(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ユニットにより与えられるトルクが車両の駆動列内の振動を低減する方向に調節される車両駆動ユニットの制御方法において、
トルクの調節が、前記駆動ユニットの実際回転速度と、前記駆動列内のトルク状態に基づいて得られるモデル回転速度との比較から導入され、前記モデル回転速度が加速トルクＭｂｅｓの積分を介して形成されることを特徴とする車両駆動ユニットの制御方法。
【請求項２】
前記加速トルクＭｂｅｓが、前記駆動ユニットにより発生されるトルクＭｉｎｄおよび前記駆動列の出力端における負荷トルクの関数として形成されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記駆動列の出力端における負荷トルクが、前記実際回転速度と前記モデル回転速度との間の差の関数として形成されることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
前記実際回転速度と前記モデル回転速度との間の回転速度差が比例要素によりトルク修正値ΔＭARに変換され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。
【請求項５】
前記トルク修正値が計算により点火角に対する修正値に変換されることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
前記実際回転速度と前記モデル回転速度との間の回転速度差が高域フィルタ特性を有するフィルタによりフィルタリングされ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。
【請求項７】
前記トルクの調節が制御器により行われ、該制御器が、エンジンから得られるトルクと前記駆動列内の出力端における負荷トルクとの比較から得られる、分離された回転速度振動を、トルク修正に変換す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。
【請求項８】
前記制御器がコンピュータプログラムとして設計され、該コンピュータプログラムは角度に同期してランされることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
駆動ユニットにより与えられるトルクを車両の駆動列内の振動を低減する方向に調節する、制御ユニットを有する車両駆動ユニットの制御装置において、
前記制御ユニットが、実際回転速度と前記駆動列内のトルク状態に基づいて得られたモデル回転速度とに基づいてトルクを調節する制御器を含み、前記モデル回転速度を加速トルクＭｂｅｓの積分によって形成する積分器が設けられることを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車駆動ユニットの制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
欧州特許第４４７３９３Ｂ１号（米国特許第５２０９２０３号）から内燃機関のトルク制御方法および装置が既知であり，この場合，車両駆動列内の振動を減衰させるために内燃機関の点火角が変化される。車両の車輪回転速度と内燃機関のエンジン回転速度との間の差に基づき，この差を減少させる方向に内燃機関の点火角を変化させることが提案されている。発生する振動に関して支配的なエンジントルク変数が十分には考慮されていないので，このような制御装置は作動点に対する著しい依存性を示している。
【０００３】
ドイツ特許公開第４２３９７１１号から，測定されたエンジン回転速度ならびに内燃機関に供給される空気量に基づいて内燃機関により発生される燃焼トルクを計算することが既知である。さらにこの場合，内燃機関の制御のために所定のエンジントルク変化の関数として点火角を変化させることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車両の駆動列内の振動を回避するのに最適な制御方法および装置を提供することが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
車両駆動ユニットの制御方法および装置において，駆動ユニットにより与えられるトルクは，車両の駆動列内の振動を低減する方向に調節される。
【０００６】
トルクの調節は，駆動ユニットの実際回転速度と，車両の駆動列内のトルク状態に基づいて決定されるモデル回転速度との比較に基づき行われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施態様により詳細に説明する。
【０００８】
図１は内燃機関の制御装置の全体ブロック回路図を示す。この場合，多シリンダ内燃機関が１０で示され，多シリンダ内燃機関１０は吸気系統１２ならびに出力軸１４を備えている。吸気系統１２内にとくに，内燃機関への空気供給量（空気供給質量，空気供給容量，吸気管圧力）を測定するための測定装置１６が設けられ，この測定装置１６から内燃機関を制御するための電子式制御ユニット２０へライン１８が出ている。出力軸１４の範囲内に内燃機関１０の回転速度を測定するための測定装置２２が図示され，この測定装置２２から制御ユニット２０へライン２４が通じている。制御ユニット２０は，内燃機関および／または車両のその他の運転変数を測定するための測定装置３０ないし３２からのその他の入力ライン２６ないし２８を有している。このような運転変数は，たとえばエンジン温度，車両速度，加速ペダル操作度（ドライバ希望），変速機段，他の制御ユニット（変速機制御，駆動滑り制御）からの制御信号等である。少なくとも１つの出力ライン３４を介して制御ユニット２０は内燃機関１０の点火角を制御する。さらに，制御ユニット２０は燃料供給量を調節するためのその他の出力ライン３６ならびに場合により内燃機関への空気供給量を調節するための出力ライン３８を有している。
【０００９】
制御ユニット２０は，当業者には既知の，ここには詳細に示されていない，点火角，燃料噴射および／または内燃機関への空気供給量を制御するための機能を実行する。さらに，制御ユニット２０は駆動列内の振動を回避するための以下に示す制御器を含んでいる。
【００１０】
出力軸１４の弾性により，とくに内燃機関が定トルク運転から加速運転に移るときに振動が発生し，この振動は車両に伝達されて乗心地および自動車の走行性能に著しい影響を与えることがある。
【００１１】
車両の駆動列（エンジン，出力軸，積載荷重）を質量−ばね系（２質点振動系）とみなした場合，振動は入力側トルク（エンジントルク）ならびに出力側トルクの関数として表現される。出力側トルクは，入力側回転速度および出力側回転速度の間の（適切に重みづけされた）差および駆動列の入力角と出力角との間の（適切に重みづけされた）差の和として近似的に表現される。
【００１２】
この知見に基づき，エンジンにより与えられるトルクを加速トルク（＝エンジントルク−負荷トルク）から導かれるモデル回転速度と実際回転速度との差の関数として調節する制御器が適切であることがわかっている。この場合，加速トルクはモデルにより計算されたトルク（燃焼トルク）とシミュレートされた負荷との差から計算される。
【００１３】
それに応じて，本発明による制御器は図２に記載の構造を示している。
【００１４】
特性曲線群１００にライン２４（エンジン回転速度）および１８（エンジン負荷）が供給される。出力ライン１０２はエンジンの燃焼トルクＭｉｎｄを示す値を制御器９９にとくに結合段１０４に供給している。この場合，エンジントルクＭｉｎｄは基本点火角（ノッキング制御等のような修正を有する回転速度／負荷特性曲線の点火角）の調節のときに存在するような燃焼トルクに対応する。結合段１０４の出力ライン１０６は加速トルクＭｂｅｓを示す値を積分器１０８に供給する。積分器１０８の出力ライン１１０はモデル回転速度Ｎｍｏｄを示す値を第２の結合段１１２に供給する。さらに，この結合段１１２にはライン２４を介して実際回転速度Ｎｉｓｔが供給される。モデル回転速度Ｎｍｏｄと実際回転速度Ｎｉｓｔとの間の差Ｎｄｉｆｆを示す値を伝送する結合段（比較段）１１２の出力ライン１１４は，第３の結合段１１６，フィルタ１１８および比例制御器１２０に通じている。比例制御器１２０の出力ライン１２２は結合段１０４に通じている。フィルタ１１８の出力ライン１２４は結合段１１６に通じている。結合段１１６から比例制御器１２８に出力ライン１２６が出て，比例制御器１２８の出力ライン１３０は要素１３２に通じている。要素１３２の出力ライン１３４は点火角修正値ΔＺＷを出力し，点火角修正値ΔＺＷは修正段１３６に供給される。修正段１３６にはさらに，ライン１３８を介して点火角決定要素１４０から基本点火角ＺＷｂａｓｅが供給される。点火角決定要素１４０には少なくともライン１８および２４が供給される。修正段１３６の出力ラインは点火角を調節するためのライン３４を形成している。
【００１５】
特性曲線群１００において，供給される運転変数すなわち回転速度およびエンジン負荷（空気供給質量，空気供給容量，吸気圧力）から基本点火角においてエンジンにより発生される燃焼トルクＭｉｎｄが形成される。比較段１０４において，この燃焼トルクが，比例制御器１２０によりシミュレートされた駆動ユニットの出力側の負荷トルクと比較され，これから加速トルクＭｂｅｓが形成される。この加速トルクは積分器１０８に供給される。この積分器は加速トルクと実際に投入されたギヤ段に対する出力回転速度との間の関係を示している。したがって，積分結果はモデル回転速度Ｎｍｏｄを示し，このモデル回転速度は，比較段１１２において，測定されたエンジンの実際回転速度Ｎｉｓｔと比較される。この比較から形成された回転速度差Ｎｄｉｆｆは比例制御器１２０を介して比較段１０４にフィードバックされる。比例制御器１２０は，２質点系振動モデルから導かれる，エンジン回転速度と出力回転速度との差と，負荷トルクとの間の関係をシミュレートする。この場合，比例定数は対応する次元を有している。比例制御器１２０の出力値は駆動列の出力側に存在する負荷トルクを示し，この負荷トルクは比較段１０４においてエンジンにより発生される回転トルクから差し引かれて加速トルクを形成する。
【００１６】
車両が定トルク運転にあってドライバが加速ペダルを操作することにより急に加速運転を導入したとき，負荷トルクが小さい場合には大きな燃焼トルクＭｉｎｄが発生され，これにより大きな加速トルクＭｂｅｓが発生する。この加速トルクは積分器１０８の遅延作用によりモデル回転速度Ｎｍｏｄに変換される。モデル回転速度Ｎｍｏｄと実際回転速度Ｎｉｓｔとの間の差Ｎｄｉｆｆから，変動する負荷トルクが比例部分１２０によりシミュレートされ，移行過程が終了した後はシミュレートされた負荷トルクは燃焼トルクに対応し，したがって加速トルクは０となりかつモデル回転速度は実際回転速度にほぼ等しくなる。この場合に，車両出力軸のねじりの変化を特徴とする移行状態が終了する。
【００１７】
純粋な振動成分を分離するために、比較段１１２において形成された回転速度差Ｎｄｉｆｆから、低域フィルタ１１８によりフィルタリングされて、回転速度差信号内の等値成分Ｎｏｆｆが求められる。低域フィルタにより形成された等値成分Ｎｏｆｆは比較段１１６において信号から差し引かれ、この結果ライン１２６を介して回転速度差の変動すなわち純粋な振動のみが比例制御器１２８に供給される。フィルタ１１８および比較段１１６によるフィルタリングはまた高域フィルタに対応する。比例制御器１２８はとくに比例成分を示し、比例成分は回転振動を低減するために必要なトルク変動ΔＭARを回転速度差から形成する。この場合もまた、比例制御器の比例定数は計算により回転速度をトルク値に変換するために必要な次元を有している。トルク修正ΔＭARは、好ましい実施態様においては、とくに特定の表を示す要素１３２において調節すべき点火角に対する修正値ΔＺＷに変換されかつ修正段１３６において修正値ΔＺＷによりたとえば加算、減算または掛算により基本点火角に対し修正が行われる。修正点火角ＺＷは最後に出力ライン３４を介して調節され、ここでモデル回転速度と実際回転速度との回転速度差は明らかに低減される。
【００１８】
駆動列に振動が発生したときの制御器９９の作用が図３および図４に示されている。この場合，図３は制御器のない車両の挙動を示し，図４には制御器を有する同じ車両の挙動が示されている。
【００１９】
図３ａはドライバにより与えられるトルクＭの時間曲線を示し，一方図３ｂにはエンジン回転速度Ｎの時間曲線が示されている。時点ｔ0までは車両は定トルク運転であると仮定する。時点ｔ0においてドライバは加速ペダルを存在することによりトルクを上昇し，時点ｔ1までトルクは上昇する。この間に回転速度は上昇し，ここでとくに時点ｔ0の直後に回転速度の著しい振動が認められる。時点ｔ1においてドライバは加速ペダルを放すことにより再び定トルク運転に戻したとする。これによりエンジン回転速度は徐々に低下し，この場合もまた同様に振動が認められる。
【００２０】
一方同様な図で示した図４においては，時点ｔ0の直後においてエンジン回転速度の振動は著しく低減されている。時点ｔ1の直後の挙動に対しても同様に振動が著しく低減されている。したがって，本発明による制御器を使用することにより駆動列の振動が著しく低減され，場合により完全に解消され，したがって車両の乗心地および走行性能が著しく改善される。
【００２１】
好ましい実施態様においては，制御器はプログラムの範囲内での計算により作動される。この場合，上記のように作動するこのプログラムは，入力軸の位置に同期して（角度同期）ランされる。この結果実際のトルク修正値が求められ，これにより振動は正確に補償される。モデル回転速度を形成するために簡単かつ迅速に計算するモデル（車両積分器１０８，負荷トルクのシミュレータ１２０）が使用されるので，振動の補償が可能となるのである。
【００２２】
内燃機関により発生される燃焼トルクに基づく制御計算のほかに，他の有利な実施態様においては，内燃機関の範囲内で発生する他のトルクすなわちクランク軸に存在するトルクが使用される。
【００２３】
点火角を調節するほかに，有利な実施態様においては，点火角修正に加えてまたはその代わりとして，トルク修正値に基づき力の供給量および／または空気供給量が調節され，これにより振動が低減される。
【００２４】
さらに，本発明による制御器は内燃機関における使用に限定されず，有利な実施態様においては，駆動状態が変動して同様な駆動列振動が発生するたとえば電動機のような同様なトルク値が利用される場合においても使用可能である。
【００２５】
【効果】
本発明による制御器は内燃機関の駆動列内の振動を回避する。この制御器は作動点に無関係でありしたがってより安定な制御および制御器のより簡単な設計が可能であることはとくに有利である。
【００２６】
振動が，エンジン回転速度の，駆動ユニットのトルクから得られるモデル回転速度との比較により抑制されることはとくに有利である。これにより，調節されるトルクしたがってドライバ希望それ自身が共に考慮される。
【００２７】
モデル回転速度を決定するための簡単なモデルが使用可能であることはとくに有利である。
【００２８】
定トルク運転から加速運転に移り変わるときのいわゆる荷重衝撃が発生したとき，この制御器はとくに有利な特性を示す。
【００２９】
制御器の簡単な構造により，コンピュータにおいて低い計算負荷で計算を実行することが可能である。この場合，実行される計算プログラムは角度に同期してランされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は内燃機関の制御装置の全体ブロック回路図である。
【図２】本発明による制御器のブロック線図である。
【図３】本発明による制御器がない場合のトルク−時間曲線（図３ａ）および回転速度−時間曲線（図３ｂ）である。
【図４】本発明による制御器がある場合のトルク−時間曲線（図４ａ）および回転速度−時間曲線（図４ｂ）である。
【符号の説明】
１０  多シリンダ内燃機関
１２  吸気系統
１４  出力軸
１６  測定装置（空気供給量）
１８，２４，２６……２８，３６，３８，１０２，１０６，１１０，１１４，１２２，１２６，１３０，１３４  ライン
２０  電子式制御ユニット
２２  測定装置（エンジン回転速度）
３０……３２  測定装置（エンジンおよび／または車両の運転変数）
９９  制御器
１００  特性曲線群
１０４，１１２，１１６  結合段
１０８  積分器
１１８  低域フィルタ
１２０，１２８  比例制御器
１３２  要素
１３６  修正段
１４０  点火角決定要素
Ｍｂｅｓ  加速トルク
Ｍｉｎｄ  エンジンの燃焼トルク
Ｎｄｉｆｆ  回転速度差
Ｎｉｓｔ  実際回転速度
Ｎｍｏｄ  モデル回転速度
Ｎｏｆｆ  回転速度差信号の等値成分
ＺＷｂａｓｅ  基本点火角
ＺＷ  修正点火角
ΔＭAR  トルク変動（トルク修正）
ΔＺＷ  点火角修正値
【図１】
0004057663.tif 000002
【図２】
0004057663.tif 000003
【図３】
0004057663.tif 000004
【図４】
0004057663.tif 000005