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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsgerät für eine Antriebsquelle, ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsquelle und ein Steuerungsgerät gemäß den Ansprüchen 1, 4 und 7; 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 Druckschrift
JP 2003 – 120 349 A ).
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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
JP 2003 – 120 349 A 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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Aus der Druckschrift
WO 2007/055144 A1 ist ein Steuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine bekannt, das eine jeweilige Komponente in einer Brennkraftmaschine basierend auf einem eingestellten Soll-Drehmoment steuert. Dazu wird eine Abweichung zwischen einem geschätzten Drehmoment und einem Sollwert berechnet. Außerdem wird auf Basis der Abweichung eine Größe berechnet, die als Basis für eine Korrektur des Drehmoments dient.
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Aus der Druckschrift
DE 692 26 709 T2 ist eine Regelung für eine Drehzahl einer Brennkraftmaschine bekannt. Zur Ermittlung der Drehzahl werden unter anderem zwei unterschiedliche Steuereingänge verwendet. Für einen dieser Steuereingänge werden dessen Geschichte und eine Totzeit berücksichtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsgerät für eine Antriebsquelle und ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsquelle bereitzustellen, die die Stabilität des Abtriebsmoments der Antriebsquelle verbessern können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Steuerungsgerät für eine Antriebsquelle nach Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsquelle nach Anspruch 4 bzw. durch ein Steuerungsgerät für eine Antriebsquelle nach Anspruch 7 gelöst.
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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, in der eine Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den Sollwert nicht berücksichtigt ist, aus dem Sollwert, berechnet eine dritte Drehzahl der Abtriebswelle, in der die Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den Sollwert berücksichtigt (reflektiert) ist, 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 berücksichtigt 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, in der die Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den Sollwert nicht berücksichtigt. Außerdem wird ebenfalls eine dritte Drehzahl der Abtriebswelle berechnet, in der die Totzeit der Antriebsquelle mit Bezug auf den Sollwert berücksichtigt ist. 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 berücksichtigt, 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 berücksichtigten 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 Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich werden, wenn diese in Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen berücksichtigt wird.
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KÜRZE 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 Umwandelnder 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 7041 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 berücksichtigt 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 berücksichtigt, 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 nicht berücksichtigten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der berücksichtigten 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 berücksichtigten Totzeit korrigiert, falls die Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit höher als die Maschinendrehzahl NE ist, in der die Totzeit berücksichtigt ist, so dass die erfasste Maschinendrehzahl NE steigt.
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Falls die Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit niedriger als die Maschinendrehzahl NE ist, in der die Totzeit berücksichtigt ist, wird die Maschinendrehzahl durch den Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der berücksichtigten 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 berücksichtigten 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, in der die Totzeit berücksichtigt ist, 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 nicht berücksichtigten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der berücksichtigten 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 berücksichtigt. 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 berücksichtigt (S108). Gemäß dem Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl NE mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl NE mit der berücksichtigten 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 berücksichtigt, 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 berücksichtigt, 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 berücksichtigten 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 berücksichtigt, 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 berücksichtigt (S108); Korrigieren der tatsächlichen Maschinendrehzahl NE gemäß einem Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl mit der entfernten Totzeit und der Maschinendrehzahl, die die Totzeit berücksichtigt (S110); und Einstellen des Sollwerts des Abtriebsmoments gemäß der korrigierten Maschinendrehzahl NE (S112).
