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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung
und ein integriertes Fahrzeug-Steuerverfahren, das in einem Fahrzeug verwendet
wird, welches eine Antriebsquelle und ein Automatik-Stufengetriebe
aufweist, das mit der Antriebsquelle verbunden ist und das Drehzahlverhältnis stufenweise ändert. Die
integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung und das integrierte Fahrzeug-Steuerverfahren
stellen die endgültige
Steuerungsvorgabe ein, indem die Steuerungsvorgabe, die primär im Ansprechen
auf die Eingangsgröße des Fahrers
eingestellt wurde, mit Anweisungen von verschiedenen Steuersystemen
koordiniert wird. Bei der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung und dem integrierten
Fahrzeug-Steuerverfahren wird ein Antriebssteuersystem dazu veranlasst,
die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe auf der Grundlage
der endgültigen
Steuerungsvorgabe zu steuern.
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2. Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
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In
der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP-A-05-85228 ist ein integriertes
Fahrzeug-Steuersystem beschrieben, in dem Steuerelemente hierarchisch
angeordnet sind. In dem beschriebenen integrierten Fahrzeug-Steuersystem leitet
während
des Prozesses der Umwandlung der Eingangsgröße eines Fahrers in einem vorbestimmten
Betriebsmodus zumindest ein Steuerelement auf einer hohen hierarchischen
Ebene das den Modus anzeigende Signal nach unten zu Steuerelementen
auf niedrigeren hierarchischen Ebenen. Die auf einer niedrigeren
Ebene liegenden Systeme werden angewiesen, den Modus umzusetzen,
der durch die Steuerelemente auf der höheren hierarchischen Ebene
angegeben ist.
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In
dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem, das in der japanischen Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer
JP-A-05-85228 beschrieben ist,
stehen Steuersysteme auf höheren
Ebenen mit den Steuersystemen auf niedrigeren Ebenen in Verbindung,
um einen erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich zu bestimmen. Dadurch
sind Situationen vermieden, bei denen angesichts des Status von
z.B. mechanischen Vorgängen
und Steuervorgängen
die durch das auf einer höheren
Ebene liegende Steuersystem endgültig
eingestellte Steuerungsvorgabe von den auf niedrigeren Ebenen liegenden
Systemen nicht erzielt werden kann.
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In
Fahrzeugen jedoch, die ein Automatik-Stufengetriebe umfassen, kann
das folgende Problem auftreten. Wenn das Steuersystem auf einer
höheren
Ebene den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich (z.B. den Bereich
eines erzielbaren Motordrehmoments) von z.B. nur einem Motorsteuersystem
festlegt, dann kann, wenn das auf der höheren Ebene liegende Steuersystem
eine Anweisung erteilt, ein Motordrehmoment zu erzielen, das im
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich liegt, das Steuersystem auf
der höheren
Ebene nicht feststellen, ob zur Erzielung des Motordrehmoments die
Schaltdrehzahl verändert
werden muss. Im Ergebnis kann keine Anweisung zur Durchführung der
optimalen Koordination gegeben werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung
und ein integriertes Fahrzeug-Steuerverfahren bereitzustellen, mit denen
man Steuersysteme auf oberen Ebenen mit einem erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich
versorgen kann, auf dessen Grundlage die Steuersysteme auf den oberen
Ebenen bestimmen können,
ob die Schaltdrehzahl eines Automatik-Stufengetriebes verändert werden
kann.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung,
die in einem Fahrzeug verwendet wird, das eine Antriebsquelle und
ein Automatik-Stufengetriebe umfasst, das mit der Antriebsquelle
verbunden ist und ein Drehzahlverhältnis stufenweise ändert; die
mehrere Steuersysteme umfasst; die eine endgültige Steuerungsvorgabe einstellt,
indem eine Steuerungsvorgabe, die primär auf der Grundlage einer Eingangsgröße eines
Fahrers eingestellt wird, mit Anweisungswerten von den Steuersystemen
koordiniert wird; und die ein Antriebssteuersystem, bei dem es sich
um eines der Steuersysteme handelt, die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe
so steuern lässt,
dass die endgültige
Steuerungsvorgabe erzielt wird. In der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung
wird zumindest einer von drei Bereichen von Steuerungsvorgaben berechnet.
Die drei Bereiche umfassen einen Bereich von Steuerungsvorgaben,
der bei einer momentanen Schaltdrehzahl erzielt werden kann; einen
Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, indem die
momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl
abgeändert
wird; und einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden
kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern.
Dann wird wenigstens ei nem der Steuersysteme, die die Anweisungswerte bereitstellen,
der berechnete Wert der Steuerungsvorgaben mitgeteilt.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuerverfahren, das von
einer integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung ausgeführt wird,
die in einem Fahrzeug verwendet wird, das eine Antriebsquelle und
ein Automatik-Stufengetriebe umfasst, welches mit der Antriebsquelle
verbunden ist und ein Drehzahlverhältnis stufenweise ändert, und
die mehrere Steuersysteme umfasst. Das Steuerverfahren umfasst die
Schritte, wenigstens einen von drei Bereichen von Steuerungsvorgaben
zu berechnen, die einen Bereich von Steuerungsvorgaben umfassen,
der bei einer momentanen Schaltdrehzahl erzielt werden kann; einen
Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, indem die
momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl
abgeändert
wird; und einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden
kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern;
wenigstens einem der Steuersysteme, die die Anweisungswerte bereitstellen,
den berechneten Bereich der Steuerungsvorgaben mitzuteilen; eine
endgültige
Steuerungsvorgabe einzustellen, indem eine Steuerungsvorgabe, die
primär
auf der Grundlage einer Eingangsgröße eines Fahrers eingestellt
wurde, mit Anweisungswerten von den Steuersystemen koordiniert wird;
und ein Antriebssteuersystem, bei dem es sich um eines der Steuersysteme
handelt, zu veranlassen, die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe
so zu steuern, dass die endgültige
Steuerungsvorgabe erzielt wird.
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Gemäß dem ersten
als auch dem zweiten Aspekt kann der Bereich von Steuerungsvorgaben, der
erzielt werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine
momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird, und der Bereich
von Steuerungsvorgaben, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erzielt
werden kann und/oder der Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt
werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern,
berechnet werden. Alternativ kann der Bereich von Steuerungsvorgaben berechnet
werden, der erzielt werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl
auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird, der Bereich von
Steuerungsvorgaben, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erzielt
werden kann, und der Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt
werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern.
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Gemäß dem ersten
als auch zweiten Aspekt kann eines der mehreren Steuersysteme den
mit der Steuerungsvorgabe zu koordinierenden Anweisungswert bereitstellen,
um ein dynamisches Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren. Auch
kann das Steuersystem, dem der Bereich der Steuerungsvorgaben mitgeteilt
wird, den mit der Steuerungsvorgabe zu koordinierenden Anweisungswert
unter Berücksichtigung
des mitgeteilten Bereichs der Steuerungsvorgaben einstellen.
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Mit
der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung und dem integrierten
Fahrzeug-Steuerverfahren,
die vorstehend beschrieben sind, ist es möglich, die Steuersysteme auf
oberen Ebenen mit einem erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich zu
versorgen, auf dessen Grundlage die Steuersysteme auf den oberen
Ebenen beurteilen können,
ob die Schaltdrehzahl eines Automatik-Stufengetriebes verändert werden
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale der Erfindung und deren Vorteile sowie die technische und
industrielle Bedeutung dieser Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der Lektüre
der nun folgenden ausführlichen
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn
sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird:
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1 stellt
die Draufsicht eines Fahrzeugs dar, das eine erfindungsgemäße integrierte
Fahrzeug-Steuervorrichtung umfasst, in die eine Antriebskraft-Steuervorrichtung
eingebettet ist;
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2 stellt
das Systemschaubild der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung dar;
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3 stellt
das Blockschaubild dar, in welchem ein Verfahren zum Berechnen des
ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist, d.h.
des "Bereichs einer
Sollantriebskraft, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten
werden kann";
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4 stellt
das Blockschaubild dar, das ein Verfahren zum Berechnen des zweiten
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d.h. des "Bereichs einer Sollantriebskraft,
der erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf
eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird";
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5 stellt
das erste Blockschaubild dar, in dem ein Verfahren zum Berechnen
des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist,
d.h. des "Bereichs
der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane
Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern"; und
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6 stellt
das zweite Blockschaubild dar, in welchem ein Verfahren zur Berechnung
des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist, d.h.
des "Be reichs der
Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane
Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern".
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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In
der nun folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen
wird die Erfindung in näherer
Einzelheit im Hinblick auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Zuerst wird schematisch mit Bezug auf 1 ein Fahrzeug
beschrieben, das eine integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
umfasst.
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Das
Fahrzeug ist mit einem rechten und linken Vorderrad 100 sowie
einem rechten und linken Hinterrad 100 versehen. In 1 bezeichnet "FR" das rechte Vorderrad, "FL" das linke Vorderrad, "RR" das rechte Hinterrad
und "RL" das linke Hinterrad.
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Das
Fahrzeug umfasst als Energiequelle einen Motor bzw. Verbrennungsmotor 140.
Die Energiequelle ist nicht auf einen Verbrennungsmotor beschränkt. Als
alleinige Energiequelle kann ein Elektromotor verwendet werden.
Alternativ können
ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor in Kombination als Energiequelle
verwendet werden. Die Energiequelle für den Elektromotor kann eine
Sekundärbatterie
oder eine Brennstoffzelle sein.
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Der
Betriebszustand des Motors 140 wird elektrisch auf der
Grundlage des Betrags der Betätigung
eines Gaspedals 200 (eines der Eingabeelemente, die vom
Fahrer zur Steuerung der Vorwärtsbewegung,
Rückwärtsbewegung,
Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs betätigt werden)
durch den Fahrer gesteuert. Der Betriebszustand des Motors 140 kann
gegebenenfalls automatisch und unabhängig von der Betätigung des
Gaspedals 200 durch den Fahrer gesteuert werden.
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Der
Motor 140 wird elektrisch gesteuert, indem zum Beispiel
der Öffnungsgrad
eines Drosselventils (nicht gezeigt) (nachstehend als "Drosselventil-Öffnungsbetrag" bezeichnet), das
in einem Ansaugkrümmer
des Motors 140 vorgesehen ist, die Menge an Kraftstoff,
die in einen Brennraum des Motors 140 eingespritzt wird,
oder die Winkelposition einer Einlasssteuerwelle elektrisch gesteuert
wird, welche die Ventilöffnungs- bzw. -schließzeit einstellt.
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Das
beispielhafte Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb, bei
dem das rechte und linke Vorderrad die mitlaufenden Räder sind,
und das rechte und linke Hinterrad die Antriebsräder sind. Dementsprechend ist
die Ausgangswelle des Motors 140 mit dem rechten und linken
Hinterrad über
einen Drehmomentwandler 220, ein Getriebe 240,
eine Kardanwelle 260, eine Differentialgetriebeeinheit 280 und
eine Antriebs welle 300, die sich zusammen mit den Hinterrädern dreht,
verbunden. Der Drehmomentwandler 220, das Getriebe 240,
die Kardanwelle 260 und die Differentialgetriebeeinheit 280 sind
Kraftübertragungselemente,
die vom rechten und linken Hinterrad gemeinsam genutzt werden. Die
Anwendung der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform
ist jedoch nicht auf Fahrzeuge mit Hinterradantrieb beschränkt. Die
integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung kann zum Beispiel auf Fahrzeuge
mit Vorderradantrieb angewendet werden, bei denen das rechte und
linke Vorderrad die Antriebsräder,
und das rechte und linke Hinterrad die mitlaufenden Räder sind.
Die integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung kann auch auf Fahrzeuge mit
Vierradantrieb angewendet werden, wo alle Räder Antriebsräder sind.
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Bei
dem Getriebe 240 handelt es sich um ein Automatikgetriebe,
das mit dem Motor 140 verbunden ist und die Schaltdrehzahl
stufenweise ändert. Das
Automatikgetriebe steuert auf elektrischem Wege das Drehzahlverhältnis, auf
dessen Grundlage die Drehzahl des Motors 140 in die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Ausgangswelle des Getriebes 240 umgewandelt wird.
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Das
Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 440, das vom Fahrer betätigt wird.
Eine Vorrichtung 480 zur Bereitstellung einer Lenkreaktionskraft
führt dem Lenkrad 440 auf
elektrischem Wege eine Lenkreaktionskraft zu, d.h. eine Reaktionskraft,
die der vom Fahrer ausgeführten
Betätigung
des Lenkrads 440 entspricht (nachstehend manchmal als "Lenkung" bezeichnet). Die
Lenkreaktionskraft kann elektrisch gesteuert werden.
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Die
Ausrichtung des rechten und linken Vorderrads, nämlich der Einschlagwinkel der
Vorderräder,
wird durch eine vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch
gesteuert. Die vordere Lenkvorrichtung 500 steuert den
Einschlagwinkel der Vorderräder
auf der Grundlage des Winkels, um den der Fahrer das Lenkrad 440 gedreht
hat. Die vordere Lenkvorrichtung 500 kann den Einschlagwinkel
der Vorderräder gegebenenfalls
automatisch und unabhängig
von der Betätigung
des Lenkrads 440 durch den Fahrer steuern. Anders ausgedrückt kann
das Lenkrad 440 vom rechten und linken Vorderrad mechanisch
isoliert sein.
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In
entsprechender Weise wird die Ausrichtung des rechten und linken
Hinterrads, nämlich
der Einschlagwinkel der Hinterräder,
durch eine hintere Lenkvorrichtung 520 elektrisch gesteuert.
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Die
Räder 100 sind
jeweils mit einer Bremse 560 versehen, die angelegt werden,
um eine Drehung der Räder 100 zu
unterdrücken
bzw. zu bremsen. Die Bremsen 560 werden auf der Grundlage
des Betrags der Betätigung
eines Bremspedals 580 (eines der Eingabeelemente, die vom
Fahrer zur Steuerung der Vorwärtsbewegung,
Rückwärtsbewegung, Geschwindigkeit
oder Abbremsung des Fahrzeugs gesteuert werden) durch den Fahrer
auf elektrischem Wege gesteuert. Die Räder 100 können gegebenenfalls
einzeln und automatisch gesteuert werden.
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Bei
dem beispielhaften Fahrzeug sind die Räder 100 an der Fahrzeugkarosserie
(nicht gezeigt) über
jeweilige Aufhängungselemente 620 angeschlossen.
Die Aufhängungseigenschaften
jedes Aufhängungselements 620 können unabhängig von den
anderen Aufhängungselementen 620 elektrisch gesteuert
werden.
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Die
folgenden Stellglieder werden verwendet, um die vorstehend beschriebenen,
entsprechenden Komponenten zu steuern:
- (1)
ein Stellglied, das den Motor 140 elektrisch steuert;
- (2) ein Stellglied, das das Getriebe 240 elektrisch steuert;
- (3) ein Stellglied, das die Vorrichtung 480 zur Bereitstellung
einer Lenkreaktionskraft elektrisch steuert;
- (4) ein Stellglied, das die vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch
steuert;
- (5) ein Stellglied, das die hintere Lenkvorrichtung 520 elektrisch
steuert;
- (6) ein Stellglied, das die Bremsen 560 elektrisch steuert;
und
- (7) ein Stellglied, das die Aufhängungselemente 620 elektrisch
steuert.
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Vorstehend
sind nur landläufig
verwendete Stellglieder aufgezählt.
Ob alle vorstehend aufgeführten
Stellglieder erforderlich sind, hängt von den technischen Einzelheiten
der Fahrzeuge ab. In manchen Fahrzeugen finden sich eines oder mehrere
der vorstehend aufgelisteten Stellglieder nicht. Andererseits können andere
Fahrzeuge auch andere Stellglieder umfassen, zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Stellgliedern,
wie zum Beispiel ein Stellglied, das zur elektrischen Steuerung
des Verhältnisses
zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrads 440 und dem Betrag,
um den das gelenkte Rad eingeschlagen wird (Lenkverhältnis),
verwendet wird, und ein Stellglied, das zur elektrischen Steuerung
einer Reaktionskraft des Gaspedals 200 verwendet wird. Dementsprechend
ist die Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnten, besonderen Stellgliedkonfigurationen
beschränkt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die in dem Fahrzeug installierte,
integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung
an die einzelnen vorstehend beschriebenen Stellglieder elektrisch
angeschlossen. Eine Batterie (nicht gezeigt) dient als Stromquelle
für die
integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung.
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2 stellt
das Systemschaubild der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung dar.
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Wie
im Falle einer üblicherweise
verwendeten ECU (elektronischen Steuereinheit) kann es sich bei
jeder nachstehend beschriebenen Regeleinheit (und bei jedem nachstehend
beschriebenen Modell) um einen Mikrocomputer handeln, der zum Beispiel ein
ROM umfasst, in welchem Steuerprogramme abgespeichert sind, ein
RAM, in dem Berechnungsergebnisse und dergleichen gespeichert sind
und aus dem bzw. in dem die Daten wieder abgerufen und/oder aktualisiert
werden können,
einen Zeitgeber, einen Zähler,
eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle und dergleichen.
In der folgenden Beschreibung sind die Steuereinheiten nach Funktion
gruppiert, und sind beispielsweise als P-DRM, VDM und dergleichen
bezeichnet. Das P-DRM und die VDM und dergleichen müssen jedoch nicht
unbedingt Konfigurationen sein, die physisch voneinander unabhängig sind.
Das P-DRM und die VDM und dergleichen können unter Einsatz einer entsprechenden
Software-Struktur integral miteinander ausgeführt sein.
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Wie
in 2 gezeigt ist, liegt auf der höchsten Ebene des Antriebssteuersystems
eine Regeleinheit, die als Abschnitt zur Bestimmung der Absicht des
Fahrers fungiert, der dem Antriebssteuersystem zuzuordnen ist (nachstehend
als "P-DRM": Power-Train Driver
Model bezeichnet). Auf der höchsten
Ebene des Antriebssteuersystems ist ein Fahrerunterstützungssystem
(nachstehend als "DSS": Driver Support
System bezeichnet) parallel zum P-DRM angeordnet.
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Auf
der über
dem P-DRM liegenden Ebene ist ein Beschleunigungshubsensor angeordnet.
Der Beschleunigungshubsensor bringt ein elektrisches Signal hervor,
das dem Betätigungsbetrag
des Gaspedals 200 entspricht, der die vom Fahrer stammende
Eingangsgröße direkt
widerspiegelt.
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Auf
der Ebene über
dem DSS sind Raddrehzahlsensoren angeordnet. Die Raddrehzahlsensoren sind
für die
jeweiligen Räder 100 vorgesehen.
Jeder Raddrehzahlsensor gibt ein Impulssignal jedes Mal dann aus,
wenn sich das Rad 100 über
einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.
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Das
P-DRM empfängt
die Signale, die vom Beschleunigungshubsensor und den Raddrehzahlsensoren
ausgegeben werden. Auf der höchsten Ebene
im P-DRM berechnet ein Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt eine
ursprüngliche
Antriebskraft F0 (N) auf der Grundlage des Gaspedal-Betätigungsbetrags
(%) und der Raddrehzahl (min-1), die durch die
elektrischen Signale vom Beschleunigungshubsensor bzw. den Raddrehzahlsensoren
angegeben werden.
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Die
ursprüngliche
Antriebskraft F0 lässt
sich auf folgende Art und Weise ableiten: 1) die Sollbeschleunigung
G (m/s2) wird auf der Grundlage eines entsprechenden
dreidimensionalen Kennfelds berechnet, und zwar mittels des Gaspedal-Betätigungsbetrags
(%) und der Raddrehzahl (min-1) als Parameter,
2) die Sollantriebskraft wird abgeleitet, indem die Sollbeschleunigung
G (m/s2) in eine für die Kraft (N) geeignete physikalische
Größe umgewandelt
wird, und 3) die ursprüngliche
Antriebskraft F0 wird abgeleitet, indem die Sollantriebskraft durch
einen Bergauffahrt-Ausgleichsbetrag (N) korrigiert wird, der auf der
Grundlage eines Fahrwiderstands (N) und einer Straßenneigung
bestimmt wird.
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Das
Signal, welches die so bestimmte ursprüngliche Antriebskraft F0 (N)
anzeigt, wird auf die auf den untergeordneten Ebenen angesiedelten Steuerelemente über zwei
Signalleitungen übertragen,
die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt ausgehen. Nachstehend
werden die beiden Wege, durch die das die ursprüngliche Antriebskraft F0 angebende
Signal übertragen
wird, als "Übertragungsweg
für das
Motorsteuersystem" und "Übertragungsweg für das TM-Steuersystem" bezeichnet. Die
ursprüngliche
Antriebskraft F0, die durch das Signal angegeben wird, das über den Übertragungsweg
für das
Motorsteuersystem übertragen
wird, kann geglättet
werden, um eine abrupte Veränderung
der Antriebskraft zu verhindern. Die ursprüngliche Antriebskraft F0, die
durch das Signal angegeben wird, das über den Übertragungsweg für das T/M-Steuersystem übertragen
wird, wird im Allgemeinen jedoch nicht geglättet.
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Wie
in 2 gezeigt ist, koordiniert ein Koordinationsabschnitt 70,
wenn von dem DSS eine Anweisung zur Korrektur der ursprünglichen
Antriebskraft F0 (N) erteilt wird, auf jedem Weg die ursprüngliche
Antriebskraft F0 (N) mit einer vom DSS angeordneten Antriebskraft
Fd (N), die in der DSS-Anweisung genau festgelegt ist.
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Das
DSS erteilt eine entsprechende Anweisung als Alternative zur vom
Fahrer stammenden Eingangsgröße, oder
eine entsprechende Anweisung, um eine Korrektur an der vom Fahrer
stammenden Eingangsgröße vorzunehmen,
und zwar auf der Grundlage der Informationen, die um das Fahrzeug
herum befindliche Hindernisse betreffen, die zum Beispiel durch
eine Kamera oder mittels Radar erfasst werden, auf der Grundlage
von Straßeninformation
und Umgebungsbereichsinformation, die von einem Navigationssystem
erhalten werden, der aktuellen Positionsinformation, die von einer
GPS-Positioniervorrichtung des Navigationssystems erhalten wird,
oder auf der Grundlage verschiedener Informationen, die über den
Datenaustausch mit einer Straßenmeisterei, über einen
von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug laufenden Datenaustausch, oder über einen
Datenaustausch, der straßenseitig zum
Fahrzeug führt,
erhalten werden.
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Wenn
der Benutzer z.B. die Geschwindigkeitsregelung einschaltet, allgemein
durch Betätigung
eines nahe des Lenkrads vorgesehenen Fahrschalters, berechnet das
DSN eine Anweisung und stellt diese bereit, die die vom DSS angeordnete
Antriebskraft Fd (N) anzeigt, die notwendig ist, um einen gewünschten
Abstand von einem Fahrzeug zum nächsten
aufrechtzuerhalten (oder ein gewünschtes Zeitintervall
von einem Fahrzeug zum nächsten),
und zwar in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug.
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Das
DSS berechnet z.B. bei der Steuerung zur konstanten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
die Anweisung und stellt diese bereit, die die vom DSS angeordnete
Antriebskraft Fd (N) angibt, die notwendig ist, um eine vorbestimmte
konstante Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, auf der Grundlage der
Information, die die durch das übertragene
Signal angegebene Fahrzeuggeschwindigkeit betrifft, z.B. von den
Raddrehzahlsensoren.
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Beispielsweise
bei der Verzögerungssteuerung,
um das Fahrzeug an einer Halteposition zum Stillstand zu bringen,
erfasst das DSS eine Halteposition vor dem Fahrzeug auf der Grundlage
der Informationen, die um das Fahrzeug herum befindliche Hindernisse
betreffen, auf der Grundlage der Straßeninformation, Umgebungsbereichsinformation
etc. Das DSS berechnet dann eine Anweisung und stellt diese auch
bereit, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd (<0) angibt, die notwendig
ist, um das Fahrzeug an der Halteposition zum Stillstand zu bringen,
wenn auf der Grundlage der örtlichen
Beziehung zwischen der Halteposition und dem Fahrzeug und der Art
und Weise, in der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, bestimmt
wird, dass eine eingriffsbezogene Verzögerungssteuerung durchzuführen ist.
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Zum
Beispiel erfasst bei der Verzögerungssteuerung,
die durchgeführt
wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine angemessene Fahrzeuggeschwindigkeit
zu verringern (Fahrzeuggeschwindigkeit, die für den Krümmungsradius einer Kurve geeignet
ist, etc.), bevor das Fahrzeug am Anfangspunkt einer scharfen Kurve
vorbeifährt,
das DSS eine Halteposition vor dem Fahrzeug auf der Grundlage der Informationen,
die Hindernisse um das Fahrzeug betreffen, der Straßeninformation,
der Umgebungsbereichsinformation etc. Dann berechnet die DSS eine Anweisung
und gibt sie auch aus, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft
Fd (<0) angibt,
die notwendig ist, um die Fahr zeuggeschwindigkeit so zu verringern,
dass sie zu einer angemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit am Anfangspunkt
der Kurve wird, bevor das Fahrzeug an diesem Anfangspunkt vorbeifährt, wenn
auf der Grundlage der örtlichen
Beziehung zwischen der Halteposition und dem Fahrzeug und der Art
und Weise, in der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, bevor
das Fahrzeug am Anfangspunkt der Kurve vorbeifährt, bestimmt wird, dass die
eingriffsbezogene Verzögerungssteuerung durchzuführen ist.
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Im
Koordinationsabschnitt 70 wird, zum Beispiel wenn der Fahrer
die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern beabsichtigt,
der Wert unter der vom DSS angeordneten Antriebskraft Fd und der
ursprünglichen
Antriebskraft F0 ausgewählt, dessen
Absolutwert größer ist.
Wenn der Fahrer keine Absicht hat, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu
erhöhen
oder zu verringern, wird die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd
ausgewählt.
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Nachstehend
wird die Sollantriebskraft (die ursprüngliche Antriebskraft F0 oder
die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd), die durch den Koordinationsprozess
berechnet wird, der vom Koordinationsabschnitt 70 ausgeführt wird,
als "Sollantriebskraft F1" bezeichnet. Wie
in 2 gezeigt ist, wird das die Sollantriebskraft
F1 (N) angebende Signal auf eine Antriebsstrang-Regelungseinheit übertragen
(nachstehend als "PTM": Power Train Manager
bezeichnet). Die PTM ist eine Regelungseinheit, die als Anweisungskoordinationsabschnitt
des Antriebssteuersystems fungiert.
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Auf
der höchsten
Ebene der PTM wird das Signal, das die Sollantriebskraft F1 (N)
vom P-DRM angibt, auf eine Regelungseinheit des Systems zur Steuerung
des dynamischen Verhaltens (nachstehend als "VDM":
Vehicle Dynamics Manager bezeichnet) übertragen. Die VDM ist auf
der Ebene angeordnet, die unter einer Regelungseinheit liegt, welche
als Abschnitt zur Erfassung der Absicht des Fahrers fungiert, der
dem Bremssteuersystem (nachstehend als "B-DRM": Brake Driver Model = Bremssteuermodell
bezeichnet) zuzuordnen ist. Bei der VDM handelt es sich um eine
Regelungseinheit, die als Fahrzeugsbewegungs-Koordinationsabschnitt
fungiert. Beispiele für
ein derartiges System, das das dynamische Verhalten des Fahrzeugs
stabilisiert, umfassen ein Traktionssteuersystem (ein System, welches
einen unnötigen
Radschlupf der Antriebsräder unterdrückt, der
wahrscheinlich dann auftritt, wenn das Fahrzeug auf einer glatten
Straße
anfährt
oder beschleunigt), ein System, welches einen Seitenversatz unterdrückt, der
wahrscheinlich dann auftritt, wenn das Fahrzeug auf eine glatte
Straße
gelangt, ein System, welches die räumliche Lage des Fahrzeugs
stabilisiert, um ein Schleudern des Fahrzeugs oder ein Abkommen
des Fahrzeugs von der Spur zu verhindern, wenn die Stabilität bei einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs ihre Grenze erreicht, und ein System, welches
aktiv einen Unterschied in der Antriebskraft zwischen dem rechten
und linken Hinterrad des Fahrzeugs mit Vierradantrieb bewirkt, wodurch
ein Giermoment hervorgerufen wird.
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Auf
der der VDM untergeordneten Ebene sind eine Lenksteuereinheit, die
die Stellglieder für die
vordere Lenkvorrichtung 500 und die hintere Lenkvorrichtung 520 steuert,
und eine Aufhängungssteuereinheit,
welche die Stellglieder für
die Aufhängungselemente 620 steuert,
parallel zur Bremssteuereinheit angeordnet, welche die Stellglieder
für die Bremsen 560 steuert.
Im B-DRM wandelt ein Sollbremskraft-Berechnungsabschnitt das von einem Bremssensor übermittelte
elektrische Signal in ein Signal um, das eine Sollbremskraft angibt.
Dieses Signal wird dann über
die VDM zur Bremssteuereinheit übertragen.
Wenngleich dies in dieser Beschreibung nicht im Einzelnen beschrieben
ist, durchläuft
die durch den Sollbremskraft-Berechnungsabschnitt berechnete Sollbremskraft
verschiedene Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse) in derselben
oder einer ähnlichen
Art, in der auch die Sollantriebskraft F1 Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse)
durchläuft,
wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Dann wird das Signal,
welches die nach der Korrektur (Koordination) abgeleitete Sollbremskraft angibt,
an die Bremssteuereinheit ausgegeben.
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Die
Sollantriebskraft F1 wird primär
hauptsächlich
auf der Grundlage der vom Fahrer stammenden Eingangsgröße bestimmt.
Ein Antriebskraft-Korrekturabschnitt der VDM stellt dann sekundär eine Anweisung
zur Korrektur der Sollantriebskraft F1 bereit, um das dynamische
Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren. Und zwar erteilt der Antriebskraft-Korrekturabschnitt
der VDM gegebenenfalls Anweisungen zur Korrektur der Sollantriebskraft F1.
In diesem Fall zeigt der Antriebskraft-Korrekturabschnitt der VDM
vorzugsweise den Absolutbetrag der Sollantriebskraft F1 an, der
die Sollantriebskraft F1 ersetzen sollte, und nicht den Korrekturbetrag ΔF, um den
die Sollantriebskraft F1 erhöht
oder verringert werden sollten. Nachstehend wird der Absolutbetrag der
Sollantriebskraft, der durch die Anweisung von der VDM angegeben
ist und aus der Sollantriebskraft F1 abgeleitet wird, als "Sollantriebskraft
F2" bezeichnet.
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Wie
in 2 gezeigt ist, wird ein Signal, das die Sollantriebskraft
F2 angibt, in die PTM eingegeben. Wie in 2 gezeigt
ist, wird das Signal, das die Sollantriebskraft 2 angibt,
in den Übertragungsweg
für das
Motorsteuersystem und den Übertragungsweg
für das
T/M-Steuersystem eingegeben. Am Eingabeabschnitt jedes Wegs wird
die Sollantriebskraft F2 mit der Sollantriebskraft F1 koordiniert. Bei
diesem Koordinationsprozess wird vorzugsweise der Sollantriebskraft
F2 eine höhere
Priorität
eingeräumt
als der Sollantriebskraft F1, weil einem stabilen dynamischen Verhalten
des Fahrzeugs eine höhere Priorität gegeben
werden sollte. Alternativ kann die endgültige Sollantriebskraft abgeleitet
werden, indem der Sollantriebskraft F2 und der Sollantriebskraft
F1 in zweckmäßiger Weise
Gewichtungen zugeordnet werden. Um dem stabilen dynamischen Verhalten des
Fahrzeugs eine höhere
Priorität
zu geben, wird der Sollantriebskraft F2 eine stärkere Gewichtung gegeben als
die Sollantriebkraft F1. Die durch einen solchen Koordinationsprozess
abgeleitete Sollantriebskraft wird als "Sollantriebskraft F3" bezeichnet.
-
In
dem Übertragungsweg
für das
T/M-Steuersystem wird das Signal, welches die Sollantriebskraft
F3 angibt, auf einen Abschnitt zum Einstellen einer Soll-Schaltdrehzahl übertragen,
wie in 2 gezeigt ist. Der Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl
stellt die endgültige
Soll-Schaltdrehzahl auf der Grundlage des vorbestimmten Schaltdiagramms
ein, das den Schaltpunkt basierend auf der Antriebskraft und der
Raddrehzahl festlegt (siehe 5). Die
endgültige
Soll-Schaltdrehzahl kann auf der Grundlage des vorbestimmten Schaltdiagramms
eingestellt werden, das den Schaltpunkt auf der Basis des Drosselventil-Öffnungsbetrags
und der Raddrehzahl (siehe 6) nach
Umwandlung der Sollantriebskraft F3 in den Drosselventil-Öffnungsbetrag Pa (%) festlegt.
-
Das
Signal, welches die so in der PTM eingestellte Soll-Schaltdrehzahl
angibt, wird an die T/M-Steuereinheit ausgegeben, die auf der der
PTM untergeordneten Ebene liegt. Die T/M-Steuereinheit steuert das
Stellglied für
das Getriebe 240, um die Soll-Schaltdrehzahl zu erzielen.
-
In
dem Übertragungsweg
für das
Motorsteuersystem wandelt ein "F→Te-Umwandlungsabschnitt" die Form des Ausdrucks
der Sollantriebskraft F3 von der Form, in welcher sie durch die
Antriebskraft (N) ausgedrückt
ist, in die Form um, in der sie durch das Motordrehmoment (Nm) ausgedrückt ist,
wie in 2 gezeigt ist. Ein Motordrehmoment-Koordinationsabschnitt
koordiniert ein so abgeleitetes Motor-Solldrehmoment Te1 (Nm) mit
dem angeordneten Motordrehmoment (Nm), welches durch das Signal
angegeben ist, das von der T/M-Steuereinheit zur PTM übermittelt
wird. Das durch eine derartige Koordination abgeleitete Motor-Solldrehmoment
wird als "Motor-Solldrehmoment Te2" bezeichnet.
-
Das
das Motor-Solldrehmoment Te2 angebende Signal wird an die Motorsteuereinheit
ausgegeben, die auf der der PTM untergeordneten Ebene liegt. Die
Motorsteuereinheit und die TM-Steuereinheit steuern das Stellglied
für den
Motor 140, um das durch das Signal von der PTM angegebene
Motor-Solldrehmoment zu erzielen.
-
Gemäß der bisher
beschriebenen Ausführungsform
durchläuft
die Sollantriebskraft F1, die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt
des P-DRM berechnet wird, verschiedene Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse)
auf der Grundlage der Anweisungen vom DSS und der VDM, und das Signal,
das die Sollantriebskraft angibt und an dem verschiedene Korrekturprozesse
(Koordinationsprozesse) vorgenommen wurden, wird an die Motorsteuereinheit
und die T/M-Steuereinheit ausgegeben. Diese Steuereinheiten steuern
die Stellglieder für den
Motor 140 und das Getriebe 240, wodurch die Sollantriebskraft
F1 erzielt wird (wenn die Sollantriebskraft F1 den Koordinationsprozess
durchlaufen hat, dann wird die Sollantriebskraft F2 oder die Sollantriebskraft
F3 erzielt).
-
In
der vorstehend beschriebenen integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung
stehen die Steuersysteme auf den höheren Ebenen mit den Steuersystemen auf
den niedrigeren Ebenen in Datenverbindung, um einen erzielbaren
Steuerungsvorgabenbereich zu bestimmen. Dies vermeidet Situationen,
in denen die Sollantriebskraft F1 (wenn die Sollantriebskraft F1 den
Koordinationsprozess durchlaufen hat, dann die Sollantriebskraft
F2 oder die Sollantriebskraft F3), die endgültig vom DSS und der VDM eingestellt
wurde, bei denen es sich um Steuersysteme einer höheren Ebene
handelt, von der Motorsteuereinheit und der TM-Steuereinheit nicht
erzielt werden kann, die die Steuersysteme auf einer niedrigeren
Ebene sind.
-
Von
daher ist gemäß der Ausführungsform, wie
in 2 gezeigt, in der PTM ein Abschnitt 90 zur Berechnung
des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs angeordnet.
-
Nachstehend
wird der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
im Einzelnen mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben,
welcher Abschnitt der kennzeichnende Teil der Ausführungsform
ist.
-
Der
Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet drei erzielbare Steuerungsvorgabenbereiche, d.h. den Bereich
der Sollantriebskraft, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten
werden kann, den Bereich der Sollantriebskraft, der erhalten werden
kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare
Schaltdrehzahl abgeändert
wird, und den Bereich der Antriebskraft, der erhalten werden kann,
ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern.
-
3 stellt
das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung des
ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d.h. den "Bereich der Sollantriebskraft,
der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann".
-
Wie
in 3 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis zur Berechnung
des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs auf der Grundlage der
momentanen Schaltdrehzahl und dem Verlauf des Schaltens. Das Drehzahlverhältnis zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs wird grundsätzlich auf
der Grundlage eines Schaltbefehls eingestellt (nämlich auf der Grundlage der
Soll-Schaltdrehzahl, die wie vorstehend beschrieben vom Abschnitt
zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl eingestellt und an die TM-Steuereinheit
ausgegeben wird). Jedoch wird während
des Schaltens das Drehzahlverhältnis
bei der Schaltgeschwindigkeit, die erzielt wurde, bevor der Schaltvorgang
begann, als Drehzahlverhältnis zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs verwendet,
und zwar bis zum Einsetzen der Anfangsphase, in der sich die Umdrehungsgeschwindigkeit ändert. Nach
Beginn der Anfangsphase wird das Drehzahlverhältnis bei der Schaltdrehzahl,
die erzielt wurde, nachdem das Schalten beendet war, als Drehzahlverhältnis zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs verwendet.
-
Der
Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet darüber
hinaus ein maximal erzielbares Motordrehmoment Temax und
ein minimal erzielbares Motordrehmoment Temin.
Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet einen ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d.h.
die Obergrenze und die Untergrenze der Sollantriebskraft, die bei
der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann, und zwar unter
Verwendung des maximal erzielbaren Motordrehmoments Temax und
des minimal erzielbaren Motordrehmoments Temin,
und auch mittels des Drehzahlverhältnisses zur Berechnung des
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs. Das maximal erzielbare Motordrehmoment
Temax entspricht dem Motordrehmoment, das
erzielt werden kann, wenn der Drosselventil-Öffnungsbetrag 100% beträgt, d.h.
wenn das Drosselventil völlig
offen ist. Das maximal erzielbare Motordrehmoment Temax kann
unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 140 (Motordrehzahl),
der Einlassluftmenge und der Zündpunktsteuerung
als Parameter berechnet werden. Das minimal erzielbare Motordrehmoment
Temin entspricht dem Motordrehmoment, das
erzielt werden kann, wenn der Drosselventil-Öffnungsbetrag 0% beträgt, d.h.,
wenn das Drosselventil vollständig
geschlossen ist. Das minimal erzielbare Motordrehmoment Temin kann unter Verwendung der Motor-Solldrehzahl
und der Reibung im Leerlauf des Motors 140 als Parameter
berechnet werden.
-
4 stellt
das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung eines
zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d.h. einen "Bereich der Sollantriebskraft,
der erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf
eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird".
-
Wie
in 4 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs die momentan
erzielbaren Schaltdrehzahlen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit,
momentan nicht erzielbare Schaltdrehzahlen, bestimmt auf der Grundlage
der mechanischen Faktoren, und momentan nicht erzielbare Schaltdrehzahlen,
bestimmt auf der Grundlage der Steuerungsfaktoren. Die nicht erzielbaren,
auf der Grundlage der mechanischen Faktoren bestimmten Schaltdrehzahlen
entsprechen z.B. den Schaltdrehzahlen, die auf der Grundlage der
mechanischen Randbedingungen der Kardanwelle 260, der Differentialeinheit 280 etc.
als nicht erzielbar eingestuft werden. Und die nicht erzielbaren
Schaltdrehzahlen, die auf der Grundlage der Steuerungsfaktoren bestimmt
werden, entsprechen z.B. den Schaltdrehzahlen, die aufgrund der
Randbedingungen zur Verhinderung eines Überdrehens des Motors 140 als
nicht erzielbar eingestuft werden. Wenn z.B. das Schalten vom 4.
Gang zum 3. oder 2. Gang nicht bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit
ausgeführt
werden kann, die größer oder
gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, entsprechen
der 3. und 2. Gang bzw. die 3. und 2. Drehzahl den nicht erzielbaren
Schaltdrehzahlen. Dementsprechend geben die momentan erzielbaren
Schaltdrehzahlen den Bereich der als erzielbar betrachteten Schaltdrehzahlen an,
wobei die momentane Schaltdrehzahl unter Berücksichtigung der Randbedingungen
(nicht erzielbare Schaltdrehzahlen) verändert wird.
-
Der
Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet den zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d.h.
die Obergrenze und Untergrenze der Sollantriebskraft, die erhalten
werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan
erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert
wird, und zwar unter Verwendung des maximal erzielbaren Motordrehmoments
Temax, des minimal erzielbaren Motordrehmoments
Temin und der momentan erzielbaren Schaltdrehzahlen.
-
5 stellt
das Blockschaubild dar, das ein Verfahren zur Berechnung eines dritten
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d.h. einen "Bereich der Sollantriebs kraft,
der erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf
eine andere Schaltdrehzahl abzuändern". In diesem Fall
wird das Schaltdiagramm, welches den Schaltpunkt auf der Grundlage
der Antriebskraft und der Raddrehzahl festlegt, vom Abschnitt zum
Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl verwendet. In dem in 5 schematisch
gezeigten Schaltdiagramm geben durchgezogene Linien das Hochschalten
an, und unterbrochene Linien geben das Herunterschalten an.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs den dritten
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d.h. die Obergrenze und die Untergrenze
der Antriebskraft, die erhalten werden kann, wenn der den Fahrzustand
angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten
und der Linie zum Herunterschalten liegt, auf der Grundlage der
momentanen Schaltdrehzahl und der Raddrehzahl.
-
6 stellt
das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung des
dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d.h. den "Bereich der Sollantriebskraft,
die erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf
eine andere Schaltdrehzahl abzuändern". In diesem Fall
wird das Schaltdiagramm, das den Schaltpunkt auf der Grundlage des
Drosselventil-Öffnungsbetrags
und der Raddrehzahl festlegt, vom Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl
verwendet. In dem in 6 schematisch gezeigten Schaltdiagramm
geben die durchgezogenen Linien das Hochschalten an, und die unterbrochenen
Linien geben das Herunterschalten an.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs die Obergrenze
und die Untergrenze des Drosselventil-Öffnungsbetrags, der erzielt
werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb
des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der Linie zum
Herunterschalten liegt, auf der Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl
und der Raddrehzahl. Die Obergrenze und die Untergrenze des Motordrehmoments,
welches dem Drosselventil-Öffnungsbetrag
entspricht, werden mittels der Obergrenze und der Untergrenze des
Drosselventil-Öffnungsbetrags
berechnet. Eine solche Obergrenze und Untergrenze des Motordrehmoments
können
die Obergrenze bzw. Untergrenze des Motordrehmoments darstellen,
das erzielt werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt
innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der
Linie zum Herunterschalten liegt. Die Obergrenze und Untergrenze
des Motordrehmoments können
unter Berücksichtigung
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 140, der Einlassluftmenge,
und der Zündpunksteuerung
berechnet werden, wie bei der Berechnung des maximal erzielbaren
Motordrehmoments Temax.
-
Der
Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet das Drehzahlverhältnis
zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs auf der
Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl und dem Verlauf des Schaltvorgangs.
Das Drehzahlverhältnis
zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs wird grundsätzlich auf
der Grundlage eines Schaltbefehls eingestellt (nämlich auf Grundlage der Soll-Schaltdrehzahl,
die wie vorstehend beschrieben vom Abschnitt zum Einstellen der
Soll-Schaltdrehzahl eingestellt und an die TM-Steuereinheit ausgegeben
wird). Während
des Schaltens wird, bevor die Anfangsphase einsetzt, wo sich die
Umdrehungsgeschwindigkeit ändert,
als Drehzahlverhältnis
zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis verwendet,
das bei der Schaltdrehzahl erzielt wurde, bevor das Schalten begann.
Nach Beginn der Anfangsphase wird als Drehzahlverhältnis zur
Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis bei der
Schaltdrehzahl verwendet, die nach Beendigung des Schaltens bestand.
-
Der
Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet den dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d.h. die
Obergrenze und die Untergrenze der Antriebskraft, die erhalten werden
kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen
der Linie zum Hochschalten und der Linie zum Herunterschalten liegt,
und zwar auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses zur Berechnung des erzielbaren
Steuerungsvorgabenbereichs, und der Obergrenze und Untergrenze des
Motordrehmoments.
-
Die
Signale, welche die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche angeben,
die auf diese Art vom Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
berechnet wurden, werden auf die Steuersysteme übertragen, die Anweisungen
zur Korrektur der Sollantriebskraft F1 erteilen, die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt
des P-DRM berechnet wurde. In der Ausführungsform werden die Signale
auf das DSS und die VDM übertragen,
wie in 2 gezeigt ist. Die Signale, die die erzielbaren
Steuerungsvorgabenbereiche angeben, können jedes Mal dann übertragen
werden, wenn die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche berechnet
werden (die Signale können
in Echtzeit übertragen
werden und brauchen nicht synchron mit der Sollantriebskraft F1 übertragen
zu werden). Dabei kann auf das DSS und die VDM ein Signal übertragen
werden, welches alle vorstehend beschriebenen drei Arten der erzielbaren
Steuerungsvorgabenbereiche anzeigt.
-
Somit
können
das DSS und die VDM, die die Signale empfangen haben, welche die
erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche angeben, bestimmen, ob die
Schaltdreh zahl wegen der Anweisung geändert werden wird, und auch,
ob die empfangene Anweisung (die vom DSS angeordnete Antriebskraft
Fd und die Sollantriebskraft F2) realisiert werden kann, indem auf
die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche Bezug genommen wird,
die durch die Signale angegeben sind. Von daher können das
DSS und die VDM die Anweisungen von jedem System korrigieren und
die korrigierten Anweisungen unter Berücksichtigung des Schaltens
durch das Automatik-Stufengetriebe 240 ausgeben. Dies bedeutet,
dass die Optionen der Anweisungen vom DSS und der VDM zunehmen.
Wenn z.B. die VDM bestimmt, dass, obwohl zur Stabilisierung des
dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs die Sollantriebskraft F2 erhalten
werden sollte, die Sollantriebskraft F2 gegenwärtig unter der Bedingung, dass
die Schaltdrehzahl geändert
werden muss, nicht erhalten zu werden braucht (oder wenn die VDM
bestimmt, dass eine Veränderung
der Schaltdrehzahl das stabile dynamische Verhalten des Fahrzeugs
negativ beeinflusst), kann als Anweisungswert anstelle der Sollantriebskraft
F2 die Obergrenze (oder die Untergrenze) des ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
verwendet werden. Wenn unter Bezugnahme auf den dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich
bestimmt wird, dass die Schaltdrehzahl aufgrund der momentan angeordneten
Sollantriebskraft F2 verändert
werden wird, wenn bestimmt wird, dass die Sollantriebskraft F2 im
gegenwärtigen
Stadium unter der Bedingung, dass die Schaltdrehzahl verändert werden
muss, nicht erhalten zu werden braucht (oder wenn bestimmt wird, dass
eine Veränderung
der Schaltdrehzahl das stabile dynamische Verhalten des Fahrzeugs
negativ beeinträchtigen
wird), dann wird anstatt der Sollantriebskraft F2 die Obergrenze
(oder die Untergrenze) des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs als
Anweisungswert verwendet. Wenn dagegen die VDM bestimmt, dass die
Sollantriebskraft F2 erhalten werden muss, selbst wenn eine Änderung
der Schaltdrehzahl notwendig ist, kann als Anweisungswert ein die
Sollantriebskraft F2 angebendes Signal an die PTM ohne jede Korrektur
ausgegeben werden, unter der Vorbedingung, dass die Sollantriebskraft
F2 innerhalb des zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs
liegt. Die Tatsache, dass es möglich
ist, zu bestimmen, ob eine derartige Änderung der Schaltdrehzahl
auftritt, ist insbesondere für
die VDM von beträchtlicher
Wirksamkeit, weil die dynamische Stabilität des Fahrzeugs unter Berücksichtigung
des Einflusses des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs aufgrund
des Schaltens gesteuert werden kann.
-
Die
in der Beschreibung dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist
in jeglicher Hinsicht als darstellend und nicht einschränkend zu
betrachten. Der technische Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert,
und alle Änderungen,
die inner halb des Sinngehalts und Äquivalenzbereichs der Ansprüche fallen,
sollen deshalb darin mit einbezogen sein.
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Beispielsweise
werden in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Anweisungen vom DSS
und der VDM bereitgestellt und die Koordination der Anweisungen
vom DSS und der VDM werden unter Verwendung der Einheit für die Antriebskraft (Krafteinheit)
durchgeführt,
weil das DSS und die VDM grundsätzlich
die Systeme sind, die die Antriebskraft steuern. Dementsprechend
wird der erzielbare Steuerungsvorgabenbereich durch die Antriebskrafteinheit
ausgedrückt.
Die Einheit der physikalischen Größe für den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich
ist aber nicht auf die Antriebskrafteinheit beschränkt. Wenn
beispielsweise Anweisungen vom DSS und der VDM bereitgestellt werden
und die Koordination der Anweisungen vom DSS und der VDM beispielsweise
unter Verwendung der Einheit für
die Beschleunigung/Verzögerung,
das Motordrehmoment und die Drosselventil-Öffnungsbetrag durchgeführt werden,
kann die Einheit der physikalischen Größe für den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich
auf die Einheit für
die Beschleunigung/Verzögerung,
das Motordrehmoment und den Drosselventil-Öffnungsbetrag abgeändert werden.
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In
der Ausführungsform
umfasst der Motor 140 ein elektronisches Drosselventil
und wird als Energiequelle verwendet. Die Erfindung kann jedoch auf
eine Konfiguration angewendet werden, wo ein Motor ohne elektronisches
Drosselventil als Energiequelle verwendet wird.
-
Zusammenfassung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung
und ein integriertes Fahrzeug-Steuerverfahren, das eine endgültige Steuerungsvorgabe
einstellt, indem eine Steuerungsvorgabe (F0), die primär auf der
Grundlage einer Eingangsgröße eines
Fahrers eingestellt wurde, mit Anweisungswerten von den Steuersystemen
koordiniert wird; und das ein Antriebssteuersystem eine Antriebsquelle
(140) und ein Automatik-Stufengetriebe (240) so
steuern lässt,
dass die endgültige
Steuerungsvorgabe erzielt wird. Bei dieser Vorrichtung und diesem
Verfahren wird wenigstens einem der Steuersysteme, die Anweisungswerte
bereitstellen, welche mit der primär eingestellten Steuerungsvorgabe
zu koordinieren sind, ein Bereich von Steuerungsvorgaben mitgeteilt,
der bei der momentanen Schaltdrehzahl erzielt werden kann; ein Bereich
von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, indem die momentane
Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird;
und ein Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann,
ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl
abzuändern.