なくとも一つの制御量、好ましくはトルク等の制御量の上昇の制限が、駆動ユニットの制御のより精密な配分並びに必要に応じた駆動ユニットの制御をもたらす。発生する駆動車輪のスリップが減少され、理想的なケースではスリップが回避され、また例え発生しても時間的により短縮される。これによって車両の加速性能が改善され、同時に安定性も高められる。何故なら、駆動車輪のスリップの発生が抑えられるからである。
【０００７】
特に有利なのは、上記の上昇の制限が、運転者の前もってのプリセットが伝達可能な最大値から導き出された閾値よりも大きい時に、初めて行なわれるということである。従って、安定な領域内では、運転者は動的能力をフルに利用することが出来る一方、加速と安定性を考慮して最適化された上昇の制限はプリセット値が伝達可能な最大値の上方にある時に初めて実行される。
【０００８】
それよりも上方で上昇の制限が行なわれるという閾値の決定の際に、駆動ユニットの制御のためのプリセット値に対応する記憶値（この記憶値の時に、駆動車輪の事前の空転傾向が、またそれと共にスリップ制御装置の事前の介入が発生した）が一緒に考慮されるということも有利である。これによって走行特性のもう一つの改善が達成される。
【０００９】
【実施例】
本発明が以下に図面に示された実施例に基づいて詳しく説明される。図１は制御ユニット１０を示しており、該ユニットは、少なくとも一つの入力回路１２、少なくとも一つのマイクロコンピュータ１４、及び少なくとも一つの出力回路１６を含んでいる。これ等の要素は、通信システム１８によって双方向のデータ交換のために互いに結合されている。入力回路１２は入力線に接続されており、該入力線を通じて運転変数或いは運転変数から導き出すことの出来る信号が送り込まれる。好ましい実施例では、制御ユニット１０が駆動スリップの制御ユニットとなっており、別の実施例ではエンジン制御ユニット或いはそれ等の二つのユニットの組み合わせとなっている。
【００１０】
分かりやすくするために入力線２０から２４までしか示されていないが、これ等の入力線を通して測定装置２６ないし３０から、制御ユニット１０に運転変数を示す信号が送り込まれる。それ等の運転変数の信号には、例えば運転者の意思を表す信号、エンジン回転数、及び／又は出力回転数、或いは車輪速度を示す信号、駆動ユニットの出力の大きさの実際値を求めるための少なくとも一つの値を示す信号、例えばトルク或いは出力の大きさを示す信号、並びに、それから例えば冒頭に述べられた技術の現状に基づいて、伝達可能な最大出力トルクを算出することの出来る大きさを示す信号、がある。その際、運転者の意思は、各々の実施例に応じて、運転者によって操作される操作エレメントの操作位置（該操作位置から駆動出力の制御のためのプリセット値（例えば基準トルク）が導き出される）であったり、或いはこのプリセット値を自ら表している大きさであったりする。
【００１１】
出力回路１６と該回路に結合されている出力線を通して、制御ユニット１０は、該制御ユニットによって行なわれる調節の枠組みの中での調節値を送り出す。好ましい実施例では、少なくとも一つの出力線３２が、車両の駆動ユニットの出力或いはトルクに影響を与えるために、少なくとも一つの調節エレメント３４に接続されている。この好ましい実施例では、調節エレメント３４は内燃機関の電気的に操作可能なスロットル・バルブであり、該スロットル・バルブは出力線３２を通じて対応する調節量によって操作される。別の有利な実施例では、追加として更に、少なくとも一つの出力線３６を通じて、車両のブレーキ装置３８、及び／又は内燃機関の運転変数（点火角度、燃料供給、ターボ・チャージャー）、及び／又はオートマチック・トランスミッションに対する介入が行われる。
【００１２】
好ましい実施例では、制御ユニット１０の枠組みの中で駆動スリップ制御システムが実現される。このシステムは例えば、冒頭に述べられた技術の現状の中で説明された技術に基づいて、状況に合わせて、また連続的に、車両の走行抵抗を計算する。走行抵抗の合計から、路面に対して伝達可能な最大トルク（出力トルク或いはエンジン・トルク）が得られる。少なくとも一つの駆動車輪にスリップの傾向がある場合には、運転者によって望まれたトルクに依存して本質的に運転者によってプリセットされたエンジン・トルクが次の様に、即ちこの伝達可能な最大トルクが調整される様に、引き下げられる。換言すれば、この駆動スリップ制御装置は、エンジンのために前もって与えられる値（或いは駆動トルク）をプリセットし、この前もって与えられる値は、駆動スリップ制御の範囲外では最大値を取り、駆動スリップ制御の範囲内では発生の際に路面に対して伝達可能な最大トルクまで引き下げられ、次いでスリップに応じて変化され、スリップの傾向がなくなると、追加機能によって引き上げられる。駆動ユニットの制御の枠組みの中で駆動スリップ制御装置のこのプリセット値は、運転者によって与えられたプリセット値と比較され、両者の値のうちの小さい方の値が駆動ユニットの制御のために利用される。
【００１３】
加速の際の過度に頻繁な車輪スリップの発生、大き過ぎる或いは長過ぎる車輪スリップに対抗し、またこれによって加速と安定性に関する損失に対抗するために、運転者によるプリセット値（運転者の希望トルク）が、伝達可能な最大トルクから導き出された閾値と比較される。運転者によるプリセット値がこの閾値を上回っていると、トルクの上昇が、時間或いは速度に依存して制限される。この制限は、駆動スリップ制御の介入の外側及び制限の介入の外側で最大値に設定されていた駆動スリップ制御装置のプリセット値が制限のためにスタート値に設定されるということによって行なわれる。このスタート値は、好ましい実施例では、伝達可能な最大トルク値と駆動スリップ制御の介入の際の駆動スリップ制御装置の最後の基準値のプリセット値とから求められる最小値である。プリセット値は、このスタート値から定められた時間間隔で或いは速度に依存しながら、最大値（例えば、運転者によるプリセット値）に到達するまで、或いは駆動スリップ制御の介入が開始されるまで、定められた値ごとに引き上げられる。この制限によって駆動車輪のスリップの発生頻度が引き下げられ、スリップの大きさ及び／又は時間的長さが縮小され、且つこれによって車両の加速及び車両の安定性が改善される。
【００１４】
一つの有利な実施例では、上記の制限は車輪スリップに依存し、摩擦値及び／又は車両の加速の影響を受け、その際、制限の勾配は、スリップが大きく、摩擦値が低く、或いは加速が大きい場合には、スリップ値が小さく、摩擦値が高く、或いは加速の値が小さい場合よりも、小さくなる。
【００１５】
上昇の制限は、運転者のプリセット値が制限の介入をスタートさせる閾値を再び下回った時に、常に許される。
駆動スリップ制御システムが、運転者によって操作可能な対応するスイッチによって、パッシブ（“受動”）に切り替えられると、上記の制限もまたスイッチ・オフされる。
【００１６】
図２は、上に説明された方法の好ましい実現方法をコンピュータ・プログラムとして示したフローチャートを示している。図示されたプログラムは、駆動スリップ制御装置が作動している時に、前もって定められた時間間隔で実行され、その際、このプログラムは、駆動スリップ制御の介入が実際に行われている間は実行されない。この場合に、駆動スリップ制御装置が作動しているが、この制御装置は、駆動ユニットの制御のための基準値のプリセット値だけを決定する。
【００１７】
図示されたプログラムの最初のステップ１００には、例えば冒頭に述べられた方法によって計算された伝達可能な最大トルクＭ＿ＡＢ、運転者の希望によるプリセット・トルクＭ＿ＦＶ、並びに一つの実施例における記憶されたトルクＭ＿ＭＥＭ（該記憶トルクは最後のスリップ制御の介入、好ましくはその終わり（追加機能の導入の前）の時の駆動スリップ制御装置の基準値のプリセット値を示している）が示されている。それに続くステップ１０２では、運転者の希望によるトルクＭ＿ＦＶが，伝達可能な最大トルクから導き出された値Ｍ＿ＡＢ±Δよりも大きいか否かがチェックされる。もしこれが大きくない場合（否定：Ｎ）には、ステップ１０４で、基準トルクＭ＿ＳＯＬＬがその最大値（１００％）に設定され、またそれに続くステップ１０６で、判別マークＦＬＡＧが値０に設定される。この後はステップ１０８で、感知された少なくとも一つの駆動車輪の空転の傾向を引き下げるために、駆動スリップ制御の介入（ＡＳＲ＿ａｋｔｉｖ）が行われているか否かがチェックされる。この介入が行われている場合（Ｙ）には、プログラムは終了され、駆動スリップ制御の介入が終了した時に、再び実行され。他方、上記のチェックの答えが否定（Ｎ）である（即ち、介入が行われていない）場合には、このプログラムがステップ１００からやり直される。
【００１８】
ステップ１０２で、運転者の希望によるトルクが閾値よりも大きいということが分かった場合には、ステップ１１０で、判別マークＦＬＡＧが値０を取っているか否かがチェックされる。判別マークＦＬＡＧが値０を取っている場合には、ステップ１０２で初めて閾値をオーバーしたことが感知される。この場合には、ステップ１１２で判別マークＦＬＡＧが値１にセットされ、次いでステップ１１４で、制限のためのスタート値として伝達可能な最大トルクから導き出された値Ｍ＿ＡＢ±Δと記憶されている値Ｍ＿ＭＥＭとから最小値が形成される（Ｍ＿ＳＯＬＬ＝ＭＩＮ（Ｍ＿ＭＥＭ；Ｍ＿ＡＢ±Δ））。この値の最小値から形成された基準値Ｍ＿ＳＯＬＬが駆動ユニットの制御のために出力される。記憶されたトルク値が存在していない、別の実施例では、制限のスタート値が伝達可能な最大トルクから導き出された値に設定される。ステップ１１４の後に、ステップ１０８が続いている。
【００１９】
ステップ１１０で、判別マークＦＬＡＧが値０を取っていない、即ち既に少なくとも一度運転者の希望値による閾値のオーバーが感知されている、ということが分かった場合には、ステップ１１６で、トルク基準値Ｍ＿ＳＯＬＬが増分漸増される（Ｍ＿ＳＯＬＬ＝Ｍ＿ＳＯＬＬ±Δ）。その際、増分値ΔＭの大きさは、上で説明された様に、スリップ、摩擦値、速度、及び／又は車両の加速に依存する様にすることが出来る。プログラムの流れの時間的順序と増分値の大きさによって、基準トルクの階段状の追加機能が行われ、基準トルクは、平均して基準値の前もって定められている勾配となる。これに続くステップ１１８では、ステップ１１６で形成された基準トルク値が前もって与えられている最大値よりも大きいか否かがチェックされる（Ｍ＿ＳＯＬＬ≧ＭＡＸ？）。前もって与えられている最大値は、一つの好ましい実施例では、ステップ１０４からの最大値、或いは運転者の希望値が絶対的最大値よりも小さい時の実際の運転者の希望値Ｍ＿ＦＶである。ステップ１１８でのチェックの答えが否定（Ｎ）である場合には、ステップ１１６で形成された基準値が駆動ユニットの制御のために出力される一方、上記の答えが肯定（Ｙ）である場合には、ステップ１２０で基準値が最大値に制限される（Ｍ＿ＳＯＬＬ＝ＭＡＸ）。ステップ１２０の後、或いはステップ１１８のチェックの答えが否定（Ｎ）である場合には、ステップ１０８が続く。
【００２０】
図３には時間ダイヤグラムが示されており、このダイヤグラムは、第一の実施例における運転者の希望によるトルクＭ＿ＦＶ、伝達可能の最大トルクＭ＿ＡＢ、並びに基準トルクＭ＿ＳＯＬＬの時間的変化を示している。時点ｔ₀までは運転者の希望によるトルクＭ＿ＦＶは伝達可能な最大トルクよりも小さい。従って駆動ユニットは本質的に運転者の希望によるトルクによって制御され、他方、駆動スリップ制御装置の基準トルクＭ＿ＳＯＬＬは、その最大値（ここでは１００％）を取る。時点ｔ₀で運転者の希望トルクは、伝達可能な最大値をオーバーする。これによって、基準トルクＭ＿ＳＯＬＬのためのスタート値として伝達可能の最大トルクＭ＿ＡＢが出力される。次いで、駆動制御の枠組みの中における最小値の選択によって、運転者の希望値の代わりに、基準トルク値Ｍ＿ＳＯＬＬが駆動ユニットの制御のためのプリセット値として設定される。時点ｔ₀とｔ₁との間に、基準トルクは、単に直線的であるだけではなく非直線的ともなり得るプリセットされた時間的特性に従って上昇され、その上昇の勾配は運転変数の大きさに依存する様にすることが出来る。時点ｔ₁で、基準トルク値は最大値に到達するので、上昇の制限は終了される。
【００２１】
図４は、第２の実施例における対応する信号の時間的変化を示している。この実施例では、最後の駆動スリップ制御の介入から、記憶された値Ｍ＿ＭＥＭが考慮されるが、この記憶値は、最後のトルクを引き下げた駆動スリップ制御の介入の終わりにおける駆動スリップ制御の最後の基準値の設定値を意味している。時点ｔ₀まで、運転状況は図３に示されている状況に対応している。時点ｔ₀で、運転者によるプリセット値Ｍ＿ＦＶが、記憶されているトルクＭ＿ＭＥＭを上回っている。このために、基準トルク値の最大値から記憶値Ｍ＿ＭＥＭへの、基準トルク値の逆ジャンプが行われる。何故なら、基準トルク値は伝達可能な最大値Ｍ＿ＡＢよりも小さいからである。ここから、上に説明されたトルク変化の上昇の制限がスタートされる。更に、実際のトルクＭ＿Ｉｓｔの変化も示される。
【００２２】
図５は、図３に示されていた時間的な信号の変化を示しており、その際、補足として、少なくとも一つの駆動車輪の空転傾向の結果として働いている駆動スリップ制御の介入を示す判別マークの信号状態（ＡＳＲ−ａｋｔｉｖ）が書き込まれている。時点ｔ₁まで、図５に示されている運転状況は図３に示されている状況と対応している。それ故、運転者の希望値が伝達可能な最大値をオーバーすると制限が行なわれる。時点ｔ₁で、少なくとも一つの駆動車輪の空転傾向が感知されて、駆動スリップ制御装置のスイッチが入れられて作動状態となる。このケースでは、冒頭に述べられた技術の現状で説明された様に、基準トルクＭ＿ＳＯＬＬは、伝達可能な最大値へ引き下げられ、次いで、空転傾向を更に少なくするために空転傾向が除去されるまで引き下げられ、その後で再び、場合によっては再度空転の傾向が発生するまで、引き上げられる（図中には示されていない）。駆動スリップ制御が働いている間、制限は停止される。
【００２３】
駆動ユニットのトルクは、少なくとも基準値が運転者の希望値よりも小さい間は、求められた基準値Ｍ＿ＳＯＬＬに従って制御される。トルク値のプリセットの他に、別の実施例では、エンジン出力値が前もって与えられる。駆動ユニットの制御量という概念の中には、エンジン・トルク値（燃焼トルク、クラッチ・トルク、等）或いは末端トルク値、或いは出力値が含まれている。更に、プリセット値として、内燃機関のスロットル・バルブの位置、或いはスロットル・バルブ位置に割当てられる燃料の量を設定することも出来る。これ等の位置或いは量も制御量の概念の中に含まれるものとする。
【００２４】
駆動ユニットは、それぞれの実施例によって内燃機関或いは電動モータとする。
以上の説明では回転トルク或いはトルクという言葉によって、それぞれの実施例に応じて内燃機関の指示トルク、モータの出力トルク、駆動トレーンの駆動トルク（伝動装置出力トルク）或いは車輪トルクが意味されている。これ等の値は、他の運転変数の大きさを用いて、既知の方法（エンジンの損失及び費消機器の考慮、伝動装置の伝達比、ディファレンシャルの伝達比、等の考慮）で互いに換算することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の駆動ユニットのトルクに影響を与える制御装置のブロック図を示す。
【図２】コンピュータ・プログラムとして形成された、駆動ユニットの制御量の上昇を制限するための好ましい実施例のフローチャートを示す。
【図３】本発明の実施例の動作を説明する、代表的な信号の時間的流れを示した時間ダイヤグラムを示す。
【図４】本発明の別の実施例の動作を説明する、代表的な信号の時間的流れを示した時間ダイヤグラムを示す。
【図５】本発明の更に別の実施例の動作を説明する、代表的な信号の時間的流れを示した時間ダイヤグラムを示す。
【符号の説明】
１０…制御ユニット
１２…入力回路
１４…マイクロコンピュータ
１６…出力回路
１８…通信システム
２０〜２４…入力線
２６〜３０…測定装置
３２…出力線
３４…調節エレメント
３６…出力線
３８…ブレーキ装置。
Ｍ＿ＡＢ…路面に対して伝達可能な最大トルク
Ｍ＿ＦＶ…運転者の希望値
Ｍ＿ＭＥＭ……記憶されたトルク
Ｍ＿ＳＯＬＬ……基準トルク

Claims (10)

1. 運転者が駆動ユニットの制御量のためのプリセット値を前もって設定し、且つ前記駆動ユニットの制御量が運転者の前記プリセット値を基準として制御される、車両の駆動ユニットの制御方法において、
   運転者の前記プリセット値が、前もって与えられている閾値よりも大きい場合に、前記駆動ユニットの制御量の上昇を制限すること、
   を特徴とする車両の駆動ユニットの制御方法。
2. 与えられた状況の下で路面に伝達可能な最大トルクを表している、前記制御量のための最大値が求められ、且つ前記閾値が前記最大値から導き出されることを特徴とする請求項１の制御方法。
3. 前記制御量の上昇を制限するためにプリセット値が設定されており、該プリセット値が、運転者の前記プリセット値の代わりに、前記駆動ユニットの制御量の制御のための基準を形成していることを特徴とする請求項１または２の制御方法。
4. 駆動スリップ制御装置が備えられており、該駆動スリップ制御装置の最後の基準値設定が、スリップ制御の介入の間に記憶されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの制御方法。
5. 前記閾値が、運転者の前記プリセット値によってオーバーされた場合に、前記駆動ユニットの制御量がスタート値によって制御されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの制御方法。
6. 前記スタート値が、前記最大値から形成されるか、或いは前記最大値と記憶値との最小値から形成されることを特徴とする請求項５の制御方法。
7. 前記スタート値に基づいて、時間に依存し又場合によっては運転変数に依存した、前記駆動ユニットの制御量を上昇することを特徴とする請求項５の制御方法。
8. 前記駆動ユニットの制御量がトルク量であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの制御方法。
9. 運転者の前記プリセット値が前記閾値を再び下回った時に、前記制限が改めて許されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの制御方法。
10. 運転変数の信号に依存して駆動ユニットの制御量を制御するために運転者のリセット値を求める制御ユニットを備え、且つ運転者のプリセット値を基準として前記駆動ユニットの制御量を制御するための制御信号が形成される、車両の駆動ユニットの制御装置において、
    運転者の前記プリセット値が前もって与えられている閾値をオーバーした時に、前記駆動ユニットの制御量の上昇を制限すること、
    を特徴とする車両の駆動ユニットの制御装置。

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