特許 6403868 エンジン出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法、当該方法を実施する出力制御装置及び当該方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュタープログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6403868

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】エンジン出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法、当該方法を実施する出力制御装置及び当該方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュタープログラム

(51)【国際特許分類】

   F02D 11/10 20060101AFI20181001BHJP

   B60K 26/02 20060101ALI20181001BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20181001BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   F02D11/10 F

   B60K26/02

   F02D43/00 310A

   F02D43/00 310Z

   F02D45/00 320A

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-503815(P2017-503815)

(86)(22)【出願日】2015年6月8日

(65)【公表番号】特表2017-522493(P2017-522493A)

(43)【公表日】2017年8月10日

(86)【国際出願番号】EP2015062673

(87)【国際公開番号】WO2016012148

(87)【国際公開日】20160128

【審査請求日】2017年1月23日

(31)【優先権主張番号】102014214380.2

(32)【優先日】2014年7月23日

(33)【優先権主張国】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ウード ズィーバー

(72)【発明者】

【氏名】マークス ダイスラー

(72)【発明者】

【氏名】ウルリヒ バウアー

【審査官】 田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１１０７６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１１９２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−７１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１０７５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ９／００ − １１／１０

Ｆ０２Ｄ１３／００ − ２８／００

Ｆ０２Ｄ４１／００ − ４５／００

Ｂ６０Ｋ２５／００ − ２８／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン（９１０）の出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法であって、
・初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間を移動可能なアクセルペダル（１００）の動作ポジション（Ｓ）を検出するステップと、
・前記動作ポジション（Ｓ）と出力要求（ＰＳ）との第１の依存関係（５１０）を適用して、前記エンジン（９１０）に対する出力要求（ＰＳ）を求めるステップと、
を含む方法において、
前記アクセルペダル（１００）は、当該アクセルペダル（１００）に作用するアクチュエータ部材（３００）が設けられたアクティブアクセルペダルであり、
規定のイベントの発生後、前記エンジン（９１０）に対する出力要求（ＰＳ）を、前記動作ポジション（Ｓ）と前記出力要求（ＰＳ）との別の依存関係（５５０）を適用して求め、
前記規定のイベントは、通常の力を費やしても前記アクセルペダル（１００）を、前記初期ポジション（Ａ）と前記最終ポジション（Ｅ）との間に位置する第１のポジション（Ｂ）までしか動かせない状況であり、
前記規定のイベントが発生してから前記別の依存関係（５５０）が適用されるまでの移行期間（Δｔ）中、前記エンジン（９１０）に対する前記出力要求（ＰＳ）を前記アクセルペダル（１００）の前記動作ポジション（Ｓ）に割り当てるために、前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との少なくとも１つの過渡的な依存関係（５１２，５１４，５１６，５１８）を適用し、
前記動作ポジション（Ｓ）の値を有する軸に沿った圧縮及び／又は前記出力要求（ＰＳ）の値を有する軸に沿った圧縮により、前記別の依存関係（５５０）を前記第１の依存関係（５１０）から生成し、前記動作ポジション（Ｓ）の値を有する軸に沿った圧縮と、前記出力要求（ＰＳ）の値を有する軸に沿った圧縮とは、それぞれの圧縮係数を適用可能である、
エンジン（９１０）の出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法。

【請求項2】

前記第１の依存関係（５１０）は、前記アクセルペダル（１００）の動作ポジション（Ｓ）の漸次増大する値に、前記エンジン（９１０）に対する漸次増大する出力要求（ＰＳ）を割り当て、
前記アクセルペダル（１００）の最終ポジション（Ｅ）に、最大出力要求（Ｐｍａｘ）が割り当てられており、
前記別の依存関係（５５０）において、前記第１のポジション（Ｂ）に、前記最大出力要求（Ｐｍａｘ）の９０％乃至１００％の範囲にある出力要求（ＰＢ）が割り当てられる、
請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記別の依存関係（５５０）において、前記初期ポジション（Ａ）を起点として前記第１のポジション（Ｂ）に至るまで、前記動作ポジション（Ｓ）の漸次増大する値に、前記エンジン（９１０）に対する前記出力要求（ＰＳ）の漸次増大する値が割り当てられている、
請求項２記載の方法。

【請求項4】

前記圧縮は、線形的な圧縮である、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

前記動作ポジション（Ｓ）の値各々について、相前後して適用される２つの依存関係（５１０，５１２，５１４，５１６，５１８，５５０）から当該動作ポジション（Ｓ）のときに求められる出力要求（ＰＳ）の相対的な差は、最大で５％である、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

前記動作ポジション（Ｓ）の値各々について、相前後して適用される２つの依存関係（５１０，５１２，５１４，５１６，５１８，５５０）から当該動作ポジション（Ｓ）のときに求められる出力要求（ＰＳ）の相対的な差は、最大で１％である、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項7】

前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との前記第１の依存関係（５１０）、前記別の依存関係（５５０）及び前記少なくとも１つの過渡的な依存関係（５１２，５１４，５１６，５１８）は、ペダル特性曲線として記憶装置に記憶されており、当該ペダル特性曲線において、出力要求の値がペダルポジションの値に割り当てられており、又は、
前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との前記第１の依存関係（５１０）、前記別の依存関係（５５０）及び前記少なくとも１つの過渡的な依存関係（５１２，５１４，５１６，５１８）は、特性マップとして記憶装置に記憶されており、当該特性マップにおいて、出力要求の値がペダルポジションの値に割り当てられており、又は、
前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との前記第１の依存関係（５１０）、前記別の依存関係（５５０）及び前記少なくとも１つの過渡的な依存関係（５１２，５１４，５１６，５１８）は、１つ又は複数の関数関係として記憶装置に記憶されており、当該１つ又は複数の関数関係に基づき、ペダルポジションの値から前記出力要求の値が算出される、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項8】

前記エンジン（９１０）は、自動車（９００）のエンジン（９１０）である、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。

【請求項9】

エンジン（９１０）の出力制御装置であって、
当該出力制御装置において、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法が実施され、
当該出力制御装置は、
・初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間を移動可能なアクセルペダル（１００）と、
・前記アクセルペダル（１００）の動作ポジション（Ｓ）を検出するセンサ（２００）と、
・前記エンジン（９１０）に対する出力要求（ＰＳ）を求める制御ユニット（５００）と、
を含み、
前記出力要求（ＰＳ）を求める前記制御ユニット（５００）は、前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との第１の依存関係（５１０）、又は、前記出力要求（ＰＳ）と前記動作ポジション（Ｓ）との別の依存関係（５５０）を適用する、
エンジン（９１０）の出力制御装置。

【請求項10】

前記エンジン（９１０）の出力制御装置は、自動車（９００）のエンジン（９１０）の出力制御装置である、
請求項９記載のエンジン（９１０）の出力制御装置。

【請求項11】

データ処理装置において実行されるときに、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、方法発明の独立請求項の上位概念に記載された特徴を備えた、エンジン出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法に関する。本発明はさらに、斯かる方法が実施されるエンジンの出力制御装置、及び、データ処理ユニットにおいて実施されるときに、斯かる方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。

【背景技術】

【0002】

背景技術
例えば自動車などのエンジンの出力を開ループ制御又は閉ループ制御するための慣用の受動的なアクセルペダルの場合、運転者は、ペダル機構に組み込まれたばねに抗して動作を行う。この場合、ばね力は、ペダルが辿った行程にほぼ比例する。このように比例する力によって、運転者はペダルポジションを正確に調節することができ、ひいてはエンジンに対する出力要求例えば回転トルク要求を正確に配分することができる。

【0003】

電子アクセルペダルは、エンジンに対する出力要求を要求された出力に変換するエンジンの部材例えばスロットルバルブとは、もはや直接、機械的には接続されていない。そうではなく、アクセルペダルには少なくとも１つのセンサが設けられており、アクセルペダルは、エンジンに対する出力要求を要求された出力に変換する部材と、電子的に接続されているだけである。ペダルのポジションからエンジンに対する出力要求を特定し、その要求をエンジンに伝達するために、一般的には制御ユニットにおいて何らかの方法が実施される。

【0004】

この種の方法によれば、初期ポジションと最終ポジションとの間のペダルポジション又はペダルの動作ポジションが、センサによって検出される。さらに次のステップにおいて、動作ポジションとエンジンに対する出力要求との依存関係を適用して、エンジンに対する出力要求が求められる。この場合、一般的に上述の依存関係は、アクセルペダルが最終ポジションに動かされたときに、エンジンに対する出力要求が最大となるように設計されている。その後、求められた出力要求から、制御部材例えばスロットルバルブの制御パラメータを求めて、それを制御部材へ伝達することができる。アクセルペダルの最終ポジションに対し、エンジンの全負荷点を設定することができる。

【0005】

斯かる方法を実施する出力制御装置は、独国特許出願公開第１０２０１００６２３６３号明細書（DE10 2010 062 363 A1）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１００６２３６３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

発明の概要
本発明が前提とする認識とは、電子アクセルペダルの場合には、アクセルペダルにおいて機械的な故障が発生すると、エンジンの動作が大幅に制限されるおそれがあり、又は、それどころかまったく不可能になるおそれがある、ということである。例えばアクセルペダル行程が制限され又はアクセルペダル角度が制限され、アクセルペダルをもはや最終ポジションまで変位させることができない場合、慣用の依存関係を適用してもエンジンの全負荷点にもはや到達することができない。アクセルペダル行程又はアクセルペダル角度の制限が大きくなるにつれて、この依存関係において達成可能な出力要求範囲が小さくなる。最悪のケースでは、車両を例えば工場などへ移動させるのに十分な出力を、もはやエンジンに要求できなくなることも起こり得る。

【0008】

アクティブアクセルペダルを用いれば、電子アクセルペダルの可用性が付加的に拡張される。つまり例えば、走行状況に応じて触覚的なフィードバックを、アクセルペダルを介して運転者に伝達する、という可能性を提供することができる。このような触覚的なフィードバックの伝達は例えば、アクセルペダル若しくはアクセルペダルの踏み板に振動を加えることによって行われ、又は、規定の力をアクセルペダルに加えることによって行われ、この力によって運転者に対し、アクセルペダルを例えば走行状況などに応じたポジションからさらに最終ポジションの方向へ動かすために、規定のとおり高めた力を費やすことが要求される。

【0009】

上述のアクティブアクセルペダルは、必要な力をアクセルペダルへ及ぼすために、例えばモータなどのようなアクチュエータ部材を使用することができる。この種のモータ又はアクチュエータ部材がブロックされてしまうと、運転者はアクセルペダルを、通常の力又は妥当な力を費やしても、最終ポジションまで移動させることがもはやできなくなってしまう可能性がある。このため、通常の依存関係では全負荷点への到達はもはや不可能となり、アクチュエータ部材がブロックされてしまった結果として生じるアクセルペダル行程の制限によって、車両を例えば工場などへ移動させるのに十分な出力が供給されなくなる状況に至るおそれがある。

【0010】

よって、以下のようなエンジンの出力制御方法を提供する、という要求が存在すると考えられる。即ち、この方法によって、規定のイベントが発生したときに、例えば電子アクセルペダルの達成可能な最大アクセルペダル行程が制限されたときに、それにもかかわらずエンジンの全負荷点に到達できるようにし、又は、少なくとも、エンジンにより例えば駆動される車両を工場に移動させるのに十分な出力をエンジンから取り出すことができるようにするのである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

発明の利点
斯かる要求は、独立請求項に記載された本発明の構成によって満たすことができる。

【0012】

従属請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。

【0013】

以下、エンジンの出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法の特徴、詳細及び考えられる利点、エンジンの出力制御装置、並びに、にコンピュータプログラム製品について、本発明の実施形態に従って詳しく説明する。

【0014】

本発明の１つめの観点によれば、エンジン、特に自動車のエンジンの出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御する方法が提案される。この方法によれば、エンジンの全負荷点又はエンジンの少なくとも１つの負荷点の制御が実現され、この方法によって、エンジンに対し所望の出力要求を設定するアクセルペダルのペダル行程が制限されて、アクセルペダルの最終ポジションにもはや到達できないような状況においても、緊急動作が可能となる。

【0015】

「ペダル行程」とは例えば、具体例としてｍｍ又はｃｍの単位で行程長を検出可能な区間に沿った行程のこととすることができる。但し、ペダル軸を中心とした回転角という意味で「行程」とすることもでき、この場合には、ポジションを角度で検出することができる。

【0016】

このことは、本発明に係る方法が以下のステップを含むことにより達成される。即ち、初期ポジションと最終ポジションとの間を移動可能なアクセルペダルの動作ポジションを検出するステップと、動作ポジションと出力要求との第１の依存関係を適用して、エンジンに対する出力要求を求めるステップとを含むことにより達成される。その際、本発明によれば、規定のイベント発生後、動作ポジションと出力要求との別の依存関係を適用して、エンジンに対する出力要求が求められる。ここで、規定のイベントとは、通常の力を費やしてもアクセルペダルを、初期ポジションと最終ポジションとの間に位置する第１のポジションまでしか動かせない状況のことである。

【0017】

つまり、例えばこのような状況において、第１のポジションを、初期ポジションを起点として、アクセルペダルの最終ポジションと初期ポジションとの間のポジション差の最大で４０％の箇所に位置するものとすることができる。従って、このような場合では、通常想定されているペダル行程の少なくとも６０％が、もはや使用できなくなってしまう。

【0018】

ここで「通常の力を費やす」という表現を、以下のようなものと捉えることができる。即ち、例えばアクセルペダルと接続されたばねの力の作用に打ち勝つように、又は、アクティブアクセルペダルの場合には、このばね力と、アクチュエータ部材からアクセルペダルに加えられる補助力とに打ち勝つように、動作ポジションから最終ポジション又は初期ポジションの方向へアクセルペダルを変位させるのに一般的に必要とされる力を費やすのと、実質的に変わらない力を費やす、ということである。このようにアクチュエータ部材により加えられる補助力を、例えば「キックダウン」ポイントで調達することができる。例えば、アクセルペダルを変位させるために費やされる力が、目標値から最大で５％又は最大で１０％だけ隔たっている場合であっても、（現在のところ）まだ「通常の力が費やされている」とすることができる。従って、目標値からの偏差がさらに大きくなったときには、アクセルペダルをもはや「通常の力を費やしても」、到達しているポジションから動かすことができない状況にある、ということが示される。通常の力を費やしてもアクセルペダルを第１のポジションから移動させることができない、という状況を、例えば力センサを使用せずに検出することもできる。これは例えば、アクセルペダルと接続されたアクチュエータ部材がブロックされており、到達可能なアクセルペダル行程範囲が制限されている、ということが例えば制御ユニットにより識別される場合である。斯かるブロック状態に基づき、到達可能なアクセルペダルポジションが制限されており、通常の力を費やしてもアクセルペダルを例えば第１のポジションまでしか移動させることができない、ということを、制御装置によって識別することができる。

【0019】

従来技術とは異なり本発明により得られる利点とは、アクセルペダルがかろうじて第１のポジションに到達することしかできない、という状況が発生した後、動作ポジションと出力要求との依存関係の変更を、著しく簡単かつ著しく迅速に実行できるようにすることで、例えばエンジンの出力範囲全体を、又は、少なくとも安全な緊急動作に必要とされるエンジンの出力範囲を、本発明に係る方法によって運転者に提供することができる、ということである。従って、運転者は有利には、アクセルペダルの最終ポジションへの到達を制限する狭められたペダル行程範囲しか利用できないにもかかわらず、依然としてエンジン負荷範囲の広い範囲で、エンジンを開ループ制御又は閉ループ制御することができる。

【0020】

本発明に係る方法の１つの実施形態によれば、第１の依存関係は、アクセルペダル動作ポジションの漸次増大する値に、エンジンに対する漸次増大する出力要求を割り当て、アクセルペダルの最終ポジションには、最大出力要求が割り当てられている。さらにこの場合、別の依存関係において、第１のポジションに、最大出力要求の９０％乃至１００％の範囲にある出力要求が割り当てられる。ここで、最大出力要求を、例えばエンジンの全負荷点に対応させることができる。このようにして、有利には以下のことが実現される。即ち、アクセルペダルを第１のポジションまでしか移動させることができなくても、エンジンの出力範囲全体を又はエンジンの出力範囲のほぼ全体を、運転者が取り出すことができるようになる。このようにすることで、例えばエンジンを備える車両の使用が、有利にはごく僅かにしか又はまったく制限されず、従って、アクセルペダルがブロックされた状況に起因する車両の動作停止を、有利には回避できるようになる。例えばこのようにすることで、アクセルペダルを第１のポジションから移動することができない場合でも、高速な走行又は良好な加速値を、たとえ満載状態の車両であっても達成することができる。

【0021】

別の依存関係において、初期ポジションを起点として第１のポジションまで、動作ポジションの漸次増大する値に、エンジンに対する出力要求の漸次増大する値が割り当てられていることによって、有利には、運転者はアクセルペダルを引き続き通常どおりに使用できるようになり、制限されたペダル行程範囲において、別の依存関係により提供されるエンジンの出力範囲を完全に利用し尽くすことができるようになる。

【0022】

本発明の１つの実施形態によれば、動作ポジションの値を有する軸に沿った圧縮により、特に線形的な圧縮により、別の依存関係を第１の依存関係から生成する。これによって有利には、運転者は自身が望む出力要求に関して、通常の状況によく近似した走行特性をアクセルペダルポジションに従って見出す、ということが実現される。このようにすれば、制限されたアクセルペダル行程に運転者が慣れるだけでよいので、斯かる状況において有利には安全性を向上させることができる。

【0023】

上述の「圧縮」という表現を、第１の依存関係では初期ポジションから最終ポジションまでのペダル行程範囲に属するペダル行程の値に割り当てられていた出力要求の同じ値を、別の依存関係では初期ポジションから第１のポジションまでのペダル行程範囲に属するペダル行程の値に割り当てることである、と捉えることができる。一方の軸（例えばｘ軸）にペダルポジションを、これと直交する他方の軸（例えばｙ軸）に出力要求が記載されたグラフに、上述の依存関係を書き込んだならば、このことは、ペダルポジション又はペダルの動作ポジションの値を有する軸に沿った圧縮を行う、ということに相当する。斯かる圧縮を例えば、第１の依存関係に属する動作ポジションの値をそれぞれ比例係数で乗算することによって、実現することができる。適切な比例係数（ａ）は例えば、初期ポジション（Ａ）から第１のポジション（Ｂ）までの第１の行程距離（ＳＢ）と、初期ポジション（Ａ）から最終ポジション（Ｅ）までの第２の行程距離（ＳＥ）との商、即ち、ａ＝ＳＢ／ＳＥによって得られる。この場合、比例係数ａを定数としてもよいし、又は、例えばここでもペダルポジションに依存するものとしてもよい。

【0024】

従って、斯かる圧縮において第１の依存関係から別の依存関係を、以下のようにして得ることができる。即ち、初期ポジションについては、別の依存関係と第１の依存関係とで同じ出力要求の値になるようにし、別の依存関係における第１のポジションについては、第１の依存関係では最終ポジションに対するものであったのと同じ出力要求の値、例えば最大出力要求つまり全負荷点となるようにする。

【0025】

本発明の１つの実施形態によれば、出力要求の値を有する軸に沿った圧縮により、特に線形的な圧縮により、別の依存関係を第１の依存関係から生成する。このようにすることで、例えばアクセルペダル行程が著しく強く制限されて、第１のポジションが、初期ポジションから最終ポジションに至る全行程の例えばもはや１０％又は例えば２０％の箇所にあるときに、この方法により運転者に対しエンジンの全負荷点が提供されてしまうことが、有利には阻止される。その理由は、アクセルペダル行程がこのように制限されてしまっていると、エンジンに対しほとんど又は全く出力要求が課されないアクセルペダルの初期ポジションと、エンジンが全負荷点で駆動されることになるアクセルペダルの第１のポジションとの間の範囲が、エンジン出力の有効な制御を実現するには狭すぎてしまう、ということによる。むしろ、このような状況であるときは、エンジン及び他の車両コンポーネントが、過度に急速な負荷の変化によって損傷してしまう、というリスクが生じてしまう。同時に、車両がそのエンジン出力についてもはや意味なく開ループ制御又は閉ループ制御されてしまうことから、運転者、同乗者及び他の交通関与体の安全が脅かされる、というリスクが生じてしまう。このため、出力要求の値を有する軸に沿った圧縮によって、有利には、以下のような別の依存関係を生成することができる。即ち、この別の依存関係によれば、エンジン出力範囲の有効な部分が、まだ使用可能なアクセルペダル行程範囲によって制御され、このようにすることで例えば信頼性を伴って安全に一種の緊急動作モードとして、工場へ向かわせることができるようになる。この場合、エンジン出力範囲の達成可能な部分を、まだ使用可能なアクセルペダル行程範囲において、第１の依存関係に基づき得られる達成可能な出力範囲よりも、別の依存関係においては著しく大きなものとすることができる。

【0026】

斯かる「圧縮」という表現を、以下のように捉えることができる。即ち、第１の依存関係において出力要求の値が割り当てられているペダルポジション又はアクセルペダルの動作ポジションの同じ値について、別の依存関係においては、それよりも低減された又は比例して低減された出力要求の値が割り当てられる、と捉えることができる。一方の軸（例えばｘ軸）にペダルポジションを、これと直交する他方の軸（例えばｙ軸）に出力要求が記載されたグラフに、このような依存関係を書き込んだならば、このことは、出力要求の値を有する軸（例えばｙ軸）に沿った圧縮を行う、ということに相当する。斯かる圧縮を例えば、第１の依存関係に属する出力要求の値をそれぞれ比例係数ｂで乗算することによって、実現することができる。この場合、比例係数ｂを例えば１以下とすることができる。この比例係数を定数としてもよいし（線形的な圧縮）、又は、ここでもアクセルペダルの動作ポジションに依存させてもよい。

【0027】

本発明の１つの実施形態によれば、規定のイベントが発生してから別の依存関係を適用するまでの移行期間において、出力要求と動作ポジションとの少なくとも１つの過渡的な依存関係が適用される。これにより有利には、規定のイベントの検出後、急激に変更された依存関係に運転者が突然、直面するようなことがなくなる。従って、例えば、規定のイベントが検出されたときにアクセルペダルが第１のポジションにあるケースでは、車両の相応の加速に伴いエンジンの急激な出力増大が発生してしまうことを、回避することができる。斯かる状況が発生する可能性があるのは、以下のような場合である。即ち、アクセルペダルの第１のポジションについて例えば中程度の出力要求が、エンジンに課される又はエンジンのために求められる第１の依存関係から、第１のポジションにおいて例えば全負荷点が生じる別の依存関係に、急激に切り換えられる場合である。ここで提案される本発明の実施形態によれば、例えば数秒乃至数１０秒、例えば少なくとも５秒、好ましくは少なくとも１０秒、特に好ましくは少なくとも３０秒にわたる少なくとも１つの移行期間において、エンジンに対する出力要求を求めるために少なくとも１つの過渡的な依存関係が適用される。少なくとも１つの過渡的な依存関係は、好ましくは、アクセルペダルポジション又は動作ポジションに従って本発明に係る方法により求められる出力要求の値に関して、第１の依存関係から別の依存関係へソフトな移行を実現することができるように構成されている。

【0028】

動作ポジションの値各々について、相前後して適用される２つの依存関係又は過渡的な依存関係に基づき、それらの動作ポジションに対して求められる各出力要求の相対的な差分を、最大で５％とし、特に最大で１％とすれば、有利には、既述の別の依存関係を適用するまで、アクセルペダルを操作したときにエンジン特性に急激な変化が発生せず、アクセルペダルポジションとエンジンに要求される出力要求との関係が、実質的に連続的かつ恒常的に変化するようになる。

【0029】

本発明の１つの実施形態によれば、アクセルペダルは、このアクセルペダルに作用するアクチュエータ部材が設けられたアクティブアクセルペダルとして構成されている。これにより有利には、アクチュエータ部材がブロックされ、アクセルペダル行程の達成可能な範囲を制限してしまう故障が発生したときに、それを簡単に受けとめることができ、その際に運転者は例えば少なくとも、このような故障が発生した車両を最寄りの工場まで運転していくことができる状態におかれる。

【0030】

本発明による１つの実施形態によれば、出力要求と動作ポジションとの依存関係を、ペダル特性曲線として記憶装置に記憶させておくことができ、この場合、ペダル特性曲線において、出力要求の値がペダルポジションの値に割り当てられている。これと同時に又は別の選択肢として、依存関係を特性マップとして記憶装置に記憶させておくこともでき、この場合、特性マップにおいて、出力要求の値がペダルポジションの値に割り当てられている。さらにこれと同時に又は別の選択肢として、依存関係を１つ又は複数の関数関係として記憶装置に記憶させておくこともでき、この場合、１つ又は複数の関数関係から、ペダルポジションの１つの値に対し出力要求の１つの値を計算又は決定又は算出することができる。このようにすることで有利には、例えば制御装置又は制御ユニットが、簡単かつ高速な手法で依存関係にアクセスできるようになる。

【0031】

第１の依存関係から別の依存関係への移行が、アクセルペダルを操作する側に明確になるよう、警告ランプ又は警告信号を設けることができる。さらに、以下のようにすることが考えられる。即ち、第１の依存関係から別の依存関係への移行を、アクセルペダルを操作する側の能動的な操作に従って行うようにすることができ、例えばこれをボタン、スイッチパネル、あるいは、一般的には触覚的又は音響的又は光学的な入力部材に従って行うようにすることができる。安全性を高めるために考えられるのは、別の依存関係の適用を、規定のイベント発生後にアクセルペダルがその初期ポジションに少なくとも一度は戻ったことを前提とすることである。また、規定された保持期間にわたりアクセルペダルがその初期ポジションに保持されるということも、規定のイベント発生後、本発明に係る方法によってエンジンに対する出力要求を求めるために別の依存関係を適用するための前提とすることができる。この場合、規定の保持期間は、例えば少なくとも３秒であり、好ましくは少なくとも５秒、さらに特に好ましくは少なくとも１０秒である。

【0032】

本発明の２つめの観点によれば、エンジン、特に自動車のエンジンの出力制御装置が提案され、この出力制御装置において、上述の実施形態による方法が実施又は実行される。この出力制御装置によれば、例えばエンジンの全負荷点又はエンジンの少なくとも１つの負荷点の制御が実現され、この装置によって、エンジンに対し所望の出力要求を設定するアクセルペダルのペダル行程が制限されて、アクセルペダルの最終ポジションにもはや到達できないような状況においても、緊急動作が可能となる。

【0033】

このことは、出力制御装置が、初期ポジションと最終ポジションとの間を移動可能なアクセルペダルを含み、さらにアクセルペダルの動作ポジションを検出するセンサと、エンジンに対する出力要求を求める制御ユニットとを含むことによって達成される。この場合、出力要求を求める制御ユニットは、出力要求と動作ポジションとの第１の依存関係を、又は、出力要求と動作ポジションとの別の依存関係を適用する。その際、第１の依存関係又は別の依存関係は、規定のイベントの発生に従って適用され、これは上述の方法によって決定される。

【0034】

従来技術とは異なり、本発明に係る出力制御装置によれば、アクセルペダルの最終ポジションに到達できない若しくはもはや到達できない状況であっても、有利には少なくとも緊急動作が可能となり、又は、エンジンの全負荷に至るまでの動作も可能となる。これによって、運転者は、故障発生時に少なくとも工場まで運転していくことができるようになる。

【0035】

本発明の３つめの観点によれば、データ処理装置において実行されるときに、上述の実施形態のうちいずれか１つの実施形態による方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品が提案される。これによって有利には、本発明に係る方法を広範囲にわたり自動化して、例えば制御ユニットにおいて実施することができるようになる。

【0036】

当業者であれば、例示的な実施形態の以下の説明に基づき添付の図面を参照しながら、本発明のその他の特徴及び利点を読み取ることができる。但し、それらの実施形態は、本発明を限定するものと解されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1a】自動車エンジンの出力制御装置を概略的に示す図。

【図1b】出力要求と動作ポジションとの第１の依存関係をペダル特性曲線として示す図。

【図2a】出力要求と動作ポジションとの第１の依存関係及び別の依存関係をペダル特性曲線として１つの共通のグラフに示す図。

【図2b】図２ａによるグラフの第１の依存関係と別の依存関係との間に、複数の過渡的な依存関係を加えて示す図。

【図3】別の依存関係について別の実施形態をペダル特性曲線として示す図。

【0038】

すべての図面は、本発明に係る方法、装置若しくはコンピュータプログラム製品、又は、それらの構成要素を、本発明の実施例に従って概略的に示したものにすぎない。特に間隔及び大きさの関係は、これらの図面では原寸通りには再現されていない。それぞれ異なる図面において、対応する要素には同じ参照符号が付されている。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１には、出力制御装置９５０をごく簡単に描いた図が示されている。出力制御装置９５０を例えば、エンジン９１０を備えた自動車９００において使用することができ、このエンジン９１０を、例えば内燃機関及び／又は電動機として実装することができる。出力制御装置９５０を介して、例えば運転者の足１４０により操作される電子アクセルペダル１００を用いることで、エンジン９１０の出力を開ループ制御及び／又は閉ループ制御することができる。この目的で、センサ２００によりアクセルペダル１００又はガスペダル１００の動作ポジション（Ｓ）が検出され、アクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）に応じて、自動車９００のエンジン９１０の出力が、開ループ制御及び／又は閉ループ制御される。エンジン９１０が内燃機関であるならば、例えばここには図示されていない絞り部材例えばスロットルバルブがアクチュエータによって動かされ、電動機であるならば、電動機に供給される電力がそれ相応に開ループ制御及び／又は閉ループ制御される。アクセルペダル１００が初期ポジション（Ａ）にある場合には、例えばアイドリング状態としてエンジン９１０に対し最小出力が要求される一方、アクセルペダル１００が最終ポジション（Ｅ）にある場合には、エンジン９１０に対し例えば最大出力要求（Ｐｍａｘ）が要求され、これをエンジンの全負荷点に対応させることができる。このように自動車９００は、電子ガスシステム又は電子アクセルペダルを有している。

【0040】

図示の実施形態の場合、アクセルペダル１００は、支承部１１０の部位で回転軸１１２を中心にして、初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間で旋回可能に支承されている。例えばばね１２１として構成可能な弾性部材１２０によって、アクセルペダル１００に対し初期ポジション（Ａ）の方向で復帰力を加えることができる。この場合、ばね１２１は、ばね支承部１２４とアクセルペダル１００とに取り付けられており、これによって復帰機構が形成される。例えばホールセンサ又は抵抗式ポテンショメータとして構成可能なセンサ２００により、例えばアクセルペダル１００の回転角１３０（α）として、アクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）が検出される。別の実施形態によれば、アクセルペダル１００によって直線運動を発生させることもでき、例えばアクセルペダル１００が移動した行程距離を検出するように、センサ２００を構成することができる。アクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）についてセンサ２００により検出されたデータは、図１ａに略示されている信号ライン２１０を介して、制御ユニット５００へ伝達される。制御ユニット５００を例えば、自動車９００の制御装置又は車載コンピュータとして構成することができる。この場合、制御ユニット５００は、データ及び／又は機能を記憶するための図示されていない記憶装置と、図示されていないプロセッサとを有することができる。アクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）についてセンサ２００により検出されたデータに従い、例えば記憶装置に記憶されている出力要求（ＰＳ）と動作ポジション（Ｓ）との第１の依存関係５１０を適用して、アクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）に応じて自動車９００のエンジン９１０の出力が開ループ制御及び／又は閉ループ制御される。

【0041】

図１ａの場合、アクセルペダル１００は、実線で示されたその初期ポジション（Ａ）の箇所で描かれている。アクセルペダル１００は、その最終ポジション（Ｅ）については破線で描かれており、参照符号１００ｂで表されている。初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間に位置するアクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）は、一点鎖線として描かれ、参照符号１００ａで表されている。最終ポジション（Ｅ）の場合、ばね１２１として構成された弾性部材１２０は、圧縮された形態として破線で描かれている。

【0042】

図示の実施例によれば、出力制御装置５００のアクセルペダル１００は、アクティブアクセルペダルとして構成されている。このため、アクセルペダル１００の下方において足１４０とは反対側に、アクチュエータ部材３００が設けられている。アクチュエータ部材３００を例えばモータとして構成することができ、このモータは、伝達部材３１０を介して、アクセルペダル１００において足１４０とは反対側に力を供給し、この力は弾性部材１２０の力に加えて作用する。この場合、アクチュエータ部材及び伝達部材３１０による力を、状況に応じて加えることができ、例えばこれを、現時点の走行状況（速度、加速度、先行車両との間隔等）及び／又はアクセルペダルの特定の動作ポジション（Ｓ）への到達に依存させることができる。

【0043】

動作中、以下のことが発生する可能性がある。即ち、アクチュエータ部材３００がもはや制御不能となり、図示されていない特定のポジションでブロックされてしまい、そのようにブロックされたポジションにおいて伝達部材３１０により、アクセルペダル１００を初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間の任意の動作ポジション（Ｓ）に到達できるようにすることが妨げられてしまう。このような状況では、例えば通常の力を費やしても、即ち、アクセルペダルの現時点のポジションのときに一般的に費やされる力によっても、最終ポジション（Ｅ）にはもはや到達できなくなる。この場合、最大の動作ポジション（Ｓ）として、初期ポジション（Ａ）を起点として、初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間に位置する第１のポジション（Ｂ）までしか到達できない。このような状況は、当然ながら、アクティブアクセルペダルではない通常の電子アクセルペダル１００の場合も、発生する可能性がある。このような状況又はこのように規定されたイベントを、例えばアクチュエータ部材３００からエラー信号が送信されるようにして、例えば制御ユニット５００によって検出することができる。よって、本発明に係る方法は、それ以降、エンジン９１０の出力制御のために、動作ポジション（Ｓ）と出力要求（ＰＳ）との別の依存関係５５０を適用しようというものである。このようにすることで、到達可能なアクセルペダル１００の動作ポジション（Ｓ）の範囲が制限されたとしても、依然として、できるかぎり有効に又は完全に、エンジン出力を利用し尽くすことができるようになる。

【0044】

第１の依存関係５１０を例えば、出力要求（ＰＳ）の値が動作ポジション（Ｓ）の値に対応づけられたペダル特性曲線とすることができる。さらに第１の依存関係５１０を、出力要求（ＰＳ）の値が動作ポジション（Ｓ）又はペダルポジションの値に対応づけられた特性マップとすることができる。第１の依存関係５１０を、動作ポジション（Ｓ）又はペダルポジションの値から出力要求（ＰＳ）に対する値を算出可能な関数関係とすることができる。斯かる依存関係、例えば第１の依存関係５１０を、以下のようなグラフとして表すことができる。即ち、このグラフによれば、例えばｘ軸上には、ペダルポジション又はアクセルペダルの動作ポジション（Ｓ）の値が示されており、ｙ軸上には、これらの値に割り当てられた出力要求（ＰＳ）の値が示されている。図１ｂ乃至図３には、第１の依存関係５１０及び別の依存関係に関するこのようなグラフ形態の表現が描かれている。

【0045】

図１ｂには、第１の依存関係５１０がグラフで示されており、このグラフによれば、ｘ軸上には、センサ２００により検出された動作ポジション（Ｓ）又はペダルポジションが示されている。この場合、動作ポジション（Ｓ）は、原点に示された初期ポジション（Ａ）と最終ポジション（Ｅ）との間にあるものとすることができる。アクセルペダルの実施形態によれば、動作ポジション（Ｓ）を、例えば回転角αとして角度の単位で測定することができ、又は、例えば行程距離ｓとして長さの単位例えばミリメートルで測定することができる。ｙ軸上には、エンジン９１０に対して要求される出力ＰがＮｍの単位で示されており、又は、要求される回転トルクＴがＮｍの単位で示されている。動作ポジション（Ｓ）各々に、出力要求（ＰＳ）が割り当てられている。動作ポジション（Ｓ）と出力要求（ＰＳ）との関係を、第１の依存関係５１０に関するペダル特性曲線の図示の実線に基づき、読み取ることができ又は求めることができる。アクセルペダルが最終ポジション（Ｅ）に達したときに、最大出力要求（Ｐｍａｘ）に到達する。この依存関係によれば、アクセルペダルポジションが上昇すると出力要求が上昇し、最終ポジション（Ｅ）のときに最大出力要求に到達する。

【0046】

図２ａには、図１ｂによる第１の依存関係５１０と、規定のイベント発生後に本発明に係る方法により適用される別の依存関係５５０とが、単一のグラフに示されている。ｘ軸上には、規定のイベント発生後もなお最大に達成可能なアクセルペダル１００の第１のポジション（Ｂ）が示されている。図示されているグラフの場合、この別の依存関係５５０は、第１の依存関係５１０をｘ軸に沿って圧縮することで、第１の依存関係５１０から得られる。その際、初期ポジション（Ａ）に関しては、第１の依存関係５１０と別の依存関係５５０の出力要求（Ｐ）の値は同じである。

【0047】

図示のグラフでは、仮想の動作ポジション（Ｆ）のときに最大出力要求（Ｐｍａｘ）に到達し、このケースでは、仮想の動作ポジション（Ｆ）は、第１のポジション（Ｂ）に対応している。従って、この図に示されている別の依存関係５５０によれば、初期ポジション（Ａ）から第１のポジション（Ｂ）に至る到達可能なペダル行程内で、エンジン９１０の完全な出力範囲又は完全な出力要求を利用し尽くすことができる。図２ａによれば、初期ポジション（Ａ）と第１のポジション（Ｂ）との間に位置する動作ポジション（Ｓ）について、第１の依存関係５１０の場合に所定の出力要求（ＰＳ０）を求めることができる。これに対し、規定のイベント発生後に別の依存関係５５０を適用した場合には、同じ動作ポジション（Ｓ）について、これよりも大きい出力要求（ＰＳ５）の値となる。例えば、第１の依存関係５１０から、出力要求の各値についてペダルポジションの対応する値に比例係数ａを乗算することによって、別の依存関係５５０を得ることができる。この場合、比例係数ａを定数としてもよいし又は動作ポジション（Ｓ）に依存するものとしてもよい。例えば比例係数ａを、次式から求めることができる。
ａ＝ＳＢ／ＳＥ
但し、ＳＢは、第１のポジション（Ｂ）と初期ポジション（Ａ）とのポジション差に対応し、ＳＥは、最終ポジション（Ｅ）と初期ポジション（Ａ）とのポジション差に対応する。

【0048】

同様に、第１の依存関係５１０をｙ軸に沿って圧縮することによって、別の依存関係５５０を形成してもよい。あるいは、ｘ軸とｙ軸とに沿った圧縮によって形成してもよく、その際、ｘ軸に沿った圧縮とｙ軸に沿った圧縮とについて、例えばそれぞれ異なる圧縮係数又は比例定数を適用することができる。このようにすることで例えば、図２ａのグラフにおいて、ｙ軸に沿って付加的に圧縮した場合には、アクセルペダル１００が第１のポジション（Ｂ）のときに最大出力要求（Ｐｍａｘ）が取り出されない、というようにすることができる。むしろ、その際に求められるのは、最大出力要求（Ｐｍａｘ）よりも低いが、それと同時にこの方法によって第１の依存関係５１０を適用したときに第１のポジション（Ｂ）について求められる出力要求よりも高い値である。

【0049】

図２ｂには、図２ａに基づくグラフが新たに描かれている。但し、このグラフには、さらに具体例として４つの過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８が書き込まれている。これらの過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８は例えば、やはり第１の依存関係５１０をペダルポジション軸又はｘ軸に沿って徐々に圧縮していくことによって得られるものである。過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８は、第１の依存関係５１０と別の依存関係５５０との間に位置している。この方法は、動作ポジション（Ｓ）からエンジン９１０に対する出力要求を求める目的で、第１の依存関係５１０と別の依存関係５５０との間において、規定のイベントが発生してから別の依存関係５５０が適用されるまでの移行期間Δｔ中、相前後して過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８を適用することができる。この場合、過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８各々について、最終ポジション（Ｅ）から別の依存関係５５０の仮想の動作ポジション（Ｆ）に向かって段階的に移動するそれぞれ１つの仮想の動作ポジション（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）に対する最大出力要求（Ｐｍａｘ）が設定される。これらの過渡的な依存関係５１２，５１４，５１６，５１８によって達成されるのは、第１の依存関係５１０から別の依存関係５５０への移行が急激に行われるのではなく、段階的な適応が行われることであり、これによって、運転者は、この方法の新たな状況に適合できるようになる。従って、第１のポジション（Ｂ）に相応する動作ポジションにおいて、ある依存関係からそのつど次の依存関係への移行時に、それぞれ出力要求の漸増による上昇が発生し、このような漸増による上昇は図２ｂにおいて、参照符号ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３，ΔＰ４及びΔＰ５が付されたｙ軸に沿った区間によって表されている。

【0050】

１つの固定的な動作ポジション（Ｓ）において、ある依存関係から次の依存関係へそのつど移行するときに生じるエンジンに対する出力要求の上昇は、以下で説明するようにして漸増により行われる。第１の依存関係５１０から第１の過渡的な依存関係５１２へ移行すると、固定的な動作ポジション（Ｓ）における出力要求はＰＳ０からＰＳ１へと上昇する。ついで、第１の過渡的な依存関係５１２から第２の過渡的な依存関係５１４へと移行すると、出力要求はＰＳ２に上昇し、第２の過渡的な依存関係５１４から第３の過渡的な依存関係５１６へと移行すると、出力要求は値ＰＳ３に上昇し、さらに第３の過渡的な依存関係から第４の過渡的な依存関係５１８へと移行すると、出力要求はＰＳ３からＰＳ４に上昇する。最後に別の依存関係５５０が適用され、この別の依存関係５５０のときには、このグラフに例示された固定的な動作ポジション（Ｓ）に対し出力要求ＰＳ５が用いられる。

【0051】

好ましくはこれらの過渡的な依存関係は、以下のように互いに緊密に段階づけられる。即ち、初期ポジション（Ａ）と第１のポジション（Ｂ）との間の固定的な動作ポジション（Ｓ）各々に対し、相前後する２つの依存関係の間で漸増する出力要求上昇率が、５％よりも大きくならないようにし、理想的な１％よりも大きくならないようにする。

【0052】

その際、第１の依存関係５１０から別の依存関係５５０までを適用する移行期間を、数秒乃至数１０秒とすることができ、例えば３０秒までとしてもよいし、又は、それどころか６０秒までとしてもよい。なお、過渡的な依存関係の個数を第１のポジションの位置に応じて設定することができる。即ち、第１のポジション（Ｂ）が初期ポジション（Ａ）に近づけば近づくほど、例えばいっそう多くの過渡的な依存関係を設けることができる。これらの過渡的な依存関係をそのつど所定の期間にわたり、例えば数ｍｓ乃至数１０ｍｓ、具体例として１０ｍｓから、数秒例えば５秒までの期間にわたり、適用することができ、その後、次の依存関係が適用される。

【0053】

図３には、別の依存関係５５０のさらに他の実施形態によるグラフが示されている。ここに示した別の依存関係５５０は、仮想の動作ポジション（Ｆ）のときに最大出力要求（Ｐｍａｘ）を有している。この場合、仮想の動作ポジション（Ｆ）は、アクセルペダル１００が実際にまだ到達可能な第１のポジション（Ｂ）と最終ポジション（Ｅ）との間に位置している。別の依存関係５５０は、第１の依存関係５１０から、例えばｘ軸に沿った圧縮により得られる。この場合、ここに描かれている別の依存関係５５０は、アクセルペダル１００が第１のポジション（Ｂ）のときに、最大で達成可能な出力要求（ＰＳｍａｘ）を生じさせる結果となり、これは最大出力要求（Ｐｍａｘ）よりも低減されている。このようにすれば、仮想の動作ポジション（Ｆ）を導入することで、以下のような別の依存関係５５０を簡単に生成することができる。即ち、この別の依存関係５５０の場合、第１のポジション（Ｂ）のときに達成可能な最大出力要求（ＰＳｍａｘ）は、最大出力要求（Ｐｍａｘ）よりも低減されているが、但し、第１の依存関係５１０の場合よりは大きい。これと同時にこのようにすれば、別の依存関係５５０を生成する目的で、ｙ軸に沿った第１の依存関係５１０の（付加的な）圧縮を省くことができる。

【0054】

ここで提案した方法を、例えばコンピュータプログラム製品として制御ユニット５００の記憶装置に記憶させておくことができ、制御ユニット５００のプロセッサにおいて、様々な入力パラメータに応じて実行させることができる。

【0055】

ここで提案した方法乃至ここで提案した出力制御装置９５０は、一般的には出力要求を求めるために適用することができ、又は、電子アクセルペダル乃至電子ガスペダルが用いられる自動車におけるエンジンの開ループ制御若しくは閉ループ制御において適用することができる。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3】