(57)【要約】      （修正有）【課題】大きな自由度でエンジンを管理できる自動車制御システムを提供する。【解決手段】内燃機関Ｅは、制御装置ＥＣＵ，ＧＳＣＵ，ＳＣＵとセンサＳ１，Ｓ２を備える。制御装置がエンジンを制御して、アクセルペダルＡＰの位置αに応じて変化する駆動トルクを供給する。まず、センサ手段Ｓ１，Ｓ２から、アクセルペダル位置αと、エンジン回転速度または自動車前進速度ｖとを取得する。次に、測定されたアクセルペダル位置αと、計算または取得した自動車の前進速度ｖとに基づき、駆動輪に印加すべきパワーＰＴを決定する。そして、駆動輪に印加すべきパワーＰＴとして決定した値と、自動車の前進速度ｖとに基づき、これに対応してエンジンＥが供給すべき駆動トルクＣＭＲＥＦを計算し、この駆動トルクＣＭＲＥＦを供給するようエンジンＥを制御する。【選択図】図２
0003151110.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
所定の測定パラメータ、特に、アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）、に応じて変化する駆動トルク（ＣＭ）をエンジン（Ｅ）が供給するような態様でこのエンジンを動作させるための制御手段（ＥＣＵ，ＧＳＣＵ，ＳＣＵ）を付随せる内燃機関（エンジンＥ）と、
アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と、エンジン（Ｅ）の軸（Ｍ）の回転速度（ωＭ）または自動車の前進速度（ｖ）と、を示す電気信号をそれぞれ供給するセンサ手段（Ｓ１，Ｓ２）と、
を備えた自動車用駆動制御システムであって、
前記制御手段（ＥＣＵ，ＧＳＣＵ，ＳＣＵ）は、
センサ手段（Ｓ１，Ｓ２）から、アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と、エンジン（Ｅ）の軸（Ｍ）の回転速度（ωＭ）または自動車の前進速度（ｖ）と、を取得し、そして、
測定されたアクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と、計算または取得した自動車の前進速度（ｖ）と、に基づいて、駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）を決定する、ように構成されており、
前記制御手段（ＥＣＵ，ＧＳＣＵ，ＳＣＵ）は、
駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）として決定した値と、自動車の前進速度（ｖ）と、に基づき、これに対応してエンジン（Ｅ）が供給すべき駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）を計算し、このようにして計算した駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）を供給するようエンジン（Ｅ）を制御する、ように構成されており、
当該システムは、第１のメモリ手段（Ｍ１）を備えていて、
前記第１のメモリ手段は、前記制御手段に付随していると共に、アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と自動車の前進速度（ｖ）とに基づいて自動車の駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）を規定するためのデータを記憶しており、
前記制御手段は、前記第１のメモリ手段（Ｍ１）に記憶されたデータに基づいて、駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）を決定すべく構成されており、
当該自動車用駆動制御システムは、さらに、
サーボ支援クラッチ（Ｆ）によりエンジン（Ｅ）の軸（Ｍ）と結合される入力軸（Ｐ）と、ギヤボックス（Ｇ）およびクラッチ（Ｆ）にそれぞれ付随した第１および第２の電気的に駆動されるアクチュエータ手段（Ｂ，Ａ）と、を備えたサーボ支援ギヤボックス（Ｇ）と、
ギヤボックス（Ｇ）により実現されるトランスミッション比（τ）を示す電気信号を供給するための更なるセンサ手段（Ｓｎ）と、を備えていて、
前記制御手段は、アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）に基づいて自動駆動制御手続を実行すべく構成されており、
前記制御手段は、特に、
センサ手段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）から、アクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と、エンジン（Ｅ）の軸（Ｍ）の回転速度（ωＭ）または自動車の前進速度（ｖ）と、ギヤボックス（Ｇ）により実現されているトランスミッション比（τＭ）と、を取得し、
自動車の前進速度（ｖ）を計算または取得し、
測定されたアクセルペダル（ＡＰ）の位置（α）と、自動車の前進速度（ｖ）と、に基づき、所定の方法により、駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）を決定し、
駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）として決定した値と、自動車の前進速度（ｖ）と、に基づき、これに対応してエンジン（Ｅ）が供給すべき駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）を計算し、
駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）として決定した値と、自動車の前進速度（ｖ）と、に基づき、所定の方法により、ギヤボックス（Ｇ）により実現されるべきトランスミッション比（τｎ）を決定し、
実現されるべきトランスミッション比（τｎ）が、実現されているトランスミッション比（τｉ）と対応しているかをチェックし、
対応している場合には、計算した駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）を供給するようエンジン（Ｅ）を制御するとともに、
対応していない場合には、実現されるべきトランスミッション比（τｎ）への変更の実施を制御して、実現されるべきトランスミッション比（τｎ）への変更操作の完了時には、計算された駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）に実質的に等しい駆動トルクを供給するようエンジン（Ｅ）を制御すべく、
構成されている、自動車用駆動制御システム。
【請求項２】
第２のメモリ手段（Ｍ２）を備えた請求項１記載の制御システムであって、
前記第２のメモリ手段は、前記制御手段に付随していると共に、駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）と自動車の前進速度（ｖ）とに基づいて、ギヤボックス（Ｇ）により実現されるべきトランスミッション比すなわちギヤ（τｎ）を規定するためのデータを記憶しており、
前記制御手段は、前記第２のメモリ手段（Ｍ２）に記憶されたデータに基づいて、実現されるべきトランスミッション比（τｎ）を決定すべく構成されている、制御システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の制御システムであって、
前記制御手段は、
駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）として決定した値に基づき、所定の方法により、自動車の前進加速度（ａｘ）の時間微分の目標値（ＪＲＥＦ）を決定し、
目標駆動トルク（ＣＭＲＥＦ）を示す目標信号を生成し、
自動車の前進加速度（ａｘ）の時間微分が実質的に一定値を維持すると共に目標値（ＪＲＥＦ）に等しくなるように、実現すべきトランスミッション比（τｎ）への変更を制御すべく、
構成されているシステム。
【請求項４】
第３のメモリ手段（Ｍ３）を備えた請求項３記載の制御システムであって、
前記第３のメモリ手段は、前記制御手段に付随していると共に、自動車の前進加速度（ａｘ）の時間微分の所定の値を、駆動輪に印加すべきパワー（ＰＴ）の関数として記憶しているシステム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の制御システムであって、
前記制御手段は、
ギヤシフト過程において、エンジン（Ｅ）から供給される駆動トルク（ＣＭ）およびクラッチ（Ｆ）からギヤボックス（Ｇ）に伝達されるトルク（ＣＦ）がそれぞれ実質的に線形規則に基づいて変化するように、エンジン（Ｅ）と、クラッチ（Ｆ）およびギヤボックス（Ｇ）にそれぞれ付随したアクチュエータ手段（Ａ，Ｂ）と、を制御すべく構成されていることを特徴とする前記制御システム。
【請求項６】
請求項２に記載の制御システムであって、前記第２のメモリ手段（Ｍ２）は、対地パワー／前進速度−平面（ＰＴ／ｖ）においてギヤシフト境界線を示すデータを記憶しており、
あるギヤから隣接する高いまたは低いギヤへのシフトに関する境界線は、その逆のシフトに関する境界線とは異なっている、システム。
【請求項７】
手動操作されるセレクタ手段（Ｍ／Ａ）を備えた、請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御システムであって、
当該セレクタ手段は、手動駆動制御または自動駆動制御のための選択的な信号を、前記制御手段に供給する、システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動車用駆動制御システムに関する。さらに詳しくは、本考案は、請求項１のプレアンブル(preamble)に記載したタイプの駆動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＴ国際公開第9737868号公報には、そのようなシステムが開示されている。すなわち、アクセル位置および車両速度を用いて、記憶されたグラフから、対応する望ましい牽引力が決定される。牽引力に車両速度を掛算して、対応する必要なパワーが決定される。同時に、その時トランスミッション比が最大比ではない場合には、最大比へとシフトされる。最大比は、アクセル位置および車両速度の関数として決定される。そして、エンジンにより配給されるべきトルクは、必要なパワーおよび最大トランスミッション比に基いて計算される。
【０００３】
ヨーロッパ特許出願公開明細書(EP-A-0559342)は、ロックアップクラッチを有するオートマチックトランスミッションを装備した車の燃費を改善するシステムを開示している。このシステムは、エンジンおよびオートマチックトランスミッションの両方を、アクセルペダルのストロークに対応する目標トルクに基いて制御する。
米国特許第353272号明細書は、車両のエンジン-トランスミッションアセンブリを制御するシステムを開示する。このシステムにおいては、アクセルの位置により、エンジンのパワーセットポイントが決まる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、特に、従来のシステムより大きな自由度でエンジンを管理することのできる革新的な自動車用駆動制御システムを提供することにある。本考案によれば、添付した請求項１に規定した主要特徴を有するシステムにより、この目的やその他の目的が達成される。
【課題を解決するための手段および考案の効果】
【０００５】
本考案に係る制御システムは、特に、サーボ制御クラッチによりエンジン軸と結合できる入力軸を備えたサーボ支援ギヤボックスを有する自動車であって、第１および第２の電気駆動されるアクチュエータ手段がギヤボックスおよびクラッチに付随している前記自動車、における統合化駆動制御に対して有効に適用できる。
【０００６】
サーボ支援された、すなわち「自動」の、ギヤボックスを有する自動車においては、駆動制御、すなわち、駆動輪に印加されると共に地面に伝達されるパワーないしトルクの制御は、運転者がアクセルペダルから与えた命令と、運転者が選択したギヤ比と、の組合せの結果である。
【０００７】
これらの自動車では、運転者が特別に熟練しているのでない場合には、駆動制御、すなわち、実際に駆動輪に印加されると共に地面に伝達されるトルクの制御は、一般に、最適ではない。
【０００８】
本考案の更なる目的は、エンジンおよびギヤボックスを個別に制御する従来の方法より優れていると共に、駆動輪に印加されるパワーの、改良された、より直接的な制御が可能であり、運転をより快適にすることができ、燃料消費および／または排ガス放出の低減などの所定の目的に応じてエンジン使用を最適化することのできる統合化駆動制御システムを提供することにある。
【０００９】
本考案によれば、添付した請求項３に規定した主要特徴を有する統合化駆動制御システムにより、この目的やその他の目的が達成される。
【００１０】
本明細書の以下の部分で明確となるように、本考案に係るこのタイプのシステムは、動力ユニットから供給される駆動トルクではなく、自動車の駆動輪に印加されるパワーを、アクセルペダルにより、直接に制御するというコンセプトに基づいている。換言すれば、アクセルペダルという運転者用手段により制御される対象は、純粋単純なエンジンではなく、自動車の前進する動的挙動である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係る制御システムのブロック図。
【図２】本考案に係る統合化エンジン制御システムおよびサーボ支援ギヤボックスのアーキテクチャ例を示すブロック図。
【図３】本考案に係るシステムにおける、アクセルペダルの位置と、自動車の前進速度と、駆動輪に印加されるパワーとの間の関係を示すグラフ。
【図３ａ】特定の内燃エンジンにおいて、様々なアクセルペダル位置について、回転速度の関数として供給トルクを表わす曲線の図。
【図３ｂ】特定のエンジン／トランスミッションユニットにおいて、様々なアクセルペダル位置について、自動車の前進速度の関数として、駆動輪に印加されるパワーを表わす曲線の図。
【図４】本考案に係るシステムにおいてトランスミッション比を変更する方法に関連するグラフ。
【図５】本考案に係るシステムが動作する方法を示すフローチャート。
【図６】本考案に係るシステムにおいて使用されるところの、車輪に印加されるパワーの関数として進行方向の目標ジャーク（ｊｅｒｋ）を表わす図。
【図７】ギヤボックスを備えた自動車におけるエンジン軸と駆動輪との間のトランスミッションの模式図。
【図８】本考案に係るシステムにおけるギヤ変更中の回転速度およびトルクを横軸の時間の関数として表わす曲線のグラフ。
【図９】図２に示したシステムアーキテクチャの別の例を示す図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１においては、自動車の内燃エンジンを符号Ｅで示し、その軸をＭで示す。
【００１３】
公知のタイプの電子制御ユニットＥＣＵがエンジンＥに付随している。様々なセンサ装置が制御ユニットＥＣＵに接続している。特に、自動車のアクセルペダルＡＰに付随したセンサＳ１がユニットＥＣＵに接続している。このセンサはユニットＥＣＵに対し、信号、たとえば、０％（ペダル解放）〜１００％（ペダル最大踏込み）の間で変化する百分率として表わされるペダル操作度αを示す信号、を供給する。
【００１４】
別のセンサＳ２はユニットＥＣＵに対し、単位時間当りの軸の回転数ｎとして表わされるエンジンＥの軸Ｍの回転速度ωＭを示す信号を供給する。
【００１５】
制御ユニットＥＣＵは、エンジンＥにより軸Ｍに供給されるトルクＣＭを、センサＳ１により検出されたアクセルペダルＡＰの位置αに応じて制御する手続を実施すべく構成されている。
【００１６】
このために、電子メモリＭ１がユニットＥＣＵに付随しており、アクセルペダルＡＰの位置αと自動車の前進速度ｖとに応じて自動車の駆動輪に印加すべきパワーＰＴを規定するためのデータを記憶している。メモリＭ１に記憶されているデータは「駆動能力マップ」を規定する。このマップは、以下に詳しく説明するように、従来のエンジン管理システムとは異なり、駆動輪に印加すべき所定のパワーＰＴを、アクセルの位置αと自動車の前進速度ｖとに一意に対応させるものである。
【００１７】
換言すれば、現在までに製造されたエンジン管理システムでは、アクセルペダルから与えた命令は、ペダル位置をエンジンの特定の変数ないしパラメータ、特に、単位時間当りの回転数ｎおよび軸に供給する駆動トルクＣＭ、に直接に対応させる「駆動能力マップ」に基づいて解釈されていた。本考案に係るシステムでは、アクセルペダルＡＰの位置αは、これと異なる方法で、すなわち、位置αをエンジンの動力学に関係する変数ないしパラメータ、特に、前進速度ｖおよび駆動輪に印加するパワーＰＴ、に対応させる「駆動能力マップ」に基づいて解釈される。
【００１８】
メモリＭ１に記憶される駆動能力マップは、基本的には、図３に例示したようなエンジンＥに対する所定の曲線の、離散的数値による表現である。以下に説明する方法などで前もって定めたこれらの曲線は、自動車の前進速度ｖの各々の値に対して、アクセルペダルの位置αを、駆動輪に印加すべきパワーＰＴに対応させる。
【００１９】
制御ユニットＥＣＵは、以下の動作を繰返し実行すべく構成されている。
−アクセルペダルＡＰの位置αと単位時間当りのエンジンＥの回転数ｎとを示す、センサＳ１，Ｓ２から供給される信号を取得。
−自動車の前進速度ｖを計算。
−アクセルペダルの位置αの取得値と自動車の前進速度ｖの計算値とに基づいて、メモリＭ１に記憶した駆動能力マップを参照することにより、車輪に印加すべきパワーＰＴの値を決定。この値ＰＴの決定には、一般に、メモリに記憶されている離散的数値の間の内挿が含まれる。
−上述のステップで決定したパワー値ＰＴに基づいて、エンジンＥから供給すべき駆動トルクＣＭＲＥＦを計算。
−計算したトルクＣＭＲＥＦに等しい駆動トルクを軸Ｍに供給するようにエンジンＥを制御（点火に先立った燃料噴射等）。
【００２０】
上述とは別の方法として、センサＳ２が、前進速度を検出して、この速度に関するデータを直接にユニットＥＣＵに供給してもよい。その場合には、速度を計算で決定する必要はない。
【００２１】
図１に示した制御システムの更なる特徴は、サーボ支援ギヤボックスを備えた自動車における統合化駆動制御システムに関する以下の説明から明らかとなろう。
【００２２】
図２では、自動車の内燃エンジンを符号Ｅで示す。符号Ｍで示すエンジン軸は、摩擦クラッチＦにより、ギヤボックスＧの入力軸すなわち１次軸Ｐに結合できる。ギヤボックスＧは、自動車の図示しない駆動輪に公知の方法で結合する出力軸Ｓを備えている。
【００２３】
このギヤボックスＧはサーボ支援されている。摩擦クラッチＦとギヤボックスＧとにそれぞれ付随しているアクチュエータＡ，Ｂは、たとえば、電気−油圧式であって、ギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵの制御下で、クラッチＦの離切／結合とギヤの結合／離切とをそれぞれ行うことができる。
【００２４】
公知のタイプの電子制御ユニットＥＣＵがエンジンＥに付随している。このユニットは、所定の測定量ないしパラメータに応じて変化する駆動トルクをエンジンが軸Ｍを介して供給するようにこのエンジンＥを制御することができる。
【００２５】
図２に示した駆動制御システムにおいては、エンジンＥの制御ユニットＥＣＵおよびギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵは、システム制御ユニットＳＣＵにより順次制御される。様々なセンサ装置がこのシステム制御ユニットに接続されている。特に、自動車のアクセルペダルＡＰに付随するセンサＳ１がユニットＳＣＵに接続している。このセンサは、ユニットＳＣＵに対し、信号、たとえば、０％（ペダル解放）〜１００％（ペダル最大踏込み）の間で変化する百分率として表わされるペダル操作度αを示す信号、を供給する。
【００２６】
別のセンサＳ２はユニットＳＣＵに対し、単位時間当りの軸の回転数ｎとして表わされるエンジンＥの軸Ｍの回転速度ωＭを示す信号を供給する。
【００２７】
ここでも、別例として、センサＳ２は、自動車の前進速度を検出するものであってもよい。
【００２８】
符号Ｓｎで表わされる更なるセンサが、ギヤボックスＧにより実現されるギヤ比すなわちトランスミッション比を示す信号を供給するためにシステム制御ユニットＳＣＵに接続される。
【００２９】
システム制御ユニットＳＣＵは、自動駆動制御手続を、特に、センサＳ１が検出するアクセルペダルＡＰの位置に基づいて、行うべく構成されている。
【００３０】
このために、ユニットＳＣＵには、アクセルペダルＡＰの位置αと自動車の前進速度ｖとに応じて自動車の駆動輪に印加すべきパワーＰＴを規定するためのデータを記憶する第１の電子メモリＭ１を付随している。メモリＭ１に記憶されているデータは「駆動能力マップ」を規定する。このマップは、図１のシステムに関して説明したように、駆動輪に印加すべき所定値のパワーＰＴを、アクセルの位置αと自動車の前進速度ｖとに一意に対応させるものである。
【００３１】
メモリＭ１に記憶される駆動能力マップは、基本的には、図３に例示した曲線のように、特定のエンジンＥとこれに付随する特定のギヤボックスＧとに対する所定の曲線の、離散的数値による表現である。以下に説明する方法などで前もって定めたこれらの曲線は、自動車の前進速度ｖの各々の値に対して、アクセルペダルの位置αを、駆動輪に印加すべきパワーＰＴに相関させる。
【００３２】
図３に示した駆動能力曲線は、以下の性質を有する特定のエンジン−トランスミッションユニットについて、特に以下に説明する方法で決定したものである。
−「コモンレール」燃料供給装置付きディーゼルサイクル内燃エンジン、フィアット社ＤＩ／ＴＣＡ  Ｍ７２４型、排気量１．９１ｌ。
−フィアット社Ｃ５１０自動ギヤボックス。ギヤ１，２，３，４，５に対してギヤ比は、それぞれ、３．９０８，２．２３８，１．４４，１．０３，０．７６７。
−アクセル比τｐ＝３．１５。
−トランスミッション効率ηｔ＝０．９５。
−車輪の回転半径Ｒ＝０．２７７ｍ。
−車輪の慣性モーメントＪＷ＝２．２４６５Ｋｇ・ｍ２。
【００３３】
図３ａには、上述のエンジンにおける様々なアクセル位置α（％）に対して、回転速度ｎ（ＲＰＭ）の関数として表わしたトルクＣＭの特性曲線を示した。
【００３４】
図３ａに示したトルク特性曲線は、アクセルペダルから与えた命令が、エンジンに対する駆動トルクの要求であると実質的に解釈される従来のエンジン制御において従来から用いられてきた「駆動能力マップ」に、実質的に対応する。
【００３５】
図３ａの曲線は、考察中の特定のエンジンの動作を特徴付けるものであり、当業者には公知である方法により実験的に導き出すことができる。
【００３６】
図３ａは、特に、様々な回転速度においてエンジンから供給できる最大トルクおよび最小トルクをそれぞれ規定する曲線ＣＭＭＡＸ，ＣＭＭＩＮを示している。
【００３７】
エンジンＥから供給される駆動トルクＣＭとエンジン軸の回転速度ωＭは、以下の数式によって、自動車の前進速度ｖに関連すると共に、車輪に印加され地面に伝達されるトルクＣＴにも関連している。
【数１】
0003151110.tif 000003
【数２】
0003151110.tif 000004
ここで、
ηｔはトランスミッション効率、
τｐはアクスルトランスミッション比(axle transmission ratio)、
τｉはギヤボックスＧで実現されるトランスミッション比、
Ｒは車輪の回転半径、である。
【００３８】
パワーとトルクとを関係付ける公知の関係式と共に変換式（１），（２）を図３ａの曲線に適用すれば、考察中のエンジン−トランスミッションユニットに関して、様々なアクセル位置αにおいて自動車の前進速度ｖの各々の値に対して車輪に印加されるパワーＰＴを表わす図３ｂの曲線が容易に得られる。グラフ表現の繁雑さを避けるために、図３ｂには、ギヤボックスＧの各ギヤ比すなわちトランスミッション比に対する、最大パワーＰＴＭＡＸｉ（ｉ＝１〜５）および最小パワーＰＴＭＩＮｉ（ｉ＝１〜５）の曲線を示した。
【００３９】
さらに、図３ｂには、アクセルペダル位置α＝４５％に対応するパワー曲線のみを特別に示した。
【００４０】
様々なアクセルペダル位置において自動車の前進速度に対して駆動輪に印加されるパワーで表わした駆動能力マップを規定するために、図３ｂから示唆されることは、例えば、１速ギヤにおける低い自動車速度では、使用する駆動能力マップにおいて、本来のマップＣＭ＝ｆ（ｎ，α）を対応する変数ＰＴ，ｖに単純に置換し、これにより、静止状態からの自動車の発進に関する特性、および低速度での駆動能力特性を共に不変に維持することが有利であるということである。より高速度では、全てのギヤ比すなわちトランスミッション比において、自動車速度ｖが増加するに伴い車輪に印加されるパワーＰＴを実質的に一定とするか、または、自動車の前進運動に対する抵抗の一部を補償するために漸増する曲線となるように、駆動能力マップを規定することができる。
【００４１】
これらの基準により、たとえば、図３ｂのグラフから、図３に示した駆動能力マップを規定することができる。この駆動能力マップは、非常に様々な判断基準に基づいて規定することのできる無数の可能なマップのうちの１例に過ぎない。しかし、一般に、駆動能力マップを規定するに当っては、そのトランスミッション用に選択されるギヤ比は考慮外とすることができる。この独立性は、或るギヤから別のギヤへの変更時のトルクの連続性を保証する。つまり、所与のアクセルペダル位置αおよび所与の自動車前進速度ｖに対応するパワーＰＴを駆動輪に印加するために、考慮中の動作点をその領域（パワー、速度）内に含むギヤならば、その何れをも同等に使用できる。
【００４２】
図２のシステムにおいて、メモリＭ１に記憶されている駆動能力マップは、アクセルＡＰより与えた命令が、ギヤボックスＧにより実現されたギヤ比とは無関係に、車輪へのパワーＰＴの印加へと変換されるように構成されている。
【００４３】
この事実により、ギヤ比すなわちトランスミッション比の選択は、もはや、自動車運転者の運転スタイルに依存した主観的判断基準と無関係になる。つまり、車輪に印加されるパワーは運転者がアクセルペダルにより指定する「要求」に対応するものであるから、そのパワーを実現するギヤ比は第２義的重要性を有するに過ぎない。この関係で、必然的に以下のような制約が伴なう。
−快適性（主に騒音）の理由から、エンジンＥの高速回転時のギヤ変更を可能な限り避けることが必要である。
−効率および快適性の理由から、ギヤ変更の頻度を可能な限り低く抑えるべきである。
【００４４】
上述の２つの要請が満たされれば、実現されるトランスミッション比すなわち使用するギヤの選択は、燃料消費および／または排ガス放出を最小に抑える等の所定の目的を達成するための所定の方法に従って、原理的に、ある程度の自由度をもって行うことができる。
【００４５】
たとえば、燃料消費を最小に抑える目的に関しては、エンジンＥに印加される負荷の増加に伴って単位当り燃料消費が減少するので、どの条件においても、可能な限り高いギヤ比すなわち、可能な限り低いトランスミッション比、を使用することが有利である。これは、様々なギヤについて、同一のパワー曲線をギヤシフト境界線として使用する必要性を意味している。
【００４６】
燃料消費を最小に抑える目的でギヤシフト境界線の選択に用いることができる判断基準は、たとえば、以下のようなものである。
−ギヤを上げる場合および下げる場合の２つの隣接するギヤ比すなわちトランスミッション比の間の推移は、アクセルペダル位置αに対して指定した正値のパワーＰＴについて、自動車の前進速度の範囲に渡って存在する境界線により規定される。なお、これは、最初のギヤと最終ギヤとによってこのエンジンにより発生可能なパワーの最大限度と最小限度の内で実現されねばならない。
−ギヤの上方シフト、たとえば、２速ギヤから３速ギヤへの変更、については、ギヤシフト境界線は最終ギヤのパワー曲線ＰＴＭＡＸに対応させ、特に、エンジンＥの低速回転における自動車の駆動能力を確保する。
−ギヤの下方シフト、たとえば、３速ギヤから２速ギヤへの変更、については、境界線上での「オーバーギヤ」現象を避けるために、これに対応する上方ギヤシフト（２速ギヤから３速ギヤへの変更）用に規定したものとは別のギヤシフト境界線を規定する必要がある。このためには、下方シフト用の境界線を自動車前進速度の低速側に適切な量だけずらすことにより「ヒステリシス」を導入する。
【００４７】
図４のグラフには、上述のエンジン−トランスミッションユニット用に上述のようにして規定した規則に基づいて得られた、様々なギヤシフトに対する境界線を示す。
【００４８】
図４に示したギヤシフト境界線は、たとえば、下表１に示したように、対応する離散的数値のマップに書き変えることができる。
【００４９】
【表１】
0003151110.tif 000005
【００５０】
上述のマップすなわち表を、システム制御ユニットＳＣＵ（図２）に付随する更なるメモリＭ２に記憶することが有利である。
【００５１】
上述の駆動制御システムが動作する方法を、図５のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【００５２】
システム制御ユニットＳＣＵは、以下の動作を繰返し実行すべく構成されている。
−センサＳ１，Ｓｎから供給される信号を取得（図５、ボックス１０）。これらの信号は、アクセルペダルＡＰの位置α％、およびギヤボックスＧにより現在実現されているギヤ比すなわちトランスミッション比τｉを示すものである。
−上述の式（２）に基づいて自動車の前進速度ｖを計算、または、対応するセンサから速度の値を取得（ボックス１１）。
−アクセルペダルの位置αの取得値と自動車の前進速度ｖの計算値または取得値とに基づいて、メモリＭ１に記憶した駆動能力マップを参照することにより、車輪に印加すべきパワーＰＴの値を決定。この値ＰＴの決定には、一般に、メモリに記憶されている離散的数値の間の内挿が含まれる（ボックス１２）。
−上述のステップで決定したパワー値ＰＴに基づくと共に、上述の式（１）を適用することにより、エンジンＥから供給すべき駆動トルクＣＭＲＥＦを計算（ボックス１３）。
−前進速度ｖの計算値または取得値と、決定されたパワー値ＰＴとに基づいて、メモリＭ２に記憶したギヤシフトマップを参照することにより、必要なギヤ比すなわちトランスミッション比τｎを決定（ボックス１４）。
−トランスミッション比τｎが、現在実現されているトランスミッション比τｉに等しいかチェック（ボックス１５）。
−  τｎ＝τｉの場合には、システム制御ユニットＳＣＵは、エンジンＥの管理ユニットＥＣＵに対して、必要な駆動トルクＣＭＲＥＦの計算値を示す信号を供給する。このエンジン管理ユニットＥＣＵは、エンジンＥが駆動トルクＣＭＲＥＦを供給するように燃料噴射を制御する（ボックス１６）。
−  τｎがτｉと異なる場合には、システム制御ユニットＳＣＵは、ギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵに対して、トランスミッション比の変更を要求すると共に実現すべき比τｎを示す信号を送出する。システム制御ユニットＳＣＵは、また、エンジン管理ユニットＥＣＵおよびギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵに対して、ギヤシフト過程の完了後にエンジンＥより供給されるべき目標駆動トルク値ＣＭＲＥＦを示すトルク目標信号を供給する。ギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵは、トランスミッション比の変更を監督し、クラッチＦおよびギヤボックスＧにそれぞれ付随するアクチュエータＡ，Ｂを制御する（ボックス１７）。
【００５３】
このギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵは、ギヤシフト過程に有効な自動車トランスミッションの単純な数学モデルを使用してギヤシフトを監督すべく構成されることが有効である。
【００５４】
このギヤシフト制御の複雑さは、エンジンＥの動作と、摩擦クラッチＦおよびギヤボックスＧに付随するアクチュエータＡ，Ｂの動作とを協調させて、ギヤシフトの推移を可能な限り快適かつ迅速にする必要性に起因する。
【００５５】
ギヤまたはトランスミッション比のシフト操作は、基本的に以下のステップを含む。
−エンジンＥから供給する駆動トルクＣＭの低減、および、クラッチＦの離切。
−現在のギヤの離切、および、新たなギヤの選択および結合。
−クラッチＦの再結合、および、駆動トルクの回復。
【００５６】
性能低下を来さずにギヤシフトの快適性を達成するためには、制御システムは、ギヤシフト動作に要する時間を可能な限り短縮する必要があると共に、運転者の「フィーリング」を考慮に入れて駆動力の低減および増加の過程を変調する必要がある。
【００５７】
以下に説明する実施例において、それは、「ジャーク指向」戦略、すなわち、自動車の前進加速度の時間微分であるジャークを低減する方向の戦略、を行うことにより実現される。
【００５８】
実際のところ、測定されるジャークは、乗客が感じるギヤシフトの快適さの度合の良き指標であることが、統計的解析により明らかになっている。ジャークは、また、運転者が感じるギヤシフトの快適さに関係するパラメータでもある。しかし、運転者の判断は、ギヤシフトに要する全時間に渡る前進加速度の積分値にも影響されるが、これは、遅さの感覚とも関係している。
【００５９】
本考案に係る駆動制御システムにおいては、システム制御ユニットＳＣＵは、上述の方法によるギヤシフトの実行を決定するだけでなく、ギヤシフト過程中のジャークの目標値ＪＲＥＦを指定すべく構成されてもよい。
【００６０】
このためには、システム制御ユニットＳＣＵは、考慮中のエンジン−トランスミッションユニットを備えた自動車に関して実験的に導き出された目標ジャーク値を、車輪に印加すべきパワーＰＴの関数として記憶した更なるメモリＭ３（図２）を付随していてもよい。
【００６１】
実験測定に基づけば、たとえば、目標ジャーク値をパワーＰＴの関数として、たとえば、図６に基づいて規定することができる。ジャーク曲線をパワーＰＴの関数として離散的に表現している値はメモリＭ３に記憶される。
【００６２】
ギヤシフト手続を実行するために、システム制御ユニットＳＣＵは、また、上述の方法により決定した必要なパワーＰＴに基づいて、メモリＭ３にアクセスし、内挿することにより選択または決定されたジャーク目標値ＪＲＥＦを、ギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵに対して指定する。
【００６３】
ギヤシフト過程中に、エンジンＥから供給される駆動トルクおよび駆動輪に伝達されるトルクを、リアルタイムで決定するために使用するエンジン／トランスミッション／駆動輪ユニットのモデルは、図７に示した基本図とこれに対応する以下の数式に基づいている。
クラッチＦ結合時：
【数３】
0003151110.tif 000006
クラッチＦ離切時：
【数４】
0003151110.tif 000007
【数５】
0003151110.tif 000008
ここで（図６も参照）、
ＣＭ，ＪＭ，ωＭは、それぞれ、エンジンＥの軸Ｍから供給されるトルク、エンジン軸Ｍの慣性モーメント、この軸の回転速度、であり、
ＣＦ，ＸＦは、それぞれ、摩擦クラッチＦからギヤボックスＧの１次軸Ｐに伝達されるトルク、摩擦クラッチＦの可動部材の位置、であり、
ＣＲ，ＪＰ，ωＰは、それぞれ、ギヤボックスＧの１次軸Ｐ上の抵抗トルク、１次ギヤボックス軸Ｐ上の等価慣性モーメント、この１次軸の角速度、である。
【００６４】
上述の式（３），（５）を参照すれば、抵抗トルクＣＲは、第１近似として、ギヤシフト過程中一定であると見なしてよい。
【００６５】
式（３）〜（５）に基づけば、ギヤシフトの各過程は以下のように解析できる。
【００６６】
トルク低減過程
図８を参照すれば、この過程は初期時刻ｔ０から後の時刻ｔ１まで継続し、その長さはｔＵである。
【００６７】
この過程中に、駆動トルクＣＭは、その初期値ＣＭ０から徐々にゼロまで低減しなければならない。摩擦クラッチＦにより伝達されるトルクＣＦも、同期してゼロまで低減しなければならないが、このとき、図８の下のグラフに示したように、駆動トルクＣＭに等しく維持される。したがって、このトルク低減過程では、初期条件は以下のようになる。
【数６】
0003151110.tif 000009
また、最終条件は以下のようになる。
【数７】
0003151110.tif 000010
【００６８】
ｔ＝ｔ０からｔ＝ｔ１の間の推移では、上述の式（３）と、抵抗トルクＣＲが一定であるとの仮定とにに基づいて、以下のようになる。
【数８】
0003151110.tif 000011
【００６９】
式（６）においては、慣性モーメントＪＰは、ギヤシフト過程の開始時に実現されていたトランスミッション比τｉに対応するものである。
【００７０】
自動車の前進加速度ａｘは、エンジンＥの軸Ｍの角加速度と、以下の数式で表わされる関係がある。
【数９】
0003151110.tif 000012
ここで、ωＷ，Ｒは、それぞれ、駆動輪の角速度および回転半径である。
【００７１】
ジャークは前進加速度ａｘの時間微分である。したがって、以下のようになる。
【数１０】
0003151110.tif 000013
【００７２】
この過程中、ジャークが一定値を維持すると共に所定の目標値ＪＲＥＦに等しくあるためには、駆動トルクＣＭは、線形カーブに基づいて低減しなければならない。トルク低減過程の完了時には、摩擦クラッチＦにより伝達されるトルクＣＦもゼロでなければならないので、図８の下のグラフの左部分に示したように、トルクＣＦにも同じ線形低減カーブが適用される。したがって、以下のようになる。
【数１１】
0003151110.tif 000014
【００７３】
トルク低減過程の期間(長さ)ＴＵは、所定のジャーク目標値ＪＲＥＦに基づいて上述の式（８）により一意に決定される。したがって、以下のようになる。
【数１２】
0003151110.tif 000015
【００７４】
同期過程
この過程中には、摩擦クラッチＦが離切され、ギヤ比τｉが離切され、新たなギヤ比τｎで結合される。
【００７５】
これらの操作中には、１次ギヤボックス軸Ｐの角速度は、同期装置の性能と摩擦クラッチＦに付随するアクチュエータＡの特性とに依存する時間内に、ωＷτｉからωＷτｎへと変化する。
【００７６】
この過程の完了時には、以下のようになる。
【数１３】
0003151110.tif 000016
【００７７】
トルク再印加過程
この過程（図８）は、期間ＴＬ＝ｔ３−ｔ２を有する。
【００７８】
この過程中には、駆動トルクＣＭおよび摩擦クラッチＦにより伝達されるトルクＣＦは、前もって計算した最終値ＣＭＲＥＦに達すべく、エンジン軸Ｍの角速度ωＭとギヤボックスＧの１次軸Ｐの角速度ωＰとに同期しなければならない（図５、ボックス１３）。
【００７９】
したがって、この過程では、初期条件は以下のようになる。
【数１４】
0003151110.tif 000017
また、最終条件は以下のようになる。
【数１５】
0003151110.tif 000018
【００８０】
ｔ２〜ｔ３の間の推移では、上述の式（５）と、抵抗トルクＣＲが一定であると共に値ＣＲ０に等しいとの仮定とにに基づいて、以下のようになる。
【数１６】
0003151110.tif 000019
このＪＰは、新たなギヤ比τｎに基づいて、このとき計算された値である。
【００８１】
この過程中には、自動車の前進加速度ａｘは以下のようになる。
【数１７】
0003151110.tif 000020
【００８２】
したがって、ジャークは以下のようになる。
【数１８】
0003151110.tif 000021
【００８３】
この過程中にジャークを一定値に維持するためには、駆動トルクＣＭおよび摩擦クラッチＦにより伝達されるトルクＣＦの両方を、図８の下のグラフの右部分に示したように、線形カーブに基づいて制御する必要がある。この時、以下のようになる。
【数１９】
0003151110.tif 000022
【数２０】
0003151110.tif 000023
【数２１】
0003151110.tif 000024
【００８４】
トルク再印加過程の全体期間ＴＬは、式（１４），（１５）に基づくと共に、ジャークが目標値ＪＲＥＦを取らねばならないことから、以下のようになる。
【数２２】
0003151110.tif 000025
【００８５】
時間長さＴＭは、クラッチＦにより伝達されるトルクによりエンジンＥの軸Ｍが減速するに必要な期間を表わす。この期間の長さは、エンジン軸Ｍの角速度ωＭと１次ギヤボックス軸Ｐの角速度ωＰとの同期に関連する制約に基づいて決まる。
【００８６】
したがって、期間ＴＭの長さは、上述の式（４），（５）のｔ２〜ｔ３における時間積分に対応する２つの式を解くことで計算できる。その解は、以下のようになる。
【数２３】
0003151110.tif 000026
【００８７】
エンジン管理ユニットＥＣＵおよびギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵは、駆動トルクＣＭおよびクラッチＦにより伝達されるトルクＣＦに対し、上述した種々の規則を実行すべく構成される。
【００８８】
しかし、上述の自動駆動制御システムは、実質的に従来技術に基づいてサーボ支援ギヤボックスＧを「手動」制御することもできるよう構成されてもよい。このために、ユーザが操作のタイプ（手動または自動）を選択するために手動操作できるセレクタＭ／Ａ（図２）と、運転者が実行したいトランスミッション比を示す信号をユニットＳＣＵに供給するための追加のセンサ装置ＳＭと、がシステム制御ユニットＳＣＵに接続されている。センサＳＭは、ジョイスティック型装置、押ボタン、上下選択レバー、等の、トランスミッション比を選択するための公知のタイプの装置と協働する位置センサであってもよい。
【００８９】
「手動」操作モードでは、システム制御ユニットＳＣＵは、上述の制御方法を実行しない。システム制御ユニットＳＣＵは、アクセルペダル位置αに対応する駆動トルクＣＭをエンジンＥから得るために運転者がアクセルペダルＡＰから与える命令をユニットＥＣＵに転送すること、および運転者が実行したいトランスミッション比を示す信号をギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵに転送すること、のみを行なう。
【００９０】
図２に示した制御システムのアーキテクチャは、様々に可能なアーキテクチャの１例に過ぎない。
【００９１】
可能な別のアーキテクチャを図９に示した。図中、説明済みの部分および要素には上述のものと同じ参照符号を付した。
【００９２】
図９に示した構成においては、図２の制御ユニットＳＣＵの機能が、エンジンＥ制御ユニットＥＣＵとギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵとに分割されている。これらは、ＣＡＮタイプ等の通信ネットワークＣＮにより相互に接続されている。特に、駆動能力マップを備えたメモリＭ１は、エンジン制御ユニットＥＣＵに付随している。ＥＣＵには、センサＳ１（アクセルペダルＡＰの位置α）およびセンサＳ２（エンジンＥの軸Ｍの角速度ωＭ）も接続されている。
【００９３】
これに対し、メモリＭ２（ギヤシフトマップ）およびメモリＭ３（ジャークマップ）が存在する場合には、センサＳｎ（実現される比τｉ）、セレクタＭ／Ａ、センサＳＭ、と共に、ギヤシフト制御ユニットＧＳＣＵに付随する。
【００９４】
自動操作中には、ユニットＥＣＵは、前進速度ｖを計算し、パワーＰＴの値を決定し、これに対応するトルクＣＭＲＥＦを計算する。また、このユニットＥＣＵは、速度ｖの値とパワーＰＴの値とをユニットＧＳＣＵに伝送する。このユニットＧＳＣＵは、実現すべきトランスミッション比τｎと共にジャーク目標値ＪＲＥＦを決定し、次いで、必要な場合には、実質的に上述の方法によりユニットＥＣＵと協働してトランスミッション比の変更を制御する。
【００９５】
使用する制御ユニット間でのタスク分担を変えることにより、または、全システムを制御する単一の制御ユニットを用いることにより、別のアーキテクチャを採用することも当然に可能である。
【図１】
0003151110.tif 000027
【図２】
0003151110.tif 000028
【図３】
0003151110.tif 000029
【図３ａ】
0003151110.tif 000030
【図３ｂ】
0003151110.tif 000031
【図４】
0003151110.tif 000032
【図５】
0003151110.tif 000033
【図６】
0003151110.tif 000034
【図７】
0003151110.tif 000035
【図８】
0003151110.tif 000036
【図９】
0003151110.tif 000037