DE10060625B4

DE10060625B4 - Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10060625B4
Application number: DE10060625.3A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Date; Shiro Yonezawa; Hirofumi Ohuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP2001322456A; DE10060625A1; US6454676B1

Abstract

Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet ist, wobei vorgesehen sind: eine Gruppe verschiedener Sensoren zur Feststellung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (101); eine Ansaugluftmengenregeleinheit (102) zur einstellbaren Regelung der Ansaugluftmenge (Qa) der Brennkraftmaschine (101); ein Automatikgetriebe (111), welches eine Eingangskupplung (112) und ein stufenloses Getriebe (114) aufweist, die betriebsmäßig mit der Brennkraftmaschine (101) gekuppelt sind, um stufenlos das Getriebeuntersetzungsverhältnis (Gr) einzustellen; und eine Steuereinheit (101; 110) zum Steuern der Brennkraftmaschine (101) und des Automatikgetriebes (111) auf der Grundlage des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine; wobei die Steuereinheit (110) aufweist: ein Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul (201) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Antriebsleistung (Po) der Brennkraftmaschine (101) auf der Grundlage des Betriebszustands der Brennkraftmaschine; ein Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) zur arithmetischen Bestimmung des Getriebewirkungsgrades (η) der Eingangskupplung; ein Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul (203) zur Korrektur der Soll-Antriebsleistung (Po) in Abhängigkeit von dem Getriebewirkungsgrad (η) durch Dividieren der Soll-Antriebsleistung (Po) durch den Getriebewirkungsgrad (η) der Eingangskupplung, um hierdurch arithmetisch eine korrigierte Soll-Antriebsleistung (Poc) zu bestimmen; ein Sollwert-Auswahlmodul (204–209) zur Auswahl einer Kombination aus einer Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl (Neo) und einem Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment (Teo), um die korrigierte Soll-Antriebsleistung (Poc) zu erzielen; ein Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul (210) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Ansaugluftmenge (Qao) zur Erzielung des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments (Teo); und ein Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul (205) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes (114), so dass die Eingangsdrehzahl (Ni) des Automatikgetriebes (111) mit der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl (Neo) übereinstimmt, ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe versehen ist, zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs wie beispielsweise eines Automobils. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine, welches die Antriebsleistung bei minimalem Kraftstoffverbrauch steuern kann, und zwar selbst im nicht verriegelten Zustand von Eingangs/Ausgangselementen einer Eingangskupplung (also selbst wenn die Eingangskupplung, die durch einen Drehmomentwandler mit einem Fluidkupplungsabschnitt gebildet sein kann, sich nicht in einem Zustand befindet, in welchem ihr Eingangselement und ihr Ausgangselement direkt oder unmittelbar miteinander gekuppelt sind).
Im allgemeinen weist ein Automatikgetriebe, das betriebsmäßig mit einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als Brennkraftmaschine bezeichnet) gekuppelt ist, eine Eingangskupplung und ein kontinuierlich veränderliches oder stufenloses Getriebe (auch abgekürzt als CVT bezeichnet) auf, um das Getriebeuntersetzungs- bzw. Übersetzungsverhältnis stufenlos oder kontinuierlich einzustellen.
Bei einem derartigen Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine ist es erforderlich, dem Brennkraftmaschinenbetriebsbereich zu optimieren, in Hinblick auf die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, und zwar durch Zusammenwirken der Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschine und des stufenlosen Getriebes (CVT), unabhängig davon, ob sich die Eingangskupplung im entriegelten Zustand oder in einer Umschaltphase zwischen dem entriegelten Zustand und dem verriegelten Zustand befindet.
Beispiele für herkömmliche, vorbekannte Steuersysteme für mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschinen sind beispielsweise Antriebsleistungssteuersysteme für Kraftfahrzeuge, wie sie nachstehend erläutert sind.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP H05-62 263 B2 wird eine Anordnung eines herkömmlichen Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine beschrieben, bei welchem die gewünschte oder Soll-Antriebsleistung, die von dem Fahrer gefordert wird, in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine korrigiert oder abgeändert wird, wobei Sollwerte für die Steuerparameter für die Brennkraftmaschine und das Automatikgetriebe arithmetisch bestimmt werden.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der gewünschte oder Soll-Pegel oder Wert der Antriebsleistung grundsätzlich auf der Grundlage des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals bestimmt wird (nachstehend auch als Gaspedalhub bezeichnet), und auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, welches mit der Brennkraftmaschine ausgerüstet ist. Diese Geschwindigkeit wird nachstehend als die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder einfach als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet. Der Sollwert für die Antriebsleistung, der auf diese Weise bestimmt wurde, wird dann unter Berücksichtigung des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes korrigiert, beispielsweise unter Berücksichtigung der Änderungsrate des Gaspedalhubes, des Gefälles einer Straße, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, und des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs, beispielsweise des Gewichts des Kraftfahrzeugs, und dergleichen.
Als Soll-Steuerparameter für die Soll-Antriebsleistung werden arithmetisch das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment und das Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis (bzw. Übersetzungsverhältnis) bestimmt (Sollwert des Verhältnisses der Drehzahlen (Umdrehungen pro Minute)) zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes oder CVT).
Danach wird das Brennkraftmaschinendrehmoment so geändert oder korrigiert, dass die tatsächliche Antriebsleistung und die angeforderte oder Soll-Leistung miteinander übereinstimmen, während die Brennkraftmaschinenausgangssteuereinheit so gesteuert wird, dass das Untersetzungsverhältnis (wobei hiermit auch ein Übersetzungsverhältnis gemeint sein kann) des stufenlosen Getriebes (CVT) mit dem Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis übereinstimmt (also dem Sollwert des Getriebeuntersetzungsverhältnisses).
Auf diese Weise werden nicht nur Verbesserungen in bezug auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs erzielt, sondern kann auch die Brennkraftmaschinenausgangsleistungssteuerung mit verbessertem Reaktionsvermögen in einem Übergangszustand des Kraftfahrzeugs erzielt werden. Daher lässt sich eine hervorragende Manövrierbarkeit des Kraftfahrzeuges erzielen, während die Soll-Antriebsleistung erhalten wird, also die von dem Fahrer geforderte Fahrleistung.
Weiterhin wird in der japanischen Veröffentlichung einer offengelegten Patentanmeldung JP H07-332 446 A eine Geschwindigkeitsänderungssteuereinheit für ein stufenloses Getriebe (CVT) beschrieben, bei welcher Geschwindigkeitsänderungskennfelddaten, die unter hauptsächlicher Berücksichtigung des Kraftstoffverbrauchs erzeugt wurden, und Geschwindigkeitsänderungskennfelddaten eingesetzt werden, die unter hauptsächlicher Berücksichtigung der Brennkraftmaschinenleistung erstellt wurden, wobei das Getriebeuntersetzungsverhältnis dadurch festgelegt wird, dass jeweils die Geschwindigkeitsänderungskennfelddaten entsprechend einem Signal interpoliert werden, das mit der Änderungsrate der Brennkraftmaschinenbelastung korreliert ist.
Auf diese Weise kann jene Geschwindigkeitsänderungssteuerung, welche die geeignetste Brennkraftmaschinenausgangsleistung sicherstellt, entsprechend der vom Fahrer angeforderten Beschleunigung durchgeführt werden.
Weiterhin wird bei dem stufenlosen Getriebe (CVT), das in den Veröffentlichungen offengelegter japanischer Patentanmeldungen JP H11-1 135 A und JP H10-324 176 A beschrieben ist, ein Drehmomentwandler oder dergleichen als die Eingangskupplung verwendet, wobei in jenem Zustand, in welchem die Eingangswelle und die Ausgangswelle des Drehmomentwandlers nicht direkt gekuppelt sind (also in dem nicht verriegelten Zustand oder, anders ausgedrückt, im Wandlerzustand) das Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis und das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment festgelegt werden.
Beispielsweise wird nach der Lehre, die in der japanischen Veröffentlichung einer offengelegten Patentanmeldung JP H11-1 135 A beschrieben wird, das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Mechanismus zum intermittierenden Unterbrechen des CVT-Unterbrechungsmechanismus korrigiert, beispielsweise der Startkupplung, des Drehmomentwandlers, oder dergleichen.
Weiterhin wird gemäß der Lehre, die in der japanischen Veröffentlichung einer offengelegten Patentanmeldung JP H11-1 135 A beschrieben ist, die Steuerung der Eingangswellenleistung (Soll-Antriebsleistung) des Automatikgetriebes (T/M) in jenem Zustand durchgeführt, in welchem der Kraftstoffverbrauch besonders günstig ist, und zwar zu jenem Zeitpunkt, an welchem der stabile Arbeitspunkt erreicht wurde, bei welchem das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment mit dem vom Automatikgetriebe aufgenommenen Drehmoment übereinstimmt.
Bei den herkömmlichen Steuersystemen für mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschinen (also Antriebsleistungssteuersystemen), bei welchem die Eingangskupplung, die etwa eine Fluidkupplung wie beispielsweise ein Drehmomentwandler ist, als der intermittierend arbeitende Unterbrechungsmechanismus des Getriebes verwendet wird, treten jedoch Schwierigkeiten auf, wie sie nachstehend erläutert sind, wenn eine derartige Kombination der Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) und des Brennkraftmaschinendrehmoments ausgewählt wird, welche den Kraftstoffverbrauch in dem nicht verriegelten Zustand der Eingangs/Ausgangselemente der Eingangskupplung minimieren kann.
Wenn eine derartige Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl und ein derartiges Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment, welche den Kraftstoffverbrauch in dem voranstehend geschilderten nicht verriegelten Zustand minimieren können, dazu ausgewählt werden, entsprechend das stufenlose Getriebe (CVT) und die Ansaugluftmengenregeleinheit (Drosselklappenbetätigungsglied) zu steuern, wird das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers größer als ”1” (eins), oder wird die Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) größer als die Eingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes (CVT), um dies anders auszudrücken. Selbst wenn daher das stufenlose Getriebe (CVT) optimal gesteuert wird, ist eine Steuerung zur Erzielung der gewünschten oder Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl unmöglich, was zu der Schwierigkeit führt, dass die Soll-Antriebsleistung nicht erreicht werden kann, die vom Fahrer gefordert wird.
Um mit diesem Problem fertig zu werden wird das Brennkraftmaschinensteuersystem, das beispielsweise in der japanischen Veröffentlichung einer offengelegten Patentanmeldung JP H11-1 135 A beschrieben ist, so ausgebildet, dass das Ausgangswellendrehmoment des stufenlosen Getriebes (CVT) dadurch abgeändert oder korrigiert wird, dass es durch ein Drehmomentverhältnis dividiert wird, das auf dem Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers beruht.
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann die Genauigkeit der Antriebsleistungssteuerung auf sichere Weise selbst im nicht verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers verbessert werden. Darüber hinaus werden bei dem in der voranstehend erwähnten Veröffentlichung geschilderten Brennkraftmaschinensteuersystem die arithmetische Bestimmung des Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisses und der Soll-Antriebsleistung unabhängig voneinander durchgeführt. Daher kann im gewissen Ausmaß eine Verbesserung der Manövriereigenschaften des Kraftfahrzeuges erzielt werden, die mit der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs verträglich ist.
Da das Ausgangswellendrehmoment des stufenlosen Getriebes (CVT) dadurch korrigiert wird, dass es durch das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers dividiert wird, kann allerdings die vom Fahrer angeforderte Antriebsleistung nicht immer beim minimalen Kraftstoffverbrauch mit jener Steuerung erhalten werden, die auf der Kombination des korrigierten Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisses (Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute)) und des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments beruht.
Andererseits wird bei dem Brennkraftmaschinesteuersystem, das in der japanischen Veröffentlichung einer offengelegten Patentanmeldung JP H10-324 176 A beschrieben wird, die Soll-Antriebsleistung in dem Zustand mit minimalem Kraftstoffverbrauch gesteuert, wenn der stabile Arbeitspunkt erreicht wurde. Allerdings gibt es Einschränkungen in bezug auf die Bedingungen, die es gestatten, dass der stabile Arbeitspunkt erreicht wird. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass der Steuerzustand mit minimalem Kraftstoffverbrauch an keinem anderen Punkt als dem stabilen Arbeitspunkt erreicht werden kann.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich geworden sein sollte, tritt bei den vorbekannten, herkömmlichen Steuersystemen für mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschinen die Schwierigkeit auf, dass die Antriebsleistungssteuerung zur Erzielung eines minimalen Kraftstoffverbrauchs nicht in einem Fall erzielt werden kann, in welchem die Eingangs- und Ausgangselement der Eingangskupplung, beispielsweise der Drehmomentwandler oder dergleichen, sich nicht im verriegelten Zustand befinden.
Die DE 199 25 414 A1 beschreibt ein integriertes Antriebsmoment-Kontrollsystem für Kraftfahrzeuge mit einem kontinuierlichen verstellbaren Automatikgetriebe, bei dem ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis basierend auf einem benötigten Achsantriebswellenantriebsmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird. Ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis wird auf das gewünschte Übersetzungsverhältnis eingestellt. Dabei wird zunächst ein gewünschtes Eingangswellenmoment und ein Momentenverhältnis bestimmt, basierend auf einem Drehzahlverhältnis einer lösbaren Kupplungsvorrichtung und einer vorbestimmten oder vorprogrammierten charakteristischen Kurve des Drehzahlverhältnisses über dem Momentenverhältnis. Um eine Drehmomentveränderung in der Kupplung auszugleichen, wird in das gewünschte Eingangswellenmoment dann durch das Momentenverhältnis dividiert.
Die DE 38 39 462 A1 beschreibt ein Antriebssystem, zumindest bestehend aus einer Brennkraftmaschine sowie einem Getriebe und einem Verbraucher, wobei die Ausgangsdrehzahlen und Ausgangsdrehmomente der Brennkraftmaschine und des Getriebes änderbar sind, wobei die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der vom System angeforderten Leistung regelbar ist und wobei das Getriebe die Leistung in ein gewünschtes Drehzahl-Drehmoment-Verhältnis umsetzt. Die Ausgangsdrehzahl der Brennkraftmaschine wird bei vorgegebener, konstanter Ausgangsdrehzahl des Getriebes in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und des Getriebes geregelt.
Die DE 42 10 956 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs mit einer Kraftübertragungseinheit mit wenigstens einem das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Radantrieb beeinflussenden Element mit Mitteln, die aus einem Sollwert für das Abtriebsmoment der Antriebseinheit einen Sollwert für ein Motormoment bestimmen, mit Mitteln zur Einstellung des Motormoments, wobei die Bestimmung des Sollwerts für das Motormoment auf der Basis von wenigstens eines Sollwerts einer Betriebsgröße der Antriebseinheit erfolgt, und dieser Sollwert ein Maß für den Wert darstellt, der sich als Folge der Einstellung des Sollwerts des Abtriebsmoments ergibt.
Die DE 42 35 827 A1 beschreibt eine Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, bei der auf der Basis des Fahrerwunsches ein Sollabtriebsmomentenwunsch bestimmt und aus diesem Sollabtriebsmomentenwunsch unter Berücksichtigung der Momentenübertragung eines mit regelbarer Kupplung ausgestatteten Wandlereinheit eines automatischen Getriebes in allen stationären Betriebszuständen ein Sollmotormoment berechnet wird, welches durch Einstellen der Leistungsparameter des Motors bereitgestellt wird.
Die DE 43 34 928 C2 beschreibt eine Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe mit einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Motordrehmomentes und einer Getriebesteuereinrichtung zum Steuern des automatischen Getriebes, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung aufweist zum Festlegen eines Antriebsdrehmomentes unmittelbar vor dem Beginn des Schaltens und eines Antriebsdrehmomentes unmittelbar nach der Beendigung des Schaltens auf einem nahezu gleichen Wert und eine Einrichtung zum Dämpfen der Drehmomentenvariation während des Schaltens. Während des Schaltens wird das Motordrehmoment verringert, um eine Antriebsdrehmomentvariation zu verhindern.
Angesichts des voranstehend geschilderten Zustands beim Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe versehen ist, welches eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs erzielen kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Dabei wird der Betriebsbereich optimiert, durch Korrektur der Soll-Antriebsleistung (als des Sollwertes für die Antriebsleistung) entsprechend dem Getriebewirkungsgrad, wenn der Getriebewirkungsgrad der Eingangskupplung niedrig ist (also kleiner als 100% ist), wobei die Steuerung an dem Arbeitspunkt mit minimalem Kraftstoffverbrauch (bei maximalem Kraftstoffkostenwirkungsgrad) selbst im nicht verriegelten Zustand ermöglicht wird.
Das Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe versehen ist, kann die Steuerung bei minimalem Kraftstoffverbrauch selbst im nicht verriegelten Zustand durchführen, durch arithmetische Festlegung einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl in Abhängigkeit von dem Drehzahlverhältnis zwischen den Eingangs- und Ausgangselemente der Eingangskupplung.
Ein Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine wird bereitgestellt, welches eine Gruppe verschiedener Arten von Sensoren zum Feststellen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine aufweist, eine Ansaugluftmengenregeleinheit zur einstellbaren Regelung der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine, ein Automatikgetriebe, welches eine Eingangskupplung und ein stufenloses oder kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) aufweist, das betriebsmäßig mit der Brennkraftmaschine gekuppelt ist, um kontinuierlich variabel das Getriebeuntersetzungsverhältnis einzustellen, und eine Steuereinheit zum Steuern der Brennkraftmaschine und des Automatikgetriebes auf der Grundlage des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, wobei die Steuereinheit ein Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Antriebsleistung der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine aufweist, ein Getriebewirkungsgradarithmetikmodul zur arithmetischen Bestimmung des Getriebewirkungsgrades der Eingangskupplung, ein Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul zum Korrigieren der Soll-Antriebsleistung in Abhängigkeit von dem Getriebewirkungsgrad, um hierdurch arithmetisch eine korrigierte Soll-Antriebsleistung zu bestimmen, ein Sollwert-Auswahlmodul zur Auswahl einer Kombination aus einer Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl und einem Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment zur Erzielung der korrigierten Soll-Antriebsleistung, ein Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul zur arithmetischen Bestimmung der Soll-Ansaugluftmenge zur Erzielung des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments, und ein Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul zur arithmetischen Bestimmung eines Soll-Getriebeeingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes, so dass die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes mit der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl übereinstimmt, wobei die Ansaugluftmengenregeleinheit so gesteuert wird, dass die Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine mit der Soll-Ansaugluftmenge übereinstimmt, und das Getriebeuntersetzungsverhältnis so gesteuert wird, dass die Eingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes mit der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl übereinstimmt.
In folge dieser Ausbildung des Steuersystems für die mit dem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine, wie dies voranstehend geschildert wurde, kann eine den Kraftstoffverbrauch verbessernde Steuerung mit optimalisiertem Betriebsbereich erzielt werden. Selbst in dem nicht verriegelten Zustand kann die angestrebte oder geforderte Steuerung an dem Arbeitspunkt durchgeführt werden, welcher dem minimalen Kraftstoffverbrauch entspricht (oder anders ausgedrückt an einem Punkt, welcher dem maximalen Wirkungsgrad in bezug auf dem Kraftstoffverbrauch entspricht).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul durch ein Divisionsmodul gebildet werden, das so ausgelegt ist, dass es die Soll-Antriebsleistung durch den Getriebewirkungsgrad dividiert.
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann die Steuerung an dem Arbeitspunkt entsprechend dem minimalen Kraftstoffverbrauch selbst im nicht verriegelten Zustand des Getriebes durchgeführt werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad in Abhängigkeit von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand korrigiert.
In folge der voranstehend geschilderten Anordnung kann die Steuerung an dem Arbeitspunkt durchgeführt werden, der den minimalen Kraftstoffverbrauch sicherstellt, unabhängig von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand, da nämlich der Getriebewirkungsgrad in Abhängigkeit von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand korrigiert wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul eine Untergrenzwerteinstellvorrichtung zum Einstellen eines unteren Grenzwertes für den Getriebewirkungsgrad aufweisen.
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann die Soll-Antriebsleistung wirksam gegen eine anomale Korrektur geschützt werden, die dann auftreten würde, wenn der Getriebewirkungsgrad kleiner als der untere Grenzwert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn der Getriebewirkungsgrad nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist.
In folge der voranstehend geschilderten Anordnung kann ein Steuersystem erzielt werden, welches den Komfort des Fahrers nicht beeinträchtigt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine angibt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann ein Steuersystem erzielt werden, welches den Komfort des Fahrers nicht beeinträchtigt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn ein Drehzahlverhältnis zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement der Eingangskupplung abnimmt.
Mit der voranstehend geschilderten Anordnung kann ein Brennkraftmaschinensteuersystem erzielt werden, welches den Komfort des Fahrers nicht beeinträchtigt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Eingangskupplung einen Fluid-Drehmomentwandler aufweisen, der einen Verriegelungsmechanismus enthält. Die Steuereinheit kann ein Verriegelungszustanddetektormodul aufweisen, um den vollständig verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus festzustellen. Die Korrektur der Soll-Antriebsleistung kann so lange gesperrt werden, bis der vollständige Verriegelungszustand von dem Verriegelungszustandsdetektormodul festgestellt wird.
Bei der voranstehend geschilderten Ausbildung des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine kann ein Steuersystem erzielt werden, welches nicht den Komfort des Fahrers durch eine unnötige Korrektur der Soll-Antriebsleistung beeinträchtigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad fest auf 100% einstellt, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in dem vollständig verriegelten Zustand befindet, um hierdurch die Korrektur der Soll-Antriebsleistung zu sperren.
Durch die voranstehend geschilderte Ausbildung kann ein Steuersystem erreicht werden, welches nicht den Komfort des Fahrers in folge einer unnötigen Korrektur der Soll-Antriebsleistung beeinträchtigt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Verriegelungszustandsdetektoreinheit so ausgelegt sein, dass sie den vollständig verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus feststellt, wenn die Differenz der Drehzahlen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Drehmomentwandlers kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist.
Durch die voranstehend geschilderte Anordnung kann der vollständige Verriegelungszustand fehlerfrei festgestellt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Eingangskupplung aus einem Fluid-Drehmomentwandler bestehen, und kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es den Getriebewirkungsgrad in Abhängigkeit von der Temperatur eines Fluids korrigiert, das in dem Automatikgetriebe vorgesehen ist.
Mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann die Soll-Antriebsleistung exakt korrigiert werden, und zwar unabhängig von der innerhalb des Automatikgetriebes herrschenden Temperatur.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinheit ein Drehzahlverhältnisarithmetikmodul aufweisen, um arithmetisch ein Drehzahlverhältnis auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl der Eingangskupplung zu bestimmen, und kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul arithmetisch den Getriebewirkungsgrad auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses festlegen.
Durch die voranstehend geschilderte Ausbildung des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine kann ein Steuersystem erzielt werden, welches nicht den Komfort des Fahrers beeinträchtigt, und welches die Steuerung in Hinblick auf einen minimalen Kraftstoffverbrauch sicherstellen kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es eine Begrenzung für den Getriebewirkungsgrad auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses festlegt.
Durch die voranstehend geschilderte Ausbildung kann ebenfalls ein Steuersystem erzielt werden, welches nicht den Komfort des Fahrers beeinträchtigt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinheit ein Drehzahlverhältnisarithmetikmodul aufweisen, um arithmetisch ein Drehzahlverhältnis auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl der Eingangskupplung festzulegen, und kann das Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul so ausgelegt sein, dass es die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl mit dem Drehzahlverhältnis multipliziert, um so arithmetisch die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl zu bestimmen.
In folge der voranstehend geschilderten Ausbildung des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine kann ein Steuersystem erreicht werden, welches nicht den Komfort des Fahrers beeinträchtigt, und welches die Steuerung bei minimalem Kraftstoffverbrauch selbst in dem nicht verriegelten Zustand sicherstellen kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Ziele, Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht der allgemeinen Ausbildung einer Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe versehen ist, und bei welcher die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann;
2 ein Funktionsblockschaltbild, welches die Ausbildung eines Steuersystems für das Brennkraftmaschinen/Getriebesystem von 1 zeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Eigenschaftsdiagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen einem Drehzahlverhältnis und einem Getriebewirkungsgrad eines Drehmomentwandlers, wobei dieses Diagramm die Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft;
4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs eines Soll-Antriebsleistungsarithmetikmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung verschiedener Arithmetik- und Steueroperationen bei der ersten Ausführungsform der Erfindung;
6 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des konkreten Betriebs zur Korrektur der Soll-Antriebsleistung entsprechend dem Getriebewirkungsgrad gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
7 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeitungsprozedur zum Korrigieren des Getriebewirkungsgrads, wenn dieser absinkt, entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine grafische Darstellung der Verarbeitungsprozedur zur Korrektur des Getriebewirkungsgrads bei dessen Absinken, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
9 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Getriebewirkungsgradkorrekturoperation, die in einem Brennkraftmaschinen-Übergangsbetriebszustand durchgeführt wird, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10A und 10B grafische Darstellungen der Getriebewirkungsgradkorrekturoperation, die gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung in dem Brennkraftmaschinen-Übergangsbetriebszustand durchgeführt wird;
11 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Getriebewirkungsgradkorrektursperroperation in einem vollständig verriegelten Zustand des Getriebes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12A und 12B eine grafische Darstellung der Getriebewirkungsgradkorrektursperroperation in dem vollständig verriegelten Zustand des Getriebes gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
13 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeitungsprozedur zum Korrigieren eines Getriebewirkungsgrads in Abhängigkeit von der Öltemperatur gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeitungsprozedur zum Korrigieren eines Drehzahlverhältnisses bei dessen Absinken gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Drehzahlverhältniskorrekturoperation in einem Übergangsbetriebszustand gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
16 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Drehzahlverhältniskorrektursperroperation des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine in einem vollständig verriegelten Zustand gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
17 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Drehzahlverhältniskorrekturoperation in Abhängigkeit von der Öltemperatur gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
18 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Operation zum Korrigieren einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl in Abhängigkeit von einem Drehzahlverhältnis in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
19 eine Darstellung zur Erläuterung von Änderungen verschiedener Drehzahlen oder Geschwindigkeiten, die zur Korrektur erforderlich sind, in dem Steuersystem gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen im Zusammenhang damit beschrieben, was momentan als bevorzugte oder typische Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, und zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche und entsprechende Teile in den Figuren.
Ausführungsform 1
Nunmehr erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet ist (nachstehend auch als Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine bezeichnet), gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist 1 ein Funktionsblockschaltbild, welches schematisch und allgemein den Aufbau des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine zeigt, der gemeinsam bei sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, und zeigt 2 als Funktionsblockschaltbild Hauptbestandteile (Brennkraftmaschinensteuereinheit und eine Automatikgetriebesteuereinheit) des in 1 dargestellten Brennkraftmaschinensystems.
Weiterhin ist 3 ein Eigenschaftsdiagramm zur grafischen Darstellung der Beziehung zwischen einem Getriebewirkungsgrad η eines Drehmomentwandlers 112 und eines Drehzahlverhältnisses e zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Drehmomentwandlers. Die Daten in bezug auf die Abhängigkeit des Drehzahlverhältnisses vom Getriebewirkungsgrad gemäß 3 sind in einem Speicher (nicht dargestellt) einer elektronischen Steuereinheit oder ECU (ebenfalls nicht dargestellt) gespeichert, welche ein Hauptteil der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 bildet.
In 1 ist eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als Brennkraftmaschine bezeichnet) 101 dargestellt, die von der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 gesteuert wird, ein Automatikgetriebe 111, das von der Automatikgetriebesteuereinheit 110 gesteuert wird, ein Betätigungsglied für den Betrieb der Brennkraftmaschine 101, und eine Gruppe aus verschiedenen Arten von Sensoren zum Feststellen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 101.
Die Brennkraftmaschine 101 ist mit einem Ansaugrohr 99 versehen, in welchem eine elektronisch gesteuerte oder geregelte Drosselklappe 102 vorgesehen ist, um die Ansaugluftmenge Qa, die der Brennkraftmaschine 101 zugeführt wird, einzustellen oder zu regeln. Die elektronisch geregelte Drosselklappe 102 weist wiederum einen Elektromotor 103 zum Antrieb eines Drosselklappenelements 102A der elektronisch geregelten Drosselklappe 102 auf, sowie einen Drosselklappenpositionssensor 104 zur Feststellung des Öffnungsgrads θ des Drosselklappenelements.
Für jeden der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 101 sind ein Kraftstoffeinspritzventil und ein Zündgerät einschließlich einer Zündkerze (nicht dargestellt) vorgesehen. Weiterhin ist die Brennkraftmaschine 101 mit einem (nicht dargestellten) Temperatursensor versehen, zur Feststellung der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 101, mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Feststellung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr eine Kraftfahrzeugs, das mit dem Brennkraftmaschinen/Getriebesystem ausgerüstet ist, das momentan betrachtet wird, und mit anderen Einrichtungen.
Auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 101 ist ein Kurbelwinkelsensor 107 vorgesehen, der als Bezugspositionssensor für Steuer- und Regelzwecke dient, und gleichzeitig als Drehsensor. Ein Pulssignal (welches als Kurbelwinkelsignal bezeichnet werden kann), das von dem Kurbelwinkelsensor 107 erzeugt wird, wird in der Brennkraftmaschinensteuereinheit 101 zur arithmetischen Festlegung der Zeitpunkte für Kraftstoffeinspritzsteuerzwecke bzw. für Zündsteuerzwecke verwendet, und zusätzlich zur arithmetischen Bestimmung der Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) Ne.
Einem Gaspedal 108, welches vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt wird, ist ein Gaspedalpositionssensor (Aps) 109 zugeordnet, um das Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals 108 festzustellen, welches auch als der Betätigungshub (Niederdrückhub) α bezeichnet wird.
Sowohl die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 als auch die Automatikgetriebesteuereinheit 110 ist als elektronische Steuereinheit oder, abgekürzt, ECU implementiert, welche einen Mikrocomputer oder Mikroprozessor enthält. Bei dem dargestellten Brennkraftmaschinen/Getriebesystem wird für die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 und die Automatikgetriebesteuereinheit 110 angenommen, dass sie getrennt voneinander implementiert sind, und elektrisch miteinander verbunden sind. Sie können jedoch selbstverständlich auch als einzelnes Steuergerät mit integriertem Aufbau ausgebildet sein.
Die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie die Betätigungsglieder steuert, die der Brennkraftmaschine 101 zugeordnet vorgesehen sind, beispielsweise den Elektromotor 103 zum Antrieb der elektronischen geregelten Drosselklappe 102A, die Kraftstoffeinspritzventile, die Zündgeräte und dergleichen, und zwar auf der Grundlage der ermittelten Information, die aus den Ausgangssignalen der voranstehend geschilderten, verschiedenen Arten von Sensoren ermittelt wird, wobei diese Information den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angibt.
Das Automatikgetriebe 111, das von der Automatikgetriebesteuereinheit 110 gesteuert wird, weist einen Drehmomentwandler 112 auf, der zwischen der Eingangsseite (Ausgangswellenseite der Brennkraftmaschine 101) und der Ausgangsseite (Turbinenwellenseite) angeordnet ist, eine Verriegelungskupplung 113 zum Einstellen des Tastverhältnisses des Kupplungszustands des Drehmomentwandlers 112, und ein kontinuierlich oder stufenlos variables Getriebe (abgekürzt CVT) 114, welches betriebsmäßig mit dem Drehmomentwandler 112 an dessen Ausgangsseite verbunden ist, um das Getriebeuntersetzungsverhältnis kontinuierlich und stufenlos einzustellen.
Obwohl die Ausgangsanordnung des Automatikgetriebes 111 in 2 nicht im einzelnen dargestellt ist, ist ein Reduziergetriebe mit der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes der CVT 114 verbunden, wobei die Reifen der Räder des Kraftfahrzeugs hiermit über das Reduziergetriebe verbunden sind.
Die Automatikgetriebesteuereinheit 110 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie die Tastverhältnissteuerung der Verriegelungskupplung 113 durchführt, die innerhalb des Automatikgetriebes 111, dem Drehmomentwandler 112 zugeordnet, vorgesehen ist, um hier das Ausmaß der Kupplung zwischen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 101 und der Turbine zu steuern.
Die vollständige Verriegelung des Drehmomentwandlers 112 wird durch die Verriegelungskupplung 113 bewirkt, wenn das Verriegelungstastverhältnis Du auf einen Maximalwert durch die Automatikgetriebesteuereinheit 110 gesteuert wird, wodurch die Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 101 an der Eingangsseite des Drehmomentwandlers und die Turbinenwelle an der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers direkt miteinander gekuppelt sind. In diesem direkt gekuppelten oder verriegelten Zustand stimmt die Turbinendrehzahl Nt mit der Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) Ne überein.
Zugeordnet zu jeder der Wellen, die innen im Automatikgetriebe 111 vorgesehen sind, sind ein Brennkraftmaschinendrehzahlsensor 115 zur Feststellung der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne (Umdrehungen pro Minute), ein Turbinendrehzahlsensor 116 zur Feststellung der Turbinendrehzahl Nt (Umdrehungen pro Minute) vorgesehen, ein Eingangsdrehzahlsensor 117 zur Feststellung der Eingangsdrehzahl (Primärdrehzahl) Ni (Umdrehungen pro Minute) des stufenlosen Getriebes (CVT) 114, ein Ausgangsdrehzahlsensor 118 zur Feststellung einer Ausgangsdrehzahl No des CVT 114 und daher jener des Automatikgetriebes 111, und der Temperatursensor 119 zur Feststellung der Öltemperatur TG einer Wicklung, die innerhalb des Automatikgetriebes 111 vorgesehen ist.
Die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne wird als die Eingangsdrehzahl Ni des Automatikgetriebes 111 festgestellt, während die Turbinendrehzahl Nt als die Ausgangsdrehzahl No des Drehmomentwandlers 112 festgestellt wird, wobei die Eingangsdrehzahl Ni und die Ausgangsdrehzahl No als die Eingangsdrehzahl bzw. Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 festgestellt werden.
In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass die Drehzahlen der einzelnen Wellen, die zugeordnet zur Brennkraftmaschine 101 und dem Automatikgetriebe 111 darin vorgesehen sind, als Drehzahlen (Umdrehungen pro Minute) nur zur Vereinfachung der Erläuterung angegeben werden.
Weiterhin wird angemerkt, dass als die anderen bekannten Sensoren, die zu den verschiedenen Sensoren gehören, ein Luftflusssensor vorgesehen ist, und Sensoren zur Feststellung der Betriebszustände zusätzlicher Bauteile oder Einrichtungen (beispielsweise elektrischer Belastungen und dergleichen) der Brennkraftmaschine, usw..
Die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 ist so ausgebildet, dass sie arithmetisch eine gewünschte oder Soll-Ansaugluftmenge Qao auf der Grundlage der verschiedenen Sensorausgangssignale bestimmt, welche den Brennkraftmaschinenbetriebszustand angeben, um hierdurch den Elektromotor 103 so anzutreiben, dass ein Vorgabewert ausgegeben wird, welcher die Soll-Ansaugluftmenge Qao bezeichnet, wodurch die Drosselklappe 102A der elektronisch geregelten Drosselklappe 102 so angetrieben wird, dass sie gedreht oder verschwenkt wird.
Andererseits dient die Automatikgetriebesteuereinheit 110 zur arithmetischen Festlegung des Verriegelungstastverhältnisses Du und des gewünschten oder Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisses Gro auf der Grundlage der verschiedenen Sensorausgangssignale, welche den Brennkraftmaschinenbetriebszustand angeben, um hierdurch den Betriebszustand der Verriegelungskupplung 113 und des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 zu steuern.
Wie aus 2 hervorgeht, weist die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 ein Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul 201 auf, ein Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202, ein Teilermodul 203, das als Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul dient, ein Soll-Brennkraftmaschinendrehzahlarithmetikmodul 204, ein Multiplizierermodul 205, welches als Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul dient, ein Teilermodul 206, ein Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 207 zur arithmetischen Bestimmung eines Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments, unter vorrangiger Berücksichtigung eines niedrigen Kraftstoffverbrauchs (oder Kraftstoffverbrauchverhältnisses), ein Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 208 zur arithmetischen Bestimmung des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments unter vorrangiger Berücksichtigung der Reaktionseigenschaften, ein End-Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 209 zur Bestimmung eines endgültigen Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments, und ein Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul 210.
Andererseits weist die Automatikgetriebesteuereinheit 110 ein Drehzahlarithmetikmodul 211 auf, ein Soll-Getriebeeingangsdrehzahlkorrekturmodul 212, ein Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisarithmetikmodul 213, und ein Verriegelungszustandsdetektormodul 214.
Das in der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 vorgesehene Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul 201 bestimmt arithmetisch eine Basis-Soll-Antriebsleistung Po, die von dem Fahrer gefordert wird, auf der Grundlage zumindest des Gaspedalhubsignals α und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals Vr unter den Signalen, welche den Brennkraftmaschinenbetriebszustand anzeigen.
Das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211, welches einen Teil der Automatikgetriebesteuereinheit 110 bildet, ist so ausgelegt, dass es das Verhältnis der Turbinendrehzahl Nt zur Brennkraftmaschinendrehzahl Ne berechnet (also Nt/Ne), und zwar als Drehzahlverhältnis e (≤ 1) zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 112.
Das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 ist so ausgebildet, dass es den Getriebewirkungsgrad η des Drehmomentwandlers 112 auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e bestimmt, unter Rückgriff auf die Kennfelddaten, die durch die Eigenschaftskurve repräsentiert werden, die in 3 dargestellt ist.
Das Teilermodul 203 ist so ausgebildet, dass es die Soll-Antriebsleistung Po durch den Getriebewirkungsgrad η teilt, um so arithmetisch eine korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc zu bestimmen. Andererseits ist das Soll-Brennkraftmaschinendrehzahlarithmetikmodul 204 so ausgebildet, dass es arithmetisch auf der Grundlage der korrigierten Soll-Antriebsleistung Poc eine derartige Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo bestimmt, die es ermöglicht, die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc mit minimalem Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Das Multiplizierermodul 205 ist so ausgebildet, dass es arithmetisch eine Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio dadurch bestimmt, dass es die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo mit dem Drehzahlverhältnis e multipliziert. Anders ausgedrückt wird die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio des stufenlosen Getriebes (CVT) 114 arithmetisch so bestimmt, dass die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 111 mit der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo übereinstimmt.
Das Soll-Getriebeeingangsdrehzahlkorrekturmodul 212, das in der Automatikgetriebesteuereinheit 110 vorgesehen ist, ist so ausgebildet, dass es die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio auf der Grundlage des Brennkraftmaschinenbetriebszustand korrigiert, um hierdurch arithmetisch eine korrigierte Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc zu bestimmen.
Das Soli-Getriebeuntersetzungsverhältnisarithmetikmodul 213 ist so ausgebildet, dass es arithmetisch ein Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis Gro auf der Grundlage der korrigierten Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc bestimmt, wobei das ermittelte Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis Gro an das stufenlose Getriebe (CVT) 114 ausgegeben wird. Auf diese Weise wird das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 so gesteuert, dass die Eingangsdrehzahl Ni mit der korrigierten Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc übereinstimmt.
Das Verriegelungszustandsdetektormodul 214 ist so ausgebildet, dass es den Verriegelungszustand des Drehmomentwandlers 112 auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e des Drehmomentwandlers 112 und des Verriegelungstastverhältnisses Du für die Verriegelungskupplung 113 feststellt.
Das Teilermodul 206, das einen Teil der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 bildet, ist so ausgebildet, dass es eine korrigierte Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc dadurch bestimmt, dass es die korrigierte Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc durch das Drehzahlverhältnis e teilt.
Das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 207, bei welchem die Betonung auf niedrigem Kraftstoffverbrauch liegt, ist so ausgelegt, dass es arithmetisch ein Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment Teo1 bestimmt, durch welches die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc bei minimalem Kraftstoffverbrauch erreicht werden kann, auf der Grundlage der korrigierten Soll-Antriebsleistung Poc und der korrigierten Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc.
Andererseits dient das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 208, das so ausgebildet ist, dass die Reaktionseigenschaften Priorität haben, zur arithmetischen Bestimmung eines Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments Teo2, mit welchem schnell die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc in Reaktion auf eine Anforderung erreicht werden kann, beispielsweise zur Beschleunigung, auf der Grundlage der korrigierten Soll-Antriebsleistung Poc und der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne.
Das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 209 ist so ausgelegt, dass es das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment Teo1 mit Priorität eines niedrigen Kraftstoffverbrauchs oder alternativ das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment Teo2 mit Priorität der Reaktionseigenschaften auswählt, abhängig von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand, um hierdurch das endgültige Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment Teo auszugeben.
Das Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul 210 bestimmt arithmetisch die Soll-Ansaugluftmenge Qao zur Erzielung des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments Teo, um dem Elektromotor 103 der elektronisch gesteuerten oder geregelten Drosselklappe 102 ein Antriebssignal zuzuführen, welches der festgestellten Soll-Ansaugluftmenge Qao entsprechen. Auf diese Weise wird die tatsächliche Ansaugluftmenge Qa der Brennkraftmaschine 101 so gesteuert oder geregelt, dass sie mit der Soll-Ansaugluftmenge Qao übereinstimmt.
Das Soll-Brennkraftmaschinendrehzahlarithmetikmodul 204, das Multiplizierermodul 205, das Teilermodul 206, das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 207, das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 208 und das Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 209 arbeiten so zusammen, dass sie eine Sollwertauswahlvorrichtung bilden, um eine Kombination der korrigierten Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc und des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments Teo auszuwählen, die dazu führt, dass die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc zur Verfügung gestellt werden kann.
Als nächstes wird der Betriebsablauf bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die in den 4 bis 6 Flussdiagramme und die 1 bis 3 erläutert. In den 5 und 6 sind entsprechende Verarbeitungsschritte durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und erfolgt daher nachstehend nicht unbedingt eine erneute Beschreibung.
Jeweils zeigt 4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs des Soll-Antriebsleistungsarithmetikmoduls 201, 5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs des Drehzahlverhältnisarithmetikmoduls 211 und der Schleife, die von dem Getriebewirkungsgradarithmetikmoduls 202 bis zum Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul 210 reicht, und 6 ein Flussdiagramm zur konkreten Erläuterung des Betriebsablaufs des Teilermoduls 203.
Wie aus 4 hervorgeht, stellt zuerst das Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul 201 eine Antriebsleistungsanforderung fest, die von dem Fahrer vorgegeben wird, auf der Grundlage des Gaspedalhubes α und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr oder dergleichen (Schritt S1). Daraufhin wird der Betriebszustand der Hilfseinrichtungen (Lasten), die bei der Brennkraftmaschine vorgesehen sind, in eine entsprechende Antriebsleistung der Brennkraftmaschine umgewandelt, um hierdurch eine Basis-Soll-Antriebsleistung Po zu bestimmen, und zwar durch Korrektur der vom Fahrer angeforderten Antriebsleistung unter Berücksichtigung der voranstehend geschilderten, äquivalenten Antriebsleistung (Schritt S2).
Andererseits bestimmt das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 der Automatikgetriebesteuereinheit 110 arithmetisch das Drehzahlverhältnis e (= Nt/Ne) des Drehmomentwandlers 112 (Schritt S11), wie dies in 5 gezeigt ist. Daraufhin bestimmt das Getriebewirkungsarithmetikmodul 202 den Getriebewirkungsgrad η des Drehmomentwandlers 112, auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e, durch Rückgriff auf die Kennfelddaten der Eigenschaftskurve, die in 3 dargestellt ist (Schritt S12).
Daraufhin korrigiert das Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul (also der Teiler 203) die Soll-Antriebsleistung Po unter Berücksichtigung des Getriebewirkungsgrades η, um hierdurch arithmetisch die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc zu bestimmen (Schritt S13).
Das Soll-Brennkraftmaschinendrehzahlarithmetikmodul 204, das Multiplizierermodul 205, das Teilermodul 206 und das Soll-Brennkraftmaschinendrehmomentarithmetikmodul 207 arbeiten so zusammen, dass arithmetisch die korrigierte Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc und das Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment Teo1 bestimmt werden, damit die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc bei minimalem Kraftstoffverbrauch zur Verfügung gestellt werden kann (Schritt S14).
Andererseits bestimmt das Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul (Multiplizierermodul 205) arithmetisch die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio auf der Grundlage der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo und des Drehzahlverhältnisses e, während das Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul 210 arithmetisch die Soll-Ansaugluftmenge Qao auf der Grundlage des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments Teo bestimmt (Schritt S15).
Schließlich gibt das Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisarithmetikmodul 213 ein derartiges Steuersignal aus, dass das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 mit dem Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnis Gro übereinstimmt, und steuert das Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul 210 wiederum den Drosselklappenöffnungsgrad θ der Ansaugluftmengeregelvorrichtung (also der elektronisch geregelten Drosselklappe 102), so dass die Ansaugluftmenge Qa für die Brennkraftmaschine 101 mit der Soll-Ansaugluftmenge Qao übereinstimmt (Schritt S16).
In 6 entspricht ein dort dargestellter Schritt S23 dem in 15 dargestellten Schritt S13, wobei das Teilermodul 203 in der Praxis so ausgelegt ist, dass es die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc dadurch bestimmt, dass es die Soll-Antriebsleistung Po durch den Getriebewirkungsgrad η teilt (Schritt S23).
Auf diese Weise kann die Anforderung des Fahrers in bezug auf eine bestimmte Antriebsleistung erfüllt werden, selbst wenn sich der Drehmomentwandler 112 in dem nicht verriegelten Zustand befindet, und selbst dann, wenn eine derartige Situation vorhanden ist, dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 101 an die Turbinenwelle (Getriebe) über den Drehmomentwandler 112 bei einem Getriebewirkungsgrad η übertragen wird, der kleiner als 100% ist.
Genauer gesagt kann durch Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po unter Berücksichtigung des Getriebewirkungsgrades η des Drehmomentwandlers 112 die Steuerung in bezug auf Verringerung der Kraftstoffkosten erzielt werden, in folge der Optimierung des Betriebsbereichs, wodurch die Brennkraftmaschine, und daher das durch diese angetriebene Kraftfahrzeug, auf jenem Arbeitspunkt betrieben werden kann, welcher dem minimalen Kraftstoffverbrauch entspricht, selbst in dem unverriegelten Bereich des Drehmomentwandlers 112.
Weiterhin kann durch Korrektur des Getriebewirkungsgrades η (oder des Drehzahlverhältnisses e) eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts für den Fahrer vermieden werden.
Weiterhin kann durch Dividieren der korrigierten Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc durch das Drehzahlverhältnis e mit Hilfe des Teilermoduls 206, um hierdurch die korrigierte Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc zu bestimmen, jene korrigierte Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neoc erhalten werden, welche den aktuellen Zustand des Automatikgetriebes 111 widerspiegelt, und zwar nach den verschiedenen Korrekturen, die voranstehend erwähnt wurden.
In der voranstehenden Beschreibung wurde angenommen, dass der Drehmomentwandler 112 als die Eingangskupplung des Automatikgetriebes 111 verwendet wird. Selbstverständlich können im wesentlichen die selben oder Äquivalente, vorteilhafte Auswirkungen auch dann sichergestellt werden, wenn eine elektromagnetische Kupplung, eine Reibungskupplung oder dergleichen als die Eingangskupplung des Automatikgetriebes 111 eingesetzt wird.
Ausführungsform 2
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die arithmetische Bestimmung des Getriebewirkungsgrades η in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine nicht berücksichtigt. Allerdings sollte der Getriebewirkungsgrad η vorzugsweise unter Berücksichtigung des Brennkraftmaschinen-Betriebszustands bestimmt und korrigiert werden. Beispielsweise ist bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung kein unterer Grenzwert für den Getriebewirkungsgrad η vorhanden. Berücksichtigt man allerdings die zur Korrektur erfolgende Division der Soll-Antriebsleistung Po, die von dem Teilermodul 203 durchgeführt wird, so ist es vorzuziehen, einen unteren Grenzwert für den Getriebewirkungsgrad η einzustellen, um Abweichung der Ergebnisse der zur Korrektur erfolgenden Arithmetikoperation zu verhindern oder zu unterdrücken. Die zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine, bei welchem ein unterer Grenzwert für den Getriebewirkungsgrad η bei dessen arithmetischer Festlegung eingesetzt wird.
7 zeigt als Flussdiagramm eine Erläuterung der Bearbeitungsprozedur zur arithmetischen Bestimmung des Getriebewirkungsgrades, wobei ein unterer Grenzwert für den Getriebewirkungsgrad η eingestellt wird, in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 7 gezeigten Flussdiagramm werden gleiche oder entsprechende Schritte wie jene, die voranstehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert wurden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Weiterhin stellt 8 eine grafische Darstellung der Änderung des Getriebewirkungsgrades η (Drehzahlverhältnis e) als Funktion der verstrichenen Zeit in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine dar, wobei eine Änderung des Getriebewirkungsgrades η vor der Korrektur durch eine gestrichelt dargestellte Kurve angedeutet ist, und eine Änderung des Getriebewirkungsgrades η nach der Korrektur mit dem eingestellten unteren Grenzwert als durchgezogene Kurve.
In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass aus dem Grund, dass sich der Getriebewirkungsgrad η entsprechend verhält wie das Drehzahlverhältnis e (vergleiche 3), das Drehzahlverhältnis e entlang der Ordinate in 8 aufgetragen werden kann, statt des Getriebewirkungsgrades η. Selbstverständlich kann auch der Getriebewirkungsgrad η entlang der Ordinate aufgetragen werden.
Darüber hinaus ist die Ausbildung des Steuersystems für die Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe versehen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ähnlich jener, die voranstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde.
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung weist das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 eine Untergrenzwerteinstellvorrichtung auf, um den unteren Grenzwert des Getriebewirkungsgrades η des Drehmomentwandlers 112 einzustellen. Diese Untergrenzwerteinstellvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie den Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn der Getriebewirkungsgrad η niedriger als sein vorbestimmter Wert (unterer Grenzwert) ist, um hierdurch den Getriebewirkungsgrad η auf einen Wert zu beschränken, der größer oder gleich dem vorgegebenen, konstanten Wert ist.
In 7 führt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 eine Entscheidung im Schritt S33 durch, nämlich ob der Getriebewirkungsgrad η kleiner oder gleich dem unteren Grenzwert (beispielsweise 60% = 0,6) ist, und zwar folgend auf den Schritt S12, in welchem der Getriebewirkungsgrad η unter Bezugnahme auf die Kennfelddaten bestimmt wird (oder die Daten für die Abhängigkeit des Getriebewirkungsgrades von dem Drehzahlverhältnis), die grafisch in 3 dargestellt sind.
Wenn im Schritt S33 festgestellt wird, dass η ≤ 0,6 ist (also wenn das Ergebnis des Schrittes S33 ”JA” ist), so wird der Getriebewirkungsgrad η auf den unteren Grenzwert (= 0,6) im Schritt S34 eingestellt, wogegen der Getriebewirkungsgrad η der arithmetisch im Schritt S12 bestimmt wurde, unverändert als der Getriebewirkungsgrad η in jenem Fall einstellt wird, in welchem das Ergebnis des Entscheidungsschrittes S33 ”NEIN” ist, also wenn im Schritt S33 festgestellt wird, dass η > 0,6 ist (Schritt S35).
Auf diese Weise wird der Getriebewirkungsgrad η fest auf den unteren Grenzwert (durch eine doppelt gestrichene Linie angedeutet) eingestellt, in einem Bereich, der nicht den unteren Grenzwert überschreitet (vergleiche die gestrichelte Kurve), wogegen in einem Bereich, welcher den unteren Grenzwert überschreitet, der Wert für den Getriebewirkungsgrad η unverändert so eingestellt wird, wie er arithmetisch bestimmt wurde (vergleiche die durchgezogene Kurve).
Selbst wenn daher der Getriebewirkungsgrad η, der unter Rückgriff auf die Kennfelddaten (Eigenschaftsdaten in bezug auf die Abhängigkeit des Getriebewirkungsgrades von dem Drehzahlverhältnis) bestimmt wurde, wie dies in 3 gezeigt ist, einen niedrigen Wert aufweist (beispielsweise annähernd 0%) wird eine Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po durch Division mit dem unveränderten Getriebewirkungsgrad η verhindert, was wiederum bedeutet, dass eine unendliche Divergenz der korrigierten Soll-Antriebsleistung Poc wirksam verhindert werden kann, so dass die Soll-Antriebsleistung Po mit ausreichender Genauigkeit korrigiert werden kann.
Danach wird die Bearbeitung zur Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po (Schritt S23) durchgeführt, wodurch das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 und die Ansaugluftmenge Qa der Brennkraftmaschine 101 auf die jeweiligen Sollwerte gesteuert werden.
Ausführungsform 3
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Getriebewirkungsgrad η auf einen Wert eingestellt, der nicht kleiner ist als der untere Grenzwert. Allerdings kann der Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert eingestellt werden, in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Genauer gesagt kann, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine anzeigt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine absinkt, und/oder wenn das Drehzahlverhältnis e oder der Getriebewirkungsgrad η absinkt oder niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, der Getriebewirkungsgrad η vorzugsweise fest auf den vorgegebenen, konstanten Wert eingestellt werden, um hierdurch dem Fahrkomfort bei dem mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeug Priorität zu geben, anstelle der Arithmetikoperation zur Korrektur. Das Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beruht auf diesem Konzept.
9 zeigt als Flussdiagramm die Getriebewirkungsgradarithmetikoperation, die in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, und die 10A und 10B erläutern grafisch eine Änderung des Getriebewirkungsgrades η (Drehzahlverhältnis e) bzw. eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr, jeweils als Funktion der Zeit.
Zunächst wird angemerkt, dass die 9 und 10 der voranstehend geschilderten 7 bzw. 8 entsprechen.
Hierbei erläutern die 10A und 10B eine Korrekturoperation, die durchgeführt wird, wenn der Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (beispielsweise 1) festgelegt wird, und zwar an jenem Zeitpunkt, an welchem das Geschwindigkeitsverhältnis e (Getriebewirkungsgrad η) kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert während der Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr geworden ist (also während der Verzögerung des Kraftfahrzeugs).
Im übrigen ist die Ausbildung des Steuersystems für die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ähnlich jener, die voranstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde.
Das vorliegende Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine ist so ausgebildet, dass es den Getriebewirkungsgrad η entsprechend dem Betriebszustand korrigiert, um hierdurch den Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (beispielsweise 1 = 100%) einzustellen, in Reaktion auf einen Übergangsbetriebszustand.
Wie aus 9 hervorgeht, ist das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 so ausgebildet, dass es zuerst arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η im Schritt S12 bestimmt, und dann eine Entscheidung trifft, ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 101 ein Verzögerungsbetriebszustand ist oder nicht, oder alternativ, ob das Drehzahlverhältnis e des Drehmomentwandlers 112 abnimmt oder nicht (oder kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert geworden ist), im Schritt S43.
Wenn im Schritt S43 festgestellt wird, dass die Brennkraftmaschine 101 langsamer wird, oder das Drehzahlverhältnis e zunimmt (oder das Drehzahlverhältnis e nicht größer der vorbestimmte Wert ist), und daher eine Entscheidung getroffen wird, dass sich die Brennkraftmaschine 101 in dem Übergangsbetriebszustand befindet (also wenn die Entscheidung im Schritt S43 zum Ergebnis ”JA” führt), stellt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 den Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegeben, konstanten Wert (beispielsweise 1) ein (Schritt S44).
Wenn andererseits im Schritt S43 festgestellt wird, dass die Brennkraftmaschine 101 nicht langsamer wird, und das Drehzahlverhältnis e nicht abnimmt (oder das Drehzahlverhältnis e größer als der vorbestimmte Wert ist), und der Entscheidungsschritt S43 das Ergebnis ”NEIN” hat, so stellt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 den Getriebewirkungsgrad η, der arithmetisch im Schritt S12 bestimmt wurde, unverändert als den Getriebewirkungsgrad η ein (Schritt S45).
Danach geht die Verarbeitung zum Schritt S23 über, um die Soll-Antriebsleistung Po zu korrigieren.
Wie voranstehend erläutert stellt, wenn festgestellt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 101 ein Verzögerungsbetriebszustand ist, oder das Drehzahlverhältnis e zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement der Eingangskupplung (also dem Drehmomentwandler 112) abnimmt, oder das Drehzahlverhältnis e nicht größer als der vorbestimmte Wert ist, das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 den Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert ein (beispielsweise 1).
Nimmt man beispielsweise an, dass der Getriebewirkungsgrad η sehr klein ist, verglichen mit dem vorbestimmten Wert, so führt eine Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po unter Verwendung des Getriebewirkungsgrades η mit Hilfe des Teilermoduls 203 dazu, dass die korrigierte Soll-Antriebsleistung Poc zunimmt (also in der Richtung, in welcher die Verzögerung abnimmt), was wiederum dazu führt, dass der Fahrkomfort für den Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs in der Verzögerungsbetriebsart mehr oder weniger beeinträchtig wird.
Wird jedoch der Getriebewirkungsgrad η auf den vorgegebenen, konstanten Wert (beispielsweise 1) begrenzt, so kann die Soll-Antriebsleistung Po ordnungsgemäß über den gesamten Betriebsbereich korrigiert werden, unter Verwendung des Getriebewirkungsgrades η, ohne den Komfort für den Fahrer während der Verzögerungsbetriebsart zu beeinträchtigen.
Bei der voranstehenden Beschreibung des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde angenommen, dass der vorgegebene, konstante Wert für den Getriebewirkungsgrad η gleich ”1” ist (= 100%). Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung hierauf überhaupt nicht beschränkt ist, sondern ebenso verwirklicht werden kann, falls der vorgegebene, konstante Wert ein kleinerer Wert als ”1” ist, beispielsweise 0,6 oder ähnlich, wie dies bereits voranstehend im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.
Ausführungsform 4
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde die arithmetische Bestimmung des Getriebewirkungsgrades η in dem vollständig verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers 112 nicht berücksichtigt. In diesem Zusammenhang wird erwähnt, dass die Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po unter Verwendung des Getriebewirkungsgrades η in dem vollständig verriegelten Zustand auf unerwünschte Weise eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts mit sich bringen kann. Daher sollte eine nutzlose Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po in dem vollständig verriegelten Zustand vorzugsweise vermieden werden. Dieses Konzept wird als eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
11 erläutert in Form eines Flussdiagramms die Getriebewirkungsgradarithmetikoperation des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Arithmetikoperation zur Korrektur mit dem Getriebewirkungsgrad η in dem vollständig verriegelten Zustand im wesentlichen gesperrt wird. Bei dem vorliegenden Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine wird beispielsweise angenommen, dass der Getriebewirkungsgrad η fest auf einen vorgegeben, konstanten Wert (= 1) in dem vollständig verriegelten Zustand eingestellt ist, um im wesentlichen die Arithmetikoperation zur Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po zu sperren.
Die 12A und 12B erläutern grafisch Änderungen des Getriebewirkungsgrades η (Drehzahlverhältnis e), der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr, bzw. des Verriegelungstastverhältnisses Du, jeweils als Funktion der Zeit. Hierbei ist 11 ein Flussdiagramm, welches der 9 entspricht, und sind die 12A und 12B Eigenschaftsdiagramme ähnlich jenen, die in 10A bzw. 10B gezeigt sind. Im einzelnen sind die 12A und 12B Darstellungen zur Erläuterung von Korrekturoperationen in einem Fall, in welchem der Getriebewirkungsgrad η (oder das Drehzahlverhältnis e) fest auf einen vorgegebenen, konstanten Wert eingestellt ist (beispielsweise ”1”), also in einem Fall, in welchem die Arithmetikoperation zur Korrektur auf der Grundlage des Getriebewirkungsgrades η gesperrt ist, wenn der vollständige Verriegelungszustand festgestellt wird.
Im übrigen ist die Ausbildung des Steuersystems für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine ähnlich jener, die voranstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde.
In 11 führt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 (oder das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211) im Schritt S53 eine Entscheidung durch, nämlich ob das Detektorsignal, das von dem Verriegelungszustanddetektormodul 214 ausgegeben wird, den vollständig verriegelten Zustand anzeigt oder nicht, nach der arithmetischen Bestimmung des Getriebewirkungsgrades η im Schritt S12.
Wenn im Schritt S53 der vollständig verriegelte Zustand ermittelt wird (also wenn der Entscheidungsschritt S53 das Ergebnis hat, dass der vollständig verriegelte Zustand vorhanden ist, also ”JA”), wird der Getriebewirkungsgrad η (oder das Drehzahlverhältnis e) fest auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (= 1) eingestellt (Schritt S54).
In dem vollständig verriegelten Zustand stellt daher das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 den Getriebewirkungsgrad η auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (= 100%) ein, in Abhängigkeit von dem Drehzahlverhältnis e (= 1), um hierdurch die Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po durch den Getriebewirkungsgrad η zu sperren.
Wenn andererseits im Schritt S53 der vollständig verriegelte Zustand festgestellt wird, also wenn der Entscheidungsschritt S53 zum Ergebnis ”NEIN” führt, so wird der Getriebewirkungsgrad η (oder das Drehzahlverhältnis e), der arithmetisch bestimmt wurde, unverändert als der Getriebewirkungsgrad η (oder das Drehzahlverhältnis e) eingestellt (Schritt S55).
In diesem Zusammenhang dient das Verriegelungszustandsdetektormodul 214 dazu, beispielsweise die Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) und die Turbinendrehzahl Nt zu vergleichen (oder die Eingangsdrehzahl Ni zu dem CVT oder stufenlosen Getriebe 114 mit einer vorbestimmten Drehzahl ΔN (beispielsweise 20 Umdrehungen pro Minute)), was dazu führt, dass der vollständig verriegelte Zustand festgestellt wird, wenn die Bedingung erfüllt ist, die in dem nachstehenden Ausdruck (1) angegeben ist. Ne – Nt ≤ ΔN (1)
Der Grund dafür, dass die vorbestimmte Drehzahl ΔN bei dem voranstehenden Ausdruck (1) berücksichtigt wird, lässt sich damit erläutern, dass ein Fehler oder eine Differenz der Drehzahlen (= Ne – Nt) zwischen der Eingangswelle und Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 112 unvermeidlich vorhanden ist, und niemals im strengen Sinn gleich null wird, da selbst im vollständig verriegelten Zustand mechanische Fehler vorhanden sein können, Rauschen, und dergleichen.
Weiterhin kann selbst dann, wenn sich der Drehmomentwandler 112 in dem vollständig verriegelten Zustand befindet, ein sogenannter Verriegelungszustand unter Schlupf erzielt werden, bei welchem ein Schlupf entsprechend einer gewissen Drehzahl vorhanden ist, um den Komfort für den Fahrer zu erhöhen. Daher weist der Getriebewirkungsgrad η, der arithmetisch bestimmt wurde, nicht immer exakt den Wert von 100% auf, sondern ist fehlerbehaftet in der Größenordnung einiger Prozent als untere bzw. obere Grenze.
Unter diesen Umständen wird der vollständig verriegelte Zustand des Drehmomentwandlers 112 so lange festgestellt, wie die Drehzahldifferenz (= Ne – Nt) nicht größer als die vorbestimmte Drehzahl ΔN ist.
Auf diese Weise wird zu jenem Zeitpunkt, an welchem der vollständig verriegelte Zustand festgestellt wird, der Getriebewirkungsgrad η fest auf ”1” eingestellt (= 100%), wodurch eine Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po mit dem Getriebewirkungsgrad η gesperrt wird.
Da eine ungültige Korrektur für die Soll-Antriebsleistung Po in dem vollständig verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers vermieden werden kann, tritt keine derartige Situation auf, dass das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 101 auf einen übermäßigen hohen Wert eingestellt wird, wodurch in unerwünschter Weise der Komfort beim Fahren des Fahrzeugs beeinträchtigt werden könnte.
Voranstehend wurde geschildert, dass der Getriebewirkungsgrad η auf ”1” (= 100%) eingestellt wird, um die Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po in dem vollständig verriegelten Zustand zu sperren. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die Arithmetikoperation für die Korrektur direkt in Reaktion auf das Feststellsignal für den vollständig verriegelten Zustand gesperrt werden kann.
Ausführungsform 5
Bei dem Steuersystem für die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform der Erfindung, die bislang beschrieben wurden, wird die Temperatur TG eines Schmiermittels oder Öls nicht berücksichtigt, das in dem Drehmomentwandler 112 eingesetzt wird. Allerdings sollte der Getriebewirkungsgrad η vorzugsweise in Abhängigkeit von der Öltemperatur korrigiert werden. Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Korrektur oder Korrekturänderung des Getriebewirkungsgrades η auf der Grundlage der Öltemperatur TG.
13 erläutert als Flussdiagramm die arithmetische Bestimmung des Getriebewirkungsgrades, die in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird, bei welchem der Getriebewirkungsgrad η in Abhängigkeit von der Temperatur des Öls in dem Automatikgetriebe 111 korrigiert wird. Im übrigen ist der Aufbau des Steuersystems für die mit dem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ähnlich jener, die voranstehend im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben wurde.
Bei dem vorliegenden Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine ist das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 so ausgebildet, dass es den Getriebewirkungsgrad η in Abhängigkeit von der Öltemperatur TG korrigiert oder abändert, die innerhalb des Automatikgetriebes 111 herrscht, und die mit Hilfe des Temperatursensors 119 festgestellt wird.
Wie aus 13 hervorgeht, bestimmt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 einen Korrekturkoeffizienten Kg entsprechend der Öltemperatur TG, die von dem Temperatursensor 119 festgestellt wird, unter Rückgriff auf Kennfelddaten, wobei der Getriebewirkungsgrad η auf der Grundlage der Eigenschaften in bezug auf die Abhängigkeit des Getriebewirkungsgrades von dem Drehzahlverhältnis mit dem Korrekturkoeffizienten Kg multipliziert wird. Auf diese Weise wird der Getriebewirkungsgrad η korrigiert (Schritt S63).
Da sich der Getriebewirkungsgrad η des Drehmomentwandlers 112 unter dem Einfluss der Öltemperatur TG ändert, ändert sich auch im allgemeinen der Getriebewirkungsgrad η, der auf der Grundlage der Kennfelddaten (3) bestimmt wird, geringfügig in Abhängigkeit von der Öltemperatur TG.
Zum Beispiel ändert sich der Getriebewirkungsgrad η geringfügig in folge des sogenannten Wärmeverlustes, wenn die Öltemperatur TG hoch ist (oder wenn, anders ausgedrückt, die Viskosität des Öls oder Fluids niedrig ist), oder in folge des sogenannten Energieverlustes, wenn die Öltemperatur TG niedrig ist (oder die Viskosität des Fluids hoch ist).
Durch Korrektur des Getriebewirkungsgrades η, der auf der Grundlage der Kennfelddaten bestimmt wurde, die durch die Eigenschaftskurve von 3 repräsentiert werden, kann daher ein Getriebewirkungsgrad η, der näher an dem tatsächlichen Wert liegt, mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der ersten bis fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die voranstehend geschildert wurden, selektiv in verschiedenen Formen kombiniert werden können, wodurch vorteilhafte Auswirkungen und Effekte entsprechend der jeweils ausgewählten Kombination erzielt werden.
Ausführungsform 6
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsform der Erfindung, die voranstehend beschrieben wurden (vergleiche die 7 bis 13), wird der Getriebewirkungsgrad η direkt oder sofort in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine korrigiert. Statt der Korrektur des Getriebewirkungsgrades η kann allerdings auch das Drehzahlverhältnis e in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine korrigiert werden. In diesem Fall wird der Getriebewirkungsgrad η schließlich als Ergebnis der Korrektur des Drehzahlverhältnisses e korrigiert. Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Korrektur des Drehzahlverhältnisses e und daher im Effekt die Korrektur des Getriebewirkungsgrades η.
Die 14 bis 17 sind Flussdiagramme zur Erläuterung einer Prozedur zum Korrigieren des Drehzahlverhältnisses e entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, um hierdurch arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bestimmen, wobei die Flussdiagramme, die in 14, 15, 16 und 17 gezeigt sind, jenen entsprechen, die in 7, 9, 11 bzw. 13 dargestellt sind.
In den 14 bis 17 sind gleiche Schritte wie jene, die bereits voranstehend geschildert wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und werden daher nachstehend nicht unbedingt erneut im einzelnen beschrieben. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass in den 14 bis 17 der Schritt S12 (arithmetische Festlegung auf der Grundlage der Kennfelddaten oder der Eigenschaften in bezug auf die Abhängigkeit des Getriebewirkungsgrades von dem Drehzahlenverhältnis) nach der Arithmetikoperation zur Korrektur des Drehzahlverhältnisses e durchgeführt wird.
In 14 entsprechen die Schritte S73, S74 und S75 jeweils dem Schritt S33, S34 bzw. S35, die voranstehend unter Bezugnahme auf 7 erläutert wurden.
Zuerst bestimmt das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 arithmetisch das Drehzahlverhältnis e auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) Ne und der Turbinendrehzahl Nt im Schritt S11, woran sich der Schritt S73 anschließt, in welchem eine Entscheidung getroffen wird, ob das Drehzahlverhältnis e kleiner oder gleich dem unteren Grenzwert (= 0,6) ist oder nicht.
Wenn im Schritt S73 festgestellt wird, dass e ≤ 0,6 ist (also wenn die Entscheidung im Schritt S73 das Ergebnis ”JA” hat), so wird das Drehzahlverhältnis e auf den unteren Grenzwert (= 0,6) im Schritt S74 eingestellt, wogegen dann, wenn die Entscheidung ergibt, dass e > als 0,6 ist, (also wenn der Entscheidungsschritt S74 ein negatives Ergebnis ”NEIN” aufweist), das arithmetisch im Schritt S11 bestimmte Drehzahlverhältnis e unverändert als das Drehzahlverhältnis e eingestellt wird (Schritt S75).
Daraufhin bestimmt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e, das so begrenzt ist, dass es nicht kleiner als der untere Grenzwert ist (Schritt S12).
Auf diese Weise kann, wie dies bereits voranstehend erwähnt wurde, eine Korrektur oder Abänderung der Soll-Antriebsleistung Po durch Division mit dem Getriebewirkungsgrad η mit einem kleinen Wert verhindert wird.
In 15 entsprechen die Schritte S83, S84 und S85 jeweils dem Schritt S43, S44 bzw. S45, die voranstehend unter Bezugnahme auf 9 erläutert wurden.
Wie aus 15 hervorgeht, führt folgend auf die arithmetische Festlegung des Drehzahlverhältnisses e (Schritt S11) das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 eine Entscheidung durch, ob sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 101 in einer Verzögerungsbetriebsart befindet oder nicht, oder alternativ, ob das Drehzahlverhältnis e abnimmt oder nicht (oder auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist oder nicht), im Schritt S83.
Wenn im Schritt S83 festgestellt wird, dass sich die Brennkraftmaschine 101 in der Verzögerungsbetriebsart befindet (oder alternativ das Drehzahlverhältnis e kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist), und daher die Entscheidung getroffen wird, dass sich die Brennkraftmaschine in einem Übergangsbetriebszustand befindet (also wenn der Entscheidungsschritt S83 ein positives Ergebnis ”JA” hat), dann stellt im Schritt S84 das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 das Drehzahlverhältnis e auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (= 1) ein.
Wenn im Gegensatz im Schritt S83 festgestellt wird, dass die Brennkraftmaschine 101 nicht langsamer wird, und das Drehzahlverhältnis e nicht abnimmt (und das Drehzahlverhältnis e größer als ein vorbestimmter Wert ist), also wenn der Schritt S83 das Ergebnis ”NEIN” hat, so stellt das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 das Drehzahlverhältnis e, das arithmetisch im Schritt S11 bestimmt wurde, unverändert oder direkt als das Drehzahlverhältnis e im Schritt S85 ein.
Dann bestimmt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e, das auf den vorgegebenen, konstanten Wert begrenzt ist, in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, und zwar im Schritt S12.
Auf diese Weise kann, wie dies voranstehend bereits erwähnt wurde, eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts verhindert werden, beispielsweise während der Verzögerung.
In 16 entsprechen die Schritte S93, S94 und S95 jeweils dem Schritt S53, S54 bzw. S55, die voranstehend unter Bezugnahme auf 11 erläutert wurden.
Nach der arithmetischen Bestimmung des Drehzahlverhältnisses e (Schritt S11) entscheidet das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211, ob der Betriebszustand, der aus dem Ausgangssignal des Verriegelungszustanddetektormoduls 214 festgestellt wird, den vollständig verriegelten Zustand anzeigt oder nicht (Schritt S93).
Wenn im Schritt S93 der vollständig verriegelte Zustand festgestellt wird (also wenn dieser Entscheidungsschritt S93 ein positives Ergebnis ”JA” hat), so wird das Drehzahlverhältnis e fest auf einen vorgegebenen, konstanten Wert (beispielsweise ”1”) im Schritt S94 eingestellt. Anderenfalls wird, es sei denn, dass der vollständig verriegelte Zustand festgestellt wird (also wenn der Schritt S93 das Ergebnis ”NEIN” hat), das arithmetisch bestimmte Drehzahlverhältnis e unverändert als das Drehzahlverhältnis e eingestellt (S95).
Daraufhin bestimmt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e, welches fest auf dem vorgegebenen, konstanten Wert (= 1) eingestellt ist, entsprechend den vollständig verriegelten Zustand (Schritt S12). Auf diese Weise wird der Getriebewirkungsgrad η auf den vorgegebenen, konstanten Wert (= 100%) in dem vollständig verriegelten Zustand eingestellt, wodurch in dem vollständig verriegelten Zustand die Korrektur der Soll-Antriebsleistung Po durch den Getriebewirkungsgrad η gesperrt ist.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass der Schritt S103 in 17 dem Schritt S63 entspricht, der voranstehend unter Bezugnahme auf 13 erläutert wurde.
Zuerst bestimmt das Drehzahlverhältnisarithmetikmodul 211 einen Korrekturkoeffizienten Ke, der für die vorherrschende Öltemperatur TG relevant ist, durch Rückgriff auf die Kennfelddaten, wie dies voranstehend bereits erwähnt wurde, und danach wird das Drehzahlverhältnis e mit dem Korrekturkoeffizienten Ke multipliziert, um hierdurch das Drehzahlverhältnis e zu korrigieren (Schritt S12).
Danach bestimmt das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul 202 arithmetisch den Getriebewirkungsgrad η auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e, das unter Berücksichtigung der vorhandenen Öltemperatur TG korrigiert wurde (Schritt S12).
Mit der voranstehend geschilderten Prozedur kann ein genauer Getriebewirkungsgrad η, der eine gute Approximation an den tatsächlichen oder aktuellen Wert darstellt, arithmetisch bestimmt werden.
Daher kann bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts für den Fahrer wirksam verhindert werden, da nicht nur das Drehzahlverhältnis e, sondern auch der Getriebewirkungsgrad η korrigiert werden kann.
Ausführungsform 7
Bei dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform erfolgte keine konkrete Beschreibung in bezug auf die Funktion des Getriebewirkungsgradarithmetikmoduls 202 (siehe 2). Allerdings ist es möglich, durch Berechnung der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio durch Multiplikation der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo mit dem Drehzahlverhältnis e, exakt die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio zu bestimmen, um die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo in dem nicht verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers 112 zu erzielen.
18 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der arithmetischen Operation bei der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio, durch Multiplizieren der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo mit dem Drehzahlverhältnis e in dem Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe ausgerüstete Brennkraftmaschine gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 19 erläutert die Änderung der Drehzahl in diesem Steuersystem.
Im allgemeinen stimmt, wenn sich der Drehmomentwandler 112 in dem vollständig verriegelten Zustand befindet, die Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) Ne mit der Eingangsdrehzahl Ni des stufenlosen Getriebes (CVT) 114 überein. Daher entspricht die Steuerung des Getriebeuntersetzungsverhältnisses Gr des stufenlosen Getriebes (CVT) 114, die so durchgeführt wird, dass die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio erzielt werden kann, der Steuerung des Getriebeuntersetzungsverhältnisses Gr des stufenlosen Getriebes 114, die so durchgeführt wird, dass die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo erzielt werden kann.
In dem nicht verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers 112 stimmt jedoch die Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute) Ne nicht mit der Eingangsdrehzahl Ni des stufenlosen Getriebes 114 überein (vergleiche 19). Daher ist es unmöglich, die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo zu erreichen, selbst wenn das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes oder CVT 114 so gesteuert wird, dass die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio (= Neo) erreicht werden kann.
Unter diesen Umständen wird die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo mit dem Drehzahlverhältnis e des Drehmomentwandlers 112 multipliziert, um es zu ermöglichen, arithmetisch jene Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio zu bestimmten, welche an die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo angepasst ist, um daher das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes (CVT) 114 so zu steuern, dass die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio erreicht wird.
Wie aus 18 hervorgeht, bestimmt das Soll-Brennkraftmaschinendrehzahlarithmetikmodul 204 zuerst arithmetisch jene Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo, die zum minimalen Kraftstoffverbrauch führt (Schritt S111). Daraufhin multipliziert das Multiplizierermodul 205 die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo mit dem Geschwindigkeitsverhältnis e, um hierdurch arithmetisch die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio zu bestimmten (Schritt S112).
Daraufhin bestimmt das Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisarithmetikmodul 213 arithmetisch das Getriebeuntersetzungsverhältnis Gr des stufenlosen Getriebes oder CVT 114, um das CVT 114 entsprechend zu steuern (Schritt S113).
In der Praxis wird die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio mit Hilfe des Soll-Getriebeeingangsdrehzahlkorrekturmoduls 212 korrigiert, um dem Soll-Getriebeuntersetzungsverhältnisarithmetikmodul 213 als die korrigierte Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nioc zugeführt zu werden.
Durch Korrektur der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo durch Multiplizieren des Drehzahlverhältnisses e in dem nicht verriegelten Zustand des Drehmomentwandlers 112 kann auf diese Weise die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl Nio, welche zum gewünschten Arbeitspunkt führt (Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl Neo), ohne den Fahrkomfort für den Fahrer zu beeinträchtigen, bei minimalem Kraftstoffverbrauch erreicht werden.
Zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung deutlich, und daher sollen die beigefügten Patentansprüche sämtliche derartige Merkmale und Vorteile des Systems umfassen, die innerhalb des wahren Wesens und Umfangs der Erfindung liegen. Da Fachleuten auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen und Kombinationen auffallen werden, soll darüber hinaus die Erfindung nicht auf die exakte Konstruktion und genau jenen Betrieb beschränkt sein, die erläutert und beschrieben wurden.
Zum Beispiel wurden die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 und die Automatikgetriebesteuereinheit 110 so beschrieben, dass sie getrennt voneinander ausgebildet sind. Selbstverständlich können jedoch die Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 und die Automatikgetriebesteuereinheit 110 durch Einsatz eines einzigen Mikrocomputers verwirklicht werden. In diesem Fall können die verschiedenen Module, die voranstehend im Zusammenhang mit der Brennkraftmaschinensteuereinheit 100 und der Automatikgetriebesteuereinheit 110 beschrieben wurden, in Form von Programmen verwirklicht werden, die von einem Computer ausführbar sind.
Daher kann innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben, auf alle geeigneten Abänderungen und Äquivalente zurückgegriffen werden.

Claims

Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet ist, wobei vorgesehen sind: eine Gruppe verschiedener Sensoren zur Feststellung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (101); eine Ansaugluftmengenregeleinheit (102) zur einstellbaren Regelung der Ansaugluftmenge (Qa) der Brennkraftmaschine (101); ein Automatikgetriebe (111), welches eine Eingangskupplung (112) und ein stufenloses Getriebe (114) aufweist, die betriebsmäßig mit der Brennkraftmaschine (101) gekuppelt sind, um stufenlos das Getriebeuntersetzungsverhältnis (Gr) einzustellen; und eine Steuereinheit (101; 110) zum Steuern der Brennkraftmaschine (101) und des Automatikgetriebes (111) auf der Grundlage des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine; wobei die Steuereinheit (110) aufweist: ein Soll-Antriebsleistungsarithmetikmodul (201) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Antriebsleistung (Po) der Brennkraftmaschine (101) auf der Grundlage des Betriebszustands der Brennkraftmaschine; ein Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) zur arithmetischen Bestimmung des Getriebewirkungsgrades (η) der Eingangskupplung; ein Soll-Antriebsleistungskorrekturmodul (203) zur Korrektur der Soll-Antriebsleistung (Po) in Abhängigkeit von dem Getriebewirkungsgrad (η) durch Dividieren der Soll-Antriebsleistung (Po) durch den Getriebewirkungsgrad (η) der Eingangskupplung, um hierdurch arithmetisch eine korrigierte Soll-Antriebsleistung (Poc) zu bestimmen; ein Sollwert-Auswahlmodul (204–209) zur Auswahl einer Kombination aus einer Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl (Neo) und einem Soll-Brennkraftmaschinendrehmoment (Teo), um die korrigierte Soll-Antriebsleistung (Poc) zu erzielen; ein Soll-Ansaugluftmengenarithmetikmodul (210) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Ansaugluftmenge (Qao) zur Erzielung des Soll-Brennkraftmaschinendrehmoments (Teo); und ein Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul (205) zur arithmetischen Bestimmung einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes (114), so dass die Eingangsdrehzahl (Ni) des Automatikgetriebes (111) mit der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl (Neo) übereinstimmt, wobei die Ansaugluftmengenregeleinheit (102) so gesteuert wird, dass die Ansaugluftmenge (Qa) der Brennkraftmaschine (101) mit der Soll-Ansaugluftmenge (Qao) übereinstimmt, und wobei das Getriebeuntersetzungsverhältnis (Gr) so gesteuert wird, dass die Eingangsdrehzahl (Ni) des stufenlosen Getriebes (114) mit der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl übereinstimmt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) so ausgebildet ist, dass es den Getriebewirkungsgrad (η) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand korrigiert.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) eine Untergrenzwerteinstellvorrichtung aufweist, um einen unteren Grenzwert für den Getriebewirkungsgrad (η) einzustellen.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) so ausgebildet ist, dass es den Getriebewirkungsgrad (η) auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn der Getriebewirkungsgrad (η) nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) so ausgebildet ist, dass es den Getriebewirkungsgrad (η) auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine (101) anzeigt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) so ausgebildet ist, dass es den Getriebewirkungsgrad (η) auf einen vorgegebenen, konstanten Wert einstellt, wenn das Drehzahlverhältnis (e) zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement der Eingangskupplung abnimmt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskupplung einen Fluid-Drehmomentwandler (112) aufweist, der einen Verriegelungsmechanismus enthält, wobei die Steuereinheit (110) ein Verriegelungszustandsdetektormodul (212) aufweist, um einen vollständig verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus festzustellen, und wobei die Korrektur der Soll-Antriebsleistung (Po) so lange gesperrt ist, wie der vollständig verriegelte Zustand von dem Verriegelungszustandsdetektormodul (214) festgestellt wird.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in dem vollständig verriegelten Zustand befindet, das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) den Getriebewirkungsgrad (η) fest auf 100% einstellt, um hierdurch die Korrektur der Soll-Antriebsleistung (Po) zu sperren.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Differenz der Drehzahlen zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Drehmomentwandlers (112) kleiner oder gleich einer vorbestimmten Drehzahl (ΔN) ist, das Verriegelungszustandsdetektormodul (214) den vollständig verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus feststellt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskupplung einen Fluid-Drehmomentwandler aufweist, und das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) so ausgebildet ist, dass es den Getriebewirkungsgrad (η) in Abhängigkeit der Temperatur (TG) des Fluids korrigiert, das sich in dem Automatikgetriebe (111) befindet.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (110) ein Drehzahlverhältnisarithmetikmodul (211) aufweist, um arithmetisch ein Drehzahlverhältnis (e) auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Eingangsdrehzahl (Ni) und der Ausgangsdrehzahl (No) der Eingangskupplung zu bestimmen, und dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) arithmetisch den Getriebewirkungsgrad (η) auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses (e) bestimmt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebewirkungsgradarithmetikmodul (202) den Getriebewirkungsgrad (η) auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses (e) beschränkt.
Steuersystem für eine mit einem Automatikgetriebe versehene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (110) ein Drehzahlverhältnisarithmetikmodul (211) aufweist, um arithmetisch ein Drehzahlverhältnis (e) auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Eingangsdrehzahl (Ni) und der Ausgangsdrehzahl (No) der Eingangskupplung (112) zu bestimmen, und dass das Soll-Getriebeeingangsdrehzahlarithmetikmodul (205) so ausgebildet ist, dass es die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl (Neo) mit dem Drehzahlverhältnis (e) multipliziert, um hierdurch arithmetisch die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl (Nio) zu bestimmen.