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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem für eine Fahrzeugkomponente wie eine Fahrzeugkraftübertragung, und betrifft genauer ein integriertes Steuerungssystem für Fahrzeugkraftübertragungskomponenten einschließlich einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe.
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Die Druckschrift
DE 101 29 921 A1 offenbart ein System zum integrierten Steuern eines Fahrzeugs mit einer Leit-ECU sowie einer Motor-ECU und einer Automatikgetriebe-ECU. Die Leit-ECU empfängt Charakteristikinformationen eines Motors aus der Motor-ECU und eines Automatikgetriebes aus der Automatikgetriebe-ECU. Weiterhin sind eine Vielzahl von Steuerregeln entsprechend verschiedenen Abstimmungsmustern für die Motor-ECU und die Automatikgetriebe-ECU vorgesehen, wobei die Leit-ECU aus diesen ECUs realisierbare Abstimmungsmuster gewinnt und das optimale Abstimmungsmuster entsprechend der Verwendung eines Fahrzeugs auswählt.
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Die Druckschrift
JP 2001 329 903 A offenbart ein integriertes Fahrzeugsteuerungssystem mit einer Brennkraftmaschine und eines Automatikgetriebes, deren Betrieb durch einen Kraftübertragungslernprozess durch eine Verwaltungs-ECU (Leit-ECU) bestimmt wird. Dabei wird bei Bestimmung eines anormalen Betriebs der Brennkraftmaschine veranlasst, dass eine Maschinen-ECU einen Lernprozess durchführt, und wird bei Bestimmung eines anormalen Betriebs des Automatikgetriebes veranlasst, dass eine Automatikgetriebe-ECU den Lernprozess durchführt. Wenn der Lernprozess der jeweiligen ECU nicht normal funktioniert, werden zu der jeweiligen ECU gesendete Befehlswerte von der Leit-ECU kompensiert.
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Die Druckschrift
JP 2000 110 612 A offenbart eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Dabei wird eine geeignete Steuerung durchgeführt, um ein Ausstoßvolumen einer Kraftstoffpumpe in geeigneter Weise zu steuern, selbst falls die Kraftstoffeinspritzung für die Hälfte der Zylinder gestoppt wird.
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Ein integriertes Steuerungssystem für Fahrzeuge ist in der
JP-A-07-108882 und der
JP-A-05-85228 offenbart. In einem derartigen integrierten Steuerungssystem sind eine Vielzahl von Steuerungseinheiten in oberen und unteren Ebenen angeordnet, und eine Steuerungseinheit in der oberen Ebene überwacht und weist eine Steuerungseinheiten in der unteren Ebene an. Beispielsweise steuert eine Hauptkraftübertragungswegsteuerungseinheit eine Kraftstoffeinspritzsteuerungseinheit, eine Zündungssteuerungseinheit, eine Eingabe- und Ausgabesteuerungseinheit, eine Getriebesteuerungseinheit und eine Drosselklappensteuerungseinheit über eine Kommunikationsleitung. In einem derartigen integrierten System berechnet die Steuerungseinheit in der oberen Ebene ein Befehlsignal für die Steuerungseinheit in der unteren Ebene. Jedoch kann die Steuerungseinheit in der unteren Ebene aufgrund von deren Steuerungscharakteristik nicht in der Lage sein, auf das Befehlsignal zu antworten.
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Beispielsweise berechnet in einem Fall, dass eine Hauptsteuerungseinheit und eine Maschinensteuerungseinheit über eine Kommunikationsleitung verbunden sind, die Hauptsteuerungseinheit ein Sollmaschinendrehmoment, und die Maschinensteuerungseinheit steuert die Brennkraftmaschine entsprechend dem Sollmaschinendrehmoment. Da das Sollmaschinendrehmoment grade berechnet worden ist, kann in bestimmten Fällen die Brennkraftmaschine das Sollmaschinendrehmoment nicht ausgeben. Beispielsweise kann in einem besonderen Bereich wie einem Bereich mit kleinem Drehmoment das Brennkraftmaschinendrehmoment stufenweise gesteuert werden, denn es gibt einen Bereich, in dem das Sollmaschinendrehmoment nicht verfügbar ist. Folglich kann das Fahrzeug in unerwünschter Weise angetrieben und betrieben werden.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugsteuerungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, das Verhalten des Fahrzeugs in einer gewünschten Weise zu steuern
und die Ausgabe eines nicht verfügbaren Befehlssignals aus einer Steuerungseinheit zu vermeiden
sowie, das Fahrzeug auf der Grundlage eines Sollmaschinendrehmoments zu steuern, bei dem gewährleistet ist, dass es aus der Brennkraftmaschine ausgegeben wird.
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Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, zu vermeiden, dass die Hauptsteuerungseinheit einen nicht verfügbaren Wert des Befehlssignals ausgibt. Dadurch ist es möglich, das Fahrzeug in geeigneter Weise zu steuern.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
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Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele als auch Verfahren zum Betrieb und die Funktion der verschiedenen Teile werden anhand der nachstehenden Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnung deutlich. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Kraftübertragungswegs eines Fahrzeugs und ein Steuerungssystem für den Kraftübertragungsweg gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 ein Blockschaltbild des Steuerungssystems für den Kraftübertragungsweg gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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3 ein Diagramm, das ein Kennfeld zur Definition eines verfügbaren Bereichs eines Automatikgetriebes in Bezug auf den gegenwärtigen Betrieb des Automatikgetriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
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4 zeigt einen Graphen, der Charakteristiken eines Drehmomentwandlers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt,
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5 einen Graphen, der eine Drehmomentverstärkungskennlinie des Drehmomentwandlers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
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6 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Maschinendrehzahl NE und einem Maschinendrehmoment veranschaulicht, sowie Steuerungsbereiche der Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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7 ein Flussdiagramm einer Verarbeitung in einer Verwaltungs-ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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8 einen Graphen, der ein Kennfeld zur Bestimmung eines Werts SATR gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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9 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Maschinendrehzahl NE und einem Maschinendrehmoment darstellt sowie Steuerungsbereiche der Brennkraftmaschine gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Steuerungssystem für einen Fahrzeugkraftübertragungsweg in schematischer Weise veranschaulicht. Der Fahrzeugkraftübertragungsweg weist verschiedene Komponenten wie eine Brennkraftmaschine 2, ein Automatikgetriebe 4, angetriebene Räder und Drehmomentübertragungsteile wie eine angetriebene Welle auf. Die Brennkraftmaschine ist eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine beispielsweise ein Ottomotor. Das Automatikgetriebe 4 ist ein Viergang-Automatikgetriebe (AT) mit einem Drehmomentwandler.
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Das Steuerungssystem gemäß 1 ist ein Teil eines Fahrzeugsteuerungssystems, das eine Vielzahl elektronischer Steuerungseinheiten aufweist, die miteinander über eine Kommunikationsleitung L verbunden sind. Jede elektronische Steuerungseinheit (ECU) ist ein Mikro-Controller, der bekannte Hardware-Vorrichtungen wie eine CPU und Speichervorrichtungen aufweist.
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Das Kraftsteuerungssystem weist eine Maschinen-ECU 6, eine AT-ECU (Getriebe-ECU) 8 und eine Verwaltungs-ECU 10 auf. Die Maschinen-ECU 6 weist eine CPU 6a als eine Berechnungseinheit, eine Kommunikationssteuerungseinrichtung 6b und eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 6c und einen Speicher 6d auf. Der Speicher 6b speichert Daten, die Charakteristiken (Kennlinien) der Brennkraftmaschine angeben. Die AT-ECU 8 weist eine CPU 8 als eine Berechnungseinheit, eine Kommunikationssteuerungseinrichtung 8b, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 8c und einen Speicher 8d auf. Die Verwaltungs-ECU 10 arbeitet als eine Haupt-ECU zur Steuerung des Systems. Die Verwaltungs-ECU 10 weist eine CPU 10a als eine Berechnungseinheit, eine Kommunikationssteuerungseinrichtung 10b und einen Speicher 10c auf. Das Fahrzeugsteuerungssystem weist weiterhin eine Fahrtsteuerungs-ECU 11 auf, die den Kraftübertragungsweg derart steuert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird, wenn der Fahrer einen Fahrtsteuerungsschalter (Curise-Control-Schalter) einschaltet. Die Fahrtsteuerungs-ECU 11 kann den Kraftübertragungsweg derart steuern, dass das Fahrzeug einem voran fahrenden Fahrzeug im Verkehr nachfolgt, während dazwischen ein bestimmter Abstand eingehalten wird. Die Fahrtsteuerungs-ECU 11 sendet Informationen einschließlich des Zustands eines Fahrtsteuerungsflags (einer Fahrtsteuerungskennung), die dem eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand der Fahrtsteuerung angibt, und einer Soll-Beschleunigung/-Verlangsamung zur Ausführung der Fahrtsteuerung zu der Verwaltungs-ECU 10. Die Maschinen-ECU 6, die AT-ECU 8, die Verwaltungs-ECU 10 und die Fahrtsteuerungs-ECU sind über die Kommunikationsleitung L verbunden und tauschen Informationen zur Steuerung der Kraftübertragungswegkomponenten aus.
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Die Maschinen-ECU 6 steuert Komponenten der Brennkraftmaschine 2 wie Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und Zündkerzenvorrichtungen entsprechend den Befehlssignalen aus der Verwaltungs-ECU 10. Die Maschinen-ECU 6 ist mit einer Vielzahl von Sensoren verbunden und empfängt Sensorsignale. Beispielsweise sind ein Fahrpedal-(Beschleunigungspedal-)Sensor zur Erfassung eines Betätigungsausmaßes ACCP eines Fahrpedals, eine Luftströmungsmesseinrichtung zur Erfassung einer Ansaugluftmenge, ein Ansaugtemperatursensor zur Erfassung einer Temperatur der Ansaugluft, ein Drosselklappensensor zur Erfassung des Öffnungsgrads einer Drosselklappe und ein Sauerstoffkonzentrationssensor zur Erfassung einer Sauerstoffkonzentration in dem Abgas mit der Maschinen-ECU 10 verbunden. Zusätzlich ist ein Klopfsensor zur Erfassung von Klopfen der Brennkraftmaschine, ein Wassertemperatursensor zur Erfassung einer Temperatur von Kühlwasser der Brennkraftmaschine, ein Kurbelwellenwinkelsensor zur Erfassung eines Drehwinkels der Brennkraftmaschine und einer Drehzahl NE der Brennkraftmaschine sowie wie ein Zündschalter mit der Maschinen-ECU 10 verbunden. Die Maschinen-ECU 10 ist ebenfalls mit einer Vielzahl von Betätigungsgliedern (Aktuatoren) verbunden. Beispielsweise sind Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, die jeweils an jedem Zylinder der Brennkraftmaschine angeordnet sind, ein Funkenzünder zur Erzeugung einer Zündspannung, eine Kraftstoffpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (Kraftstofftank) zu dem Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, ein Motor zum Antrieb der Drosselklappe der Brennkraftmaschine mit der Maschinen-ECU 10 verbunden.
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Die AT-ECU (Automatikgetriebe-ECU) 8 steuert Komponenten des Automatikgetriebes (AT) 4 wie einen Schaltsolenoiden und Steuerungsventile entsprechend zu Befehlssignalen aus der Verwaltungs-ECU 10. Die AT-ECU 8 ist mit einem Drehzahlsensor zur Erfassung einer Drehzahl einer Eingangswelle aus dem Drehmomentwandler zu einer Getriebeeinheit, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit VW auf der Grundlage der Drehzahl der angetriebenen Welle und einem Öltemperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Betriebsöls in dem Automatikgetriebe 4 verbunden. Die AT-ECU 8 ist weiterhin mit einem Schaltungspositionsschalter zur Erfassung der Position eines Schaltungshebels und einem Stopplampenschalter zur Erfassung der Betätigung von Bremsen des Fahrzeugs verbunden. Die AT-ECU 8 ist ebenfalls mit einer Vielzahl von Solenoidbetätigungsgliedern verbunden. Beispielsweise weisen die Solenoidbetätigungsglieder einen Schaltungssolenoiden zur Änderung von Fahrstufen des Automatikgetriebes 4, einen Leitungsdrucksteuerungssolenoiden zur Steuerung von Druck von Schaltungskopplungen, und einen Verriegelungsteuerungssolenoiden zur Steuerung von Druck einer Überbrückungskopplung (Verriegelungskopplung) auf, die die Eingangs- und Ausgangswellen des Drehmomentwandlers verbindet.
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Die Verwaltungs-ECU 10 erzeugt die Befehlssignale zum korrekten Betrieb von sowohl der Brennkraftmaschine 2 als auch des Automatikgetriebes 4. Beispielsweise werden die Befehlssignale zum Erreichen eines Soll-Ausgangsdrehmoments in einer Weise erhalten, dass sowohl die Brennkraftmaschine 2 als auch das Automatikgetriebe 4 in wirtschaftlicher und effizienter Weise betrieben werden. Die Eingangssignale der Maschinen-ECU 6 und der Getriebe-ECU 8 werden zu den anderen ECU, beispielsweise die Verwaltungs-ECU 10 gesendet.
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Gemäß 2 führt die ECU 10 eine Kraftübertragungswegsteuerung zur Bestimmung eines Solldrehmoments TET und einer Soll-Fahrstufe (Soll-AT-Fahrstufe) TATR des Automatikgetriebes durch. Zunächst wird ein Soll-Antriebsdrehmoment TDT in einer Soll-Antriebsdrehmomentbestimmungeinheit 12 auf der Grundlage eingegebener Sensorsignale wie ACCP und VW bestimmt. Das Soll-Antriebsdrehmoment TDT definiert ein Verhalten des Kraftübertragungswegs. Eine Anteilsbestimmungseinheit 14 bestimmt einen Anteil der Brennkraftmaschine 2 und einen Anteil des Automatikgetriebes 4 zur Erzielung des Soll-Antriebsdrehmoments TDT. Die Anteilsbestimmungseinheit 14 erhält ebenfalls VW und NE sowie eine gegenwärtige Fahrstufe (Ist-Fahrstufe) ATR. Die Anteilsbestimmungseinheit 14 gibt das Soll-Drehmoment TET und die Soll-Fahrstufe TATR aus.
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Die Anteilsbestimmungseinheit 14 bestimmt TET und TATR auf der Grundlage eines vorbestimmten Steuerungsverfahrens und Regeln. Das Steuerungsverfahren und die Regeln sind definiert durch Berücksichtigung einer Anforderung durch den Fahrer, die anhand der gegenwärtigen Position des Schaltungshebels geschätzt wird, eine Anforderung zur Vermeidung einer Übergeschwindigkeit, Kraftstoffersparnis, Emissionen und einer Stabilität der Verbrennung. Das Steuerungsverfahren und die Regeln sind derart ausgelegt, dass ein bevorzugter Maschinenbetriebspunkt zur Erzielung von TDT bestimmt wird, und dann TET und TATR auf der Grundlage des bevorzugten Maschinenbetriebspunkts bestimmt werden.
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Ein Steuerungsverfahren und Regeln zur Bestimmung von TDT in der Soll-Antriebsdrehmomentbestimmungeinheit 12 wird durch Kennfelder oder Gleichungen erhalten, die in den Speichervorrichtungen gespeichert sind. Das Steuerungsverfahren und die Regeln zur Bestimmung von TET und TATR werden ebenfalls durch Kennfelder oder funktionelle Ausdrücke erhalten, die in den Speichereinrichtungen gespeichert sind. Spezifische Werte in den Kennfeldern oder Gleichungen in den Steuerungsverfahren und Regeln sind vorab in der Maschinen-ECU 6 und der Automatikgetriebe-ECU 8 gespeichert und werden aus diesen ECUs 6 und 8 über die Kommunikationsleitung L zu der Verwaltungs-ECU 10 übertragen. Die Verwaltungs-ECU 10 vervollständigt die Kennfelder und Gleichung und bestimmt TDT, TET und TATR unter Verwendung der vervollständigten Kennfelder und Gleichungen. Beispielsweise speichert die Verwaltungs-ECU 10 ein gemeinsames Steuerungsverfahren und Regeln, die mit verschiedenen Variablen definiert sind. Die Maschinen-ECU 6 oder die Automatikgetriebe-ECU 8 kann einen spezifischen Wert der Variablen speichern, der auf die Brennkraftmaschine 2 oder das Automatikgetriebe 4 angepasst ist. Dann justiert und adaptiert die Verwaltungs-ECU 10 das Steuerungsverfahren und die Regeln entsprechend mit den spezifischen Werten für die Variablen, die aus der Maschinen-ECU 6 oder der AT-ECU 8 übertragen worden sind.
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Beispielsweise speichert die Verwaltungs-ECU 10 Kennfelder, wie sie in 3 bis 6 gezeigt sind. 3 zeigt ein Kennfeld zur Bestimmung einer verbotenen Fahrstufe (ATR, AT-Stufe) und einer verfügbaren Fahrstufe entsprechend der gegenwärtigen Schaltungsbetätigung. 4 zeigt ein Kennfeld einer Drehmomentwandlerkennlinie, die durch die Maschinendrehzahl NE, eine Automatikgetriebeeingangsdrehzahl (AT-Eingangsdrehzahl) und ein Automatikgetriebeeingangsdrehmoment (AT-Eingangsdrehmoment) angeben ist. 5 zeigt ein Kennfeld einer Drehmomentverstärkung des Drehmomentwandlers, das durch ein Verhältnis der AT-Eingangsdrehzahl zu der Maschinendrehzahl NE angegeben ist. 6 zeigt ein Kennfeld von Steuerungsbereichen, die durch die Maschinendrehzahl NE und das Maschinendrehmoment angegeben sind.
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Die in 6 veranschaulichte Kennlinie entspricht Informationen, die die Steuerungsbereiche des Brennkraftmaschinenausgangs angeben. In 6 bezeichnet eine durch UL bezeichnete Linie ein entsprechend der Maschinendrehzahl NE verfügbares maximales Maschinendrehmoment. Eine durch LMF bezeichnete Linie zeigt eine untere Grenze des Maschinendrehmoments, wenn die Maschine unter einer Bedingung betrieben wird, in der alle Zylinder über die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einer minimalen Kraftstoffmenge versorgt werden. Daher wird auf der Linie LMF die eingespritzte Kraftstoffmenge auf so gering wie möglich beschränkt, um die Maschine am Laufen zu halten. Eine durch LMS bezeichnete Linie zeigt eine untere Grenze des Maschinendrehmoments, wenn die Brennkraftmaschine mit keinem Kraftstoffeinspritzen, beispielsweise im Kraftstoffzufuhrunterbrechungsbetrieb betrieben wird. Auf der Linie LMS wird kein Kraftstoff eingespritzt, weshalb das Maschinendrehmoment stets negativ ist. Ein Steuerungsbereich CR zeigt einen Bereich, in der das Maschinenausgangsdrehmoment kontinuierlich variabel von der Linie LMF zu der Linie UL entsprechend einer Kraftstoffmenge ist. Ein Steuerungsbereich SR zeigt einen Bereich, in dem das Maschinenausgangsdrehmoment nicht verfügbar ist, da die Brennkraftmaschine 2 in diesem Bereich keinen betreibbaren Mechanismus und Steuerungsfaktor aufweist. Das heißt, dass das Maschinenausgangsdrehmoment lediglich stufenweise durch Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem minimalen Kraftstoffeinspritzen oder gar keinem Kraftstoffeinspritzen verfügbar ist. Ein Steuerungsbereich OV zeigt einen Bereich, in der ein gewünschtes Maschinendrehmoment nicht verfügbar ist, da es die obere Grenze des Maschinendrehmoments überschreitet. Ein Steuerungsbereich LE zeigt einen Bereich, in der ein gewünschtes Maschinendrehmoment nicht verfügbar ist, da es zu gering ist. Falls es erforderlich ist, dass eine oder mehrere zusätzliche Ausgangsdrehmomentlinien über oder unter die Linie LMS eingestellt werden, kann die Brennkraftmaschine 2 einen oder mehrere zusätzliche Mechanismen wie einen Mechanismus mit variablen Zylindern und einen Mechanismus für variable Ventilzeitverläufe aufweisen. Zusätzlich können Zubehörvorrichtungen zum Einstellen zusätzlicher Ausgangsdrehmomentlinien über oder unter der Linie LMS betrieben werden. Beispielsweise kann ein Kühlkreisverdichter (Kühlkreiskompressor) mit steuerbarer Kopplung, ein Verdichter mit variablem Versatz oder eine Ölpumpe oder ein Wechselstromgenerator zur Definition mehrerer Ausgangsdrehmomentlinien in stufenförmiger Weise verwendet werden.
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Gemäß 2 sendet die Verwaltungs-ECU 10 TET als das Befehlssignal zu der Maschinen-ECU 6 und sendet TATR als das Befehlssignal zu der Automatikgetriebe-ECU 8.
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Die Maschinen-ECU 6 führt eine Maschinensteuerungsverarbeitung durch. In der Verarbeitung empfängt die Maschinen-ECU 6 TET als eine Information, die einen Soll-Betrieb der Brennkraftmaschine angibt, aus der Verwaltungs-ECU 10. Eine Betätigungsgliedsteuerungseinheit 22 berechnet und bestimmt Antriebssignale für die Betätigungsglieder entsprechend den Sensorsignale und TET, so dass die Brennkraftmaschine 2 das Soll-Drehmoment TET unter einem vorbestimmten Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis erzeugt.
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Beispielsweise bestimmt die Betätigungsgliedsteuerungseinheit 22 einen Soll-Drosselklappenöffnungsgrad, eine einzuspritzende Kraftstoffmenge und einen Zündzeitverlauf und gibt Antriebssignale (Ansteuerungssignale) zu den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, dem Zünder, den Kraftstoffpumpen und den Drosselklappenantriebsmotor aus.
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Die Automatikgetriebe-ECU 8 führt eine AT-Steuerungsverarbeitung (Automatikgetriebe-Steuerungsverarbeitung) aus. In der Verarbeitung empfängt die AT-ECU 8 TATR als Informationen, die einen Sollbetrieb des Automatikgetriebes (AT) 4 angeben und TET aus der Verwaltungs-ECU 10. Eine Solenoidsteuerungseinheit 24 berechnet und bestimmt Antriebssignale für die Solenoiden entsprechenden den Sensorsignalen, TET und TATR, so dass das Automatikgetriebe 4 zu einer geeigneten Fahrstufe geschaltet wird. Beispielsweise gibt die Solenoidsteuerungseinheit 24 ein Antriebssignal zu den Solenoiden zum Schalten der Fahrstufen sowie ein Signal zu den Solenoiden zur Steuerung des Leitungsdrucks aus. Das Signal für den Leitungsdrucksteuerungssolenoiden wird entsprechend zu TET bestimmt. Die Solenoidsteuerungseinheit 24 bestimmt ebenfalls einen Soll-Überbrückungskopplungsdruck und gibt ein Signal entsprechend dem Soll-Überbrückungskopplungsdruck zu dem Überbrückungssolenoiden (Verriegelungssolenoiden) aus. Der Soll-Überbrückungskopplungsdruck wird derart bestimmt, dass eine vorbestimmte Verriegelungscharakteristik (Verriegelungkennlinie) entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 und des Automatikgetriebes 4 erhalten wird. Die vorbestimmte Verriegelungscharakteristik kann eine offene Betriebsart, eine Schlupfbetriebsart und eine Verbindungsbetriebsart der Überbrückungskopplung aufweisen und wird durch Berücksichtigung von Kraftstoffersparnis und einem Schaltungsverhalten bestimmt.
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Wie es vorstehend beschrieben worden ist, bestimmt die Verwaltungs-ECU 10 das Befehlssignal wie TET und TATR, und die Maschinen-ECU 6 und die AT-ECU 8 führen jeweils Steuerungen auf der Grundlage des Befehlssignals aus der Verwaltungs-ECU 10 und eigner Steuerungscharakteristiken wie ein Steurungsverfahren und Regeln durch. Insbesondere bestimmt die Verwaltungs-ECU 10 das Befehlssignal entsprechend dem Kennfeld, das eine Verfügbarkeit des Maschinendrehmoments angibt. Daher ist es möglich, zu vermeiden, dass die Verwaltungs-ECU 10 ein nicht verfügbares Befehlssignal wie einen nicht verfügbaren Wert für das Soll-Maschinendrehmoment TET ausgibt.
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7 zeigt eine in der Verwaltungs-ECU 10 ausgeführte Verarbeitung der Kraftübertragungswegsteuerung. Die Verwaltungs-ECU 10 berechnet potentielle Sollwerte auf der Grundlage des erfassten Maschinenzustands und der Wünsche des Fahrers in den Schritten 110 bis 190. Dann bestimmt die Verwaltungs-ECU 10 die Sollwerte auf der Grundlage der berechneten potentiellen Sollwerte und der Informationen, die deren Verfügbarkeit angeben, in den Schritten 200 bis 270. Die Verwaltungs-ECU 10 bestimmt, ob die berechneten potentiellen Sollwerte verfügbar sind oder nicht. Dann wählt die Verwaltungs-ECU 10 die potentiellen Sollwerte oder verfügbaren angenäherten Werte aus und stellt die als die Sollwerte ein.
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In Schritt 110 wird bestimmt, ob die Fahrtsteuerung angefordert ist oder nicht. Beispielsweise wird erfasst, ob der Fahrtsteuerungsschalter ausgeschaltet oder eingeschaltet ist. Falls die Fahrtsteuerung nicht erwünscht ist, wird ein Sollantriebsdrehmoment TDT auf der Grundlage einer vorbestimmten Funktion f, ACCP und VW in schritt 120 berechnet. Eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Automatikgetriebes (AT) 4 kann anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit VW verwendet werden. Der Wert von TDT gibt einen Sollwert eines Antriebsdrehmoments auf der Abtriebswelle an. TDT wird berechnet, um den Wunsch des Fahrers in Bezug auf Beschleunigung und Verlangsamung zu erfüllen. TDT wird entsprechend einem Charakter des Fahrzeugs berechnet, so wie ein Familienauto, ein Sportauto oder ein Luxusauto.
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Falls die Fahrtsteuerung erwünscht wird, wird TDT auf der Grundlage einer vorbestimmten Funktion f und einer Fahrtsteuerungs-Soll-Beschleunigung/-Verlangsamung CCTA in Schritt 130 berechnet. Die Fahrtsteuerungs-ECU 11 erhält CCTA über die Kommunikationsleitung L und über die Kommunikationsvorrichtungen. CCTA gibt einen Wert für die Beschleunigung oder Verlangsamung an, die möglich ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Sollgeschwindigkeit beizubehalten. Beispielsweise kann TDT durch Addieren einer Vorwärtskopplungskomponente und einer Rückwärtskopplungskomponente erhalten werden. Die Vorwartskopplungskomponente gibt ein Antriebsdrehmoment an, das möglich ist, um CCTA gegen einen Standardantriebswiderstandswert zu verwirklichen, wenn das Fahrzeug auf einer geraden und einer flachen Straße mit Standardgewicht und ohne Wind angetrieben wird. Die Rückwärtskopplungskomponente kann durch Nachschlagen in einem Kennfeld berechnet werden, dass durch VW und die Soll-Beschleunigung/-Verlangsamung bestimmt ist. Die Rückwärtskopplungskomponente gibt ein Antriebsdrehmoment zur Verringerung einer Differenz zwischen der Soll-Beschleunigung/-Verlangsamung und einer Ist-Beschleunigung/-Verlangsamung an. Die Rückwärtskopplungskomponente kann auf der Grundlage eines PID-Regelungsverfahrens berechnet werden.
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In Schritt 140 wird eine suggestive Fahrstufe (AT-Fahrstufe) SATR auf der Grundlage eines Kennfeldes bestimmt, wie es in 8 gezeigt ist. Die suggestive Fahrtstufe SATR wird als eine optimale Fahrstufe entsprechend dem gegenwärtigen Betriebszustand des Fahrzeugs erhalten, der durch die gegenwärtigen Werte von ACCP und VW angegeben ist. In Schritt 150 schlägt die Verwaltungs-ECU 10 in dem Kennfeld gemäß 3 nach, um alle verfügbaren Fahrstufen AATR mit Ausnahme von SATR zu bestimmen. SATR ist stets eine der AATR gemäß 3. AATR wird entsprechend dem gegenwärtigen Betrieb des Automatikgetriebes 4 bestimmt. Nachstehend werden SATR und AATR ebenfalls als eine potentielle Fahrstufe PATR bezeichnet.
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In Schritt 160 wird eine potentielle AT-Eingangsdrehzahl (Automatikgetriebeeingangsdrehzahl) PATS im Zusammenhang mit PATR berechnet. Beispielsweise kann PATS durch Anwenden eines gegenwärtigen Werts (Ist-Werts) der AT-Ausgangsdrehzahl (Automatikgetriebeausgangsdrehzahl) und einem Getriebeübersetzungsverhältnis erhalten werden, dass durch TATR angegeben ist. Falls eine Vielzahl von PATRs in Schritt 140 und 150 erhalten wird, wird eine Vielzahl von PATSs in Zusammenhang mit jedem PATR jeweils berechnet. Gemäß der nachstehenden Beschreibung werden ein potentielles AT-Eingangsdrehmoment PATT, eine potentielle Soll-Maschinendrehzahl PTNE und ein potentielles Soll-Maschinendrehmoment PTET in Zusammenhang mit jeweils einem PATR berechnet. Zusätzlich wird eine Bestimmung der Verfügbarkeit des Soll-Maschinendrehmoments ebenfalls in Zusammenhang mit jeweils einem PATR durchgeführt.
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In Schritt 170 wird das potentielle AT-Eingangsdrehmoment PATT durch Teilen von TDT durch das Getriebeübersetzungsverhältnis berechnet, das durch PATR angegeben ist. In Schritt 180 wird die potentielle Soll-Maschinendrehzahl PTNE auf der Grundlage der Übertragungscharakteristiken (Übertragungskennlinie) des Drehmomentwandlers gemäß 4, PATS und PATT berechnet.
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In Schritt 190 wird das potentielle Soll-Maschinendrehmoment PTET auf der Grundlage des Kennfelds gemäß 5, PATS, PTNE und PATT berechnet. Durch das Kennfeld gemäß 5 wird eine Drehmomentverstärkung des Drehmomentwandlers entsprechend von PATS und PTNE erhalten. Dann wird PTET auf der Grundlage der Drehmomentverstärkung und PATT berechnet.
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In Schritt 200 wird der Steuerungsbereich unter Verwendung des Kennfelds gemäß 6 PTNE und PTET berechnet. Der Steuerungsbereich wird durch Nachschlagen in dem Kennfeld auf der Grundlage einer Stelle von PTET bestimmt, wenn die Maschinendrehzahl PTNE angenommen wird. Diese Bestimmung wird für alle berechneten PTETs ausgeführt. Die Bestimmungsverarbeitung für den Steuerungsbereich ist eine Bestimmungsverarbeitung für die Verfügbarkeit des potentiellen Soll-Maschinendrehmoments. Die Verwaltungs-ECU 10 bestimmt den Steuerungsbereich CR, SR oder andere für jedes PTET.
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In Schritt 210 wird bestimmt, ob lediglich ein PTET sich in dem Steuerungsbereich CR befindet. Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird PTET als das Soll-Maschinendrehmoment TET eingestellt, und PATR wird als die Soll-Fahrstufe TATR in Schritt 315 eingestellt. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 220 voran. In diesem Fall befindet sich kein PTET in dem Steuerungsbereich CR oder befinden sich eine Vielzahl von PTETs in dem Steuerungsbereich CR.
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In Schritt 220 wird bestimmt, ob sich PTET (SATR) in dem Steuerungsbereich CR befindet oder nicht. PTET (SATR) bezeichnet das potentielle Soll-Maschinendrehmoment entsprechend der suggestiven Fahrstufe. Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird PTET (SATR) als TET eingestellt, und SATR wird als TATR in Schritt 252 eingestellt. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 230 voran.
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In Schritt 230 wird bestimmt, ob PTET (ATR) sich in dem Steuerungsbereich CR befindet oder nicht. PTET (ATR) bezeichnet das potentielle Soll-Maschinendrehmoment entsprechend der gegenwärtigen Fahrstufe (Ist-Fahrstufe). Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird PTET (ATR) als TET eingestellt, und ATR wird als TATR in Schritt 235 eingestellt. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 240 voran.
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In Schritt 240 wird bestimmt, ob PTET (Nicht(SATR) und Nicht(ATR)) sich in dem Steuerungsbereich CR befindet. PTET (Nicht(SATR) und Nicht(ATR))) bezeichnet das potentielle Soll-Maschinendrehmoment entsprechend einer Fahrstufe, bei der es sich nicht um SATR und nicht um ATR handelt. In 7 ist das ”Nicht” durch einen Querstrich angegeben. Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird PTET (PATR+) als TET eingestellt, und wird PATR+ als TATR in Schritt 245 eingestellt. PATR+ bezeichnet eine der potentiellen Fahrstufen, die sich am nächsten zu der gegenwärtigen Fahrstufe befindet und die eine Fahrstufe auf der Seite mit einer höheren Geschwindigkeit als bei der gegenwärtigen Fahrstufe ist. Daher bezeichnet PTET (PATR+) das potentielle Soll-Maschinendrehmoment entsprechend zu PATR+. In dem Fall von Schritt 245 wird das TATR eine der in Schritt 250 eingestellten AATRs. Falls beispielsweise sowohl SATR als auch ATR in der dritten Fahrstufe waren, und PATR und AATRs in der ersten, zweiten und vierten Fahrstufe waren, dann wird die vierte Fahrstufe als PATR+ ausgewählt. Ein derartige Hochauswahlregel ist vorteilhaft zur Vermeidung eines Schlags und Vibrationen auf das Fahrzeug, wenn das Getriebe 4 geschaltet wird. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 250 voran.
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In Schritt 250 wird bestimmt, ob PTET (SATR) sich in dem Steuerungsbereich SR befindet oder nicht. Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird SATR als TATR in Schritt 255 eingestellt. Zusätzlich nimmt TET einen Wert auf der Linie LMF oder LMS an. In diesem Schritt wird eine der Linien LMF und LMS ausgewählt, die sich näher an dem PTET (SATR) befindet, und TET wird unter der Annahme bestimmt, dass die Maschinendrehzahl PTNE beträgt. Falls PTET (SATR) sich auf der Mitte zwischen den Linien LMF und LMS befindet, wird die Linie LMS ausgewählt. Eine derartige Niedrigauswahlregel ist vorteilhaft im Hinblick auf die Kraftstoffersparnis. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 260 voran.
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In Schritt 260 wird bestimmt, ob PTET (SATR) sich in dem Steuerungsbereich SR befindet oder nicht. Falls die Bestimmung positiv (JA) ist, wird ATR als TATR in Schritt 265 eingestellt. Zusätzlich nimmt TET einen Wert auf der Linie LMF oder LMS an. Der Wert von TET wird in ähnlicher Weise zu der Verarbeitung in Schritt 255 gehalten. Falls die Bestimmung negativ (NEIN) ist, schreitet die Routine zu Schritt 270 voran.
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In Schritt 270 wird SATR als TATR eingestellt. Zusätzlich wird ein verfügbarer Wert, der verfügbar ist und sich am nächsten zu PTET (SATR) befindet, als TET eingestellt. In dem vorstehenden Fall existiert ein PTET weder im Steuerungsbereich CR noch in dem Steuerungsbereich SR. Daher wird TET ein Wert auf der Linie UL oder LMS sein.
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Dann gibt die Verwaltungs-ECU 10 TET und TATR zu der Maschinen-ECU 6 und der AT-ECU 8 aus. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden sowohl TET als auch TATR als Befehlssignale gesendet, die eine Steuerungsführung oder ein Steuerungssollwert angeben. Die Maschinen-ECU 6 und die AT-ECU führen ihre eigenen Verarbeitungen entsprechend von zumindest entweder TET oder TATR aus.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es möglich, optimale Werte für die Befehlssignale entsprechend den Charakteristiken der Steuerungsobjekte zu bestimmen. Die Verwaltungs-ECU 10 kann optimale Werte für das Soll-Maschinendrehmoment TET und die Soll-Fahrstufe TATR entsprechend den Kennlinien (Charakteristiken) der Brennkraftmaschine 2 und des Automatikgetriebes bestimmen, da die Daten für die Charakterisierung der in der Verwaltungs-ECU 10 verwendeten Kennfelder aus der Maschinen-ECU 6 und der AT-ECU 8 über die Kommunikationsleitung L gesendet werden.
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Zusätzlich ist, da die Verfügbarkeit der Befehlssignale untersucht wird und die Verfügbarkeit der Befehlssignale gewährleistet wird, es daher möglich, die Ausgabe unmöglicher Befehlssignale zu vermeiden. Die Verwaltungs-ECU 10 untersucht, ob die berechneten Befehlssignale verfügbar sind oder nicht, und ersetzt sie mit verfügbaren Werten, falls das berechnete Befehlssignal nicht verfügbar ist, weshalb es möglich ist, die Ausgabe unmöglicher Befehlssignale aus der Verwaltungs-ECU 10 zu vermeiden. Folglich ist es möglich, dass Antriebsdrehmoment TDT in einer Weise zu steuern, dass das Fahrzeug in einem wünschenswerten Verhalten gesteuert wird.
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Zusätzlich wird in dem Fall, dass die Verfügbarkeit des Befehlssignals mit einem kontinuierlichen Steuerungsbereich und einem stufenweisen Steuerungsbereich definiert ist, das Befehlssignal auf der Grundlage des Werts in dem kontinuierlichen Steuerungsbereich erhalten, der Priorität gegenüber dem Wert in dem stufenweisen Steuerungsbereich nimmt. Beispielsweise wählt bei der Bestimmung des Soll-Maschinendrehmoments TET die Verwaltungs-ECU 10 das potentielle Soll-Maschinendrehmoment PTET in dem kontinuierlichen Steuerungsbereich CR, das Priorität gegenüber das potentielle Soll-Maschinendrehmoment PTET in dem stufenweisen Steuerungsbereich SR genießt. Daher ist es möglich, die Brennkraftmaschine 2 unter dem kontinuierlichen Steuerungsbereich und in einer stabilen Weise zu betreiben, und den Kraftstoffabschneidebetrieb zu verringern, in dem das Maschinenausgangsdrehmoment sich stark ändern kann.
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Zusätzlich wird in dem Fall, dass die Verfügbarkeit des Befehlssignals mit einem suggestiven oder wünschenswerten Wert und einem gegenwärtigen Wert (Ist-Wert) definiert ist, das Befehlssignal auf der Grundlage des suggestiven oder wünschenswerten Werts erhalten, der Priorität gegenüber dem gegenwärtigen Wert nimmt. Beispielsweise wählt bei der Bestimmung der Soll-Fahrstufe TATR die Verwaltungs-ECU 10 die suggestive Fahrstufe SATR aus, die Priorität gegenüber die gegenwärtige Fahrstufe (Ist-Fahrstufe) ATR nimmt. Daher ist es möglich, die Soll-Fahrstufe TATR zu erhalten, die zu Verwirklichung des Soll-Antriebsdrehmoments TDT optimal ist. Falls die suggestive Fahrstufe SATR nicht verfügbar ist, ist es möglich, die Soll-Fahrstufe TATR zu erhalten, die in der Lage ist, eine Erschütterung (einen Schlag) und Vibrationen an dem Fahrzeug zu vermeiden. Folglich ist es möglich, das Fahrzeug in einer stabilen Weise anzutreiben.
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Zusätzlich ruft die Verwaltungs-ECU 10 die Daten zu Vervollständigung der Kennfelder und dergleichen aus der Maschinen-ECU 6 oder der AT-ECU 8 ab, die für die spezifische Brennkraftmaschine 2 oder das spezifische Getriebe 4 ausgelegt sind. Daher ist es möglich, die Verwaltungs-ECU 10 mit niedrigeren Kosten und geringeren Zeitaufwand auszulegen. Weiterhin kann die Verwaltungs-ECU 10 in verschiedenen Arten von Fahrzeugen verwendet werden.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann in der nachstehend beschriebenen Weise modifiziert werden.
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Eine Bremssteuerungs-ECU zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems kann mit der Verwaltungs-ECU 10 über die Kommunikationsleitung L verbunden werden. Die Verwaltungs-ECU 10 kann ein Befehlssignal für die Bremssteuerungs-ECU berechnen, um die Fahrzeugbewegung in geeigneter Weise zu steuern. Weiter kann ein Informationssystem wie ein Navigationssystem zur Anzeige eines gegenwärtigen Orts des Fahrzeugs und einer Karte mit der Verwaltungs-ECU 10 über die Kommunikationsleitung L verbunden sein. In diesem Fall kann die Verwaltungs-ECU 10 Informationen abrufen, die Umgebungsbedingungen wie Neigungswinkel der Straße und Höhe angeben, und die Befehlssignal derart berechnen, dass das Antriebsdrehmoment oder das Bremsdrehmoment in geeigneter Weise gesteuert werden.
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Die Brennkraftmaschine 2 kann eine Brennkraftmaschine mit variablen Zylindern sein, die in der Lage ist, die Anzahl der arbeitenden Zylinder zu variieren. Beispielsweise kann in dem Fall von n Zylindern die variable Zylinderbrennkraftmaschine die Kraftstoffversorgung n – m Zylindern abschneiden, wobei n gleich oder größer als 2 (n = 2) und m kleiner als n und gleich oder größer als 1 ist (1 = m < n). Falls die Brennkraftmaschine vier Zylinder aufweist, kann die Kraftstoffzufuhr für einen Zylinder, zwei Zylinder oder drei Zylinder zusätzlich zu dem Kraftstoffabschneiden für vier Zylinder ausgesetzt werden. Die Anzahl der Zylinder, bei denen der Kraftstoff abgeschnitten wird, kann entsprechend dem Befehlssignal oder einem erfassten Betriebszustand der Brennkraftmaschine variiert werden. In derartigen Fällen kann das Kennfeld gemäß 6 modifiziert werden, um zusätzliche Linien zwischen den Linien LMF und LMS entsprechend der Anzahl der arbeitenden Zylinder zu definieren. Dann wählt die Verwaltungs-ECU 10 die Linie zur Bestimmung des Soll-Maschinendrehmoments TET aus den Linien aus.
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Beispielsweise kann m die Hälfte aller Zylinder betragen, das heißt zwei im Falle einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine kann unter vollem Einspritzen für vier Zylinder, einem teilweise Einspritzen für zwei Zylinder und keinem Einspritzen betrieben werden. In diesem Fall sollte ein Kennfeld gemäß 9 anstelle des Kennfeldes gemäß 6 verwendet werden. Das Kennfeld gemäß 9 weist weiterhin eine Linie LMH auf, die ein unteres Grenzdrehmoment unter vollem Einspritzen für die Hälfte der Zylinder angibt. Daher definiert das Kennfeld gemäß 9 zwei schrittweise Steuerungsbereiche SR1 und SR2. In Schritten 255 und 256 wählt die Verwaltungs-ECU 10 eine Linie aus den Linien LMF, LMH und LMS entsprechend den vorstehend beschriebenen Regeln aus. Folglich ist es möglich, die Brennkraftmaschine präzise zu steuern.
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Falls eine Vielzahl der potentiellen Soll-Maschinendrehmomente PTET in dem schrittweisen Steuerungsbereich SR oder SR1 und SR2 existieren, kann die Verwaltungs-ECU 10 eines auswählen, das sich am nächsten zu einem verfügbaren Maschinendrehmoment befindet, und bestimmt das Soll-Maschinendrehmoment, das verfügbar ist und sich am nächsten zu dem ausgewählten der potentiellen Soll-Maschinendrehmomente befindet. Diese Bestimmungsverarbeitung kann zwischen den Schritten 260 und 270 hinzugefügt werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf 25 die beiliegende Zeichnung beschrieben worden ist, seibemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann deutlich sind. Derartige Änderungen und Modifikationen sollen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung umfasst betrachtet werden, wie sie 30 in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Wie vorstehend beschrieben, weist ein Steuerungssystem für Fahrzeugskraftübertragungswegkomponenten (2, 4) eine Maschinen-ECU (6), eine Automatikgetriebe-ECU (8) und eine Verwaltungs-ECU (10) auf. Die Verwaltungs-ECU (10) gibt Befehlssignale wie ein Soll-Maschinendrehmoment (TET) und eine Soll-Getriebefahrstufe (TATR) für die Maschinen-ECU (6) und die Automatikgetriebe-ECU (8). Die Verwaltungs-ECU (10) ruft Daten zur Vervollständigung eines Kennfeldes zur Bestimmung einer Verfügbarkeit des Soll-Maschinendrehmoments (TET) aus der Maschinen-ECU (6) ab. Die Verwaltungs-ECU (10) prüft die Verfügbarkeit eines berechneten Werts des Soll-Maschinendrehmoments, und falls es notwendig ist, ersetzt die Verwaltungs-ECU (10) das Soll-Maschinendrehmoment mit einem verfügbaren Wert. Die Maschinen-ECU (6) führt eine Maschinensteuerungsverarbeitung auf der Grundlage des Soll-Maschinendrehmoments aus, dessen Verfügbarkeit durch die Verwaltungs-ECU (10) sichergestellt worden ist. Es ist möglich, die Fahrzeugskraftübertragungswegkomponenten in geeigneter Weise zu betreiben.
