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Diese
Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung
JP 2007-186 551 , die am 18. Juli
2007 bei dem japanischen Patentamt eingereicht wurde, und deren
gesamter Inhalt mittels Bezug hierin aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsgerät und
-verfahren für eine Antriebsquelle und genauer eine Technologie,
um eine Antriebsquelle derart zu steuern, dass ein Unterschied zwischen
einem Ist-Abtriebsmoment und einem Sollwert gemäß einem
Kleinerwerden einer Drehzahl der Abtriebswelle (Anzahl der Umdrehungen)
der Antriebsquelle eingestellt wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Es
ist bekannt, eine Maschine als Antriebsquelle für ein Fahrzeug
zu verwenden. Diese Maschine wird derart gesteuert, dass ein Moment
gemäß einer Beschleunigerposition abgegeben wird.
Das Maschinenabtriebsmoment wird ausgehend von einer Drosselöffnungsposition,
einer Phase eines Einlassventils, einer Menge eines eingespritzten
Kraftstoffs, einer Zündzeit und ähnlichem eingestellt.
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Das
von der Maschine abzugebende Moment ändert sich gemäß der
Anforderung durch einen Fahrer und zusätzlich gemäß dem
Betriebszustand der Maschine selbst, dem Zustand eines automatischen
Getriebes und dem Verhalten des Fahrzeugs. Deswegen ist es schwierig,
die Drosselöffnungsposition, die Phase des Einlassventils,
die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die Zündzeit und ähnliches
direkt von der Beschleunigerposition aus einzustellen. Deswegen
werden die Drosselöffnungsposition, die Phase des Einlassventils,
die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, die Zündzeit und Ähnliches
gemäß einem Sollwert des Abtriebsmoments der Maschine
abschätzt. Das Soll-Abtriebsmoment der Maschine kann unter
Berücksichtigung eines Parameters oder mehrerer Parameter
als der Beschleunigerposition, wie zum Beispiel der Drehzahl der
Abtriebswelle der Maschine eingestellt werden (siehe zum Beispiel
Seite 27 der
japanischen
offengelegten Patentanmeldung Nr. 2003-120 349 ).
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In
einem Steuerungssystem für eine Antriebsquelle gibt es
eine Totzeit von der Eingabe eines Sollwerts des Abtriebsmoments
zu der Ausgabe eines Befehlswerts von zum Beispiel der Zündzeit. Falls
das Soll-Abtriebsmoment ausgehend von der Drehzahl der Abtriebswelle
eingestellt wird, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung
JP 2003-120 349 beschrieben
ist, gibt es deswegen eine Zeitverzögerung von der Abgabe
des Soll-Abtriebsmoments bis das Abtriebsmoment erreicht ist, das dem
Sollwert entspricht. Deswegen kann der nächste Sollwert möglicherweise
unter Verwendung einer Drehzahl der Abtriebswelle eingestellt werden,
der noch nicht die Änderung entsprechend dem zum letzten
Mal eingestellten Soll-Abtriebsmoment entspricht. Dies kann dazu
führen, dass ein Sollwert eingestellt wird, der größer
als notwendig ist, oder dass ein Sollwert eingestellt wird, der
kleiner als notwendig ist. Im Ergebnis wird das Abtriebsmoment der
Antriebsquelle instabil.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsgerät
und -verfahren für eine Antriebsquelle bereitzustellen,
die die Stabilität des Abtriebsmoments der Antriebsquelle
verbessern können.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung hat ein Steuerungsgerät für
eine Antriebsquelle einen Drehzahlfühler (Fühler
für die Anzahl der Umdrehungen), um eine tatsächliche
erste Drehzahl der Abtriebswelle der Antriebsquelle zu erfassen,
und eine Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit steuert die Antriebsquelle
derart, dass ein Unterschied zwischen einem tatsächlichen
Abtriebsmoment der Antriebsquelle und einem Sollwert des Abtriebsmoments
der Antriebsquelle kleiner wird, berechnet eine zweite Drehzahl
der Abtriebswelle mit einer Totzeit der Antriebsquelle, die mit
Bezug auf den Sollwert entfernt ist, aus dem Sollwert, berechnet
eine dritte Drehzahl der Abtriebswelle, die die Totzeit der Antriebsquelle mit
Bezug auf den Sollwert reflektiert, aus dem Sollwert, korrigiert
die erfasste erste Drehzahl der Abtriebswelle gemäß einem
Unterschied zwischen der zweiten Drehzahl der Abtriebswelle und
der dritten Drehzahl der Abtriebswelle und stellt den Sollwert des
Abtriebsmoments der Antriebsquelle gemäß der korrigierten
ersten Drehzahl der Abtriebswelle ein.
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In
dieser Anordnung wird die tatsächliche erste Drehzahl der
Abtriebswelle der Antriebsquelle erfasst. Die Antriebsquelle ist
derart gesteuert, dass der Unterschied zwischen dem tatsächlichen
Abtriebsmoment der Antriebsquelle und dem Sollwert des Abtriebsmoments
der Antriebsquelle kleiner wird. Der Sollwert des Abtriebsmoments
wird gemäß der tatsächlichen ersten Drehzahl
der Abtriebswelle der Antriebsquelle abgeschätzt. Die tatsächliche
erste Drehzahl der Abtriebswelle der Antriebsquelle reflektiert
die Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den Sollwert des Abtriebsmoments.
Deswegen ist es erwünscht, den Einfluss der Totzeit auf
die erste Drehzahl der Abtriebswelle kleiner zu machen. Zu diesem
Zweck wird eine zweite Drehzahl der Abtriebswelle aus dem Sollwert
berechnet, wobei die Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den
Sollwert entfernt wird. Außerdem wird ebenfalls eine dritte Drehzahl
der Abtriebswelle berechnet, die die Totzeit der Antriebsquelle
mit Bezug auf den Sollwert reflektiert. In Übereinstimmung
mit dem Unterschied zwischen der zweiten und der dritten Drehzahl
der Abtriebswelle wird die erste Drehzahl der Abtriebswelle korrigiert.
Somit kann der Einfluss der Totzeit auf die tatsächliche
Drehzahl der Abtriebswelle reduziert werden. Als Ergebnis kann die
Zeitverzögerung zwischen dem Sollwert des Abtriebsmoments
und der Drehzahl der Abtriebswelle, die zum Einstellen des Sollwerts
verwendet wird, kleiner gemacht werden. In Übereinstimmung
mit der korrigierten, ersten Drehzahl der Abtriebswelle wird der
Sollwert des Abtriebsmoments der Antriebsquelle eingestellt. Deswegen wird
es möglich, den nächsten Sollwert unter Verwendung
der Drehzahl der Abtriebswelle einzustellen, die die Änderung
gemäß dem Sollwert des Abtriebsmoments reflektiert,
das zuvor eingestellt wurde. Deswegen kann eine nicht notwendige
Schwankung des Sollwerts kleiner gemacht werden. Als Ergebnis kann
die Stabilität des Abtriebsmoments der Antriebsquelle verbessert
werden.
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Bevorzugt
korrigiert die zweite Steuerungseinheit, wenn die zweite Drehzahl
der Abtriebswelle größer als die dritte Drehzahl
der Abtriebswelle ist, die erfasste, erste Drehzahl der Abtriebswelle
um ein Ausmaß gemäß dem Unterschied zwischen
der zweiten und der dritten Drehzahl der Abtriebswelle, so dass
die Drehzahl der ersten Abtriebswelle sich erhöht, und,
wenn die zweite Drehzahl der Abtriebswelle kleiner als die dritte
Drehzahl der Abtriebswelle ist, korrigiert sie die erfasste erste
Drehzahl der Abtriebswelle um ein Ausmaß gemäß dem
Unterschied zwischen der zweiten und der dritten Drehzahl der Abtriebswelle,
so dass die erste Drehzahl der Abtriebswelle sinkt.
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In
dieser Anordnung wird die Korrektur um das Ausmaß entsprechend
dem Unterschied zwischen der zweiten Drehzahl der Abtriebswelle
und der dritten Drehzahl der Abtriebswelle durchgeführt, falls
die zweite Drehzahl der Abtriebswelle größer als die
dritte Drehzahl der Abtriebswelle ist, so dass die erfasste, erste
Drehzahl der Abtriebswelle steigt. Falls die zweite Drehzahl der
Abtriebswelle kleiner als die dritte Drehzahl der Abtriebswelle
ist, wird die Korrektur um das Ausmaß gemäß dem
Unterschied zwischen der zweiten Drehzahl der Abtriebswelle und
der dritten Drehzahl der Abtriebswelle durchgeführt, so
dass die erfasste, erste Drehzahl der Abtriebswelle sinkt. Somit
kann der Einfluss der Totzeit auf die erste Drehzahl reduziert werden.
Als Ergebnis kann die Zeitverzögerung zwischen dem Sollwert
des Abtriebsmoments und der Drehzahl der Abtriebswelle, die zum
Einstellen des Sollwerts verwendet wird, kleiner gemacht werden.
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Noch
bevorzugter berechnet die Steuerungseinheit die zweite Drehzahl
der Abtriebswelle aus dem Sollwert unter Verwendung einer ersten Funktion,
und berechnet die dritte Drehzahl der Abtriebswelle aus dem Sollwert
unter Verwendung einer zweiten Funktion.
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In
dieser Anordnung können die zweite Drehzahl der Abtriebswelle
mit der entfernten Totzeit und die dritte Drehzahl der Abtriebswelle
mit der reflektierten Totzeit unter Verwendung von Funktionen berechnet
werden.
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Noch
bevorzugter ist die Antriebsquelle eine Brennkraftmaschine.
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Durch
diese Anordnung kann die Stabilität des Abtriebsmoments
der Brennkraftmaschine verbessert werden.
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Die
vorangehend geschilderten und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich
werden, wenn diese in Zusammenhang mit dem anhängenden
Zeichnungen berücksichtigt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Fahrzeugs zeigt.
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2 ist
ein funktionales Blockdiagramm einer ECU.
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3 zeigt
ein Kennfeld zum Abschätzen eines Sollwerts eines Abtriebsmoments.
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4 zeigt
ein Maschinenmodell.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Steuerungsstruktur eines Programms darstellt,
das durch die ECU ausgeführt wird.
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6 zeigt
ein Soll-Abtriebsmoment und ein tatsächliches Abtriebsmoment.
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7 zeigt
eine Maschinendrehzahl NE vor der Korrektur und nach der Korrektur.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Figuren beschrieben. In der folgenden Beschreibung
sind die gleichen Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Deren Namen und Funktionen sind ebenfalls gleich. Eine ausführliche
Beschreibung dieser Bauteile wird daher nicht wiederholt.
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Mit
Bezug auf 1 wird ein Fahrzeug beschrieben,
das das Steuerungsgerät gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Fahrzeug ist ein FF-(vorne
eingebaute Maschine mit Vorderradantrieb)Fahrzeug. Es wird angemerkt,
dass das Fahrzeug anders als das FF-Fahrzeug zum Beispiel ein FR-(vorne
eingebaute Maschine mit Hinterradantrieb)Fahrzeug sein kann.
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Das
Fahrzeug hat eine Maschine 1000, einen Momentenwandler 2000,
ein automatisches Getriebe 3000, ein Differenzialgetriebe 4000,
eine Antriebswelle 5000, Vorderräder 6000 und
eine ECU (elektronische Steuereinheit) 7000.
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Die
Maschine 1000 ist eine Brennkraftmaschine, die ein Gemisch,
das aus einem mittels einem Einspritzer (nicht gezeigt) eingespritzten
Kraftstoff und Luft besteht, innerhalb einer Brennkammer eines Zylinders
verbrennt. Ein Kolben in dem Zylinder wird durch die Verbrennung
nach unten geschoben, wodurch eine Kurbelwelle gedreht wird. Eine
Menge des von dem Einspritzer eingespritzten Kraftstoffs wird gemäß einer
in die Maschine 1000 genommenen Einlassluftmenge derart
bestimmt, dass ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(zum Beispiel ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis)
erreicht wird. Anstelle der Maschine kann ein Motor als Antriebsquelle
eingesetzt werden.
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Ein
automatisches Getriebe 3000 ist mit einem dazwischen eingefügten
Momentenwandler 2000 mit der Maschine 1000 gekoppelt.
Deswegen ist eine Abtriebswellendrehzahl des Momentenwandlers 2000 (eine
Turbinendrehzahl NT) gleich einer Eingangswellendrehzahl des automatischen
Getriebes 3000.
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Das
automatische Getriebe 3000 hat eine Planetengetriebeeinheit.
Das automatische Getriebe 3000 wandelt die Drehzahl der
Kurbelwelle durch das Realisieren eines gewünschten Gangs
in eine gewünschte Drehzahl um. Anstelle des automatischen Getriebes,
das den Gang erreicht, kann ein CVT (kontinuierlich variables Getriebe)
montiert werden, das ein Übersetzungsverhältnis
kontinuierlich ändert. Alternativ kann ein automatisches
Getriebe mit konstant eingreifenden Zahnrädern montiert
werden, die mittels eines hydraulischen Stellglieds geschaltet werden.
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Ein
Abtriebszahnrad des automatischen Getriebes 3000 ist mit
dem Differenzialgetriebe 4000 in Eingriff. Die Antriebswelle 5000 ist
mittels Keilwellenpassung oder Ähnlichem mit dem Differenzialgetriebe 4000 gekoppelt.
Eine Bewegungsleistung wird über die Antriebswelle 5000 zu
linken und rechten Vorderrädern 6000 übertragen.
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Raddrehzahlfühler 8002,
ein Positionsfühler 8006 eines Schalthebels 8004,
ein Beschleunigerpedalpositionsfühler 8010 eines
Beschleunigerpedals 8008, ein Hubfühler 8014 eines
Bremspedals 8012, ein Drosselöffnungspositionsfühler 8018 eines
elektronischen Drosselventils 8016, ein Maschinendrehzahlfühler 8020,
ein Eingangswellendrehzahlsensor 8022 und ein Abtriebswellendrehzahlsensor 8024 sind über
einen Kabelbaum und Ähnliches mit einer ECU 7000 verbunden.
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Die
Raddrehzahlfühler 8002 erfassen entsprechend die
Radgeschwindigkeiten der vier Räder des Fahrzeugs und übertragen
Signale, die die erfassten Ergebnisse darstellen, zu der ECU 7000.
Die Position des Schalthebels 8004 wird durch den Positionsfühler 8006 erfasst,
und ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, wird zu der
ECU 7000 übertragen. Ein Gang des automatischen
Getriebes 3000 wird automatisch entsprechend der Position
des Schalthebels 8004 ausgewählt. Zusätzlich
kann eine derartige Anordnung eingesetzt werden, bei der der Fahrer
eine manuelle Schaltbetriebsart zum beliebigen Auswählen
eines Gangs gemäß seiner Betätigung auswählen
kann.
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Ein
Beschleunigerpedalpositionsfühler 8010 erfasst
das Ausmaß des Niederdrückens (Beschleunigerposition)
des Beschleunigerpedals 8008, das von dem Fahrer betätigt
wird, und überträgt ein Signal, das das erfasste
Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000. Ein Hubfühler 8014 erfasst
das Hubausmaß des Bremspedals 8012, das von dem
Fahrer betätigt wird, und überträgt ein
Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu er ECU 7000.
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Der
Drosselöffnungspositionsfühler 8018 erfasst
den Öffnungsgrad (Drosselöffnungsposition) des
elektronischen Drosselventils 8016, dessen Position durch
das Stellglied eingestellt wird, und überträgt
ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
Das elektronische Drosselventil 8016 regelt die Luftmenge
(Abtrieb der Maschine 1000), die in die Maschine 1000 genommen
wird. Die in die Maschine 1000 genommene Luftmenge steigt, wenn
die Drosselöffnung größer wird. Somit
kann die Drosselöffnungsposition als Wert verwendet werden, der
die Ausgabe der Maschine 1000 darstellt. Die Luftmenge
kann durch das Variieren eines Hubausmaßes oder eines Betätigungswinkels
eines Einlassventils (nicht dargestellt) variiert werden, das in
dem Zylinder angeordnet ist. Hier steigt die Luftmenge, wenn das
Hubausmaß und/oder der Betätigungswinkel steigen.
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Der
Maschinendrehzahlfühler 8020 erfasst die Drehzahl
(Maschinendrehzahl NE) der Abtriebswelle (Kurbelwelle) der Maschine 1000,
und überträgt ein Signal, das das erfasste Ergebnis
darstellt, zu der ECU 7000. Der Eingangswellendrehzahlfühler 8022 erfasst
eine Eingangswellendrehzahl NI (Turbinendrehzahl NT) des automatischen
Getriebes 3000 und überträgt ein Signal,
das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
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Der
Abtriebswellendrehzahlfühler 8024 erfasst eine
Abtriebsdrehzahl NO des automatischen Getriebes 3000 und überträgt
ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
Die ECU 7000 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgehend
von einer Abtriebswellendrehzahl NO, einem Radius des Rads und Ähnlichem.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann mittels einer gut bekannten Technik
erfasst werden, und deren Beschreibung wird daher nicht wiederholt.
Anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Abtriebswellendrehzahl
NO direkt verwendet werden.
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Die
ECU 7000 steuert die Ausrüstung ausgehend von
Signalen, die von den vorangehend geschilderten Fühlern
und Ähnlichem gesendet wurden, wie auch ausgehend von einem
Kennfeld oder einem in einem ROM (Nur-Lese-Speicher) gespeicherten
Programm derart, dass das Fahrzeug einen gewünschten Fahrzustand
erreicht. Die ECU 7000 kann in eine Vielzahl von ECUs aufgeteilt
sein.
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In
der vorliegenden Ausführungsform regelt die ECU 7000 das
automatische Getriebe 3000, um einen aus den ersten bis
sechsten Gängen zu erhalten, wenn der Schalthebel 8004 sich
in einer D-(Fahr-)Position befindet und dabei ein D-(Fahr-)Bereich
als Schaltbereich in dem automatischen Getriebe 3000 ausgewählt
ist. Da einer der Gänge aus dem ersten bis zum sechsten
Gang erreicht wird, kann das automatische Getriebe 3000 eine
Antriebskraft zu den Vorderrädern 6000 übertragen.
Es ist angemerkt, dass die Anzahl der Gänge nicht auf sechs
beschränkt ist, sondern sieben oder acht betragen kann.
Der Gang des automatischen Getriebes 3000 wird gemäß einem
Schaltkennfeld eingestellt, das unter Verwendung der Drosselöffnungsposition
und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt wurde. Eine
Beschleunigerposition kann anstelle der Drosselöffnungsposition
verwendet werden.
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Mit
Bezug auf 2 wird im Folgenden die Funktion
der ECU 7000 beschrieben. Die folgende Funktion der ECU 7000 kann
entweder durch Hardware oder durch Software implementiert werden.
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Die
ECU 7000 hat eine Maschinendrehzahlerfassungseinheit 7010,
eine Steuerungseinheit 7020, eine Einstellungseinheit 7030,
eine erste Berechnungseinheit 7041, eine zweite Berechnungseinheit 7042 und
eine Korrektureinheit 7050.
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Die
Maschinendrehzahlerfassungseinheit 7010 erfasst die Maschinendrehzahl
NE ausgehend von einem Signal, das von einem Maschinendrehzahlfühler 8020 übertragen
wurde.
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Die
Steuerungseinheit 7020 steuert die Maschine 1000 derart,
dass der Unterschied zwischen dem Sollwert des Abtriebsmoments,
das durch die Einstellungseinheit 7030 eingestellt wurde,
und dem tatsächlichen Abtriebsmoment der Maschine 1000 kleiner
wird. Zum Beispiel wird der Sollwert der Drosselöffnungsposition
durch eine PID-(Proportional-Plus-Integral-Plus-Differenzial)Regelung
abgeschätzt. Falls das tatsächliche Abtriebsmoment
kleiner als der Sollwert ist, wird ein größerer
Sollwert eingestellt, da der Unterschied zwischen dem Sollwert und
dem tatsächlichen Abtriebsmoment (Absolutwert des Unterschieds)
größer ist. Falls das tatsächliche Abtriebsmoment
größer als der Sollwert ist, wird ein kleinerer
Sollwert eingestellt, da der Unterschied zwischen dem Sollwert und
dem tatsächlichen Abtriebsmoment (Absolutwert des Unterschieds)
größer ist. Das Verfahren zum Einstellen des Sollwerts
der Drosselöffnungsposition ist nicht darauf beschränkt.
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Das
elektronische Drosselventil 8016 ist derart gesteuert,
dass die tatsächliche Drosselöffnungsposition
dem Sollwert entspricht. Da das elektronische Ventil 8016 so
gesteuert ist, wird das Abtriebsmoment der Maschine 1000 geregelt.
Als Ergebnis wird die Maschine 1000 derart gesteuert, dass
der Unterschied zwischen dem Sollwert und dem tatsächlichen Abtriebsmoment
kleiner wird. Anstelle der Drosselöffnungsposition können
der Sollwert der Menge der Einlassluft, des Abtriebsmoments, die Menge
des eingespritzten Kraftstoffs oder Ähnliches abgeschätzt
werden.
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Das
tatsächliche Abtriebsmoment der Maschine 1000 wird
unter Verwendung des ersten Maschinenmodells gemäß der
Beschleunigerposition, der Maschinendrehzahl NE, der Drosselöffnungsposition
und Ähnlichem berechnet. Das erste Maschinenmodell ist
eine Funktion, die zum Berechnen des Abtriebsmoments bestimmt ist,
die die Beschleunigerposition, die Maschinendrehzahl NE, die Drosselöffnungsposition
und Ähnliches als Parameter aufweist. Das erste Maschinenmodell
wird im Voraus bestimmt und verwendet zum Beispiel Versuchsergebnisse
oder Simulationen. Zum Berechnen des tatsächlichen Abtriebsmoments
kann eine gut bekannte Technologie eingesetzt werden, und deswegen
wird eine ausführliche Beschreibung hier nicht gegeben.
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Die
Einstellungseinheit 7030 stellt den Sollwert des Abtriebsmoments
der Maschine 1000 gemäß der Maschinendrehzahl
NE, die durch den Maschinendrehzahlfühler 8020 erfasst
wurde, und der Drosselöffnungsposition ein. Beispielsweise
wird der Sollwert des Abtriebsmoments unter Verwendung des in 3 gezeigten
Kennfelds eingestellt. Der Sollwert des Abtriebsmoments ist größer
einzustellen, da die Drosselöffnungsposition (Drosselöffnungsposition,
die durch das Umwandeln der Beschleunigerposition erhalten wurde)
größer ist. Die Maschinendrehzahl NE, die zum
Einstellen des Sollwerts des Abtriebsmoments verwendet wird, wird durch
die Korrektureinheit 7050 korrigiert. Das Verfahren zum
Korrigieren der Maschinendrehzahl NE wird später beschrieben.
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Die
erste Berechnungseinheit 7014 berechnet die Maschinendrehzahl
NE mit der Totzeit der Maschine 1000 (Steuerungssystem
der Maschine 1000), die mit Bezug auf den Sollwert des
Abtriebsmoments entfernt ist, unter Verwendung des zweiten Maschinenmodells
aus dem Sollwert des Abtriebsmoments, der erfassten Maschinendrehzahl
NE und Ähnlichem.
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Das
zweite Maschinenmodell ist eine Funktion, die zum Berechnen der
Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit bestimmt ist, die
das Abtriebsmoment, die erfasste Maschinendrehzahl NE und Ähnliches
als Parameter aufweist. Das zweite Maschinenmodell wird im Voraus
unter Verwendung von zum Beispiel Versuchsergebnissen oder Simulationen
bestimmt. Das zweite Maschinenmodell entspricht dem in 4 gezeigten.
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Die
zweite Berechnungseinheit 7042 berechnet die Maschinendrehzahl
NE mit der Totzeit der Maschine 1000 (Steuerungssystem
der Maschine 1000), die mit Bezug auf den Sollwert des
Abtriebsmoments reflektiert ist, unter Verwendung des dritten Maschinenmodells
aus dem Sollwert des Abtriebsmoments, der erfassten Maschinendrehzahl
NE und Ähnlichem. Das dritte Maschinenmodell ist eine Funktion,
die zum Berechnen der Maschinendrehzahl NE, die die Totzeit reflektiert,
bestimmt wurde, und das Abtriebsmoment, die erfasste Maschinendrehzahl
NE und Ähnliches als Parameter aufweist. Das dritte Maschinenmodell
wird im Voraus unter Verwendung von zum Beispiel Versuchsergebnissen oder
Simulationen bestimmt.
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Die
Korrektureinheit 7050 korrigiert die tatsächliche
Maschinendrehzahl NE (Maschinendrehzahl NE, die unter Verwendung
eines Maschinendrehzahlfühlers 8020 erfasst wurde)
gemäß dem Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl
NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der
reflektierten Totzeit.
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Auf
beispielhaftem Weg wird die Maschinendrehzahl durch den Unterschied
(Absolutwert des Unterschieds) zwischen der Maschinendrehzahl NE mit
der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der reflektierten
Totzeit korrigiert, falls die Maschinendrehzahl NE mit der entfernten
Totzeit höher als die Maschinendrehzahl NE ist, die die
Totzeit reflektiert, so dass die erfasste Maschinendrehzahl NE steigt.
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Falls
die Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit niedriger als
die Maschinendrehzahl NE, die die Totzeit reflektiert, ist, wird
die Maschinendrehzahl durch den Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl
NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der
reflektierten Totzeit korrigiert, so dass die erfasste Maschinendrehzahl
NE sinkt. Das Verfahren zum Korrigieren der erfassten Maschinendrehzahl
NE ist nicht darauf beschränkt. Die Maschinendrehzahl NE
kann um das Ausmaß proportional zu dem Unterschied zwischen der
Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl
NE mit der reflektierten Totzeit korrigiert werden.
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Mit
Bezug auf 5 wird die Steuerungsstruktur
eines Programms beschrieben, das durch die ECU 7000 ausgeführt
wird. Das im Folgenden beschriebene Programm wird fortlaufend ausgeführt, zum
Beispiel, bis der Strom der ECU 7000 ausgeschaltet wird.
Das durch die ECU 7000 ausgeführte Programm kann
auf einem Aufzeichnungsmedium wie zum Beispiel einer CD (Compact
Disk) oder einer DVD (Digital Versatile Disk) gespeichert und kommerziell
vertrieben werden.
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Bei
Schritt (im Folgenden einfach mit „S" bezeichnet) 100 stellt
die ECU 7000 einen Anfangs-Sollwert des Abtriebsmoments
der Maschine 1000 ein. Bei S102 steuert die ECU 7000 die
Maschine 1000 derart, dass der Unterschied zwischen dem Sollwert
des Abtriebsmoments und dem tatsächlichen Abtriebsmoment
der Maschine 1000 kleiner wird. Bei S104 erfasst die ECU 7000 die
Maschinendrehzahl NE ausgehend von einem Signal, das von einem Maschinendrehzahlfühler 8020 übertragen wurde.
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Bei
S106 berechnet die ECU 7000 die Maschinendrehzahl NE mit
der entfernten Totzeit der Maschine 1000 mit Bezug auf
den Sollwert des Abtriebsmoments. Bei S108 berechnet die ECU 7000 die
Maschinendrehzahl NE, die die Totzeit reflektiert, der Maschine 1000 mit
Bezug auf den Sollwert des Abtriebsmoments.
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Bei
S110 korrigiert die ECU 7000 die tatsächliche
Maschinendrehzahl NE gemäß der Maschinendrehzahl
NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der
reflektierten Totzeit.
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Bei
S112 stellt die ECU den Sollwert des Abtriebsmoments der Maschine 1000 gemäß der
korrigierten Maschinendrehzahl NE und der Drosselöffnungsposition
ein. Dann kehrt der Vorgang zu S102 zurück.
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Der
Betrieb der ECU 7000 ausgehend von der Struktur und dem
Flussdiagramm wie oben wird beschrieben.
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Wenn
die ECU 7000 mit Strom versorgt wird, wird ein Anfangs-Sollwert
des Abtriebsmoments der Maschine 1000 eingestellt (S100).
Die Maschine 1000 wird derart gesteuert, dass der Sollwert
des Abtriebsmoments und das tatsächliche Abtriebsmoment der
Maschine 1000 kleiner werden (S102). Dann wird die Maschinendrehzahl
NE erfasst (S102).
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Das
Steuerungssystem der Maschine 1000 weist eine Totzeit von
der Eingabe des eingestellten Sollwerts bis zu Befehlswerten der
Drosselöffnungsposition, der Menge des eingespritzten Kraftstoffs, der
Zündzeit und Ähnliches ausgegeben werden. Deswegen
weichen die Phase des Soll-Abtriebsmoments und die Phase des tatsächlich
abgegebenen Abtriebsmoments möglicherweise um das der Totzeit entsprechende
Ausmaß ab, wie aus 6 ersichtlich ist.
Deswegen kann die Maschinendrehzahl NE, die unter Verwendung des
Maschinendrehzahlfühlers 8020 erfasst wird, möglicherweise
ein Wert sein, der noch nicht die Änderung gemäß dem
Sollwert des Abtriebsmoments reflektiert.
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Deswegen
kann ein Sollwert, der größer oder kleiner als
notwendig ist, eingestellt werden, falls der Sollwert des Abtriebsmoments
direkt unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE eingestellt wird,
die unter Verwendung des Maschinendrehzahlfühlers 8020 erfasst
wurde. Als Ergebnis kann das Abtriebsmoment der Antriebsquelle möglicherweise instabil
werden.
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Deswegen
wird die Maschinendrehzahl NE mit der Totzeit der Maschine 1000 mit
Bezug auf das Entfernen des Soll-Abtriebsmoments unter Verwendung
des zweiten Maschinenmodells berechnet (S106). Außerdem
wird unter Verwendung des dritten Maschinenmodells die Maschinendrehzahl
NE berechnet, die die Totzeit der Maschine 1000 mit Bezug
auf das Sollabtriebsmoment reflektiert (S108). Gemäß dem
Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl NE mit der entfernten
Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der reflektierten Totzeit
wird die tatsächliche Maschinendrehzahl NE korrigiert (S110).
Somit kann der Einfluss der Totzeit auf die Maschinendrehzahl NE,
der unter Verwendung des Maschinendrehzahlfühlers 8020 erfasst
wurde, reduziert werden, wie in 7 mittels
einer durchgehenden Linie dargestellt ist.
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Gemäß der
korrigierten Maschinendrehzahl NE und der Drosselöffnungsposition
wird der Sollwert des Abtriebsmoments der Maschine 1000 bestimmt (S112).
Folglich wird es möglich, den nächsten Sollwert
unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE einzustellen, der die Änderung
gemäß dem Soll-Abtriebsmoment reflektiert, das
davor eingestellt wurde. Deswegen kann eine unnötige Schwankung
des Sollwerts reduziert werden. Als Ergebnis kann die Stabilität
des Abtriebsmoments der Maschine 1000 verbessert werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird in dem Steuerungsgerät gemäß der
vorliegenden Erfindung die Maschinendrehzahl NE mit der Totzeit
der Maschine mit Bezug auf das entfernte Abtriebsmoment von dem
Sollwert des Abtriebsmoments berechnet. Außerdem wird die
Maschinendrehzahl NE, die die Totzeit der Maschine mit Bezug auf
den Sollwert des Abtriebsmoments reflektiert, aus dem Sollwert des Abtriebsmoments
berechnet. Die tatsächliche Maschinendrehzahl NE wird gemäß dem
Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl NE mit der entfernten
Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der reflektierten Totzeit
korrigiert. Deswegen kann der Einfluss der Totzeit auf die Maschinendrehzahl
NE reduziert werden, die unter Verwendung des Maschinendrehzahlfühlers
erfasst wurde. Der Sollwert des Maschinenabtriebsmoments wird gemäß der
korrigierten Maschinendrehzahl NE und gemäß der
Drosselöffnungsposition eingestellt. Deswegen wird es möglich,
den nächsten Sollwert unter Verwendung der Maschinendrehzahl
NE einzustellen, der die Änderungen gemäß dem
Soll-Abtriebsmoment reflektiert, das davor eingestellt wurde. Deswegen
kann eine unnötige Schwankung des Sollwerts reduziert werden.
Als Ergebnis kann die Stabilität des Maschinenabtriebsmoments
verbessert werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und dargestellt
wurde, ist deutlich zu verstehen, dass dies nur als beispielhafte
Darstellung durchgeführt wurde und nicht einschränkend sein
soll, und dass der Bereich der vorliegenden Erfindung lediglich
durch den Umfang der anhängenden Ansprüche definiert
ist.
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Eine
ECU führt ein Programm mit folgenden Schritten aus: Erfassen
einer Maschinendrehzahl NE ausgehend von einem Signal, das von einem
Maschinendrehzahlfühler übertragen wurde (S104);
Berechnen der Maschinendrehzahl NE mit einer Totzeit, die mit Bezug
auf ein Soll-Abtriebsmoment entfernt wird (S106); Berechnen einer
Maschinendrehzahl NE, die die Totzeit der Maschine mit Bezug auf
das Soll-Abtriebsmoment reflektiert (S108); Korrigieren der tatsächlichen
Maschinendrehzahl NE gemäß einem Unterschied zwischen
der Maschinendrehzahl mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl, die
die Totzeit reflektiert (S110); und Einstellen des Sollwerts des
Abtriebsmoments gemäß der korrigierten Maschinendrehzahl
NE (S112).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-186551 [0001]
- - JP 2003-120349 [0004, 0005]