JP3429733B2 - 車両における指定可能な目標速度を設定するための方法 - Google Patents

車両における指定可能な目標速度を設定するための方法

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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、全開運転におい
て、内燃機関のすべてのシリンダを点火状態にすること
ができ、部分停止運転において、いくつかのシリンダを
停止状態にし、内燃機関のスロットルバルブの操作のた
めの動作信号が、車両の状態および動作変数を考慮し
て、速度調整システムにおいて生成される自動車におい
て、指定可能な目標速度を設定するための方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来技術では、自動車の速度調整システ
ムは、運転者に指定されるか、又は自動決定システムの
手段によって算出された目標速度を自動的に維持するこ
とができる。このような速度調整システムは、たとえ
ば、車両が運転者によって選択された最低速度を維持す
るように意図するクルーズコントロール機能及び車両が
運転者に指定された又は配置されている制御システムに
おいて自動的に決定された最高速度を超えてはならない
リミッタ機能を含む。リミッタ機能を実現するために、
速度調整システムは、最高速度および現在の車両状態変
数、特に現在の車両速度に基づいて動作信号を生成し、
これらの信号は、目標速度を維持するために、エンジ
ン、変速歯車装置および/またはホイールブレーキを調
整するために使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】速度調整システムにお
いて、指定された所望値との実際の速度の偏差は、制御
部、通常はPDT1制御部に供給され、制御部は、内燃
機関の吸入管におけるスロットルバルブを調整する動作
信号を生成する。関連するエンジントルクへの制御部の
出力の線形変換を実現するために、制御部の出力は、ま
ず、エンジントルク曲線における非線形性を補償する特
性変換部を介して伝達され、次いでスロットルバルブの
アクチュエータへの動作信号として供給される。特性変
換部および使用される制御部の変数は、最適な制御部の
挙動のために設計される。
【0004】ドイツ特許第44 39 424 C1号
は、動作信号が生成されるドライビング速度制御部を開
示しており、特に低いエンジン負荷の範囲における制御
部の挙動を改善するために、これらの信号は制御部の出
力でもう一度操作される。制御部の出力には、制御部信
号が燃料量設定要素に伝達される前に、比較的低い値の
範囲における制御部信号を減衰する減衰要素があり、そ
れによって低いエンジン負荷で望ましくないエンジン速
度の揺れを抑制し、ドライビングの快適さを改善する。
しかし、使用および制御のさらなる可能性に関しては、
ドイツ特許第44 39 424 C1号には開示され
ていない。
【0005】他方、従来技術では、マルチシリンダ内燃
機関ピストンエンジンの2つのシリンダバンクの両方に
おいて燃焼を行う全負荷運転のほかに、一方のシリンダ
番号を停止する部分負荷運転が知られている。この種の
内燃機関エンジンが、たとえばドイツ特許第196 1
1 363 C1号に開示されている。ここでは、内燃
機関は、部分負荷運転および全負荷運転において、異な
るトランスミッション挙動をする。このために、調整さ
れた速度運転において、部分的なシリンダ点火と完全な
シリンダ点火との間の切替えの際に、制御部の不安定性
の原因となりうるという問題がある。したがって、制御
部変数および特性変換部が各タイプの運転に適合するよ
うに適用される必要がある。
【0006】ドイツ特許第33 34 720 C2号
では、シリンダ停止用の制御装置が開示しており、この
制御装置では、エンジンの定常状態動作期間においての
み、停止が実行される。定常状態動作期間に対する停止
回数の制限は、不安定性の危険性を軽減するが、これは
同時にこのような動作期間に対する応用の幅を制限し、
その結果として、シリンダの停止の利点、すなわち燃料
消費量の削減が、限定された範囲で利用されるにすぎな
くなる可能性がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】提示される本発明の課題
は、シリンダの部分停止が可能な内燃機関を有する車両
の速度調整システムの制御部の挙動を改善することにあ
る。
【0008】本発明によれば、この問題は請求項1の特
徴によって解決される。
【0009】改善によれば、内燃機関の全開運転および
部分的なシリンダの停止運転のいずれにも、それぞれの
特性変換部が割当てられ、各特性変換部は、エンジンの
両タイプの運転に対する制御部の出力とスロットルバル
ブの位置との間の関係を与える。バルブの位置の急な変
化およびトルクの急変を引き起こす恐れがある全開運転
と部分停止との間で変化する切替え時にスロットルスロ
ットルバルブを動作させる動作信号急変を防止するため
に、切替え中に、制御部の出力は、まず、これまでの運
転に割当てられた特性変換部を介して伝達され、次に、
他のタイプの運転に割当てられる特性変換部の逆変換を
行う特性逆変換部を介して伝達される。これにより、全
開運転と部分的な停止との間の切替え中における動作信
号曲線の急変が回避される。制御部は、次いで生じるタ
イプの運転のために初期化され、次のタイプの運転のた
めに制御部で生成される動作信号は、前の制御部に対応
する動作信号の最後に生成された値に設定される。これ
により、運転のタイプの間で急変を伴わない移行が保証
される。
【0010】内燃機関が、最初に、すべてのシリンダに
点火する全開運転で操作され、次に負荷の軽減のため
に、いくつかのシリンダのみ点火が実行される部分停止
モードに切替えられる場合には、切替えの時点で、全開
運転用特性変換部に従って生成された動作信号は、本発
明によれば、部分的な停止運転用特性逆変換部を介して
伝達され、さらなる操作が施され、最後にスロットルバ
ルブのアクチュエータに伝達される。他方、切替えが部
分停止から全開運転に行われる場合には、部分停止運転
のための動作信号は、スロットルバルブアクチュエータ
に伝達される前に、まず、全開運転用特性逆変換部を介
して伝達され、その後の操作が施される。いずれの場合
も、動作信号は、切替え前後にすぐに対応する。
【0011】好ましくは、特性逆変換部によるアクチュ
エータの操作が、切替えの時点で一度だけ実行されるこ
とが好ましい。切替えが完了すると、アクチュエータは
新たなタイプの運転に割当てられる制御部によって制御
され、特性逆変換部を考慮する必要はない。
【0012】さらなる利点および適切な実施態様は、添
付された請求項、部分的なシリンダの停止状態の車両に
おいて速度調整のために使用されることができる車両制
御システムを説明するためのブロック図を示す図の詳細
および図面から理解することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本
実施の形態に限定されるものではない。
【0014】図1は、本発明の車両制御システムのブロ
ック図である。図1の車両制御システム1は、速度調整
のために2つの枝8、9を有し、1つの枝は内燃機関の
全開運転中、すべてのシリンダを点火するように調整す
るためであり、もう1つの枝は、部分停止運転において
いくつかのシリンダのみ点火するように調整するためで
ある。全開運転における制御のための枝8は、ブロック
1に示されている全開運転制御部RVおよびブロック2
に示されている下流の全開運転用特性変換部DVを具備
し、これに対応して、部分停止運転に割当てられる枝9
は、部分停止運転制御部RT(ブロック3参照)および
下流の部分停止運転用特性変換部DT(ブロック4参
照)を具備する。2つの制御部RV、RTおよび特性変換
部DV、DTの制御部変数は、全開運転および部分停止運
転の場合によって異なる。
【0015】両方の制御部RV、RTは、所望の速度値お
よび実際の速度値を入力信号として受信し、それぞれの
場合において使用される制御部のタイプは、たとえばP
DT 1制御部である。PDT1制御部は、比例+微分制御
を行う制御部である。制御部の出力信号SRV、S
R,Tは、操作される変数、使用される制御のタイプ、制
御部変数および制御部の初期化の関数として制御部
V、RTにおいて生成され、これらの信号は、下流の特
性変換部DVまたはDTを介してそれぞれ伝達され、特性
変換部DVまたはDTにおいて、スロットルバルブ動作信
号SStV、SSt,Tが生成され、これらは最初にスイッチ
5に供給され、次いで、スロットルバルブの位置を設定
するためにスロットルバルブアクチュエータに供給され
る。内燃機関の運転のタイプに基づいて、全開運転枝8
または部分停止運転枝9への割当てが、スイッチ5にお
いて実行され、切替え信号によって対応する割当てが実
行される。
【0016】通常の運転モードにおいて、速度調整は、
運転のタイプに基づいて枝8または9の一方によって排
他的に行われる。負荷状態の変化によって、運転のタイ
プが全開運転から部分停止運転に切替えられるか、また
は部分停止運転から全開運転に切替えられるとすぐに、
トルクの急変を回避するために切替えの時点で、特性逆
変換部DV -1またはDT -1を考慮して変更調整が実現さ
れ、これらの特性は以下の関係から決定される。
【0017】
【数1】DV -1*DV=E または
【0018】
【数2】DT -1*DT=E ここで、DVは、全開運転用特性変換部、また、DTは、
部分停止運転用特性変換部DT、「E」は単位行列を表
す。
【0019】図2は、全開運転用特性変換部DV、部分
停止運転用特性変換部DT及びそれらに対応する特性逆
変換部DV -1、DT -1を説明する図である。図2における
特性曲線CV及びCTは、図1における信号SRV、SR,T
と、図1の信号SStV、SSt,Tとの間の関係を与える。
このとき、全開運転用特性変換部DV及び部分停止運転
用特性変換部DTは、特性曲線CV及びCTに基づいて、
信号SRV、SR,Tを信号SStV、SSt,Tに変換し、これ
らに対応する特性逆変換部DV -1、DT -1は、信号
StV、SSt,Tを信号SRV、SR,Tに変換する。
【0020】切り換え時のトルクの急変を回避するに
は、切り換え時の出力信号を同じにする必要がある。そ
のために、全開運転における動作信号SStVと部分停止
運転における動作信号SSt,Tを同じにする。例えば、部
分停止運転において、部分停止運転用特性変換部D
Tは、位置P1を位置P2に変換する。そして、部分停
止運転から全開運転への切り換えられるとき、位置P2
を維持するために、全開運転用特性逆変換部DV -1が、
位置P2を位置P3に変換する。
【0021】図1に戻って、全開運転から部分停止運転
への切替えの時点で、制御部信号S R,Vは、まず、全開
運転枝8における制御部RVにおいて生成され、この信
号は、全開運転用特性変換部DVを介して伝達される。
生成された全開運転動作信号SS tVは、全開運転枝8の
出力を部分停止運転枝9の入力に接続する接続枝10を
介して、ブロック6で示される部分停止運転用特性逆変
換部DT -1に供給され、この動作信号は、次に、部分停
止運転枝9に入力信号として供給される。対応するスロ
ットルバルブ動作信号SSt,Tは、スイッチ5を介して、
スロットルバルブアクチュエータに供給され、スロット
ルバルブは、動作信号によって部分停止運転を行えるよ
うに切替えられる。
【0022】部分停止運転から全開運転への切替えの時
点で、部分停止運転に割当てられた動作信号SStTは、
部分停止運転枝9における制御部RTおよび特性変換部
Tで生成されるが、この信号は、スイッチ5が全開運
転を行えるように切替えられるために、スロットルバル
ブアクチュエータに直接的に供給されない。反対に、動
作信号SSt,Tは、まず、部分停止運転枝9の出力を、全
開運転枝8の入力に接続する第2の接続枝11を介し
て、ブロック7に表示される全開運転用特性逆変換部D
V -1に供給され、次に全開運転制御部RVおよび全開運転
用特性変換部DVにおける入力信号として操作され、最
後に、スイッチ5によってスロットルバルブアクチュエ
ータに伝達される。
【0023】いずれの切替え運転においても、信号は、
両方の枝8、9を介して伝達し、次の枝の特性逆変換部
がさらに枝の間の接続において考慮される。これはエン
ジントルク曲線においてトルクの急変を防止する。
【0024】制御部の切替え中、安定した移行のために
必要な制御部の初期化を実行するために、信号は、切替
えの時点においてのみ特性逆変換部を介して伝達する。
切替え後、制御部は、再び、信号が全開運転または部分
停止運転用のそれぞれの現在の枝によってのみ伝達され
る通常モードで操作される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における速度調整システム
のブロック図である。
【図2】全開運転用特性変換部DV及び部分停止運転用
特性変換部DT及びそれらに対応する特性逆変換部
V -1、DT -1を説明する図である。
【符号の説明】
1 車両制御システム 5 スイッチ 8 全開運転枝 9 部分停止運転枝 10 接続枝 11 第2の接続枝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 29/02 301 F02D 29/02 301A 41/14 320 41/14 320D 43/00 301 43/00 301A 301K (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 45/00 301 B60K 31/00 F02D 17/02 F02D 29/02 301 F02D 41/14 320 F02D 43/00 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関を備えた自動車における指定可
    能な目標速度を設定するための方法であって、すべての
    シリンダを点火状態にする全開運転と、いくつかのシリ
    ンダを停止状態にする部分停止運転とを行う前記自動車
    における前記内燃機関のスロットルバルブの操作のため
    の動作信号が、車両の状態および動作変数を考慮して、
    速度調整システム(1)において生成され、前記動作信
    号は、以下の工程、すなわち前記調整システム(1)
    おける全開運転及び部分停止運転それぞれに割り当てら
    れ且つそれぞれの制御部変数が異なる各制御部(R V
    T の出力(SR,V,SR,T)が、特性変換部(DV,D
    T)を介して伝達され、前記スロットルバルブの位置を
    操作する前記動作信号(SSt,V,SSt,T)が生成され、
    全開運転および部分停止運転の両方に対してそれぞれの
    特性変換部(DV,DT)が割当てられる工程と、 全開運転と部分停止運転との間の切替えの時点で、前記
    制御部の出力(SR,V,SR,T)が、まず、切替え前の運
    に割当てられる前記特性変換部(DV,DT)を介して
    伝達され、次いで、切替え後の運転に割当てられ且つ切
    替え後の運転に割当てられる逆でない前記特性変換部
    (D V ,D T )の逆変換を行う特性逆変換部(DT -1,DV
    -1)を介して伝達され工程と、前記特性逆変換部(D T -1 ,D V -1 )を介して伝達される
    前記制御部の出力(S R,V ,S R,T )が、次に、切替え後
    の運転に割当てられる前記制御部(R T ,R V )に供給さ
    れる工程と、 切替え後の運転に割当てられる前記制御部(R T ,R V
    の後に、前記制御部の出力(S R,T ,S R,V )が切替え後
    の運転に割当てられる前記特性変換部(D V ,D T )を介
    して伝達される工程と、 によって生成される方法。
  2. 【請求項2】 前記動作信号(SRt,V,SRt,T)が、前
    記切替えの時点で1度に限り、前記特性逆変換部(DT
    -1,DV -1)に供給されることを特徴とする請求項
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記切替えの完了後に、前記動作信号
    (SR,V,SR,T)が、前記制御部(RV,RT)および現
    在の運転に割当てられる前記特性変換部(DV,DT)に
    よって排他的に生成されることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の方法。
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