(57)【要約】【課題】  アクチュエータを制御する際のエラーの発生が回避される、車両の駆動ユニットの制御方法及び装置を提供する。【解決手段】  車両の駆動ユニット（１）の制御方法及び装置において、第一のレベル（５）では、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が形成され、第二のレベル（１５）では、少なくとも一つの選択された値に基づいて、第一のレベル（５）における少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成がチェックされる。前記少なくとも一つの選択された値が予め定められた値を取っているか或いは予め定められた範囲内にあるときに、前記少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が、第二のレベル（１５）によって影響される。
2005532494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のレベル（５）では、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が形成され、第二のレベル（１５）では、少なくとも一つの選択された値に基づいて、第一のレベル（５）における少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成がチェックされる、車両の駆動ユニット（１）の制御方法において、
前記少なくとも一つの選択された値が予め定められた値を取っているか或いは予め定められた範囲内にあるときに、前記少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が、第二のレベル（１５）によって影響されること、
を特徴とする車両の駆動ユニットの制御方法。
【請求項２】
第二のレベル（１５）において、前記少なくとも一つの選択された値に基づいて、前記予め定められた値或いは前記予め定められた範囲が求められることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
第二のレベル（１５）の側から、前記少なくとも一つの第一の制御値に影響を与える際に、少なくとも一つの第一の制御値が抑止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
第二のレベル（１５）によって影響された前記少なくとも一つの第一の制御値が、第一のレベル（５）に対してフィードバックされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法。
【請求項５】
第二のレベル（１５）で、前記少なくとも一つの第一の制御値のフィードバックされた状態に応じて、駆動ユニット（１）の出力を制御するための少なくとも一つの第二の制御値が形成されることを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの第一の制御値の影響が確認されると、前記少なくとも一つの第二の制御値が、前記第一のレベルで、駆動ユニット（１）の出力の少なくとも部分的遮断のために形成されることを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つの第二の制御値によって、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのシリンダのための燃料噴射、点火、或いは空気供給が制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの第一の制御値によって、駆動ユニット（１）の前記少なくとも一つのシリンダの吸気弁及び／又は排気弁の開弁が制御されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の制御方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの選択された値が、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのシリンダのクランク角度から導き出されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１０】
駆動ユニット（１）の少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のために少なくとも一つの第一の制御値を形成するための手段（２５）を含んでいる第一のレベル（５）が備えられており、第一のレベル（５）で少なくとも一つの選択された値に基づいて、前記少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成をチェックするための手段（３０）を含んでいる、第二のレベル（１５）が備えられている、車両の駆動ユニット（１）の制御装置において、
第二のレベル（１５）で、少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値に影響を与えるための手段（３５）が備えられていること、
前記少なくとも一つの選択された値を予め定められた値或いは予め定められた範囲と比較するための手段（４０）が備えられていること、及び
前記影響を与えるための手段（３５）が比較の結果に応じて前記少なくとも一つの第一の制御値に影響を与えること、
を特徴とする車両の駆動ユニットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動ユニットを制御するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ ０ ７８８ ５８１ Ｂ１ から、車両の駆動ユニットを制御するための方法及び装置が既に知られている。その際、駆動ユニットの出力の制御も又この出力の制御の監視も行う演算要素が備えられている。更に、この演算要素は、少なくとも故障の場合を除いて互いに影響を与えることのない、少なくとも二つのプログラムレベルを備えており、その際第一のレベルでは、駆動ユニットの出力の制御のための少なくとも一つの制御値が車両の少なくとも一つの運転状態の下で形成され、第二のレベルでは、選択された幾つかの値に基づいて、第一のレベルでの少なくとも一つの制御値の正しい形成がチェックされる。
〔発明の利点〕
本発明に基づく駆動ユニットの制御のための方法及び装置は、それに対して、少なくとも一つの選択された値が予め定められた値を取るか或いは予め定められた範囲内にあるときには、少なくとも一つのアクチュエータの制御のための少なくとも一つの第一の制御値が第二のレベルによって影響を受けると言う利点を有している。このようにすることによって、少なくとも一つのアクチュエータの誤った制御が安全上重大な影響或いは全体システム又は駆動ユニットの損傷を即座にもたらすような条件は、少なくとも一つのアクチュエータの制御の際に始めから考慮される。これによって、少なくとも一つのアクチュエータを制御する際に発生するエラーの予防が第一のレベルで実現される。これにより少なくとも一つのアクチュエータを制御する際のエラーの発生が回避される。かくして、発生するエラーに対して反応する必要がなくなり、そのために必要な反応時間を削除することができる。このことは、既に説明されたように、特に、少なくとも一つのアクチュエータの誤った制御が直ちに安全上重大な影響或いは全体システム又は駆動ユニットの損傷をもたらすような応用例の場合に有利である。
【０００３】
従属請求項に述べられている措置によって、主請求項に示されている方法の有利な拡張や改良が可能である。
第二のレベルの側から、少なくとも一つの第一の制御値に影響を与える際に当該の少なくとも一つの第一の制御値が抑止されると、特に有利である。このようにすることによって、第二のレベルの側で選択された少なくとも一つの値に基づいて、少なくとも一つのアクチュエータの誤った制御をもたらすような条件が検出された際に、第二のレベルの側からの少なくとも一つの第一の制御値による少なくとも一つのアクチュエータの制御が阻止され、これによってエラーの発生を防止することができる。
【０００４】
第二のレベルによって影響を受けた、少なくとも一つの第一の制御値が第一のレベルに対して報告されると、もう一つの利点が生まれる。このようにすることによって、形成された少なくとも一つの第一の制御値が少なくとも一つのアクチュエータの制御のための最終段階に対して基本的に変化無しに引渡されたか或いは第二のレベルによって影響を受けたか否かを、第一のレベルで確認することができる。上記の第二の場合には、第一のレベルでエラーが検知され、その結果として、それに基づいて駆動ユニットの出力の少なくとも部分的遮断のために少なくとも一つの第二の制御値を形成することができる。
【０００５】
少なくとも一つの第一の制御値によって、駆動ユニットの少なくとも一つのシリンダの吸気弁及び／又は排気弁の開弁が制御されると有利である。吸気弁及び／又は排気弁の誤った制御は、シリンダのピストンと吸気弁及び／又は排気弁との衝突をもたらすことがある。ここでは、制御のエラーは直ちに安全上重大な影響或いはシリンダの損傷をもたらすことがあるが、それ等の影響或いは損傷は本発明に基づく方法によって防止することができる。
【０００６】
もう一つの利点は、選択された少なくとも一つの値が駆動ユニットの少なくとも一つのシリンダのクランク角度から導き出されることにある。このようにすることによって、例えば、少なくとも一つの第一の制御値が吸気弁及び／又は排気弁の開弁を制御する場合に、シリンダのピストンとの衝突を避けるために、吸気弁及び／又は排気弁が閉じられていなければならないか或いは開弁に向けて制御されなければならない、クランク角度について正確な設定がなされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図1には、車両の駆動ユニット、例えば内燃機関が参照符号１で示されている。その際、内燃機関１は一つ又は複数のシリンダを含んでおり、それ等のシリンダは、それぞれ新気の送入のための吸気弁と排気ガスの排出のための排気弁とを備えている。運転中はそれぞれのシリンダの中で、クランクシャフトを駆動するピストンが運動する。実際のクランクシャフト角度或いはクランク角度はセンサ手段５５によって測定される。センサ手段５５は、測定された実際のクランク角度に関する値を、以下制御ユニットとも呼ばれる、内燃機関１の制御装置２０に引渡す。その際、制御装置２０は、第一のレベル５と第二のレベル１５とを含んでいる。第一のレベル５には、内燃機関１の少なくとも一つのアクチュエータ１０の制御のための少なくとも一つの第一の制御値を形成する形成手段２５が備えられている。第二のレベル１５には、第一のレベル５における少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成を監視する監視手段３０が備えられている。実際のクランク角度に関する値は形成手段２５にも監視手段３０にも送り込まれる。形成手段２５（以下機能ユニットとも呼ばれる）には、例えば、アクセルペダルの位置、走行速度コントローラの速度設定値等その他の値を送り込むこともできる。機能ユニット２５はそれ等の値から内燃機関１の出力を制御するための少なくとも一つの第二の制御値を導き出すことができる。その際、この少なくとも一つの第二の制御値は、それぞれ最終段とアクチュエータを通して、内燃機関１の少なくとも一つのシリンダのための燃料噴射、点火、及び／又は空気供給を制御することができる。これに対応して、監視手段３０（以下監視ユニットとも呼ばれる）にも又、機能ユニット２５の機能の監視を可能にするために、機能ユニット２５の入力信号を送り込むこともできる。少なくとも一つの第二の制御信号を形成するために機能ユニット２５には更に、図１には示されていない測定装置によって測定される、内燃機関１及び／又は車両の動作値を送り込むことができる。これ等の動作値は、機能ユニット２５の監視のために監視ユニット３０にも送り込まれる。これ等の動作値は、例えばエンジン温度、周囲気圧、電動式のスロットルバルブの位置等を含むことができる。監視の目的で、監視ユニット３０は機能ユニット２５と交信し、エラーが発生した場合には、内燃機関の制御装置を制御するために、場合によって機能ユニット２５をリセットすることができる。機能ユニット２５によって形成された少なくとも一つの第一の制御値は、ＡＮＤゲート（＆）６０の第一の入力端へ送られる。監視ユニット３０は、受け取られた実際のクランク角度に応じて、少なくとも一つの第一の制御値の影響信号を形成する。この影響信号は、ＡＮＤゲート６０の第二の入力端７５へ送られる。この信号は、値ゼロ又は１を取ることができる。影響信号が値ゼロを取る場合には、ＡＮＤゲートから出力される信号も又ゼロに等しくなる。影響信号が値１を取る場合には、ＡＮＤゲートの出力信号は少なくとも一つの第一の制御値に等しくなる。ＡＮＤゲートの出力は、評価の目的のために機能ユニット２５へ送り込まれる。ＡＮＤゲートの出力は又、少なくとも一つの第一の制御値に応じて、内燃��関１の対応するシリンダの吸気弁及び／又は排気弁の開度の調節のためのアクチュエータ１０を制御する最終段６５に送り込まれる。ＡＮＤゲート６０の出力が値ゼロを取る場合には、シリンダのピストンとの衝突を防止するために、アクチュエータ１０が最終段６５を通して、対応するシリンダの吸気弁と排気弁を閉じさせる。
【０００８】
図２には、監視手段（監視ユニット）３０が詳細に示されており、同じ参照符号は図１と同じ要素を示している。センサ手段５５から送り出された実際のクランク角度に関する値は監視ユニット３０の受取り手段５０によって受取られてから比較手段４０へ送られる。監視ユニット３０は更に、クランク角度値或いはクランク角度範囲の事前設定のための設定手段４５を含んでいる。設定手段４５は、記憶装置として形成することができ、これも又比較手段４０と結ばれている。比較手段４０は、受取られた実際のクランク角度をクランク角度の予め定められた値或いは範囲と比較する。比較の結果は、監視ユニット３０の比較手段４０から影響手段３５へ送られ、この影響手段は、上述の影響信号を形成してＡＮＤゲートの入力端７５へ送り出す。クランク角度の実際の値が予め定められた値に等しいか或いは予め定められた範囲内にあると、影響手段３５は、影響信号として値ゼロをＡＮＤゲートの第二の入力端７５へ送り出す。そうでない場合には、影響手段３５は影響信号として値１をＡＮＤゲートの第二の入力端７５へ送り出す。
【０００９】
設定手段４５に格納されている、予め定められたクランク角度値或いは予め定められたクランク角度範囲は、好ましくは、対応するシリンダのピストンがこのクランク角度の下で或いはこのクランク角度範囲の中で、開かれた吸気弁及び／又は排気弁と衝突することができるように選択することができる。
【００１０】
比較手段４０が、予め定められた値に対応しているか或いは予め定められた範囲内にある実際のクランク角度に関する値を、センサ手段５５から受取り手段５０を介して受け取ると、少なくとも一つの第一の制御値がゼロに設定された影響信号によってＡＮＤゲート６０を介してマスクされ、これによって吸気弁及び／又は排気弁の開弁が、従って対応するシリンダのピストンとの衝突が防止される。そうでない場合には、機能ユニット２５によって形成された少なくとも一つの第一の制御値を用いるアクチュエータ１０の制御は監視ユニット３０を介して影響信号によって影響されることが無く、従ってアクチュエータ１０は少なくとも一つの第一の制御値を介して制御可能である。
【００１１】
機能ユニット２５に対するＡＮＤゲート６０の出力信号のフィードバックによって、機能ユニット２５を、該ユニットから送り出された少なくとも一つの第一の制御値が監視ユニット３０によって影響を受けたか否か、チェックすることができる。影響を受けていたという場合には、機能ユニット２５は、監視ユニット３０の機能不良、ＡＮＤゲート６０の機能不良、或いは機能ユニット２５の機能不良に係わるエラーを検知する。更に、機能ユニット２５が、内燃機関１の出力の制御のための少なくとも一つの第二の制御値を、少なくとも一つの第二の制御値が内燃機関１の出力の少なくとも部分的遮断をもたらすように形成する、ということを提案することができる。既に説明されたように、少なくとも一つの第二の制御値が駆動ユニット１の少なくとも一つののシリンダのための燃料噴射、点火、或いは空気供給を制御していると、エラーが確認された場合には、例えば内燃機関１の一つ又は複数のシリンダのための燃料噴射が停止され、内燃機関１の一つ又は複数のシリンダのための点火が停止され、及び／又は一つ又は複数のシリンダに対する空気供給が停止されることがある。
【００１２】
機能ユニット２５がエラーを検出しない場合、即ちＡＮＤゲート６０の出力信号と送り出された少なくとも一つの第一の制御値との一致が確認された場合には、上記の様なエラー処理は導入されず、又少なくとも一つの第二の制御値が内燃機関１の出力の少なくとも部分的遮断に至るまで変化されることはない。
【００１３】
上記のエラーの場合には、機能ユニット２５が、少なくとも一つの第二の制御値を用いて、内燃機関１のその或いはそれ等のシリンダを上述のようにマスクし、それ等のシリンダのために充てられているそれぞれ少なくとも一つの第一の制御値の影響が監視ユニット３０によって与えられるようにすることを提案することができる。このようにすることによって、その時々のエラーの対象となった一つ又は複数のシリンダをマスクすることができる。
【００１４】
機能ユニット２５が、そのような実際にセンサ手段５５によって受取られたクランク角度に対してのみ、少なくとも一つの第一の制御値（予め定められたクランク角度値に対応していないか或いは予め定められたクランク角度範囲内に無い制御値）を形成していれば、機能ユニット２５は、アクチュエータ１０の制御に関して正しく機能している。そのために、機能ユニット２５は、図２に示されている監視ユニット３０の構成要素に対応している構成要素を含むことができ、その際には影響手段３５の代わりに、比較の結果に応じて既に説明されたように、少なくとも一つの第一の制御値を形成するか或いは形成しない、少なくとも一つの第一の制御値を形成する手段を備えている。少なくとも一つの第一の制御値を形成する手段には勿論更に、内燃機関１及び／又は車両のその他の運転パラメータが送り込まれており、これ等のパラメータは、図１には暗示的にしか示されていないが、少なくとも一つの第一の制御値の形成のためには同じく重要である。
【００１５】
監視ユニット３０は、ここに説明された本発明に基づく監視作用に加えて、機能ユニット２５を、ＥＰ０ ７８８ ５８１ Ｂ１に書かれている手法でも電気的に操作可能なスロットルバルブを備えたシステムで監視することができ、その際には、この電気的に操作可能なスロットルバルブは機能ユニット２５によっても制御可能である。
【００１６】
機能ユニット２５及び監視ユニット３０は、様々な演算ユニット或いはプロセッサを用いて実現することができる。しかしながら、機能ユニット２５及び監視ユニット３０は、同じ演算ユニットで或いは同じプロセッサで実現することもできる。また、監視ユニット３０の機能の少なくとも一部を機能ユニット２５の演算ユニットの中で実現し、且つ残りの部分を独自のプロセッサで或いは独自の演算ユニットで実現するということを提案することもできる。
【００１７】
本発明に基づく方法と本発明に基づく装置によれば、少なくとも一つの第一の制御値を形成する際の潜在的エラーの発生を影響信号によって予防することができるので、エラーが発生してから始めて反応したり、又そのために必要な反応時間を待ったりしなければならないということが無くなる。エラーが発生するような状況が生じた場合には、クランク角度のための予め定められた値或いは予め定められた範囲にあると、監視ユニット３０が、既に説明されたように、対応するアクチュエータ１０の制御を停止させることができる。これによって、最終段６５を介した、機能ユニット２５の誤っているかも知れない作動による、アクチュエータ１０の許されない制御が防止される。
【００１８】
更に、監視ユニット３０は、機能ユニット２５との双方向の通信によって、機能ユニット２５の機能をチェックすることができる。このチェックは、ＥＰ０ ７８８ ５８１ Ｂ１に記載されているように行うことができる。監視ユニット３０と機能ユニット２５との間の通信段階を通してエラーが確認された場合には、最終段６５を介したアクチュエータ１０の制御が、同じく、ＥＰ０ ７８８ ５８１ Ｂ１から知られるように、センサ手段５５によってもたらされたクランク角度のための値とは無関係に、停止されることができる。最後に、上述の本発明に基づく方法についていえば、監視ユニット３０は、何時機能ユニット２５が最終段６５を介してアクチュエータ１０を制御することができるかを設定する。そのために必要な演算能力の負担は、監視ユニット３０が、上に説明されたように、機能ユニット２５による内燃機関１の出力制御の監視をも行う場合には、比較的少ない。
【００１９】
それ故、機能ユニット２５による少なくとも一つの第一の制御値の正確な形成のチェックは、受取られた実際のクランク角度のための値に基づいて、監視ユニット３０によって、実際のクランク角度に関する値が予め定められた値に対応しているか或いは予め定められた範囲内にあるときには最終段６５を介したアクチュエータ１０の制御が少なくとも一つの第一の制御値によって停止されるということによって、実現される。
【００２０】
本発明が、例として、内燃機関１のシリンダの吸気弁と排気弁の開度を制御するためのアクチュエータの制御の場合について説明された。同様にして、この制御は、内燃機関１の任意の別のシリンダ或いは任意のアクチュエータについて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に基づく方法の流れをも同時に明らかにしている、本発明に基づく装置を含むブロック図である。
【図２】本発明に基づく方法の流れを詳しく説明する、本発明に基づく装置の部分ブロック図である。
【図１】
2005532494.tif 000003
【図２】
2005532494.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月10日(2004.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のレベル（５）では、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が形成され、第二のレベル（１５）では、少なくとも一つの選択された値に基づいて、第一のレベル（５）における少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成がチェックされる、車両の駆動ユニット（１）の制御方法において、
前記少なくとも一つの選択された値が予め定められた固定の値を取っているか或いは予め定められた固定の範囲内にあるときに、前記少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値が、第二のレベル（１５）によって少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の誤った制御の回避として影響されること、
を特徴とする車両の駆動ユニットの制御方法。
【請求項２】
第二のレベル（１５）において、前記少なくとも一つの選択された値に基づいて、前記予め定められた値或いは前記予め定められた範囲が求められることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
第二のレベル（１５）の側から、前記少なくとも一つの第一の制御値に影響を与える際に、少なくとも一つの第一の制御値が抑止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
第二のレベル（１５）によって影響された前記少なくとも一つの第一の制御値が、第一のレベル（５）に対してフィードバックされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制御方法。
【請求項５】
第二のレベル（１５）で、前記少なくとも一つの第一の制御値のフィードバックされた状態に応じて、駆動ユニット（１）の出力を制御するための少なくとも一つの第二の制御値が形成されることを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの第一の制御値の影響が確認されると、前記少なくとも一つの第二の制御値が、前記第一のレベルで、駆動ユニット（１）の出力の少なくとも部分的遮断のために形成されることを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つの第二の制御値によって、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのシリンダのための燃料噴射、点火、或いは空気供給が制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの第一の制御値によって、駆動ユニット（１）の前記少なくとも一つのシリンダの吸気弁及び／又は排気弁の開弁が制御されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の制御方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの選択された値が、駆動ユニット（１）の少なくとも一つのシリンダのクランク角度から導き出されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１０】
駆動ユニット（１）の少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のために少なくとも一つの第一の制御値を形成するための手段（２５）を含んでいる第一のレベル（５）を備え、第一のレベル（５）で少なくとも一つの選択された値に基づいて、前記少なくとも一つの第一の制御値の正しい形成をチェックするための手段（３０）を含んでいる、第二のレベル（１５）を備えている、車両の駆動ユニット（１）の制御装置において、
第二のレベル（１５）で、少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の制御のための少なくとも一つの第一の制御値に影響を与えるための手段（３５）を備えていること、
前記少なくとも一つの選択された値を予め定められた固定の値或いは予め定められた固定の範囲と比較するための手段（４０）を備えていること、及び
前記影響を与えるための手段（３５）が比較の結果に応じて前記少なくとも一つの第一の制御値に少なくとも一つのアクチュエータ（１０）の誤った制御の回避として影響を与えること、
を特徴とする車両の駆動ユニットの制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005532494.tif 000005
【図２】
2005532494.tif 000006
【国際調査報告】
2005532494.tif 000007
2005532494.tif 000008
2005532494.tif 000009
2005532494.tif 000010
2005532494.tif 000011
2005532494.tif 000012