(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスターボチャージャ（７）と、空気を吸気管路（３）内に吹き込むための吹込み空気装置（１１）とを有する内燃機関（１）に連結された、変速機制御ユニット（２４）を備えた自動化された変速機（２１）の出力トルクを制御するための方法において、
（ｉ）  変速機制御ユニット（２４）によってトルク要求を受信し；
（ｉｉ）  該トルク要求と、内燃機関（１）および自動化された変速機（２１）の目下の運転パラメータとにつき変速機制御ユニット（２４）によって吹込み空気信号を発生させ；
（ｉｉｉ）  前記空気を内燃機関（１）の吸気管路（３）内に規定可能な期間の間吹き込むために、前記吹込み空気信号につき吹込み空気装置（１１）を作動させることによって前記出力トルクを制御し、
該出力トルクの制御においてトルクを増加させるためのトルク要求時に、より高い１つの変速比段への自動化された変速機（２１）のシフト過程を、吹込み空気装置（１１）の作動の終了後に行うか、行わないか、吹込み空気装置（１１）の作動と一緒に行うか、または吹込み空気装置（１１）の作動の間に行い、前記出力トルクの制御においてトルクを減少させるためのトルク要求時に、より低い少なくとも１つの変速比段への自動化された変速機（２１）のシフト過程を、吹込み空気装置（１１）の作動の終了後に行うことを特徴とする、内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための方法。
【請求項２】
変速機制御ユニット（２４）が、前記トルク要求と内燃機関（１）の前記目下の運転パラメータとを内燃機関（１）の機関制御装置（１７）または１つまたはそれ以上の別の制御装置との通信によって受信する、請求項１項記載の方法。
【請求項３】
前記別の制御装置が、トルク変化を発生させるための以下の装置：すなわち、自動的な速度調整装置；電子的な安定化装置；トラクションコントロール装置；および／または運転者支援システム：を有している、請求項２記載の方法。
【請求項４】
吹込み空気信号の発生が、排ガスターボチャージャ（７）の運転パラメータを考慮し、該排ガスターボチャージャ（７）の運転パラメータが、回転数、圧送出力および／またはコンプレッサ圧（Ｐ２）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記空気を吹き込むための前記規定可能な期間を前記吹込み空気信号のパラメータによって規定する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記吹込み空気信号を中吹かし過程時に前記規定可能な期間の間発生させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記吹込み空気信号を発進過程時に前記規定可能な期間の間発生させる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記吹込み空気信号が、その形および／または時間的な期間によって前記吹込み空気の期間、圧力および／または量を規定する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記空気を吹き込むための前記規定可能な期間を、前記吹込み空気信号のパラメータによって規定する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記吹込み空気信号の時間的な長さによって吹込み過程を規定するかまたは変化させる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記空気を吹き込むための前記規定可能な期間を、スタートパルスの形の吹込み空気信号によってオンにし、ストップパルスの形の吹込み空気信号によってオフにする、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記空気を吹き込むための前記規定可能な期間を、可変の周波数を備えたパルス列の形の吹込み空気信号によってオン／オフにする、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
排ガスターボチャージャ（７）を有する内燃機関（１）に連結された、変速機制御ユニット（２４）を備えた自動化された変速機（２１）の出力トルクを制御するための装置（２０）において、
内燃機関（１）を制御しかつ変速機制御ユニット（２４）に対するトルク要求を発生させかつ／または伝送するための機関制御装置（１７）が設けられており；
内燃機関（１）の吸気管路（３）内に吹込み空気を制御して供給するための、吹込み空気供給区分（１２）と吹込み空気制御ユニット（１５）とを備えた吹込み空気装置（１１）が設けられており、
変速機制御ユニット（２４）が、前記トルク要求と、内燃機関（１）および自動化された変速機（２１）の目下の運転パラメータとにつき吹込み空気信号を発生させるために形成されており、変速機制御ユニット（２４）が、前記出力トルクを制御するために、吹込み空気制御ユニット（１５）に接続されており、
変速機制御ユニット（２４）が、以下のために、すなわち：前記出力トルクの制御においてトルクを増加させるためのトルク要求時に、より高い１つの変速比段への自動化された変速機（２１）のシフト過程を、吹込み空気装置（１１）の作動の終了後に行うか、行わないか、吹込み空気装置（１１）の作動と一緒に行うか、または吹込み空気装置（１１）の作動の間に行い、前記出力トルクの制御においてトルクを減少させるためのトルク要求時に、より低い少なくとも１つの変速比段への自動化された変速機（２１）のシフト過程を、吹込み空気装置（１１）の作動の終了後に行うために形成されていることを特徴とする、内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための装置。
【請求項１４】
変速機制御ユニット（２４）が、排ガスターボチャージャ（７）のコンプレッサ（８）の圧送量とコンプレッサ圧（Ｐ２）とを検出するために形成されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
変速機制御ユニット（２４）が、前記圧送量とコンプレッサ圧（Ｐ２）とを検出するために相応のセンサ（２９，３０）に接続されており、かつ／または運転パラメータから算出するために形成されている、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
吹込み空気供給区分（１２）が、圧縮空気を制御して吹き込むための新空気供給装置の新ガス管路区分である、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
吹込み空気装置（１１）が、その制御のために別個の制御装置を有しているかまたは吹込み空気装置（１１）の制御が、機関制御装置（１７）または変速機制御ユニット（２４）または吹込み空気装置（１１）の制御に対して補足的に一緒に設計された、少なくとも１つの別の制御タスクを引き受ける車両のその他の制御装置によって行われるようになっている、請求項１３から１６までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスターボチャージャと、空気を吸気管路内に吹き込むための吹込み空気装置とを有する内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、排ガスターボチャージャを有する内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための装置に関する。
【０００３】
自動化された変速機は、今日、現代の車両、たとえば商用車において公知である。自動化された変速機は、変速機制御ユニットによって運転者に依存せずに電子的に制御されて、内燃機関のトルクを適合させる目的で変速機の出力トルクを制御するためのギヤ選択と、クラッチ操作とを実施する。変速機制御ユニットは電子的な方法で車両の別の制御装置と通信し、こうして、必要な入力信号、たとえば車両速度、機関回転数、運転者意思等を獲得し、別の物理的な量、たとえば車両質量および／または車道勾配を自体算出し、ギヤ選択に対する相応の動作を行う。運転者によるトルク要求時、たとえばアクセルペダル踏込み時には、自動化された変速機がより大きな変速比に切り換わる。なぜならば、内燃機関がより高い回転数範囲内でより大きなトルクを供給するからである。しかし、より高い回転数は、より高いトルクのほかに、より高い燃料消費を不利に招く。
【０００４】
内燃機関、たとえばディーゼルエンジンの型式のピストン機関は、この内燃機関に用いられる吸気管路内の吸気圧を高めるための排ガスターボチャージャを備えている。内燃機関は、特に低い機関回転数での加速時の運転状態を有している。この運転状態は「ターボラグ」と呼ばれる。この場合、内燃機関はアクセルペダル踏込み時に回転数増加を伴って規定の遅れ時間後に初めて反応する。この遅れ時間内では、排ガスターボチャージャを駆動するための排ガスエネルギひいては相応の吸気圧を備えた圧縮された吸入空気が提供されない。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３６１９１３号明細書には、排ガスターボチャージャを備えた内燃機関におけるターボラグに対するアキュムレータからの圧縮された空気による給気支援装置が記載されている。内燃機関には、この付加空気が、不十分なトルクを備えた回転数範囲内での運転の間、吸入空気の流れ方向で見て排ガスターボチャージャの後方に制御弁を介して供給される。この場合、この制御弁は調整器によって制御される。この調整器はパルスをガスペダルと回転数測定器とから獲得する。
【０００６】
欧州特許出願公開第１２５５０３１号明細書には、ターボチャージャを備えた内燃機関と変速機とを備えた車両に用いられる制御システムおよび方法が記載されている。機関は機関制御ユニットによって制御され、変速機は変速機制御ユニットによって制御される。これらの制御ユニットは互いに通信する。内燃機関は、排ガス戻し装置と、これに付属の弁とを備えている。排ガス戻し装置はクーラを有している。圧縮空気を吹き込むための吹込み空気装置は記載されていない。
【０００７】
「ターボラグ」を埋めるために、別の解決提案が成されている。この解決提案は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００８７８３号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６７８５号明細書、国際公開第２００６／０８９７７９号パンフレットに記載されている。ターボチャージャを備えた内燃機関は、圧縮空気のための吹込み空気装置を有している。この場合、内燃機関の吸入空気要求が高められた場合にこの吸気空気要求に応じるために、吹込み空気装置によって圧縮空気が、たとえば圧縮空気アキュムレータから制御されて内燃機関の吸気管路、具体的には、インテークマニフォールドに吹き込まれる。この記載の装置もしくは方法は、ターボ過給式のピストン内燃機関を備えた商用車の加速特性を改善する、すなわち、加速能を高める目的を有している。
【０００８】
本発明の課題は、内燃機関に連結された自動化された変速機の出力トルクを制御するための方法および装置を改良して、内燃機関および自動化された変速機の運転パラメータを考慮して、上記欠点が著しく減少させられ、更なる利点が提供されるようにすることである。
【０００９】
この課題を解決するために本発明に係る方法では、変速機制御ユニットによってトルク要求を受信し；該トルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにつき変速機制御ユニットによって吹込み空気信号を発生させ；前記空気を内燃機関の吸気管路内に規定可能な期間の間吹き込むために、前記吹込み空気信号につき吹込み空気装置を作動させることによって前記出力トルクを制御するようにした。
【００１０】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記出力トルクの制御においてトルクを増加させるためのトルク要求時に、より高い１つの変速比段への自動化された変速機のシフト過程を吹込み空気装置の作動の終了後に行うかまたは行わない。
【００１１】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記出力トルクの制御において前記トルクを増加させるためのトルク要求時に、より高い少なくとも１つの変速比段への自動化された変速機のシフト過程を吹込み空気装置の作動と一緒に行うかまたは吹込み空気装置の作動の間に行う。
【００１２】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記出力トルクの制御においてトルクを減少させるためのトルク要求時に、より低い少なくとも１つの変速比段への自動化された変速機のシフト過程を吹込み空気装置の作動の終了後に行う。
【００１３】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、変速機制御ユニットが、前記トルク要求と内燃機関の前記目下の運転パラメータとを内燃機関の機関制御装置または１つまたはそれ以上の別の制御装置との通信によって受信する。
【００１４】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記別の制御装置が、トルク変化を発生させるための以下の装置：すなわち、自動的な速度調整装置；電子的な安定化装置；トラクションコントロール装置；および／または運転者支援システム：を有している。
【００１５】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、吹込み空気信号の発生が、排ガスターボチャージャの運転パラメータを考慮し、該排ガスターボチャージャの運転パラメータが、回転数、圧送出力および／またはコンプレッサ圧を有している。
【００１６】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記空気を吹き込むための前記規定可能な期間を前記吹込み空気信号のパラメータによって規定する。
【００１７】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記吹込み空気信号を中吹かし過程時に前記規定可能な期間の間発生させる。
【００１８】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記吹込み空気信号を発進過程時に前記規定可能な期間の間発生させる。
【００１９】
さらに、前述した課題を解決するために本発明に係る装置では、内燃機関を制御しかつ変速機制御ユニットに対するトルク要求を発生させかつ／または伝送するための機関制御装置が設けられており；内燃機関の吸気管路内に吹込み空気を制御して供給するための、吹込み空気供給区分と吹込み空気制御ユニットとを備えた吹込み空気装置が設けられており、変速機制御ユニットが、前記トルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにつき吹込み空気信号を発生させるために形成されており、変速機制御ユニットが、前記出力トルクを制御するために、吹込み空気制御ユニットに接続されているようにした。
【００２０】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、変速機制御ユニットが、排ガスターボチャージャのコンプレッサの圧送量とコンプレッサ圧とを検出するために形成されている。
【００２１】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、変速機制御ユニットが、前記圧送量とコンプレッサ圧とを検出するために相応のセンサに接続されており、かつ／または運転パラメータから算出するために形成されている。
【００２２】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、吹込み空気供給区分が、圧縮空気を制御して吹き込むための新空気供給装置の新ガス管路区分である。
【００２３】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、吹込み空気装置が、その制御のために別個の制御装置を有しているかまたは吹込み空気装置の制御が、機関制御装置または変速機制御ユニットまたは吹込み空気装置の制御に対して補足的に一緒に設計された、少なくとも１つの別の制御タスクを引き受ける車両のその他の制御装置によって行われるようになっている。
【００２４】
変速機制御ユニットは、トルク要求時にかつ内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータにつき吹込み空気信号を発生させる。この吹込み空気信号によって、規定可能な期間の間、吹込み空気装置が作動させられる。これによって、自動化された変速機の出力トルクの有利な制御が達成され、たとえば出力トルクを増加させるためのシフト過程がその頻度において減少させられるかもしくは回避されるようになっている。これによって、燃料節約が達成される。なぜならば、内燃機関が消費に関して有利な回転数を維持しているものの、トルクは、吹き込まれた空気によって増加させられるからである。
【００２５】
したがって、速度段をシフトしかつクラッチを制御するための自動化された変速機の変速機制御ユニットのシフトストラテジを、ターボ過給式の内燃機関の迅速なトルク増加および拡張されたトルク帯域もしくはトルク範囲の前述した可能性に有利に適合させることができる。この場合、吹込み空気信号によって引き起こされる吹込み空気過程は変速機のシフトストラテジに意図的に統合される。すなわち、変速機制御ユニットが吹込み空気装置を作動させ、これによって、吹込み空気制御信号に相応して空気が吹き込まれるようになっている。この場合、吹込み空気制御信号がその形および／または時間的な期間によって、たとえば吹込み空気の期間、圧力および／または量を規定することも可能であり得る。
【００２６】
変速機制御ユニットは吹込み空気制御ユニットに接続されている。当然ながら、変速機制御ユニットは機関制御ユニットの構成部材であってよい。吹込み空気制御ユニットが変速機制御ユニットおよび／または機関制御ユニットの構成部材であることも可能である。
【００２７】
排ガスターボチャージャと、空気を吸気管路内に吹き込むための吹込み空気装置とを有する内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための本発明に係る方法は、以下の方法ステップ：すなわち、
変速機制御ユニットによってトルク要求を受信し；
このトルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにつき変速機制御ユニットによって吹込み空気信号を発生させ；
空気を内燃機関の吸気管路内に規定可能な期間の間吹き込むために、吹込み空気信号につき吹込み空気装置を作動させることによって出力トルクを制御する：
を有している。
【００２８】
排ガスターボチャージャを有する内燃機関に連結された、変速機制御ユニットを備えた自動化された変速機の出力トルクを制御するための本発明に係る装置は、
内燃機関を制御しかつ変速機制御ユニットに対するトルク要求を発生させかつ／または伝送するための機関制御装置を有しており；
内燃機関の吸気管路内に吹込み空気を制御して供給するための、吹込み空気供給区分と吹込み空気制御ユニットとを備えた吹込み空気装置を有しており、
変速機制御ユニットが、トルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにつき吹込み空気信号を発生させるために形成されており、変速機制御ユニットが、出力トルクを制御するために、吹込み空気制御ユニットに接続されている。
【００２９】
有利な態様は従属請求項に記載してある。
【００３０】
自動化された変速機のシフトストラテジへの空気、たとえばリザーバまたは圧縮空気容器からの圧縮空気の吹込み過程のこのような統合により、出力トルクを増加させるためのシフト過程が減少させられるかもしくは回避されることによって、有利な燃料節約が達成される。このシフト過程は、通常、（たとえば、いわゆる「キックダウン」を介したトルク要求時に）より大きな変速比を選択する。なぜならば、内燃機関がより高い回転数範囲内により大きなトルクを有しているからである。しかし、より高い回転数はより高い燃料消費も意味している。トルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにおいて、いま、本発明によれば、吹込み空気信号が発生させられる。この吹込み空気信号は内燃機関の吸気管路内への空気の吹込みを招く。これによって、内燃機関のトルクが、ほぼ不変の回転数ひいては消費に関して有利な維持された回転数のまま増加させられる。より高い変速比段へのシフト過程は不要となるかまたは遅らせて、たとえば吹込み過程の終了後に行うことができる。
【００３１】
内燃機関の目下の運転パラメータは、たとえば内燃機関の回転数、温度、負荷、トルクであってよい。自動化された変速機の目下の運転パラメータは、たとえば選択された速度段、シフトプロセス、クラッチプロセス、中吹かし過程、ダブルクラッチ過程およびこれに類するものである。
【００３２】
規定の事例では、別の変速比段へのシフトが吹込み過程時に遅らされて行われるかまたは吹込み過程と一緒に行われることも有利であり得る。
【００３３】
より高い変速比段へのシフト過程のこのような回避のほかに、変速機がより低い速度段へのシフト過程を行うシフトポイントが、内燃機関のより低い回転数の方向にずらされてよい。なぜならば、出力トルクの制御においてトルクを減少させるためのトルク要求に基づく吹込み過程によって、より低い変速比段への自動化された変速機のシフト過程が吹込み空気装置の作動の終了後に行われ、この場合、より大きな機関モーメント、すなわち、内燃機関のより大きなトルクが存在しているからである。
【００３４】
さらに、変速機が加速過程時により早期に、すなわち、吹込み過程と一緒にまたは吹込み過程時により高い速度段にシフトし、これによって、より高い燃料消費に相当する高い機関回転数の位相を回避することも可能であり得る。なぜならば、シフト過程後、十分な機関トルクの万が一の不足を空気の意図的な吹込みによって補償することができるからである。
【００３５】
シフトアップもしくはシフトダウンの際に１つまたはそれ以上の速度段を飛び越えることができることも可能である。
【００３６】
吹込み空気信号は、トルク要求と、内燃機関および自動化された変速機の目下の運転パラメータとにつき発生させることができる。このことは、たとえば変速機制御ユニットによって実施される。この変速機制御ユニットには、シフトストラテジが、たとえばマイクロコントローラシステムのソフトウェアとして存在していてよい。これによって、吹込み空気信号が、有利にはフレキシブルに運転条件に適合可能となる。
【００３７】
変速機制御ユニットは、有利には機関制御装置に接続されているかまたはトルク要求および内燃機関の目下の運転パラメータの受信の目的で通信するための内燃機関の別の制御装置に接続されている。この場合、この別の制御装置は、トルク変化を発生させるための以下の装置：すなわち、自動的な速度調整装置；電子的な安定化装置；トラクションコントロール装置；運転者支援システムおよびこれに類するもの：を有している。
【００３８】
別の態様では、吹込み空気信号の発生時に排ガスターボチャージャの運転パラメータ、たとえば回転数、圧送出力および／またはコンプレッサ圧が考慮される。この場合、ターボチャージャの回転数が回転数センサによって測定されることが可能となる。この回転数センサは、たとえば変速機制御ユニットに接続されている。ターボチャージャの圧送量は、たとえば機関制御装置の種々の入力信号から変速機制御ユニットによって算出されてもよい。また、コンプレッサ圧は、変速機制御ユニットとも通信されるセンサによって検出されてもよい。
【００３９】
このことは、たとえば内燃機関の平均的な回転数での定常走行時に運転者による緊急のトルク要求が行われる場合に有利である。この場合、排ガスターボチャージャの圧送量が判っていると、排ガスターボチャージャのコンプレッサ圧が十分であるかどうかを変速機制御ユニットが認識することができ、場合により、コンプレッサ圧が十分でない場合には、変速機制御ユニットがコンプレッサ圧の増加を相応の空気吹込みによって加速させることができる。これによって、変速機が、いわゆる「シフトダウン」によってのみトルク増加に対する運転者意思に応じることが回避され、高められた燃料消費を招くことが回避される。
【００４０】
空気を吹き込むための規定可能な期間は、吹込み空気信号のパラメータによって規定することができる。したがって、たとえば吹込み過程を吹込み空気信号の時間的な長さによって規定し、また、変化させることが可能となる。また、規定可能な期間をスタートパルスの形の吹込み空気信号によってオンにしかつストップパルスの形の吹込み空気信号によってオフにすることも可能である。たとえば可変の周波数を備えたパルス列も可能となる。この場合、吹込み空気信号のイミュニティが高いことが重要となる。
【００４１】
大型の商用車に設けられた非同期式の手動変速機は二回のクラッチ操作（いわゆる「ダブルクラッチ」）によってシフトアップされ、いわゆる「中吹かし」によってシフトダウンされることが公知である。非同期式の自動化された有段変速機を備えた商用車におけるシフト法は、運転者がマニュアルシフトの際に実施する方法順序に類似の方法順序を有している。自動化された有段変速機の顕著な利点は、運転者が手動で実施することができる時間よりも短い時間でシフトが実施されることにある。その結果、牽引力を損失する時間が手動変速機に比べて僅かとなる。たとえば建設業における商用車がある。この商用車の場合、車両が可能な限り少ない時間しか牽引力を損失せずに作業することが著しく重要である。自動化されたシフト法は複数の方法ステップを有している。これらの方法ステップのうちの１つが「中吹かし」である。この「中吹かし」では、ピストン内燃機関が短時間加速させられ、これによって、変速機段の同期のために必要となる回転数が達成される。この場合には、変速機の入力軸が短時間のクラッチ閉鎖によって同期回転数に加速させられるようになっている。シフトアップ時には、中吹かしなしのダブルクラッチしか行われない。中吹かし過程の時間的な最大の手間は内燃機関の加速にある。なぜならば、この運転状態では、ターボ過給式の構成の場合、極めて低い給気圧でしか作業することができないからである。この結果、自然吸気機関に類似のトルクが生じる。この加速は、中吹かし段階で吹込み空気信号が規定可能な期間の間発生させられ、吹込み空気が吹き込まれることによって著しく改善することができる。これによって、機関の回転数が高い給気圧を伴って増加させられる。したがって、中吹かし段階を約５０〜７０％だけ減少させることができる。
【００４２】
ターボ過給式の内燃機関を備えた車両を静止状態から加速させる場合には、応答特性が著しく重要となる。（たとえば車道勾配における）好ましくない応答特性の事例では、運転者が、高い回転数および相応に高いクラッチスリップによって、十分に高い牽引力を実現することを試みる。このことは、クラッチフェーシングの高い摩耗、たとえばクラッチフェーシングの焼けに相俟った構成部材の高い負荷を招く。いま、別の態様では、吹込み空気信号が発進過程時に規定可能な期間の間発生させられることが提案されている。これによって、意図的な圧縮空気吹込みが行われる。これによって、ターボ過給式の内燃機関を静止状態から加速させる場合に必要となる機関回転数が、ターボ過給されない内燃機関よりも著しく低いレベルに維持される。ただし、このためには、クラッチ操作が適合されなければならない。その結果、より短いクラッチ接続段階および改善された勾配発進能が得られる。同時に構成部材負荷が著しく減少させられ、クラッチの寿命が高められる。
【００４３】
有利な態様では、吹込み空気供給区分が、圧縮空気を制御して吹き込むための新空気供給装置の新ガス管路区分であることが提案されている。
【００４４】
内燃機関は、上述した方法の使用によって、拡張された機関回転数範囲を効果的にカバーすることができる。これによって、使用される変速機の速度段数を減少させることができることが可能となる。このことは、変速機におけるコスト・構成スペース節約に繋がる。同時に、このことは、重量削減と、これに付随した燃料消費の削減とを招く。
【００４５】
吹込み空気装置がその制御のために別個の制御装置を有しているかまたは吹込み空気装置の制御が、機関制御装置または変速機制御ユニットまたは吹込み空気装置の制御に対して補足的に一緒に設計された、少なくとも１つの別の制御タスクを引き受ける車両のその他の制御装置によって行われることが可能である。特許請求の範囲により提案された機能的な結合が重要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】出力トルクを制御するための本発明に係る装置の第１の実施の形態を備えた内燃機関の概略図である。
【図２】出力トルクを制御するための本発明に係る装置の第２の実施の形態を備えた内燃機関の概略図である。
【図３】車道勾配の経過における車両の車両パラメータの特性のグラフである。
【００４７】
いま、本発明を例示的な実施の形態につき添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００４８】
同一の機能または類似の機能を備えた同一の構成部材には、図面において、同一の符号が付してある。
【００４９】
図１には、自動化された変速機２１の変速機出力部材２３の出力トルクを制御するための本発明に係る装置２０の第１の実施の形態における内燃機関１の概略図が示してある。変速機出力部材２３は、パワートレーン（図示せず）を介して車両（図示せず）のホイールに結合されている。自動化された変速機２１は、ここでは、クラッチ２２を介して内燃機関１に連結されている。この内燃機関１は、ここでは、６つのシリンダ２、吸気管路３および排気管路４を備えてディーゼルエンジンとして概略的に図示してある。自動化された変速機２１は変速機制御ユニット２４を有している。この変速機制御ユニット２４については後でさらに詳しく説明する。
【００５０】
吸気管路３は吹込み空気供給区分１２を介して排ガスターボチャージャ７のコンプレッサ８に接続されている。このコンプレッサ８は、流入圧Ｐ１を備えた新空気に対する空気入口５に接続されている。排ガスターボチャージャ７のコンプレッサ８は軸１０を介して排ガスタービン９に連結されている。この排ガスタービン９は排気管路４内で内燃機関１の排ガスに対する排ガス出口の前方に配置されていて、排ガスによって駆動される。コンプレッサ８は内燃機関１の運転時にその排ガス量および排ガス圧に関連してコンプレッサ圧Ｐ２を形成する。
【００５１】
この形態では、さらに、吹込み空気供給区分１２が、たとえば圧縮空気容器であってよい吹込み空気容器１４から圧縮空気を供給するための吹込み空気管路１３に接続されている。圧縮空気は、吹込み空気供給区分１２に吹込み空気制御線路１６を介して接続された吹込み空気制御ユニット１５によって制御されて、弁（図示せず）を介して供給される。吹込み空気供給区分１２は、この形態では、新ガス管路区分もしくは新空気管路区分である。吹込み空気供給区分１２は、これに付属の圧縮空気発生装置に関連したドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００８７８３号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００８７８５号明細書に記載されている。したがって、ここでは、詳しい説明を省略する。吹込み空気管路１３および吹込み空気容器１４を備えた吹込み空気供給区分１２と、吹込み空気制御管路１６を備えた吹込み空気制御ユニット１５とは、吹込み空気装置１１を形成している。
【００５２】
シリンダ２の噴射装置には、機関制御装置１７が接続されている。このために、ただ１つの制御線路１９がシンボリックに図示してある。吹込み空気供給区分１２の吹込み空気制御ユニット１５には、制御接続線路２７が接続されている。機関制御装置１７は内燃機関１を公知の形式で制御するので、機関制御装置１７については引き続き説明しないことにする。機関制御装置１７は、運転者意思を受信するために、アクセルペダル１８に接続されている。さらに、機関制御装置１７は別の制御装置（図示せず）、たとえば走行速度調整装置およびこれに類するものに接続されていてよい。
【００５３】
自動化された変速機２１とクラッチ２２とは、変速機制御ユニット２４によって制御される。クラッチ２２は変速機２１の構成部材であってもよいので、クラッチ２２については引き続き説明しないことにする。変速機制御ユニット２４は、トルク要求、たとえば加速等を受信するために、機関制御ユニット１７に機関制御接続線路２５を介して接続されている。
【００５４】
さらに、変速機制御ユニット２４は吹込み空気制御接続線路２６を介して吹込み空気制御ユニット１５に接続されている。この形態では、変速機制御ユニット２４が、排ガスターボチャージャ７の回転数を検出するための回転数センサ２９と、コンプレッサ圧Ｐ２を検出するための圧力センサ３０とに接続されている。
【００５５】
たとえばアクセルペダル１８を介した運転者意思によるトルク要求時には、このトルク要求が機関制御装置１７と機関制御接続線路２５とを介して変速機制御ユニット２４に伝送される。このことは、引き続き以下でさらに詳しく説明するように、自動化された変速機２１の中吹かし過程および／またはダブルクラッチ過程に結び付けられているので、変速機２１のこの運転状態は変速機制御ユニット２４自体に含まれる。ここでは、機関制御装置１７の機能については説明しないことにする。これに続いて、変速機制御ユニット２４がトルク要求につき吹込み空気信号を発生させる。この吹込み空気信号を変速機制御ユニット２４が吹込み空気制御接続線路２６を介して吹込み空気制御ユニット１５に伝送する。これに続いて、この吹込み空気制御ユニット１５が、上述した接続線路１６を介して、圧縮空気を吹込み空気容器１４から内燃機関１の吸気管路３内に吹き込むための吹込み空気供給区分１２を作動させる。これによって、内燃機関１のトルクが、不変の回転数のまま増加させられる。これによって、変速機出力部材２３における出力トルクを制御するための別の速度段への変速機のシフト過程が不要となる。このシフト過程は、吹込み空気過程の作動後に行われてもよいし、吹込み空気過程の作動の間に行われてもよい。シフト過程は、変速機制御ユニット２４が機関制御装置１７から獲得する内燃機関１の運転パラメータにつき運転状態に適合されてその都度個別に変速機制御ユニット２４によって決定される。これによって、所定のトルク要求時の各ギヤ選択前に吹込み空気過程がギヤ選択に対する決定に含まれることが可能となる。これによって、燃料節約と、変速機構成要素のより僅かな摩耗とが達成される。
【００５６】
変速機制御ユニット２４と回転数センサ２９および圧力センサ３０との接続は、この形態では、排ガスターボチャージャ７の圧送出力も変速機制御ユニット２４のシフトストラテジに一緒に統合するために役立つ。たとえば内燃機関１の平均的な回転数での定常走行時に緊急のトルク要求が行われる場合、排ガスターボチャージャ７の圧送量が判っていると、変速機制御ユニット２４が圧力センサ３０を介して、コンプレッサ圧Ｐ２が十分であるか否かを認識することが可能となる。コンプレッサ圧Ｐ２が十分でない場合には、変速機制御ユニット２４がコンプレッサ圧Ｐ２の増加を吹込み空気制御信号を介した吹込み空気過程によって加速させることができる。この場合、同時により高い燃料消費を伴うシフトダウンが回避されるかもしくは遅らされる。
【００５７】
内燃機関１の第２の実施の形態が図２に示してある。この形態には、図１ですでに記載した説明が同じく当てはまる。この形態では、吹込み空気アキュムレータ１４内への吹込み空気蓄えのための圧縮空気発生装置が図示してある。内燃機関１のクランクシャフトによってベルト伝動装置３３を介して圧縮機３４が常に駆動される。この圧縮機３４は空気を圧縮し、この空気を圧力調整器３５と空気乾燥器３６とを介して吹込み空気アキュムレータ１４に供給する。これによって、本発明に係る方法において常時十分な吹込み空気が存在していることが確保される。過剰の圧縮された空気は、たとえば別の容器内に別の目的のために蓄えることができる。
【００５８】
吸気管路３内の流れ方向で見て、ここでは、コンプレッサ８の前方にエアフィルタ３１が配置されていて、コンプレッサ８の後方に熱交換器３２が配置されている。別の熱交換器が吹込み空気に対して設けられていてもよい。
【００５９】
さらに、図２には、制御接続線路の変化形態が示してある。機関制御装置１７が、吹込み空気供給区分１２を制御するために、この吹込み空気供給区分１２に直接接続されている（実線参照）。制御線路１９，２５を介して、機関制御装置１７は変速機制御ユニット２４とも通信する。また、この変速機制御ユニット２４自体は吹込み空気制御接続線路２６’を介して吹込み空気供給区分１２に直接接続されている。これによって、規定された運転状態（たとえばターボラグ）に対して、機関制御装置１７が変速機制御ユニット２４に依存せずに吹込み空気供給区分１２を制御することもできるし、変速機制御ユニット２４が機関制御装置１７に依存せずに吹込み空気供給区分１２を制御することもできる。
【００６０】
別の形態が破線の制御接続線路１６，２６，２７によって図示してある。この事例では、別個の吹込み空気制御ユニット１５が設けられている。この吹込み空気制御ユニット１５は制御接続線路２７を介して機関制御装置１７と通信しかつ吹込み空気制御接続線路２６を介して変速機制御ユニット２４と通信する。これらの通信に関連して、吹込み空気供給区分１２は単に吹込み空気制御ユニット１５によって制御される。当然ながら、別の配置形態も可能である。
【００６１】
図３ａ〜図３ｇには、車道勾配の経過における車両４０の車両パラメータの特性のグラフが示してある。
【００６２】
図面は全て重なり合って配置されていて、時間軸ｔを介して結び付けられている。図３ａには、勾配角γを備えた車道勾配における車両４０が示してある。
【００６３】
その下方において、図３ｂには、割り当てられた車両速度ｖが示してある。
【００６４】
図３ｃには、対応する機関回転数ｎが示してある。この機関回転数ｎは、図３ｄに示した機関トルクＭに結び付けられている。
【００６５】
図３ｅには、吹込み過程３７が示してあり、図３ｆには、変速機シフト過程３８が示してある。
【００６６】
最後、図３ｇには、対応するクラッチ過程３９が示してある。
【００６７】
図３ｂ〜図３ｇでは、実線の曲線が、吹込み空気装置１１を備えた本発明に係る装置に相当している。これに対して、破線の曲線は、本発明に係る装置を有していない。
【００６８】
時点ｔ０では、車両４０の走行が平地で行われる。時点ｔ１において、車道勾配が始まる。時点ｔ２では、シフトダウンが開始される。この場合、いわゆる「中吹かし過程」のためには、まず、クラッチを操作し、ニュートラルギヤを入れ、クラッチを繋ぎ、その後、（勾配に相応して）アクセルペダルを踏み、シフトダウンを行い、再びクラッチを繋げる。吹込み空気装置１１の事例では、この吹込み空気装置１１が、内燃機関１と自動化された変速機２１との運転パラメータにつき発生させられる吹込み空気信号によって作動させられる。
【００６９】
時点ｔ３では、吹込み空気装置１１を備えた車両４０の場合、変速機２１が同期化されている。極めて少ない時間しか経っていないので、車両速度ｖはシフトダウンの間にほんの僅かしか低下させられていない。したがって、単に一速だけシフトダウンすれば十分である。機関トルクＭの増加をさらに加速させるためには、吹込み空気の更なる吹込みが行われてよい。
【００７０】
時点ｔ４では、いま初めて、変速機２１が吹込み空気装置１１なしで同期化されている。多くの時間が経っているので、２つの速度段がシフトダウンされなければならない。
【００７１】
時点ｔ５では、吹込み空気装置１１を備えた車両４０がその最終速度ｖにすでに達している。車両４０は単に一速だけシフトダウンしさえすればよかったので、車両４０は、この時点以降、消費率に関して有利な機関回転数ｎで走行する。
【００７２】
時点ｔ６では、いま初めて、吹込み空気装置１１なしの車両４０がその最終速度ｖに達している。車両４０は二速シフトダウンしなければならなかった。したがって、いま、車両４０は、消費率に関して不利な高い回転数ｎで走行する。
【００７３】
シフトアップ時の、いわゆる「ダブルクラッチ過程」では、まず、クラッチを操作し、ニュートラルギヤを入れ、クラッチを繋ぎ、その直後に再びクラッチを操作し、これによって、次の走行段へのシフトアップを行い、その後、再度クラッチを繋ぐ。
【００７４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されていない。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内で変更可能である。
【００７５】
したがって、たとえば変速機制御ユニット２４が、排ガスターボチャージャ７の運転パラメータを、たとえば機関制御装置１７からの別の入力信号から相応のアルゴリズムによって算出するために設計されていてよい。
【００７６】
吹込み空気供給区分１２は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００８７８３号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００８７８５号明細書に記載された圧縮空気装置の新ガス管路区分であってよく、圧縮空気装置に接続されていてよい。
【００７７】
変速機制御ユニット２４は、機関制御装置１７、その他の制御装置またはこれに類する装置の、前述した制御タスクに対して設計された構成部材として形成されていてもよい。しかし、変速機制御ユニット２４は固有の制御装置として形成されてもよい。
【００７８】
吹込み空気装置１１に用いられる吹込み空気は、別の源、たとえば直接コンプレッサ８から発生させられてもよい。
【００７９】
吹込み空気信号はその期間において変化させられてよい。吹込み空気が規定の期間内で繰り返されるかまたは同じ長さおよび／または同じ形または異なる長さおよび／または異なる形を備えた複数の個別信号から成っていることも可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  内燃機関
２  シリンダ
３  吸気管路
４  排気管路
５  空気入口
６  排ガス出口
７  排ガスターボチャージャ
８  コンプレッサ
９  排ガスタービン
１０  軸
１１  吹込み空気装置
１２  吹込み空気供給区分
１３  吹込み空気管路
１４  吹込み空気アキュムレータ
１５  吹込み空気制御ユニット
１６  吹込み空気制御線路
１７  機関制御装置
１８  アクセルペダル
１９  制御線路
２０  装置
２１  変速機
２２  クラッチ
２３  変速機出力部材
２４  変速機制御ユニット
２５  機関制御接続線路
２６，２６’  吹込み空気制御線路
２７  制御接続線路
２８  センサ制御接続線路
２９  回転数センサ
３０  圧力センサ
３１  エアフィルタ
３２  熱交換器
３３  ベルト伝動装置
３４  圧縮機
３５  圧力調整器
３６  空気乾燥器
３７  吹込み過程
３８  変速機シフト過程
３９  クラッチ過程
４０  車両
ｎ  機関回転数
Ｍ  機関トルク
Ｐ１  流入圧
Ｐ２  コンプレッサ圧
ｔ，ｔ０〜ｔ６  時間
ｖ  車両速度
γ  勾配角
【図１】
0005479372.tif 000002
【図２】
0005479372.tif 000003
【図３】
0005479372.tif 000004