DE102016219669B4 - Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug (1), mit:einer Antriebsvorrichtung (3), die eine Fahrantriebsquelle (30) und ein Getriebe (31) umfasst und ausgelegt ist, um ein Antriebsmoment der Fahrantriebsquelle über das Getriebe (31) auf ein Rad (10FL, 10FR, 10RL, 10RR) zu übertragen und dadurch das Rad (10FL, 10FR, 10RL, 10RR) anzutreiben;einem Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel (102) zum Berechnen eines an einem Fahrzeugaufbau (2) zu erzeugenden Schwingungsunterdrückungsmoments (Tc) zum Unterdrücken eine Schwingung einer gefederten Masse;einem Mittel (104) zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert, um das berechnete Schwingungsunterdrückungsmoment (Tc) durch den oberen/unteren Grenzwert so zu begrenzen, dass das Schwingungsunterdrückungsmoment (Tc) in einen Bereich fällt, der durch den oberen und unteren Grenzwert (Tclim, Tclim) begrenzt ist;einem Sollmoment-Berechnungsmittel (105) zum Berechnen eines Sollmoments durch Addieren des Schwingungsunterdrückungsmoments (Tc), das durch den oberen/unteren Grenzwert begrenzt wird, zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment (Tw0), das auf der Grundlage einer durch einen Fahrer durchgeführten Beschleunigerbetätigung eingestellt wird;einem Antriebsmoment-Regelungsmittel (106) zum Regeln eines Antriebsmoments der Antriebsvorrichtung auf der Grundlage des Sollmoments;einem Übersetzungs-Ermittlungsmittel (103) zum Ermitteln einer momentanen Übersetzung des Getriebes; undeinem Mittel (103) zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts, um auf der Grundlage der ermittelten Übersetzung Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts (Tclim, Tclim) so einzustellen, dass sie mit zunehmender Übersetzung zunehmen.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Regeln von an Rädern zu erzeugenden Antriebskräften derart, dass eine Schwingung einer gefederten Masse unterdrückt werden kann.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung zum Regeln von an Rädern zu erzeugenden Antriebskräften, um dadurch eine Schwingung eines Fahrzeugaufbaus, insbesondere eine Schwingung einer gefederten Masse zu unterdrücken, ist bekannt. Eine Regelung zum Unterdrücken einer Schwingung einer gefederten Masse ist als Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse bezeichnet. Wenn die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse ausgeführt wird, berechnet die Antriebskraft-Regelungsvorrichtung ein Schwingungsunterdrückungsmoment, das in eine Richtung wirkt, in der die Schwingung der gefederten Masse (z. B. eine Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus) unterdrückt wird, stellt ein Sollmoment ein, das durch Addieren des Schwingungsunterdrückungsmoment zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment ermittelt wird, und regelt ein Antriebsmoment, das durch eine Antriebsvorrichtung erzeugt wird, in Übereinstimmung mit dem Sollmoment.
• Wenn diese Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse , insbesondere in einer Antriebsvorrichtung, die nur ein kleines Drehmoment erzeugen kann, z. B. eine Antriebsvorrichtung, die für ein kleines Fahrzeug verwendet wird, ausgeführt wird, kann es sein, dass ein erforderlicher Wert, der in der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse erforderlich ist, nicht realisiert werden darf, so dass das Schwingungsunterdrückungsmoment begrenzt werden muss. Zum Beispiel ist in einer Antriebsvorrichtung mit einem Ottomotor mit kleinem Hubraum ein Verhältnis des Schwingungsunterdrückungsmoments zu dem Antriebsmoment, das durch den Motor erzeugt werden kann, groß, und eine Öffnungsgrad-Änderungsbetrag einer Drossel zum Unterdrücken der Schwingung der gefederten Masse somit groß. Diese große Änderung kann die grundlegende Regelung des Motors negativ beeinflussen. Daher werden der obere und der untere Grenzwert für das Schwingungsunterdrückungsmoment eingestellt. Hier besteht ein Grund für die Verwendung des Ausdrucks des oberen und des unteren Grenzwerts darin, dass das Schwingungsunterdrückungsmoment eine Wellenform zeigt, in der eine Antriebskraft, die in eine Richtung wirkt, in der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment zunimmt, und eine negative Antriebskraft (Bremskraft), die in eine Richtung wirkt, in der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment abnimmt, im Wechsel auftreten. Somit können der obere und der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments als obere Grenzwert der jeweiligen Absolutwerte des Antriebsmoments, das in die Richtung wirkt, in der das Schwingungsunterdrückungsmoment zunimmt, und des negativen Antriebsmoments, das in eine Richtung wirkt, in der das Schwingungsunterdrückungsmoment abnimmt, definiert werden.
• Auf diese Weise ist zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2011 - 17 303 A eine Technologie zum Einstellen des oberen und des unteren Grenzwerts des Schwingungsunterdrückungsmoments vorgeschlagen worden.
• Jedoch kann die Einstellung des oberen und des unteren Grenzwerts des Schwingungsunterdrückungsmoments zu einem Zustand führen, in dem die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse nicht in ausreichender Weise durchgeführt werden kann.
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es daher eine Aufgabe, die Leistung einer Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse so weit wie möglich zu verbessern, und zwar selbst dann, wenn die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse ausgeführt wird, wenn der obere und der untere Grenzwert eines Schwingungsunterdrückungsmoment eingestellt sind.
• Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:
• Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug (1), mit:
  • einer Antriebsvorrichtung (3), die eine Fahrantriebsquelle (30) und ein Getriebe (31) umfasst und ausgelegt ist, um ein Antriebsmoment der Fahrantriebsquelle über das Getriebe (31) auf ein Rad zu übertragen und dadurch das Rad anzutreiben;
  • einem Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel (102) zum Berechnen eines an einem Fahrzeugaufbau zu erzeugenden Schwingungsunterdrückungsmoments zum Unterdrücken eine Schwingung einer gefederten Masse;
  • einem Mittel (104) zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert, um das berechnete Schwingungsunterdrückungsmoment durch den oberen/unteren Grenzwert so zu begrenzen, dass das Schwingungsunterdrückungsmoment in einen Bereich fällt, der durch den oberen und unteren Grenzwert begrenzt ist;
  • einem Sollmoment-Berechnungsmittel (105) zum Berechnen eines Sollmoments durch Addieren des Schwingungsunterdrückungsmoments, das durch den oberen/unteren Grenzwert begrenzt wird, zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment, das auf der Grundlage einer durch einen Fahrer durchgeführten Beschleunigerbetätigung eingestellt wird;
  • einem Antriebsmoment-Regelungsmittel (106) zum Regeln eines Antriebsmoments der Antriebsvorrichtung auf der Grundlage des Sollmoments;
  • einem Übersetzungs-Ermittlungsmittel (103) zum Ermitteln einer momentanen Übersetzung des Getriebes; und
  • einem Mittel (103) zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts, um auf der Grundlage der ermittelten Übersetzung Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts so einzustellen, dass sie mit zunehmender Übersetzung zunehmen.
• Die Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Antriebsvorrichtung, das Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel, das Mittel zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert, das Sollmoment-Berechnungsmittel, das Antriebsmoment-Regelungsmittel, das Übersetzungs-Ermittlungsmittel und das Mittel zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts.
• Die Antriebsvorrichtung umfasst die Fahrantriebsquelle und das Getriebe und ist ausgelegt, um das Antriebsmoment der Fahrantriebsquelle über das Getriebe auf das Rad zu übertragen und dadurch das Rad anzutreiben. Das Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel ist ausgelegt, um das an dem Fahrzeugaufbau zu erzeugende Schwingungsunterdrückungsmoment zum Unterdrücken der Schwingung einer gefederten Masse zu berechnen. Zum Beispiel kann das Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel ausgelegt sein, um einen Sensor zum Erfassen eines momentanen Schwingungszustands des Fahrzeugaufbaus zu verwenden und das Schwingungsunterdrückungsmoment auf der Grundlage eines Sensorerfassungswerts zu berechnen, oder kann ausgelegt sein, um ein Kinetikmodell des Fahrzeugs zu verwenden, um das Schwingungsunterdrückungsmoment zur Minimierung der Schwingung des Fahrzeugaufbaus zu berechnen.
• Das Mittel zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ist ausgelegt, um das berechnete Schwingungsunterdrückungsmoment durch den oberen/unteren Grenzwert zu begrenzen, so dass das Schwingungsunterdrückungsmoment in den Bereich fällt, der durch den oberen und den unteren Grenzwert begrenzt ist. Das Sollmoment-Berechnungsmittel ist ausgelegt, um das Sollmoment durch Addieren des Schwingungsunterdrückungsmoments, das durch einen oberen/unteren Grenzwert begrenzt ist, zu dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment, das auf der Grundlage der durch den Fahrer durchgeführten Beschleunigerbetätigung eingestellt wird, zu berechnen. Das Antriebsmoment-Regelungsmittel ist ausgelegt, um das Antriebsmoment der Antriebsvorrichtung auf der Grundlage des Sollmoments zu regeln. Dadurch wird die Schwingung (hauptsächlich die Nickschwingung) des Fahrzeugaufbaus verhindert. Diese Regelung, die dazu dient, das Antriebsmoment der Antriebsvorrichtung zu regeln, um die Schwingung des Fahrzeugaufbaus zu unterdrücken, ist als Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse bezeichnet.
• Wenn ein Verhältnis des Schwingungsunterdrückungsmoments zu dem Antriebsmoment, das durch die Fahrantriebsquelle erzeugt werden kann, groß ist, kann die Leistung der Fahrantriebsquelle negativ beeinflusst werden. Daher begrenzt das Mittel zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert den oberen/unteren Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments. Doch wenn die Begrenzung durch den oberen/unteren Grenzwert nicht in geeigneter Weise eingestellt wird, nimmt die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse ab.
• Das von der Fahrantriebsquelle ausgegebene Antriebsmoment wird auf der Grundlage der Übersetzung des Getriebes verstärkt. Somit kann, wenn die Begrenzung durch den oberen/unteren Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments in Abhängigkeit von der Übersetzung des Getriebes zum Ausführen der Regelung der Dämpfung der Schwingung der gefederten Masseeingestellt wird, die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse bestmöglich ausgeführt werden.
• In einer bekannten Vorrichtung sind der obere und der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments jeweils auf einen konstanten Wert festgelegt. In der bekannten Vorrichtung werden der obere und der untere Grenzwert, die der höchsten Schaltposition mit der niedrigsten Übersetzung entsprechen, so eingestellt, dass die Leistung der Fahrantriebsquelle unabhängig von der eingestellten Gangposition des Getriebes gewährleistet ist. Dadurch wird, zum Beispiel wenn das Fahrzeug mit einer Gangposition für eine geringe Geschwindigkeit fährt, wo die Übersetzung hoch ist, obwohl das Verhältnis des Schwingungsunterdrückungsmoments zu dem Antriebsmoment, das von der Fahrantriebsquelle ausgegeben werden kann, klein ist, die Begrenzung durch den oberen/unteren Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoment nicht verringert, so dass die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse nicht ausreichend ausgeführt werden kann.
• Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung das Übersetzungs-Ermittlungsmittel ausgelegt, um die momentane Übersetzung des Getriebes zu ermitteln. Ferner ist das Mittel zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ausgelegt, um auf der Grundlage der ermittelten Übersetzung die Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts so einzustellen, dass sie mit zunehmender Übersetzung zunehmen. Somit kann die Begrenzung durch den oberen/unteren Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments mit zunehmender Übersetzung stark verringert werden. Dadurch kann gemäß der vorliegenden Erfindung, während die Leistung der Fahrantriebsquelle gewährleistet ist, die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse Leistung bestmöglich ausgeführt werden.
• Ferner ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Mittel zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ausgelegt, um den oberen und unteren Grenzwert durch Multiplizieren eines oberen bzw. unteren Grenzwerts des Antriebsquellen-Schwingungsunterdrückungsmoments, die der obere bzw. der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments sind, das in der Fahrantriebsquelle erzeugt werden darf, mit der ermittelten Übersetzung einzustellen.
• Gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der obere und der untere Grenzwert des Antriebsquellen-Schwingungsunterdrückungsmoments, der der obere bzw. der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments sind, die in der Fahrantriebsquelle erzeugt werden dürfen, bestimmt, und der obere und der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments werden eingestellt, indem der obere bzw. untere Grenzwert des Antriebsquellen-Schwingungsunterdrückungsmoments mit der Übersetzung multipliziert werden. Somit können gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der obere und der untere Grenzwert in geeigneter Weise eingestellt werden. Dadurch kann, während die Leistung der Fahrantriebsquelle gewährleistet ist, die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse in noch geeigneterer Weise ausgeführt werden.
• In der obigen Beschreibung sind Bezugszeichen, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, in Klammern gesetzt und einem jeweiligen Merkmal der Erfindung zugeordnet, das der Ausführungsform entspricht, um die Verständlichkeit der Erfindung zu erleichtern, doch keines der jeweiligen Merkmale der Erfindung ist auf das der Ausführungsform begrenzt, das durch das Bezugszeichen bestimmt ist.
• Figurenliste
• 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs, in dem eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
• 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Antriebskraft-Regelungseinheit.
• 3 ist ein Diagramm zum Zeigen von Regelungsblöcken einer Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit.
• 4 ist ein Diagramm zum Zeigen eines dynamischen Kinetikmodells eines Fahrzeugs.
• 5 ist eine Kennlinie zum Zeigen von Übergängen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Übersetzung, eines oberen und eines unteren Grenzwerts und eines Schwingungsunterdrückungsmoments.
• 6 ist eine Kennlinie zum Zeigen eines oberen und eines unteren Grenzwerts des Schwingungsunterdrückungsmoments, die für jeweiligen Gangpositionen eingestellt werden.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
• AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Nachfolgend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration eines Fahrzeugs 1, in dem eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform eingebaut ist.
• Das Fahrzeug 1 umfasst ein linkes Vorderrad 10FL, ein rechtes Vorderrad 10FR, ein linkes Hinterrad 10RL und ein rechtes Hinterrad 10RR. Das linke Vorderrad 10FL, das rechte Vorderrad 10FR, das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR sind über unabhängige Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL bzw. 20RR an einem Fahrzeugaufbau 2 aufgehängt.
• Die Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR umfassen Aufhängungsarme (Verbindungsmechanismen) zum Verbinden des Fahrzeugaufbaus 2 mit den Rädern 10FL, 10FR, 10RL bzw. 10RR, Aufhängungsfedern zum Stützen von Lasten in vertikaler Richtung und zum Absorbieren von Stößen und Stoßdämpfer zum Dämpfen einer Schwingung einer gefederten Masse (Fahrzeugaufbau 2). Eine wohl bekannte Vierrad-Einzelradaufhängung wie etwa vom Wishbone-Typ oder vom Federbein-Typ können als die Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL, und 20RR verwendet werden.
• Im Folgenden, wenn kein bestimmtes der Räder 10FL, 10FR, 10RL und 10RR und/oder keine bestimmte der Aufhängungen 20FL, 20FR, 20RL und 20RR gemeint ist, sind die Räder und die Aufhängungen zusammenfassend als Rad 10 bzw. Aufhängung 20 bezeichnet. Ferner sind die Räder 10FL und 10FR als Vorderräder 10F bezeichnet und die Räder 10RL und 10RR als Hinterräder 10R bezeichnet.
• Das Fahrzeug 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb und umfasst einen Motor 30 als Fahrantriebsquelle. Als der Motor 30 wird in dieser Ausführungsform ein Ottomotor verwendet, doch kann auch ein Dieselmotor oder dergleichen verwendet werden. Das Fahrzeug 1 kann ein Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor statt des Motors als der Fahrantriebsquelle, ein Hybridfahrzeug mit einer Kombination aus einem Motor und dem Elektromotor oder dergleichen sein. Ferner ist das Fahrzeug 1 nicht auf ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb begrenzt, sondern kann auch ein Fahrzeug mit Frontantrieb oder ein Fahrzeug mit Allradantrieb sein.
• Nachfolgend ist eine Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit dem Motor 30 als der Fahrantriebsquelle beschrieben, doch kann der Ausdruck Motor 30 hier auch durch den Ausdruck Fahrantriebsquelle ersetzt werden. Ferner können ein den Motor 30 betreffender Sensor, ein durch den Sensor erfasster Sensorwert, ein Aktor, der ausgelegt ist, um den Motor zu betätigen und dergleichen durch die Ausdrücke Sensor, der die Fahrantriebsquelle betrifft, die statt des Motors 30 verwendet wird, durch den Sensor erfasster Sensorwert und Aktor, der ausgelegt ist, um die Fahrantriebsquelle zu betätigen, ersetzt werden.
• Ein Antriebsmoment des Motors 30 wird über ein Getriebe 31 zu einer Gelenkwelle 32 übertragen. Das Drehmoment der Gelenkwelle 32 und 10RR wird über eine Differentialvorrichtung 33 und Antriebswellen 34L und 34R auf die Hinterräder 10RL übertragen. Ein Antriebssystem, in dem ein Antriebsmoment des Motors 30 auf die Hinterräder 10RL und 10RR übertragen wird, ist eine Antriebsvorrichtung 3. Somit umfasst die Antriebsvorrichtung 3 den Motor 30, das Getriebe 31, die Gelenkwelle 32, die Differentialvorrichtung 33 und die Antriebswellen 34L und 34R. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Getriebe 31 ein Automatikgetriebe, aber das Getriebe 31 kann auch ein manuelles Getriebe sein.
• Der Motor 30 und das Getriebe 31 sind mit einer elektrischen Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (ECU) 50 verbunden. Die ECU 50 umfasst einen Mikrocomputer als Hauptkomponente. In dieser Beschreibung umfasst der Mikrocomputer eine CPU und Speichervorrichtungen, z. B. einen ROM und einen RAM.
• Mit der ECU 50 sind ein Gaspedalsensor 61, Raddrehzahlsensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR und ein Motorzustandssensor 63 verbunden. Der Gaspedalsensor 61 ist ausgelegt, um einen Beschleunigerbetätigungsbetrag, der ein Betrag einer Niederdrückbetätigung und einer Zurücknahmebetätigung eines Gaspedals durch den Fahrer ist, zu erfassen und ein Erfassungssignal, das ein Maß für den Beschleunigerbetätigungsbetrag ist, an die ECU 50 auszugeben. Die Raddrehzahlsensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR sind an den Rädern 10FL, 10FR, 10RL bzw. 10RR angeordnet und ausgelegt, um die jeweiligen Raddrehzahlen zu erfassen und Erfassungssignale, die ein Maß für die Raddrehzahlen sind, an die ECU 50 auszugeben. Die vier Raddrehzahlsensoren 62FL, 62FR, 62RL und 62RR sind nachfolgend zusammenfassend als Raddrehzahlsensor 62 bezeichnet.
• Der Motorzustandssensor 63 umfasst mehrere Sensoren zum Erfassen von Zuständen des Motors 30 und des Getriebe 31 und zum Ausgeben der jeweiligen Erfassungssignale, die ein Maß für die Erfassungswerte sind, an die ECU 50. Zum Beispiel ist der Motorzustandssensor 63 ausgelegt, um eine Motordrehzahl, eine Kühlmitteltemperatur, eine Ansauglufttemperatur, einen Ansaugluftdruck, den Atmosphärendruck, einen Drosselöffnungsgrad, eine Schaltposition, Drehzahlen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Getriebes 31, eine Schaltgangposition und dergleichen zu erfassen.
• Die ECU 50 ist ausgelegt, um auf der Grundlage von von diesen Sensoren ausgegebenen Erfassungssignalen Motorsteuerungsaktoren und Getriebesteuerungsaktoren (nicht gezeigt) zu betätigen und dadurch das Antriebsmoment des Motors 30 und die Übersetzung (Gangposition) des Getriebes 31 zu regeln bzw. zu steuern.
• Das Fahrzeug 1 umfasst eine Lenkvorrichtung zum Einzustellen von Lenkwinkeln von gelenkten Rädern und eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen von Reibungsbremskräften an den Rädern. Jedoch betreffen die Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung und die Bremsvorrichtung nicht direkt die vorliegende Erfindung, so dass sie in dieser Beschreibung und den Zeichnungen nicht beschrieben sind.
• Nachfolgend ist eine durch die ECU 50 ausgeführte Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse beschrieben. Wenn die Antriebsvorrichtung 3 auf der Grundlage der vom Fahrer geforderten Steuerung betätigt wird und eine Schwankung des Radmoments verursacht wird, können eine Federkraftschwingung in einer vertikalen Richtung des Schwerpunkts des Fahrzeugaufbaus und eine Nickschwingung in einer Nickrichtung um den Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus erzeugt werden. Ferner kann, wenn während der Fahrt des Fahrzeugs 1 eine durch Unregelmäßigkeiten einer Straßenoberfläche oder dergleichen verursachte Störung auf das Rad 10 wirkt, die Störung auf den Fahrzeugaufbau 2 übertragen werden, wobei die Federkraftschwingung und die Nickschwingung auch in dem Fahrzeugaufbau erzeugt werden können. Diese Schwingungen des Fahrzeugaufbaus sind als Schwingungen der gefederten Masse bezeichnet. Die Schwingungen der gefederten Masse treten mit einer Frequenz in der Nähe einer Resonanzfrequenz der Schwingung der gefederten Masse (z. B. 1,5 Hz) auf.
• Für die Schwingung der gefederten Masse kann durch Ändern des Antriebsmoments (der an den Rädern zu erzeugenden Antriebskräfte) des Motors 30 synchron mit der Schwingung der gefederten Masse eine Kraft auf den Fahrzeugaufbau 2 in eine Richtung, in der die Schwingung der gefederten Masse unterdrückt wird, erzeugt werden. Somit ist die ECU 50 ausgelegt, um einen Wert, der durch Addieren eines Schwingungsunterdrückungsmoments zum Unterdrücken der Schwingung der gefederten Masse zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment ermittelt wird, auf ein Sollmoment einzustellen. Die ECU 50 ist ausgelegt, um dann das Antriebsmoment des Motors 30 so zu regeln, dass die Räder 10 das Sollmoment erzeugen. Die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse unter Verwendung des Antriebsmoments ist besonders effektiv zur Unterdrückung der Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus, so dass die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse lediglich wenigstens die Nickschwingung unterdrücken muss.
• Zum Beispiel wird, wenn der Fahrzeugaufbau 2 in eine Frontabwärtsrichtung nickt, das Schwingungsunterdrückungsmoment in eine Richtung eingestellt, in der das Fahrzeug beschleunigt wird. Dadurch kann das Nickmoment in einer Frontaufwärtsrichtung auf den Fahrzeugaufbau 2 ausgeübt werden. Ebenso wird, wenn das Fahrzeugaufbau 2 in der Frontaufwärtsrichtung nickt, das Schwingungsunterdrückungsmoment (Bremsmoment) in eine Richtung, in der das Fahrzeug verzögert wird, eingestellt. Dadurch kann das Nickmoment in eine Frontabwärtsrichtung auf den Fahrzeugaufbau 2 ausgeübt werden. Somit oszilliert das Schwingungsunterdrückungsmoment zum Unterdrücken der Schwingung der gefederten Masse zwischen der positiven und der negativen Richtung synchron mit der Schwingung der gefederten Masse.
• 2 ist eine Darstellung von Funktionsblöcken einer Antriebskraft-Regelungseinheit 100 der ECU 50. Die jeweiligen Blöcke der Antriebskraft-Regelungseinheit 100 sind durch die CPU des Mikrocomputers implementiert, der in der ECU 50 angeordnet ist, die die in dem ROM gespeicherten Anweisungen (Programme) ausführt.
• Die Antriebskraft-Regelungseinheit 100 umfasst eine Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments, eine Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102, eine Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts, eine Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert, eine Additionseinheit 105 und eine Steuerungsbefehleinheit 106.
• Die Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments ist ausgelegt, um ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment Td, das ein Soll-Ausgangsdrehmoment der Antriebsvorrichtung 3 ist, das von dem Fahrer gefordert wird, auf der Grundlage eines durch den Gaspedalsensor 61 erfassten Beschleunigerbetätigungsbetrags θa, der eine von einem Fahrer geforderte Beschleunigung/Verzögerung repräsentiert, zu berechnen. Die Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments ist zum Beispiel ausgelegt, um eine vom Fahrer angeforderte Drehmomentkarte zum Einstellen des vom Fahrer angeforderten Drehmoments Td, das mit zunehmendem Beschleunigerbetätigungsbetrag θa zunimmt, zu speichern und um diese vom Fahrer angeforderte Drehmomentkarte zu verwenden, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td zu berechnen. Die Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments ist ausgelegt, um ein Signal, das das berechnete vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td repräsentiert, an die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 und die Additionseinheit 105 auszugeben. Die ECU 50 ist ausgelegt, um die Gangposition des Getriebes 31 auf der Grundlage des Beschleunigerbetätigungsbetrags θa (oder des Beschleunigerbetätigungsbetrags θa und der Fahrzeuggeschwindigkeit) in einer Funktionseinheit zur Regelung der Übersetzung (nicht gezeigt) parallel zu der Verarbeitung der Berechnung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments Td durch die Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments zu steuern.
• Die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 ist eine Funktionseinheit, die ausgelegt ist, um ein Korrekturmoment (Regelungsbetrag zum Dämpfen einer Schwingung einer gefederten Masse) zum Korrigieren des vom Fahrer angeforderten Drehmoments Td so zu berechnen, dass die Schwingung der gefederten Masse (Schwingung des Fahrzeugaufbaus 2) minimiert ist. Das durch die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 berechnete Korrekturmoment ist als Schwingungsunterdrückungsmoment Tc bezeichnet. Verschiedene Verfahren sind als Verfahren zum Berechnen des Schwingungsunterdrückungsmoment Tc bekannt, und ein beliebiges der verschiedenen Verfahren kann ausgewählt werden.
• Gemäß dieser Ausführungsform hat die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 die gleiche Konfiguration wie die von zum Beispiel der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 - 231 989 A (Japanische Patent-Nr. JP 4 835 480 B2 ) des Anmelders dieser Anmeldung offenbarten „Dämpfungsregelungsvorrichtung“. Somit können verschiedene, in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 - 231 989 A offenbarte Berechnungsverfahren hierin enthalten sein (insbesondere sollten die Verfahren als in dieser Beschreibung offenbart behandelt werden).
• 3 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung der Konfiguration der Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 in Form von Regelungsblöcken. Die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 umfasst eine Radmoment-Umwandlungseinheit 1021, eine Steuerungseinheit 1022, eine Regelungseinheit 1023 und eine Antriebsmoment-Umwandlungseinheit 1024.
• Die Radmoment-Umwandlungseinheit 1021 ist ausgelegt, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td in ein Radmoment umzuwandeln und ein Signal, das ein vom Fahrer angefordertes Radmoment Tw0 repräsentiert, welches ein umgewandelter Wert des vom Fahrer angeforderten Radmoments Td ist, der Steuerungseinheit 1022 zuzuführen. Die Steuerungseinheit 1022 hat die Konfiguration eines so genannten Optimalwertreglers. Die Steuerungseinheit 1022 umfasst eine Kinetikmodelleinheit 1022a, in dem ein Kinetikmodell einer Schwingung einer gefederten Masse des Fahrzeugaufbaus enthalten ist. Das vom Fahrer angeforderte Radmoment Tw0 wird der Kinetikmodelleinheit 1022a zugeführt. In der Kinetikmodelleinheit 1022a werden Antworten von Zustandsvariablen des Fahrzeugaufbaus auf das vom Fahrer angeforderte Radmoment Tw0 berechnet. In einer Korrekturbetrag-Berechnungseinheit 1022b wird ein Korrekturbetrag des vom Fahrer angeforderten Radmoments, durch den bewirkt werden soll, dass die Zustandsvariablen zu Minimalwerten umgewandelt werden, berechnet.
• Durch die Raddrehzahlsensoren 62RL und 62RR erfasste Radgeschwindigkeiten w (Raddrehzahlen) der Antriebsräder 10R werden der Regelungseinheit 1023 zugeführt, und die Raddrehzahlen ω werden durch ein Bandpassfilter 1023a gefiltert. Dadurch wird eine Frequenzkomponente eines Rauschens, die keinen Beitrag zur Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse liefert, von der Raddrehzahl ω entfernt. Die gefilterten Raddrehzahlen ω werden einem Radmomentschätzer 1023b zugeführt. Der Radmomentschätzer 1023b ist ausgelegt, um ein geschätztes Radmoment Tw aus einer zeitlichen Ableitung der Raddrehzahl (Raddrehzahl) w, der Masse M des Fahrzeugs und einem Radradius r gemäß dem folgenden Ausdruck zu berechnen. $$\text{Tw}=\text{M}\cdot {\text{r}}^2\cdot \text{d}\mathrm{\omega }\text{/dt}$$

  
• Ferner ist die Regelungseinheit 1023 ausgelegt, um das geschätzte Radmoment Tw mit einer FB-Verstärkung zu multiplizieren. Die FB-Verstärkung ist eine Verstärkung zum Einstellen eines Beitragsgleichgewichts zwischen dem vom Fahrer angeforderten Radmoment und dem geschätzten Radmoment in der Kinetikmodelleinheit 1022a. Ein durch Multiplizieren des geschätzten Radmoments Tw mit der FB-Verstärkung ermittelter Wert wird als Störgröße zu dem vom Fahrer angeforderten Radmoment Tw0 addiert, und die Summe wird der Kinetikmodelleinheit 1022a zugeführt. Dadurch kann in der Steuerungseinheit 1022 ein Korrekturbetrag für das vom Fahrer angeforderte Radmoment Tw0, der ein Maß für die Störung ist, berechnet werden. Nachfolgend ist der durch Multiplikation des geschätzten Radmoments Tw mit der FB-Verstärkung ermittelte Wert als das geschätzte Radmoment Tw definiert.
• In der Antriebsmoment-Umwandlungseinheit 1024 wird der Korrekturbetrag für das vom Fahrer angeforderte Radmoment Tw0 in einen Wert mit einer Einheit des angeforderten Drehmoments der Antriebsvorrichtung 3 umgewandelt. Dieser umgewandelte Wert ist ein Schwingungsunterdrückungsmoment, das erforderlich ist, um zu verhindern, dass die Schwingung der gefederten Masse erzeugt wird.
• Die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 nimmt ein dynamisches Kinetikmodell in der Federkraftschwingungsrichtung und der Nickrichtung des Fahrzeugaufbaus an, konstruiert eine Zustandsgleichung, in die das vom Fahrer angeforderte Radmoment Tw0 und das geschätzte Radmoment Tw (Störung) eingesetzt werden, und umfasst Zustandsvariable der Federkraftschwingungsrichtung und der Nickrichtung. Die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 ist ausgelegt, um eine Eingabe (ein Drehmoment) zu bestimmen, die bewirkt, dass sich die Zustandsvariable der Federkraftschwingungsrichtung und der Nickrichtung von dieser Zustandsgleichung gemäß der Theorie der Optimalwertregelung in null umwandelt. Dieser Drehmomentwert wird als das Drehmoment für die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse, insbesondere das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc zur Korrektur des vom Fahrer angeforderten Drehmoments Td verwendet. Die Richtung (positiv/negativ) des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc wird so bestimmt, dass die Schwingung der gefederten Masse verhindert wird, wenn das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc zu dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment Td addiert wird.
• Als das oben erwähnte Kinetikmodell, kann zum Beispiel, wie es in 4 gezeigt ist, ein Modell gegeben sein, in dem der Fahrzeugaufbau 2 als ein starrer Körper S der Masse M und dem Trägheitsmoment I betrachtet wird und der starre Körper S durch eine Vorderradaufhängung 20f mit einer Federkonstanten kf und einem Dämpfungsfaktor cf und eine Hinterradaufhängung 20r mit einer Federkonstanten kr und einem Dämpfungsfaktor cr betrachtet wird. In diesem Fall sind die Bewegungsgleichung der Federkraftschwingungsrichtung und die Bewegungsgleichung der Nickrichtung des Fahrzeugschwerpunkts Cg durch den Ausdruck (1a) bzw. Ausdruck (1b) gegeben. $$M\frac{d^{2}z}{d{t}^2}=-kf\left(z+Lf\cdot \theta \right)-cf\left(\frac{dz}{dt}+Lf\cdot \frac{d\theta }{dt}\right)-kr\left(z-Lr\cdot \theta \right)-cr\left(\frac{dz}{dt}-Lr\cdot \frac{d\theta }{dt}\right)$$

  

  $${\rm I}\frac{d^2\theta }{d{t}^2}=-Lf\left\{kf\left(z+Lf\cdot \theta \right)+cf\left(\frac{dz}{dt}+Lf\cdot \frac{d\theta }{dt}\right)\right\}+Lr\left\{kr\left(z-Lr\cdot \theta \right)+cr\left(\frac{dz}{dt}-Lr\cdot \frac{d\theta }{dt}\right)\right\}+\frac{h}{r}\cdot T$$

  
• In den Ausdrücken (1a) und (1b) bezeichnen Lf bzw. Lr einen Abstand von dem Fahrzeugschwerpunkt Cg zu einer Vorderachse bzw. einen Abstand von dem Fahrzeugschwerpunkt Cg zu einer Hinterachse, und r bezeichnet einen Radius des Rads. Ferner bezeichnet h a Höhe von der Straßenoberfläche zu dem Fahrzeugschwerpunkt Cg. In Ausdruck (1a) sind ein erster Term und ein zweiter Term auf der rechten Seite Komponenten einer Kraft von der Vorderachse, und ein dritter Term und ein vierter Term auf der rechten Seite sind Komponenten einer Kraft von der Hinterachse. Ferner ist in Ausdruck (1b) ein erster Term auf der rechten Seite eine Drehmomentkomponente der Kraft von der Vorderachse. Ein zweiter Term auf der rechten Seite ist eine Drehmomentkomponente der Kraft von der Hinterachse. Ein dritter Term auf der rechten Seite ist eine Drehmomentkomponente einer durch ein Radmoment T (=Tw0+Tw), das in dem Antriebsrad 10R um den Fahrzeugschwerpunkt Cg erzeugt wird, ausgeübten Kraft.
• Die Ausdrücke (1a) und (1b) können in eine Zustandsgleichung eines linearen Systems gemäß Ausdruck (2a) umgeschrieben werden, in dem ein Zustandsvariablenvektor X(t) Verlagerungen z und θ des Fahrzeugaufbaus 2 und Änderungsraten dz/dt und dθ/dt der Verlagerungen enthält. $$\text{dX}\left(\text{t}\right)\text{/dt}=\text{A}\cdot \text{X}\left(\text{t}\right)+\text{B}\cdot \text{u}\left(\text{t}\right)$$

  
• In Ausdruck (2a) sind X(t), A und B wie folgt definiert. $$X\left(t\right)=\left(\begin{array}{c}z\\ dz\text{/}dt\\ \theta \\ d\theta \text{/}dt\end{array}\right)\text{, }A=\left(\begin{array}{cccc}0& 1& 0& 0\\ a1& a2& a3& a4\\ 0& 0& 0& 1\\ b1& b2& b3& b4\end{array}\right)\text{, }B=\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ p1\end{array}\right)$$

  
• Die Elemente a1 bis a4 und b1 bis b4 der Matrix A ergeben sich durch Zusammenfassen der Koeffizienten von z, θ, dz/dt und dθ/dt in den Ausdrücken (1a) und (1b) zu: $$\text{a}1=\text{-}\left(\text{kf}+\text{kr}\right)\text{/M}$$

  

  $$\text{a2}=\text{-}\left(\text{cf}+\text{cr}\right)\text{/M}$$

  

  $$\text{a3}=\text{-}\left(\text{kf}\cdot \text{Lf-kr}\cdot \text{Lr}\right)\text{/M}$$

  

  $$\text{a4}=\text{-}\left(\text{cf}\cdot \text{Lf-cr}\cdot \text{Lr}\right)\text{/M}$$

  

  $$\text{b}1=\text{-}\left(\text{Lf}\cdot \text{kf-Lr}\cdot \text{kr}\right)\text{/I}$$

  

  $$\text{b2}=\text{-}\left(\text{Lf}\cdot \text{cf-Lr}\cdot \text{cr}\right)\text{/I}$$

  

  $$\text{b3}=\text{-}\left({\text{Lf}}^2\cdot {\text{kf+Lr}}^2\cdot \text{kr}\right)\text{/I}$$

  

  $$\text{b4}=\text{-}\left({\text{Lf}}^2\cdot {\text{cf+Lr}}^2\cdot \text{cr}\right)\text{/I}$$

  
• Ferner gilt für u(t) von Ausdruck (2a): $$\text{u}\left(\text{t}\right)\text{=T}$$

  
• Ferner ist u(t) in dem durch den Ausdruck (2a) repräsentierten System eine bekannte Größe.
• Somit ergibt sich das Element p1 der Matrix B wie folgt aus Ausdruck (1b): $$\text{p}1=\text{h/}\left(\text{I}\cdot \text{r}\right)$$

  
• Wenn in der Zustandsgleichung von Ausdruck (2a) für u(t) der Ausdruck (2b) eingesetzt wird, ergibt sich für die Zustandsgleichung der Ausdruck (2c): $$\text{u}\left(\text{t}\right)=\text{-K}\cdot \text{X}\left(\text{t}\right)$$

  

  $$\text{dX}\left(\text{t}\right)\text{/dt}=\left(\text{A}-\text{BK}\right)\cdot \text{X}\left(\text{t}\right)$$

  
• Somit werden, wenn ein Anfangswert Xo(t) von X(t) als X₀(t)=(0,0,0,0) festgelegt wird (es wird angenommen, dass vor der Eingabe des Drehmoments keine Schwingung vorhanden ist), eine Differentialgleichung (Ausdruck (2c)) des Zustandsvariablenvektors X(t) gelöst und folglich eine Verstärkung K, die bewirkt, dass X(t), das heißt die Beträge der Verlagerungen der Federkraftschwingungsrichtung und der Nickrichtung und die zeitlichen Änderungsraten der Verlagerungen, gegen null konvergiert, und der Drehmomentwert u(t) zum Unterdrücken die Schwingung einer gefederten Masse bestimmt.
• Die Verstärkung K kann mit Hilfe der Theorie der Optimalwertregelung bestimmt werden. Mit dieser Theorie konvergiert X(t) stabil in der Zustandsgleichung (2a), wenn der Wert einer Bewertungsfunktion J (Integrationsbereich von 0 bis ∞) in der durch den Ausdruck (3a) repräsentierten quadratischen Form minimal wird. $$\text{J}=1\text{/}2\cdot {\displaystyle \int \left({\text{X}}^{\text{T}}\text{QX}+{\text{u}}^{\text{T}}\text{Ru}\right)\text{dt}}$$

  
• Ferner ist bekannt, dass die Matrix K, die die Bewertungsfunktion J minimiert, gegeben ist als: $$\text{K}={\text{R}}^{\text{-1}}\cdot {\text{B}}^{\text{T}}\cdot \text{P}$$

  
• Hier ist P eine Lösung einer Riccati-Differentialgleichung, die gegeben ist als: $$\text{-dP/dt}={\text{A}}^{\text{T}}\text{P}+\text{PA}+\text{Q}-{\text{PBR}}^{\text{-1}}{\text{B}}^{\text{T}}\text{P}$$

  
• Diese Riccati-Gleichung kann auf jede beliebige Weise gelöst werden, die auf dem Gebiet linearer Gleichungssysteme bekannt ist, so dass die Verstärkung K bestimmt wird.
• Die Bewertungsfunktionen J und Q und R in der Riccati-Gleichung sind jeweils eine symmetrische, positive, semi-definite Matrix oder eine symmetrische, positive, semi-definite Matrix, die beliebig eingestellt sind, und Gewichtungsmatrizen der Bewertungsfunktion J, die durch einen Entwickler des Systems eingestellt werden. Zum Beispiel konvergieren in diesem Kinetikmodell, wenn für Q und R gilt: $$Q=\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& {10}^3& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& {10}^2\end{array}\right),R=\left(1\right)$$

  

  und in Ausdruck (3a) die Normen (Beträge) bestimmter (z. B. dz/dt und dθ/dt) der Elemente des Zustandsvariablenvektors X(t) so eingestellt sind, dass sie größer als die Normen der weiteren Elemente (z. B. z und θ) sind, die Elemente, deren Normen größer eingestellt sind, relativ stabiler. Ferner wird, wenn die Werte der Elemente von Q erhöht sind, die Übergangscharakteristik betont, das heißt, die Werte des Zustandsvariablenvektors X(t) konvergieren schnell gegen stabile Werte. Wenn der Wert von R erhöht ist, ist der Energieverbrauch verringert.
• In der Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 wird der Zustandsvariablenvektor X(t) durch die Kinetikmodelleinheit 1022a unter Verwendung des Drehmomenteingabewerts berechnet, um die Differentialgleichung von Ausdruck (2a) zu lösen. Anschließend wird in der Korrekturbetrag-Berechnungseinheit 1022b ein Wert U(t) berechnet, der durch Multiplizieren des Zustandsvektors X(t), der die Ausgabe der Kinetikmodelleinheit 1022a ist, mit der Verstärkung K, die so bestimmt wird, dass bewirkt wird, dass der Zustandsvariablenvektor X(t) gegen null oder den oben beschriebenen Minimalwert konvergiert, ermittelt. Der Wert U(t) wird der Antriebsmoment-Umwandlungseinheit 1024 zugeführt. Die Antriebsmoment-Umwandlungseinheit 1024 wandelt den Wert U(t) in das Drehmoment der Antriebsvorrichtung 3 um. Das Antriebsmoment wird als das Drehmoment für die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse, insbesondere das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc zur Korrektur des vom Fahrer angeforderte Drehmoments Td verwendet. Die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 gibt das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc an die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert aus.
• In der Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 wird ein Resonanzsystem konstruiert, so dass der Wert des Zustandsvariablenvektors X(t) im Wesentlichen nur Komponenten der Eigenfrequenzen des Systems für eine beliebige Eingabe umfasst. Somit kann, wenn das durch Addition des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc zu dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment Td ermittelte Drehmoment auf das Sollmoment eingestellt wird und das Antriebsmoment des Motors 30 so geregelt wird, dass die Antriebsvorrichtung 3 das Sollmoment erzeugt, die Schwingung der gefederten Masse bei der Resonanzfrequenz der Schwingung der gefederten Masse (z. B. 1,5 Hz gemäß dieser Ausführungsform) verhindert werden.
• Somit werden der obere und der untere Grenzwert auf das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc eingestellt, um so die Grundleistungsfähigkeit des Motors 30 zu gewährleisten. Hier ist ein Grund für die Verwendung des Ausdrucks des oberen und des unteren Grenzwerts der, dass das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc eine Wellenform darstellt, in der eine Antriebskraft, die in eine Richtung wirkt, in der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td zunimmt, und eine negative Antriebskraft (Bremskraft), die in eine Richtung wirkt, in der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td abnimmt, im Wechsel auftreten. In der Antriebsvorrichtung 3, die den Motor 30 mit kleinem Hubraum umfasst, ist ein Verhältnis des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc (Amplitude) zu dem Antriebsmoment, das durch den Motor 30 erzeugt werden kann, hoch. Daher ist insbesondere im Falle eines Ottomotors, wenn das Motorantriebsmoment in Antwort auf das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc geändert wird, ein Änderungsbetrag des Öffnungsgrads einer Drossel, die dem Schwingungsunterdrückungsmoment Tc entspricht, erhöht, und die Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors 30 wird somit schwierig. Daher wird das Schwingungsunterdrückungsmoment durch einen oberen/unteren Grenzwert begrenzt (das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc wird durch den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert begrenzt).
• Die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ist eine Funktionseinheit zum Begrenzen durch den oberen/unteren Grenzwert des durch die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 berechneten Schwingungsunterdrückungsmoments Tc. Die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ist ausgelegt, um das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc durch den oberen/unteren Grenzwert auf der Grundlage des durch die Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts eingestellten oberen und untere Grenzwerts zu begrenzen.
• Das Antriebsmoment des Motors 30 wird auf der Grundlage der Übersetzung des Getriebes 31 verstärkt. Somit kann, wenn die Begrenzung des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc durch den oberen/unteren Grenzwert in Abhängigkeit von der momentanen Übersetzung des Getriebes 31 eingestellt wird, um die Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse durchzuführen, die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse bestmöglich ausgeführt werden.
• Demgegenüber sind in einer bekannten Vorrichtung der obere und der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments jeweils auf einen konstanten Wert festgelegt. In diesem Fall werden der obere und der untere Grenzwert, die der höchsten Gangposition mit der kleinsten Übersetzung entsprechen, so eingestellt, dass die Grundleistung des Motors unabhängig von der eingestellten Gangposition des Getriebes gewährleistet ist. Dadurch ist zum Beispiel, wenn das Fahrzeug mit einer Schaltposition für eine niedrige Geschwindigkeit fährt, obwohl das Verhältnis des Schwingungsunterdrückungsmoments zu dem Antriebsmoment, das durch den Motor ausgegeben werden kann, klein ist, die Begrenzung durch den oberen/unteren Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments gelockert. Mit anderen Worten, selbst in einem Zustand, in dem tatsächlich eine kleine Änderung des Drosselöffnungsgrads erforderlich ist, um das Schwingungsunterdrückungsmoment (während der Fahrt in einem Gang für niedriger Geschwindigkeiten) zu erzeugen, wird das Schwingungsunterdrückungsmoments durch den oberen/unteren Grenzwert gleichmäßig begrenzt, und die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse kann nicht ausreichend ausgeführt werden.
• Somit ist gemäß dieser Ausführungsform die Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ausgelegt, um die momentane Gangposition des Getriebes 31 auszulesen und die durch diese Gangposition bestimmte Übersetzung zu ermitteln. Für ein manuelles Getriebe ist es nur erforderlich, Signale von Drehzahlsensoren zu lesen, die ausgelegt sind, um Drehzahlen einer Eingangswelle bzw. einer Ausgangswelle des Getriebes 31 zu erfassen, um dadurch die Übersetzung aus dem Verhältnis der Drehzahlen zu ermitteln.
• Die Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ist ausgelegt, um einen oberen Grenzwert Tclim⁺ und einen unteren Grenzwert Tclim^- des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc, der durch die Antriebsvorrichtung 3 erzeugt werden darf, in Übereinstimmung mit den Ausdrücken (10) und (11) zu berechnen. $${\text{Tclim}}^{\text{+}}{\text{=Telim}}^{\text{+}}\times \text{Rt}\times \text{Rd}$$

  

  $${\text{Tclim}}^{\text{-}}{\text{=Telim}}^{\text{-}}\times \text{Rt}\times \text{Rd}$$

  
• Hier ist Telim⁺ ein oberer Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments, das in dem Motor 30 erzeugt werden darf, und Telim^- ist ein unterer Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments, das in dem Motor 30 erzeugt werden darf. Der obere Grenzwert Telim⁺ und der untere Grenzwert Telim^-des Motorschwingungs-Unterdrückungsmoments werden auf der Grundlage der Grundleistung des Motors 30 im Voraus auf konstante Werte eingestellt. Das Symbol Rt bezeichnet die momentane Übersetzung des Getriebes 31. Das Symbol Rd bezeichnet die Übersetzung der Differentialvorrichtung 33. Somit repräsentiert Rt×Rd eine Gesamtübersetzung von dem Motor 30 auf das Rad 10.
• Das Schwingungsunterdrückungsmoment zeigt die Oszillationswellenform, in der das positive Drehmoment, das in die Richtung wirkt, in der die Antriebskraft des Fahrzeugs zunimmt, und das negative Drehmoment, das in die Richtung wirkt, in der die Antriebskraft des Fahrzeugs abnimmt, im Wechsel auftreten. Somit ist der obere Grenzwert Tclim⁺ ein positiver Wert, und der untere Grenzwert Tclim^- ist ein negativer Wert. Wie die Ausdrücke (10) und (11) zeigen, können während der Fahrt mit der Übersetzung für niedrige Geschwindigkeiten, wo die Übersetzung groß ist, die Absolutbeträge des oberen Grenzwerts Tclim⁺ und des unteren Grenzwerts Tclim^- vergrößert sein (groß sein).
• Der obere Grenzwert Telim⁺ und der untere Grenzwert Telim^- des Motorschwingungs-Unterdrückungsmoments entsprechen dem oberen bzw. unteren Grenzwert des Antriebsquellenschwingungs-Unterdrückungsmoments gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner entspricht die Gesamtübersetzung (Rt×Rd) der durch das Übersetzungs-Ermittlungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelten Übersetzung. Nachfolgend, wenn der obere Grenzwert Tclim⁺ und der untere Grenzwert Tclim^- des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc nicht voneinander unterschieden werden, sind der obere Grenzwert Tclim⁺ und der untere Grenzwert Tclim^- allgemein als der obere und der untere Grenzwert Tclim bezeichnet.
• Die Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ist ausgelegt, um den berechneten oberen und unteren Grenzwert Tclim der Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert zuzuführen. Die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert verwendet den oberen und unteren Grenzwert Tclim, um das durch die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 berechnete Schwingungsunterdrückungsmoment Tc von oben bzw. von unten zu begrenzen. Nachfolgend ist das durch Begrenzen durch den oberen/unteren Grenzwert ermittelte Schwingungsunterdrückungsmoment Tc als das endgültige Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* bezeichnet. Zum Beispiel ist die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ausgelegt, um, wenn das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc in einen Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert Tclim fällt, das endgültige Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* auf Tclim⁺ (Tc*=Tclim⁺) einzustellen, wenn das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc ein positiver Wert ist, und das endgültige Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* auf Tclim^- (Tc*=Tclim-) einzustellen, wenn das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc ein negativer Wert ist. Ferner ist die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ausgelegt, um das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc nicht zu korrigieren, wenn das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc in den Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert Tclim fällt (Tclim^-≤Tc≤Tclim⁺). Mit anderen Worten, das endgültige Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* ist auf einen Wert eingestellt, der gleich dem Schwingungsunterdrückungsmoment Tc (Tc*=Tc) ist.
• 5 ist eine Kennlinie zum Zeigen von Übergängen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Übersetzung Rt des Getriebes, des oberen und des unteren Grenzwerts Tclim des Schwingungsunterdrückungsmoments und des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc. Das Getriebe 31 des Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform ist ausgelegt, um von einer ersten Drehzahl mit der größten Übersetzung zu einer sechsten Drehzahl mit der kleinsten Übersetzung umzuschalten. Wie es in 5 gezeigt, werden der obere und der untere Grenzwert Tclim (Tclim⁺ und Tclim^-) des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc in Antwort auf das Schalten der Übersetzung des Getriebes 31 geändert. Mit anderen Worten, die Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts Tclim des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc werden so eingestellt, dass sie mit zunehmender (größer werdender) Übersetzung Rt zunehmen (größer werden).
• Die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ist ausgelegt, um einen oberen und unteren Regelungsgrenzwert Tclim' zu speichern, der ein oberer bzw. unterer Grenzwert des endgültigen Schwingungsunterdrückungsmoments Tc* sind, um eine übermäßige Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse zu verhindern, und um den oberen und unteren Regelungsgrenzwert Tclim' zu verwenden, um das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* von oben bzw. unten zu begrenzen, wenn die von der Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts gelieferten Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts Tclim größer als der obere bzw. untere Regelungsgrenzwert Tclim' sind.
• 6 ist eine Kennlinie zum Zeigen eines oberen und eines unteren Grenzwerts des Schwingungsunterdrückungsmoments, die für die jeweiligen Gangpositionen des Getriebes 31 eingestellt werden. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Absolutbeträge des oberen Grenzwerts Tclim⁺ und des unteren Grenzwerts Tclim^- gleich eingestellt, und in 6 sind der obere Grenzwert Tclim⁺ und der untere Grenzwert Tclim^- als der Absolutwert gezeigt. In der Kennlinie sind drei Balken für jede der Gangpositionen gezeigt. Balken c auf der rechten Seite repräsentieren obere und untere Grenzwerte (konstante Werte) in einer bekannten Vorrichtung. Balken auf der linken Seite repräsentieren die durch die Einheit 103 zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts eingestellten oberen und unteren Grenzwerte Tclim. Balken b in der Mitte repräsentieren die durch die oberen und unteren Regelungsgrenzwerte Tclim' begrenzten endgültigen oberen und unteren Grenzwerte Tclim. Wie es in 6 gezeigt ist, sind bei der Gangposition mit der größten Übersetzung (erste Drehzahl) der obere und der untere Grenzwert Tclim größer als der obere bzw. untere Regelungsgrenzwert Tclim', und der endgültige obere und untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc sind auf den oberen bzw. unteren Regelungsgrenzwert Tclim' begrenzt.
• Die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert ist ausgelegt, um das durch Begrenzen durch den oberen/unteren Grenzwert ermittelte endgültige Schwingungsunterdrückungsmoment Tc* der Additionseinheit 105 zuzuführen. Die Additionseinheit 105 ist ausgelegt, um das durch die Einheit 101 zum Berechnen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments berechnete vom Fahrer angeforderte Drehmoment Td zu dem durch Begrenzen durch den oberen/unteren Grenzwert des durch die Einheit 104 zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert gewonnenen Schwingungsunterdrückungsmoments Tc* zu addieren, und das Additionsergebnis (Td+Tc*) auf das Sollmoment einzustellen. Die Additionseinheit 105 ist ausgelegt, um das berechnete Sollmoment der Steuerungsbefehleinheit 106 zuzuführen.
• Die Steuerungsbefehleinheit 106 ist ausgelegt, um einen Steuerungsbefehl (z. B. einen Soll-Drosselöffnungsgrad einer elektronischen Drossel) zu dem Aktor des Motors 30 zu übertragen, so dass ein Sollmoment an der Antriebsvorrichtung 3 erzeugt wird. In diesem Fall berechnet die Steuerungsbefehleinheit 106 einen Regelungsbetrag des Motors 30 auf der Grundlage der Übersetzung des Getriebes 31 und dem Antriebsmoment des Motors 30 so, dass das Sollmoment von der Antriebsvorrichtung 3 ausgegeben wird, und überträgt den Steuerungsbefehl, der den Regelungsbetrag repräsentiert, zu dem Aktor. Dadurch erzeugt die Antriebsvorrichtung 3 das Sollmoment, so dass die Schwingung des Fahrzeugaufbaus 2 verhindert wird.
• Mit der Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts Tclim des Schwingungsunterdrückungsmoments Tc so eingestellt, dass sie mit zunehmender (größer werdender) Übersetzung des Getriebes 31 zunehmen (größer werden). Wenn bei einer Änderung der Übersetzung des Getriebes 31 ein konstantes (das gleiche) Schwingungsunterdrückungsmoment erzeugt wird, kann eine Änderung des Drosselöffnungsgrads, der dem Schwingungsunterdrückungsmoment Tc entspricht, mit zunehmender Übersetzung des Getriebes 31 abnehmen. Somit kann gemäß dieser Ausführungsform die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse so gut wie möglich ausgeführt werden, wobei die Grundleistung (z. B. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis) des Motors 30 aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten, die Leistung der Dämpfungsregelung einer Schwingung einer gefederten Masse kann während der Fahrt mit dem Gang für eine niedrige Geschwindigkeit durch Vergrößern des Schwingungsunterdrückungsmoments ausgeführt werden, was bisher während der Fahrt mit dem Gang für eine niedrige Geschwindigkeit auf einen geeigneten Wert beschränkt war.
• Oben ist die Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen innerhalb des Bereichs möglich, der nicht vom Ziel der vorliegenden Erfindung abweicht.
• Zum Beispiel wird gemäß dieser Ausführungsform das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc durch das Fahrzeugkinetikmodell in der Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 berechnet. Doch statt dieser Konfiguration kann eine Konfiguration vorgesehen sein, in der der Schwingungszustand des Fahrzeugaufbaus 2 tatsächlich erfasst wird und das Antriebsmoment in die Richtung, in der die Schwingung des Fahrzeugaufbaus 2 unterdrückt wird, in der Antriebsvorrichtung 3 auf der Grundlage des Erfassungswerts erzeugt wird. Zum Beispiel kann die Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungseinheit 102 ausgelegt sein, um eine Nickrate PR des Fahrzeugaufbaus 2 zu erfassen und ein Drehmoment, das ein Wert ist, der durch Multiplizieren der Nickrate mit einer vorbestimmten Verstärkung G gewonnen wird und der in eine Richtung eingestellt wird (Antriebsrichtung oder Bremsrichtung), in der die Nickschwingung des Fahrzeugaufbaus 2 unterdrückt wird, auf das Schwingungsunterdrückungsmoment Tc einzustellen.

Claims (2)

1. Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug (1), mit: einer Antriebsvorrichtung (3), die eine Fahrantriebsquelle (30) und ein Getriebe (31) umfasst und ausgelegt ist, um ein Antriebsmoment der Fahrantriebsquelle über das Getriebe (31) auf ein Rad (10FL, 10FR, 10RL, 10RR) zu übertragen und dadurch das Rad (10FL, 10FR, 10RL, 10RR) anzutreiben; einem Schwingungsunterdrückungsmoment-Berechnungsmittel (102) zum Berechnen eines an einem Fahrzeugaufbau (2) zu erzeugenden Schwingungsunterdrückungsmoments (Tc) zum Unterdrücken eine Schwingung einer gefederten Masse; einem Mittel (104) zum Begrenzen durch einen oberen/unteren Grenzwert, um das berechnete Schwingungsunterdrückungsmoment (Tc) durch den oberen/unteren Grenzwert so zu begrenzen, dass das Schwingungsunterdrückungsmoment (Tc) in einen Bereich fällt, der durch den oberen und unteren Grenzwert (Tclim⁺, Tclim^-) begrenzt ist; einem Sollmoment-Berechnungsmittel (105) zum Berechnen eines Sollmoments durch Addieren des Schwingungsunterdrückungsmoments (Tc), das durch den oberen/unteren Grenzwert begrenzt wird, zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment (Tw0), das auf der Grundlage einer durch einen Fahrer durchgeführten Beschleunigerbetätigung eingestellt wird; einem Antriebsmoment-Regelungsmittel (106) zum Regeln eines Antriebsmoments der Antriebsvorrichtung auf der Grundlage des Sollmoments; einem Übersetzungs-Ermittlungsmittel (103) zum Ermitteln einer momentanen Übersetzung des Getriebes; und einem Mittel (103) zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts, um auf der Grundlage der ermittelten Übersetzung Absolutbeträge des oberen und des unteren Grenzwerts (Tclim⁺, Tclim^-) so einzustellen, dass sie mit zunehmender Übersetzung zunehmen.
2. Antriebskraft-Regelungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (103) zum Einstellen eines oberen/unteren Grenzwerts ausgelegt ist, um den oberen und unteren Grenzwert (Tclim⁺, Tclim^-) durch Multiplizieren eines oberen bzw. unteren Grenzwerts des Antriebsquellen-Schwingungsunterdrückungsmoments, die der obere bzw. der untere Grenzwert des Schwingungsunterdrückungsmoments (Tc) sind, das in der Fahrantriebsquelle (30) erzeugt werden darf, mit der ermittelten Übersetzung einzustellen.

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