JP2002532053A - 車両駆動ユニットの運転方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 目標値が設定されかつ目標値に対応する実際値が決定される車両駆動ユニットの運転方法および装置が提案さる。、この場合、目標値は少なくとも１つの運転状況においてフィルタリングされる。フィルタリングを開始するときに、決定された実際値を用いてフィルタリングが初期化される。

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、独立請求項の上位概念に記載の車両駆動ユニットの運転方法および 装置に関するものである。 ドイツ特許公開第１９６１９３２４号から、ドライバにより操作可能な操作素 子の位置および場合により少なくとも１つの他の運転変数に基づいて、ドライバ の希望トルクが形成されるトルク指向機関制御が既知である。ドライバの希望ト ルクから駆動ユニットのトルクを設定するための目標トルクが導かれ、この目標 トルクは、内燃機関の場合、空気供給量、点火角および／または燃料供給量をそ れに対応して調節する。乗り心地を改善するために、目標トルクは所定のフィル タ関数を用いてフィルタリングされる。 この場合、動的運転状態において、設定トルクとドライバの希望トルクとが相 互に異なっている状況が発生することがある。このような状況においてもまたフ ィルタリングされかつフィルタリングされた目標トルクができるだけ急速に設定 された場合、例えば内燃機関の場合、点火角、空燃比の制御によりおよび／また は個々の噴射の遮断により、この急速なトルク設定を行ったときにトルクの経過 内にステップ状変化が発生し、このステップ状変化が制御の快適性を損なうこと になる。 トルク制御の快適性を改善する手段を提供することが本発明の課題である。 この課題は独立請求項の特徴により達成される。 内燃機関に対するトルク指向制御装置の基本構成は、ドイツ特許公開第４２３ ９７１１号（米国特許第５５５８１７８号）から既知である。 欧州特許公開第６３１８９７号から、負荷切換状況を検出しかつそれに続いて 加速ペダル位置信号の変化速度を制限することは既知である。この場合において もまた、上記の問題点が発生することがある。 発明の利点 フィルタリングを開始するときに、実際値を用いて目標値フィルタを初期化す ることにより、フィルタリングの開始時に、実際値と目標値とが異なっていると きに発生する実際値のステップ状経過が有効に防止される。 ドライバの希望トルクが操作素子の操作信号に基づいて形成され、操作信号が 少なくとも１つの運転状態において少なくともフィルタリングされかつフィルタ リングされた値の関数として駆動ユニットの少なくとも１つの出力パラメータの 制御により設定されるトルク指向機関制御と関連して使用することがとくに有利 である。 例えば、点火角および／または燃料供給量の制御により目標値の急速な設定が 行われるとき、とくに有利性が得られる。この場合、フィルタリングの開始時に 、トルクのステップ状変化は発生しない。 その他の利点は、実施態様に関する以下の説明ないし従属請求項から明らかで ある。 図面 本発明を、図面に示す実施態様により以下に詳細に説明する。図１は、少なく とも１つのマイクロコンピュータを含む制御ユニットを備えた機関制御装置の全 体回路図を示す。図２に、本発明によるフィルタリングを実行するためのマイク ロコンピュータのプログラムを略図で示した流れ図が示されている。図３は、本 発明の方法の作用を表わす時間線図を示す。 実施態様の説明 図１は制御ユニット１０を示し、制御ユニット１０は、図示されていない少な くとも１つのマイクロコンピュータを含む。制御ユニット１０は、入力ライン１ ２、１４、１６ならびに１８ないし２２と結合され、これらの入力ラインを介し て、図示されていない駆動ユニットとくに内燃機関の制御を実行するための運転 変数が供給される。入力ライン１２は、対応の測定装置２４から操作度ｗｐｅｄ 、例えばドライバにより操作可能な操作素子とくに加速ペダルの位置を表わす信 号を供給し、入力ライン１４は、対応の測定装置２６から機関回転速度ｎｍｏｔ を表わす信号を供給し、入力ライン１６は、対応の測定装置２８から負荷（例え ば吸気質量流量ｍｈｆｍ）を表わす信号を供給する。さらに入力ライン１８ない し ２２が設けられ、入力ライン１８ないし２２を介して対応の測定装置３０ないし ３４から、駆動ユニット例えば内燃機関を制御するために評価される運転変数を 表わすその他の値、例えば機関温度、吸気温度、吸気圧力等が供給される。 制御ユニットは、出力ライン３６、３８、４０を介して、内燃機関の種々の出 力パラメータを設定するための図示されていない設定装置に結合されている。例 えば、制御ユニット１０は、ライン３６を介して、内燃機関への空気供給量を制 御するための電気操作式絞り弁を操作する。同様に、ライン３８および４０を介 して、点火角および燃料供給量が制御される（とくに空燃比の調節および／また は個々の噴射の遮断）。 トルク指向制御構成において、操作素子の操作度から、また場合によりその他 の変数から、ドライバの希望トルクが導かれる。所定の運転状況において、例え ば負荷切換（内燃機関の惰行運転から牽引運転への移行）を行うとき、操作素子 （ダッシュポット）をリセットするとき、および／または惰行運転において燃料 遮断が発生するときないし燃料供給を復帰するとき、ドライバの希望トルクはフ ィルタリングされる。ドライバの希望トルク（フィルタリングされているかまた はフィルタリングされていない）から、場合により（例えば駆動滑り制御等から の）その他の目標トルクを考慮して目標トルクが導かれ、目標トルクは、空気供 給量の制御により、および実際トルクを考慮して点火角の設定および／または燃 料供給量の調節により、設定される。ある実施態様においてはさらに、少なくと も点火角が急跳防止（アンチジャーク）制御および／またはアイドリング制御に より調節され、これらの制御は、実際トルクをドライバの希望トルクとは無関係 に調節する。 とくに動的運転状態において、実際トルクは、ドライバの目標トルクと正確に 一致しないことがある。このような状況においては、ドライバの希望トルクがフ ィルタリングされ、かつこのフィルタリングされたトルクが、（例えば点火角お よび／または燃料供給量を介して）できるだけ急速に設定された場合、実際トル クにステップ状変化が与えられ、このステップ状変化がドライバに不快な乗り心 地を与えることがある。これは、ドライバの希望トルクおよび実際トルクが一致 せずかつ点火角がこれらの両方の値に基づいてそれらの間の偏差を低減するよう に 設定されることによるものである。 フィルタリングを開始するときに、フィルタが実際トルクを用いて初期化され ると、このような好ましくない特性は有効に回避される。これは、作用している 実際トルクがまずドライバの希望トルクとして出力され、これにより、最初の時 点においては目標値と実際値との間に偏差が発生せず、したがって、いかなる係 合も行われずかつトルクのいかなるステップ状変化も発生しないことを意味する 。その後の時間の経過において、トルク変化は、フィルタリングされたドライバ の希望トルクの経過に適合される。 好ましい実施態様においては、実際トルクとして、急跳防止機能の係合および ／またはアイドリング制御により補正された実際トルクが使用される。しかしな がら、この補正を行わなかったときにおいても、本質的に不利な影響を与える特 性は現われず、したがって、いくつかの実施態様においては、実際トルクにこの 補正を行わなくてもよいことがわかっている。 この方法を実行するとき、フィルタの使用開始時に、目標トルクないしドライ バの希望トルクのステップ状の経過が発生する。 図２に、上記の方法を実行するための制御ユニット１０のマイクロコンピュー タのプログラムを略図で示した流れ図が示されている。この場合、個々の要素は 上記の機能を実行するプログラムを示す。 １００において、例えば特性曲線群および／または表および／または計算ステ ップにより、操作度ｗｐｅｄおよび機関回転速度ｎｍｏｔの関数として、ドライ バの希望トルクＭＦＡＲが形成される。ドライバの希望トルクＭＦＡＲは、操作 度、従ってドライバの希望に対応する内燃機関の目標トルクを示す。ドライバの 希望トルクを決定するための具体的な方法は、冒頭記載の従来技術から既知であ る。とくに、アイドリング制御により設定される最小トルクを考慮してもよい。 さらに１０２において、内燃機関の実際トルクＭｉｉｓｔを表わす信号が、機 関回転速度ｎｍｏｔおよび機関負荷（ここでは吸気質量流量ｍｈｆｍ）の関数と して、同様に特性曲線群、表または所定の計算ステップにより形成される。この 場合、冒頭記載の従来技術からも既知のように、他の運転変数、とくにその時点 の点火角設定ならびに場合によりその時点の燃料供給量の設定が考慮されてもよ い。 ドライバの希望トルクのほかに、一般に、その他の目標トルク、例えば駆動滑 り制御の低減トルク、切換過程の間の変速機制御の目標トルク、回転速度、速度 を制限するための制限トルク等が存在する(ライン１８ないし２２参照)。最小値 選択段および／または最大値選択段１０４および１０６により、それぞれ適切な トルクが選択される。この場合、好ましい実施態様においては、空気供給量（緩 速係合）を設定するための目標トルクＭｉｓｏｌｌ＿ｌおよび点火角および／ま たは燃料供給量（急速係合）を設定するための少なくとも１つの目標値Ｍｉｓｏ ｌｌがそれぞれ決定される。 空気供給量に対する目標値Ｍｉｓｏｌｌ＿ｌは、１０８において、機関回転速 度、機関負荷、空気圧力、吸気温度、設定装置の位置等のような運転変数（ライ ン１４ないし２２参照）を考慮して設定装置に対する操作信号に変換され、操作 信号は、出力ライン３６を介して設定装置に出力される。１つの実施例が冒頭記 載の従来技術から既知である。 目標トルクＭｉｓｏｌｌの形成のための点火角および／または燃料供給量の設 定は、１１０により、計算による実際トルクＭｉｉｓｔを考慮して、とくに目標 トルクと実際トルクとの間の偏差の関数として行われる。この方法に対してもま た、冒頭記載の従来技術が実施例を提供し、この場合、点火角および／または燃 料供給量の決定のために、図２に示されていないその他の変数が評価される。対 応の制御信号はライン３８ないし４０を介して出力される。 好ましい実施態様においては、更にいわゆる急跳防止機能が設けられ、この急 跳防止機能は、回転速度の変動量の関数として、変動を低減するように制御信号 を形成し、この制御信号は、少なくとも点火角を設定するための目標トルクＭｉ ｓｏｌｌに、例えば加算により重ねられる。この機能による実際トルクの対応す る変化は、ある実施態様においては、１０２において実際トルクＭｉｉｓｔを計 算するときに考慮される。同様に、アイドリング制御により、少なくとも目標ト ルクＭｉｓｏｌｌは、実際回転速度を目標回転速度に近づけるように補正される 前記アイドリング制御に対しても適用される。 以下に記載の運転状況以外においては、ドライバの希望トルクは、ドライバに より設定された動特性を用いて、点火角および／または燃料供給量ならびに空気 供給量を制御することにより設定される。この場合、少なくとも動的運転状態に おいて、ドライバの希望トルクおよび実際トルクが一致しないことがある。 車両の走行性を改善するために、少なくとも１つのフィルタ１１２、例えば低 域フィルタが設けられ、フィルタ１１２は、ドライバの希望トルクが急に変化し かつそれに対応して実際トルクが急に変化して、乗り心地に対して好ましくない 車両の運転特性、例えば検出可能な駆動列の振動が、その間に発生する特定の運 転状況においてのみ、作動される。フィルタによりこのような振動を低減ないし 抑制することができる。このような運転状況は、例えば負荷の切換(内燃機関の 惰行運転から牽引運転への移行)、加速ペダルのきわめて急速なリセットおよび ／または惰行運転における燃料供給の遮断ないし復帰である。このような運転状 況が検出された場合、フィルタが作動される。これらの運転状況以外においては 、フィルタは作動されない。念のために、これらの状況の各々に対する実施態様 に応じて、それぞれ固有のフィルタが設けられていること、またはこれらの状況 の各々に対して、固有のフィルタ定数が与えられていることを付記しておく。実 施態様に応じてそれぞれ、前記運転状況の１つにおいてのみ、またはこれらの任 意の組合せにおいてのみ、フィルタリングが行われる。 前記の運転状況のいずれかが検出された場合、フィルタは、記号で示した入力 Ｉを介して、作動される(初期化される)。このときに実際トルクとドライバの希 望トルクとが異なっている場合、急速係合１１０を介して、目標トルクを急速設 定することにより目標トルクはステップ状に変化され、これによりフィルタの意 図した作用とは逆の特性が発生する。 したがって、フィルタを作動させるとき、フィルタそれ自体は、計算された実 際トルクのその時点の値を用いて初期化される(記号で示した入力ＩＶ参照)。こ の場合、実際トルクに急跳防止機能および／またはアイドリング制御の補正が行 われる。特性の本質的な不利な影響が発生しない他の実施態様においては、この 補正は省略できる。フィルタリングが行われる運転状況の発生は、１１６、１１ ８および１２０において決定される。これらの運転状況の少なくとも１つが発生 したとき、ＯＲ結合１１４を介して、対応の作動信号がフィルタ１１２に伝送さ れる。１１６において、例えば、０トルク特性曲線を超えたとき(絞り弁位置が 回転速度の関数としての制限値を超えたとき)、すなわち惰行運転から牽引運転 への移行が検出されたとき、負荷切換が検出される。１１８において、操作度ｗ ｐｅｄないしドライバの希望トルクＭＦＡＲの負の変化を所定の制限値と比較す ることにより、加速ペダルの急速なリセットが検出され、これがドライバの希望 トルク（いわゆるダッシュポット）をフィルタリングに導く。１２０において、 加速ペダルを放したとき、既知のように、機関回転速度をしきい値と比較するこ とにより、燃料供給の遮断および復帰が検出される。 この方法の実際の実行は、上記の機能を表わすプログラムにより行われる。 図３はこの方法の作用を表わす時間線図を示す。この場合、実際トルクＭｉｉ ｓｔ（実線）およびドライバの希望トルクＭＦＡＲ（破線）が示されている。こ こでは負荷切換の運転状況が示されている。 まずドライバの希望が最小値にあり、ペダルは放されているとする。機関は車 両によりドラグ（逆駆動）されるので、実際トルクは負である。時点Ｔ１におい て、ドライバがペダルを操作し、ドライバの希望トルクが上昇したとする。時点 Ｔ０において(図は正確な寸法で示されていない)、負荷切換が検出される。これ により、フィルタは、実際トルクのその時点の値（この場合０）を用いて初期化 される。その後に、ドライバの希望トルクおよび実際トルクのフィルタリングさ れた過程が続く。時点Ｔ０において、上記の方法によりドライバの希望トルクの ステップ状経過が与えられるが、一方で、実際トルクの経過にはステップ状変化 がない。 上記の方法は、ドライバの希望の目標トルクのフィルタリングと結合してのみ 使用される。対応する方法は、加速ペダルの操作信号(絞り弁位置に対する目標 値)、出力目標値、目標負荷値、目標回転速度値等と結合して使用され、この場 合、初期化は、対応の実際値、すなわち絞り弁位置、実際出力等を用いて行われ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガマー，ロター ドイツ連邦共和国 76646 ブルフザル, シュヴァーベンシュトラーセ 62 (72)発明者 ケルナー，イェルク ドイツ連邦共和国 74395 ムンデルスハ イム，ローゼンベルクシュトラーセ ９ (72)発明者 モーザー，アロイス アメリカ合衆国ミシガン州48103，アン・ アーバー，レイク・ヴィレッジ・ドライブ 245，ナンバー 106 (72)発明者 ロイシェンバハ，ルッツ ドイツ連邦共和国 70469 シュトゥット ガルト，パッポルトシュトラーセ 67 (72)発明者 ヘス，ヴェルナー ドイツ連邦共和国 70499 シュトゥット ガルト，ツォルンドルファー・シュトラー セ 23

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．目標値が設定されかつ該目標値に対応する実際値が決定され、前記目標値 が少なくとも１つの運転状況においてフィルタリングされる車両駆動ユニットの 運転方法において、 前記フィルタリングを開始するときに、決定された実際値を用いて前記フィル タリングの初期化が行われること、 を特徴とする車両駆動ユニットの運転方法。 ２．前記少なくとも１つの運転状況が、負荷切換(内燃機関の惰行運転から牽 引運転への移行)、加速ペダルの急速なリセット、および／または惰行運転にお ける燃料供給の遮断ないし復帰であることを特徴とする請求項１の方法。 ３．前記目標値がドライバの希望の目標トルクであり、この目標トルクが少な くとも点火角および／または燃料供給量の制御により設定されることを特徴とす る請求項１または２の方法。 ４．前記実際値が実際トルクであることを特徴とする請求項１ないし３のいず れかの方法。 ５．前記フィルタリングが、少なくとも１つのフィルタ、特に低域フィルタに より行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの方法。 ６．前記フィルタリングの初期化において、前記目標値が前記実際値と正確に 一致しないとき、前記目標値にステップ状変化が発生することを特徴とする請求 項１ないし５のいずれかの方法。 ７．前記実際値において、急跳防止機能および／またはアイドリング制御のよ うな機能による補正が考慮されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか の方法。 ８．前記少なくとも１つの運転状況の他に、前記目標値のフィルタリングが行 われないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．駆動ユニットを制御するために目標値を設定しかつ該目標値に対応する実 際値を決定する制御ユニット（１０）と、少なくとも１つの運転状況において前 記目標値をフィルタリングする制御ユニット(１０)の一部としてのフィルタ（１ １２）とを備えた車両駆動ユニットの運転装置において、 制御ユニット（１０）が、前記少なくとも１つの運転状況が存在したときに、 決定された実際値を用いてフィルタ（１１２）を初期化する手段を有すること、 を特徴とする車両駆動ユニットの運転装置。