JPH06219191A - 車両の制御方法および装置 - Google Patents

車両の制御方法および装置

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JPH06219191A
JPH06219191A JP5289672A JP28967293A JPH06219191A JP H06219191 A JPH06219191 A JP H06219191A JP 5289672 A JP5289672 A JP 5289672A JP 28967293 A JP28967293 A JP 28967293A JP H06219191 A JPH06219191 A JP H06219191A
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JP
Japan
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torque
drive unit
control
engine
control system
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JP5289672A
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English (en)
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Werner Hess
ヘス ヴェルナー
Hong Dr Zhang
ツァン ホン
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 全ての部分システムから操作できエンジンの
トルクに関する情報を交換できるエンジン制御システム
へのインターフェースを提供する。 【構成】 エンジンの出力パラメータ、即ち空気量１０
６、噴射量１０２、点火時期１０４を調節することによ
り変化させることができるエンジントルクの設定値１１
０、１１０ａがトラクションコントロール等の部分シス
テムからエンジン制御システムに伝達されて、それぞれ
出力パラメータの少なくとも一つを調節することにより
調達される。そのためのエンジン制御システムへのイン
ターフェースは、エンジンにより発生されるトルクに基
づいて動作し、部分システムはそのインターフェースを
介してトルクに関する情報１４８、１５６を交換し車両
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の制御方法および
装置、更に詳細には、部分システムを結合する通信シス
テムを介して情報を交換する少なくとも２つの部分シス
テムを備え、前記部分システムの少なくとも一つが車両
の駆動ユニットの制御に用いられる車両の制御方法およ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】既に今日の車両は、例えば電子噴射及び
点火制御システムおよび／あるいはＡＢＳシステム（ア
ンチロックブレーキングシステム）等多数の電子システ
ムにより特徴づけられている。車両の環境調和、消費、
安全性および／あるいは快適性に対して将来更に高まる
要請を満たすことができるようにするために、他の電子
装置がより多く導入されなければならない。それに対し
ては、まず、電子エンジン出力制御システム（いわゆる
Ｅガスシステム）、車速制御システム、トラクションコ
ントロールシステムないしエンジン制動トルク制御シス
テム（ＡＳＲ／ＭＳＲ）および／あるいは電子トランス
ミッション制御システムが挙げられるが、シャシー制御
システム（電子サスペンション）、電子後輪操舵を含む
ステアリングシステム、車間制御システム、ナビゲーシ
ョンシステムおよび／あるいは交通案内システム等も挙
げられる。
【０００３】この場合、上述した部分システムは、最低
限その機能の２、３の部分領域において車両の駆動出力
に作用を及ぼす。例えば、トランスミッション制御装置
はギアシフト動作の間に、トラクションコントロールシ
ステム（ＡＳＲ）はスリップ制御のために、車間制御シ
ステムは前方を走行する車両との距離を制御するため
に、等である。従って、車両を制御する全システムの複
雑性が増大する。しかし、車両を良好を制御するために
は、部分システムを最適に協働させることが必要であ
る。特に個々の部分システムが相互に依存するのを減少
させ、それにより各部分システムを独立して用いまた支
配することが一つの目的になる。
【０００４】この方向での第１歩がＤＥーＯＳ４１１１
０２３に提案されている。ここでは運転者の要求に基づ
いて階層的に配置されたシステム構成が提案されてお
り、その場合個々の論理的な部分システム間にインター
フェースが定められており、このインターフェースを介
して次に深い階層面から調節すべき量に関する情報が伝
達されている。例えば、空気供給、燃料供給並びに点火
時点の制御を介してエンジン出力を調節するために、エ
ンジン制御を行なう部分システムにエンジントルク設定
値に関する情報が伝達されている。エンジン制御へのイ
ンターフェースに関する詳細な説明は、この公報には開
示されていない。
【０００５】ドイツ特許出願ＤＥーＰ４２３２９７４．
４からは、必要な燃焼トルクを計算し調節して空気供給
並びに点火を変化させることにより所望のエンジントル
クを調達することが知られている。
【０００６】また、ドイツ特許出願ＤＥーＰ４２２０２
４３．４からは、エンジントルクを調節するとき損失ト
ルク、他の負荷の消費トルク、並びに例えばアイドルコ
ントローラの補正トルクを考慮に入れ、これらのトルク
成分を適応すること、即ちこれらのトルク成分のあり得
る変動を考慮に入れることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、エン
ジン制御システム（駆動ユニット制御システム）の他に
少なくとも一つの電子部分システムを備えた車両におい
て、エンジン制御システムへのインターフェースを設
け、このインターフェースが存在する全ての部分システ
ムから操作できしかもエンジンタイプ並びに得られるエ
ンジン調節用の量に無関係に、またエンジン制御システ
ムと通信する部分システムに無関係に用いることができ
る車両の制御方法および装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、部分システムを結合する通信システムを介して情
報を交換する少なくとも２つの部分システムを備え、前
記部分システムの少なくとも一つが車両の駆動ユニット
の制御に用いられ、少なくとも駆動ユニットから発生す
べきトルクを表す量に関する値が最低限少なくとも一つ
の運転状態において前記少なくとも一つの部分システム
から駆動ユニット制御システムに伝達され、前記量が、
求められた数の噴射を中止ないし行うこと、調節された
点火角を補正すること、運転者の要求と無関係に空気供
給を調節すること、の処置の少なくとも一つにより調節
される構成により解決される。
【０００９】
【作用】本発明の実施例では、駆動ユニット制御システ
ムに駆動ユニット（エンジン）から発生すべきクラッチ
トルク、駆動ユニットから発生すべき燃焼トルクあるい
は駆動ユニットから発生すべき出力に関する設定値が供
給される。また、部分システムは、トラクションコント
ロール、エンジン制動トルク制御、トランスミッション
制御および／あるいはシャシー制御を行なうシステムで
あり、少なくとも一つの部分システムから伝達される設
定値は、点火および／あるいは燃料計量および／あるい
は空気供給を制御するための対応する調節値に変換さ
れ、設定値による調節が行なわれる。
【００１０】その場合、駆動ユニットから発生すべきト
ルク（クラッチトルク、燃焼トルク）あるいは出力を表
す量は、求められた数の噴射を中止（中断）ないし活動
化させること、調節された点火角を補正すること、運転
者の要求と無関係に空気供給を調節すること、の処置の
うち少なくとも一つの処置により調節される。
【００１１】その場合、駆動ユニット制御システムに少
なくとも一つの部分システムからステータス情報が伝達
され、それに従って駆動ユニット制御システムによりト
ルク要求の調節が行なわれ、また少なくとも一つの部分
システムに駆動ユニットの実際の運転状態に関する駆動
ユニット制御システムのステータス情報が伝達される。
【００１２】本発明の構成により、個々の部分システム
が相互に依存するのを減少させ、各部分システムの独立
した適用と支配を可能にするエンジン制御システムへの
統一的なインターフェースが得らる。
【００１３】特に本発明構成の利点は、提案されたイン
ターフェースがモジュールとして構成されているので、
エンジン制御システムの下位構造（例えば空気供給の電
子制御）を省略した場合インターフェースの効果が減殺
されることがないことである。
【００１４】特に、インターフェースに影響を与えるこ
となく種々のタイプの制御システム間の通信が可能なよ
うに、提案されたインターフェースが構成されることに
意義がある。
【００１５】本発明によるインターフェースの構成によ
り、エンジンの出力能力、エンジンから発生されるトル
クあるいは発生される出力を細かく調量することがで
き、また部分システムからのエンジンへの作用時に更に
発生する排ガス量を減少させることが可能になる。
【００１６】更に、それぞれの精度の要求にしたがって
エンジン制御システムの領域においてインターフェース
を実現するための構造並びに特性値マップないし特性曲
線を簡単化することができるという利点がある。
【００１７】特に、本発明のインターフェースは、噴射
中止および／あるいは点火角補正を介したトラクション
コントロールおよび／あるいはエンジン制動トルク制御
（ＡＳＲおよび／あるいはＭＳＲ）への作用および／あ
るいはギアシフト動作間のトランスミッション制御のエ
ンジンへの作用との関連において利点を有する。
【００１８】他の利点は、以下の実施例の説明並びに従
属請求項から明らかになる。
【００１９】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。
【００２０】図１には、例示的に概略ブロック図として
車両用の制御システムが図示されている。同図におい
て、１０は燃料計量部１２、空気計量部１４、および／
あるいは点火調節部１６を備えたエンジン制御用の制御
ユニット（システム）である。更に、オートマチックト
ランスミッションを制御するための制御ユニット１８、
制動を制御するための、並びに必要に応じてトラクショ
ンコントロールないしエンジン制動トルク制御を行なう
ための制御ユニット２０および／あるいは走行動特性制
御ないしシャシー制御（サスペンション制御）を行なう
ための制御ユニット２２が設けられている。これらの制
御ユニットは、バス系２４、例えばいわゆるＣＡＮバス
を介して互いに接続され相互に情報を交換する。
【００２１】バス系２４にはさらに対応する導線２６〜
２８を介してエンジン、動力伝達機構および／あるいは
車両の運転パラメータを検出する測定装置３０〜３２が
接続されている。その場合、検出される運転パラメータ
は、例えばエンジン回転数、エンジン温度、バッテリ電
圧、車輪回転数、車速、アウトプット回転数、ギア位
置、タービン回転数等、一般的に知られた運転パラメー
タである。更に、バス系２４には、導線３４〜３６を介
して種々の制御機能を実施するための調節装置（アクチ
ュエータ）３８〜４０が接続される。これらは、例えば
燃料噴射システム、点火システム、電気的に制御可能な
絞り弁、例えばクラッチ等のオートマチックトランスミ
ッションの調節装置、シャシー用の調節装置（電気的に
制御可能なスプリングーダンパー要素）並びにブレーキ
作動用の圧力システム等である。
【００２２】図１に示した制御ユニットは、必要な運転
パラメータを検出することにより各ユニットに割り当て
られた機能を実施し、種々の調節装置に対して制御値を
形成する。その場合、例えばトラクションコントロール
ないしエンジン制動トルク制御、ギアシフト動作を行な
うトランスミッション制御に関連した部分機能並びにシ
ャシー制御時駆動ユニットの駆動出力への作用（介
入）、従ってエンジン制御システム１０（駆動ユニット
制御システム）への作用が必要になる。制御ユニット１
８〜２２とエンジン制御システム１０間の通信は所定の
インターフェースを介して行なわれる。統一的で、一覧
性がありモジュールとして構成された上述した利点を備
えたインターフェースは以下に説明する本発明の構成に
より得られる。
【００２３】図２には、エンジン制御システムに対する
接続が図示されている。その場合、説明される構成が本
発明の実施例を表しており、その実施例により本発明の
構成において最大の情報交換が可能なインターフェース
が形成される。好ましい実施例では、一つあるいは複数
の伝達情報を省略することもできる。
【００２４】図２には、右側にエンジン制御システム１
０が図示されており、このエンジン制御システムは、一
点鎖線で図示した制御システムでまとめられた個々の制
御ユニットないし部分システム１８〜２２とバス系２４
を介して接続される。制御機能を実施するためにバス系
２４を介して制御システム間で情報が交換される。この
情報には、まずエンジンの出力発生ないし出力能力を特
徴付ける量の大きさを示す設定値、例えばエンジンのク
ランク軸に現れる目標クラッチトルク（ｍｏｋｕｐｓｏ
ｌ）がある。あるいは図示トルク（燃焼トルクｍｏｖｓ
ｏｌ）の設定値を伝達することができる。燃焼トルクと
クラッチトルク間の関係は簡単な換算により得られ、燃
焼トルクは、駆動ユニットの質量により消費される損失
トルク（ｍｏｖｅｒｌ）と他の負荷のトルク成分（ｍｏ
ｎａ）の合計をクラッチトルクに加算したものに対応す
る。更に、エンジンの出力に対する設定値（Ｐｓｏｌ）
を伝達することもできる。
【００２５】それぞれ車両制御システムの仕様に従って
エンジン制御システム１０には例えば制御ユニット１８
〜２２に関するステータス情報が供給され、かつ／ある
いは運転者の要求ないし意図（ｍｏｋｕｐｆ）が供給さ
れる。エンジン制御システムで運転者の要求が形成され
る場合には、この情報の伝達は省略でき、ないしはエン
ジン制御システム１０から部分システム１８〜２２への
伝達が行なわれる。更に、部分システム１８〜２２が互
いに結合されて伝達される設定値に既に部分システム１
８〜２２の全ての運転状態が考慮されているとき、例え
ばトランスミッション制御ユニットが上位に位置する制
御ユニットとしてトラクションコントロール（以下ＡＳ
Ｒという）／エンジン制動トルク制御（以下ＭＳＲとい
う）および／あるいはシャシー制御の本来の要求からエ
ンジン調節用の対応する設定値を求めているときには、
部分システム１８〜２２のステータスに関する情報の伝
達を省略することができる。
【００２６】エンジン制御システム１０から部分システ
ム１８〜２２には、設定値により表される量の実際値、
例えばクラッチトルクの実際値（ｍｏｋｕｐｉｓｔ）な
いし代替的に使用される量の実際値に関する情報、これ
らの量の最大値と最小値（ｍｏｋｕｐｍａｘ、ｍｏｋｕ
ｐｍｉｎ）に関する情報、燃焼により調達されるこの量
の値（ｍｏｋｕｐｆｕ）に関する情報並びにエンジン制
御のステータス情報、例えば点火調節への作用あるいは
燃料計量への作用（例えば噴射中止）が可能かの情報あ
るいはエンジンの運転状態（アイドルか減速運転（エン
ジンブレーキ））に関する情報が供給される。
【００２７】それぞれ車両制御システムの仕様に従っ
て、それぞれ操作量と作用の可能性が得らる程度に従っ
て、またそれぞれ各情報の必要性に従って伝達される情
報の数を減少させることができる。例えば噴射および点
火への作用を有し空気供給を電子的に変化させることの
できないＡＳＲ制御に対してだけは、運転者の要求、最
大クラッチトルクおよび場合により実際クラッチトルク
の情報交換を省略することができる。
【００２８】空気供給を介した緩慢に変化可能なトルク
への作用だけでなく、噴射と点火角を介した急速なトル
クへの作用も実現するインターフェースで、更にモジュ
ールとして構成され、またある操作量を得ることができ
ない場合（例えば、電気的に空気供給を調節する可能性
がない場合）には更にインターフェースへの作用を行な
うことなくこの部分構造だけアクティブでなくなる一元
的なエンジントルクインターフェースが、本発明のイン
ターフェースにより実現可能になる。
【００２９】その場合、基本的な考え方は、所望の出力
発生ないし所望の出力能力、好ましくは所望のエンジン
トルクを全ての提供されるエンジン操作量（空気供給、
点火調節および燃料供給）を変化させることにより実現
することである。その場合、今日のシステムでは、空気
供給は直接アクセルペダルにより決められるか、あるい
はアクセルペダルから電気的に切り離して電気的に調節
することができる。最初の場合には、運転者は定常状態
においてエンジントルクを設定し、ＡＳＲ制御あるいは
トランスミッション制御のエンジンへの作用は点火調節
および／あるいは燃料計量を変化させることにより、例
えば噴射を中止することにより行なわれる。空気供給が
電子的に調節される場合には、例えば動力伝達系列（パ
ワートレイン）制御の上位配置の機構により、あるいは
エンジン制御システム自体により運転者要求に対応する
目標エンジントルクｍｏｋｕｐｆが設定される。
【００３０】図３は、エンジン制御の領域における統合
されたエンジントルクインターフェースの好ましい実施
例を示す。その場合、エンジン制御システムには、運転
者からの目標クラッチトルクｍｏｋｕｐｆ、部分システ
ム１８〜２２からの目標クラッチトルクｍｏｋｕｐｓｏ
ｌ並びに存在する部分システムのステータスに関する情
報、例えばＡＳＲあるいはＭＳＲがアクティブかどうか
の情報が伝達される。
【００３１】見やすくする理由からインターフェースの
表現手段としてブロック回路図を選択したが、実際には
本発明のインターフェースはコンピュータプログラムと
して実現される。図３では、ブロック回路図の種々の箇
所で同一のパラメータと機能が用いられている。図示を
明瞭にする理由からこれらには同一の参照符号が付され
ているかないし同一参照符号で示されている。実際に
は、単に対応する機能を有する機能要素が存在するだけ
で、その結果がコンピュータプログラムの種々の箇所で
利用されることは自明である。
【００３２】図３には概略的に駆動ユニット１００、特
に内燃機関が図示されており、この内燃機関に関連して
概略図示した燃料計量を制御する装置１０２、点火時点
を制御する装置１０４、並びに絞り弁を介して空気供給
を制御する装置１０６が設けられている。あるいは、駆
動ユニットは通常空気の調節を行なわないディーゼルエ
ンジンあるいは対応した作用が可能な電動モータ（電気
エンジン）とすることもできる。
【００３３】図３には、部分システムからエンジン制御
システムに供給される値と、エンジン制御システムから
部分システムに出力される値と、通常存在する空気供
給、燃料計量並びに点火時点への作用機能間のインター
フェースが図示されている。従来のシステムでは空気供
給は、絞り弁をアクセルペダルと機械的に結合させるこ
とにより運転者により設定され、従って変化させること
ができない。従って電気的な調節機能を備えたシステム
には存在する「空気系統」１０８は点線で囲んで図示さ
れている。
【００３４】第１の導線１１０により部分システムの一
つからクラッチトルクの設定値ｍｏｋｕｐｓｏｌが選択
回路１１２に供給される。更に、この選択回路には導線
１１４を介して運転者の要求ｍｏｋｕｐｆが、また導線
１１６を介して部分システムのステータス情報が供給さ
れる。この選択回路１１２は、ステータス情報に基づい
て部分システムによって設定された目標トルク値と運転
者の要求の最小値選択ないし最大値選択（ＡＳＲの場合
には最小値選択、ＭＳＲの場合には最大値選択）を行な
う。
【００３５】選択回路の後段には補正回路１１８、１２
０が設けられ、ここで選択回路から伝達された設定値が
損失トルク成分ｍｏｖｅｒｌと他の負荷の消費トルク成
分ｍｏｎａで補正される。その場合、損失トルクは従来
から知られているように適応可能な特性値マップ１１２
から回転数とエンジン温度に基づいて求められる。また
消費トルクは、適応可能な特性値マップ１２４から空調
装置、ステアリング装置、トランスミッションなど付加
機器の運転状態に従って求められる。損失トルクｍｏｖ
ｅｒｌと消費トルクｍｏｎａは補正回路１１８と１２０
において目標値ｍｏｋｕｐｓｏｌに加算され、それによ
り図示トルクあるいは燃焼トルクｍｏｖｓｏｌの目標値
が得られる。
【００３６】運転者の要求あるいは部分システムからの
作用値に基づいて求められたこの目標燃焼トルク値は、
理想的な条件の元に設定される目標値に対応する。従っ
て、この目標燃焼トルク値は他の補正回路１２６におい
て実際の点火調節値により補正されるので、その結果給
気（λ＝１でシリンダに供給される空気と燃料の混合気
量ないし空気量、チャージ）により調達される目標トル
ク成分ｍｏｖｆｕｓｏｌが得られる。その場合、補正
は、最適な点火角ｚｗｏｐｔと点火マップにより設定さ
れる実際の点火角ｚｗｋｆの差に関係する関数Ｆで目標
トルク値ｍｏｖｓｏｌを割り算することにより行なわれ
る。ｚｗｏｐｔ並びにｚｗｋｆは負荷および回転数に従
って不図示の特性値マップから読み出される。
【００３７】このようにして求められた空気調節の目標
燃焼トルク成分ｍｏｖｆｕｓｏｌは給気によるトルク調
節に用いられる。
【００３８】目標トルク値ｍｏｖｆｕｓｏｌは補正回路
１２６に続く特性値マップ１２８においてエンジン回転
数ｎに関連して空気質量目標値ｔｌｓｏｌに変換され
る。空気量制御器１３０には目標値ｔｌｓｏｌと、例え
ば熱薄膜式空気流量計で検出された空気質量の実際値ｔ
ｌＨＦＭが供給される。この空気量制御器は実際値の目
標値からのずれ量を形成し、それにより目標値ｔｌｓｏ
ｌが補正回路１３２において乗算的に補正される。補正
回路１３２に続く補正回路１３４においてこの目標値は
更にエンジン温度に従って補正され、絞り弁位置目標値
用特性値マップ１３６に導かれる。ここで補正された空
気質量目標値に基づいて絞り弁を調節するための絞り弁
位置目標値ＤＫｓｏｌが形成される。絞り弁は電子アク
セルペダル装置１３８により、場合により絞り弁の実際
位置等の他の運転パラメータに従って調節される。計量
される燃料量の調節は公知のように空気質量値ｔｌＨＦ
Ｍと回転数ｎに基づいて行なわれる。
【００３９】アクセルペダルと絞り弁が機械的に結合さ
れている場合には、点線で囲まれた「空気系統」１０８
はアクティブにならず、運転者の要求ｍｏｋｕｐｆはエ
ンジン制御システムにより読み込まれることはなく、運
転者により設定された内燃機関への給気に基づいて以下
に説明するように計算されたトルク値で、設定された給
気により所定の空燃比で得られる燃焼トルクの大きさを
示すトルク値ｍｏｋｕｐｆｕが必要に応じ運転者の要求
として他の部分システムに伝達される。
【００４０】点火および／あるいは燃料計量を介して急
速にエンジンへの作用を行なうために、エンジンにより
実現されるトルクを燃焼トルク（圧縮段階で発生する機
械的なエネルギ）と損失トルク（制動トルク、即ち摩擦
および絞り損失により消費されるエネルギ）に分けるの
が好ましい。
【００４１】燃料計量への作用は、通常所定の行程中少
なくとも個々のシリンダへの燃料供給を停止することに
より行なわれる。このような方法を以下では噴射中止と
よぶ。噴射中止と点火への作用によって主にエンジンの
燃焼トルクｍｏｖは影響されるが、摩擦損失と絞り損失
でまとめられる損失トルクないし制動トルクは余り影響
されない。従って、噴射中止を介した燃料計量への作用
並びに点火角補正を介した点火角への作用を後述するよ
うに行なうとき、目標クラッチトルクｍｏｋｕｐｓｏｌ
は、空気系統に関連して説明したように、エンジン制動
トルクｍｏｖｅｒｌと付加機器の消費トルクｍｏｎａを
用いて燃焼トルク目標値に変換される。
【００４２】エンジン制動トルクと消費トルクはほぼ一
定であるか、ないし公知の方法（冒頭の従来技術を参
照）で適応させることができるので、目標燃焼トルクｍ
ｏｖｓｏｌを、既に部分システムあるいは上位に配置の
制御ユニットにおいて求め、それによりクラッチトルク
目標値ではなく、燃焼トルク目標値をエンジン制御用に
伝達することもできる。同様に、既に部分システムある
いは上位に配置の制御ユニットにおいて発生すべきエン
ジン出力Ｐｓｏｌを求め、これをエンジン制御システム
に伝達するようにすることもできる。後者の２つの場合
にはインターフェースは燃焼トルク値ないしエンジン出
力値に基づいて動作する。
【００４３】図３において、目標燃焼トルクの計算は参
照符号１１０ａ、１１８ａ、１２０ａ、１２２ａおよび
１２４ａを付した要素により行なわれる。この構成は、
空気回路に関連して説明したものに対応する。続く計算
ブロック１４０において、燃焼目標トルクｍｏｖｓｏｌ
は、部分システム（１１６ａ）のステータス情報並びに
給気の調節により発生する燃焼トルク成分ｍｏｖｆｕ
（導線１４１を介して供給され後述するように求められ
る）を考慮して、点火角補正値ｄｚｗおよび／あるいは
噴射中止用の値Ｘ（例えば、所定数のクランク角回転内
にＸシリンダの噴射を中止させる。Ｘは１より小さくす
ることもできる）に変換される。その場合、１４０によ
り行なわれる機能は、点火角へのおよび／あるいは噴射
への作用を決める一般的な機能であり、図４から図６に
好ましい実施例として例示的に図示されている。
【００４４】給気により発生する燃焼トルクｍｏｖｆｕ
は、通常の条件（点火角への作用がない回転数／負荷マ
ップによる点火角、λ＝１の排ガス組成）に対して以下
のようにして求められる値である。
【００４５】冒頭で述べたドイツ特許出願ＤＥーＰ４２
３２９７４．４の技術から知られた特性値マップ１４
２、即ち給気モデルにより回転数と空気質量測定値ｔｌ
ＨＦＭからエンジンに流入する空気質量流量ｔｌｉｓｔ
が形成される。この空気質量流量は、次のエンジンマッ
プ１４４において回転数に関連して出力ないしトルク発
生に関し最適な点火角ｚｗｏｐｔに対する最適な燃焼ト
ルク値ｍｏｖｏｐｔに変換される。この値は、次の乗算
回路１４６において、最適な点火角ｚｗｏｐｔと丁度支
配している運転状態（点火角への作用なし）の元に選ば
れるマップ点火角ｚｗｋｆ（ブロック１２６参照）の差
に関係する関数Ｆにより補正される。このように補正さ
れた値は通常の条件で給気により発生され、特性値マッ
プ１４０に供給される燃焼トルクｍｏｖｆｕに対応す
る。
【００４６】このようにして求められた燃焼トルク値ｍ
ｏｖｆｕは、補正回路１１８ｂと１２０ｂにおいて上述
した負荷によるトルク成分ｍｏｎａとトルク制動値によ
るトルク成分ｍｏｖｅｒｌによる補正（減算）が行なわ
れてマップ点火角でのクラッチトルク値ｍｏｋｕｐｆｕ
に変換され、導線１４８を介して部分システムに供給さ
れる。
【００４７】更に、特性値マップ１４４において求めら
れた最適な燃焼トルク値ｍｏｖｏｐｔは、補正回路１５
０において最適な点火角ｚｗｏｐｔと実際に調節された
点火角ｚｗｉｓｔ（即ち、必要に応じて例えばノッキン
グ制御あるいはアイドル制御のような他の補正量を考慮
して）間の差に関係する関数Ｆによって補正され、計算
回路１５２において行なわれる可能性のある噴射の中止
が考慮されて、また補正回路１１８ｃと１２０ｃにおい
て消費トルク成分ｍｏｎａと損失トルク成分ｍｏｖｅｒ
ｌを減算して、更に計算回路１５４ａにおいてエンジン
回転数変動に従って求められるエンジンの運動質量によ
るトルク成分を減算して実際に得られるクラッチトルク
ｍｏｋｕｐｉｓｔの測定値に変換され、導線１５６を介
して部分システムに導かれる。
【００４８】更に、特性値マップ１４０において求めら
れた中止すべき噴射の数が、噴射装置１０２に出力され
る。この噴射装置は例えば交替的に入れ替る中止パター
ンにより噴射を中止する。点火角補正値ｄｚｗは第１の
補正回路１５８と第２の補正回路１６０において最適点
火角ｚｗｏｐｔを減算することによりまたマップ点火角
ｚｗｋｆを加算することによりマップ点火角の補正量ｄ
ｚｗｋｆに換算され、点火システム１０４に供給され点
火調節が行なわれる。
【００４９】ここで、図３に示したインターフェースに
よりエンジンの出力パラメータへの全ての３つの作用可
能性が示されていることに注意しておく。好ましい実施
例では、これらの３つの全ての出力パラメータは電子的
な方法で調整できるので、インターフェースは図示した
ような方法で構成することができる。点火補正および／
あるいは噴射中止を決めるブロック１４０における計算
に対しては、以下に説明する式が適用される。
【００５０】それに対して他の実施例として、空気供給
へ電気的に作用できない単なる点火への作用（図４参
照）および／あるいは噴射中止（図５と図６を参照）を
設けるようにすることもできる。これらの実施例におい
ても図３に図示し説明したインターフェース構造の作用
可能性は不変のまま効果的に応用できる。その場合、空
気調節を行なわない場合には点線で図示されたブロック
１０８が省略され、もっぱら点火への作用だけの場合
（図４）には噴射系統並びにブロック１５２が、またも
っぱら噴射への作用だけの場合（図５）には点火角補正
（ブロック１５８、１６０を除去、ｚｗｋｆ＝ｚｗｉｓ
ｔなのでブロック１５０、１４６をまとめる）が省略さ
れる。噴射中止および点火角への作用が設けられる場合
には、図６に示す構成が得られる。
【００５１】各ブロックは図３の同じ機能を行なうの
で、同じ参照符号を付し図３に関連して説明したことに
関しては改めて説明は行なわれない。
【００５２】特性値マップおよび特性曲線（例えば、１
２２、１２４、１２８、１３０、１４０、１４２、１４
４等）の複雑性を減少させることによりインターフェー
スを簡単化することができる。それによりインターフェ
ースの基本構造に介入しなくても任意の複雑性のインタ
ーフェースを実現することができる。
【００５３】以下に、インターフェースの動作を種々の
例に基づいて詳細に説明する。
【００５４】まず、トルク減少要求を説明する。急速な
トルクへの作用（介入）が必要な場合には、これは、要
求された燃焼トルクｍｏｖｓｏｌと通常条件の元に給気
により発生される燃焼トルクｍｏｖｆｕを比較すること
により行なわれる。例えばＡＳＲ作用時あるいはトラン
スミッション制御の対応する減少要求によりｍｏｖｓｏ
ｌがｍｏｖｆｕより小さい場合には、トルク減少は点火
角を変化させることによりおよび／あるいは噴射パルス
を中止することにより行なわれる。緩慢に減少させる作
用は、空気供給を調節することにより行なわれる。その
場合、点火角への作用および噴射中止のパターンに対し
て種々の方法が考えられる。また、ｍｏｖｓｏｌによる
空気供給の調節は、作用できる場合には空気系統１０８
を介して行なわれ、作用できない場合には空気供給は運
転者の設定値に対応し、ｍｏｖｆｕの値になる。
【００５５】まず、点火角への作用のみが可能な場合
（図４）について説明する。この場合には、燃焼トルク
目標値ｍｏｖｓｏｌと、計算回路１４０により求められ
る点火角補正ｄｚｗ間の関係は、次の式
【００５６】
【数１】
【００５７】により与えられる。但し、Ｆ（ｄｚｗ）
は、最適点火角に対する点火角補正量に関係したトルク
減少係数（特性曲線の形となる）を表し、特性曲線とし
て格納される。また、ｄｚｗは、目標点火角と最適点火
角間の差を表す。その場合、ブロック１４０は導線１４
１を介してブロック１４４の出力線と接続されている。
これは、点火ないし噴射への作用量ｍｏｖｆｕの計算の
根拠となる図３の一般的な図示に対応する。
【００５８】最適点火角に対する点火角補正値ｄｚｗは
次の式
【００５９】
【数２】
【００６０】で示される逆関数から得られる。この計算
された値は、吸入空気量と回転数の関数である最大許容
点火角補正値ｄｚｗｍａｘにより制限されるので、シリ
ンダにより吸入された混合気がなお点火することが保証
される。その後、最適点火角を減算し、またマップ点火
角を加算することにより点火調節システムのマップ点火
角に対する点火角補正値ｄｚｗｋｆが求められる（式
（３）を参照）。その場合、マップ点火角ｚｗｋｆは、
トルクインターフェースによる点火への作用がない場合
に得られる点火角のことである。
【００６１】
【数３】
【００６２】点火角補正だけでは大きなトルク変化を実
現することができないので、点火角補正だけの方法を使
用するのは、電子アクセルペダルシステムとの関連にお
いて効果がある。というのは、この場合には、迅速な応
答は点火角補正だけで得なければならないからである。
この場合、空気供給の調節と点火角補正が同時に行なわ
れる。
【００６３】第２番目の方法として、噴射パルスを中止
ないし中断することにより燃料計量に作用することだけ
でトルクを減少させることが行なわれる（図５を参
照）。その場合、所定段階数のいわゆる中止段数（中止
の度合）が設けられる。Ｚ段階の中止によりシリンダの
噴射中止の最大可能な段数が定められる。例えば、４シ
リンダエンジンで８段階の中止が設けられ、その場合ク
ランク軸の４回転に渡ってそれぞれ中止の度合に従い個
々のシリンダが停止される（第１段では０．５シリンダ
停止、第２段では１シリンダ停止、第３段では１．５シ
リンダ停止等）。即ち、第２段では、各サイクル（カム
軸１回転、クランク軸２回転）毎に第１シリンダに対す
る燃料噴射が中止され、他のシリンダには燃料が供給さ
れる。また第３段では、各サイクル毎に第１シリンダに
対する噴射が中止され、各２番目のサイクル毎に例えば
第３シリンダに対する噴射が中止される。これは平均し
てみると、１．５シリンダに対する噴射中止となり、
１．５シリンダの停止に対応する。また第８段階では、
各サイクルで全てのシリンダに対する噴射が中止とな
り、４シリンダの停止、即ち完全な停止に対応する。そ
の場合、任意のシリンダの係数、例えば１．７５シリン
ダ、１．２５シリンダ等が可能であり、それぞれ２つの
段階間の所望のトルクギャップ、即ち隣り合う２つの段
階のトルク差に従って選ばれる。
【００６４】シリンダを停止させるときエンジンから発
生される燃焼トルクを求める場合、所定数のクランク軸
回転にわたって平均をとらなければならない。その場
合、クランク軸の回転回数は中止段数に対応させる。上
述の例では、４クランク軸回転となる。
【００６５】目標燃焼トルクｍｏｖｓｏｌと調節された
空気供給により発生する燃焼トルクｍｏｖｆｕ間の関係
は、中止がＺ段階あり噴射が中止されたシリンダがＸの
場合（Ｘ段階の中止）でかつ少なくとも停止されないシ
リンダではマップ点火角ｚｗｋｆが不変である場合に
は、
【００６６】
【数４】
【００６７】のようになる。
【００６８】この場合、噴射が中止されたシリンダから
の燃焼トルクｍｏｖｆｕへの成分は０であることを考慮
しなければならない。上述の式をＸについて解くと、目
標燃焼トルクを調達するために適当な段階の中止ないし
所定クランク軸角に渡って噴射を中止すべきシリンダ数
【００６９】
【数５】
【００７０】が得られる。
【００７１】その場合、中止の度合が可能な数あるいは
存在する数であるようにするために、計算されたＸの値
（ブロック１４０を参照）は場合によっては端数を切り
上げ（あるいは切捨て）しなければならない。切り上げ
ることにより所望のトルク減少に比較し幾分減少が大き
くなるので、これは好ましい処置となる。
【００７２】噴射中止パターンは通常交替的に入れ替る
パターンとして構成されるので、各シリンダには所定時
間内にそれぞれ噴射中止の程度に応じて燃料が供給され
なくなる。これによりエンジンの回転円滑度が改善さ
れ、停止されたシリンダが冷えすぎるのが防止される。
【００７３】トルクを減少させる他の例として燃料計量
および点火角への作用が図示されている（図６）。その
場合、図６でブロック１４０において値ｍｏｖｆｕを用
いる代りに、シリンダの停止が既に考慮されている最適
点火角に対する実効燃焼トルクｍｏｖｅが用いられるこ
とに注意しておく。これは、単に計算の他の可能性を示
すものである。燃焼トルクを求める場合噴射が中止され
るシリンダは、図３の例ではブロック１４０において考
慮されている。
【００７４】トルク減少は上述の例の組み合せにより以
下の式、即ち
【００７５】
【数６】
【００７６】により得られる。
【００７７】目標燃焼トルクを求める場合、２つの考え
方がとられる。まず、例えば排ガス放出を減少させるた
めに、噴射中止に比較して点火角への作用に高い優先順
位が割り当てられる。これは、それぞれ所定のクラッチ
トルク目標値に従って許容される最大の点火角変化ｄｚ
ｗｍａｘまで点火角への作用が許可され、それ以上のト
ルク減少が要求されたときに初めてシリンダ停止が許可
されることを意味する。従ってまず式（６）において中
止段数が０に設定され、もっぱら点火角補正だけが行な
われる場合と同様に式（２）に従って点火角補正値ｄｚ
ｗが計算される。点火角補正値が所定の最大値より小さ
い場合には、噴射中止は行なわれず、上述したように点
火角への作用が行なわれる。しかし、点火角補正値ｄｚ
ｗが所定の最大補正値よりも大きいときには、噴射を中
止すべきシリンダ数は式（６）に従い最大点火角補正値
ｄｚｗｍａｘを代入することにより計算され、次の式、
即ち
【００７８】
【数７】
【００７９】により与えられる。
【００８０】端数切り上げ並びに中止パターンの選択に
従い所定数のシリンダの噴射が中止される。極めて正確
に目標クラッチトルクを得ることが要求される場合に
は、停止シリンダ数の端数が切り上げられた値がもう一
度上記式（６）に代入され、以下の式、即ち
【００８１】
【数８】
【００８２】に従って点火角補正値ｄｚｗが求められ
る。
【００８３】この場合には、噴射中止パターンは粗いも
のでよく、例えばシリンダ数に対応する段階数に制限さ
れる。２つの段階の中止間で発生するトルクギャップは
点火角補正で補償される。上述した式（８）は、数Ｘが
中止の全段階数Ｚより小さいときのみに成立する。両値
が等しい場合には、点火角補正は行なわれず、エンジン
は、丁度制動トルクと付加的な負荷（機器）による損失
トルクを含む最小トルクｍｏｋｕｐｍｉｎに達する。駆
動出力のさらなる減少はエンジンへの作用によっては可
能ではなく、例えばブレーキあるいはトランスミッショ
ンへの作用により行なわれる。その場合、考慮すべきこ
とは、空気供給を電気的に変化させる車両では燃料調節
並びに点火調節と同時に空気供給の調節が行なわれるこ
とである。
【００８４】第２の方法は、点火角への作用より噴射中
止に高い優先順位をもたせる方法である。この方法で
は、点火角補正は２つの段階の中止間のエンジントルク
を微調整するだけに用いられる。
【００８５】この方法では、式（６）において点火角補
正値ｄｚｗは最適な点火角とマップ点火角間の差に設定
される。噴射を中止すべきシリンダ数Ｘは式（５）から
得られる。この値は端数が切捨てられて整数にされ、続
いて式（８）から噴射を中止すべきシリンダ数Ｘを代入
することにより点火角補正値ｄｚｗが計算される。点火
角補正値はマップ点火角に関連させられ、式（３）のマ
ップ点火角補正値になる。計算された噴射を中止すべき
シリンダ数から中止パターンが求められ、噴射装置によ
りこれが実現される。その場合、噴射中止の段数は小さ
くてもよく、例えばシリンダ数に対応する。２つの段階
間のトルクギャップは点火角補正により補償される。
【００８６】同様な方法がトルク増大要求の場合、例え
ばＭＳＲ作用あるいはトランスミッション制御により行
なわれる。
【００８７】その場合、クラッチ目標トルクｍｏｋｕｐ
ｓｏｌ（ｍｏｖｓｏｌ）は、通常の条件で給気により形
成されるトルク成分ｍｏｋｕｐｆｕ（ｍｏｖｆｕ）より
も大きくなる。急速なトルク形成は点火角を最適点火角
ｚｗｏｐｔないしノック限界まで変化させることによっ
てのみ行なわれる。通常、マップ点火角はすでに最適点
火角近辺にあるので、点火角変化によってはトルク増大
は達成することはできない。ＭＳＲによる急速なトルク
増大の要求は減速運転（エンジンブレーキ）時、式
（５）において噴射を中止すべきシリンダ数を計算し、
噴射中止の最大段階数と噴射を中止すべきシリンダ数間
の差を用いることにより、達成される。ＭＳＲにより燃
料カットは中止される。
【００８８】好ましくは、トルク増大の要求は、クラッ
チトルクｍｏｋｕｐｓｏｌを空気系統（アイドルアクチ
ュエータあるいはＥガス、図３を参照）を介して調節す
ることにより実現される。アイドリングの場合には、基
本的には外部からのエンジンへの作用は許されない。ア
イドリング情報は、減速運転情報と同様に（その間ＡＳ
Ｒ作用は不可能である）、インターフェースを介して部
分システムに出力される。
【００８９】エンジン制動トルクｍｏｖｅｒｌは、エン
ジン摩擦損失とエンジン絞り損失からなり、エンジン温
度、エンジン回転数および吸気管圧力に関係する。この
値は、好ましくは吸気管圧力Ｐｓが０での制動トルク
（絞り弁は閉じており、空気質量は０である）と吸気管
圧力に関係したトルク補正値ｄｍｏｖｅｒｌに分解で
き、
【００９０】
【数９】
【００９１】のようになる。
【００９２】絞り弁が閉じたときの制動トルクは、同様
に好ましくはエンジン回転数に関係した制動トルクとエ
ンジン温度に関係した制動トルクに分解でき、アイドリ
ング時公知の技術に従い適応される。従来の技術に従い
付加機器からのトルク需要が求められる。制動トルクの
補正量は、吸気管圧力に従って特性曲線の補間により求
められる。吸気管圧力を測定する圧力センサがない場合
には、吸気管圧力は吸気温度と給気量の積に置き換える
ことができる。というのは、吸気管圧力は給気量と吸気
温度の積に比例するからである。
【００９３】実際エンジントルクｍｏｋｕｐｉｓｔは、
実際に実現された噴射中止のシリンダ数Ｘと点火角の実
際値から式（６）に従い制動トルクと付加機器のトルク
成分ないしエンジンの慣性モーメントを考慮して算出さ
れる。
【００９４】この値は、最小トルクｍｏｋｕｐｍｉｎ
（＝ー（ｍｏｖｅｒｌ＋ｍｏｎａ））と通常の条件での
給気により調達されるクラッチトルクｍｏｋｕｐｆｕと
ともに他の制御装置に伝達される。そのときの空気密度
を考慮して達成可能な最大クラッチトルクｍｏｋｕｐｍ
ａｘも他の制御装置に伝達される。通常の条件でのクラ
ッチトルクｍｏｋｕｐｆｕは他の制御装置での閉ループ
制御における基準点として用いられる。例えば、ＡＳＲ
では最大許容クラッチトルクｍｏｚｕｌが車輪スリップ
から計算される。この値が通常の条件でのクラッチトル
クより小さいときには、ＡＳＲステータスビットがセッ
トされ、許容クラッチトルクがクラッチトルク目標値と
してエンジン制御システムに送出される。許容エンジン
トルクが通常の条件で得られるクラッチトルクより大き
いときには、ＡＳＲステータスビットがリセットされ、
作用が終了する。ＭＳＲの場合には、ＡＳＲで行なわれ
たのと逆になる。
【００９５】トランスミッション制御では、ギアシフト
中急速な所望のトルク増大は、次のようにすることによ
り、即ち、トランスミッション制御装置がギアシフト過
程後に望まれるトルクを運転者要求を介して設定し、ギ
アシフト過程の間に実際に実現すべきトルク作用を介し
たクラッチトルクｍｏｋｕｐｓｏｌを出力することによ
り、効果的に実現することができる。この場合、通常の
条件で給気により実現されるクラッチトルクｍｏｋｕｐ
ｆｕはそのとき要求されたクラッチトルクｍｏｋｕｐｓ
ｏｌより大きい。この両値間のトルク差は点火角補正に
より補償され、ギアシフト後の運転者の要求へ実際クラ
ッチトルクを増大させることは、点火角補正を戻すこと
により実現される。
【００９６】トルクマップからの最適点火角での燃焼ト
ルクｍｏｖｏｐｔの計算は、種々のエンジン回転数で、
給気量ｔＬｉｓｔに従ってほぼ線形になっており、好ま
しくは、精度要求が大きくない場合には、
【００９７】
【数１０】
【００９８】のように簡略化できる。
【００９９】ここで、Ｇ（ｎ）は、回転数に関係した係
数を示し、この係数はほぼ回転数に関係する燃焼効率に
よって決められ、精度を更に減少する場合には、回転数
依存性のない平均の係数により置き換えることができ
る。
【０１００】上述した構成は、水素エンジンのような他
の駆動コンセプトに関連しても効果的に使用できる。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、個々
の部分システムが相互に依存するのを減少させ、各部分
システムの独立した適用と支配を可能にするエンジン制
御システムへの統一的なインターフェースが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の現代の制御システムの概略構成を示した
ブロック図である。
【図２】本発明のインターフェースの実施例を示すブロ
ック図である。
【図３】本発明のインターフェースの一実施例の構成を
示すブロック図である。
【図４】点火への作用だけを行なう本発明のインターフ
ェースの簡略化された実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図５】燃料計量への作用だけを行なう本発明のインタ
ーフェースの簡略化された実施例の構成を示すブロック
図である。
【図６】点火調節と燃料計量への作用を行なう本発明の
インターフェースの実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０ エンジン制御システム １２ 燃料計量装置 １４ 空気計量装置 １６ 点火調節装置 １８ トランスミッション制御ユニット ２０ トラクションコントロールユニット ２２ シャシー制御ユニット ３０、３２ 測定装置 ３８、４０ 調節装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホン ツァン ドイツ連邦共和国 74321 ビーティッヒ ハイムビッシンゲン ヴィルヘルムライブ ルシュトラーセ ７

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 部分システムを結合する通信システムを
    介して情報を交換する少なくとも２つの部分システムを
    備え、 前記部分システムの少なくとも一つが車両の駆動ユニッ
    トの制御に用いられ、 少なくとも駆動ユニットから発生すべきトルクを表す量
    に関する値が最低限少なくとも一つの運転状態において
    前記少なくとも一つの部分システムから駆動ユニット制
    御システムに伝達され、 前記量が、 求められた数の噴射を中止ないし行うこと、 調節された点火角を補正すること、 運転者の要求と無関係に空気供給を調節すること、 の処置の少なくとも一つにより調節されることを特徴と
    する車両の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記駆動ユニット制御システムに駆動ユ
    ニットから発生すべきクラッチトルク、駆動ユニットか
    ら発生すべき燃焼トルクあるいは駆動ユニットから発生
    すべき出力に関する設定値が供給されることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記部分システムが、トラクションコン
    トロール、エンジン制動トルク制御、トランスミッショ
    ン制御および／あるいはシャシー制御を行なうシステム
    であることを特徴とする請求項１または２に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前記少なくとも一つの部分システムから
    伝達される設定値は、点火および／あるいは燃料計量お
    よび／あるいは空気供給を制御するための対応する調節
    値に変換され、設定値による調節が行なわれることを特
    徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 前記駆動ユニット制御システムに前記少
    なくとも一つの部分システムからステータス情報が伝達
    され、それに従って駆動ユニット制御システムによりト
    ルク要求の調節が行なわれることを特徴とする請求項１
    から４までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも一つの部分システムに駆
    動ユニットの実際の運転状態に関する駆動ユニット制御
    システムのステータス情報が伝達されることを特徴とす
    る請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 部分システムを結合する通信システムを
    介して情報を交換する少なくとも２つの部分システムを
    備え、 前記部分システムの少なくとも一つが車両の駆動ユニッ
    トの制御に用いられ、 少なくとも駆動ユニットから発生すべきトルクを表す量
    に関する値が最低限少なくとも一つの運転状態において
    前記少なくとも一つの部分システムから駆動ユニット制
    御システムに伝達され、 前記量が、 求められた数の噴射を中止ないし行うこと、 調節された点火角を補正すること、 運転者の要求と無関係に空気供給を調節すること、 の処置の少なくとも一つにより調節されることを特徴と
    する車両の制御装置。
  8. 【請求項８】 前記少なくとも一つの部分システムは、
    トラクションコントロール、エンジン制動トルク制御、
    トランスミッション制御および／あるいはシャシー制御
    を行ない、これらの制御により駆動ユニットから発生す
    べきトルクに対してトルク要求が発生され、これが点火
    および／あるいは噴射の補正によりおよび／あるいは空
    気供給の調節により調達されることを特徴とする請求項
    ７に記載の装置。
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