(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の駆動ユニットの制御方法において、
駆動ユニットのトルクを表わす変数であって、前記変数は、絞り弁角、燃料質量流量、駆動ユニットのトルク、出力またはモータ電流である、前記変数を決定するステップと、
加速ペダル位置に基づいて前記トルクを表わす変数を操作するステップと、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程の運転過程の少なくともいずれかにおいて、少なくとも１つの駆動車輪の滑り値を決定するステップと、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程の間の前記滑り値の絶対値により、特性曲線または特性曲線群に基づいて、前記トルクを表わす変数に対する制限値を決定するステップと、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程から駆動ユニットの牽引運転過程への移行において、前記トルクを表わす変数を前記制限値に制限するステップと、
を有することを特徴とする自動車の駆動ユニットの制御方法。
【請求項２】
前記制限値が、牽引運転過程へ移行する前の、惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程の終了時に存在する滑り値により決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記制限値が所定の時間関数に従って上昇されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
車両の駆動列内のクラッチが、惰行運転過程において開かれ、且つ惰行運転過程またはアイドル運転過程の終了時に閉じられ、この場合、クラッチを閉じるときに存在する、少なくとも１つの駆動車輪における滑り値が前記制限値の決定の基礎とな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方法。
【請求項５】
自動車の駆動ユニットの制御装置において、
駆動ユニットのトルクを表わす変数であって、前記変数は、絞り弁角、燃料質量流量、駆動ユニットのトルク、出力またはモータ電流である、前記変数を決定するための手段と、
加速ペダル位置に基づいて前記トルクを表わす変数を操作する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットが、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程の運転過程の少なくともいずれかにおいて、少なくとも１つの駆動車輪の滑り値を決定するための測定手段と、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程の間の前記滑り値の絶対値により、特性曲線または特性曲線群に基づいて、前記トルクを表わす変数に対する制限値を決定するための決定手段と、
惰行運転過程、アイドル運転過程またはブレーキ運転過程から駆動ユニットの牽引運転過程への移行において、前記トルクを表わす変数を前記制限値に制限するための制限手段と、
備えていることを特徴とする自動車の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】
車両の駆動ユニットの惰行運転過程またはアイドル過程から牽引運転過程（駆動過程）への移行において、ある車両においては、ある運転状況において不安定な走行特性を示すことがあり、この不安定な走行特性は極端な場合に車両の過制御を導くことがある。この移行を改善するために、欧州特許公開第３８３８８２号（米国特許第５０４８４８２号）から、移行時において、駆動ユニットの回転速度が決して超えてはならない、時間と共に上昇する制限回転速度を設けることが既知である。これにより、ある状況において、特に内燃機関への空気流量を調節する調節装置の範囲内にエラーがあるとき、牽引運転への移行が改善される。
【０００３】
ドイツ特許公開第２８０１７９０号から、惰行運転の終了後に加速ペダルを操作したとき、内燃機関に供給される燃料供給量を選択可能な時間関数に従って上昇させることが既知である。この場合もまた正常な走行運転への滑らかな移行が中心となっている。
【０００４】
駆動ユニットの惰行運転またはアイドル運転から牽引運転への移行においておそらく発生するであろう不安定な走行特性を回避する措置は記載されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
駆動ユニットの牽引運転への移行において発生する不安定な走行特性を回避する措置を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、少なくともドライバの希望に基づいて駆動ユニットのトルクを表わす変数が制御され、この場合、駆動ユニットの惰行過程、アイドル過程またはブレーキ過程から駆動ユニットの牽引過程への移行において、前記変数が制限される駆動ユニットの制御方法において、惰行過程、アイドル過程またはブレーキ過程において、少なくとも１つの駆動車輪の滑りが決定され、当該滑りの関数として前記変数に対する制限値が決定され、そして牽引過程への移行において前記変数の当該制限値への制限が行われることを特徴とする本発明の駆動ユニットの制御方法により達成される。
【０００７】
上記課題はまた、制御ユニットが、駆動ユニットのトルクを表わす変数を少なくともドライバの希望の関数として制御し、この場合、前記制御ユニットが、駆動ユニットの惰行過程、アイドル過程またはブレーキ過程から駆動ユニットの牽引過程への移行において前記変数を制限する前記制御ユニットを備えた駆動ユニットの制御装置において、前記制御ユニットが、惰行過程、アイドル過程またはブレーキ過程の間に少なくとも１つの駆動車輪の滑りを決定する手段を含み、そして前記制御ユニットが、前記の決定された滑りの関数として前記の制限変数に対する制限値を設定し、かつ牽引過程への移行において前記変数を前記制限値に制限することを特徴とする本発明の駆動ユニットの制御装置により達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。
図１は制御ユニット１０を示し、制御ユニット１０は、少なくとも１つの入力回路１２、少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４および少なくとも１つの出力回路１６を含む。これらの要素は、通信系統１８を介して相互間のデータ交換のために相互に結合されている。入力回路１２に入力ラインが供給され、その入力ラインを介して、運転変数を表わす信号、またはそれから運転変数を導くことが可能な信号が供給される。以下の説明においては、図を見やすくするために、車輪速度を表わす信号を供給する入力ライン２０ないし２４のみが示されている。これらの信号は測定装置２６ないし３０において決定される。制限値の決定に関連して車輪速度信号が評価される。さらに、実施形態に応じてそれぞれ他の変数が供給される。好ましい実施形態においては、制御ユニット１０として駆動ユニット特に内燃機関に対する制御ユニットが使用される。したがって、他の入力変数として、機関回転速度、機関負荷、絞り弁角、加速ペダル位置等を表わす信号が設けられている。出力回路１６およびそれと結合された出力ラインを介して、制御ユニット１０は、制御ユニット１０により実行される制御の範囲内で操作量を出力する。好ましい実施形態においては、少なくとも１つの出力ライン３２が、内燃機関のトルクを調節する少なくとも１つの調節要素３４に供給されている。好ましい実施形態においては、調節要素３４として内燃機関の絞り弁が使用され、絞り弁は対応操作量によりライン３２を介して操作される。絞り弁の操作のほかに、絞り弁の操作により運転される内燃機関における制御のために、さらに点火角、および／または燃料供給量の調節が使用される。ディーゼル内燃機関および／または絞り弁の操作なしに運転される内燃機関においては、トルク調節のための主操作量は噴射すべき燃料質量流量を形成する。以下に説明する方法が同様に使用可能な電動機においては、例えばモータ電流が、制御ユニット１０から出力される操作量である。
【０００９】
好ましい実施形態においては、制御ユニット１０は、駆動ユニットの制御のための制御ユニットを示す。制御ユニット１０のマイクロコンピュータ１４内で実行されるプログラムの範囲内で、駆動ユニットの制御はドライバの希望に基づいて実行される。したがって、好ましい実施形態においては、加速ペダル位置に基づいて絞り弁に対する目標位置が設定され、この目標位置は、姿勢制御の範囲内で絞り弁の実際位置を考慮して制御される。他の有利な実施形態においては、加速ペダル位置から、場合により他の運転変数を考慮して目標トルク値が形成され、目標トルク値は場合により測定または計算された実際トルクを考慮して操作量に変換され、この操作量は、駆動ユニットの制御のためにそして駆動ユニットのトルクを所定の目標トルクに調節するためにライン３２を介して出力される。
【００１０】
絞り弁位置またはトルク（例えば図示トルクまたは出力トルク）の代わりに、他の実施形態においては、駆動ユニットの制御は、駆動ユニットの出力を表わす変数または噴射すべき燃料質量流量等に基づいて実行される。これらのすべての変数は、以下においては、駆動ユニットのトルクを表わす変数という表現に統一されている。
【００１１】
駆動ユニットが主として原動機により駆動される場合、例えば加速ペダルを放したとき、車両は惰行過程にある。この過程において、駆動ユニットが惰行されるので、少なくとも駆動車輪の車輪速度は減速され、これにより駆動車輪の車輪速度は自由回転車輪の速度より小さくなる。惰行過程における駆動車輪のこの特性はドラグ滑りと呼ばれ、この場合、駆動車輪の速度と非駆動車輪の速度との比較に基づいて滑り値が決定される。一般に、滑り値は駆動車輪の車輪速度と非駆動車輪の車輪速度との比較に基づいて決定されるので、惰行過程においては、駆動車輪の車輪滑りは負であり、牽引過程においては正である。好ましい実施形態においては、惰行運転においてはクラッチが切り離され、即ち駆動ユニットと駆動車輪との間の力伝達結合が遮断される。加速ペダルを操作したとき、再びクラッチが結合され、このとき車両が不安定となることがある。クラッチの切離し状態においては駆動車輪も同様にフリーであり、したがってドラグ滑りは発生しない。ドラグ滑りは、クラッチが切り離される前およびクラッチが再び結合された後にトルク上昇により牽引過程が開始するまで発生する。他の有利な実施形態においては、クラッチが切り離されないので、全惰行過程の間にドラグ滑りが発生する。
【００１２】
惰行過程の間にドライバがブレーキを操作した場合、ドラグ滑りは上昇され、前車輪駆動の車両においては、ドラグ滑りの代わりにブレーキ滑りが形成される。その理由は、前車輪が後車輪より遅く回転するからである。ブレーキ滑りまたはドラグ滑りはＡＢＳ制御過程の間はその値が高い。
【００１３】
負荷切換特性を改善するために、すなわち惰行過程から（またはクラッチが切り離された状態においてはアイドル過程から）牽引過程への移行を改善するために、トルクを調節する運転変数が制限される。このために、惰行運転過程の間の車輪滑りから、運転変数に対する制限値、特に運転変数の目標値に対する制限値が決定される。好ましい実施形態においては、これは特性曲線群または特性曲線に基づいて行われ、特性曲線群または特性曲線は、少なくとも車輪滑りの絶対値の関数として、運転変数（絞り弁位置、トルクまたは機関出力）に対する制限値を含んでいる。有利な実施形態においては、車輪滑りのほかに、車両速度ないし車両速度に近似する変数もまた考慮される。
【００１４】
車輪滑りから制限値を決定するために、実施形態に応じてそれぞれ異なる方法が使用される。一方で、惰行過程の間の最大滑りが決定され、または負荷切換の直前に存在する滑り値が決定され、あるいはクラッチを切り離す直前に存在した滑り値が決定される。好ましい実施形態においては、負荷切換の直前に（場合によりクラッチ結合の後に）存在する滑り値が制限値の決定の基礎とされる。
【００１５】
車両が惰行過程から牽引過程に切り換わった場合、これは例えば運転変数が０トルク特性曲線を超えたことにより検出されるが、このとき、ドライバにより設定された目標値、または目標値により調節された運転変数の実際値が、車輪滑りの関数として設定された制限値に制限される。このとき、制限値は、時間関数により、例えば線形時間関数により上昇され、これにより、次第に、ドライバはより大きいトルクを使用することが可能となる。制限値の上昇は、それ以上にもはや制限を有しない最大値まで行われる。この場合、時間関数は、制限により動特性に対し本質的に不利な影響が与えられずかつ不安定性が有効に回避されるように決定される。
【００１６】
好ましい実施形態においては、ドライバにより目標絞り弁角が設定され、目標絞り弁角は姿勢制御装置を介して絞り弁の操作により制御される。負荷切換においては、絞り弁位置に対する制限角は車輪滑りの絶対値の関数として決定され、車輪滑りはドライバにより設定された目標値を例えば最小値選択により制限する。負荷切換の後、制限値は、時間的に直線的に最大可能目標値まで上昇される。
【００１７】
好ましい実施形態においては、車輪滑りは、（例えば最大値選択により）選択された駆動車輪の速度と、（例えば同様に）選択された自由回転車輪の速度との比較により、または駆動車輪の速度の平均値および自由回転車輪の速度の平均値に基づいて決定される。
【００１８】
好ましい実施形態においては、上記の方法がコンピュータ・プログラムとして実行される。図２および図３の流れ図は、このようなコンピュータ・プログラムを示す。コンピュータ・プログラムは所定の時点に実行される。
【００１９】
図２に示したプログラムがスタートした後、第１のステップ１００において、惰行過程を示すフラグが読み込まれる。車両が惰行過程にある（例えば０トルク特性曲線を下回ること、加速ペダルを放すこと等）とき、このフラグはセットされる。駆動ユニットが原動機により駆動されるとき、常に惰行過程が発生する。ステップ１０２において、惰行過程が存在するかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１０４により、例えば平均駆動車輪速度が平均非駆動車輪速度と比較されることにより、駆動車輪の車輪滑りが決定される。それに続いてステップ１０６において、絞り弁位置に対する制限値Ｄｋｇｒｅｎｚが、決定された車輪滑りの絶対値、および所定の特性曲線、場合により所定の特性曲線群に基づいて決定される。ステップ１０６の後にプログラムは終了され、次の時点に反復される。
【００２０】
惰行過程が存在しないことをステップ１０２が与えた場合、ステップ１０８において、直前に負荷切換が行われたかどうか、即ち直前のプログラム・ランにおいてなお惰行運転過程が存在していたかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１１０により直前のプログラム・ランにおいて決定された制限値Ｄｋｇｒｅｎｚが記憶され、否定の場合、ステップ１１０の後と同様にプログラムは終了される。
【００２１】
好ましい実施形態においては、絞り弁位置を制限するために、図３に示したプログラムが実行される。このプログラムもまた、負荷切換が検出された後、所定の時点に実行される。第１のステップ２００において、ドライバの希望の関数として形成された絞り弁目標値Ｄｋｓｏｌｌが読み込まれる。ステップ２０８において、プログラムが負荷切換の後に最初に実行されたかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ２１０において、絞り弁位置の最大値Ｄｋｍａｘが、記憶されている制限値Ｄｋｇｒｅｎｚに設定される。それに続いてステップ２１２において、ドライバにより設定された目標値Ｄｋｓｏｌｌがこの最大値Ｄｋｍａｘと比較される。目標値Ｄｋｓｏｌｌが最大値Ｄｋｍａｘを超えた場合、ステップ２１４により、出力すべき目標値Ｄｋｓが最大値Ｄｋｍａｘに設定される。目標値Ｄｋｓｏｌｌが最大値Ｄｋｍａｘを下回っている場合、ステップ２１６により、出力すべき目標値Ｄｋｓがドライバにより設定された目標値Ｄｋｓｏｌｌにセットされる。その後プログラムは終了される。他のプログラムにおいては、目標値Ｄｋｓは姿勢制御装置に出力される。
【００２２】
プログラムが最初に実行されたのではないことをステップ２０８が与えた場合、ステップ２１８により、最大値が値Δだけ上昇される。ステップ２１８は制限値の時間的変化を示す。その後ステップ２２０により、制限値Ｄｋｍａｘが最大値ｍａｘに到達したかどうかが検査される。これが肯定の場合、プログラムは終了され、次の負荷切換においてはじめて再び実行される。最大値にまだ到達していない場合、プログラムはステップ２１２からの目標値の決定に移行される。
【００２３】
他の実施形態においては、図示のように絞り弁位置の目標値に基づいて制限が行われるほかに、同様に絞り弁の実際値に基づいて制限が行われる。同様に、絞り弁位置ではなく、駆動ユニットのトルクまたは駆動出力が設定される解決策においては、対応する目標値または実際値に基づいて制限が行われる。
【００２４】
上記の方法の作用が図４の時間線図により示されている。この場合、図４の（Ａ）は惰行過程の存在を示し、図４の（Ｂ）は車輪滑りの絶対値の時間線図を示し、図４の（Ｃ）は加速ペダル位置の線図を示し、図４の（Ｄ）は駆動ユニットのトルクの線図を示す。最初に、車両は惰行運転過程にあるとする。車両は惰行過程で走行している（図４の（Ａ）参照）。図４の（Ｂ）に示すようにあるドラグ滑りが存在し、加速ペダルは放され（図４の（Ｃ）参照）、トルクは負である（図４の（Ｄ）参照）。時点ｔ０においてドライバが加速ペダルを操作したとする（図４の（Ｃ）参照）。それに応じて、図４の（Ａ）に示すように、惰行過程から離れ、車輪滑りの絶対値は急速にその値を変化させ、この場合、トルクが０ラインを横切る時点ｔ０の後、滑りは値０に低下する（図４の（Ｂ）参照）。制限がない場合、それに対応して、時点ｔ０の後、トルクの大きなステップ状変化が発生するであろう（図４の（Ｄ）の点線参照）。制限の結果として、時点ｔ０の後、ドライバにより設定されたトルクまで、制限されながらトルクの上昇が行われる（時点ｔ１に到達する）（図４の（Ｄ）参照）。図４の（Ｂ）に示す滑り線図もまたこの制限により一層平らな経過（線図）を示している（点線で示した線図は制限がない場合、実線で示した線図は制限がある場合である）。
【００２５】
惰行過程から牽引過程への移行の特定は、実施形態に応じてそれぞれ、トルクの０トルク特性曲線との比較の関数として、絞り弁位置のこのような特性曲線との比較の関数として、加速ペダル位置の関数として、等により行われる。この場合、移行として、必ずしも、トルクが実際に負の値から正の値に切り換わる時点が正確に決定される必要はない。この意味において、牽引過程への移行とは、この正確な移行点の周りのある範囲を意味しているにすぎない。
【００２６】
図示の方法が駆動ユニットのアイドル過程から牽引過程への移行において使用されたときもまた同様のことが適用される。このときは、アイドル過程における滑りが決定され、それに対応して制限値が導かれ、次に（例えばクラッチの結合および急速な加速ペダル操作を同時に行うことによる）直接移行において、制限値は変数を制限する。この場合、駆動ユニットと原動機との間の結合が開いているとき、アイドル過程が存在する。
【００２７】
図示の方法が車両のブレーキ過程から牽引過程への移行において使用されたときもまた同様のことが適用される。このときは、ブレーキ過程における滑りが決定され、それに対応して制限値が導かれ、次に（例えばクラッチの結合および急速な加速ペダル操作を同時に行うことによる）直接移行において、制限値は変数を制限する。この場合、ドライバがブレーキ・ペダルを操作したとき、特にＡＢＳ（アンチロック制御）係合が存在するとき、ブレーキ過程が存在する。
【００２８】
【発明の効果】
惰行運転またはアイドル運転から牽引運転への移行（負荷の切換）において、駆動ユニットのトルクを決定する運転変数を惰行過程の間のドラグ滑りおよび／またはブレーキ滑りの関数として制限する本発明による方法および装置は、ドライバにとってはもはや全トルクを利用可能ではないので、負荷の切換における不安定性の危険を低下させる。これにより、不安定性による車両の過制御の危険もまた低下される。この結果、負荷の切換において車両の走行安定性が一般的に改善される。
【００２９】
惰行運転においてクラッチが切り離されそしてそれに続く加速ペダル操作において再びクラッチが結合される装置においてトルクを制限することが特に有利である。このような制御設計においては、クラッチを再結合したときに発生する不安定性は著しく低下される。
【００３０】
惰行過程においてアンチロック制御装置が作動しまたは一般にブレーキ過程が存在するときもまた同様な利点が達成され、この場合、惰行過程ないしブレーキ過程の間のブレーキ滑りが制限値の出発点となっている。
【００３１】
制限値が時間関数に従って上昇され、これによりドライバに駆動ユニットの全トルクが次第に再び利用可能となり、したがって車両の動特性が不利な影響を受けないことが特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両駆動ユニット用制御ユニットの全体ブロック回路図である。
【図２】本発明による方法の好ましい実施形態（絞り弁位置の制限値の決定）をコンピュータ・プログラムとして示した流れ図である。
【図３】本発明による方法の好ましい実施形態（絞り弁位置の制限）をコンピュータ・プログラムとして示した流れ図である。
【図４】トルク制限の作用を示した時間線図である。
【符号の説明】
１０  制御ユニット
１２  入力回路
１４  マイクロコンピュータ
１６  出力回路
２６、３０  測定装置（車輪速度）
３４  調節要素
【図１】
0004355085.tif 000002
【図２】
0004355085.tif 000003
【図３】
0004355085.tif 000004
【図４】
0004355085.tif 000005