JP3375123B2 - 自動車のドライブトレイン制御装置 - Google Patents

自動車のドライブトレイン制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドライブ
トレイン制御装置であって、エンジンとオートマチック
トランスミッションとを有しており、オートマチックト
ランスミッションは、エンジン制御装置とトランスミッ
ション制御装置とインターフェースとを有しており、エ
ンジン制御装置によって、エンジントルクに作用する量
が制御され、トランスミッション制御装置によって、オ
ートマチックトランスミッションの切換過程が制御さ
れ、インターフェースを介して、前記トランスミッショ
ン制御装置とエンジン制御装置とが連続的に相互に通信
するドライブトレイン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のトランスミッション制御装置及び
エンジン制御装置は、切換時の快適性を改善してトラン
スミッションの応力を低減するために、点火角度を変え
ることによって、エンジン回転数を低減する（ドイツ連
邦共和国特許公開第２９３５９１６号公報及びドイツ連
邦共和国特許公開第２９３４４７７号公報）。このトラ
ンスミッション制御装置及びエンジン制御装置は、特
に、従来通常の標準的なオートマチックトランスミッシ
ョン（遊星歯車セットを含む）によって実施されてい
る。トランスミッション制御装置は、トルク低減の相対
的な値を伝達し、それにより、エンジンの点火角度が遅
れ側に調整される。
【０００３】同様のトランスミッション制御装置及びエ
ンジン制御装置が、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第
４０３７０９２号公報から公知である。その際、全駆動
ユニットの制御の改善のために、トランスミッション制
御装置の計算機装置とエンジン制御装置の計算機装置が
インターフェースを介して定常的に信号のやりとりをす
るように相互に接続されている。このようにして、エン
ジン制御装置は、周期的な時間クロックで、パーセント
指示したトルク要求度をトランスミッション制御装置に
よって導出され、それに基づいて、エンジンの制御装置
は、エンジントルクを自動的に制御する。
【０００４】その他の公知のドライブトレイン制御装置
では、トランスミッション制御装置は、エンジン制御装
置に、トランスミッションの入力軸に加わる（補償され
ていない）エンジントルクを変えるための成分信号を伝
達する。その際、トランスミッション制御装置は、この
補償されていないエンジントルクを検出している。と言
うのは、トランスミッション制御装置は、自分で算出す
るか、又は、エンジン制御装置によって通信線路を介し
て送信される（ヨーロッパ特許公開第０５１８８５５号
公報）。その際、トランスミッション制御装置は、トル
ク低減量を点火制御量に換算するか、又は、燃料噴射時
又は弁制御時の操作量に換算するための、エンジン特有
のデータを有していない。この換算は、エンジンの制御
装置で行われる。それにより、トランスミッションを所
要のように変形する可能性は、著しく小さくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、トラ
ンスミッション制御装置とエンジン制御装置との間のイ
ンターフェースを介して、所要のエンジントルク低減に
関する物理的に算定された記述量だけを交換することが
できるドライブトレイン制御装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
ると、トランスミッション制御装置からインターフェー
スを介してエンジン制御装置に補正項量Ｍｋｏｒが伝送
され、該補正項量Ｍｋｏｒに基づいて、エンジントルク
量が制御され、トランスミッション制御装置からインタ
ーフェースを介してエンジン制御装置に、エンジン作用
を予め設定する形式をパラメータにより選定するフィル
タの時定数τが伝送され、該時定数τに基づいて、エン
ジントルクの動特性が制御されることによって解決され
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】その際、トランスミッション制御
装置は、エンジンの特性を、一般化モデルに基づいて決
める。この一般化モデルは、トランスミッション制御装
置によって要求される、エンジン−トランスミッション
装置の境界部（エンジン駆動シャフト）での特性を、エ
ンジン装置内には技術的に何ら構成部を設けないで、一
義的に記述することができる。エンジンの制御部を実際
に構成する際には、エンジン制御装置だけでよい。この
制御装置は、点火制御を行うかどうか、又は、噴射燃料
量を低減するかどうか、又は弁制御時間又弁特性を変え
るかどうか、又は、エンジンをスロットルバルブを介し
て制御するかどうかを決定する。エンジンの制御装置だ
けで、そのために必要なアクチュエータを全て制御する
ことができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明について、図示の実施例を用い
て説明する。
【０００９】略示した、自動車のドライブトレイン制御
装置１は、エンジン電子制御装置（略語：ＥＭＳ）とト
ランスミッション電子制御装置（ＥＧＳ）３とを有して
おり、エンジン電子制御装置（略語：ＥＭＳ）とトラン
スミッション電子制御装置（ＥＧＳ）３とは、相互にイ
ンターフェース４を介して信号のやりとりをし、その
際、エンジン電子制御装置（略語：ＥＭＳ）とトランス
ミッション電子制御装置（ＥＧＳ）３とは、自動車の作
動量に関するデータと制御信号を、例えば、物理的な記
述量の形式で、種々に交換する（図１）。
【００１０】エンジンの制御装置２は、信号をアクセル
ペダル６から受信し、エンジンの制御装置２は、３つの
制御信号出力側を有している：つまり、スロットルバル
ブ用の信号出力側８、燃料噴射用の信号出力側９、ここ
には更に詳細には図示していない、自動車のエンジンの
点火角度の制御用の信号出力側１０である。信号出力側
８を介して、自動車のスロットルバルブを操作する電気
モータ１２を制御する。信号出力側９及び１０を介し
て、アクチュエータ１３又は１４（例えば、ピエゾ電気
アクチュエータ又は誘導性アクチュエータとして構成さ
れている）が制御され、このアクチュエータ１３又は１
４は、噴射すべき燃料量とエンジンの点火角度を調整す
る。
【００１１】トランスミッション制御装置３は、以下の
構成要素を有している。つまり、切換点検出部１６を有
しており、この切換点検出部１６には、線路１８，１
９，２０を介してエンジンの制御装置２から、エンジン
トルク（エンジンモーメント）の種々の値についてのデ
ータが供給される。線路２１を介して、切換点検出部１
６には、自動車の運転手によって設定されたエンジンの
目標トルクＭｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ又はアク
セルペダル位置ＦＰの情報が供給される。線路２２を介
して、切換点検出部１６には、トランスミッションのそ
の都度の駆動回転数Ｎａｂが供給され、この駆動回転数
は、車輪回転数、従って、所定の関係で、自動車の速度
に相応する。分岐している信号線路２３，２４を介し
て、切換点検出部は、切換命令を切換経過制御部２６及
び第１の判定回路２７並びに第２の判定回路２８に送信
する。第１の判定回路２７並びに第２の判定回路２８
は、双方向線路２９によって相互に接続されている。切
換経過制御部２６は、線路３０を介して制御信号を第２
の判定回路２８に送信する。
【００１２】第１及び第２の判定回路２７，２８のそれ
ぞれ３つの信号出力側は、信号線路３２を介してスイッ
チ３４の端子と接続されている。切換点制御部１６によ
って制御されるスイッチ３４は、第１の判定回路２７の
出力側か、又は、第２の判定回路２８の出力側のどちら
かを、トランスミッション制御装置３をエンジン制御装
置２と接続するインターフェース４の３つの信号線路又
はチャンネルＫ１，Ｋ２及びＫ３と接続する。スイッチ
３４は、切換点検出部１６によって制御又は切り換えら
れる。線路２１及び線路１８〜２０は、これらが設けら
れている限りで、インターフェース４の同様の要素であ
る。スイッチ３４は、エンジンの制御装置２にも、又
は、ここには図示していない、エンジン制御装置とトラ
ンスミッション制御装置を有している共通のドライブト
レイン制御装置にも構成することができる。
【００１３】本発明のドライブトレイン制御装置３５の
他の実施例では、第２の判定回路２８とスイッチ３４と
が、加算部又は加算点３８に置き換えられている（図
２）。切換経過制御部２６の２つの出力側は、直接、イ
ンターフェース４の第１のチャネルＫ１及び第２のチャ
ネルＫ２に接続されている。切換経過制御部２６の第３
の出力側は、線路３７を介して加算部３８の一方の入力
側と接続されている。第１の判定回路２７の出力側は、
加算部３８の他方の入力側と接続されている。切換経過
制御部２６は、線路３７、加算部３８及びチャネルＫ３
を介して、エンジン制御装置２にエンジントルクの調整
の振幅又は強度を伝送する。
【００１４】加算部３８は、エンジン制御装置２又は上
位の共通のドライブトレイン制御装置にも構成すること
ができる。ドライブトレイン制御装置３５は、図１の実
施例よりも簡単であり、何れにせよ、ここでは、２つの
作動様式「切換なし」と「切換」との間での切換は可能
ではない。ドライブトレイン制御装置３５の、その他の
構成部品は全て、このドライブトレイン制御装置１の構
成部品に相応しており、そのために、この構成部品は、
同じ参照番号を有している。
【００１５】エンジン制御装置２は、図３では、機能ブ
ロックの形式で示されている。トランスミッション制御
装置との信号のやりとりにとって重要なのは、機能ブロ
ック「エンジントルクモデル」４０であり、このモデル
は、線路Ｋ１〜Ｋ３を介して、トランスミッション制御
装置によって発生した物理的な記述量を受信し、その
際、エンジンの制御装置の詳細を知る必要はなく、他方
では、アクセルペダル６を介して入力された運転手の要
求又は命令と共に、エンジンを制御するのに十分であ
る。線路１８〜２０を介して、エンジントルクモデル
は、エンジントルクに関する、トランスミッション制御
装置を作動し、エンジンの制御装置２と一緒に作動する
のに必要なデータを送信する。アクセルペダル６は、歩
進的なドライブトレイン制御装置の場合、最早、直接ス
ロットルバルブに作用せず、運転手の要求Ｍ
ｍｏｔ，ｓｍｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒを検出するエンジン
出力の電子制御装置４１に接続されている。
【００１６】加算点又は加算部材４２では、エンジン出
力調整装置４１の出力信号が、線路４４を介して、例え
ば、特性曲線領域から伝送された損失トルクと、チャネ
ルＫ３を介してトランスミッション制御装置から伝送さ
れたエンジン制御量（更に入力されている）の算出量と
統合されて、エンジン目標トルクＭｍｏｔ，ｓｏｌｌと
してエンジントルクモデル４０に伝送される。
【００１７】運転動特性制御部（ＡＢＳ，ＴＣＳ，ＶＤ
Ｓ）との結合は、同様に、機能ブロック４０で行われる
（同様に、エンジントルクの所要の制御に基づいている
が、別のように構成されない）。機能ブロック４０の出
力信号は、機能ブロックである調整量決定部４６に伝送
され、この調整量決定部では、エンジントルクの調整を
どのように切り換えるのか決定される。相応して、調整
量決定部の出力信号は、機能ブロック「一般道路」４７
及びそこからスロットルバルブ１２の作動部及び燃料噴
射時間用のアクチュエータ１３に伝送されるか、又は、
機能ブロック「高速道路」４８及びそこから点火角度用
の調整部材１４に伝送される（オットーエンジンの場
合）。その際、両道路は、相互に並列して、何ら外部制
御なしに作動したり、例えば、トランスミッション制御
装置のような外部ユニットの要求時にも、排気ガスの放
出ができる限り小さく保持されるように作動する（直
接、所定のアクチュエータを制御する外部制御部とは異
なって）。
【００１８】エンジンの状態を示す機能ブロック４９
は、ここでは公知なので示していない一連のセンサと調
整部の情報を受信し、この機能ブロック４９は、データ
を機能ブロック「エンジントルクモデル」４０、機能ブ
ロック「調整量決定部」４１及び機能ブロック４７及び
４８と交換する。更に、エンジン制御部は、排気ガス調
整部４６によっても制御される（ここでの関連ではこれ
以上説明する必要はない）。
【００１９】ドライブトレイン制御装置１及び３５の機
能について、以下、図３〜８を用いて詳細に説明する。
既述のように、トランスミッション制御装置３は、所要
トルク低減量を例えば点火制御量に換算するための、エ
ンジン特有のデータを有していない。点火制御系（以
下、方式Ａと呼ぶ）のみならず、有意義な形式では、エ
ンジン制御装置２によって構成される。点火制御系が排
気ガス成分及び温度（高められる）に及ぼす影響のため
に、この点火制御系については、限られた時間の間だけ
問い合わされ、更に、この点火制御系は、エンジントル
クを低減することができるのみであり、エンジントルク
を高めることはできない。
【００２０】択一選択的な制御形式は、以下の通りであ
る： −シリンダが遮断する迄燃料噴射量を低減すること（デ
ィーゼルエンジンの場合でも）（方式Ｂ） −弁制御時間及び／又は弁制御特性（入力弁又は燃料噴
射弁）を変えること：［これは、エンジン出力、従っ
て、スロットルバルブに対するエンジントルクの制御用
の択一選択肢を示す］（方式Ｃ） −スロットルバルブを介してエンジンを制御すること
（オットーエンジンの場合）（方式Ｄ） 方式Ｂ及びＤは、点火制御よりも少し制御速度が遅く
（Ｄでは、約２００ｍｓ後応動する）、それに対して、
ポテンシャルの制御の深さ（調整領域）は、比較的大き
く、従って、エンジントルクを、必要に応じて低下した
り高めたりすることができる。その種のエンジン制御用
のトランスミッションの相応の状態について、以下、更
に説明する。エンジン制御装置には、トランスミッショ
ンの状態についての情報は供給されていないので、トラ
ンスミッション制御装置に制御の形式について提示する
と有利である。と言うのは、この制御装置は、そのため
に必要な動特性、持続期間及び強度について（場合によ
っては予め準備して）決めることができるからである。
これは、付加的なデータ（「制御様式」）によって行う
ことができ、この付加的なデータは、情報チャネルＫ１
（図１−３）を介してトランスミッション制御装置３か
らエンジン制御部２に伝送することができ、このエンジ
ン制御部は、以下の情報（択一選択的）を推定する： （１．） エンジン制御装置に対するインターフェース
とエンジンの出力シャフトとの間のシステム［エンジン
制御装置−エンジン］間の伝達特性の仕様（公知の制御
技術構造の形式で、所定時定数の１次フィルタの例（モ
デルベース））その際、フィルタタイプを決定すること
もできる。トランスミッション制御装置３は、この場
合、フィルタの時定数τについての情報を送信する。つ
まり、小さな時定数によって高速制御となるようにパラ
メータ指定（即ち、決定又はコーディング）し、従っ
て、この時定数を、系［エンジン制御部−エンジン］が
超過してはならない。
【００２１】例：τ＝２０ｍｓ＝＞ＥＭＳにより点火制
御が作動される。
【００２２】τ＝２００ｍｓ＝＞ＥＭＳによりスロット
ルバルブ制御が作動される。
【００２３】 （２．） トランスミッション制御装置は、制御の形式
についても直接特定することができる（つまり、方式Ａ
〜Ｃにより）（点火制御を含む） （特性モデルに基づく）手段（１．）の利点は、エンジ
ンの制御部によって制御手段を選択する際に所定のよう
に自由に決定することができる点にある。これは、トラ
ンスミッション装置を、技術的な理由から統一的な制御
形式を利用できない複数のエンジンタイプと組み合わせ
る場合に有効である（古典的な例：ガソリンエンジンと
ディーゼルエンジン）。
【００２４】トランスミッション側でエンジンを制御す
る標準的な場合については、既に説明した。技術革新及
び環境問題としてクローズアップした要求（有害物質放
出量と消費量の低減）によって、新たな解決手段が不可
避であり、即ち、エンジンとトランスミッションとの共
働作動が有意義に改善された解決手段であり、例えば、
自動化手動切換トランスミッション（ＡＳＧ：Ａｕｔｏ
ｍａｔｉｓｉｅｒｔｅｓ Ｈａｎｄｓｃｈａｌｔｇｅｔ
ｒｉｅｂｅ）である。
【００２５】ＡＳＧを用いて変速段を切換える際、原理
的な制約により、牽引力が遮断する。エンジントルクが
変わらない場合には、そのことは、エンジン回転数ｗ
ｍｏｔを高めるのに「利用」される： Ｍｍｏｔ＝Ｊｍｏｔ＊ｄｗｍｏｔ／ｄｔ （Ｉ） その際、Ｊｍｏｔは、エンジンのクランクシャフトの慣
性トルクである。
【００２６】ＡＳＧでの変速段切換は、場合によっては
長く持続して大きな制御深さを必要とするので、点火制
御は、切換過程の開始時しか目的としない。その後は、
スロットルバルブ制御（方式Ｄ）のような他の制御形式
に移行して、極端な点火制御時の放出物（酸化窒素）の
上昇を回避するようにされる。
【００２７】図４には、この関係が図示されている：つ
まり、切換中、トランスミッションの伝達可能なトルク
が０に低減する。
【００２８】図４には、上下に並べて、エンジン回転数
Ｎｍｏｔ、駆動トルク（トランスミッションとクラッチ
の）Ｍａｂ、並びに、インターフェース−線路又はチャ
ネルＫ１及びＫ３を介して伝送される制御信号が、時間
の関数として図示されている。
【００２９】エンジンの「暴走（Ｄｕｒｃｈｇｅｈｅ
ｎ）」を回避するために、チャネルＫ１（図１又は２参
照）で、トランスミッション制御装置３によって、エン
ジン制御の仕様が決められて、チャネルＫ３でディメン
ションが決められる（トルクを指示することによって決
められて、現在のエンジン出力モーメントが下げられ
る）。この目的は、実際のエンジントルクを伝達可能な
トランスミッションのトルク又はクラッチの入力側トル
クに適合することである。
【００３０】切換の第１の期間では、エンジントルクを
迅速に下げる必要がある（クラッチの開放時）ことが分
かる（例えば、時定数τ＝２０ｍｓ）。変速段切換期間
中、τ＝２００ｍｓであれば十分である：同様に、クラ
ッチ接続期間中もそうである。ここでは、エンジントル
クは「ゆっくりと」調整され、エンジン回転数は、新た
な変速比に適合される。
【００３１】図１の第２の判定回路２８は、時点ｔ０
で、エンジントルクの制御を担当する（この図のドライ
ブトレイン制御が行われている場合）。それに対して、
エンジントルクの制御は、この回路以外で、即ち、トラ
ンスミッション、エンジン制御装置の切換過程外で行わ
れる必要があるので、チャネルＫ３の信号は、切換に依
存した制御後、ゼロに戻る。このことは、プライオリテ
ィーが「下がった」ことを信号表示していることであ
り、つまり、他の離散値を用いて行うこともできる。こ
れは、遊星歯車トランスミッションでは、ＡＳＧの場合
と同様にして行うことができ、つまり、その際、図に示
した期間（２）及び（３）内で方式に依存して同時に行
われるに過ぎない。
【００３２】牽引力が遮断してリセットした場合、トル
クを高めて、トルクを新たな変速段又は新たな変速比に
適合させる必要がある場合がある。これは、ＡＳＧのみ
ならず、あらゆる段階式トランスミッションに当てはま
る。これは、式（Ｉ）に基づくことができる。図５に
は、そのために、１実施例が示されている。再度、ＡＳ
Ｇに基づくようにしてもよい。原理的には、図４の場合
と同様に、同一期間（１）〜（３）がある。牽引力の遮
断期間中、トルクは強く低減される（チャネルＫ３の制
御信号を参照）：つまり、Ｍｍｏｔが制御なしに８０Ｎ
ｍに等しい場合、２０Ｎｍに低減する。しかし、減速段
切換が行われる場合、エンジントルクを比較的高いレベ
ルに適合する過程を加速するためには（同期期間（２
ａ））、チャネルＫ３の信号又はデータを用いて、目標
エンジントルクが４０Ｎｍに高められる。従って、新た
な目標変速段への同期が加速される。場合によっては、
そのようにすることによって、トランスミッションの構
成を簡略化することができる（同期リングを省くことが
できる）。
【００３３】エンジンがトルク上昇に対するＥＧＳの要
求に確実に迅速に応動するために、この要求は、ＥＭＳ
に「予備」的に通知される。その際、先ず、「迅速に」
低減される作用量（例えば、点火角度についての）がト
ルク上昇作用量と組み合わされ、その際、これら両作用
量は、先ず、相互に逆方向に上昇される。エンジントル
クを迅速に上昇させる必要がある場合に初めて、迅速に
作用する、低減されたエンジン作用量が上昇される。こ
の場合でも、既述のインターフェースを良好に構成する
ことができる。
【００３４】何れにせよ、それに対する補完は不可避で
ある。この補完の際、別の情報チャネルＫ２を介して、
「予備」的に状態信号”１”による制御が指示され、他
方、チャネルＫ１及びＫ３では、制御は、トランスミッ
ション制御装置によって仕様が決められ、乃至、ディメ
ンションが決められる。トランスミッション制御装置が
Ｋ２に信号を送信すると直ぐに、時定数の変更が通知さ
れる。
【００３５】図５には、トランスミッション制御装置が
エンジントルクを、変速段切換後にも切換前にも制御す
る例が示されている。時点ｔ３で初めて、この種の干渉
制御が終了する（以下、詳細に説明する）。
【００３６】期間（３）では、エンジントルクが目標値
に切換外の時点ｔ２で調整され、それと平行して、クラ
ッチが時点ｔ２で閉じられる。
【００３７】遊星歯車式トランスミッションでは、期間
（２）及び（３）は、方式に応じて、切り離し不可能に
相互に結合されていることが屡々である。それに対し
て、変速段切換は、ＡＳＧの場合、クロー方式又はラチ
ェット方式に応じて期間（２）、（３）で行われる。期
間（３）は、エンジン回転数を新たな変速比に適合させ
るのに使われる。期間（３）は、乗り心地にとって重要
であり、つまり、クラッチを（量を調整して）滑り作動
するのに重要である。
【００３８】期間（４）は、駆動トルクの経過特性を、
乗り心地の理由から連続的に形成するために使われる。
自動化された手動変速段切換式トランスミッションＡＳ
Ｇの機械的な構成に基づいて、変速段切換時に牽引力が
完全に遮断される（部分的には、遊星歯車式トランスミ
ッションの場合にも）。この牽引力の遮断は、シフトダ
ウン時に、新たな変速比によって比較的小さな変速段に
おいて駆動トルクが高まると、それだけ一層運転手にと
って注意を引くようになる。運転手の要求Ｍ
ｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒが積極的な意味を持ち
続けているという前提では、この要求は、時間ｔ２〜ｔ
３で補正される： Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ（ｔ）＝Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ）＋ Ｍｋｏｒ（ｔ） （ＩＩ） 補正項量は、普遍妥当性の理由から正の符号を有してい
るが、ダウンシフト時には減算される。
【００３９】期間（４）については、以下更に同様に詳
細に説明する。
【００４０】図６には、所謂ＣＶＴ（ＣＶＴ＝Ｃｏｎｔ
ｉｎｕｏｕｓ ＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉ
ｏｎ）でのエンジン回転数Ｎｍｏｔとトランスミッショ
ン制御信号とが示されている。その種のトランスミッシ
ョンでは、変速比を迅速且つ大幅に切り換えることによ
って、この場合に必要な比較的大きな調整エネルギのた
めに、付加的なトルクが必要である（コーンディスクの
液圧式調整装置にとって）という作用が生じる。その
際、トランスミッションの出力トルクの低下（そのこと
は、特に、所要の加速度では障害である）を回避するた
めに、短時間付加的なトルク需要が、トランスミッショ
ン制御装置の相応の要求によって補償される。
【００４１】図６から、この時間経過が分かる。時点ｔ
０では、チャネルＫ２の信号は、値”１”にセットされ
て、エンジントルクを上昇させる高速（τ＝２０ｍｓ）
エンジン制御が準備される。その際、例えば、ガソリン
エンジンでは、トルク低減値での点火がセットされる
が、それと同時に、スロットルバルブが開けられる。エ
ンジン制御量のディメンションを決めるために、チャネ
ルＫ３の情報が使われる。チャネルＫ３の切換によるト
ルクを上昇させる制御量が時点ｔ１から開始され、つま
り、信号”＋４０Ｎｍ”の送信によって開始される。チ
ャネルＫ２には、出されている「高速」トルク要求が通
知される。
【００４２】これまで、変速段切換中及びエンジン制御
装置とトランスミッション制御装置との間のインターフ
ェース４への作用中の過程についてだけ説明してきた
が、以下、変速段切換外でのトランスミッション制御装
置によるエンジンの制御についても説明する。トランス
ミッションは、変速段切換後、シフトアップ時に、トラ
ンスミッションの出力トルクを低下させ、従って、最終
的には、車輪トルクを低下させる： ｄＭａｂ＝Ｍｍｏｔ，ｉｓｔ（ｔ０）＊ｉ０− Ｍｍｏｔ，ｉｓｔ（ｔ２）＊ｉ１ （ＩＩＩ） ここで、ｉは、トランスミッションの変速比である。
【００４３】その際、トルクコンバータの影響は、考慮
されない。
【００４４】これについては、図８の実線を参照された
い。このことは、通常の運転制御装置では、自動車の運
転性能を劣化させる。と言うのは、加速度が低下するか
らである。更に、切換点を選定する場合にそのことを考
慮する必要がある。この結果、切換点は、エンジンの、
比較的効率が低くて、従って、比較的高い燃料消費を生
じてしまう駆動領域内に調整される。この理由は、シフ
トアップ後、車輪トルクの損失を、スロットルバルブ開
放量の上昇によって補償する必要があるからである（切
換点を厳密に効率の基本設定通りになるようにする場合
と同様である）。この種の干渉制御は、運転手の観点か
らは、快適ではないものと見なされるであろう。
【００４５】他の状況としては、傾斜路を走行する場合
がある。この場合には、駆動トルクの損失は、シフトア
ップ後、特に運転の妨げとなるものとして分かるように
なり、その際、場合によって生じることがある切換の変
動によっても、そのような運転の妨げとなるものとして
分かるようになる。
【００４６】このような、効率と乗り心地との矛盾を解
決するために、一方では、切換点を可能な最善のエンジ
ン効率の基準に首尾一貫して調整したり、他方では、運
転手の干渉を回避するためにエンジンを制御したりされ
ている。
【００４７】もう一つの公知の解決手段は、アクセル
（ガソリン）ペダルをエンジンの目標トルクとして解釈
することであり、この手段は、一部が、目下、市場に出
回っている制御及びその制御の特性に相応しており、何
れにせよ、主要な付加的な特徴によると、エンジントル
クは、要求が切換った後も所定時間の間、一定の車輪ト
ルクに従う。このために特定された基準は、車両加速
度、道路の傾斜、運転様式である。
【００４８】図７には、複数段階シフトアップしながら
加速運転する際の自動車の加速度ａｘ（縦軸）が時間に
亘って示されている。この図７によると、原理的に、切
換後のエンジンの制御を行わない通常の制御装置の欠点
が分かる（実線）。各シフトアップ時に、トランスミッ
ションの出力トルクが低減する（車両の停止状態からス
タート）という状況によって、加速度ａｘは、各シフト
アップ後低下し、この低下の際、運転手が補償するよう
に行う制御によってしか、理想的な曲線（破線の持続的
な経過特性）にすることができない。ａｘの持続的な縦
軸加速度経過特性を理想的な経過特性と見なすと、ドラ
イブトレイン制御装置は、切換後、車輪トルクを「以前
の」変速段での車輪トルク同様に再現するために、エン
ジントルクを上昇させる必要がある。
【００４９】その際、図７から、車両加速度は、一定駆
動トルクの場合でも低減することが分かる。と言うの
は、走行時の抵抗は、速度が増大すると共に大きくなる
からである。図７では、トランスミッションの形式は、
牽引力の遮断は行わないということが前提となっている
（遊星歯車型トランスミッション）。
【００５０】変速又は変速段切換時に、上述のように、
インターフェース４を介してエンジン制御装置で制御さ
れる。第１の判定回路２７は、切換なしの場合のエンジ
ンの制御量を算定する。両判定回路は、量Ｍ
ｍｏｔ，ｉｓｔ，Ｍｍｏｔ，ｍａｘ及びＭ
ｍｏｔ，ｍｉｎも受信する（図１には、これは示されて
いない）。その際、変速段切換終了後（図４及び８：ｔ
＞ｔ２）、ＡＳＧ及び遊星歯車式トランスミッションで
は、エンジントルクが上昇して、牽引に十分な駆動トル
クとなり、このことは、図８から読みとることができ
る： Ｍａｂ（ｔ０）＝Ｍａｂ（ｔ３） （ＩＶ） 図８には、図４と同様の駆動トルクの経過特性が示され
ている（実線の通常の装置の場合）。破線では、切換
後、以前の加速度と同じ加速度ａｘに再度達成する目的
で行う制御が示されている。これは、エンジントルクを
上昇する制御によって時点ｔ１後にチャネルＫ３で行わ
れる。その際、このライン上での正の値Ｍｋｏｒは、そ
の都度の運転状況に適合されている。つまり、加速度が
大きいか、又は、スポーツ車の運転様式の場合、正の値
Ｍｋｏｒは、加速していない場合の値よりも傾向上早く
低下する。
【００５１】 Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ（ｔ）＝Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ） ＋Ｍｋｏｒ （Ｖ） エンジン効率を高めるために、有意義には、低い負荷領
域で切換えて、比較的小さな車両速度に早く達成するよ
うにするとよい。つまり、切換後、Ｍｋｏｒを用いたト
ランスミッションの制御によりエンジントルクを上昇す
ることによって、このエンジンを一層効率的な駆動領域
にするとよい。
【００５２】図８の時点ｔ３は、自由に選択することが
できる。ＡＳＧでは、この点はｔ２よりも明らかに後に
設定されて（ｔ３≫ｔ２）、牽引力を遮断したことが強
く感じられないようにすることができる。
【００５３】時点ｔ４も、同様に自由に選択することが
できる（高い制御量を下げる）。
【００５４】遊星歯車式トランスミッションでは、ｔ２
は、切換の終了時点に直ぐに続けることができる。切換
の質の点で、このことを許容し得るには（負荷の切換の
ために）、ｔ２は、寧ろ、切換の終了時点以前にすると
よい。以下の計算式により、Ｍｋｏｒ（ｔ３）の最大値
が求められる。
【００５５】 Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ３）＝ Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ０） （ＶＩ） この条件下でのみ、式（ＩＶ）も妥当し、それにより、
運転手にとって納得のいかない車両の運転状態を回避す
ることができる。
【００５６】式（ＩＶ）からは、以下の式が得られる
（目標値と実際値との間に差はない）。
【００５７】 ｉ１＊Ｍｍｏｔ（ｔ０）＝ｉ２＊Ｍｍｏｔ（ｔ３） この式から、以下の式が得られる。
【００５８】 Ｍｍｏｔ（ｔ３）＝ｉ１／ｉ２＊Ｍｍｏｔ（ｔ０） （ＶＩＩ） 式（ＶＩＩ）を式（Ｖ）に代入する： 仮定： Ｍｍｏｔ（ｔ３）＝Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ（ｔ３） 前提されていることは、図３のエンジントルクモデルを
用いて、所要トルクＭｍｏｔ，ｓｏｌｌを再現すること
ができるということである。
【００５９】式（ＶＩ）では、また、Ｍｋｏｒ（ｔ０）
＝０であると前提されている。
【００６０】 Ｍｋｏｒ（ｔ３）＝Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ３）＊ｉ１／ｉ２− Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ３） Ｍｋｏｒ（ｔ３）＝Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ３） ＊（ｉ１／ｉ２−１） （ＶＩＩＩ） この式は、切換終了後又は切換に依存したエンジン制御
の終了後の最大制御量を記述している。図５のダウンシ
フトには、時点ｔ２からは、同じ式が当てはまる。Ｍ
ｋｏｒ（ｔ２）は、この場合、負の値であると仮定する
（式（ＩＩ）を参照のこと）。
【００６１】一般的には、シフトアップの場合、以下の
ように定式化することができる： Ｍｋｏｒ（ｔ）≦Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ）＊（ｉ１／ｉ２−１ ） ＊ｋ（ｔ） 但し、図８の（ｔ４≧ｔ≧ｔ２）シフトダウンの場合に
は： Ｍｋｏｒ（ｔ）≧Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒ（ｔ） ＊（ｉ１／ｉ２−１） ＊ｋ（ｔ） 但し、図５の（ｔ３≧ｔ≧ｔ２）ｋ（ｔ）は、切換外で
エンジン制御の振動の増大又は減少を生じる任意の関数
である。ｋ（ｔ）は、更に、一般的に、駆動パラメータ
とは無関係であり、運転状態を示す量、例えば、車両速
度、車両加速度、走行路の傾斜、走行様式、走行ストラ
テジー及び切換の形式である。この実施例は以下の通り
である： ・運転効率指向の走行形式である場合、ｋ（ｔ）の最大
値は比較的大きくなる。即ち、Ｍａｂは、明らかに、ア
ップシフト後に上げられる。これは、強い加速過程の場
合でも有用である（図７も参照）。
【００６２】・山岳走行の場合、ｋ（ｔ）の最大値は、
同様に大きくなる。即ち、Ｍａｂは、明らかに、アップ
シフト後に上げられる。こうすることによって、所謂
「切換の振動」は阻止される。これは、アップシフト
後、車両が速度を落とした場合、従って、運転手は、ア
クセルペダルを強く踏み込み、それに続いて、シフトダ
ウンが行われ、運転手は、アクセルペダルを再び戻し、
それにより、シフトアップが行われる、等である。
【００６３】・トランスミッション制御装置が静止運転
様式を検出した場合、ｋ（ｔ）は、極めて小さく０に迄
なる。即ち、補正制御は、シフトアップ時に行われな
い。このことは、やはり、図８の場合に、牽引力の遮断
が生じる際に、切換時の快適さにとって有用である（特
に、ＡＳＧの場合）。その際、このことは、大して知覚
されない。同じことが、非加速運転（山岳運転ではな
い）に当てはまる。
【００６４】・エンジンが全負荷曲線の近傍で駆動して
いる場合、即ち、エンジントルクを上昇させることがで
きない場合（Ｍｍｏｔ，ｍａｘ以上に指示されてい
る）、補正項量ｋ（ｔ）は、そのことに適合又は制限さ
れる必要がある。
【００６５】・シフトダウン：図５から分かるような特
性は、基本的に有意義である。即ち、時点ｔ２で、先
ず、大きな値（ほぼ１）をとり、又は、信号Ｍｋｏｒの
非連続的でない経過特性がチャネルＫ３上に形成される
（トルクの急激な変化の回避）ような値をとる。時点ｔ
３では、ｋ（ｔ）＝０であり、即ち、Ｍ
ｍｏｔ，ｓｏｌｌは、再度信号Ｍ
ｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒに相応する。運転様式
に依存して、ｔ３を決めることができる：ｔ３は、静止
運転様式の場合、比較的遅く設定される（快適性強
調）。それに対して、スポーツ運転様式の場合、Ｍ
ｍｏｔ，ｓｍｏｌｌは、極めて迅速に終端値Ｍ
ｍｏｔ，ｓｏｌｌ，ｆａｈｒｅｒに上昇されて（例え
ば、追い越しのために、シフトダウンした場合）、所要
運転出力にされる。
【００６６】時点ｔ２，ｔ３，ｔ４（シフトアップ、又
はシフトダウン）は、機能ブロック２７によって算出さ
れる（図２）。例えば、エアコン、発電機、液圧ポンプ
（トランスミッション、パワーステアリングの）等によ
るトルク低下による損失トルクは、補償されて、ドライ
ブトレインの、運転手にとって均一な特性にされる。
【００６７】更に、有用なのは、Ｍｍｏｔ，ｓｏｌｌを
エンジン制御装置２の側からと、トランスミッション制
御装置３の側から、交互に監視するとよく、例えば、冗
長アルゴリズムによって、自動車の意図しない加速を回
避するとよい。
【００６８】
【効果】本発明の効果は、特に、トランスミッション制
御装置がそれぞれ用いられているエンジン制御装置とは
全く依存せず、その結果、自由に組み合わせることがで
きる点にある。トランスミッション制御装置の変形の数
は、最小値に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライブトレイン制御装置
【図２】本発明のドライブトレイン制御装置の他の実施
例
【図３】図１のドライブトレインのエンジン制御装置
【図４】自動車の作動量の時間経過及び図１のドライブ
トレイン制御装置で伝送される制御信号を示す図
【図５】自動車の作動量の時間経過及び図１のドライブ
トレイン制御装置で伝送される制御信号を示す図
【図６】自動車の作動量の時間経過及び図１のドライブ
トレイン制御装置で伝送される制御信号を示す図
【図７】トランスミッションの複数段シフトアップ時の
自動車の加速度の時間経過特性を示す図
【図８】自動車の作動量及び図１のドライブトレイン制
御装置で伝送される制御信号の時間経過特性を示す図
【符号の説明】
１ ドライブトレイン制御装置 ２ エンジン制御装置 ３ トランスミッション制御装置 ４ インターフェース ６ アクセルペダル ８ スロットルバルブ用出力側 ９ 燃料噴射用出力側 １０ 点火角度用出力側 １２ 電気モータ １３，１４ アクチュエータ ４１ エンジン出力電子制御装置
フロントページの続き (72)発明者 フリートリヒ グラーフ ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク チャールズ−リンドバーグ−シュトラー セ ２ (56)参考文献 特開 平７−205686（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−168340（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−231286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−265450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17131（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車のドライブトレイン制御装置
    （１）であって、エンジンとオートマチックトランスミ
    ッションとを有しており、前記オートマチックトランス
    ミッションは、エンジン制御装置（２）とトランスミッ
    ション制御装置（３）とインターフェース（４）とを有
    しており、 −前記エンジン制御装置（２）によって、エンジントル
    クに作用する量が制御され、 −前記トランスミッション制御装置（３）によって、前
    記オートマチックトランスミッションの切換過程が制御
    され、 −前記インターフェース（４）を介して、前記トランス
    ミッション制御装置（３）と前記エンジン制御装置
    （２）とが連続的に相互に通信するドライブトレイン制
    御装置において、 −トランスミッション制御装置（３）からインターフェ
    ース（４）を介してエンジン制御装置（２）に補正項量
    Ｍｋｏｒが伝送され、該補正項量Ｍｋｏｒに基づいて、
    エンジントルク量が制御され、 −前記トランスミッション制御装置（３）から前記イン
    ターフェース（４）を介して前記エンジン制御装置
    （２）に、エンジン作用を予め設定する形式をパラメー
    タにより選定するフィルタの時定数τが伝送され、該時
    定数τに基づいて、前記エンジントルクの動特性が制御
    されることを特徴とするドライブトレイン制御装置。
  2. 【請求項２】 トランスミッション制御装置（３）によ
    って、補正項量Ｍ ｋｏｒ に基づいてエンジントルクが切
    換過程外で決められる請求項１記載のドライブトレイン
    制御装置。
  3. 【請求項３】 トランスミッション制御装置（３）によ
    って、伝送データＭｋｏｒに基づいてエンジントルクが
    切換後に走行状況に応じて上昇され、該上昇は、前記切
    換後の前記トランスミッションの駆動トルクが、前記切
    換前の駆動トルクにほぼ等しいようにされる請求項１記
    載のドライブトレイン制御装置。
  4. 【請求項４】 エンジン制御装置（２）とトランスミッ
    ション制御装置（３）との間のインターフェース（４）
    は、第１のチャネル（Ｋ１）と第２のチャネル（Ｋ３）
    とを有しており、前記第１のチャネル（Ｋ１）を介し
    て、データτが伝送され、前記第２のチャネル（Ｋ３）
    を介して、データＭ ｋｏｒ が伝送される請求項１記載の
    ドライブトレイン制御装置。
  5. 【請求項５】 エンジン制御装置（２）とトランスミッ
    ション制御装置（３）との間のインターフェース（４）
    は、第３のチャネル（Ｋ２）を有しており、前記第３の
    チャネル（Ｋ２）を介して、予備的に状態信号による制
    御が指示され、時定数τの変更が通知される請求項４記
    載のドライブトレイン制御装置。
JP17706498A 1997-06-25 1998-06-24 自動車のドライブトレイン制御装置 Expired - Fee Related JP3375123B2 (ja)

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