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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät zum Steuern der Quelle einer Drehantriebskraft auf der Grundlage einer Solldrehzahl gemäß Anspruch 1 oder 2.
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STAND DER TECHNIK
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Auf dem Gebiet der Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge ist zum Beispiel ein Gerat zum Steuern einer Brennkraftmaschine derart vorgeschlagen, dass eine Drehmomentausgabe und eine Fahrzeugbeschleunigung erreicht werden, die zu einem Beschleunigerbetrieb des Fahrer korrespondieren, wie in
JP 2003-120 349 A und
JP 2003-170 759 A beschrieben sind.
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In den vorstehenden Dokumenten wird, um einen Steuerbetrag zum Erreichen einer Sollantriebskraft wie zum Beispiel eines Solldrehmoments zu berechnen, eine tatsächliche Maschinendrehzahl als einer der Parameter verwendet. Jedoch ist, selbst wenn sich in Ubereinstimmung mit dieser Steuerung ein tatsächliches Drehmoment einem Solldrehmoment annahert oder es mit diesem übereinstimmt, eine vergleichsweise lange Warte- bzw. Verzogerungszeit erforderlich, bis die Maschinendrehzahl tatsachlich ein Niveau erreicht, das zu dem Solldrehmoment korrespondiert. Demgemäß kann, wenn ein Steuerbetrag auf der Grundlage der tatsachlichen Maschinendrehzahl berechnet wird, ein Ruckeln der Maschine wahrend des Betriebs der Brennkraftmaschine erzeugt werden.
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Um ein Auftreten des Ruckelns der Maschine zu verhindern, ist es moglich, eine Solldrehzahl, die zu einer Sollantriebskraft eines Brennkraftmaschinenantriebssystems korrespondiert, mittels eines Modells als ein voreingestelltes Brennkraftmaschinenmodell oder eines Ausgabeübertragungsmodells zu bestimmen, und einen Steuerbetrag auf der Grundlage der Solldrehzahl zu bestimmen. Jedoch stellt ein derartiges Modell ein Standard- oder Durchschnittsverhältnis dar und stimmt nicht unbedingt mit hoher Genauigkeit mit einer tatsächlichen individuellen Brennkraftmaschine oder einem Ausgabeübertragungssystem überein. Demgemäß kann eine Abweichung zwischen der tatsachlich erreichten Maschinendrehzahl und der Solldrehzahl in einem stationären Zustand auftreten, welche die Genauigkeit von verschiedenen Steuerungen reduzieren kann.
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DE 198 06 393 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, bei der eine Sollmaschinendrehzahl durch Korrigieren des Initialisierungswerts eines Verlaufs einer Sollmodellmaschinendrehzahl so festgelegt wird, dass bei der Initialisierung des Verlaufs einer Modelldrehzahl der Maschine die Sollmodellmaschinendrehzahl an die tatsächliche Maschinendrehzahl angenähert ist.
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DE 43 27 912 C1 zeigt eine Vorrichtung zum Einstellen der Maschinenleerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ruckeln während einer Steuerung eines Steuergerats für eine Quelle einer Drehantriebskraft zu verhindern, und eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen Drehzahl und einer Solldrehzahl zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem Steuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß einem ersten Gesichtspunkt ist ein Steuergerät zum Steuern einer Quelle einer Drehantriebskraft auf der Grundlage einer Solldrehzahl (NEt) bereitgestellt. Das Steuergerät weist einen Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich, einen Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl und einen Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) auf. Der Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich arbeitet, um eine Drehzahl, die zu einer Sollantriebskraft der Quelle korrespondiert, als eine Sollmodelldrehzahl (NEm) zu berechnen. Der Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl arbeitet, um eine tatsächliche Drehzahl (NE) der Quelle zu erfassen. Der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) dient zum Festlegen der Solldrehzahl (NEt) auf der Grundlage der durch den Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich berechneten Sollmodelldrehzahl (NEm) und der durch den Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl erfassten tatsächlichen Drehzahl (NE), indem der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) die durch den Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich berechnete Sollmodelldrehzahl (NEm) als einen Anfangswert für die Solldrehzahl (NEt) festlegt und der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) den festgelegten Anfangswert auf der Grundlage einer Differenz zwischen der berechneten Sollmodelldrehzahl (NEm) und der erfassten tatsächlichen Drehzahl (NE) kontinuierlich korrigiert, um die Solldrehzahl (NEt) allmählich der tatsächlichen Drehzahl (NE) kontinuierlich anzunähern.
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Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt ist ein Steuergerät zum Steuern einer Quelle einer Drehantriebskraft bereitgestellt. Das Steuergerät weist einen Solldrehzahlberechnungsbereich, einen Sollantriebskraftfestlegungsbereich (30b, 30c) und einen Steuerungsbetragberechnungsbereich (30f) auf. Der Solldrehzahlberechnungsbereich arbeitet, um eine Solldrehzahl der Quelle der Drehantriebskraft zu berechnen. Der Sollantriebskraftfestlegungsbereich (30b, 30c) arbeitet, um eine Sollantriebskraft festzulegen, die durch die Quelle erzeugt wird. Der Sollbetragberechnungsbereich (30f) arbeitet, um einen Steuerbetrag der Quelle auf der Grundlage der Solldrehzahl (NEt), die durch den Solldrehzahlberechnungsbereich berechnet wird, und der Sollantriebskraft, die durch den Sollantriebskraftfestlegungsbereich (30b, 30c) festgelegt wird, mittels eines vorbestimmten Drehantriebskraftmodells für die Quelle zu berechnen. Der Solldrehzahlberechnungsbereich weist einen Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich, einen Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl und einen Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) auf. Der Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich arbeitet, um eine Drehzahl, die zu der Sollantriebskraft korrespondiert, als eine Sollmodelldrehzahl (NEm) auf der Grundlage der Sollantriebskraft, die durch den Sollantriebskraftfestlegungsbereich (30b, 30c) festgelegt wird, mittels eines vorbestimmten Drehantriebskraftquellenausgabeübertragungsmodells der Quelle zu berechnen. Der Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl arbeitet, um eine tatsächliche Drehzahl (NE) der Quelle zu erfassen. Der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) dient zum Festlegen der Solldrehzahl (NEt) auf der Grundlage der durch den Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich berechneten Sollmodelldrehzahl (NEm) und der durch den Erfassungsbereich (20) einer tatsächlichen Drehzahl erfassten tatsächlichen Drehzahl (NE), indem der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) die durch den Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich berechnete Sollmodelldrehzahl (NEm) als einen Anfangswert für die Solldrehzahl (NEt) festlegt und der Solldrehzahleinstellungsbereich (30e) den festgelegten Anfangswert auf der Grundlage einer Differenz zwischen der berechneten Sollmodelldrehzahl (NEm) und der erfassten tatsächlichen Drehzahl (NE) kontinuierlich korrigiert, um die Solldrehzahl (NEt) allmählich der tatsächlichen Drehzahl (NE) kontinuierlich anzunähern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaubild einer Quelle einer Drehantriebskraft, eines Steuergeräts für die Quelle einer Drehantriebskraft und eines Ausgabeübertragungssystems für die Drehantriebskraft von der Quelle in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 ist ein Steuerungsblockschaubild, das einen Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsabschnitt darstellt;
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3 ist eine beispielhafte Ansicht eines Kennfelds MAPte zum Berechnen eines Sollmaschinendrehmoments Te;
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4 ist ein Steuerungsblockschaubild, das einen Solldrehzahleinstellungsbereich darstellt;
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5 ist eine beispielhafte Ansicht eines Kennfelds MAPtat zum Berechnen eines Solldrosselklappenöffnungsgrads TAt;
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6 ist ein Ablaufdiagramm eines Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsprozesses;
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7 ist ein Ablaufdiagramm eines Solldrehzahleinstellungsprozesses;
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8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Steuerungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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9 ist ein Steuerungsblockschaubild, das einen Solldrehzahleinstellungsbereich in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
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10 ist ein Ablaufdiagramm eines Solldrehzahleinstellungsprozesses;
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11 ist ein Zeitdiagramm, das ein Steuerungsbeispiel des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt; und
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12 ist ein Ablaufdiagramm eines Solldrehzahleinstellungsprozesses in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt ein Blockschaubild einer Quelle einer Drehantriebskraft, eines Steuergeräts für die Quelle der Drehantriebskraft und eines Ausgabeübertragungssystems für die Drehantriebskraft von der Quelle in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Antriebssystem wird eine Drehantriebskraftausgabe von einer Ottomaschine 2, die als eine Quelle einer Drehantriebskraft für ein Fahrzeug dient, über einen Drehmomentwandler 4, ein Automatikgetriebe 6 und ein Differentialgetriebe 8 zu Antriebsrädern 10 und 12 übertragen.
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Eine Drosselklappe 16 ist in einem Lufteinlassweg 14 der Ottomaschine 2 vorgesehen. Ein Drosselklappenöffnungsgrad TA der Drosselklappe 16 kann durch einen Antriebsmotor 16a eingestellt werden. Der Drosselklappenöffnungsgrad TA wird durch einen Drosselklappenöffnungsgradsensor 16b erfasst und wird zu einer Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 gesendet, die als das Steuergerät für die Quelle einer Drehantriebskraft dient.
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Die Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 empfängt ein Signal von einem Maschinendrehzahlsensor 20 und einem Ausgabedrehzahlsensor 22 zusätzlich zu dem Drosselklappenöffnungsgrad TA. Der Maschinendrehzahlsensor 20 erfasst eine tatsächliche Drehzahl NE (das heißt, Drehrate), die zu einer tatsächlichen Drehzahl einer Kurbelwelle der Ottomaschine 2 korrespondiert. Der Ausgabedrehzahlsensor 22 erfasst eine ausgabeseitige Drehzahl NO (das heißt, Drehrate) des Automatikgetriebes 6. Weiter empfängt die Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 ein Erfassungssignal von einem Beschleunigerbetätigungsbetragssensor 26 und ein Schaltsignal, das eine Gangposition von einem Übertragungssteuerungsgerät darstellt, das einen Übertragungszustand des Automatikgetriebes 6 steuert. Der Beschleunigerbetätigungsbetragsensor 26 erfasst einen Beschleunigerbetätigungsbetrag ACCP, der zu einem Betätigungsbetrag eines Beschleunigungspedals (Gaspedals) 24 korrespondiert, das durch einen Fahrer betätigt wird. Die Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 führt eine Berechnung auf der Grundlage der vorstehenden Signale und verschiedener Daten aus, um einen Solldrosselklappenöffnungsgrad TAt zu berechnen, und steuert den Antriebsmotor 16a auf der Grundlage des Solldrosselklappenöffnungsgrads TAt, um die Ausgabe der Drehantriebskraft der Ottomaschine 2 einzustellen.
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2 stellt ein Steuerungsblockschaubild eines Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsabschnitts 30 zum Steuern der Drehantriebskraft oder der Drehmomentausgabe in diesem Fall innerhalb der Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 dar. Der Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsabschnitt 30 weist einen Turbinendrehzahlberechnungsabschnitt 30a, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsbereich 30b, einen Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c, ein Drehmomentwandlermodell 30d, einen Solldrehzahleinstellungsbereich 30e und ein Maschinenmodell 30f auf.
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Der Turbinendrehzahlberechnungsabschnitt 30a berechnet eine Turbinendrehzahl NT, die zu einer Drehzahl einer Turbinenwelle 4a des Drehmomentwandlers 4 korrespondiert, auf der Grundlage der Gangposition und der ausgabeseitigen Drehzahl NO des Automatikgetriebes 6. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsbereich 30b berechnet eine Fahrzeuggeschwindigkeit SPD auf der Grundlage der ausgabeseitigen Drehzahl NO und eines Differentialgetriebeverhältnisses. In diesem Fall kann die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD ein Wert sein, der durch ein weiteres Fahrzeugsteuersystem unabhängig berechnet wird. Der Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c berechnet ein Sollmaschinendrehmoment Te auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und des Beschleunigerbetätigungsbetrags ACCP. Das Drehmomentwandlermodell 30d wird zum Berechnen einer Sollmodelldrehzahl NEm der Ottomaschine 2 auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT und des Sollmaschinendrehmoments Te verwendet. Der Solldrehzahleinstellungsbereich 30e ist derart aufgebaut, dass er eine Solldrehzahl NEt auf der Grundlage der tatsächlichen Drehzahl NE und der Sollmodelldrehzahl NEm berechnet. Das Maschinenmodell 30f wird zum Berechnen eines korrespondierenden Solldrosselklappenöffnungsgrads TAt auf der Grundlage der Solldrehzahl NEt und des Sollmaschinendrehmoments Te verwendet. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Kennfeld MAPtat (5), das nachstehend erwähnt ist, auf der Grundlage einer Standardmaschine erhalten, oder eine Durchschnittsmaschine wird für das Maschinenmodell 30f verwendet.
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Der Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c ist ein Abschnitt, der basierend auf einem Modell erreicht wird, das während eines Erstellens einer Ausgabeleistungscharakteristik für die Ottomaschine 2 erzeugt wird. Zum Beispiel gibt der Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c ein Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, dem Beschleunigerbetätigungsbetrag ACCP und dem Sollmaschinendrehmoment Te wieder, wie in 3 dargestellt ist.
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Das Drehmomentwandlermodell 30d gibt ein Verhältnis zwischen einem eingabeseitigen und einem ausgabeseitigen Eingangsdrehmoment, die auf der Grundlage des Standarddrehmomentwandlers oder des Durchschnittsdrehmomentwandlers erhalten werden, der Eingangsdrehzahl, dem Ausgabedrehmoment und der Ausgangsdrehzahl wieder. Wenn zwei beliebige Werte des Eingangsdrehmoments, der Eingangsdrehzahl, des Ausgangsdrehmoments und der Ausgangsdrehzahl bestimmt werden, können auch die anderen zwei Werte genau bestimmt werden. Demgemäß ist, wenn das Sollmaschinendrehmoment Te und die Turbinendrehzahl NT bestimmt sind, die Sollmodelldrehzahl NEm eindeutig bestimmt.
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Der Solldrehzahleinstellungsbereich 30e führt den Prozess aus, der in einem Steuerungsblockschaubild in 4 dargestellt ist. Insbesondere wird die Solldrehzahl NEt durch Festlegen der Sollmodelldrehzahl NEm als ein Anfangswert für die Solldrehzahl NEt und durch Korrigieren der Solldrehzahl NEm auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE berechnet. In diesem Fall wird ein Steuerungskorrekturbetrag dy durch Ausführen einer PI-Steuerungsberechnung für die Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE in einem PI-Steuerungsberechnungsbereich 32 berechnet. Weiter wird der Steuerungskorrekturbetrag dy in einem Korrekturbetragbegrenzungsbereich 34 begrenzt, um einen endgültigen Korrekturbetrag dz zu bestimmen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Steuerungskorrekturbetrag dy derart begrenzt, dass er gleich wie oder kleiner als die Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE sein soll. Dann wird die Solldrehzahl NEt durch Korrigieren der Sollmodelldrehzahl NEm durch den endgültigen Korrekturbetrag dz berechnet. Der Solldrehzahleinstellungsprozess ist nachstehend im Detail beschrieben.
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Das Maschinenmodell 30f weist ein Kennfeld MAPtat zum Bestimmen des Solldrosselklappenöffnungsgrads TAt unter Verwendung der Solldrehzahl NEt und des Sollmaschinendrehmoments Te als Parameter auf, wie in 5 dargestellt ist. Das Kennfeld MAPtat gibt ein Verhältnis in einem stationären Zustand aus der Drehzahl, dem Maschinendrehmoment und dem Drosselklappenöffnungsgrad wieder, die aus einem Versuch hinsichtlich der Standardmaschine oder der Durchschnittsmaschine erhalten werden.
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6 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das den Prozess des Steuerungsblockschaubilds, wie vorstehend beschrieben ist, als einen Rechnerprozess ausführt. Der vorliegende Prozess wird zum Beispiel als ein Unterbrechungsprozess je 50 ms ausgeführt.
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Wenn der Prozess startet, werden die tatsächliche Drehzahl NE, die ausgabeseitige Drehzahl NO, der Beschleunigerbetätigungsbetrag ACCP, der Drosselklappenöffnungsgrad TA und die Getriebeposition, die bereits aus den jeweiligen Sensoren 20, 22, 26 und 16b und dem Getriebesteuergerät erhalten wurden, in einen Arbeitsspeicher innerhalb der Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 eingelesen (S100).
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Dann wird die Turbinendrehzahl NT durch eine Formel 1 berechnet (S102). NT ← NO × Getriebeverhältnis [1]
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Dann wird die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD durch eine Formel 2 berechnet (S104). SPD ← NO × Differentialgetriebeverhältnis [2]
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Diese Berechnung kann nicht ausgeführt werden und stattdessen kann der Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD durch ein anderes Fahrzeugsteuerungssystem unabhängig berechnet werden.
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Dann wird das Sollmaschinendrehmoment Te auf der Grundlage des Beschleunigerbetätigungsbetrags ACCP und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD in Übereinstimmung mit dem in 3 dargestellten Kennfeld MAPte berechnet (S106). Dann wird, wie vorstehend beschrieben ist, die Sollmodelldrehzahl NEm auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT und dem Sollmaschinendrehmoment Te in Übereinstimmung mit dem Drehmomentwandlermodell berechnet (S108).
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Dann wird ein Solldrehzahleinstellungsprozess (S110) ausgeführt, um die Solldrehzahl NEt zu berechnen. Der Solldrehzahleinstellungsprozess (S110) führt einen Prozess durch, wie in 7 dargestellt ist und zu 4 korrespondiert. Insbesondere wird die Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE durch eine Formel 3 berechnet (S120). dx ← NEm – NE [3]
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Die PI-Steuerungsberechnung wird mittels der Differenz dx ausgeführt (S122), wie in einer Formel 4 ausgedrückt ist. dy ← Kp·dx + Ki·Σdx [4] wobei Kp und Ki Proportionalitätskoeffizienten sind und Σdx ein Integral der Differenz dx pro Steuerungszyklus ist.
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Dann wird der Begrenzungsprozess durchgeführt (S124). In dem Begrenzungsprozess wird der Wert des Steuerungskorrekturbetrags dy, der, wie vorstehend beschrieben ist, bestimmt wurde, auf den endgültigen Korrekturbetrag dz festgelegt, während die Differenz dx als ein Grenzwert festgelegt wird (S124). In anderen Worten wird, wenn der Steuerungskorrekturbetrag dy größer als Null (0) ist und dy > dx erfüllt ist, die Differenz dx auf den Wert des endgültigen Korrekturbetrags dz festgelegt. Wenn der Steuerungskorrekturbetrag dy größer/kleiner als Null (0) ist und dy < dx erfüllt ist, wird der Wert der Differenz dx auf den endgültigen Korrekturbetrag dz festgelegt. In den anderen Fällen wird der Steuerungskorrekturbetrag dy auf den endgültigen Korrekturbetrag dz festgelegt. Die Sollmodelldrehzahl NEm wird auf die Solldrehzahl NEt durch den endgültigen Korrekturbetrag dz korrigiert, der wie vorstehend berechnet wurde, wie in Formel 5 ausgedrückt ist (S126). NEt ← NEm – dz [5]
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8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. In dem Zeitdiagramm erhöht sich das Sollmaschinendrehmoment Te schnell (S106), wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal 24 niederdrückt (t = t0). Die Sollmodelldrehzahl NEm wird demgemäß auch schnell erhöht (S108). Die tatsächliche Drehzahl NE wird aufgrund der langen Wartezeit in einer verzögerten Weise erhöht. Der Wert der Modelldrehzahl NEm wird derart korrigiert, um sich allmählich der tatsächlichen Drehzahl NE anzunähern, um die Solldrehzahl NEt während eines Festlegens der Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE (7, t ≥ t0) als die Grenze für die Korrektur festzulegen. Demgemäß nähert sich schließlich die Solldrehzahl NEt der tatsächlichen Drehzahl NE an und stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl NE überein (t ≥ t1).
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Wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal 24 zurückführt bzw. freigibt (t = t2), wird das Sollmaschinendrehmoment Te schnell verringert (S106). Die Sollmodelldrehzahl NEm wird demgemäß auch schnell verringert (S108). Die tatsächliche Drehzahl NE wird aufgrund der langen Wartezeit in einer verzögerten Weise verringert. Der Wert der Modelldrehzahl NEm wird derart korrigiert, um sich allmählich der tatsächlichen Drehzahl NE während eines Festlegens der Differenz dx als die Grenze zur Korrektur anzunähern und um die korrigierte Modelldrehzahl NEm als die Solldrehzahl NEt festzulegen (7, t ≥ t2). Demgemäß nähert sich schließlich die Solldrehzahl NEt der tatsächlichen Drehzahl NE an und stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl NE überein (t ≥ t3).
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel korrespondiert der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsbereich 30b, der Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c, das Drehmomentwandlermodell 30d und der Solldrehzahleinstellungsbereich 30e zu dem Solldrehzahlberechnungsbereich. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsbereich 30b und der Sollmaschinendrehmomentberechnungsbereich 30c korrespondieren zu dem Sollantriebskraftfestlegungsbereich. Das Maschinenmodell 30f korrespondiert zu dem Steuerungsbetragberechnungsbereich. Der Erfassungsbereich einer ausgangsseitigen Drehzahl korrespondiert zu dem Turbinendrehzahlberechnungsbereich 30a. Das Drehmomentwandlermodell 30b korrespondiert zu dem Sollmodelldrehzahlberechnungsbereich. Der Maschinendrehzahlsensor 20 korrespondiert zu dem Drehantriebskraftquellendrehzahlerfassungsbereich. Der Drehzahlausgabesensor 22 korrespondiert zu dem Getriebeausgangswellendrehzahlerfassungsbereich.
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In dem Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsprozess (6) korrespondieren die Schritte S100 bis S110 zu dem Prozess des Solldrehzahlberechnungsbereichs. Die Schritte S104 und S106 korrespondieren zu dem Prozess des Sollantriebskraftfestlegungsbereichs. Der Schritt S112 korrespondiert zu dem Prozess des Steuerungsbetragsberechnungsbereichs. Weiter korrespondiert der Schritt S108 zu dem Prozess des Sollmodelldrehzahlberechnungsbereichs. Der Schritt S110 (7: der Solldrehzahleinstellungsprozess) korrespondiert zu dem Prozess des Solldrehzahleinstellungsbereichs.
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Das erste Ausführungsbeispiel weist den nachstehenden Vorteil auf.
- (1) In dem Solldrehzahleinstellungsprozess (7), der durch den Solldrehzahleinstellungsbereich ausgeführt wird, wird die Solldrehzahl NEt durch Korrigieren des Werts der Sollmodelldrehzahl NEm berechnet, um sich allmählich der tatsächlichen Drehzahl NE anzunähern.
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Der Anfangswert des Steuerungsbetrags (oder die Solldrehzahl NEt, die zum Berechnen des Solldrosselklappenöffnungsgrads TAt verwendet wird) ist die Sollmodelldrehzahl NEm. Das heißt, die tatsächliche Drehzahl NE, die selbst die lange Wartezeit aufweist, wird für die Solldrehzahl NEt von dem Start weg nicht verwendet. Ein Ruckeln wird während einer Steuerung der Antriebskraft (des Maschinenausgabedrehmoments in diesem Fall) der Ottomaschine 2 nicht erzeugt, selbst wenn der Solldrosselklappenöffnungsgrad TAt auf der Grundlage der Solldrehzahl NEt berechnet wird.
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Die Korrektur wird derart durchgeführt, um die Solldrehzahl NEt allmählich zu der tatsächlichen Drehzahl NE in Übereinstimmung mit der PI-Steuerungsberechnung anzunähern.
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Dann stimmt schließlich die Solldrehzahl NEt mit der tatsächlichen Drehzahl NE überein. Das Verhältnis, das in Bezug auf das Drehantriebskraftquellenmodell (das Maschinenmodell 30f) und das Drehantriebskraftquellenausgabeübertragungsmodell (das Drehmomentwandlermodell 30d) dargestellt ist, ist ein Standard- oder Durchschnittsverhältnis und eine Abweichung kann zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE in einem stationären Zustand vorliegen. Jedoch nähert sich die Solldrehzahl NEt der tatsächlichen Drehzahl NE derart an, um eine Solldrehzahl zu werden, die das tatsächliche Verhältnis wiedergibt. Demgemäß wird die Solldrehzahl NEt zu der Solldrehzahl, die mit jeder tatsächlichen Ottomaschine 2 mit einer hohen Genauigkeit übereinstimmt.
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In der Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 oder dem Drehantriebskraftquellensteuergerat wird ein Ruckeln der Maschine während einer Steuerung verhindert und wird die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl NE und der Solldrehzahl NEt reduziert oder vermieden. Die Ottomaschine 2 für das Fahrzeug, das wie vorstehend beschrieben gesteuert wird, kann eine gleichmäßige Fahrzeugbewegung vorsehen.
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel führt der Solldrehzahleinstellungsbereich 30e, wie in 2 dargestellt ist, einen Prozess, wie in einem Steuerungsblockschaubild von 9 dargestellt ist, anstelle des Prozesses von 4 aus. 9 zeigt das gleiche wie 4, wobei der Anfangswert der Solldrehzahl NEt die Sollmodelldrehzahl NEm ist und die Sollmodelldrehzahl NEm auf der Grundlage der Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE korrigiert wird, um die Solldrehzahl NEt zu berechnen. Jedoch wird in 9 der endgültige Korrekturbetrag dz durch Ausführen eines Verzögerungsprozesses erster Ordnung der Differenz dz mit einem Verzögerungsprozessbereich 36 erster Ordnung berechnet. Dann wird die Sollmodelldrehzahl NEm auf der Grundlage des endgültigen Korrekturbetrags dz korrigiert, um die Solldrehzahl NEt zu berechnen. Demgemäß wird ein in 10 dargestellter Prozess als der Solldrehzahleinstellungsprozess anstelle von 7 ausgeführt, Da die weiteren Strukturen gleich wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind die anderen Strukturen mit Bezug auf die 1 bis 3, 5 und 6 bereits beschrieben.
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In dem Solldrehzahleinstellungsprozess (10) wird eine Korrektur ausgeführt, um die Solldrehzahl NEt der tatsächlichen Drehzahl NE unter Verwendung des Verzögerungsprozesses erster Ordnung allmählich anzunähern. Das heißt, wie in der vorstehend erwähnten Formel 3 ausgedrückt ist, wird die Differenz dx zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE berechnet (S220).
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Dann wird der endgültige Korrekturbetrag dz in Übereinstimmung mit dem Verzögerungsprozess erster Ordnung, wie durch eine Formel 6 ausgedrückt ist, unter Verwendung der Differenz dx berechnet (S222). dz ← dx·(1 – exp(–t/T)) [6] wobei (1 – exp(–t/T)) ein Verzögerungssystem erster Ordnung ist, T eine Zeitkonstante ist und eine verstrichene Zeit von einer schnellen Veränderung einer Zeit wie zum Beispiel einer abgestuften Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm ist, die durch eine Veränderung eines Beschleunigeröffnungsgrads ACCP oder dergleichen verursacht wird. Die Zeitkonstante T ist derart festgelegt, dass der resultierende endgültige Korrekturbetrag dz die Solldrehzahl NEt allmählich von der Sollmodelldrehzahlseite zu der tatsächlichen Drehzahlseite verändert.
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Der Wert der Sollmodelldrehzahl NEm wird durch den endgültigen Korrekturbetrag dz korrigiert, der wie vorstehend berechnet wird, um die Solldrehzahl NEt zu erhalten, wie in der Formel 5 ausgedrückt ist (S224).
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11 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal 24 niederdrückt (T = t10), wird das Sollmaschinendrehmoment Te schnell erhöht (S106). Demgemäß wird auch die Sollmodelldrehzahl NEm schnell erhöht (S108). Die tatsächliche Drehzahl NE wird aufgrund der langen Wartezeit in einer verzögerten Weise erhöht. Der Wert der Sollmodelldrehzahl NEm, die durch den endgültigen Korrekturbetrag dz korrigiert wird, der durch den Verzögerungsprozess erster Ordnung berechnet wird (S222), wird auf die Solldrehzahl NEt derart eingestellt, dass sich die Sollmodelldrehzahl NEm allmählich der tatsächlichen Drehzahl NE annähert (10, t ≥ t10). Daher nähert sich die Solldrehzahl NEt schließlich der tatsächlichen Drehzahl NE und stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl NE überein (t ≥ t11).
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Wenn der Fahrer das Gaspedal 24 zurückführt bzw. freigibt (t = t12), wird das Sollmaschinendrehmoment Te schnell verringert (S106). Die Sollmodelldrehzahl NEm wird demgemäß auch schnell verringert (S108). Die tatsächliche Drehzahl NE wird aufgrund der langen Wartezeit in einer verzögerten Weise verringert. Der Wert der Sollmodelldrehzahl NEm wird durch den endgültigen Korrekturbetrag dz, wie vorstehend erwähnt ist, derart korrigiert, um die tatsächliche Drehzahl NE und die korrigierte Modelldrehzahl NEm als die Solldrehzahl NEt anzunähern (10, t = t12). Daher nähert sich schließlich die Solldrehzahl NEt der tatsächlichen Drehzahl NE und stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl NE überein (t ≥ t13).
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel korrespondiert ein Schritt S110 (10: Solldrehzahleinstellungsprozess) zu dem Prozess des Solldrehzahleinstellungsbereichs.
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Das zweite Ausführungsbeispiel weist einen nachstehenden Vorteil auf.
- (1) Anstelle der PI-Steuerungsberechnung wird der Verzögerungsprozess erster Ordnung ausgeführt. Jedoch kann der gleiche Effekt wie der des ersten Ausführungsbeispiels erreicht werden. Das heißt, ein Ruckeln während einer Steuerung wird verhindert und die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl NE und der Solldrehzahl Net wird reduziert oder vermieden.
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In dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Solldrehzahleinstellungsprozess, wie in 12 dargestellt ist, anstelle des Prozesses des Solldrehzahleinstellungsbereiches 30e von 7 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. In dem Solldrehzahleinstellungsprozess (12) wird, wenn die Sollmodelldrehzahl NEm schnell verändert wird, die Solldrehzahl NEt von der Sollmodelldrehzahl NEm in Richtung der tatsächlichen Drehzahl NE in einer sich wiederholenden Methode um Inkremente einer festgelegten Drehzahl verändert. Da die weiteren Strukturen die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel sind, sind die anderen Strukturen in Bezug auf 1 bis 3, 5 und 6 bereits beschrieben.
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Wenn der Solldrehzahleinstellungsprozess (12) ausgeführt wird, wird es zunächst bestimmt, ob sich die Sollmodelldrehzahl NEm schnell verändert oder nicht (S320). Die schnelle Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm wird auf der Grundlage eines Ausmaßes des Veränderungsbetrags der Sollmodelldrehzahl NEm pro Zeiteinheit bestimmt. Zum Beispiel ist, wenn ein absoluter Wert des Veränderungsbetrags größer als der Referenzwert ist, die Bestimmung positiv. Somit wird eine derartige schnelle Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm bestimmt, dass die große Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl NE und der Sollmodelldrehzahl NEm erzeugt wird.
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Anschließend wird, wenn die Sollmodelldrehzahl NEm schnell verändert wird (Ja in S320), der endgültige Korrekturwert dz gelöscht (S322). Dann wird die Sollmodelldrehzahl NEm auf die Solldrehzahl NEt festgelegt (S324).
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Dann wird es bestimmt, ob der endgültige Korrekturbetrag dz gleich wie oder größer als der absolute Wert (|NEm – NE|) der Differenz zwischen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE ist oder nicht (S326). Wenn ein Verhältnis dz < |NEm – NE| zu dem Start der schnellen Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm erfüllt ist (Nein in S326), wird der endgültige Korrekturbetrag dz um einen graduellen inkrementellen Betrag dne erhöht, wie in Formel 7 ausgedrückt ist (S328). dz ← dz + dne [7]
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Der Wert des graduellen inkrementellen Betrags dne beträgt zum Beispiel mehrere Umdrehungen pro Minute bis zehn und mehr Umdrehungen pro Minute.
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Dann wird es bestimmt, ob die Sollmodelldrehzahl NEm größer als die tatsächliche Drehzahl NE ist oder nicht (S330). Wenn das Verhältnis NEm größer NE erfüllt ist (Ja in S330), wird die Solldrehzahl NEt durch Subtrahieren des endgültigen Korrekturbetrags dz von der Sollmodelldrehzahl NEm festgelegt, wie in Formel 8 ausgedrückt ist (S332). NEt ← NEm – dz [8]
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Wenn das Verhältnis NEm > NE nicht erfüllt ist (Nein in S330), wird die Solldrehzahl NEt durch Addieren des endgültigen Korrekturbetrags dz zu der Sollmodelldrehzahl NEm festgelegt, wie in Formel 9 ausgedrückt ist (S334). NEt ← NEm + dz [9]
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Wenn der Schritt S332 oder der Schritt S334 beendet ist, beendet der Schritt vorübergehend den Solldrehzahleinstellungsprozess.
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Wenn die schnelle Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm in dem nächsten Steuerungszyklus beendet wird (Nein in S320), wird es dann bestimmt, ob das Verhältnis dz ≥ |NEm – NE| erfüllt ist oder nicht (S326). Wenn der Zustand dz < |NEm – NE| erhalten wird (Nein in S326), wird der Prozess der Formel 7 in dem Schritt S328 ausgeführt, wie vorstehend beschrieben ist, um den endgültigen Korrekturbetrag dz um den graduellen inkrementellen Betrag dne zu erhöhen. Dann wird der Schritt S332 oder der Schritt S334 in Übereinstimmung mit der Bedingung ausgeführt, ob das Verhältnis NEm > NE erfüllt ist oder nicht (S330).
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Anschließend wird eine negative Bestimmung in dem Schritt S320 gemacht, wird eine negative Bestimmung in dem Schritt S326 gemacht, wird die graduelle Erhöhung des endgültigen Korrekturbetrags dz in dem Schritt S328 ausgeführt und wird die Festlegung der Solldrehzahl NEt in dem Schritt S332 oder dem Schritt S334 wiederholt ausgeführt. Demgemäß wird die Solldrehzahl NEt allmählich von der Sollmodelldrehzahl NEm zu der tatsächlichen Drehzahl NE verändert.
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Dann wird, wenn die Veränderungen der Sollmodelldrehzahl NEm und der tatsächlichen Drehzahl NE erzeugt werden und das Verhältnis dz ≥ |NEm – NE| schließlich erfüllt wird (Ja in S326), der Wert der tatsächlichen Drehzahl NE als die Solldrehzahl NEt festgelegt (S336).
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Anschließend wird, wenn die schnelle Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm nicht erzeugt wird (Nein in S320) und die Sollmodelldrehzahl NEm und die tatsächliche Drehzahl NE stabil sind (Ja in S326), die tatsächliche Drehzahl NE als die Solldrehzahl NEt erhalten (S336).
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Die gleiche Steuerung wie in dem Zeitdiagramm von 11 wird durch den vorstehend erwähnten Prozess ausgeführt.
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In dem dritten Ausführungsbeispiel korrespondiert der Schritt S110 (12) zu dem Prozess des Solldrehzahleinstellungsbereichs.
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Das dritte Ausführungsbeispiel weist einen nachstehenden Vorteil auf.
- (1) Anstelle der PI-Steuerungsberechnung wird die Solldrehzahl NEt allmählich um Inkremente der festgelegten Drehzahl von der Sollmodelldrehzahl NEm zu der tatsächlichen Drehzahl NE verändert. In Übereinstimmung mit dieser Struktur kann der gleiche Effekt wie der des ersten Ausführungsbeispiels erreicht werden. Das heißt, ein Ruckeln der Maschine während einer Steuerung wird verhindert und die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl NE und der Solldrehzahl Net wird reduziert oder vermieden.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können wie folgt modifiziert werden.
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In dem ersten vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel wird der Steuerungskorrekturbetrag dy kontinuierlich in Übereinstimmung mit der PI-Steuerungsberechnung während des Betriebs der Maschinenausgabedrehmomentsteuerungsvorrichtung 18 bestimmt. Jedoch kann alternativ die PI-Steuerungsberechnung aus einem Zustand, in dem der Steuerungskorrekturbetrag dy gelöscht ist, durch Einstellen der Solldrehzahl NEt mit der Sollmodelldrehzahl NEm zu einer Zeit gestartet werden, wenn die Sollmodelldrehzahl NEm schnell verändert wird.
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In dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Zeit der schnellen Veranderung der Sollmodelldrehzahl NEm auf der Grundlage der abgestuften Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm oder des Veränderungsbetrags pro Zeiteinheit bestimmt. Jedoch ist es alternativ möglich, die Zeit, zu der die Sollmodelldrehzahl NEm von der tatsächlichen Drehzahl NE getrennt ist oder sie sich mit dieser schneidet, wie bei den Zeitpunkten t0, t2, t10 und t12 in 8 und 12 dargestellt ist, auf die Zeit einer schnellen Veränderung der Sollmodelldrehzahl NEm festzulegen.
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Anstelle der PI-Steuerungsberechnung, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, kann eine I-Steuerungsberechnung ausgeführt werden. Das heißt, der Steuerungskorrekturbetrag dy kann nur bei der Berechnung der Formel 5 in dem Schritt S122 während des Solldrehzahlregelungsprozesses auf der Grundlage ”KI·Σdx” berechnet werden (7).
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In dem dritten Ausführungsbeispiel verändert sich die Solldrehzahl NEt von der Sollmodelldrehzahl NEm zu der tatsachlichen Drehzahl NE um Inkremente der festgelegten Drehzahl. Jedoch kann die Solldrehzahl NEt um Inkremente einer festgelegten Rate der Differenz dx verändert werden.
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Während die Quelle der Drehantriebskraft eine Ottomaschine in den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist, kann stattdessen eine Dieselmaschine verwendet werden. In diesem Fall ist der Steuerungsbetrag eine Kraftstoffeinspritzmenge.
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Unterschiedlich zu der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine kann ein Elektromotorfahrzeug wie zum Beispiel ein Brennstoffzellenfahrzeug oder eine Hybridmaschine mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Quelle einer Drehantriebskraft anwendbar, in der die Quelle eine manuell betatigte Kupplung oder andere Kupplungen ohne Drehmomentwandler in dem Ausgabeubertragungssystem fur eine Drehantriebskraftquelle aufweist.
