(57)【要約】  エンジンとドライバにより操作可能なクラッチとを備えた車両を制御する方法が提供される。この方法は、車両の発進加速過程を識別するステップと、トルク要求パラメータ（アクセルペダル位置）をモニタするステップと、発進加速過程においてエンジンが超えてはならない出力トルク値を示すエンジン出力トルク制限パラメータを設定するステップと、トルク要求パラメータおよびエンジン出力トルク制限パラメータに基づいてエンジンを制御するステップとを有する。トルク要求パラメータは、ドライバが決定したトルク要求に基づいて決定される。
2017506306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとドライバにより操作可能なクラッチとを備えた車両を制御する方法であって、
車両の発進加速過程を識別するステップと、
トルク要求パラメータをモニタするステップと、
発進加速過程においてエンジンが超えてはならない出力トルク値を示すエンジン出力トルク制限パラメータを計算するステップと、
トルク要求パラメータおよびエンジン出力トルク制限パラメータに基づいてエンジンを制御するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
クラッチはドライクラッチであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エンジン出力トルク制限パラメータは所定のエンジン速度制限値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
エンジン出力トルク制限パラメータは調整可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
エンジン出力トルク制限パラメータは、トルク要求パラメータの関数として決定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
エンジン出力トルク制限パラメータは車両速度の関数として決定されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両のクラッチをモニタすること、任意的にはクラッチが解放されることをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の方法。
【請求項８】
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両速度が所定閾値を下回るタイミングをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の方法。
【請求項９】
車両の発進加速過程中に、エンジン出力トルク制限パラメータを変更するステップを有することを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の方法。
【請求項１０】
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に低減したエンジン速度に基づいて変更されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に増大したエンジン速度に基づいて変更されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
発進加速過程が完了したことを識別するステップを含み、完了後、エンジンはトルク要求パラメータに基づいて制御されることを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１に記載の方法。
【請求項１３】
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、クラッチの接続をモニタすることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、車両速度が閾値を超えることをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ可読媒体に担持されるコンピュータープログラムであって、
データプロセッサ上で実行されたとき、請求項１〜１４のいずれか１に記載の方法を実行するように動作可能であるコンピュータープログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータープログラムが書き込まれたコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
エンジンおよびドライバにより操作可能なクラッチを備えた車両を制御するための処理システムであって、
請求項１〜１４のいずれか１に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えた処理システム。
【請求項１８】
エンジンおよびドライバにより操作可能なクラッチを備えた車両のためのエンジン制御ユニットであって、請求項１〜１４のいずれか１に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えたエンジン制御ユニット。
【請求項１９】
請求項１７に記載の処理システム、または請求項１８に記載のエンジン制御ユニットを備えた車両。
【請求項２０】
添付図面を参照して実質的に上記説明した方法またはシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば車両が実質的に停止した状態から移動するときなどの車両の発進加速過程の制御方法に関する。本発明の態様はシステム、制御ユニット、およびそのシステムまたは制御ユニットを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
マニュアルトランスミッションを備えた車両は、エンジンとギヤボックス／トランスミッションとの間の連結を制御することにより、これら２つの構成部品の間のトルク伝達を制御するクラッチを備える。
【０００３】
クラッチは車両ドライバにより制御される。通常、たとえば乗用車またはトラックの手動操作式ペダルを用いて、クラッチを制御するが、たとえば自動二輪車のハンドルに取り付けられたレバーを用いて、他の方法によりクラッチを制御してもよい。
【０００４】
クラッチは、車両の使用時、エンジンとギヤボックスとの間で駆動力を接続および接続解除することにより、さまざまな手法で利用することができる。しかし車両が停止状態から発進するとき、クラッチの利用は特に重要であり、ドライバは、いわゆる「発進加速（プルアウェイ）過程」の車両の円滑な発進を実現するため、クラッチペダルおよびアクセルペダルの操作、さらに時にはブレーキペダルの操作をバランスよく行うことが要求される。
【０００５】
発進加速過程は、一般に次のようなステップに沿って進行する。まずエンジンがアイドリング状態で、ギヤボックスがニュートラルすなわち「Ｎ」の状態にあるとき、ドライバはクラッチペダルを踏み込むことにより、クラッチが解放されて、後退ギヤまたは複数の前進ギヤのうちの１つからギアを選択することができる。ギア比が妥当であるため、通常発進加速過程では、ファーストまたはセカンドギヤが選択される。次にアクセルペダルを踏み込むことにより、エンジンがより大きな余剰トルクを有する速度範囲までエンジン速度を増大させる。その直後に、クラッチの「バイトポイント（噛み合い点）」を見出せるようにクラッチペダルを徐々に戻すと、トルクがエンジンからギヤボックスそして車両の駆動輪へと伝達し始める。クラッチペダルをさらに戻すと、さらにトルクが伝達され、この時点でドライバはアクセルペダルを調節して、エンジンスピードを十分高くし、エンジンストップを起こす危険がないようにし、最終的にはクラッチを完全に「戻す」または「接続」状態とすることにより、通常の運転過程を始める。
【０００６】
特に直線的で平坦な道路を運転する際、上述の一連の事象は、通常、ほとんどのドライバには自然に身についていて、特に意識する必要はない。しかし上り坂であるとき、および／またはたとえばトレーラを牽引して負担がかかっているときに発進加速過程を実行する場合は、クラッチ、ブレーキ、およびアクセルペダルの間でバランスを取ることは遥かに困難になる。これらの状況下で停止状態から車両を発進させるためには、より大きな車輪トルクが必要となるため、ドライバは、クラッチを離すことにより牽引トルクを得るとき、エンジン速度が落ちないように注意深い配慮が要求される。これは、しばしばクラッチの操作中のアクセルペダルの過剰補償とエンジンの過剰回転につながる。これはクラッチを過度に摩耗させ、クラッチを早期に交換する必要性を招き、さらには白煙の排ガスおよび特有の不快な臭いが発生する。単に、より頑丈なクラッチを取り付けることは、車両重量軽減の取り組みおよび迅速な応答性能を損なうものである。
【０００７】
こうした背景に鑑みて、本発明は考案されたものである。
【発明の概要】
【０００８】
本発明に係る１つの態様によれば、エンジンとクラッチとを備えた車両を制御する方法が提供される。この方法は、車両の発進加速過程を識別するステップと、トルク要求パラメータをモニタするステップと、発進加速過程においてエンジンが超えてはならない出力トルク値を示すエンジン出力トルク制限パラメータを設定するステップと、トルク要求パラメータおよびエンジン出力トルク制限パラメータに基づいてエンジンを制御するステップとを有する。トルク要求パラメータは、ドライバが決定したトルク要求に基づいて決定される。
【０００９】
有益なことに、この制御方法は、発進加速過程において車両のクラッチを介して伝達可能なトルクを制限することにより、エンジン速度を所定レベルに制限する。しかしトルク要求パラメータは、たとえばアクセルペダル位置を設定することによりドライバが決定するため、エンジンの最終的な制御はドライバが握っていることに留意されたい。したがって、ドライバは、たとえばクラッチを解放し、および／またはブレーキを掛けて車両を減速させ、停止させることにより、発進加速過程を終了させる能力を有する。したがって発進加速過程内の任意の時点において、ドライバは車両を制御する能力を失うことはない。
【００１０】
クラッチはドライバにより操作可能なクラッチであってもよい。１つの実施形態においてクラッチはドライクラッチであってもよい。クラッチの接続または接続解除はドライバの操作を必要とする点で、クラッチの操作は実質的に手動式である。
【００１１】
エンジン出力トルク制限パラメータは所定のエンジン速度制限値に基づいて決定されるものであってもよい。換言すると、エンジン出力トルク制限パラメータは、エンジンがエンジン速度制限値を超えないような値に計算で求めることができる。
【００１２】
１つの実施形態において、エンジン出力トルク制限パラメータは定数であってもよい。この制御方法をより柔軟なものとするために、エンジン出力トルク制限パラメータは調整可能であってもよい。エンジン出力トルク制限パラメータの調整は、さまざまな方法で実現可能である。
【００１３】
１つの変形例によれば、エンジン出力トルク制限パラメータは、たとえばアクセルペダル位置で設定されるトルク要求パラメータの関数として決定されるものであってもよい。すなわちドライバがアクセルペダルをより強く踏み込む場合、より大きいエンジン出力トルク制限パラメータを設定してもよい。これは車両が負荷のかかった状態や急な上り坂で発進加速が必要な場合には望ましい。
【００１４】
発進加速過程は、クラッチが解放されるタイミングおよび／または車両速度が所定閾値を下回るタイミングをモニタすることにより識別することができる。
【００１５】
逆に、クラッチが完全に接続されたとき、エンジン出力トルク制限パラメータを解除することにより発進加速過程を終了させてもよい。また車両速度が所定閾値を上回るタイミングをモニタすることにより発進加速過程を終了させてもよい。
【００１６】
有益なことに、エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中、車両速度の関数として調整することができる。
すなわち発進加速過程が進行するにつれ、トルク制限値が増大して、最終的には、最大トルク能力を発揮させ、ドライバがエンジン速度全範囲にわたって制御できるように解除される。
【００１７】
本発明は、コンピュータ可読媒体に担持されるコンピュータープログラムを含み、コンピュータープログラムデータプロセッサ上で実行されたとき、上記説明した制御方法を実行する。また本発明は、前記コンピュータープログラムが書き込まれたコンピュータ可読媒体と、エンジンおよびクラッチを備えた車両を制御するための処理システムであって、上記説明した方法を実行するように構成されたコントローラを含む処理システムと、こうした処理システムを備えた車両を含む。
【００１８】
本発明に係る別の態様によれば、エンジンとドライバ操作によるクラッチを含む車両のためのエンジン制御ユニットが提供され、このエンジン制御ユニットは、先の段落で上記説明した方法を実行するように構成されている。このように制御ユニットは、エンジンへの燃料供給を制御するものであるが、オートマチックトランスミッションを備えた車両に必要な追加的な制御ユニットを設けることなく、上述の方法を実行することができる。とりわけ上記構成によれば、トランスミッション専用の制御モジュールからの任意の入力信号を必要とすることなく、車両の発進加速過程において、ドライバにより操作可能なクラッチを介して伝達されるエネルギを、エンジン制御ユニットを用いて、すなわち要求トルクを制限することにより制御することができる。
【００１９】
本願の範疇において、上記段落、請求項および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
添付図面を参照しながら、単なる具体例として、１つまたはそれ以上の実施形態について以下説明する。
【図１】本発明に係る実施形態によるシステムの概略的なブロック図である。
【図２】本発明に係る実施形態によるアルゴリズムを示すブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る実施形態による制御ストラテジ（制御手法）を示すブロック図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係る実施形態による３つの「発進加速」シナリオ（状況）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る特定の実施形態について以下説明するが、各請求項で定義される発明の概念が完全に理解できるように数多くの特徴を詳細に説明する。しかし、本発明が特定の詳細事項にかかわらず効果的であること、またはここで問題にされるそれら特定の詳細事項を変更できることは当業者には自明であろう。いくつかの具体例において、本発明を分かりやすくするために、既知の方法、技術および構造に関する詳細な説明を省略した。
【００２２】
まず図１を参照すると、制御システム１は、ブロック図で図示され、車両が実質的に静止した状態から「通常の」走行状態に移行するいわゆる「発進加速過程」にある車両３のエンジン２を制御するように構成されている。車両が所定の速度を超えた時、またはクラッチペダルが実質的に解放されてギヤが完全に接続した時、通常走行状態にあると考えられる。
【００２３】
制御システム１の目的は、クラッチ接続やドライバのトルク要求などの複数のデータ入力をモニタすること、クラッチの過度の摩耗を避けるために、発進加速過程が識別されたときの車両３のエンジン２を制御することである。図１ではクラッチは特に示されていないが、その存在は示唆されている。このような仕組みにより、ドライバは、発進加速過程においてより的確に車両を制御し、エンジンストップを避けるようにアクセルペダル位置を調整する心配なく、または逆にエンジンを吹かし過ぎる心配なくクラッチの制御に集中することができる。
【００２４】
一般に、システム１はトルク要求管理モジュール４とトルク変換モジュール６とを含む。トルク要求管理モジュール４の役割は、車両のさまざまなシステムからの複数のトルク要求ソースを評価して、単一の「要求トルク」パラメータ５をトルク変換モジュール６に出力することである。これに対してトルク変換モジュール６は、トルク要求管理モジュール４で計算された要求トルクに可能な限り近いエンジン出力トルク値を出力するように、車両のエンジン制御に用いられる複数の制御信号を出力する。
【００２５】
トルク変換モジュール６からの出力信号は、エンジンを制御するために必要なものであり、図１に示すように、燃料噴射タイミング信号１０、燃料供給信号１２、バルブタイミング信号１４、および排気ガス循環バルブ制御信号１６を含んでもよい。上述の信号は、一例として挙げたものであり、網羅的なものであることを意図したものではないことを理解されたい。さらに述べておくべき点として、上記信号は（たとえばディーゼル燃料エンジンの）圧縮点火、または（たとえばガソリン燃料エンジンの）スパーク点火のいずれかを制御するのに適したものであってもよい。
【００２６】
トルク要求管理モジュール４は、複数の内部入力信号２０および一連の外部入力信号２２として定義される一連のデータを受信する。
【００２７】
内部入力信号は、エンジンに関連する信号であり、エンジンの出力トルクに影響を及ぼす。このような入力信号は、たとえばエンジン始動信号２０ａ、アイドリング速度制御信号２０ｂ、および最大「エンジン回転数」制限信号２０ｃを含んでもよい。当業者ならば他の内部トルク要求信号も含まれ得ることが理解される。
【００２８】
外部入力信号２２は、エンジンに直接には関係のない信号であり、たとえばドライバトルク要求信号２２ａ、クルーズ制御信号２２ｂ、および車両速度制限信号２２ｃを含んでもよい。同様に、当業者ならば他の外部トルク要求信号も含まれ得ることが理解される。たとえば、ドライバトルク要求信号２２ａは、アクティブ／アダプティブ型クルーズ制御システムまたは「テレイン・レスポンス（地形応答、登録商標）」として知られるオフロード速度制御システムなどの自律型システムからの信号に置き換えることができる。
【００２９】
エンジンのトルク出力は、アクセルペダル位置に呼応するドライバトルク要求信号２２ａにより主に決定されるため、影響力が最も高い外部入力信号はドライバトルク要求信号２２ａである。ドライバトルク要求信号２２ａは、車両のアクセルペダル位置の出力信号として、アクセルペダルに取り付けたロータリエンコーダなどの当業者に広く知られた適当なセンサから出力することができる。言うまでもなく、本願ではアクセル「ペダル」という用語が用いられるが、これは車両タイプの文脈によるものに過ぎず、この用語は、ツイストグリップおよび指操作レバーなどの他の加速機構も含む。
【００３０】
トルク要求管理モジュール４は、さらにクラッチ接続位置信号２４および車両速度信号２６を受信する。クラッチ接続位置信号２４は、クラッチペダルが「クラッチ接続」を示す位置にあるか否かを示す単純なオン／オフ信号であってもよい。接続位置ではエンジンはトランスミッション・インプットシャフトと接続され、そこでは通常クラッチペダルは一番上にある。そして「クラッチ非接続位置」ではエンジンはトランスミッション・インプットシャフトと切り離され、典型的にはクラッチペダルは一番下にある。択一的には、クラッチ接続位置信号２４は、クラッチペダルの位置またはクラッチ接続位置の一番上と一番下の間の中間的な値であってもよい。クラッチ位置信号はクラッチユニット自体に付随する適当な検知手段を用いて得るようにしてもよい。さらに択一的には、（直接測定または車輪速度から測定された）エンジン速度とギヤボックスのインプットシャフト速度とを比較して、クラッチ接続の度合いをアルゴリズムで計算することにより、クラッチ接続度合いを示すクラッチスリップ値を求めてもよい。
【００３１】
ここで、すべてのデータ入力信号がトルク要求管理モジュール４に直接入力されるように図示されていることに留意されたい。これは明確化のためであって、データ入力信号は、同様に当業者に広く知られ、理解される「ＣＡＮバス」のような適当な車両全体に及ぶ通信システムからも出力されてもよい。
【００３２】
上記の機能ブロックまたは機能モジュールは、ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアとして実現可能である。ここで、これらのモジュールは独立の構成部品として区別されているが、これはシステムの機能を理解しやすくするためであり、特定のシステム構造的な態様を特定するものではないことを理解されたい。
すなわち、複数のモジュールのそれぞれの機能は、独立したハードウェアユニット上で実行され、または各モジュールの機能は共通のハードウェアユニット上で実行してもよい。同様に、複数のモジュールにより実現される機能は専用ハードウェアで実行してもよく、たとえばエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）などの既存のエンジン管理システム構成において機能を実現することも想定される。
【００３３】
図に戻って、トルク要求管理モジュール４は、特に、車両が実質的に静止状態にある時から、所定の運転状態に達する（１０マイル／時に達する（ただしこの値は重要ではない））までの期間とする、車両のいわゆる「発進加速過程」において、エンジンを制御するように動作可能である。択一的または追加的には、エンジン速度および選択されたギヤにおいて、たとえば所定範囲の車両速度で起こり得る所定のクラッチ接続度および所定のギア位置を特定することで、より複雑な運転状態が認識されたとき、発進加速過程が終了したと考えてもよい。所定のクラッチ接続度は、クラッチペダルに接続した連続センサを用いて、または上述の計算により測定してもよい。
【００３４】
より詳細に以下説明するように、発進加速過程が特定されると、トルク要求管理モジュール４は、１つまたはそれ以上の入力条件をモニタし、発進加速過程中のエンジン速度制限値（規制値）を適用する。入力条件には、たとえばアクセルペダルの位置から得られるドライバトルク要求が含まれる。図示された実施形態において、適用されたエンジン速度制限値は、ドライバトルク要求に呼応して変更可能であり、エンジンのトルク出力を調整して過度にクラッチが摩耗するのを避けるように選択される。発進加速過程の後半部において、トルク要求管理モジュール４は、車両速度が増大するにつれ、クラッチを介してより大きなトルクが伝達されるように、徐々にエンジン速度制限値に影響されないようにしてもよい。
【００３５】
このためトルク要求管理モジュール４は、図２および３に示すように、発進加速過程におけるエンジン制御方法、アルゴリズムまたはプロセスを実行するように動作可能である。
【００３６】
図２はトルク要求管理モジュール４で実行される簡単なアルゴリズムを示し、ここでは２つのトルク入力パラメータが調整または評価される。第１の入力パラメータ３０は事前に調整されたトルク要求値で、第２の入力パラメータ３２はエンジン出力トルク制限値であり、その判定についてはより詳細に以下説明する。
【００３７】
簡略化のため、ドライバトルク要求等の他の「内部」および「外部」トルク要求は、図１を参照して説明されたトルク要求管理モジュール４に入力されるが、事前調整されたトルク要求パラメータ３０に包含されると考えられる。
【００３８】
事前調整されたトルク要求パラメータ３０およびエンジン出力トルク制限パラメータ３２は、図１に示されるように、「調整済」トルク要求パラメータ５をトルク変換モジュール６に供給する最小化機能ブロック３４に入力される。したがって最小化機能ブロック３４は、事前調整されたトルク要求パラメータ３０またはエンジン出力トルク制限パラメータ３２のうち小さい方をトルクコンバージョンモジュール６に出力する。したがってエンジンは、事前調整されたトルク要求パラメータ３０およびエンジン出力トルク制限パラメータ３２に基づいて制御される。しかし、エンジン出力トルク制限パラメータ３２は、一連の初期条件が検出された後、エンジンのトルク出力に制限を加えるだけである。初期条件が検出されなければ、トルク制限値は、常に事前調整されたトルク要求パラメータ３０より大きくなるので、実際的には機能しない。したがって、初期条件が満たされない場合、車両の通常運転状態と同様、事前調整されたトルク要求パラメータ３０は、単に最小化機能ブロック３４を通過して、トルクコンバージョンモジュール６に出力される。
【００３９】
図３を参照してエンジン出力トルク制限パラメータ３２の判断について以下説明する。
【００４０】
制限値計算プロセス９０は、エンジン出力トルク制限パラメータ３２が調整されたトルク要求パラメータ５をエンジンに制限していない状態、すなわち最小化機能ブロック３４は、事前に調整されたトルク要求パラメータ３０を単にトルクコンバージョンモジュール６に出力している状態のステップ１００から始まる。プロセス９０は、ステップ１００から２つの決定ステップ１０２、１０４に進み、これらの機能は車両が発進加速過程に適した動作状態か否かを判定することである。本質的にステップ１０２、１０４は、車両が実質的に静止状態であるとき、クラッチペダルが踏み込まれていることをモニタする。これらの条件下では、車両のドライバは、静止状態から前方向または後ろ方向に動き出すことにより、発進加速過程に入る準備をしていると仮定される。
【００４１】
より詳細には、第１の決定ステップ１０２では、プロセス９０はクラッチ状態をチェックして、クラッチが踏み込まれているか否かを判断する。すなわちクラッチペダルの位置は、プロセス９０が継続可能であるために満たされなければならない初期判断条件である。このチェックは、クラッチペダルが適当に踏み込まれているか否かを示す「オン」または「オフ」の電気信号を出力する単なるリミットスイッチの形態を有するクラッチペダルセンサをモニタすることにより実行される。択一的には、クラッチペダルセンサは、たとえばロータリエンコーダやポテンショメータのように、クラッチペダルがその移動範囲のうちのどの位置にあるかを示す正確な数値を与えるように構成することもできる。クラッチ接続位置は、（直接測定するか、または車輪速度およびギヤ位置に基づいて計算した）ギヤボックス入力速度とエンジン速度とを比較することにより判定することができる。クラッチが完全に接続しているときは、２つの速度値が実質的に等しいが、部分的なクラッチ接続状態も判定することができる。当業者には理解されるように、ハンドルグリップに取り付けられたレバーおよび指操作レバーなどの他のクラッチ起動システムも想定されていることも理解されたい。
【００４２】
決定ステップ１０２においてクラッチペダルが踏み込まれていると判断されると、プロセスは決定ステップ１０４に進み、車両速度が所定の閾値より小さいか否かを確認する。車両が静止状態であるか、またはクラッチを完全に接続するのに適した速度まで車両を加速するためにクラッチをスリップさせる必要があるようなきわめて低速の状態にあるときのみ、発進加速過程を開始する必要がある。したがって「低速」の定義は、車両ごとにある程度異なるが、たとえば時速６マイル未満であることが想定される。
【００４３】
車両速度が閾値より大きいとき、プロセス９０は、ステップ１０２の初期条件チェックに戻る。こうした判断は、クラッチが解放状態にあって車両がある速度で惰性走行している状況、またはギヤチェンジしている状況において、走行状態が適当でないときに、エンジントルクが制限されないようにする
【００４４】
車両速度が閾値より小さいとき、プロセス９０はステップ１０６に進み、発進加速過程のトルク制限値を計算する。
【００４５】
図４にトルク制限値計算サブプロセス２００を示す。まずステップ２０２において、アクセルペダルの位置が読み取られる。次にステップ２０４において、アクセルペダルの位置に基づいてエンジン速度制限値が決定される。このときサブプロセス２００は、所定の相関曲線として示され、アクセルペダルの位置とエンジン速度制限値を関連付けるデータ構造またはマップ２０６を参照する。アクセルペダルの位置がＸ軸に、エンジン速度がＹ軸に示されていることに注目されたい。
【００４６】
この実施形態において、アクセルペダルの位置とエンジン速度制限値との間の関係は比較的に簡単であり、０％と２０％の間のアクセルペダル位置は、第１のエンジン速度制限値「Ｌ１」に対応し、２１％と６０％の間のアクセルペダル位置は、第２のエンジン速度制限値「Ｌ２」に対応し、６１％と１００％の間のアクセルペダル位置は、第３のエンジン速度制限値「Ｌ３」に対応する。相関曲線２０６によって与えられるエンジン速度制限値は、アクセルペダルの位置に対応するトルク要求から通常得られるエンジン速度よりきわめて低いことを理解されたい。必要ならば、たとえば連続的に変化する曲線のような、より複雑な相関曲線を用いてもよい。
【００４７】
アクセルペダルの位置をモニタすることにより、エンジン速度制限値Ｌ１、Ｌ２、またはＬ３を特定した後、ステップ２０８において、サブプロセス２００は、最大許容エンジン速度制限値をトルク制限値に変換し、ステップ２１０において、エンジン出力トルク制限パラメータ３２として最小化機能ブロック３４に出力される。
【００４８】
トルク制限ステップ２０８の改善のために、エンジン速度がステップ２０４で決定された速度制限値から低減する状況において、最大トルク能力に向かってトルク制限値を増大させるための構成部品を設けてもよい。こうした適応型トルク制限機構は、車両がちょうど動き始めた発進加速過程の初期段階に特に有益である。クラッチが接続されると、抵抗（牽引）トルク（すなわち負のトルク）がエンジンに負荷され、アクセルペダルの位置が一定に維持された場合、エンジン速度は低減してしまう。
【００４９】
この特徴によれば、エンジン速度が減少するにつれて、トルク制限値を増大させることにより抵抗トルクが補償される。この特徴は、図４のデータマップ２１２に図示され、接点２１４に入力される。さらに説明すると、データマップ２１２は２つの曲線を示す。第１の曲線Ｔ１は、比較的小さいアクセルペダル入力に対応し、上述のエンジン速度制限値Ｌ１に関連する。第２の曲線Ｔ３は比較的大きいアクセルペダル入力に対応し、上述のエンジン速度制限値Ｌ３に関連する。
【００５０】
各曲線は、ステップ２０８で決定されたエンジン速度に関連するトルク制限値（Ｙ軸に示す）と、エンジン速度（Ｘ軸に示す）との関係を図示し、発進加速過程の最初の段階でエンジン速度が減少したとき、どのようにトルク制限値を増大させるか制御し、それによりさまざまな運転スタイルおよび運転条件を補正する。ここで、適応型トルク制限機構の機能を理解しやすくするために、２つのシナリオ（状況）について以下説明する。
【００５１】
曲線Ｔ３で示す第１のシナリオ（状況）において、ドライバは、発進加速過程で急にアクセルペダルを踏み込むと、ペダル入力が大きくなるため、エンジン速度が急激に増大する。このときクラッチペダルが素早く解放され、大きな抵抗トルクがエンジンに負荷され、エンジン速度が低減する。実効なトルクをドライブラインに加えるため、曲線Ｔ３の矢印「Ａ」で示されるようにトルク制限値を上向きに修正する。
【００５２】
曲線Ｔ１で示す第２のシナリオ（状況）において、ドライバは、発進加速過程で緩慢にアクセルペダルを踏み込むと、ペダル入力が小さくなるため、エンジン速度が前記第１のシナリオと比較してより緩やかに増大する。このときクラッチペダルはゆっくりと解放され、クラッチがより長時間スリップし、より緩やかに抵抗トルクがエンジンに負荷され、エンジン速度がより緩慢に減少する。これに合わせて、トルク制限値は、曲線Ｔ１の矢印「Ｂ」で示されるように曲線Ｔ１に沿って上向きに修正される。
【００５３】
上記説明から理解されるように、発進加速過程の開始時、エンジンから要求されるトルクは、所定のエンジン速度制限値を超えないように選択的に制限される。しかし、トルク要求の制御はドライバに委ねられており、トルク要求に対する上限値が設けられたに過ぎないものと理解される。
【００５４】
図３に戻って、サブプロセス２００におけるエンジントルク制限パラメータ３２を計算した後、プロセス９０は、「ブレント（調整）機能」を制御する一連のステップに進み、このときエンジントルク制限パラメータ３２は、クラッチの接続に応じて徐々に適合または修正され、車両速度を増大させる。
【００５５】
決定ステップ１０８において、まずクラッチがまだ接続中か否かチェックする。これは、クラッチペダルが実質的に解放されたことをチェックするか、またはたとえば車両速度とエンジン速度との比率を計算し、この比率が既知のギヤ比と一致するか否かを判断するアルゴリズムを用いた当業者には知られた他の手段により判断することができる。クラッチペダルが解放され、すなわちクラッチが完全に接続していると判断された場合、このプロセスは、ステップ１１０を介してプロセス９０の開示段階まで戻り、たとえばエンジン速度範囲全体における最大エンジントルク能力を超える値に制限値を増大させることにより、プロセス２００によるエンジントルク制限パラメータ３２の計算を終了する。いくつかの実施形態では、クラッチが、必ずしも完全にではなく、ある程度のスリップがある状態で所定のポイントまで接続したとき、エンジン速度制限値による制御を中止してもよい。こうした判断は、エンジン速度と直接測定されたギヤボックスのインプットシャフト速度とを比較するか、エンジン速度と車輪速度データから求められたギヤボックスのインプットシャフト速度とを比較する上述のアルゴリズムを用いて正確に行うことができる。
【００５６】
クラッチは接続していないと判断した場合、これはクラッチペダルが完全に踏み込まれているか、またはペダルの上下動作域の間のどこかにあるということを意味するが、プロセスはステップ１１２に進み、車両速度が増大中であることを確認するためにモニタされ、車両が実際に発進加速過程に入っていることを検証する。ドライバがまだクラッチペダルの解放し始めていなければ車両速度は上昇せず、プロセスは発進加速過程に入って車両速度が増大するまでステップ１１２のループを続ける。
【００５７】
クラッチが「バイトポイント（噛み合い点）」を超えると、トルクがエンジンからトランスミッションに伝達され、車両速度が増大すれば、プロセスはステップ１１４および１１６に進み、これらのステップにおいて、ブレンド調整機能によりエンジントルク制限値を徐々に緩和する。
【００５８】
ステップ１１４において、ブレンド調整機能は車両速度が増大している間に実行され、ブレンド調整機能の完了は決定ステップ１１６で判断される。
【００５９】
当業者ならば理解されるように、ブレンド調整機能がさまざまな方法で実現され、主たる工夫はエンジントルク制限値をエンジンの最大トルク能力値に向かって徐々に増大させる点にある。ブレンド調整機能を実現する１つの方法は、トルク制限パラメータ３２にブレンド調整係数「ｆ」を掛けることであってもよい。ブレンド調整係数「ｆ」は、車両速度が所定の値「Ｔ」に向かって増加するにつれて変化する。ブレンド調整係数は、ブレンド調整係数「ｆ」をエンジン速度「Ｓ］に関連付けるデータマップ１１５として図３に示すように決定される。
【００６０】
たとえば、ブレンド調整係数は、車両が静止状態（時速０マイル）のとき「１」と設定し、車両がたとえば時速１０マイル等の閾値速度まで増大するときにゼロとなるまで低減させてもよい。トルク限度パラメータ３２とブレンド調整係数「ｆ」との積により、実際的に車両速度の増大とともにトルク制限値が増大し、ブレンド調整係数が推移する速度は、適当に選択されたブレンド調整係数「ｆ」により決定することができる。
【００６１】
車両の発進加速過程のトルク制限値の計算方法を説明したが、以下のシナリオ（状況）は図５ａ、５ｂおよび５ｃで図示される状況について提供されるものである。
【００６２】
まず図５ａに示すシナリオ（状況）を参照すると、車両が平坦な道路面または下り坂で発進加速する必要がある場合のように実質的に負荷がない状態で「低負荷」発進する車両３００が図示されている。こうした状況において、車両を発進させるのに必要なエンジントルクは小さく、ドライバは、アクセルペダルを少しだけ、アクセルペダルの移動距離の全体の２０％未満だけ踏み込むことになる。したがってトルク制限値計算プロセス９０は、この範囲のペダル踏込量において、エンジン速度が毎分１７５０回転を超えないように選択された最大トルク制限値を適用する。ドライバがクラッチを解放するとき、エンジンが設定された制限値を超えることはなく、トランスミッションへのトルクの伝達が、不必要なクラッチ摩耗を起こすことなく、熱損失を制限するレベルまで規制される。
【００６３】
エンジンがクラッチを介してドライブトレインと完全に接続し車両が動き始めたとき、ドライバがより大きいトルクの生成を全エンジン速度範囲において要求できるように、プロセス９０は、ブレンド調整機能１１４を用いて、エンジントルク制限値を増大させるように動作可能である。
【００６４】
図５ｂに示すシナリオ（状況）では、「中負荷」発進する車両４００が図示され、車両が急発進し、重いトレーラを牽引し、または坂を登るように操作された場合である。こうしたシナリオにおいて、ドライバは、車両の発進加速を成功させるため、エンジンにより大きなパワー発生させる必要があると理解し、アクセルペダル位置の２０％から６０％の範囲、より具体的には約３５％の位置でアクセルペダルを踏み込む。図３および４を参照して上記説明したように、トルク制限値計算プロセス９０は、アクセルペダルの移動距離のこの範囲において、エンジン速度が毎分２０００回転を超えないように選択された最大トルク制限値を適用する。同様に、車両速度がブレンド調整機能１１４により増大するにつれ、エンジントルク制限値は増大する。
【００６５】
図５ｃに描かれる最後のシナリオ（状況）では、「高負荷」発進する車両５００が図示され、車両が高速加速し、または上り坂で重いトレーラを牽引するように操作された場合である。こうしたシナリオにおいて、ドライバは、このときドライバは、６０％を超えるアクセルペダル位置で得られる大きなパワーをエンジンに要求する可能性が高い。図３および４を参照して上記説明したように、トルク制限値計算プロセス９０は、アクセルペダルの移動距離のこの範囲において、エンジン速度が毎分２５００回転を超えないように選択された最大トルク制限値を適用する。このような制限値は、エンジンストップを避けるために大きなトルクを発生させることを可能にするが、同時にスリップ量を制限するため、クラッチを介した伝達トルクは、過度のクラッチ摩耗を避けるレベルとなる。同様に、車両速度がブレンド調整機能１１４により増大するにつれ、エンジントルク制限値は増大する。
【００６６】
好都合なことに、上記説明したシナリオにおいて、所定のエンジン速度制限値を与えるように、エンジンが出力する最大許容トルクが制限されるが、ドライバは今まで通り車両を全面的に制御することができ、アクセルペダルを介して要求トルクを設定することができる。すなわち、発進加速過程におけるエンジンの最大速度は制限されるが、ドライバはアクセルペダルを用いて、今まで通りエンジン速度を制御することができる。これは、システムの機能停止が起こっても、エンジンに対する意図しないトルク要求をもたらさないため、安全性において有益である。ドライバが、アクセルペダルを解放してクラッチを非接続状態にすることにより、発進加速過程を中断するように判断したとき、エンジンは単にアイドリング状態に戻るだけであるので、ドライバに対する柔軟性も担保される
【００６７】
当業者ならば理解されるように、請求項で定義された本発明の範疇を逸脱することなく、上記説明した特定の実施形態に対してさまざまな変更を加えることができる。
【００６８】
たとえば、上記実施形態において、エンジン速度制限値Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３をそれぞれ毎分１７５０回転、２０００回転、および２５００回転として説明したが、これらの数値は本発明の文脈において例示したものであり、本発明を制限するものと解釈すべきものではない。
【００６９】
上記実施形態において、アクセルペダルの位置とエンジン速度制限値との関係を定義するデータ構造またはマップ２０６が、それぞれのペダル位置について３つの異なるエンジン速度制限値を提供する。きわめて基礎的なレベルにおいて、マップは単一のエンジン速度制限値を与えるが、このアプローチ（手法）の実用性はやや限定的である。上述のように複数の離散的な閾値を用いることにより、運転手がクラッチを接続する前にどのようにアクセルペダルを操作するかに基づいて、複数のエンジン速度制限値を適当に（柔軟に）選択することができる。原理上は、より数多くの制限閾値が設けられ、または図４に示されるような「階段状の」折線ではなく、連続的に変化する曲線を有する他の実施形態も想定される。
【００７０】
上記実施形態は、車両のドライバが、たとえばフットペダルで制御する機械的に操作するクラッチを含むものとして説明してきた。しかし本発明は、当業者に広く知られたような電子的に制御されるクラッチシステム等を含む。したがって、クラッチ接続位置信号２４として上記説明したことは、機械的制御および電子的制御のクラッチシステムに適用される。
【００７１】
本発明に係るさらなる態様は、番号が付された以下の段落に記載されている。
【００７２】
段落１：
エンジンとクラッチとを備えた車両を制御する方法であって、
車両の発進加速過程を識別するステップと、
トルク要求パラメータをモニタするステップと、
発進加速過程においてエンジンが超えてはならない出力トルク値を示すエンジン出力トルク制限パラメータを計算するステップと、
トルク要求パラメータおよびエンジン出力トルク制限パラメータに基づいてエンジンを制御するステップとを有する、方法。
【００７３】
段落２：
エンジン出力トルク制限パラメータは所定のエンジン速度制限値に基づいて決定される、段落１に記載の方法。
【００７４】
段落３：
エンジン出力トルク制限パラメータは調整可能である、段落１に記載の方法。
【００７５】
段落４：
エンジン出力トルク制限パラメータはトルク要求パラメータの関数として決定される、段落３に記載の方法。
【００７６】
段落５：
エンジン出力トルク制限パラメータは車両速度の関数として決定される、段落３に記載の方法。
【００７７】
段落６：
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両のクラッチが解放されることをモニタすることを含む、段落１に記載の方法。
【００７８】
段落７：
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両速度が所定閾値を下回るタイミングをモニタすることを含む、段落６に記載の方法。
【００７９】
段落８：
車両の発進加速過程中に、エンジン出力トルク制限パラメータを変更するステップを有することを含む、段落１に記載の方法。
【００８０】
段落９：
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に低減したエンジン速度に基づいて変更される、段落８に記載の方法。
【００８１】
段落１０：
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に増大したエンジン速度に基づいて変更される、段落８に記載の方法。
【００８２】
段落１１：
発進加速過程が完了したことを識別するステップを含み、完了後、エンジンはトルク要求パラメータに基づいて制御されることを含む、段落１に記載の方法。
【００８３】
段落１２：
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、車両のクラッチの接続をモニタすることを含む、段落１１に記載の方法。
【００８４】
段落１３：
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、車両速度が閾値を超えることをモニタすることを含む、段落１１に記載の方法。
【００８５】
段落１４：
コンピュータ可読媒体に担持されるコンピュータープログラムであって、
データプロセッサ上で実行されたとき、段落１に記載の方法を実行するように動作可能であるコンピュータープログラム。
【００８６】
段落１５：
段落１４に記載のコンピュータープログラムが書き込まれたコンピュータ可読媒体。
【００８７】
段落１６：
エンジンおよびクラッチを備えた車両を制御するための処理システムであって、
段落１に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えた処理システム。
【００８８】
段落１７：
段落１６に記載の処理システムを備えた車両。
【図１】
2017506306.tif 000003
【図２】
2017506306.tif 000004
【図３】
2017506306.tif 000005
【図４】
2017506306.tif 000006
【図５】
2017506306.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月13日(2016.10.13)
【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】
エンジンとドライバにより操作可能なクラッチとを備えた車両を制御する方法であって、
車両の発進加速過程を識別するステップと、
トルク要求パラメータをモニタするステップと、
発進加速過程においてエンジンが超えてはならない出力トルク値を示すエンジン出力トルク制限パラメータを計算するステップと、
エンジン出力トルク制限パラメータは、トルク要求パラメータの関数として決定され、
トルク要求パラメータおよびエンジン出力トルク制限パラメータに基づいてエンジンを制御するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
クラッチはドライクラッチであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エンジン出力トルク制限パラメータは所定のエンジン速度制限値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
エンジン出力トルク制限パラメータは調整可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
エンジン出力トルク制限パラメータは車両速度の関数として決定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両のクラッチをモニタすること、任意的にはクラッチが解放されることをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
車両の発進加速過程を識別するステップは、車両速度が所定閾値を下回るタイミングをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の方法。
【請求項８】
車両の発進加速過程中に、エンジン出力トルク制限パラメータを変更するステップを有することを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の方法。
【請求項９】
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に低減したエンジン速度に基づいて変更されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
エンジン出力トルク制限パラメータは、発進加速過程中に増大したエンジン速度に基づいて変更されることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
発進加速過程が完了したことを識別するステップを含み、完了後、エンジンはトルク要求パラメータに基づいて制御されることを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１に記載の方法。
【請求項１２】
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、クラッチの接続をモニタすることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
発進加速過程が完了したことを識別するステップは、車両速度が閾値を超えることをモニタすることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ可読媒体に担持されるコンピュータープログラムであって、
データプロセッサ上で実行されたとき、請求項１〜１３のいずれか１に記載の方法を実行するように動作可能であるコンピュータープログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータープログラムが書き込まれたコンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
エンジンおよびドライバにより操作可能なクラッチを備えた車両を制御するための処理システムであって、
請求項１〜１３のいずれか１に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えた処理システム。
【請求項１７】
エンジンおよびドライバにより操作可能なクラッチを備えた車両のためのエンジン制御ユニットであって、請求項１〜１３のいずれか１に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えたエンジン制御ユニット。
【請求項１８】
請求項１６に記載の処理システム、または請求項１７に記載のエンジン制御ユニットを備えた車両。
【国際調査報告】
2017506306.tif 000008
2017506306.tif 000009
2017506306.tif 000010
2017506306.tif 000011