-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und Verfahren
zum Steuern oder Regeln einer Motorleerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors,
der an ein Automatikgetriebe mit einem Drehmomentwandler gekoppelt
ist, und im speziellen zum Regeln der Motorleerlaufdrehzahl in einem
Antriebsbereich des Automatikgetriebes.
-
Motorleerlaufdrehzahlregelsysteme
für einen Verbrennungsmotor
eines Fahrzeugs sind angepasst, um eine Luftmenge, die in den Motor
eingeführt
wird (im Folgenden als eine Leerlaufluftmenge bezeichnet) zu regeln,
um die Motordrehzahl mit einer Soll-Leerlaufdrehzahl während eines
Leerlaufbetriebs des Motors in Übereinstimmung
zu bringen.
-
Die
japanische Patentanmeldung
JP 2000-45834 A offenbart ein Motorleerlaufdrehzahlregelsystem,
in welchem, wenn ein Automatikgetriebe in einer Antriebs-(D)-Stellung während eines
Motorleerlaufbetriebs in einem Anhaltezustand des Fahrzeugs betrieben
wird, eine Basisleerlaufluftmenge korrigiert wird, um basierend
auf einem D-Bereichs-Leerlaufanhebungs-Korrekturwert anzusteigen,
und eine Leerlaufdrehzahlregelung durchgeführt wird, um die Leerlaufluftmenge
zu regeln, so dass die Motordrehzahl in Übereinstimmung mit einer Soll-Leerlaufdrehzahl
gebracht wird. Wenn das Fahrzeug in einem D-Bereichszustand des
Automatikgetriebes startet, wird die Regelung angehalten und die
vergrößerte Basisleerlaufluftmenge
wird durch Subtrahieren eines Korrekturwertes korrigiert, welcher
basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Dieser
Stand der Technik zielt darauf ab, eine übermäßige Erhöhung der Leerlaufluftmenge
während
des Fahrens des Fahrzeugs zu verhindern.
-
Jedoch
hat der oben beschriebene Stand der Technik folgende Probleme. Im
Speziellen wird die Leerlaufluftmenge, die in dem D-Bereich in dem
Motorleerlaufzustand gefordert ist, als eine Luftmenge bestimmt,
die einem Motorausgangsdrehmoment entspricht, das mit einem Absorptionsdrehmoment eines
Drehmomentwandlers im Gleichgewicht gehalten wird, welches erzeugt
wird, wenn das Fahrzeug in einem Haltezustand ist. In dem Fahrzeughaltezustand
wird das Drehmomentwandlerdrehzahlverhältnis, das durch Teilen der
Drehmomentwandlerausgangsturbinendrehzahl durch die Motordrehzahl
bestimmt, gleich Null. Wenn eine Bremse losgelassen wird, erhöht sich
allmählich
die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Drehmomentwandlerdrehzahlverhältnis steigt
an. Das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers sinkt, so dass
die Motordrehzahl stark ansteigt im Vergleich zu der Motordrehzahl
in dem Fahrzeuganhaltezustand. In diesem Zustand, wenn die Regelung
der Motordrehzahl ausgeführt wird,
wird die Leerlaufluftmenge geringer als die Leerlaufluftmenge sinken,
die in dem Fahrzeughaltezustand erforderlich ist. Wenn die Bremse
im Eingriff ist und das Drehmomentwandlerdrehzahlverhältnis Null
wird, wird nachfolgend der Bedarf an der Leerlaufluftmenge, die
dem Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers entspricht, zunehmen.
Im schlimmsten Fall wird dies zu einem Abwürgen des Motors führen. Um
das Problem zu vermeiden, muss die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei
der eine Regelung erfolgt, auf einen relativ geringen Wert festgelegt werden.
Dies bewirkt eine Verzögerung
beim Starten der Regelung und beim Konvergieren der Leerlaufdrehzahl
an die Soll-Leerlaufdrehzahl.
-
Die
DE 698 19 581 T2 offenbart
ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe,
das einen Drehmomentwandler aufweist. Beim Schalten in die D-Stellung
wird beim Beginn des Eingriffs der Reibelemente ein Drehmomenterhöhungssignal
abgegeben. In einer Ausführungsform
wird das Drehzahl-Verhältnis
des Drehmomentwandlers zum Ermitteln des Beginns des Eingriffs der Reibelemente
einbezogen.
-
Die
DE 43 35 726 A offenbart
ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe,
das einen Drehmomentwandler aufweist. Im Leerlauf oder in einem
leerlaufnahen Bereich wird das Drehmoment des Motors unter Verwendung
des zeitlichen Verlaufs der Turbinendrehzahl eingestellt.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen
Nachteile zu eliminieren und ein System und Verfahren zum Regeln
einer Motorleerlaufdreh zahl eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu
stellen, welches in der Lage ist, das Fahrverhalten in der D-Stellung
während
eines Leerlaufbetriebs zu verbessern, und das Abwürgen eines Motors
zu verhindern.
-
Diese
Aufgabe wird durch das in den Patentansprüchen 1 bzw. 12 angegebene System
bzw. Verfahren gelöst.
-
Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm eines Systems einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
-
2 ein
Flussdiagramm einer Routine zum Bestimmen einer Soll-Leerlaufdrehzahl,
-
3 ein
Flussdiagramm einer Unterroutine zum Bestimmen eines Drehzahl-Korrekturwertes,
-
4 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Drehzahl-Korrekturwert in dem
Fall Nset0 = 550 U/min zeigt,
-
5 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Drehzahl-Korrekturwert in dem
Fall Nset0 = 800 U/min zeigt,
-
6 ein
Flussdiagramm einer Routine zum Steuern oder Regeln einer Leerlaufluftmenge,
-
7 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Motordrehzahl und Luftmenge zeigt,
-
8 ein
vergrößerter Bereich
des Diagramms, das in 7 gezeigt ist,
-
9 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen einem Drehmomentwandlerdrehzahlverhältnis und einem Drehmomentwandler-Absorptionsdrehmoment
zeigt,
-
10 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen einem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis und
eine für
den Drehmomentwandler erforderliche Luftmenge zeigt,
-
11 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis und Fahrzeuggeschwindigkeit
in dem Fall einer Motordrehzahl von 550 U/min zeigt,
-
12 ein
Kennfeld, das eine Verbesserung der Konvergenz der Leerlaufdrehzahl
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt,
-
13 ein
Flussdiagramm einer Unterroutine zum Bestimmen der Zusatzdrehzahl
in einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
14 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Soll-Leerlaufdrehzahl und Leerlaufluftmenge zeigt, und
-
15 ein
Kennfeld, das ein Verhältnis
zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Drehzahl-Korrekturwert in dem
Fall einer Basis-Leerlaufdrehzahl (Referenzdrehzahl) von 800 U/min
zeigt.
-
Im
Hinblick auf 1 ist ein Fahrzeugantriebssystem
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in 1 dargestellt,
weist ein Verbrennungsmotor 10 einen Lufteinlasskanal 11 und
ein Drosselventil 12 auf, das in dem Lufteinlasskanal 11 vorgesehen
ist. Ein Leerlaufsteuer- oder -regelventil 13 ist in einem
Luftbypasskanal 11A vorgesehen, um so eine Menge eines
Einlassluftstroms, der das Drosselventil 12 umgeht, während eines
Leerlaufbetriebs des Motors 10 zu steuern oder zu regeln.
Das Leerlaufsteuer- oder -regelventil 13 ist elektronisch
mit einer Motorsteuerung oder -regelung (ECU) 30 verbunden.
Der Öffnungswinkel
des Leerlaufsteuer- oder -regelventils 13 wird durch die
ECU 30 gesteuert oder geregelt.
-
Eine
Ausgangswelle (Kurbelwelle) 14 des Motors 10 ist
an ein Automatikgetriebe (A/T) 20 gekoppelt. Das A/T 20 weist
einen Drehmomentwandler (T/C) 21, der mit der Ausgangswelle 14 gekoppelt
ist, und Wechselgetriebe 22 auf, die mit dem T/C 21 gekoppelt
sind. Der T/C 21 weist ein Pumpenlaufrad 21A auf
der Eingangsseite, ein Turbinenlaufrad 21B auf der Ausgangsseite
und eine Überbrückungskupplung 21C auf,
die für
ein direktes Koppeln des Pumpenlaufrads 21A und das Turbinenlaufrads 21B angepasst
ist. Die Wechselgetriebe 22 ändern den Drehzahlausgang von
dem Turbinenlaufrad 21B und übertragen die geänderte Drehzahl
auf Räder 25 über die
Ausgangswelle 23 und ein Differenzialgetriebe 24.
-
Eine
Mehrzahl von Sensoren ist mit der ECU 30 verbunden. Die
Sensoren weisen einen Gaspedalöffnungswinkelsensor 31,
einen Motordrehzahlsensor 32 und einen Kühlwassertemperatursensor 33 auf.
Der Gaspedalöffnungswinkelsensor 31 detektiert einen Öffnungswinkel
eines Gaspedals, nämlich
eine Niederdrückgröße eines
Gaspedals, und erzeugt ein Signal APO, das den detektierten Öffnungswinkel
anzeigt. Ein Kurbelwinkelsensor 32, der als ein Motordrehzahlsensor
wirkt, detektiert die Rotation der Ausgangswelle 14 des
Motors 10 und erzeugt ein Signal REF, POS, das die detektierte
Rotation anzeigt. Der Kühlwassertemperatursensor 33 detektiert
eine Motorkühlwassertemperatur
und erzeugt ein Signal Tw, das die detektierte Wassertemperatur
anzeigt. Ein Hilfslastschalter 34 ist mit der ECU 30 verbunden. Der
Hilfslastschalter 34 schaltet eine Hilfslast, nämlich zwischen
einem AN/AUS-Zustand
von Hilfsausstattungen, wie z. B. einer Klimaanlage, einer Servolenkung
und dergleichen, und erzeugt ein AN/AUS-Signal, das den Einschaltzustand
der Hilfslast anzeigt. Die Sensoren weisen weiter einen Gangwählsensor 35,
einen Getriebestellungssensor 36 und einen Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor
(Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 37 auf. Der Gangwählsensor 35 detektiert
eine Automatikgetriebebetriebsstellung, der neutral (N), Fahren
(D), Parken (P) und dergleichen um fasst, welcher durch einen Fahrzeugbediener
mit einem Schaltwählhebel ausgewählt wird,
und erzeugt ein Signal, das den detektierten Bereich N, D, P und
dergleichen anzeigt. Der Getriebestellungssensor 36 detektiert
ein Übersetzungsverhältnis der
Wechselgetriebe 22 und erzeugt ein Signal Gr, das das detektierte Übersetzungsverhältnis anzeigt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (Übertragungsausgangswellenrotationssensor) 37 detektiert
eine Rotationsdrehzahl der Ausgangswelle 23 der Wechselgetriebe 22 und
erzeugt ein Signal VSP, das die detektierte Rotationsdrehzahl als
Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Im Speziellen werden diese Signale
an eine A/T-Steuerung oder -Regelung, nicht gezeigt, übertragen
und dann an die ECU 30 über
Leitungen übertragen.
Zum Zwecke einer einfachen Darstellung ist die A/T-Steuerung oder
-Regelung in 1 weggelassen. Die ECU 30 erzeugt
ein Leerlaufschaltsignal basierend auf dem Signal APO, das durch
den Gaspedalöffnungswinkelsensor 31 erzeugt
wird. Die ECU 30 berechnet eine Motordrehzahl Ne basierend
auf dem Kurbelwinkelsignal REF, POS, das durch den Kurbelwinkelsensor 32 erzeugt
wird. Die ECU 30 berechnet weiter eine Drehmomentwandler-Turbinendrehzahl Nt
von dem T/C 21 basierend auf einem Produkt der Fahrzeuggeschwindigkeit
(Übertragungsausgangswellenrotationsdrehzahl)
VSP und dem Übersetzungsverhältnis Gr.
In dieser Ausführungsform
ist die ECU 30 ein Mikrocomputer, der eine zentrale Prozessoreinheit
(CPU) 100, Eingangs- und Ausgangsanschlüsse (I/O) 102, einen
Nur-Lesespeicher (ROM) 104, einen Direktzugriffsspeicher
(RAM) 106 und einen gemeinsamen Datenbus aufweist.
-
Basierend
auf den oben beschriebenen Signalen verarbeitet die ECU 30 die
Signale, um die Motorbetriebszustände zu bestimmen, verschiedene Parameter
zu berechnen und Regelungen der Leerlaufdrehzahl und der Leerlaufluftmenge
unter Verwendung der Parameter, wie später beschrieben, auszuführen. Die
ECU 30 steuert oder regelt weiterhin eine Kraftstoffversorgungsmenge,
die dem Motor 10 zuzuführen
ist, um so ein erwünschtes
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
zwischen einer Kraftstoffmenge und einer Einlassluftmenge zur Verfügung zu
stellen.
-
Nun
werden im Hinblick auf die 2 bis 6 die
Regelungen der Leerlaufdrehzahl und der Leerlaufluftmenge, welche
durch die ECU 30 ausgeführt
werden, erläutert.
-
2 zeigt
eine Routine zum Bestimmen einer Soll-Leerlaufdrehzahl. Der Programmablauf
startet und geht zu Block S1, wo eine Bestimmung durchgeführt wird,
ob das A/T 20 in dem D-Bereich oder dem N-Bereich betrieben
wird, basierend auf dem Signal D oder N von dem Gangwählsensor 35.
Wenn die Antwort an den Block S1 der N-Bereich ist, springt der
Programmablauf zu Block S6. In dem Block S6 wird eine Soll-Leerlaufdrehzahl
Nset in dem N-Bereich basierend auf dem Motorkühlwassertemperatursignal Tw
und dem Hilfslast-AN/AUS-Signal bestimmt. Der Programmablauf geht
dann an das Ende. Wenn die Antwort auf den Block S1 der D-Bereich
ist, geht der Programmablauf weiter zu Block S2, wo eine Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 in dem D-Bereich in dem Fahrzeughaltezustand bestimmt wird.
Wenn beispielsweise eine Klimaanlage nach dem Erwärmen des
Motors 10 ausgeschalten wird, wird die Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 mit 550 U/min bestimmt. Wenn die Klimaanlage nach dem Erwärmen des
Motors 10 angeschalten wird, wird die Basisleerlaufdrehzahl
Nset0 mit 800 U/min bestimmt. Der Programmablauf geht dann weiter
zu Block S3, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 37 detektiert
wird, ausgelesen wird, und dann zu Block S4.
-
In
dem Block S4 wird ein Korrekturwert Nup für die Basisleerlaufdrehzahl
Nset0 auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und der Basisleerlaufdrehzahl
Nset0 gemäß einer
Unterroutine, die in 3 gezeigt ist, bestimmt. Die
Unterroutine wird durch die ECU 30 ausgeführt. Wie
in 3 dargestellt ist, startet der Programmablauf
und geht zu Block S11. In dem Block S11 wird auf der Basis der Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 ein Kennfeld aus einer Mehrzahl von Kennfeldern ausgewählt, welche
in der ECU 30 entsprechend verschiedenen Werten, wie z. B.
550 U/min, 800 U/min, ... usw., der Basisleerlaufdrehzahl Nset0
gespeichert sind.
-
Im
Speziellen zeigen beispielsweise die 4 und 5 Kennfelder,
welche der Drehzahl-Korrekturwert Nup relativ zu der Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP in dem Fall der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 = 550 U/min bzw.
der Drehzahl-Korrekturwert Nup relativ dazu in dem Fall der Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 = 800 U/min zeigen. Aus den 4 und 5 ist
ersichtlich, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ansteigt,
der Drehzahl-Korrekturwert Nup bei einem größeren Wert bestimmt wird, um
so die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset zu erhöhen. Wenn weiter die Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0
ansteigt, wird der Drehzahl-Korrekturwert Nup bei einem größeren Wert
bestimmt, um so die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset zu erhöhen.
-
Die
Unterroutine geht zu Block S12 in 3, wo das
ausgewählte
Kennfeld angesehen wird und der Drehzahl-Korrekturwert Nup aus dem
ausgewählten
Kennfeld auf der Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP
abgerufen wird. Die Unterroutine geht dann zurück.
-
Im
Hinblick auf die Routine in 2 wird bei dem
Block S5 die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset durch Addieren des Drehzahl-Korrekturwertes
Nup zu der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 berechnet. Die Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 und der Drehzahl-Korrekturwert
Nup werden addiert. Damit wird die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset erhalten.
Die Routine geht dann zu dem Ende.
-
6 zeigt
eine Routine zum Regeln einer Leerlaufluftmenge. Der Programmablauf
startet und geht zu Block S31, wo die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset,
die durch die Routine von 2 bestimmt
wurde, gelesen wird. Der Programmablauf geht weiter zu Block S32,
wo eine Bestimmung durchgeführt
wird, ob das A/T 20 in dem D-Bereich oder dem N-Bereich ist,
basierend auf dem Signal D oder N von dem Gangwählsensor 35. Wenn
die Antwort auf den Block S32 der D-Bereich ist, geht der Programmablauf
weiter zu Block S33, wo die Basisluftmenge QD, die in dem D-Bereichsbetrieb
erforderlich ist, im Folgenden als D-Bereichs-Basisluftmenge QD
bezeichnet, basierend auf der Soll-Leerlaufdrehzahl Nset bestimmt wird,
die in dem Block S31 gelesen wird. Wenn die Antwort auf den Block
S32 der N-Bereich ist, geht der Programmablauf weiter zu Block S34,
wo eine Basisluftmenge QN, die in dem N-Bereichsbetrieb erforderlich
ist, im Folgenden als N-Bereichs-Basisluftmenge QN bezeichnet, basierend
auf der Soll-Leerlaufdrehzahl Nset bestimmt wird, die in dem Block S31
gelesen wird. Die Bestimmung der D-Bereichs-Basisluftmenge QD und
der N-Bereichs-Basisluftmenge
QN wird unter Verwendung eines Kennfelds ausgeführt, das in 7 gezeigt
ist.
-
7 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einer Motordrehzahl Ne und einer Leerlaufluftmenge QI, die
zum Aufrechterhalten der Motordrehzahl Ne erforderlich ist, wenn
das A/T 20 in dem D-Bereich (T/C-Drehzahlverhältnis =
0) bzw. dem N-Bereichsbetrieb (T/C-Drehzahlverhältnis = 1) ist. In 7 zeigen
zwei Kurven die D-Bereichs-Basisluftmenge
QD bzw. die N-Bereichs-Basisluftmenge QN jeweils relativ zu der
Motordrehzahl Ne. Hier ist die D-Bereichs-Basisluftmenge QD eine
Leerlaufluftmenge, die in dem Fahrzeuganhaltezustand in dem D-Bereich
erforderlich ist, wobei das T/C-Drehzahlverhältnis gleich Null ist. Die
D-Bereichs-Basisluftmenge QD wird durch Addieren des für das Absorptionsdrehmoment
von dem T/C 21 erforderlichen Luftmenge zu der N-Bereichs-Basisluftmenge
QN erhalten.
-
In 6 geht
der Programmablauf zu Block S35. In dem Block S35 wird der Zustand
der Hilfslast der Hilfsausstattung, beispielsweise einer Klimaanlage
oder einer Servolenkung, basierend auf dem AN/AUS-Signal des Hilfslastschalters 34 bestimmt. Basierend
auf dem bestimmten Hilfslastzustand wird die Lastantriebsluftmenge
QL, die zum Antreiben der Hilfsausstattung erforderlich ist, bestimmt.
Der Programmablauf geht weiter zu Block S36, wo eine Bestimmung
durchgeführt
wird, ob der Regelungszustand (F/B-Zustand) zum Implementieren der
Leerlaufdrehzahlregelung erfüllt
ist. Im Speziellen wird bestimmt, dass der Motor 10 in
einem Leerlaufzustand bei einem Gaspedalöffnungswinkel APO von Null
und einer Fahrzeuggeschwindigkeit VSP nicht größer als der Regelungszulassungsfahrzeuggeschwindigkeit,
in dieser Ausführungsform
14 km/h, ist. Wenn die Antwort auf den Block S36 ja ist, geht der
Programmablauf weiter zu Block S37, wo die Motordrehzahl Ne detektiert
wird. Der Programmablauf geht dann zu Block S38, wo die Motordrehzahl
Ne mit der Soll-Leerlaufdrehzahl Nset verglichen wird. Wenn die
Antwort auf den Block S38 Ne < Nset
ist, geht der Programmablauf weiter zu Block S39, wo die Regelungs-Luftmenge QF/B erhöht wird.
Der Programmablauf geht dann zu Block S41. In dem Block S41 wird
die Leerlaufluftmenge QI durch Summieren der Basisluftmenge QD,
QN, der Lastantriebsluftmenge QL und der Regelungs-Luftmenge QF/B
festgesetzt. Wenn die Antwort auf den Block S38 Ne > Nset ist, geht im
Gegensatz dazu der Programmablauf weiter zu Block S40, wo die Regelungs-Luftmenge
QF/B verringert wird. Der Programmablauf geht weiter zu Block S41.
-
Wenn
die Antwort auf den Block S36 nein ist, wird die Regelungs-Luftmenge
QF/B auf einem aktuellen Wert gehalten, und der Programmablauf springt zu
Block S41.
-
Im
Hinblick auf die 8 bis 11 wird
ein Betrieb der Regelung des Systems der vorliegenden Erfindung
im Vergleich mit dem des Standes der Technik, wie oben beschrieben,
verglichen. 8 zeigt einen vergrößerten wichtigen
Abschnitt von 7. Zuerst wird die Regelung
des Systems des Standes der Technik beschrieben. Wie in 8 gezeigt,
ist, wenn die Motordrehzahl Ne 550 U/min ist und der N-Bereich ausgewählt ist,
in welchem die Rotationsübertragung
in den Wechselgetrieben 22 von dem A/T 20 unterbrochen
wird und das Drehzahlverhältnis
von dem T/C 21 gleich 1 ist, die Leerlaufluftmenge 81 L/min,
wie es an dem Punkt c gezeigt ist. Wenn dann der D-Bereich mit der
verwendeten Bremse ausgewählt
wird, wird der Drehmomentwandler, für den eine Luftmenge von 17
L/min erforderlich ist, entsprechend dem Drehmomentwandler-Absorptionsdrehmoment
zu 81 L/min addiert, so dass die Leerlaufluftmenge auf 98 L/min
ansteigt, wie es bei Punkt a gezeigt ist. 9 zeigt
ein Verhältnis zwischen
einem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis und einem Drehmomentwandler-Absorptionsdrehmoment. 10 zeigt
ein Verhältnis
zwischen einem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis und einer für den Drehmomentwandler
erforderliche Luftmenge. Die für
den Drehmomentwandler erforderliche Luftmenge von 17 L/min in dem
D-Bereich (Drehzahlverhältnis
= 0) ist in 10 gezeigt. In dem D-Bereichszustand
wird das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis gleich Null und die Motordrehzahl
wird bei 550 U/min aufrechterhalten, ohne die Regelung durchzuführen.
-
Wenn
die Bremse dann losgelassen wird, beginnt das Fahrzeug durch die
Kriechkraft von dem T/C 21 zu fahren und das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis ändert sich
allmählich
von Null auf 1,0. Wie in 10 gezeigt,
wird, wenn das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis 1,0 ist, die für den Drehmomentwandler
erforderliche Luftmenge gleich Null. Wenn das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis 1,0
erreicht, tritt dann entsprechend ein Überschuss der für den Drehmomentwandler
erforderlichen Luftmenge von 17 L/min auf. Wie in 8 gezeigt,
steigt mit dem Überschuss
der Luftmenge von 17 L/min die Leerlaufdrehzahl um 96 U/min, das
heißt
von 550 U/min auf 646 U/min während
des Fahrens in einem Motorleerlaufzustand, wie es an Punkt b gezeigt
ist. In diesem Zustand ist der Motor 10 in einem Hochleerlaufzustand.
-
In
dem Hochleerlaufzustand startet die Leerlaufdrehzahlregelung, um
allmählich
den Überschuss der
Luftmenge von 17 L/min zu verringern, bis die Leerlaufluftmenge
81 L/min wird, wie es an Punkt c gezeigt ist. In diesem Zustand
wird, wenn die Bremse betätigt
wird, um das Fahrzeug anzuhalten, ein Fehlen der Luftmenge von 17
L/min durch die Verringerung der Luftmenge von 17 L/min durch die
Regelung bewirkt. Im Ergebnis wird die Gesamtleerlaufluftmenge 81
L/min, obwohl die Gesamtleerlaufluftmenge 98 L/min in dem D-Bereich
in dem Fahrzeughaltezustand, wie oben beschrieben, erforderlich
ist. Da die Luftmenge, die zugeführt
wird, zu gering ist, wird nämlich
in diesem Zustand die Motordrehzahl auf den Punkt d, der in 8 gezeigt
ist, verringert, wodurch ein Motorabwürgen bewirkt wird. Um dieses Problem
zu vermeiden, wird im Stand der Technik die Leerlaufdrehzahlregelung
in einem solchen Hochleerlaufzustand verhindert, so dass das Drehzahlverhältnis etwa
1,0 ist.
-
Im
Gegensatz dazu wird in der Leerlaufdrehzahlregelung der vorliegenden
Erfindung der Überschuss
der Leerlaufluftmenge von 17 L/min durch Erhöhen der Soll-Leerlaufdrehzahl
Nset, die beispielsweise von 550 U/min auf 646 U/min während des Fahrens
erhöht
wird, eliminiert. Gerade wenn die Leerlaufdrehzahlregelung ausgeführt wird,
kann daher verhindert werden, dass die Leerlaufluftmenge absinkt.
Die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset kann in Abhängigkeit von dem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis bestimmt
werden. In einer einfachen Weise kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP steigt, die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset auf einem höheren Wert
bestimmt werden.
-
Speziell
zeigt 11 ein Verhältnis zwischen einem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis und der
Fahrzeuggeschwindigkeit VSP in dem Fall einer Motordrehzahl Ne von
550 U/min. In 11 wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP steigt, dass Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis näher an 1,0 liegen. Wenn sich
das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis 1,0 nähert, steigt der Überschuss
der Leerlaufluftmenge. Wenn weiter der Überschuss der Leerlaufluftmenge
ansteigt, steigt die Leerlaufluftmenge, die durch die Regelung zu verringern
ist. Daher kann der Überschuss
der Leerlaufluftmenge durch Regeln der Soll-Leerlaufdrehzahl Nset
in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, nämlich durch Erhöhen der Soll-Leerlaufdrehzahl
Nset verringert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP höher wird.
Im Ergebnis kann die Leerlaufluftmenge auf ein solches Niveau verringert
werden, dass ein Motorabwürgen verhindert
werden kann. Speziell in dem Fall einer Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0
von 550 U/min, wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP 4 km/h
ist, die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset bei 575 U/min (550 U/min + 25
U/min) festgesetzt. In dem gleichen Fall wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP 5 km/h ist, die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset bei 646 U/min (550 U/min
+ 96 U/min) festgesetzt.
-
Wie
oben erläutert,
kann die Leerlaufdrehzahlregelung der vorliegenden Erfindung eine
zu geringe Leerlaufluftmenge verhindern, gerade wenn die Leerlaufdrehzahlregelung
bei einem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis von kleiner als 1 ausgeführt wird. 12 zeigt
eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem Fall,
wo die F/B-Erlaubnisfahrzeuggeschwindigkeit bei einem großen Wert,
nämlich
14 km/h in dieser Ausführungsform, festgesetzt
ist, unter der Bedingung, dass der Fahrzeugbetrieb von dem Verzögerungszustand
zu dem Haltestand schaltet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP
auf 14 km/h oder geringer sinkt, kann die Regelung ausgeführt werden,
um die Leerlaufdrehzahl auf die Soll-Leerlaufdrehzahl einzustellen.
Dies erhöht
die Konvergenz der Leerlaufdrehzahl an die Soll-Leerlaufdrehzahl.
In der Zwischenzeit wird in dieser Ausführungsform die F/B-Erlaubnisfahrzeuggeschwindigkeit
auf nicht höher
als 14 km/h festgesetzt, um die Regelung bei einer ersten Gangstellung auszuführen. Die
Gangstellung wird gewöhnlich
von dem zweiten Gang auf den ersten Gang bei 16 km/h der Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP geschaltet. Wenn die F/B-Erlaubnisfahrzeuggeschwindigkeit bei
14 km/h festgesetzt ist, ist daher ein Überschuss von 2 km/h von der
F/B-Erlaubnisfahrzeuggeschwindigkeit. Weiterhin ist, wie in 12 gezeigt,
die Leerlaufluftmenge, die in dem Steuerungszustand vorgesehen ist,
durch die Leerlaufluftmenge + α gegeben.
Obwohl die Soll- Leerlaufdrehzahl
hochgesetzt worden ist, sinkt die Luftmenge, die nach Ausführen der
Regelung vorgesehen ist, allmählich
schließlich
auf die geringe Luftmenge, die gleich der ist, die in dem Motorleerlaufzustand
in dem Fahrzeughaltezustand erforderlich ist. Die Luftmenge wird
durch Erhöhen
der Soll-Leerlaufdrehzahl so geregelt, daß, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP hoch ist und das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis groß ist, diese auch ansteigt.
-
Wie
es aus der obigen Erläuterung
verständlich
ist, kann die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Auftreten eines Motorabwürgens verhindern
und die F/B-Erlaubnisdrehzahl auf einem höheren Wert einstellen, wodurch
sie einem Erhöhen
der Konvergenz der Leerlaufdrehzahl an die Soll-Leerlaufdrehzahl
dient und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
-
Weiterhin
kann in der ersten Ausführungsform
die ECU 30 eine optimale Korrektur der Soll-Leerlaufdrehzahl
mittels der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 und durch Bestimmen des
Korrekturwertes Nup ausgeführt
werden, so dass die Soll-Leerlaufdrehzahl Nset erhöht wird,
wenn das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis sich von 0 auf 1 ändert. Weiterhin
kann die ECU 30 leicht die Korrektur der Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 durch Verwenden der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP als einem
Parameter relativ zu dem Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis ausführen. Weiterhin
kann die ECU 30 eine optimale Korrektur der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0
durch Bestimmen des Korrekturwertes ausführen, um so die Soll-Leerlaufdrehzahl
Nset zu erhöhen,
wenn der Parameter (Fahrzeuggeschwindigkeit VSP) steigt.
-
Weiterhin
bestimmt die ECU 30 den Korrekturwert Nup bei unterschiedlichen
Werten auf der Basis der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0, wie in den 4 und 5 gezeigt.
Daher kann die ECU 30 einen optimalen Korrekturwert Nup
bestimmen, gerade wenn sich die Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 in
einem Motorleerlaufzustand bei einem Fahrzeughaltezustand ändert, wodurch
ein Reduzieren von Fehlern bei der Regelung erreicht wird. Da die
ECU 30 eine Mehrzahl von Kennfeldern für die Korrekturwerte Nup entsprechend
verschiedener Werte der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0, wie in den 4 und 5 gezeigt,
speichert, kann eine Ermittlung des Korrekturwertes Nup vereinfacht
werden.
-
Im
Hinblick auf die 13 bis 15 wird
im Folgenden eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die
Unterroutine zum Bestimmen des Kennfeldes Nup, wie in 13 gezeigt,
an Stelle der Unterroutine, die in 3 gezeigt
ist, ausgeführt wird.
In dieser Ausführungsform
werden Kennfelder verwendet, wie in den 14 und 15 gezeigt. 14 zeigt
ein Kennfeld, das eine Basisluftmenge QD für den D-Bereichsbetrieb (D-Bereichs-Basisluftmenge
QD) und die Basisluftmenge QN für
den N-Bereichsbetrieb (N-Bereichs-Basisluftmenge QN) relativ zu
der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 anzeigt. 15 zeigt
das Diagramm, welches den Drehzahl-Korrekturwert Nup relativ zu
der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP in einem Fall anzeigt, wo die Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0 eine vorbestimmte Referenzdrehzahl, nämlich 800 U/min in dieser Ausführungsform,
ist. Diese Kennfelder sind in der ECU 30 gespeichert.
-
Wie
in 13 gezeigt, startet der Programmablauf und geht
zu Block S21. In dem Block S21 wird die Basisluftmenge QN für die N-Stellung
aus dem Diagramm, wie in 14 gezeigt,
auf der Basis der Basisleer-Laufdrehzahl Nset0 abgerufen. Der Programmablauf
geht weiter zu Block S22, wo die D-Bereichs-Basisluftmenge QD aus
dem Kennfeld, wie in 14 gezeigt, auf der Basis der
Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 abgerufen wird. Der Programmablauf geht
weiter zu Block S23, wo die N-Bereichs-Basisluftmenge
QN800 in dem Fall der Referenzdrehzahl von 800 U/min aus dem Kennfeld,
wie in 14 gezeigt, abgerufen wird.
Der Programmablauf geht weiter zu Block S24, wo die D-Bereichs-Basisluftmengen
QD800 in dem Fall der Referenzdrehzahl von 800 U/min aus dem Diagramm,
wie in 14 gezeigt, abgerufen wird.
-
Der
Programmablauf geht dann weiter zu Block S25. In dem Block S25 wird
ein Korrekturkoeffizient NETBY bei einem Referenz-Korrekturwert Nup800,
der später
erläutert
wird, berechnet. Der Korrekturkoeffizient NETBY ist ein Verhältnis einer Differenz zwischen
der D-Bereichsluftmenge QD bei der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0
und der N-Bereichsluftmenge QN bei der Basisleerlaufdrehzahl Nset0
zu einer Differenz zwischen der D-Bereichs-Basisluftmenge QD800
bei der Referenzdrehzahl von 800 U/min und der N-Bereichs-Basisluftmenge
QN800 bei der Referenzdrehzahl 800 U/min. Der Korrekturkoeffizient
NETBY wird durch die folgende Formel berechnet. NETBY
= (QD – QN)/(QD800 – QN800)
-
Der
Programmablauf geht dann weiter zu Block S26, wo eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit
VSPNET, welche durch Korrigieren der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP
berechnet wird. Die Referenzfahrzeuggeschwindigkeit VSPNET wird
als ein Produkt der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und einem Verhältnis der
Referenzdrehzahl von 800 rpm zu der Basisleerlaufdrehzahl Nset0
erhalten. Die Referenzfahrzeuggeschwindigkeit VSPNET wird durch die
folgende Formel ermittelt. VSPNET = VSP × (800/Nset0)
-
Der
Programmablauf geht dann weiter zu Block S27. In dem Block S27 wird
der Referenz-Korrekturwert Nup800, welcher dem Drehzahl-Korrekturwert
Nup relativ zu der Referenzfahrzeuggeschwindigkeit VSPNET entspricht,
aus dem Kennfeld, das in 15 gezeigt
ist, abgerufen. Der Programmablauf geht weiter zu Block S28, wo
der Referenz-Korrekturwert Nup aus dem Referenz-Korrekturwert Nup800 und
dem Korrekturkoeffizienten NETBY berechnet wird. Der Referenz-Korrekturwert
Nup800 wird nämlich
durch Multiplikation mit dem Korrekturkoeffizienten NETBY korrigiert.
Damit wird der Referenz-Korrekturwert Nup erhalten. Der Programmablauf
geht dann zurück.
-
Ähnlich zu
der ersten Ausführungsform
kann die zweite Ausführungsform
ein Auftreten eines Motorabwürgens
verhindern und die F/B-Erlaubnisdrehzahl bei einem höheren Wert
bestimmen. Dies dient einem Verbessern der Konvergenz der Leerlaufdrehzahl
an die Soll-Leerlaufdrehzahl und einem Verbessern der Kraftwirtschaftlichkeit.
Wie oben in der zweiten Ausführungsform
erläutert,
hat die ECU 30 weiter das Kennfeld von 15,
das den Referenz-Korrekturwert Nup800 relativ zu dem Parameter (Referenzfahrzeuggeschwindigkeit
VSPNET) in dem Fall der Referenzdrehzahl (800 U/min) zeigt. Die
ECU 30 ruft den Referenz-Korrekturwert Nup800 aus dem Kennfeld
von 15 auf der Basis des Parameters (Referenzfahrzeuggeschwindigkeit
VSPNET) ab. Dadurch kann die Anzahl an Kennfeldern, die in der ECU 30 zu
speichern ist, minimiert werden, so dass der Speicherplatz der ECU 30 klein
ausgebildet werden kann.
-
Weiterhin
berechnet die ECU 30 in der zweiten Ausführungsform
den Parameter (Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit VSPNET) durch Multiplizieren
des Parameters (Fahrzeuggeschwindigkeit VSP) mit dem Verhältnis (800/Nset0)
zwischen der Referenzdrehzahl (800 U/min) und der Basis-Leerlaufdrehzahl
Nset0. Weiterhin berechnet die ECU in der zweiten Ausführungsform
den Referenz-Korrekturwert Nup800, welcher aus dem Kennfeld von 15 auf
der Basis der Basis-Leerlaufdrehzahl Nset0 abgerufen wird. Entsprechend
kann die Anzahl von Kennfeldern, die in der ECU 30 zu speichern
ist, so minimiert werden, dass der Speicherplatz der ECU 30 klein
ausgebildet werden kann. Weiterhin berechnet die ECU 30 in
der zweiten Ausführungsform den
Korrekturwert (Nup) durch Multiplizieren des Referenz-Korrekturwertes
Nup800 mit dem Korrekturkoeffizienten NETBY, das heißt dem Verhältnis (QD – QN)/(QD800 – QN800)
der Differenz (QD – QN)
zwischen der D-Bereichs-Basisluftmenge
QD und der N-Bereichs-Basisluftmenge QN bei der Basisleerlaufdrehzahl
Nset0 zu der Differenz (QD800 – QN800)
zwischen der D-Bereichs-Basisluftmenge QD800
und der N-Bereichs-Basisluftmenge QN800 bei der Referenzdrehzahl
(800 U/min). Durch Verwenden des Korrekturkoeffizienten NETBY kann
die Korrektur des Referenz-Korrekturwertes Nup800 entsprechend ausgeführt werden.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die ersten und zweiten Ausführungsformen
beschränkt, in
welchen das Leerlaufsteuer- oder -regelventil 13 parallel
zu dem Drosselventil 12 angeordnet ist. Die vorliegende
Erfindung kann bei einem Verbrennungsmotor verwendet werden, der
ein elektronisch gesteuertes oder geregeltes Drosselventil hat.
In solch einem Fall kann die ECU 30 programmiert werden,
um direkt das elektronisch gesteuerte oder geregelte Drosselventil
zu steuern oder zu regeln, um so den Öffnungsgrad basierend auf der
Summe einer vom Gaspedal geforderten Luftmenge und einer Leerlaufluftmenge
zu verändern.
-
Weiterhin
ist der Parameter relativ zu dem Drehzahlverhältnis von T/C 21 nicht
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, wie in den ersten und zweiten
Ausführungsformen
verwendet, beschränkt. Der
Parameter kann das Drehmomentwandler-Drehzahlverhältnis per se sein, welches
durch Dividieren einer Drehmomentwandlerturbinendrehzahl Nt durch die
Motordrehzahl Ne bestimmt wird. Die Drehmomentwandlerturbinendrehzahl
Nt kann als ein Produkt der Drehzahl der Übertragungsausgangswelle, die
proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und dem Übertragungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis) bestimmt
werden. Alternativ kann die Drehmomentwandlerturbinendrehzahl Nt
durch Verwenden eines Turbinenrotationssensors detektiert werden.