DE102006038004B4

DE102006038004B4 - Antriebskraftsteuervorrichtung sowie -verfahren für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006038004B4
Application number: DE102006038004.5A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ogawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2026-08-15
Also published as: US20070043496A1; JP4432861B2; US7844382B2; JP2007056703A; CN100561017C; CN1920343A; DE102006038004A1

Abstract

Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist, welches mit der Leistungsquelle verbunden ist, mit einer Einwegkupplung, die in einem Antriebsstrang, der das Getriebe einschließt, enthalten ist, wobei die Antriebskraftsteuervorrichtung folgendes aufweist:eine Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit, die eine Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer setzt; undeine Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe steuert;dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuervorrichtung aufweist:eine Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit, die eine endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zur gesetzten Soll-Antriebskraft aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung berechnet,wobei die Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe aufgrund der berechneten endgültigen Soll-Antriebskraft steuert;wobei die Übergangskennwerte mittels einer Übertragungsfunktion eingestellt werden;wobei die Übertragungsfunktion eine Verzögerung zweiter Ordnung ist, die ein Totzeitelement einschließt; undwobei die Totzeit als die Zeit eingestellt wird, die für die Einwegkupplung erforderlich ist, um von einem ausgerückten Zustand in einen synchronen Zustand überzugehen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraftsteuervorrichtung und ein Antriebskraftsteuerverfahren 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.
Beschreibung des technischen Hintergrunds
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.
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.
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.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2002 - 087 117 A 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.
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.
Mit dieser Antriebskraftsteuervorrichtung berechnet bei fahrendem Fahrzeug das Mittel zur Berechnung der gewünschten Antriebskraft die gewünschte Statikbetrieb-Antriebskraft 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.
Die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 2002 - 087 117 A 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 bestimmen. 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.
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.

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 nicht-angetriebenen 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.
Gattungsgemäße Antriebskraftsteuervorrichtungen und Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug sind aus den Veröffentlichungen US 6 432 025 B1 und DE 29 35 916 C2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist, welches mit der Leistungsquelle verbunden ist, mit einer Einwegkupplung, die in einem Antriebsstrang, der das Getriebe einschließt, enthalten ist, wobei die Antriebskraftsteuervorrichtung folgendes aufweist: eine Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit, die eine Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer setzt; und eine Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe steuert. Die Antriebskraftsteuervorrichtung weist ferner auf: eine Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit, die eine endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zur gesetzten Soll-Antriebskraft aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung berechnet, wobei die Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe aufgrund der berechneten endgültigen Soll-Antriebskraft steuert; wobei die Übergangskennwerte mittels einer Übertragungsfunktion eingestellt werden; wobei die Übertragungsfunktion eine Verzögerung zweiter Ordnung ist, die ein Totzeitelement einschließt; und wobei die Totzeit als die Zeit eingestellt wird, die für die Einwegkupplung erforderlich ist, um von einem ausgerückten Zustand in einen synchronen Zustand überzugehen.
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, durchgeführt wird.
Vorzugsweise schließt die Antriebskraftsteuervorrichtung ferner eine Recheneinheit 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 wechseln. Die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit berechnet die endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft aufgrund eines Parameters, der aufgrund der erforderlichen Zeit gesetzt wird.
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.
Ebenfalls bevorzugt sind die Übergangskennwerte Verzögerungskennwerte zweiter Ordnung, die einen Totzeit-Kennwert mit einer Totzeit als Parameter einschließen.
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.
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, um aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den angetriebenen Zustand zu wechseln. Die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit setzt die Totzeit aufgrund der erforderlichen Zeit und berechnet die endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung der Übergangskennwerte für die Soll-Antriebskraft.
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.
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 die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, und eine Auswahleinheit, die aufgrund des Zustands der Einwegkupplung entweder die erste Drehmoment-Berechnungseinheit oder die zweite Drehmoment-Berechnungseinheit auswählt, ein.
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.
Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei der Leistungsquelle um einen Verbrennungsmotor, und die Steuereinheit steuert eine Soll-Drosselklappen-Öffnungsstellung des Verbrennungsmotors.
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.
Eine Steuervorrichtung gemäß einem anderen Aspekt 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.
Die Erfindung umfasst ferner ein Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist, das mit der Leistungsquelle verbunden ist, mit einer Einwegkupplung, die in einem Antriebsstrang, der das Getriebe einschließt, enthalten ist, wobei das Antriebskraftsteuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: Setzen einer Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer; und Steuern der Leistungsquelle und des Getriebes. Dabei umfasst das Antriebskraftsteuerverfahren ferner die Schritte: Berechnen einer endgültigen Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zu der gesetzten Soll-Antriebskraft aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung; und Steuern der Leistungsquelle und des Getriebes aufgrund der berechneten endgültigen Soll-Antriebskraft; wobei die Übergangskennwerte mittels einer Übertragungsfunktion eingestellt werden; wobei die Übertragungsfunktion eine Verzögerung zweiter Ordnung ist, die ein Totzeitelement einschließt; und wobei die Totzeit als die Zeit eingestellt wird, die für die Einwegkupplung erforderlich ist, um von einem ausgerückten Zustand in einen synchronen Zustand überzugehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Antriebskraftsteuerverfahren ferner den Schritt zur Berechnung einer erforderlichen Zeit, die benötigt wird, um aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den angetriebenen Zustand zu wechseln, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, einschließt, sowie den Schritt zur Berechnung der endgültigen Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zur eingestellten Soll-Antriebskraft, in dem die endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft aufgrund eines Parameters, der aufgrund der erforderlichen Zeit gesetzt wird, berechnet wird.
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.
Figurenliste

1 ist ein Blockschema, das den gesamten Aufbau einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Zeitschema, das die Funktionsweise eines Fahrzeugs zeigt, in dem die Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
3 ist ein Blockschema, das den gesamten Aufbau einer Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist ein Ablaufschema, das eine Steuerstruktur eines Programms zeigt, das von der Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
5 zeigt ein Ablaufschema, das eine Steuerstruktur eines Programms zeigt, das von einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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 nicht-angetriebenen Zustand (im ausgerückten Zustand) ist, auf geeignete Weise hinzuzufügen.
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.
Ein spezielles Beispiel für die aktuelle Einstellung (Abstimmung) wird beschrieben. Ein Parameter ωn und ein Parameter ζ in der vorgenannten Übertragungsfunktion werden abgestimmt. Aus einer Analyse der Wellenform der Stufenantwort der Übertragungsfunktion ergibt sich folgendes. Es sei darauf hingewiesen, dass die nachstehende 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.
Wenn der Parameter ζ im Bereich von 0 < ζ < 1 liegt (unterkritisch gedämpft ist), wird eine Überschwingung erzeugt, und je kleiner der Parameter ζ ist, desto größer ist die Schwingung. Wenn der Parameter ζ größer als 1 ist, d.h. ζ > 1 (überkritisch gedämpft ist), kommt es zu keiner Schwingung, und je größer der Parameter ζ ist, desto weiter nähert man sich allmählich dem Sollwert. Wenn der Parameter ζ gleich 1 ist, d.h. ζ = 1 (kritisch gedämpft), wird der Sollwert ohne Schwingung erreicht.
Was die Überschwingung Φ im Fall von 0 y ζ < 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 ζ eigentlich nicht im Bereich 0 < ζ 1 eingestellt (unterkritisch gedämpft) werden. Dann wird für den Parameter ζ eine Abstimmung aufgrund der folgenden Prinzipien durchgeführt.
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 ζ (> 1) so eingestellt, dass er größer ist. Das heißt, es wird ein allmählicher Anstieg verwirklicht wie der, der beispielsweise mit ζ = 2,0 oder ζ = 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 ζ 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 ζ = 1,0 die Grenze ist. Ein schneller Anstieg kann verwirklicht werden, wie derjenige, der durch ζ = 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 ζ gleich 1 ist, wird die vorgenannte Form der Antwortkurve, wenn der Parameter ωn erhöht wird, sofort linear. Wen der Parameter con sinkt, wird die Form der Antwortkurve allmählich (zu Anfang gekrümmt) linear. Somit wird der Parameter ωn aufgrund der folgenden Prinzipien abgestimmt.
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 con 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 ζ (> 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 ζ (> 1) so eingestellt, dass er so nahe wie möglich an 1 liegt, während der Parameter con 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-Übergangskennwert-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.
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.
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 „Verzögerungselement 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 Lowe.
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. In 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 nicht-angetriebenen 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.
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.

Claims

Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist, welches mit der Leistungsquelle verbunden ist, mit einer Einwegkupplung, die in einem Antriebsstrang, der das Getriebe einschließt, enthalten ist, wobei die Antriebskraftsteuervorrichtung folgendes aufweist: eine Soll-Antriebskraft-Setzungseinheit, die eine Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer setzt; und eine Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe steuert; dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuervorrichtung aufweist: eine Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit, die eine endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügung von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zur gesetzten Soll-Antriebskraft aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung berechnet, wobei die Steuereinheit, die die Leistungsquelle und das Getriebe aufgrund der berechneten endgültigen Soll-Antriebskraft steuert; wobei die Übergangskennwerte mittels einer Übertragungsfunktion eingestellt werden; wobei die Übertragungsfunktion eine Verzögerung zweiter Ordnung ist, die ein Totzeitelement einschließt; und wobei die Totzeit als die Zeit eingestellt wird, die für die Einwegkupplung erforderlich ist, um von einem ausgerückten Zustand in einen synchronen Zustand überzugehen.
Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antriebskraftsteuervorrichtung ferner eine Recheneinheit aufweist, die, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, eine erforderliche Zeit berechnet, die benötigt wird, um aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den angetriebenen Zustand zu wechseln, und die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit die endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft aufgrund eines Parameters, der aufgrund der erforderlichen Zeit gesetzt ist, berechnet.
Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antriebskraftsteuervorrichtung ferner eine Recheneinheit einschließt, die, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, eine erforderliche Zeit berechnet, die benötigt wird, um aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den angetriebenen Zustand zu wechseln, und die Übergangskennwert-Hinzufügungseinheit die Totzeit aufgrund der erforderlichen Zeit festsetzt und die endgültige Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft berechnet.
Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: 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 die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, und eine Auswahleinheit, die aufgrund des Zustands der Einwegkupplung entweder die erste Drehmoment-Berechnungseinheit oder die zweite Drehmoment-Berechnungseinheit auswählt.
Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Leistungsquelle ein Verbrennungsmotor ist, und die Steuereinheit eine Drosselklappen-Öffnungsstellung des Verbrennungsmotors steuert.
Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das eine Leistungsquelle und ein Getriebe aufweist, das mit der Leistungsquelle verbunden ist, mit einer Einwegkupplung, die in einem Antriebsstrang, der das Getriebe einschließt, enthalten ist, wobei das Antriebskraftsteuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: Setzen einer Soll-Antriebskraft aufgrund einer Betätigung durch den Fahrer; und Steuern der Leistungsquelle und des Getriebes; dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskraftsteuerverfahren ferner die Schritte umfasst: Berechnen einer endgültigen Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zu der gesetzten Soll-Antriebskraft aufgrund des Betriebszustands der Einwegkupplung; und Steuern der Leistungsquelle und des Getriebes aufgrund der berechneten endgültigen Soll-Antriebskraft; wobei die Übergangskennwerte mittels einer Übertragungsfunktion eingestellt werden; wobei die Übertragungsfunktion eine Verzögerung zweiter Ordnung ist, die ein Totzeitelement einschließt; und wobei die Totzeit als die Zeit eingestellt wird, die für die Einwegkupplung erforderlich ist, um von einem ausgerückten Zustand in einen synchronen Zustand überzugehen.
Antriebskraftsteuerverfahren für das Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Antriebskraftsteuerverfahren ferner den Schritt zur Berechnung einer erforderlichen Zeit, die benötigt wird, um aus dem nicht-angetriebenen Zustand in den angetriebenen Zustand zu wechseln, wenn die Einwegkupplung im nicht-angetriebenen Zustand ist, einschließt, sowie den Schritt zur Berechnung der endgültigen Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft zur eingestellten Soll-Antriebskraft, in dem die endgültige Soll-Antriebskraft durch Hinzufügen von Übergangskennwerten für die Soll-Antriebskraft aufgrund eines Parameters, der aufgrund der erforderlichen Zeit gesetzt wird, berechnet wird.