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Diese
nicht-vorläufige
Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-240216, eingereicht
beim japanischen Patentamt am 22. August 2005, deren gesamter Inhalt
durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren
für ein
Fahrzeug, in dem ein Antriebsstrang installiert ist, der einen Motor
und ein Automatikgetriebe einschließt. Genauer betrifft die Erfindung
eine Antriebskraftsteuervorrichtung und ein Antriebskraftsteuerverfahren, mit
denen eine Antriebskraft ausgegeben werden kann, die einer Antriebskraft
entspricht, die von einem Fahrer angefordert wird.
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Beschreibung des technischen
Hintergrunds
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Auf
ein Fahrzeug mit einem Motor und einem Automatikgetriebe, mit dem
ein Motor-Abtriebsmoment unabhängig
von der Betätigung
des Gaspedals durch einen Fahrer gesteuert werden kann, kann das Konzept
der „Antriebskraftsteuerung" angewendet werden.
Entsprechend diesem Konzept werden positive und negative Soll-Antriebsmomente,
die zum Beispiel aufgrund des Umfangs, in dem das Gaspedal vom Fahrer
betätigt
wird, und den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs berechnet werden,
unter Nutzung des Motormoments und der Übersetzung des Automatikgetriebes
erreicht. Solche Steuerverfahren wie diejenigen, die als „Antriebskraftnachfrage-Typ" und „Antriebskraftanforderungs-Typ" bezeichnet werden,
fallen auch unter das oben beschriebene Konzept.
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Mit
dieser Antriebskraftsteuerung kann ein Soll-Antriebsmoment bestimmt
werden, um die dynamischen Kennwerte des Fahrzeugs auf einfache Weise
zu ändern.
Während
einer Beschleunigung/Verlangsamung (einer Übergangsantwort) bewirkt jedoch
nicht nur ein Trägheitsmoment,
das für eine Änderung
der Übersetzung
des Automatikgetriebes in Bezug auf die Zeit relevant ist, sondern auch
ein Trägheitsmoment,
das für
eine Änderung der
Raddrehzahl in Bezug auf die Zeit relevant ist, dass das Antriebsmoment
vom Sollwert abweicht. Somit muss das Drehmoment korrigiert werden.
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In
dem Fall, dass aufgrund eines Getriebekennfelds, das die Drosselklappen-Öffnungsstellung und
die Fahrzeuggeschwindigkeit nutzt, bestimmt wird, wie die Übersetzung
geändert
werden soll, entstehen die folgenden Probleme. Falls die Antriebsquelle
des Fahrzeugs ein Motor ist, steigt das erzeugte Drehmoment mit
zunehmender Öffnung
der Drosselklappe. In dem Fall, dass der Fahrer das Fahrzeug betätigt, um
die Antriebskraftforderung zu erhöhen, kann daher die Antriebskraft
grundsätzlich
durch Vergrößern des
Drosselöffnungsgrads
erhöht
werden. Die resultierenden Kennwerte sind jedoch wie folgt. Wenn
die Drosselklappe einen bestimmtem Öffnungsgrad aufweist, ist die
Antriebskraft, die vom Motor erzeugt wird, gesättigt, was bedeutet, dass selbst
dann, wenn die Drosselklappe weiter geöffnet wird, die Antriebskraft
nur in geringem Umfang geändert
wird (die Antriebskraft wird nicht erhöht) (d.h. dass die Kennwerte
nicht linear, sondern nicht-linear sind). In der Situation, in der
eine relativ große
Antriebskraft vom Motor erzeugt wird, wird daher, falls eine Antriebskraftforderung
gestellt wird, um die Antriebskraft leicht zu erhöhen, die
Drosselklappen-Öffnungsstellung
in großem
Umfang geändert.
Somit wird die Drosselklappen-Öffnungsstellung
in großem Umfang
geändert,
so dass die Übersetzung
so geändert
wird, dass sie die Gangwechsel-Änderungslinie im
Getriebekennfeld überschreitet.
In diesem Fall besteht eine Abweichung zwischen dem Soll-Antriebsmoment
und dem erzeugten Moment, und somit wird das vom Fahrer angestrebte
Fahrzeugverhalten nicht verwirklicht.
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Die
japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-087117 offenbart
eine Antriebskraftsteuervorrichtung unter Verwendung einer Steuerspezifikation,
die einen gewünschten
Stetigbetriebswert für die
Antriebskraft ebenso wie einen gewünschten Übergangsbetriebswert für die Antriebskraft
mittels einer Abstimmungssteuerung des Motormoments und der Übersetzung
verwirklicht, und entsprechend kann eine Antriebskraft wie vom Fahrer
gefordert erreicht werden und das Leistungsverhalten und das Fahrverhalten
können
erheblich verbessert werden.
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Die
in der vorgenannten Veröffentlichung
offenbarte Antriebskraftsteuervorrichtung mit einem Antriebsstrang,
der einen Motor und ein Getriebe aufweist, schließt folgendes
ein: Mittel zur Erfassung einer manuellen Verstellung eines Beschleunigungselements,
Mittel zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Mittel zur Berechnung
der gewünschten
Antriebskraft, um aufgrund der erfassten manuellen Verstellung des
Beschleunigungselements und der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
eine gewünschte
statische Antriebskraft zu berechnen, Antriebskraftmuster-Berechnungsmittel
zur Berechnung eines gewünschten
Antriebskraft-Änderungsmusters,
Mittel zur Berechnung des gewünschten Stetigbetriebswerts,
um den gewünschten
Stetigbetrieb-Motormomentwert aufgrund der gewünschten Antriebskraft zu berechnen
und um eine gewünschte Stetigbetrieb-Übersetzung
aufgrund der erfassten manuellen Verstellung des Beschleunigungselements
und der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen, Mittel zur
Berechnung des gewünschten Übergangsbetriebswerts,
um einen gewünschten Übergangsbetrieb-Motormomentwert
und eine gewünschte Übergangsbetrieb-Übersetzung aufgrund des gewünschten
Antriebskraft-Änderungsmusters zu
berechnen, Mittel zur Verwirklichung des gewünschten Motormoments, um den
gewünschten Stetigbetrieb-Motormomentwert
ebenso wie den Übergangsbetrieb-Motormomentwert
zu verwirklichen, und Mittel zur Verwirklichung der gewünschten Übersetzung,
um die gewünschte
Stetigbetriebs-Übersetzung
ebenso wie die gewünschte Übergangsbetriebs-Übersetzung zu verwirklichen.
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Mit
dieser Antriebskraftsteuervorrichtung berechnet bei fahrendem Fahrzeug
das Mittel zur Berechnung der gewünschten Antriebskraft die gewünschte Statikbetrieb-An triebskraft
aufgrund der manuellen Verstellung des Beschleunigungselements,
die vom Mittel zur Erfassung der manuellen Verstellung des Beschleunigungselements
erfasst wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel
erfasst wird, und das Mittel zur Berechnung des Antriebskraft-Änderungsmusters berechnet das
gewünschte Antriebskraft-Änderungsmuster.
Das Mittel zur Berechnung des gewünschten Stetigbetriebswerts
berechnet den gewünschten
Stetigbetrieb-Motormomentwert aufgrund der gewünschten Antriebskraft und berechnet
die gewünschte
Stetigbetrieb-Übersetzung
aufgrund der erfassten manuellen Verstellung des Beschleunigungselements
und des erfassten Fahrzeugzustands, das Mittel zur Berechnung des
gewünschten Übergangsbetriebswerts
berechnet den gewünschten Übergangsbetrieb-Motormomentwert
und die gewünschte Übergangsbetrieb-Übersetzung
aufgrund eines Änderungsmusters
für die
gewünschte
Antriebskraft. Dann verwirklicht das Mittel zur Verwirklichung des
gewünschten Motormoments
den gewünschten
Stetigbetrieb-Motormomentwert und den gewünschten Übergangsbetrieb-Momentwert,
und das Mittel zur Verwirklichung der gewünschten Übersetzung verwirklicht die
gewünschte
Stetigbetrieb-Übersetzung
und die gewünschte Übergangsbetrieb-Übersetzung.
Anders ausgedrückt,
das Trägheitsmoment,
das sich aus der Verzögerung
des Gangwechsels des Getriebes und der Änderung der Drehzahl ergibt,
wird durch die Motordrehmomentsteuerung nicht vollständig ausgeglichen.
Statt dessen wird die Steuerspezifikation geliefert, um den gewünschten
Stetigbetriebswert für
die Antriebskraft und den gewünschten Übergangsbetriebswert
für die
Antriebskraft mittels der Abstimmungssteuerung des Motordrehmoments
und der Übersetzung
zu erreichen. Somit kann die Antriebskraft, wie sie vom Fahrer gefordert
wird, erreicht werden und das Leistungsverhalten und das Fahrverhalten
können
erheblich verbessert werden.
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Die
in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-087117 offenbarte
Steuervorrichtung berechnet jedoch die gewünschte Statikbetrieb-Antriebskraft
aufgrund der durch die Betätigung
durch den Fahrer bestimmten manuellen Verstellung des Beschleunigungselements,
und die Übergangskennwerte
werden aufgrund des gewünschten
Antriebskraft-Änderungsmusters
zusammen mit einer Verzögerung,
die in jedem Bauteil des Fahrzeugs auftritt, berechnet, um die gewünschte Antriebskraft
zu be stimmen. Angesichts dieser Berechnung stehen die Betätigung durch
den Fahrer und die Kennwerte jedes Bauteils des Fahrzeugs (die Verzögerungskennwerte)
miteinander in Beziehung. Damit die Beschleunigung oder Verlangsamung
wie vom Fahrer gewünscht
wahrgenommen wird, ist es daher unabdinglich, Übergangskennwerte für die Beschleunigung
des Fahrzeugs stabil zu verwirklichen.
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Die
in der oben genannten Veröffentlichung offenbarte
Antriebskraftsteuervorrichtung kann die folgenden Probleme nicht
lösen:
- 1) die Schwierigkeit der Anpassung aufgrund
der Fahrerkennwerte, da die Betätigung
durch den Fahrer und die Kennwerte jedes Bauteils des Fahrzeugs
(Verzögerungskennwerte)
miteinander in Beziehung stehen; und
- 2) die Schwierigkeit der Verwirklichung einer gewünschten
Antriebskraft, die vom Fahrer angefordert wird, aufgrund der beträchtlichen
Nicht-Linearität
einer solchen dynamischen Kennwerteänderung (Übergangskennwerteänderung)
wie der Verzögerungskennwerte
jedes Fahrzeugbauteils.
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Darüber hinaus
weist das Automatikgetriebe in seinem Antriebsstrang eine Einwegkupplung
auf, die unter der Bedingung, dass eine vorgegebene Übersetzung
ausgewählt
ist, verhindert, dass die Motorbremse während des Ausrollens wirkt.
Wenn ein Fahrzeug, das rollen gelassen wurde, beschleunigt wird,
gibt es daher einen Zeitraum, in dem keine Leistung übertragen
wird, bis die Einwegkupplung, die im nichtangetriebenen Zustand
(im ausgerückten
Zustand) war, in einen angetriebenen Zustand (einen eingerückten Zustand)
gebracht wurde. Die in der vorgenannten Veröffentlichung offenbarte Antriebskraftsteuervorrichtung
berücksichtigt
diesen Zeitraum nicht, und somit könnten keine geeigneten Kennwerte
während
der Änderung
der gewünschten Antriebskraft
erreicht werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme
zu lösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Antriebskraftsteuervorrichtung
und eines Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug, die eine vom Fahrer
geforderte Antriebskraft auch in dem Fall verwirklichen können, dass
das Fahrzeug eine Einwegkupplung aufweist, und die für zufrieden
stellendes Beschleunigungskennwerte in dem Fall sorgen können, dass
ein Übergang
von einem Zustand, in dem das Beschleunigungselement nicht in Betrieb
ist, zu einem Zustand, in dem das Beschleunigungselement in Betrieb
ist, durchgeführt
wird.
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Eine
Steuervorrichtung gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebskraftsteuervorrichtung
für ein
Fahrzeug mit einer Leistungsquelle und einem Getriebe, das mit der
Leistungsquelle verbunden ist, wobei eine Einwegkupplung in einem
Antriebsstrang enthalten ist, der das Getriebe einschließt. Die
Antriebskraftsteuervorrichtung schließt folgendes ein: eine Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit,
die eine Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer setzt;
eine Übergangskennwerte-Hinzufügungseinheit,
die eine endgültige
Soll-Antriebskraft
durch Hinzufügen
von Übergangskennwerten
für die
Soll-Antriebskraft zur eingestellten Soll-Antriebskraft aufgrund
eines Betriebszustands der Einwegkupplung berechnet; und eine Steuereinheit,
die die Leistungsquelle und das Getriebe aufgrund der berechneten
endgültigen Soll-Antriebskraft
steuert.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung setzt die Übergangskennwerte-Hinzufügungseinheit Übergangskennwerte
aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung. Beispielsweise
werden die Übergangskennwerte
mittels einer Übertragungsfunktion
eingestellt, die ein Reaktions- bzw. Totzeitelement einschließt. Falls
die Einwegkupplung einen Unterschied der Drehzahl zwischen dem Antriebselement
und dem angetriebenen Element aufweist, wird die Übertragungsfunktion
dabei so berechnet, dass die Totzeit um so länger ist, je größer der
Drehzahlunterschied ist. Auf diese Weise kann die Tatsache, dass
ein größerer Drehzahlunterschied
bewirkt, dass eine längere Zeit
benötigt
wird, damit die Einwegkupplung in den Synchronzustand (den angetriebenen
Zustand) kommt, ausgeglichen werden. Da die Übergangskennwerte aufgrund
des Betriebszustands der Einwegkupplung ausgeglichen werden, können die Übergangskennwerte
daher auf geeignete Weise hinzugefügt werden, auch wenn die Beschleunigung
in der Situation gestartet wird, wo die Einwegkupplung im nicht
angetriebenen Zustand (im ausgerückten
Zustand) ist. Somit kann für
das Fahrzeug eine Antriebskraftsteuervorrichtung bereitgestellt
werden, mit der eine Antriebskraft, die vom Fahrer gefordert wird,
erreicht werden kann, auch wenn das Fahrzeug eine Einwegkupplung
hat, und zufrieden stellende Beschleunigungskennwerte können auch
in dem Fall gezeigt werden, dass ein Übergang vom Zustand, in dem
das Beschleunigungselement nicht in Betrieb ist, in den Zustand,
in dem das Beschleunigungselement in Betrieb ist, durchgefürt wird.
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Vorzugsweise
schließt
die Antriebskraftsteuervorrichtung ferner eine Berechnungseinheit
ein, die, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand
ist, eine erforderliche Zeit berechnet, die benötigt wird, um den nicht-angetriebenen
Zustand in den angetriebenen Zustand zu ändern. Die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit
berechnet die endgültige
Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung
von Übergangskennwerten
für die
Soll-Antriebskraft aufgrund eines Parameters, der aufgrund der benötigten Zeit
gesetzt wird.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird die Zeit, die erforderlich ist,
damit die Einwegkupplung aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den
angetriebenen Zustand wechselt, beispielsweise als Totzeit gesetzt.
Da die Übergangskennwerte
aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung ausgeglichen werden,
können
die Übergangskennwerte
somit geeignet hinzugefügt
werden, auch wenn die Beschleunigung in der Situation gestartet
wird, dass die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand (im
ausgerückten
Zustand) ist.
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Ebenfalls
bevorzugt sind die Übergangskennwerte
Verzögerungskennwerte
zweiter Ordnung, die einen Totzeit-Kennwert mit einer Totzeit als Parameter
einschließen.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird die Zeit, die erforderlich ist,
damit die Einwegkupplung aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den
angetriebenen Zustand wechselt, als Totzeit gesetzt. Auch wenn die
Beschleunigung in der Situation gestartet wird, dass die Einwegkupplung
im nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) ist, können die Übergangskennwerte
geeignet hinzugefügt
werden.
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Ebenfalls
bevorzugt schließt
die Antriebskraftsteuervorrichtung ferner eine Recheneinheit ein, die,
wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, eine
erforderliche Zeit berechnet, die benötigt wird, damit der nicht-angetriebene
Zustand in den angetriebenen Zustand wechselt. Die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit
setzt die Totzeit aufgrund der erforderlichen Zeit und berechnet
die endgültige
Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung
der Übergangskennwerte
für die
Soll-Antriebskraft.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird die Zeit, die erforderlich ist,
damit die Einwegkupplung aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den
angetriebenen Zustand wechselt, als Totzeit gesetzt. Auch wenn die
Beschleunigung in der Situation gestartet wird, dass die Einwegkupplung
im nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) ist, können daher
die Übergangskennwerte
auf geeignete Weise hinzugefügt
werden.
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Ebenfalls
bevorzugt schließt
die Steuereinheit eine erste Drehmoment-Berechnungseinheit, die ein
Soll-Drehmoment der Leistungsquelle berechnet, wenn die Einwegkupplung
im angetriebenen Zustand ist, eine zweite Drehmoment-Berechnungseinheit, die
ein Soll-Drehmoment der Leistungsquelle berechnet, wenn der Fraulauf
im nicht-angetriebenen Zustand ist, und eine Auswahleinheit, die
aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung entweder die erste
Drehmoment-Berechnungseinheit oder die zweite Drehmoment-Berechnungseinheit
auswählt, ein.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird ein Wechsel zwischen der ersten
Drehmoment-Berechnungseinheit und der zweiten Drehmoment-Berechnungseinheit
(bei beiden Drehmoment-Berechnungseinheiten handelt es sich um Antriebsstrang-Handhabungseinrichtungen)
abhängig vom
Zustand der Einwegkupplung durchgeführt. Wenn die Einwegkupplung
im nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) ist, wird die
zweite Drehmoment-Berechnungseinheit verwendet, um ein erforderliches
Motordrehmoment zu berechnen, so dass ein Stoß, der auftreten könnte, wenn
die Einwegkupplung aus dem nicht-angetriebenen Zustand (dem ausgerückten Zustand)
in den angetriebenen (den eingerückten
Zustand) wechselt, verringert ist. Falls die erste Drehmoment-Berechnungseinheit
verwendet würde,
könnte
auch in dem Fall, dass die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen
(ausgerückten Zustand)
ist, ein Stoß auftreten,
wenn die Einwegkupplung synchronisiert wird, und die Soll-Antriebskraft,
die von der Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit bestimmt wird, könnte nicht
erreicht werden. Wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen
Zustand ist, wird somit zur zweiten Drehmoment-Berechnungseinheit
gewechselt, um das erforderliche Motordrehmoment zu berechnen. Somit
kann der Stoß, der
auftreten könnte,
wenn die Einwegkupplung synchronisiert wird, verhindert werden,
und somit kann auch die Situation vermieden werden, dass die Soll-Antriebskraft,
die von der Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit bestimmt wird, nicht
erreicht werden könnte.
Somit kann eine Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug geschaffen werden,
mit der eine vom Fahrer geforderte Antriebskraft erreicht werden
kann und zufrieden stellende Beschleunigungskennwerte auch in dem
Fall gezeigt werden, dass ein Übergang
von dem Zustand, dass das Beschleunigungselement nicht betätigt wird,
zu dem Zustand, dass das Beschleunigungselement betätigt wird,
vorgenommen wird, auch wenn das Fahrzeug eine Einwegkupplung aufweist.
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Ebenfalls
bevorzugt handelt es sich bei der Leistungsquelle um einen Verbrennungsmotor,
und die Steuereinheit steuert eine Soll-Drosselklappen-Öffnungsstellung
des Verbrennungsmotors.
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In
dem Fall, dass die Einwegkupplung nicht im angetriebenen Zustand
ist und die Übergangskennwerte
durch die Totzeit ausgeglichen werden, und dass der Anforderung
des Fahrers eine höhere Priorität eingeräumt wird
(beispielsweise in dem Falls, dass der Sportmodus ausgewählt ist,
in dem der Motor das Drehmoment als Antwort auf das Niederdrücken des
Gaspedals sofort erhöht),
würde entsprechend
der Erfindung der Anstieg des Drehmoments in Bezug auf die Betätigung des
Gaspedals verzögert,
falls die zweite Drehmoment-Berechnungseinheit das erforderliche
Motordrehmoment berechnen würde,
die Übergangsantwort
durch Hinzufügen
des Totzeitelements ausgeglichen würde, das erforderliche Motordrehmoment
an den Motor ausgegeben würde
und die Soll-Drosselklappen-Öffnungsstellung
berechnet würde.
In diesem Fall wird die erforderliche Drosselklappen-Öffnungsstellung des
Verbrennungsmotors direkt berechnet. Somit kann die Verarbeitungszeit
verkürzt
werden und die Antwort in Form einer Erhöhung des Drehmoments des Verbrennungsmotors
in Bezug auf die Anforderung durch den Fahrer kann verbessert werden.
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Eine
Steuervorrichtung gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt eine Soll-Antriebsleistungs-Setzungseinheit
ein, die eine Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den
Fahrer setzt, und eine Steuereinheit, die die Leistungsquelle aufgrund
der gesetzten Soll-Antriebskraft steuert. Die Steuereinheit schließt eine
erste Drehmoment-Berechnungseinheit, die ein Soll-Drehmoment der
Leistungsquelle berechnet, wenn die Einwegkupplung in einem angetriebenen
Zustand ist, eine zweite Drehmoment-Berechnungseinheit, die ein
Soll-Drehmoment der Leistungsquelle berechnet, wenn die Einwegkupplung
in einem nicht-angetriebenen Zustand ist, und eine Auswahleinheit,
die entweder die erste Drehmoment-Berechnungseinheit oder die zweite
Drehmoment-Berechnungseinheit auswählt, ein.
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Die
genannten und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Zusammenschau mit der
begleitenden Zeichnung klarer.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Blockschema, das den gesamten Aufbau einer Steuervorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Zeitschema, das die Funktionsweise eines Fahrzeugs zeigt, in
dem die Steuervorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
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3 ist
ein Blockschema, das den gesamten Aufbau einer Steuervorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Ablaufschema, das eine Steuerstruktur eines Programms zeigt,
das von der Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausfürungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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5 zeigt
ein Ablaufschema, das eine Steuerstruktur eines Programms zeigt,
das von einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Mit
Bezug auf die Zeichnung werden im Folgenden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen benannt. Die gleichen Bauteile
werden ähnlich
benannt und funktionieren ähnlich.
Daher wird ihre ausführliche
Beschreibung nicht wiederholt.
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1 zeigt
ein Steuerblockschema einer Antriebskraftsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
Die Antriebskraftsteuervorrichtung wird durch ein Programm verwirklicht,
das von einer CPU (einer zentralen Steuereinheit), die in einer
ECU (einer elektronischen Steuereinheit), die im Fahrzeug eingebaut
ist, enthalten ist.
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Wie
in 1 dargestellt, signalisiert die Antriebskraftsteuervorrichtung
schließlich
ein erforderliches Motormoment an den Motor 300 und signalisiert einen
erforderlichen Gang an das ECT (das elektronisch gesteuerte Automatikgetriebe) 400.
Es sei darauf hingewiesen, dass das ECT 400 ein Riemen-CVT (ein
stufenlos variables Getriebe) sein kann. In diesem Fall wird nicht
der erforderliche Gang, sondern die erforderliche Übersetzung
signalisiert.
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Nun
wird mit Bezug auf 1 ein Aufbau der Antriebskraftsteuervorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform
ausführlich
beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass das spezielle Kennfeld,
die Übertragungsfunktion,
die Koeffizienten und Parameter, die nachstehend beschrieben sind,
Beispiele sind und dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Die
Antriebskraftsteuervorrichtung schließt ein Fahrermodell 100 und
eine Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 ein. Durch
eine Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120,
die im Fahrermodell 100 eingeschlossen ist, wird eine Anpassung
in Bezug auf die menschliche Wahrnehmung, nicht in Bezug auf die
Hardware-Kennwerte des
Fahrzeugs vorgenommen. Durch einen Kennwertekompensator 220,
der in der Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 enthalten
ist, wird eine Abstimmung im Hinblick auf die Hardware-Kennwerte
des Fahrzeugs, nicht im Hinblick auf die menschliche Wahrnehmung
vorgenommen. Somit werden die menschliche Wahrnehmung und die Hardware-Kennwerte
des Fahrzeugs getrennt verarbeitet. Ferner wird die Abstimmung von Übergangskennwerten
aufgrund der Nicht-Linearität
der Hardware-Kennwerte des Fahrzeugs erleichtert. Was die Antriebskraftsteuervorrichtung
betrifft, so werden das Fahrermodell 100 und die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 nun
in dieser Reihenfolge beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt, schließt das Fahrermodell 100 folgendes
ein: eine Soll-Grundantriebskraft-Berechnungseinheit
(statische Kennwerte) 110, eine Einheit 111 zur
Berechnung der Totzeit zwischen Ausrückung und Synchronität des OWC
(der Einwegkupplung), d.h. die Einheit zur Berechnung einer Totzeit
des Übergangs
von einem ausgerückten
(nicht angetriebenen) Zustand in einen synchronen (angetriebenen)
Zustand des OWC, und eine Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120,
die eine endgültige
Soll-Antriebskraft aufgrund einer Soll-Antriebskraft, die von einer
Soll-Grundantriebskraft-Berechnungseinheit
(statische Kennwerte) (110) ausgegeben wird, berechnet.
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Die
Einheit 111 zur Berechnung der Totzeit zwischen Ausrückung und
Synchronität
des OWC berechnet in dem Fall, dass die Zahl der Umdrehungen (im
folgenden als Drehzahl bezeichnet) eines angetriebenen Elements
der Einwegkupplung, Nin, kleiner ist als diejenige eines Antriebselements,
Nout, eine Totzeit L einer Übertragungsfunktion
einer Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 unter
Verwendung der Differenz der Drehzahl Nd = Nout – Nin. Dabei wird die Totzeit
L aus f(Nd, x) berechnet (wobei x ein Parameter wie die Fahrzeuggeschwindigkeit
oder Beschleunigung ist). Es sei darauf hingewiesen, dass eine Tendenz
dazu besteht, dass mit steigender Drehzahl Nd die Totzeit L länger wird.
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Eine
Soll-Grundantriebskraft-Berechnungseinheit (statische Kennwerte) 110 berechnet
eine Soll-Antriebskraft aufgrund eines Kennfelds, mit dem die Soll-Antriebskraft
von einer Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug auf eine Beschleunigungselement-Öffnungsstellung, die als Parameter
verwendet wird, bestimmt wird, wie in „Grundantriebskraft-Kennfeld
und dergleichen" in 1 dargestellt.
Anders ausgedrückt,
die Soll-Grundantriebskraft-Berechnungseinheit (statische Kennwerte) 110 berechnet die
Soll-Antriebskraft aus der Beschleunigungselement-Öffnungsstellung,
die durch eine Betätigung des
Fahrers bestimmt wird, und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit)
zu diesem Zeitpunkt.
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Eine
Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 ist
eine Einheit, die eine Berechnung durchführt, um zu bestimmen, welche Übergangskennwerte
im Hinblick auf die menschliche Wahrnehmung (getrennt von den Hardware-Kennwerten
des Fahrzeugs) geliefert werden müssen. Die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 ist
auf Zeitreihenweise oder in Form einer Übertragungsfunktion F(s) (Verzögerung zweiter
Ordnung + Totzeit) bereitgestellt, wie beispielsweise in „Soll-Antriebskraft-Übergangskennwert-Kennfeld oder
dergleichen" in 1 dargestellt.
Da die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 auf
Zeitreihenweise oder in Form einer Übertragungsfunktion bereitgestellt
ist wie oben beschrieben, kann (unter der Voraussetzung, dass ein
nachstehend beschriebener Kennwertekompensator 220 normal
arbeitet) eine Sollantwort im Kennfeld für die Soll-Antriebskraft-Übergangskennwerte
angepasst werden, um Fahrzeugbeschleunigungs-Kennwerte (statische Kennwerte
und dynamische Kennwerte) mit Bezug auf die Beschleunigungselement-Öffnungsstellung anzupassen,
ohne von den Hardware-Kennwerten des Fahrzeugs abhängig zu
sein. Im Folgenden wird eine Beschreibung des Falles gegeben, dass
ein „Soll-Antriebskraft-Übergangskennwert-Kennfeld oder
dergleichen" in
Form einer Übertragungsfunktion
bereitgestellt ist.
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Die
Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 nutzt,
wie in 1 dargestellt, die Übergangsfunktion F(s) = K/(Ts
+ 1)2·Exp–LS.
Hierbei wird der Parameter L (die Totzeit) durch die Einheit 111 zur
Berechnung der Totzeit zwischen Ausrückung und Synchronität des OWC
wie oben beschrieben berechnet. Ferner ist der Parameter T ein Zeitraum, der
eine Antwortgeschwindigkeit darstellt. Je kleiner der Parameter
T ist, desto größer (steiler)
ist ein Gradient, der eine Zunahme der Antriebskraft mit Übergangskennwerten
darstellt. Dagegen wird bei zunehmendem Parameter T der Gradient,
der die Antriebskraft darstellt, kleiner (weniger steil).
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Da
die Übertragungsfunktion
F(s) das Totzeitelement einschließt, fügt somit die Übertragungsfunktion,
welche die Totzeit L einschließt,
eine Übergangsantwort
hinzu, wenn eine Differenz der Drehzahl Nd der Einwegkupplung vorliegt.
Dabei wird die Übertragungsfunktion
auf solche Weise berechnet, dass bei zunehmender Differenz der Drehzahl
Nd der Einwegkupplung die Totzeit länger wird, und zwar aus folgendem
Grund. Je größer die
Differenz der Drehzahl Nd ist, desto länger dauert es, bis die Einwegkupplung
den synchronen (angetriebenen) Zustand erreicht.
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Die
Situation zu dieser Zeit ist in 2 dargestellt.
Es wird hier angenommen, dass das Gaspedal zum Zeitpunkt t(1) in 2 niedergetreten
wird. Die erzeugte Antriebskraft beginnt zum Zeitpunkt (1) ohne
Totzeit zu steigen, falls die Beschleunigung in der Situation gestartet
wird, dass die Einwegkupplung im angetriebenen Zustand (im synchronen
Zustand) ist. Falls die Beschleunigung in einer Situation gestartet
wird, dass die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand (im
ausgerückten
Zustand) ist, beginnt dagegen die erzeugte Antriebskraft zum Zeitpunkt
t(3) zu steigen.
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Somit
kann in der Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 das
Totzeitelement verwendet werden, um die Übergangskennwerte auch in dem
Fall, in dem die Beschleunigung in der Situation gestartet wird,
dass die Einwegkupplung im nichtangetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand)
ist, auf geeignete Weise hinzuzufügen.
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Die
in 1 dargestellte Übertragungsfunktion ist ein
Beispiel, das aus „Verzögerungselement zweiter
Ordnung + Totzeitelement" besteht,
wie oben beschrieben Es wird angenommen, dass es sich bei der Änderung
der Soll-Antriebskraft um eine stufenweise Änderung handelt (zum Beispiel
in dem Fall, dass das Gaspedal stufenweise niedergetreten wird). Dann
liefert in einer Zeitregion die Übertragungsfunktion
eine Übergangsantwort
eines Verzögerungssystems
zweiter Ordnung einschließlich
der Totzeit. In dieser Hinsicht kann die Ausführungsform als eine betrachtet
werden, die ein Filter des Verzögerungssystems
zweiter Ordnung im Hinblick auf die geforderte Antriebskraft einschließt.
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Ein
spezielles Beispiel für
die aktuelle Einstellung (Abstimmung) wird beschrieben. Ein Parameter ωn und ein
Parameter ξ in
der vorgenannten Übertragungsfunktion
werden abgestimmt. Aus einer Analyse der Wellenform der Stufenantwort
der Übertragungsfunktion
ergibt sich folgendes. Es sei darauf hingewiesen, dass die nach stehende
Beschreibung auf den Fall angewendet wird, in dem der Ausdruck, der
die Übertragungsfunktion
darstellt, durch Ändern von
K/(Ts + 1)2 in K·ωn/(s2 +
2ξωn + ωn2) transformiert wird.
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Wenn
der Parameter ξ im
Bereich von 0 < ξ < 1 liegt (unterkritisch
gedämpft
ist), wird eine Überschwingung
erzeugt, und je kleiner der Parameter ξ ist, desto größer ist
die Schwingung. Wenn der Parameter ξ größer als 1 ist, d.h. ξ > 1 (überkritisch
gedämpft
ist), kommt es zu keiner Schwingung, und je größer der Parameter ξ ist, desto
weiter nähert
man sich allmählich
dem Sollwert. Wenn der Parameter ξ gleich
1 ist, d.h. ξ =
1 (kritisch gedämpft),
wird der Sollwert ohne Schwingung erreicht.
-
Was
die Überschwingung Φ im Fall
von 0 y ξ < 1 (unterkritische
Dämpfung)
betrifft, so ergibt sich folgendes. Im Fall einer unterkritischen
Dämpfung kommt
es zu einer Schwingung mit wiederholter Über- und Unterschwingung. Daher
kann der Parameter ξ eigentlich
nicht im Bereich 0 < ξ 1 eingestellt (unterkritisch
gedämpft)
werden. Dann wird für
den Parameter ξ eine
Abstimmung aufgrund der folgenden Prinzipien durchgeführt.
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In
dem Fall, dass der Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung sanft ist, oder in
dem Fall, dass eine Abstimmung gewünscht wird, die sich für das Fahrzeugkonzept
eines Familienautos und dergleichen eignet, wird der Parameter ξ (> 1) so eingestellt,
dass er größer ist.
Das heißt,
es wird ein allmählicher
Anstieg verwirklicht wie der, der beispielsweise mit ξ = 2,0 oder ξ = 4,0 verwirklicht
wird.
-
In
dem Fall, dass der Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung direkt ist, oder in
dem Fall, dass eine Abstimmung gewünscht wird, die sich für das Fahrzeugkonzept
eines Sportwagens oder dergleichen eignet, wird der Parameter ξ auf einen
Wert eingestellt, der so nahe wie möglich bei 1 liegt, aber größer als
1 ist, d.h. auf einen Wert, der 1 nahe kommt, wobei ξ = 1,0 die
Grenze ist. Ein schneller Anstieg kann verwirklicht werden, wie
derjenige, der durch ξ =
1,0 verwirklicht wird.
-
Nun
wird der Parameter ωn
beschrieben. In der schrittweisen Antwort des Verzögerungssystems zweiter
Ordnung beeinflusst der Parameter ωn die Form der Antwortkurve,
die zum Wendepunkt verläuft.
In dem Fall, dass der Parameter (gleich 1 ist, wird die vorgenannte
Form der Antwortkurve, wenn der Parameter ωn erhöht wird, sofort linear. Wen
der Parameter ωn
sinkt, wird die Form der Antwortkurve allmählich (zu Anfang gekrümmt) linear.
Somit wird der Parameter ωn
aufgrund der folgenden Prinzipien abgestimmt.
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In
dem Fall, in dem der Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung weich ist oder in dem
Fall, in dem eine Abstimmung gewünscht
ist, die für
das Fahrzeugkonzept eines Familienautos und dergleichen geeignet
ist, wird der Parameter ωn
kleiner eingestellt. Anders ausgedrückt, es wird ein allmählicher
Anstieg mit einem gekrümmten
Abschnitt nahe dem Wendepunkt verwirklicht.
-
In
dem Fall, dass der Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung direkt ist, oder in
dem Fall, dass eine Abstimmung gewünscht ist, die für das Fahrzeugkonzept
eines Sportwagens oder dergleichen geeignet ist, wird der Parameter ωn größer eingestellt.
Anders ausgedrückt,
es wird ein schneller Anstieg ohne gekrümmten Abschnitt nahe dem Wendepunkt
verwirklicht.
-
In
dem Fall, dass der Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung weich ist, oder in
dem Fall, dass eine Abstimmung gewünscht wird, die für das Fahrzeugkonzept
eines Familienautos und dergleichen geeignet ist, wird somit der
Parameter ξ (> 1) so eingestellt,
dass er größer ist,
während
der Parameter ωn
so eingestellt wird, dass er kleiner ist. In dem Fall, dass der
Fahrer wünscht,
dass die wahrgenommene Beschleunigungsänderung direkt ist, oder in
dem Fall, dass eine Abstimmung gewünscht wird, die für das Fahrzeugkonzept
eines Sportwagens oder dergleichen geeignet ist, wird der Parameter ξ (> 1) so eingestellt,
dass er so nahe wie möglich
an 1 liegt, während
der Parameter ωn
größer eingestellt
wird. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Parameter und das Verfahren
zur Einstellung der Parameter Beispiele sind, und dass die vorliegende
Erfindung nicht auf diese beschränkt ist.
-
Wie
oben erörtert,
kann ein Entwickler mittels der in 1 dargestellten Übertragungsfunktion,
die Soll-Antriebskraft-Übergangskennwerte
liefert, leicht eine Abstimmung verwirklichen, die ohne Weiteres an
die Wahrnehmung des Fahrers oder das Fahrzeugkonzept angepasst werden
kann. Somit wird ein Kennwertekompensator 220 der Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200,
die nachstehend beschrieben wird, verwendet, um einen Kompensator
in Bezug auf Hardware-Kennwerte (insbesondere die nicht-linearen
Kennwerte) des Fahrzeugs zu konfigurieren, während ein Fahrermodell 100 nur
diejenigen Faktoren getrennt von den Hardware-Kennwerten des Fahrzeugs
anpassen kann, die die menschliche Wahrnehmung beeinflussen, und
nicht solche Hardware-Kennwerte beeinflusst wie oben beschrieben.
-
Die
Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 schließt eine
Soll-Motormoment & AT-Gang-Berechnungseinheit 210 ein,
und einen Kennwertekompensator 220, der ein erforderliches
Motormoment aufgrund des Soll-Motormoments berechnet, das von der
Soll-Motormoment & AT-Gang-Berechnungseinheit 210 ausgegeben
wird. Der Kennwertekompensator 220 gleicht ein Element
aus, bei dem es sich um die Fahrzeugantwort G handelt, d.h. die
Beschleunigungserzeugung im Fahrzeug, und das von Hardware-Kennwerten
des Fahrzeugs abhängt.
-
Der
Kennwertekompensator 220 ist eine willkürliche Komponente gemäß der vorliegenden
Erfindung und ist aufgrund der Umkehrfunktion einer Übertragungsfunktion
von der Motordrosselklappen-Öffnungsstellung
zur Fahrzeugbeschleunigung entwickelt worden, die durch Identifizieren
eines aktuellen Fahrzeugs oder eines detaillierten Simulationsmodells
für ein
Element, bei dem es sich um Hardware-Kennwerte des Fahrzeugs handelt
und das eine besonders ausgeprägte
Nicht-Linearität
getrennt von der menschlichen Wahrnehmung zeigt, bestimmt wird.
Mit diesem Aufbau können
Beschleunigungselement-Öffnungsstellung – Fahrzeugbeschleunigungs-Kennwerte
(statische Kennwerte, dynamische Kennwerte) konstant gehalten werden, ohne
nennenswert von Hardware-Kennwerten des Fahrzeugs beeinflusst zu
werden. Somit können
in Kombination mit der oben beschriebenen Soll-Übergangskennwert- Hinzufügungseinheit 120 für den Nutzer
hoch zufrieden stellende Beschleunigungskennwerte geliefert werden.
-
Ein
erforderlicher Gang wird von der Soll-Motormoment & AT-Gangberechnung 210 an
das ECT 400 signalisiert, um einen Hydraulikölkreis des
Getriebes zu steuern und dadurch den erforderlichen Gang durch das
Getriebe zu verwirklichen.
-
Wie
in 1 dargestellt, ist der Kennwertekompensator 220 außerdem dafür ausgelegt,
eine Gesamt-Übertragungsfunktion
G(s) von einer Ziel-G (einem Soll-Motormoment) zu einer aktuellen
G (einem erforderlichen Motormoment) (einschließlich der Umkehrfunktion des
dynamischen Kennwertemodells für
Drosselklappen-Öffnungsstellung → Fahrzeug-G)
als „G(s)
= 1" zu liefern.
Somit kann auch in einer Hochfrequenzregion (in dem Fall, dass die
Beschleunigungselement-Öffnungsstellung
plötzlich verändert wird)
eine zufrieden stellende Antwort erhalten werden. Es sei darauf
hingewiesen, dass das dynamische Kennwertemodell für Drosselklappen-Öffnungsstellung → Fahrzeug-G
aufgrund eines dynamischen Kennwertemodell eines Motors, eines Drehmomentwandlers
und des Fahrzeugs erzeugt wird.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass im Hinblick auf die Gesamt-Übertragungsfunktion G(s) die
Betriebsregion in eine Vielzahl von Regionen geteilt werden kann
und dass beispielsweise in jeder Region eine teilweise Linearisierung
durchgeführt
werden kann, so dass eine Umkehrfunktion des dynamischen Kennwertemodells
für Drosselklappen-Öffnungsstellung → Fahrzeug-G
berechnet werden kann. Ferner kann der Kennwertekompensator 220 Kennwerte
entsprechend Fahrzeug-Betriebszustandsinformationen (Motor-Drehzahl
Ne, Trubinendrehzahl Nt, Abtriebswellendrehzahl No, Fahrzeuggeschwindigkeit) ändern oder
wechseln. Somit wird eine Änderung
des dynamischen Kennwertemodells an sich erhalten.
-
Wie
in 1 dargestellt, ist die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 der
Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 vorangestellt,
und diese Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 ist
als Funktionsblock getrennt von der Soll-Über gangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 vorgesehen.
Die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 ist
als Funktionsblock konfiguriert, der nur ein Element verarbeitet,
das für
die menschliche Wahrnehmung relevant ist, während die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 dafür konfiguriert
ist, nur ein Element zu verarbeiten, das von den Hardware-Kennwerten
des Fahrzeugs abhängt.
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Auf
diese Weise ist die Antriebskraftsteuervorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform
so konfiguriert, dass sie einen Funktionsblock, der die menschliche
Wahrnehmung oder Wahrnehmungen, die für das Fahrzeugkonzept relevant
sind, beeinflusst (eine Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit),
sowie einen Funktionsblock, der Hardware-Kennwerte des Fahrzeugs
beeinflusst (einen Kennwertekompensator) getrennt voneinander aufweist.
Die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit
stellt die Übertragungsfunktion
von einer Soll-Antriebskraft zu einer endgültigen Antriebskraft durch
eine Übertragungsfunktion
dar, die von einem Entwickler mittels der Wahrnehmung leicht abgestimmt
werden kann, beispielsweise eine Übertragungsfunktion des Verzögerungssystems
zweiter Ordnung. Somit ist die Einstellung von Übergangskennwerten in einer
Zeitregion, wie von Anstiegskennwerten, die beispielsweise mit dem
schrittweisen Niedertreten des Gaspedals beginnen, erleichtert.
Der Kennwertekompensator definiert die Gesamt-Übertragungsfunktion G(s) einschließlich einer Umkehrfunktion
des dynamischen Kennwertemodells von der Drosselklappenöffnung zur
Fahrzeug-G als G(s) = 1. Somit kann das erforderliche Motormoment
aus dem Soll-Motormoment berechnet werden, wobei eine Nicht-Linearität eliminiert
ist. Infolgedessen kann ein Entwickler leicht eine Abstimmung im Hinblick
auf die menschliche Wahrnehmung durchführen, und die Hardware-Kennwerte
können
ausgeglichen werden, unabhängig
davon, ob die Hardware-Kennwerte des Fahrzeugs nicht-lineare Steuerkennwerte
aufweisen.
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Genauer
nutzt entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Einheit 111 zur
Berechnung der Totzeit zwischen Ausrückung und Synchronität des OWC
eine Differenz der Drehzahl Nd der Einwegkupplung, um die Totzeit
L zu berechnen. In der Soll-Kennwerte-Hinzufügungseinheit 120 ist
die Übertragungsfunktion
als „Verzöge rungselement zweiter
Ordnung + Totzeitelement" vorgesehen.
Die Totzeit L, die von der Einheit 111 zur Berechnung der Totzeit
zwischen Ausrückung
und Synchronität
des OWC berechnet wird, ersetzt die Totzeit L des Totzeitelements
der Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120.
Somit werden mit dem Totzeitelement L die Übergangskennwerte im Hinblick
auf die Zeit, die erforderlich ist, um den Freilauf zu synchronisieren,
verwirklicht, und ein Beschleunigungsstoß kann verhindert werden.
-
Zweite Ausführungsform
-
Im
Folgenden wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei darauf hingewiesen,
dass Funktionen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit ähnlichen Bezugszeichen
benannt sind. Daher wird ihre ausführliche Beschreibung nicht
wiederholt.
-
Eine
Antriebskraftsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
weist keine Einheit 111 zur Berechnung der Totzeit zwischen
Ausrückung und
Synchronität
des OWC auf, sondern weist eine OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201 und
eine Fahreranforderungs-Prioritätsverarbeitungseinheit 203 parallel
zur Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 auf. Es sei
darauf hingewiesen, dass die OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201 ein Funktionsblock
ist, der verwendet wird, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen
Zustand (im ausgerückten
Zustand) ist.
-
Wie
in 3 dargestellt, wird eine endgültige Soll-Antriebskraft, die
vom Fahrermodell 100 ausgegeben wird, an die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200,
die OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201 und/oder
die Fahreranforderungs-Prioritätsverarbeitungseinheit 203 ausgegeben.
-
Die
OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201 signalisiert
dem Motor 300 ein erforderliches Motormoment, das aufgrund
der endgültigen
Soll- Antriebskraft
berechnet wurde, und signalisiert der Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 die
vorausgesagte Zeit der OWC-Synchronität Lowc.
-
Die
Fahreranforderungs-Prioritätsverarbeitungseinheit 203 nutzt
beispielsweise die Soll-Motordrehzahl oder die Änderungsrate der Drehzahl und die
Soll-Synchronzeit, um eine erforderliche Motordrosselklappen-Öffnungsstellung
aus der endgültigen
Antriebskraft zu berechnen, und signalisiert die errechnete Öffnungsstellung
direkt an den Motor 300 (ohne das erforderliche Motormoment
zu berechnen).
-
Mit
Bezug auf 4 wird eine Steuerstruktur eines
Programms beschrieben, das von der Antriebskraftsteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ausgeführt
wird.
-
Im
Schritt (nachfolgend mit S abgekürzt) 100 erfasst
die Antriebskraftsteuervorrichtung die Gaspedalstellung. Im S110
berechnet die Antriebskraftsteuervorrichtung eine aktuell erzeugte
Antriebskraft beispielsweise aufgrund des Zustands (des angetriebenen
Zustands/des nicht angetriebenen Zustands) der Einwegkupplung, der
im ECT 400 vorgesehen ist, des Zustands (des eingerückten Zustands/des Schlupfzustands/des
ausgerückten
Zustands) einer Sperrkupplung, des erzeugten Motormoments und des
Geschwindigkeitsverhältnisses
des Momentwandlers.
-
In
S120 berechnet die Antriebskraftsteuervorrichtung (speziell die
Soll-Grundantriebskraft-Berechnungseinheit 110) eine Soll-Grundantriebskraft, die
den statischen Kennwerten entspricht. In S130 führt die Antriebskraftsteuervorrichtung
(speziell die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120) eine
Operation durch, mit der Übergangskennwerte zur
Soll-Grundantriebskraft hinzugefügt
werden, die Übergangskennwerten
entsprechen, die von „Verzögerungselement
zweiter Ordnung + Totzeitelement" dargestellt
werden, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
-
In
S140 bestimmt die Antriebskraftsteuervorrichtung, ob die Einwegkupplung
im Synchronzustand ist oder nicht. Dabei bestimmt die Antriebskraftsteuervorrichtung, dass
ein Synchronität
vorliegt, wenn die Differenz zwischen der Drehzahl des angetriebenen
Elements, Nin, und der Drehzahl des Antriebselements, Nout, der
Einwegkupplung, d.h. die Differenz der Drehzahl Nd = Nout – Nin, kleiner
als ein Schwellenwert ist. Die Bestimmung kann auch auf andere Weise
durchgeführt
werden. Wenn die Einwegkupplung im Synchronzustand ist (JA in Schritt
S140), geht das Verfahren zu S200 weiter. Wenn nicht (NEIN in S140),
geht das Verfahren zu S150 weiter.
-
In
S150 bestimmt die Antriebskraftsteuervorrichtung, ob der Verarbeitung
einer Fahreranforderung eine höhere
Priorität
eingeräumt
wird oder nicht. Falls beispielsweise ein „Sportantriebs"-Schalter gedrückt wird,
um den Sportmodus auszuwählen,
wird bestimmt, dass der Verarbeitung der Fahreranforderung eine
höhere
Priorität
eingeräumt
wird, d.h. die Fahreranforderung wird zuerst verarbeitet. Wenn bestimmt
wird, dass der Fahreranforderung eine höhere Priorität eingeräumt wird,
(JA in S150), geht das Verfahren zu S400 weiter. Wenn nicht (NEIN
in S150), geht das Verfahren zu S300 weiter.
-
In
S200 nutzt die Antriebskraftsteuervorrichtung die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200,
um ein erforderliches Motormoment zu berechnen.
-
In
S300 nutzt die Antriebskraftsteuervorrichtung die OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201,
um das erforderliche Motormoment zu berechnen.
-
In
S400 nutzt die Antriebskraftsteuervorrichtung die Fahreranforderungs-Prioritätsverarbeitungseinheit 203,
um eine erforderliche Motordrosselklappen-Öffnungsstellung zu berechnen.
-
Nun
wird aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus und Ablaufschemas die
Funktionsweise eines Fahrzeugs beschrieben, in dem die Antriebskraftsteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
eingebaut ist.
-
Wenn
der Fahrer das Gaspedal niedertritt, wird die Pedalstellung erfasst
(S100). Das Fahrermodell 100 berechnet eine endgültige Soll-Antriebskraft.
-
Wenn
die Einwegkupplung in einem angetriebenen Zustand (im synchronen
Zustand) ist (JA in S140), berechnet die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 ein
erforderliches Motormoment (S200) wie in der ersten Ausführungsform.
Dabei ist die berechnete Totzeit L gleich 0.
-
Unter
den Bedingungen, dass die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen
Zustand (im ausgerückten
Zustand) ist (NEIN in S140) und dass der Fahreranforderung keine
höhere
Priorität
eingeräumt wird
(NEIN in S150), berechnet die OWC-Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 201 ein
erforderliches Motormoment (S200). Dabei wird die Totzeit L als
Funktion der Differenz der Drehzahl Nd berechnet.
-
Unter
den Bedingungen, dass die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen
Zustand (im ausgerückten
Zustand) ist (NEIN in S140) und dass der Fahreranforderung eine
höhere
Priorität
eingeräumt wird
(JA in S150), berechnet die Fahreranforderungs-Prioritätsverarbeitungseinheit 203 eine
erforderliche Motordrosselklappen-Öffnungsstellung (S400).
-
Auf
diese Weise wird abhängig
vom Betriebszustand der Einwegkupplung die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung
so geschaltet, dass sie das erforderliche Motormoment so berechnet, dass
ein Stoß vermindert
ist, der beim Übergang
vom nichtangetriebenen Zustand (dem ausgerückten Zustand) zum angetriebenen
Zustand (dem eingerückten
Zustand) der Einwegkupplung auftreten könnte. Falls die Einwegkupplung
im nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) ist, wird die Übertragung
des Drehmoments, das im Motor erzeugt wird, auf die Antriebsräder nicht
von einer linearen oder Übertragungsfunktion
dargestellt. Wenn beispielsweise der Gang des ECT 400 der
erste Gang ist und im nicht-angetriebenen Zustand ist, ist die Einwegkupplung
im nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) und somit ist
der Motor von den Antriebsrädern
getrennt. Falls in diesem Fall die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung 200 die Steuerung
durchführt,
könnte
ein Stoß erzeugt
werden, wenn die Einwegkupplung in den Synchronzustand kommt, und
die Soll-Antriebskraft, die vom Antriebsmodell bestimmt wurde, könnte nicht
erreicht werden. Die vorliegende Ausführungsform schaltet jedoch
die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung je nach dem Betriebszustand
der Einwegkupplung, um das erforderliche Motormoment zu berechnen. Somit
kann vermieden werden, dass ein Stoß entsteht, wenn die Einwegkupplung
den Synchronzustand erreicht, und dass die vom Fahrermodell bestimmte
Soll-Antriebskraft nicht erreicht wird.
-
Außerdem wird
in dem Fall, dass der Fahreranforderung eine höhere Priorität eingeräumt wird, statt
einer Berechnung des erforderlichen Motormoments durch die Antriebsstrang-Handhabungseinrichtung
die erforderliche Motordrosselklappen-Öffnungsstellung von der Fahreranforderungs-Erstverarbeitungseinheit 203 direkt
berechnet, um das erforderliche Motormoment an den Motor 300 zu
signalisieren und dadurch die Motordrossel-Öffnungsstellung zu berechnen.
Somit kann die Verarbeitungszeit verkürzt werden und die Antwort
auf die Fahreranforderung kann verbessert werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
Im
Folgenden wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei darauf hingewiesen,
dass in der folgenden Beschreibung Funktionen, die denen der ersten
Ausführungsform
oder der zweiten Ausführungsform ähneln, mit gleichen
Bezugszeichen, einschließlich
der Schrittnummern, benannt werden. Daher wird ihre ausführliche
Beschreibung nicht wiederholt.
-
Eine
Antriebskraftsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung weist
einen Teil auf, der ein Programm ausführt, das sich von dem der Antriebskraftsteuervorrichtung
der zweiten Ausführungsform
unterscheidet.
-
Mit
Bezug auf 5 wird eine Steuerstruktur des
von der Antriebskraftsteuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
ausgeführten
Programms beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem in 5 dargestellten
Ablaufschema gleiche Verfahrensschritte wie diejenigen des oben
beschriebenen Ablaufschemas von 4 mit den
gleichen Schrittnummern bezeichnet sind. In den gleichen Verfahrensschritten
werden die gleichen Operationen durchgeführt. Daher wird ihre ausführliche
Beschreibung nicht wiederholt.
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In
S230 nutzt die Antriebskraftsteuervorrichtung (speziell die Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120)
eine vorgegebene Synchronitätszeit
Lowc, die von der OWC-Synchronzeit-Antriebsstranghandhabungseinrichtung 201 ausgegeben wird,
um ein Totzeitsystem zu entwerfen und um eine Operation durchzuführen, in
der Soll-Übergangskennwerte
zur Soll-Grundantriebskraft hinzugefügt werden. Dies sind Übergangskennwerte,
die von einem Verzögerungselement
zweiter Ordnung und der vorgegebenen Synchronitätszeit Lowc als Totzeitelement
L dargestellt werden.
-
Da
die Totzeit L des Totzeitelements der Übergangskennwerte, die von
der Soll-Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit 120 hinzugefügt werden,
die vorgegebene Synchronisationszeit Lowc der Einwegkupplung ist,
wie bisher erörtert,
werden die Übergangskennwerte
im Hinblick auf die Zeit, die erforderlich ist, um eine Synchronität der Einwegkupplung
einzurichten, anhand des Totzeitelements L dargestellt, so dass
ein Beschleunigungsstoß vermieden werden
kann.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung ausführlich
beschrieben und erläutert
wurde, diente dies selbstverständlich
nur der Erläuterung
und Erklärung und
soll nicht als Beschränkung
aufgefasst werden, da Gedanke und Bereich der vorliegenden Erfindung nur
von den beigefügten
Ansprüchen
beschränkt werden.