(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のパワートレーンからの内燃機関の自動的な切り離しを制御する方法であって、
内燃機関と変速機の間に、コンピュータによって操作可能なクラッチが設けられ、このクラッチが自動車の惰力運転相を開始するために切ることが可能であり、
閉鎖方向におけるアクセルペダル角度の時間的な変化の所定の値を上回ることが、クラッチを切るための制御量と見なされる
方法において、
自動車の運転中、コンピュータがアクセルペダル状態とその時間的な変化と変速機入力軸回転数（ＮＧＥ）を周期的に検出し、
アクセルペダル角度の検出値によって、エンジンのふさわしい惰性回転数（ＮＦＲ）が算出されるかまたはコンピュータメモリの表から読み出され、
惰性回転数（ＮＦＲ）が変速機入力軸回転数（ＮＧＥ）を下回るときに、クラッチが切られ、それによってエンジンが残りのパワートレーンから切り離され、
そして、閉鎖方向における検出されたアクセルペダル角度の時間的な変化が、所定の値を上回るときに、アクセルペダル角度の時間的な変化の検出値に対応する補正量がコンピュータによって算出されるかあるいは他のコンピュータメモリから読み出され、この補正量が、検出された変速機入力軸回転数（ＮＧＥ）に加算されて、補正された変速機入力軸回転数（Ｎ′ＧＥ）が求められ、
続いて、惰性回転数（ＮＦＲ）が補正された変速機入力軸回転数（Ｎ′ＧＥ）と比較され、惰性回転数（ＮＦＲ）が補正された変速機入力軸回転数（Ｎ′ＧＥ）を下回るときに、クラッチが切られることを特徴とする方法。
【請求項２】
アクセルペダル角度の代わりに、スロットル弁角度およびその時間的な変化が検出されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
自動車のパワートレーンへの内燃機関の自動的な接続を制御する方法であって、
内燃機関と変速機の間に、コンピュータによって操作可能なクラッチが設けられ、このクラッチが自動車の惰力運転相を終了するためにつなぐことが可能である
方法において、
自動車の運転中、コンピュータがエンジン回転数（ＮＭ  ）とその時間的な変化周期的に検出し、
エンジン回転数（ＮＭ  ）が変速機入力軸回転数（ＮＧＥ）を上回るときに、クラッチがつなげられ、
そして、検出されたエンジン回転数の時間的な変化が所定の値を上回るときに、エンジン回転数の時間的な変化に依存する補正量がコンピュータによって算出されるかあるいはコンピュータメモリから読み出され、この補正量が続いて、検出された変速機入力軸回転数（ＮＧＥ）から引き算されて、補正された変速機入力軸回転数（Ｎ″ＧＥ）が求められ、
続いて、エンジン回転数（ＮＭ  ）と補正された変速機入力軸回転数（Ｎ″ＧＥ）が互いに比較され、
エンジン回転数（ＮＭ  ）が補正された変速機入力軸回転数（Ｎ″ＧＥ）を上回るときに、クラッチがつなげられることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関と変速機の間に、コンピュータによって操作可能なクラッチが設けられ、このクラッチが自動車の惰力運転相を開始するために切ることが可能であり、閉鎖方向におけるアクセルペダル角度の時間的な変化の所定の値を上回ることが、クラッチを切るための制御量と見なされる、自動車のパワートレーンからの内燃機関の自動的な切り離しを制御する方法と、内燃機関と変速機の間に、コンピュータによって操作可能なクラッチが設けられ、このクラッチが自動車の惰力運転相を終了するためにつなぐことが可能である、自動車のパワートレーンへの内燃機関の自動的な接続を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人のドイツ連邦共和国特許出願公開第２７４８６９７号明細書により、自動車を運転するためのパワートレーンと方法が知れられている。この場合、駆動エンジンは惰力運転相でパワートレーンから切り離され、停止する。このような惰力運転相は、エンジンが車両質量によって駆動される車輪によって駆動されるときに生じる。この場合、車輪はアクセルペダルの状態に対応する回転数よりも高い回転数を有する。このような惰力運転相においてエンジンがパワートレーンから切り離されて停止すると、走行特性を悪化させることなく、自動車の全体の燃料消費が非常に少なくなる。
【０００３】
更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０２６４８９号明細書によって、自動車のための上記種類のパワートレーンが知られている。このパワートレーンの場合には、閉鎖方向におけるアクセルペダル角度またはスロットル弁角度の時間的な変化が所定の値を上回るときに、エンジンがパワートレーンから切り離される。閉鎖方向におけるスロットル弁またはアクセルペダルの時間的な調節角度変化のために所定の限界値を利用することにより、期待されるような惰力運転状態が容易に生じる。それによって、エンジンを切り離すために、クラッチを非常に早く切ることができる。前記明細書では更に、アクセルペダル角度またはスロットル弁角度をコンピュータメモリ内で表で整理し、各々の調節角度にエンジンの惰性回転数を対応させることが提案されている。この惰性回転数は、負荷されない状態（すなわちクラッチを切った状態）でスロットル弁またはアクセルペダルが所定の調節角度であるときのエンジンの回転数である。
【０００４】
スロットル弁とアクセルペダルの角度の時間的な変化を検出することによる操作量は惰力運転相の開始時のエンジンの切り離しに有利に利用可能であるが、この操作量は惰力運転相の終わりにエンジンを接続するためには利用できない。なぜなら、スロットル弁とアクセルペダルの状態が接続過程にとって重要な実際のエンジン回転数に関する情報を与えないからである。更に、公知の切り離し方法では、切り離しを充分にやさしくかつ快適に行うことはできない。なぜなら、いままではスロットル弁角度またはアクセルペダル角度の時間的な変化から、差し迫っている惰力運転相に関する迅速な情報だけしか推察できなかったからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた種類の自動車の惰力運転相を開始および終了するためのクラッチの自動操作方法を提供することでる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、自動車の運転中、コンピュータがアクセルペダル状態とその時間的な変化と変速機入力軸回転数を周期的に検出し、アクセルペダル角度の検出値によって、エンジンのふさわしい惰性回転数が算出されるかまたはコンピュータメモリの表から読み出され、惰性回転数が変速機入力軸回転数を下回るときに、クラッチが切られ、それによってエンジンが残りのパワートレーンから切り離され、そして、閉鎖方向における検出されたアクセルペダル角度の時間的な変化が、所定の値を上回るときに、アクセルペダル角度の時間的な変化の検出値に対応する補正量がコンピュータによって算出されるかあるいは他のコンピュータメモリから読み出され、この補正量が、検出された変速機入力軸回転数に加算されて、補正された変速機入力軸回転数が求められ、続いて、惰性回転数が補正された変速機入力軸回転数と比較され、惰性回転数が補正された変速機入力軸回転数を下回るときに、クラッチが切られることによって、あるいは自動車の運転中、コンピュータがエンジン回転数とその時間的な変化周期的に検出し、エンジン回転数が変速機入力軸回転数を上回るときに、クラッチがつなげられ、そして、検出されたエンジン回転数の時間的な変化が所定の値を上回るときに、エンジン回転数の時間的な変化に依存する補正量がコンピュータによって算出されるかあるいはコンピュータメモリから読み出され、この補正量が続いて、検出された変速機入力軸回転数から引き算されて、補正された変速機入力軸回転数が求められ、続いて、エンジン回転数と補正された変速機入力軸回転数が互いに比較され、エンジン回転数が補正された変速機入力軸回転数を上回るときに、クラッチがつなげられることによって解決される。方法の有利な実施形は従属請求項に記載してある。
【０００７】
本発明は、エンジンの切り離し過程の場合には、スロットル弁またはアクセルペダルの位置とその時間的な変化から導き出されるエンジン惰性回転数が、そしてエンジンの接続過程の場合には、エンジン回転数とその時間的な変化が、駆動エンジンと変速機の間のクラッチを操作するための制御量として用いられるという認識に基づいている。惰性回転数を利用すると、閉鎖方向へのスロットル弁またはアクセルペダル位置が迅速に変化するときに、この変化速度に合わせて切り離しを早く開始することが可能である。そのために、制御コンピュータによって測定された変速機入力軸回転数に、調節角度変化速度に依存するオフセット値が加算されるので、補正された変速機入力軸回転数が生じる。自動車の運転中制御コンピュータによって常に行われる、変速機入力軸回転数と惰性回転数との比較により、惰性回転数が補正された変速機入力軸回転数を下回ることが早く確認され、それによってクラッチを従来よりも早くかつ快適に切ることができる。
【０００８】
これと同様に、エンジンの接続時には  ─  この場合、例えばアクセルペダルを迅速に踏むことによってエンジン回転数が迅速に変化すると、まだ負荷されていないエンジンの回転数が上昇する  −  エンジン回転数の測定された変化速度に依存するオフセット値が、実際の変速入力軸回転数から引き算される。
【０００９】
この場合にも、制御コンピュータは、エンジン回転数と補正された変速機入力軸回転数を周期的に比較し、エンジン回転数が補正された変速機入力軸回転数を上回ることを認識する。従って、エンジン回転数の変化速度に依存して、エンジンの接続過程を快適にかつ迅速に開始することができる。自動車のパワートレーンへのエンジンのこの迅速な接続は、危険な状態、例えば惰力運転相において車速を迅速に高める必要があるような危険な状態が発生するときに、重要である。
【００１０】
【実施例】
実施例に基づいて本発明を明らかにする。そのために、明細書に図面が添付してある。
【００１１】
図１には、自動車のパワートレーンが示してある。この場合、１は駆動エンジン、２は変速機である。エンジン１と変速機２はクラッチ３を介して互いに連結されている。このクラッチはエンジンのクランク軸７と変速機の入力軸８に固定されている。パワートレーンは被駆動側に変速機出力軸９を備えている。この変速機出力軸によって差動装置４が駆動される。この差動装置４から２本の駆動軸１０，１１が延びている。この駆動軸の端部には駆動車輪５，６が固定されている。
【００１２】
このパワートレーンには制御コンピュータ１２が付設されている。この制御コンピュータは少なくとも一つのメモリ１３を備えている。制御コンピュータは詳しく示していないデータ入力部を介してエンジン回転数と変速機入力軸８の回転数のためのセンサ１４，１５に接続されている。スロットル弁またはアクセルペダル１６の調節角度はセンサ１８によって検知され、コンピュータ１２で信号化される。更に、アクセルペダル１６から足を離してアクセルペダルを戻したときに、惰性運転が開始されたかどうかあるいは普通の変速が行われるかどうかを、コンピュータ１２が認識できるようにするために、センサ１７を介して変速情報をコンピュータに供給可能である。
【００１３】
自動車の運転中、コンピュータ１２はアクセルペダル位置の情報からエンジンの惰性回転数（自由回転数）ＮＦＲを周期的に検出する。この惰性回転数はコンピュータ１２、特にコンピュータメモリ１３から読み取られる。このコンピュータメモリには、アクセルペダル角度またはスロットル弁角度とエンジンの惰性回転数の連係が表形式で整理されている。本発明の他の実施例では、アクセルペダル角度との数学的な連係によって、惰性回転数をコンピュータ１２で計算することができる。
【００１４】
図２から判るように、時点ｔ０  で、実際の惰性回転数ＮＦＲに関する情報と、実際の変速機入力軸回転数ＮＧＥがコンピュータに供される。両回転数値は自動車の運転中、コンピュータによって常に相互比較される。惰性回転数ＮＦＲが変速機入力軸回転数ＮＧＥを下回ると、自動車の運転者が閉鎖方向へのアクセルペダルの戻りによって惰力運転相を開始しようとすることが確実である。この時点ｔ２  に達するや否や、制御コンピュータ１２はクラッチ３を切換え、エンジン１をパワートレーンから切り離す。
【００１５】
スロットル弁角度またはアクセルペダル角度のほかに、制御コンピュータは前記の操作量の時間的な変化を周期的に検出する。制御コンピュータがほぼ時点ｔ１  で、前もって定めた値を上回る、閉鎖方向へのアクセルペダルの振れ角度の迅速な時間的変化を確認すると、他のコンピュータメモリに記憶され変化速度に適合する回転数値を、コンピュータが捜す。この回転数値は時点ｔ１  で測定した変速機入力軸回転数ＮＧＥに加算される。
【００１６】
そして、このようにして補正された変速機入力軸回転数値Ｎ′ＧＥは、アクセルペダル位置から検出される実際の惰性回転数Ｎ′ＦＲ（ｔ１  ）と比較される。惰性回転数値Ｎ′ＦＲが算出された変速機入力軸値Ｎ′ＧＥを下回るや否や、クラッチは迅速にかつアクセルペダル角度の変化速度に適合して開放可能である。開始すべき惰力運転相のこの早期の検出によって、今までよりも早くかつ変速時の快適性が向上するようにエンジンをパワートレーンから切り離すことができる。
【００１７】
惰力運転相の終わりに自動車が動いているときに、現在の速度以上に車両を加速するために、エンジンをパワートレーンに再びつなぐときには、アクセルペダルの振れまたはスロットル弁の振れおよびその時間的な変化は、クラッチ自動接続過程の制御のために利用不可能である。なぜなら、それらが実際のエンジン回転数に関する情報を与えないからである。図３に示すように、自動車は時点ｔ０  では惰力運転速度で動く。この惰力運転速度は変速機入力軸で値ＮＧＥによって確認可能である。この時点で、アクセルペダルがすでに開放方向へ踏まれているので、図１のスタータ１９はエンジンを始動させ、そのアイドリング回転数ＮＬ  にもたらす。
【００１８】
アクセルペダルをゆっくり踏むと、エンジン回転数ＮＭ  がゆっくり上昇する。このエンジン回転数は徐々に変速機入力軸回転数ＮＧＥに近づき、時点ｔ２  で上回る。この運転相の間も、制御コンピュータ１２は常に変速機入力軸回転数ＮＧＥとエンジン回転数ＮＭ  を検出する。両回転数を常に比較することによって、制御コンピュータ１２は時点ｔ２  でエンジン回転数ＮＭ  が変速機入力軸回転数を上回ることを確認し、クラッチ３をつなぐことによって惰力運転相の終了を開始する。
【００１９】
クラッチが完全につながるまで、或る時間が経過するので、エンジン回転数ＮＭ  が時点ｔ３  で変速機入力軸回転数に達するまで、エンジン回転数ＮＭ  はいわゆるオーバースイングで変速機入力軸回転数ＮＧＥよりも高くなる。
【００２０】
惰力運転相の終了時にエンジンの接続過程を短縮するために、制御コンピュータは本発明に従って、自動車運転時に常にエンジン回転数ＮＭ  の時間的な変化を検出する。すなわち、自動車の運転者がアクセルペダルを非常に迅速に踏むことによって、惰力運転相の迅速に終了させたいときには、これは曲線Ｎ′Ｍ  によるエンジン回転数の比較的に急激な上昇に表れる。
【００２１】
制御コンピュータがほぼ時点ｔ１  でエンジン回転数Ｎ′Ｍ  における前もって定めた限界値を超えることを確認すると、制御コンピュータはふさわしいエンジン回転数のために、コンピュータメモリに記憶された表から変速機入力軸回転数ＮＧＥの補正値を捜す。この補正値は続いて、時点ｔ１  で測定されたこの変速機入力軸回転数ＮＧＥから引き算されるので、接続相のための補正された変速機入力軸回転数Ｎ″ＧＥが求められる。実際に検出されたエンジン回転数Ｎ′Ｍ  と補正された変速機入力軸回転数Ｎ″ＧＥとの比較時に、制御コンピュータ１２によって、エンジン回転数が補正された変速機入力軸回転数Ｎ″ＧＥを上回ることが確認されると、クラッチ３をつなぐことによってエンジンが有利に接続される。
【００２２】
本発明による方法およびエンジンの接続および切り離し過程にとって、エンジンを接続または切り離す速度が、選択された操作量の時間的な変化、すなわちアクセルペダルまたはスロットル弁の調節角度の時間的な変化あるいはエンジン回転数の時間的な変化に依存するということが重要である。更に、自動車の惰力運転相の開始または終了のためにセンサ１７の変速レバー情報が必要でないことが明らかである。惰力運転相が自動車の停止まで続けられ、停止状態から続いてスタートすることが望まれるときにのみ、変速レバー情報はエンジンの始動のための制御量として使用される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による方法は、惰力運転時のエンジンの接続と切離しを、ショックを生じないようにやさしくかつ快適に、しかも迅速に行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御コンピュータと測定値センサを備えたパワートレーンの略図である。
【図２】エンジン切り離し時の時間に対する回転数の経過を示す略図である。
【図３】エンジン接続過程のための図２と同様な図である。
【符号の説明】
１                        エンジン
２                        変速機
３                        クラッチ
４                        差動装置
５，６                    車輪
７                        駆動軸
８                        変速機入力軸
９                        変速機出力軸
１０，１１                駆動軸
１２                      制御コンピュータ
１３                      コンピュータメモリ
１４，１５                回転数センサ
１６                      アクセルペダル
１７                      変速レバーセンサ
１８                      アクセルペダルセンサ
１９                      スタータ
ｔ                        時間
Ｎ                        回転数
ＮＧＥ                      変速機入力軸回転数
Ｎ′ＧＥ                    補正した変速機入力軸回転数
Ｎ″ＧＥ                    補正した変速機入力軸回転数
ＮＭ                        エンジン回転数
Ｎ′Ｍ                      補正したエンジン回転数
ＮＦＲ                      惰性回転数
Ｎ′ＦＲ                    補正した惰性回転数
ＮＬ                        アイドリング回転数
【図１】
0003560363.tif 000002
【図２】
0003560363.tif 000003
【図３】
0003560363.tif 000004