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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrtregelungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug, das eine Funktion des Ausführens einer Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit, damit die Fahrzeugfahrt mit einer Soll-Fahrgeschwindigkeit
erfolgt, und eine Getriebesteuerung, um anhand des Fahrzeugfahrzustandes und
des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes eine geeignete Getriebestufe
auszuwählen,
umfasst.
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STAND DER TECHNIK
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Durch
Einstellen der Ausgangsleistung eines Fahrzeugmotors wie etwa einer
Brennkraftmaschine durch eine Fahrtregelungsvorrichtung kann ein
Fahrzeug, in dem eine Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit,
d. h. eine so genannte Fahrtregelung, ausgeführt wird, mit einer Sollfahrgeschwindigkeit
fahren, selbst wenn der Fahrer das Fahrpedal loslässt (z.
B.
japanische Offenlegungsschrift
Nr. 11-257477 ).
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In
einer Technik gemäß der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 11-257477 werden eine Motorbremssteuerung und eine
Drosselklappenöffnungsgradsteuerung
für eine
Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit anhand der Ausgangsleistung
des Motors ausgeführt,
wobei die Ist-Beschleunigung des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Insbesondere
während
der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit ist vorgesehen, durch die Drosselklappenöffnungsgradsteuerung
eine Solldrehzahl des Motors zu steuern, während die Motorbremssteuerung
mittels eines stufenlos veränderlichen
Getriebes begrenzt wird.
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In
der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 11-257477 wird das Umschalten zwischen der Fahrtregelung
mit konstanter Geschwindigkeit und der normalen Fahrtsteuerung anhand
des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes nur durch Schalten eines
Fahrtschalters für
konstante Geschwindigkeit ausgeführt.
Wenn jedoch in dem Fall, in dem eine Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit erfolgt, der Fahrer einen Beschleunigungsbetrieb
oder einen Bremsbetrieb verwirklicht, offenbart die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 11-257477 nicht
den Grad der Anforderung aus Sicht der Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, und
nicht den Grad der Fahrererwartung für die Beschleunigung oder Verzögerung des
Fahrzeugs und nicht die Weise, in der die unterschiedlichen Grade
ausgeglichen werden.
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Insbesondere
wird der Ausgleich zwischen einerseits der Getriebesteuerung entsprechend
dem Anforderungsgrad aus Sicht der Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit für
die Beschleunigung oder Verzögerung
des Fahrzeugs und andererseits der Getriebesteuerung, die dem Grad
der Fahrererwartung entspricht, nicht berücksichtigt. Weil die Getriebesteuerung
während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit nicht geeignet
ausgeführt
wird und die Sollfahrgeschwindigkeit nicht ausreichend aufrechterhalten
wird, kann daher der Fall auftreten, dass ein Fahrereingriff erforderlich
ist. Aus diesem Grund kann die vom Fahrer ausgeführte Fahrbedienung kompliziert
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der Erfindung ist es, zu verhindern, dass die vom Fahrer ausgeführte Fahrbedienung
kompliziert wird, indem Schaltstufen während der Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit geeignet gewechselt werden.
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Um
das obige Ziel zu erreichen und gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung geschaffen.
Das Fahrzeug besitzt einen Motor, der in ihm montiert ist, eine Funktion
des Ausführens
einer Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit, damit die Fahrzeugfahrt
mit einer konstanten Sollgeschwindigkeit erfolgt, und eine Funktion
des Ausführens
einer Getriebesteuerung, um anhand eines Antriebszustandes des Fahrzeugs
und eines vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes eine geeignete Getriebestufe
auszuwählen.
Die Vorrichtung umfasst einen Anforderungswert-Berechnungsabschnitt,
einen Ausgangsleistungs-Einstellabschnitt, einen Erwartungswert-Berechnungsabschnitt
und einen Ausgleichs- und Schaltstufenschaltabschnitt. Der Anforderungswert-Berechnungsabschnitt
berechnet einen Anforderungswert, der zum Erreichen der Sollgeschwindigkeit
erforderlich ist. Der Anforderungswert umfasst eine Bremskraft und
eine Antriebskraft. Der Ausgangsleistungs-Einstellabschnitt stellt die Ausgangsleistung
des Motors anhand des Anforderungswerts ein. Der Erwartungswert-Berechnungsabschnitt
berechnet einen Erwartungswert anhand des Fahrzeugfahrzustandes
und des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes. Der Erwartungswert
ist ein Wert, der vom Fahrer erwartet wird, und umfasst eine Bremskraft
und eine Antriebskraft. Anhand des Fahrzeugbetriebszustandes, der
ein Vergleichsergebnis des Anforderungswerts und des Erwartungswerts
enthält,
wählt der
Ausgleich- und Schaltstufenschaltabschnitt entweder den Anforderungswert
oder den Erwartungswert aus und ändert
Schaltstufen anhand des ausgewählten
Wertes.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Steuern eines Fahrzeugs geschaffen. In dem Fahrzeug wird eine Fahrtregelung
mit konstanter Geschwindigkeit ausgeführt, damit die Fahrzeugfahrt
mit einer konstanten Sollgeschwindigkeit erfolgt, außerdem ist
eine Getriebesteuerung implementiert, um anhand eines Antriebszustandes
des Fahrzeugs und eines vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes eine
geeignete Getriebestufe auszuwählen.
Das Verfahren umfasst das Berechnen eines Anforderungswerts, der
zum Erreichen der Sollgeschwindigkeit erforderlich ist, wobei der
Anforderungswert eine Bremskraft und eine Antriebskraft umfasst;
das Einstellen der Ausgangsleistung des Motors des Fahrzeugs anhand
des Anforderungswertes; das Berechnen eines Erwartungswertes anhand
des Fahrzeugfahrzustandes und des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes,
wobei der Erwartungswert ein Wert ist, der von dem Fahrer erwartet
wird und eine Bremskraft und eine Antriebskraft umfasst; das Auswählen entweder
des Anforderungswertes oder des Erwartungswertes anhand des Fahrzeugbetriebszustandes,
der ein Vergleichsergebnis des Anforderungswertes und des Erwartungswertes
enthält;
und das Ändern
von Schaltstufen anhand des ausgewählten Wertes.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden
Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird,
die lediglich beispielhaft die Prinzipien der Erfindung erläutern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung kann zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen hiervon am
besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit
bevorzugten Ausführungsformen
zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
verstanden werden, in denen:
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1 ein
Blockschaltplan ist, der eine Konfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform
veranschaulicht;
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2 ein
Blockschaltplan ist, der eine Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
veranschaulicht;
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3 ein
Ablaufplan ist, der einen Teil von Funktionen eines Ausgleichsabschnitts
und eines AI-Schaltsteuerabschnitts gemäß der ersten Ausführungsform
veranschaulicht;
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4 ein
Zeitablaufplan ist, der ein Beispiel einer Regelung gemäß der ersten
Ausführungsform
darstellt;
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5 ein
Blockschaltplan ist, der eine Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
veranschaulicht;
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6 ein
Ablaufplan ist, der eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungsverarbeitung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
veranschaulicht; und
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7 ein
Zeitablaufplan ist, der ein Beispiel der Regelung gemäß der zweiten
Ausführungsform
darstellt.
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BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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[Erste Ausführungsform]
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1 ist
ein Blockschaltplan, der einen Benzinmotor (im Folgenden als Motor
bezeichnet) 2, ein Automatikgetriebe 4 und elektronische
Steuereinheiten (ECUs 6 und 8) für den Motor 2 bzw.
das Automatikgetriebe 4 veranschaulicht. Der Motor 2 ist
als ein Fahrzeugmotor in einem Fahrzeug montiert. Statt des Benzinmotors
können
darüber
hinaus ein Dieselmotor oder andere Typen von Motoren verwendet werden.
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In
einer ersten Ausführungsform
ist der Motor 2 mit mehreren Zylindern, z. B. mit vier
Zylindern versehen. Jeweilige Kraftstoffeinspritzventile sind in
den Einlasskanälen
der Zylinder vorgesehen. In jedem Zylinder wird Kraftstoff entsprechend
der durch den Motor 2 geforderten Einspritzmenge von dem
Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt. Außerdem ist der Motor 2 mit
verschiedenen Typen von Sensoren 10 wie etwa einem Einlassmengensensor,
einem Fahrpedalstellungssensor, einem Drosselklappenöffnungsgradsensor,
einem Motordrehzahlsensor, einem Zylinderunterscheidungssensor,
einem Kühlmitteltemperatursensor
und einem Einlasstemperatursensor versehen. Durch die Ausgangssignale
der oben genannten Sensoren und mittels eines Bremspedalkraftsensors,
eines Bremsschalters und dergleichen, die in dem Fahrzeug vorgesehen
sind, erfasst die Motor-ECU 6 den Betriebszustand des Motors 2 und
den Fahrzustand des Fahrzeugs. Weiterhin kommuniziert die Motor-ECU 6 auch
mit der Getriebe-ECU 8. Die Motor-ECU 6 und die
Getriebe-ECU 8 tauschen Befehle und Datenelemente miteinander
aus. Anhand der Befehle und der Datenelemente steuert die Motor-ECU 6 den
Verbrennungszustand des Motors 2 durch eine Drosselklappenöffnungsgrad-Steuerung
und eine Kraftstoffeinspritzmengen-Steuerung.
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Das
Automatikgetriebe 4, das ein mehrstufiges Getriebe ist,
ist ein Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler, in dem Schaltstufen
durch Steuern der Aktivierung interner Drehorgane, d. h. verschiedener
Typen von Zahnrädern
wie etwa Planetenrädern,
Kupplungen und Bremsen, gewechselt werden. Die verschiedenen Typen
von Sensoren 10 enthalten auch einen Schaltstellungssensor,
der in dem Automatikgetriebe 4 vorgesehen ist, einen Antriebswellen-Drehzahlsensor
und einen Abtriebswellen-Drehzahlsensor. Anhand der Datenelemente
wie etwa einer Fahrpedalstellung ACCP, eines Drosselklappenöffnungsgrades,
einer Motordrehzahl NE, einer Schaltstellung, einer Antriebswellendrehzahl
Ni und einer Abtriebswellendrehzahl No erfasst die Getriebe-ECU 8 den
vom Fahrer befohlenen Fahrzustand, den inneren Zustand des Automatikgetriebes 4 und
den Fahrzeugfahrzustand, um die Getriebesteuerung des Automatikgetriebes 4 zu
implementieren.
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Die
Getriebe-ECU 8 liest aus den Datenelementen, die von der
Motor-ECU 6 erfasst werden, außerdem die Kühlmitteltemperatur,
den Bremszustand und dergleichen. Darüber hinaus kommuniziert die
Getriebe-ECU 8 wie oben erwähnt auch mit der Motor-ECU 6.
Die Motor-ECU 6 und die Getriebe-ECU 8 tauschen Befehle
und Datenelemente miteinander aus. Anhand der Befehle und Datenelemente
implementiert die Getriebe-ECU 8 die Getriebesteuerung
des Automatikgetriebes 4 durch Verändern elektromagnetischer Ventile in
einem Hydraulikdrucksteuerkreis 4a. Beispielsweise bestimmt
die Getriebe-ECU 8 unter Bezugnahme auf eine im Voraus
gespeicherte Getriebeschaltkennlinie die Getriebestufe des Automatikgetriebes 4 anhand
der Fahrgeschwindigkeit SPD und der Kraftstoffeinspritzmenge (oder
der Fahrpedalstellung ACCP) und ändert elektromagnetische
Ventile des Hydraulikdruck-Steuerkreises 4a in der Weise,
dass die bestimmte Getriebestufe eingestellt wird.
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Weiterhin
sind die Motor-ECU 6 und die Getriebe-ECU 8 jeweils
hauptsächlich
aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, der verschiedene
Typen von Programmen, Kennfeldern und dergleichen im Voraus speichert,
einem RAM, der Rechenergebnisse temporär speichert, einem nichtflüchtigen
Speicher, der Rechenergeb nisse, im Voraus gespeicherte Daten und
dergleichen hält,
und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle konfiguriert.
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2 ist
ein Blockschaltplan, der eine Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung
veranschaulicht, die sowohl mittels der ECU 6 als auch
mittels der ECU 8 verwirklicht wird. In 2 bezieht
sich der durch die durchgezogenen Linien angegebene Teil auf die
Getriebesteuerung.
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Ein
Erwartungswert-Berechnungsabschnitt 12 berechnet eine erwartete
Brems-/Antriebskraft
Fht (in Einheiten von N), d. h. einen Fahrer-Erwartungswert, anhand
des Fahrzeugfahrzustandes und des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes,
wobei als der Fahrzeugfahrzustand die Fahrgeschwindigkeit SPD (die
anhand der Raddrehzahl berechnet wird, die ihrerseits aus der Abtriebswellendrehzahl
No erhalten wird) verwendet wird. Als der vom Fahrer befohlene Fahrzustand
werden die Fahrpedalstellung ACCP, die durch den Fahrpedalstellungssensor
erfasst wird, und die Bremspedalkraft BF, d. h. die Kraft, mit der
das Bremspedal getreten wird und die durch den Bremspedalkraftsensor
erfasst wird, verwendet.
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Die
erwartete Brems-/Antriebskraft Fht wird anhand eines Kennfeldes
berechnet, das die Fahrpedalstellung ACCP, die Bremspedalkraft BF
und die Fahrgeschwindigkeit SPD als Parameter hat. Wenn die erwartete
Brems-/Antriebskraft Fht positiv ist, hat sie die Bedeutung einer
Antriebskraft. Wenn sie negativ ist, hat die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht
die Bedeutung einer Bremskraft. Wenn daher die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht
positiv ist, erwartet der Fahrer, dass das Fahrzeug beschleunigt
wird. Wenn die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht negativ ist, erwartet
der Fahrer, dass das Fahrzeug verzögert wird.
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Anhand
der Fahrgeschwindigkeit SPD, die durch den Fahrgeschwindigkeitssensor
erfasst wird, und einer Sollfahrgeschwindigkeit Vct, die in Übereinstimmung
mit einer Fahrerbefehlsoperation gesetzt wird, berechnet ein Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 14 eine
Kraft, die in der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit gefordert
wird, oder eine geforderte Brems-/Antriebskraft Fct (in Einheiten
von N), um die Sollfahrgeschwindigkeit Vct zu verwirklichen. Anhand
des Unterschiedes zwischen der Fahrgeschwindigkeit SPD und der Sollfahrgeschwindigkeit
Vct wird die geforderte Brems-/Antriebskraft Fct durch ein Kennfeld,
durch Lösen
einer Gleichung oder dergleichen berechnet. Wenn die geforderte
Brems-/Antriebskraft Fct positiv ist, hat sie die Bedeutung einer
Antriebskraft. Wenn sie negativ ist, hat gefor derte Brems-/Antriebskraft Fct
die Bedeutung einer eine Bremskraft. Wenn daher die geforderte Brems-/Antriebskraft
Fct positiv ist, weist dies darauf hin, dass die Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit (Fahrtregelung) bestrebt ist, das Fahrzeug
zu beschleunigen, während
dann, wenn die geforderte Brems-/Antriebskraft Fct negativ ist,
die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit (Fahrtregelung)
bestrebt ist, das Fahrzeug zu verzögern.
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Anhand
der erwarteten Brems-/Antriebskraft Fht, der geforderten Brems-/Antriebskraft Fct,
der Bremspedalkraft BF, des Ausgangssignals von einem ECT-Steuerabschnitt 22,
der später
beschrieben wird, und dergleichen führt ein Motorsteuerabschnitt 16 eine
Motorsteuerung aus, wie durch die unterbrochenen Linien angegeben
ist, wodurch eine Ausgangsleistungssteuerung für den Motor 2 ausgeführt wird.
In der Praxis wird die Ausgangsleistung des Motors durch Einstellen
des Drosselklappenöffnungsgrades
und der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht oder verringert.
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Hingegen
wählt auf
der Getriebesteuerseite ein Ausgleichsabschnitt
18, der
durch die durchgezogenen Linien angegeben ist, die erwartete Brems-/Antriebskraft
Fht oder die geforderte Brems-/Antriebskraft Fct, woraufhin die
ausgewählte
Fht oder Fct als die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst (in Einheiten von N) gewählt wird.
In dieser Situation führt
der Ausgleichsabschnitt
18 die Auswahl der Brems-/Antriebskraft
in Übereinstimmung
mit der folgenden Tabelle 1 aus. [Tabelle
1]
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Der
Ausgleichsabschnitt 18 wählt die Brems-/Antriebskraft
und setzt die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst folgendermaßen.
- (A)
Fall, in dem die Fahreranforderung eine Beschleunigung ist (Fahrpedal
EIN).
- (a) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Beschleunigungsanforderung hat (Fct ≥ 0), werden die erwartete Brems-/Antriebskraft
Fht und die geforderte Brems-/Antriebskraft Fct miteinander verglichen,
wobei die Größere von
beiden als ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst ausgewählt
und gesetzt wird. Weiterhin bedeutet "Max(Fht, Fct)" einen Operator, der von den Elementen
in den Klammern das größere Element
auswählt
(wenn beide gleich sind, kann irgendeine von ihnen ausgewählt werden).
- (b) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit keine
Anforderung hat, wird die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht als
die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft
Fst ausgewählt
und gesetzt.
- (c) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Verzögerungsanforderung
hat (Fct < 0), wird
die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ausgewählt
und gesetzt.
- (B) Fall, in dem die Fahreranforderung weder eine Verzögerung noch
eine Beschleunigung ist (Fahrpedal AUS und Bremse AUS oder Fht =
Kriechkraft).
- (a) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Beschleunigungsanforderung hat (Fct ≥ 0), wird die angeforderte Brems-/Antriebskraft
Fct als die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst ausgewählt und
gesetzt.
- (b) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit keine
Anforderung hat, wird die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht (=
Kriechkraft) als die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst ausgewählt
und gesetzt.
- (c) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Verzögerungsanforderung
hat (Fct < 0), wird
die angeforderte Brems-/Antriebskraft Fct als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ausgewählt und
gesetzt.
- (C) Fall, in dem die Fahreranforderung eine Verzögerung ist
(Fahrpedal AUS und Bremse EIN oder Fht < Kriechkraft).
- (a) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Verzögerungsanforderung
hat (Fct ≥ 0), wird
die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ausgewählt
und gesetzt.
- (b) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit keine
Anforderung hat, wird die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht als
die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft
Fst ausgewählt
und gesetzt.
- (c) Wenn die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die
Verzögerungsanforderung
hat (Fct < 0), werden
die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht und die angeforderte Brems-/Antriebskraft
Fct miteinander verglichen, wobei die Kleine re von beiden als die
ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst ausgewählt
und gesetzt wird. Weiterhin bedeutet "Min(Fht, Fct)" einen Operator zum Auswählen des
Kleineren der Elemente in der Klammer (falls beide gleich sind,
kann irgendeines von ihnen ausgewählt werden).
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Durch
die vorangehende Beziehung wird die ausgewählte Brems-/Antriebskraft Fst
ausgewählt
und von dem Ausgleichsabschnitt 18 in einen AI-Schaltsteuerabschnitt 20 eingegeben.
Anhand der ausgewählten Brems-/Antriebskraft
Fst, der Antriebswellendrehzahl Ni und der Abtriebswellendrehzahl
No gibt der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 den Getriebeschaltbefehl
zu dem ECT-Steuerabschnitt (Steuerabschnitt für elektronisch gesteuertes
Getriebe) 22 aus, wodurch das Automatikgetriebe 4 veranlasst
wird, die geeignete Schaltstufe einzustellen.
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Insbesondere
in dem Fall, in dem (B) die Fahreranforderung weder eine Verzögerung noch
eine Beschleunigung ist, und (c) die Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit die Verzögerungsanforderung
hat (Fct < 0),
wird die angeforderte Brems-/Antriebskraft
Fct als die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst ausgewählt
und gesetzt. Wenn jedoch das Fahrzeug bergab fährt, wird die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst (< 0) stark
verringert. Daher könnte
die momentane Motorbremskraft nicht in der Lage sein, die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ausreichend zu verwirklichen.
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Daher
wird in dem AI-Schaltsteuerabschnitt 20 eine Verarbeitung
wie in 3 veranschaulicht implementiert. Die Verarbeitung
wird periodisch und rekurrent implementiert, solange die oben genannte
Bedingung (B)-(c) erfüllt
ist.
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Zunächst wird
die maximale Motorbremskraft FEBmax [N], die in dem Fahrzeugfahrzustand
einschließlich
der momentanen Getriebestufe möglich
ist, berechnet (im Schritt S102). Die maximale Brems-/Antriebskraft
FEBmax ist eine maximale Bremskraft durch die Motorbremsung, die
anhand der momentanen Getriebeschaltstufe und der Motordrehzahl
erhalten wird, falls die Drosselklappe vollständig geschlossen ist (Drosselklappenöffnungsgrad
0%), um die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen. Beispielsweise wird
für jede
Getriebestufe die maximale Motorbremskraft FEBmax aus einem Kennfeld
berechnet, wobei die Motordrehzahl NE als ein Parameter verwendet
wird. Weiterhin wird die maximale Motorbremskraft FEBmax als ein
negativer Wert gesetzt, da sie eine Bremskraft ist. Je größer der
Absolutwert ist, umso größer ist
die maximale Motorbremskraft FEBmax.
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Als
Nächstes
wird bestimmt, ob die maximale Motorbremskraft FEBmax größer als
die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ist (im Schritt S104). Falls FEBmax ≤ Fst ist ("nein" im
Schritt S104), wird die Verarbeitung direkt umgangen, weil ausgedrückt durch
die Bremskraft die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst gleich oder kleiner als die maximale Motorbremskraft
FEBmax ist. Mit anderen Worten, solange die Motorbremskraft die
ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst verwirklichen kann, wird das Fahrzeug nicht
heruntergeschaltet.
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Wenn
im Gegensatz dazu FEBmax ≥ Fst
ist ("ja" im Schritt S104),
wird bestimmt, ob ein Herunterschalten zum Erhöhen der Motorbremskraft möglich ist
(im Schritt S106). Die Bestimmung wird beispielsweise anhand der
Tatsache ausgeführt,
ob eine Getriebeschaltstufe, die niedriger als die momentane Schaltstufe
ist, existiert. Darüber
hinaus kann eine Bestimmungsbedingung d. h. ob die maximale Motorbremskraft
FEBmax, die unter der Bedingung berechnet wird, dass das Fahrzeug
zu der niedrigeren Getriebeschaltstufe heruntergeschaltet wird,
größer als
die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft
Fst ist, hinzugefügt
werden.
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Falls
das Herunterschalten möglich
ist ("ja" im Schritt S106),
wird die Verarbeitung umgangen, nachdem dieses Herunterschalten
als der Getriebeschaltbefehl gesetzt worden ist (im Schritt S108).
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Wenn
hingegen das Herunterschalten nicht möglich ist ("nein" im
Schritt S106), wird die Verarbeitung umgangen, ohne dass der Getriebeschaltbefehl
gesetzt wird. In dem Fall, in dem wie oben beschrieben das Herunterschalten
unmöglich
ist, kann die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit, die
danach implementiert wird, die Fahrgeschwindigkeit nicht ausreichend
verringern. Im Ergebnis wird bei einer Zunahme der Fahrgeschwindigkeit
der Fahrer auf das Bremspedal treten, wodurch die Fahrgeschwindigkeit
verringert wird und die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit
beendet wird.
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4 ist
ein Zeitablaufplan, der ein Beispiel der in 3 veranschaulichten
Verarbeitung darstellt. Es ist eine Bedingung gezeigt, in der während der
Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit das Fahrzeug eine Bergabstrecke
erreicht und die Brems-/Antriebskraft (geforderte Brems-/Antriebskraft
Fct) allmählich
verringert wird. Selbst wenn die Brems-/Antriebskraft von der Antriebskraft
(vor t0) auf unter Null [N], d. h. auf eine Bremskraft (bei und
nach t0) verringert wird, wird kein Getriebeschaltvorgang zum Erhöhen der
Motorbremskraft ausgeführt
und wird die Getriebeschaltstufe beibehalten, solange die maximale
Motorbremskraft FEBmax gleich oder kleiner als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst ist. In diesem Fall wird das Getriebe auf der vierten Schaltstufe
gehalten.
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Wenn
jedoch die maximale Motorbremskraft FEBmax größer als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst wird, wird das Getriebe in die dritte Schaltstufe heruntergeschaltet
(bei t1). Daher wird die maximale Motorbremskraft FEBmax verringert.
Obwohl daher die ausgewählte
Brems-/Antriebskraft Fst weiter verringert wird, kann jene ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst als Ist-Motorantriebskraft verwirklicht werden.
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Folglich
kann die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct aufrechterhalten, wobei ermöglicht
wird, einen Bremseingriff durch den Fahrer, der durch die Beschleunigung
des Fahrzeugs notwendig würde,
zu vermeiden.
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Unter
der Voraussetzung, dass das Herunterschalten während der Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit nicht implementiert ist, wird die maximale
Motorbremskraft FEBmax nicht kleiner als die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst (nach t1), wodurch das Fahrzeug beschleunigt wird. Dann führt der
Fahrer einen Bremsbetrieb aus (nach t2), um die Fahrgeschwindigkeit
SPD wiederherzustellen, die auf die ursprüngliche Geschwindigkeit erhöht worden
ist. Selbst wenn daher die vierte Schaltstufe beibehalten wird,
wird die Fahrgeschwindigkeit SPD verringert und auf die ursprüngliche
Geschwindigkeit gesetzt. Weiterhin muss der Fahrer, da der Beginn
des Bremsvorgangs durch den Fahrer (bei t2) die Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit beendet, den Setzvorgang erneut ausführen, um
so die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit zu aktivieren.
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In
den Ansprüchen
entsprechen der Erwartungswert-Berechnungsabschnitt 12,
der Fahrtregelungs-Anforderungswert-Berechnungsabschnitt 14,
der Motorsteuerabschnitt 16 und der Ausgleichsabschnitt 18 sowie
der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 einem Erwartungswert-Berechnungsabschnitt,
einem Anforderungswert-Berechnungsabschnitt, einem Ausgangsleistungs-Einstellabschnitt
bzw. einem Ausgleichs- und Getriebeschaltabschnitt.
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Die
erste Ausführungsform,
die oben beschrieben worden ist, schafft die folgenden Vorteile.
- (A) Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wählt der
Ausgleichsabschnitt 18 die angeforderte Brems-/Antriebskraft
Fct oder die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht anhand des Fahrzeugbetriebszustandes
(des Zustandes mit gesetzter Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit
und des vom Fahrer befohlenen Fahrzustandes) der das Vergleichsergebnis
zwischen den Bremsantriebskräften
Fct und Fht enthält,
aus. Dann ändert
der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 die
Schaltstufe anhand der ausgewählten
Brems-/Antriebskraft Fst.
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Wie
oben diskutiert wurde, werden sowohl die angeforderte Brems-/Antriebskraft Fct
als auch die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht, wovon jede eine
Antriebskraft und eine Bremskraft umfasst, als Bremsantriebskräfte gleicher
Dimension berechnet. Daher ist ein einfacher und hochgenauer Vergleich
zwischen den Bremsantriebskräften
Fct und Fht möglich.
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Insbesondere
ist es in dem Fall, in dem während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit der Fahrer einen
Beschleunigungsbetrieb oder einen Bremsbetrieb ausführt, möglich, dass
im Hinblick auf einen Schaltstufenwechsel ein einfacher und hochgenauer
Vergleich zwischen der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit
und der Erwartung des Fahrers durch Vergleichen der angeforderten
Brems-/Antriebskraft Fct mit der erwarteten Brems-/Antriebskraft
Fht vorgenommen wird. Damit also die tatsächliche Brems-/Antriebskraft
in einem geeigneten Zustand ist, wird ein Ausgleich zwischen der
Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit und der Erwartung des
Fahrers in Bezug auf einen Schaltstufenwechsel ausgeführt.
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Darüber hinaus
kann auch in der Periode vor der Ausführung eines Beschleunigungsbetriebs
oder eines Bremsbetriebs durch den Fahrer die Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit die Bremsanforderung geeignet darstellen,
weil die angeforderte Brems-/Antriebskraft Fct nicht nur eine Antriebskraft,
sondern auch eine Bremskraft darstellt. Somit kann der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 anhand
der Bremsanforderung, die durch die ausgewählte Brems-/Antriebskraft Fst
dargestellt wird, Schaltstufen wechseln. Während der Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit kann daher der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 eine
Bremskraft durch die Motorbremskraft geeignet erzeugen. Somit nimmt
die Häufigkeit
der Fälle
zu, in denen ohne Rückgriff
auf einen durch den Fahrer veranlassten Bremsbetrieb eine Fahrt
mit konstanter Geschwindigkeit möglich
ist.
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Folglich
kann verhindert werden, dass das Fahren für den Fahrer kompliziert wird,
indem Schaltstufen während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit geeignet gewechselt
werden.
- (B) Wenn während der Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit die angeforderte Brems-/Antriebskraft
Fct negativ wird, bestimmt der AI-Schaltsteuerabschnitt 20,
dass die Motorbremse arbeiten sollte. Darüber hinaus sieht der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 vorher,
dass der Fahrer dann, wenn die momentane Motorbremskraft die angeforderte
Brems-/Antriebskraft Fct nicht erreichen kann, einen Bremsvorgang
ausführt,
wobei die Bremsbetätigung
durch den Fahrer durch die erwartete Brems-/Antriebskraft Fht widergespiegelt
wird.
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In
dem Fall, in dem die maximale Motorbremskraft FEBmax die ausgewählte Brems-/Antriebskraft
Fst nicht erreicht, kann daher der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 eine
Bremskraft aufrechterhalten, die gleich der angeforderten Brems-/Antriebskraft
Fct ist, indem ein Herunterschalten vorgenommen wird, um die Motorbremskraft
zu erhöhen.
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Wie
oben diskutiert worden ist, kann durch geeignetes Wechseln der Schaltstufen
während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct aufrechterhalten werden, wobei eine Bremsbetätigung durch den Fahrer unnötig gemacht
werden kann und die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit
fortgesetzt werden kann. Dadurch kann verhindert werden, dass die
Bremsbetätigung
durch den Fahrer und dergleichen kompliziert wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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5 ist
ein Blockschaltplan, der die Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
veranschaulicht. Der Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 14 und
der AI-Schaltsteuerabschnitt 20 in der ersten Ausführungsform
sind durch einen neuen Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 114 bzw.
durch einen Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 ersetzt.
Die restliche Konfiguration ist gleich jener der ersten Ausführungsform.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche konstitutive Elemente.
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Das
Fahrzeug ist mit einem Navigationssystem ausgerüstet. Der Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 empfängt Informationen über die
vorausliegende Straße
des Fahrzeugs durch Karteninformationen für das Navigationssystem. Dann
setzt der Navi gations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 eine
empfohlene Fahrgeschwindigkeit für
die Straße,
auf der sich das Fahrzeug gerade bewegt. Anhand der empfohlenen
Fahrgeschwindigkeit begrenzt der Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 die
Sollfahrgeschwindigkeit Vct für
den Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 114.
Als empfohlene Fahrgeschwindigkeit wird beispielsweise die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit,
die für
eine Kurve festgelegt ist, verwendet. Weiterhin sind andere Funktionen
des Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitts 120 gleich jenen
des AI-Schaltsteuerabschnitts 20 gemäß der ersten Ausführungsform.
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Der
Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 114 begrenzt
die Sollfahrgeschwindigkeit Vct anhand der empfohlenen Fahrgeschwindigkeit.
Wenn in diesem Fall die Sollfahrgeschwindigkeit Vct, die durch die
Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit gesetzt wird, höher ist
als die empfohlene Fahrgeschwindigkeit, wird die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct auf die empfohlene Fahrgeschwindigkeit gesetzt. Wenn die Geschwindigkeit
hingegen niedriger als die empfohlene Fahrgeschwindigkeit ist, wird
die Sollfahrgeschwindigkeit Vct, die durch die Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit gesetzt wird, beibehalten. Weiterhin sind
die Funktionen des Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitts 114 die
gleichen wie jene des Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitts 14 in
der ersten Ausführungsform,
mit Ausnahme der Funktion der Begrenzung der Sollfahrgeschwindigkeit
Vct anhand des Ausgangssignals des Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitts 120.
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6 ist
ein Ablaufplan, der eine Sollfahrgeschwindigkeit-Begrenzungsverarbeitung veranschaulicht. Die
Sollfahrgeschwindigkeits-Begrenzungsverarbeitung
wird periodisch und rekurrent ausgeführt. Wenn die Sollfahrgeschwindigkeits-Begrenzungsverarbeitung
gestartet wird, werden zunächst
die Informationen über die
Straße
vor dem Fahrzeug aus den Karteninformationen für das Navigationssystem gelesen
(im Schritt S202). Dann wird die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit, die für die Straße vor dem
Fahrzeug gesetzt ist, als die empfohlene Fahrgeschwindigkeit gesetzt
(im Schritt S204). Weiterhin wird in dem Fall, in dem die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit
für die
Straße
vor dem Fahrzeug nicht gesetzt ist, die empfohlene Fahrgeschwindigkeit
gleich der erlaubten Geschwindigkeit oder gleich einer Geschwindigkeit,
mit der das Fahrzeug maximal fahren kann, gesetzt.
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Dann
wird bestimmt (im Schritt S206), ob die momentane Sollfahrgeschwindigkeit
Vct höher
ist als die empfohlene Fahrgeschwindigkeit. Falls die Sollfahrgeschwindigkeit
höher als
die empfohlene Fahrgeschwindigkeit ist ("ja" im
Schritt S206), wird die Sollfahrgeschwindigkeit Vct auf die empfohlene
Fahrgeschwindigkeit gesetzt (im Schritt S208). Daher wird die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct begrenzt.
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Falls
hingegen die Sollfahrgeschwindigkeit Vct gleich oder niedriger als
die empfohlene Fahrgeschwindigkeit ist ("nein" im
Schritt S206), wird die Sollfahrgeschwindigkeit auf jene Sollfahrgeschwindigkeit
gesetzt (im Schritt S210).
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7 ist
ein Zeitablaufplan, der ein Beispiel der Verarbeitung gemäß der zweiten
Ausführungsform zeigt.
Es ist ein Fall gezeigt, in dem während der Fahrtregelung mit
konstanter Geschwindigkeit das Fahrzeug in einer Kurve fährt. Bevor
das Fahrzeug die Kurve erreicht (vor t10), liegt die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct auf dem Anfangspegel, der durch die Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit gesetzt wird.
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Wenn
das Fahrzeug die Kurve erreicht (bei t10), wird die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct durch die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit, die in den Informationen über die
Straße
vor dem Fahrzeug gesetzt ist, begrenzt. In 7 wird die
Sollfahrgeschwindigkeit Vct, da sie zu dem Zeitpunkt unmittelbar
vor t10 höher
als die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit
ist, auf die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit gesetzt, so dass
die Sollfahrgeschwindigkeit Vct begrenzt wird, damit die Soll-Fahrzeugkurvengeschwindigkeit
nicht überschritten wird.
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Daher
wird die Fahrgeschwindigkeit SPD durch die Fahrtregelung mit konstanter
Geschwindigkeit automatisch gesenkt (nach t10). Da somit der Fahrer
in der Kurve keine Unannehmlichkeit empfindet, kann ein durch den
Fahrer ausgeführter
Bremsvorgang verhindert werden.
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Nachdem
das Fahrzeug die Kurve durchfahren hat (nach t12), wird die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct für eine
Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit wiederhergestellt,
so dass die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit ohne Unannehmlichkeit
aufrechterhalten werden kann.
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Wenn
während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die Fahrgeschwindigkeit
in der Kurve nicht verringert würde,
würde der
Fahrer, der während
der Fahrt des Fahrzeugs in der Kurve eine Unannehmlichkeit empfindet,
einen Bremsvorgang ausführen,
wie durch die unterbrochene Linie angegeben ist (nach t11). Daher
wird zwar die Fahrgeschwindigkeit SPD verringert, der Beginn (bei
t11) des durch den Fahrer ausgeführten
Bremsbetriebs beendet jedoch gleichzeitig die Fahrtregelung mit
kon stanter Geschwindigkeit, so dass der Fahrer erneut einen Setzvorgang
ausführen
muss, um die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit wieder
zu aktivieren.
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In
den Ansprüchen
entsprechen der Erwartungswert-Berechnungsabschnitt 12 und
der Fahrtregelungsanforderungswert-Berechnungsabschnitt 114 einem
Erwartungswert-Berechnungsabschnitt bzw. einem Anforderungswert-Berechnungsabschnitt.
Weiterhin entsprechen der Motorsteuerabschnitt 16, der
Ausgleichsabschnitt 18 und der Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 einem
Ausgangsleistungs-Einstellabschnitt, einem Ausgleichs- und Getriebeschaltabschnitt
bzw. einem Sollgeschwindigkeits-Begrenzungsabschnitt.
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Die
zweite Ausführungsform
schafft die folgenden Vorteile.
- (A) Es wird
der Vorteil der ersten Ausführungsform
erhalten.
- (B) Obwohl während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit die Sollfahrgeschwindigkeit
Vct aufrechterhalten wird, könnten
Straßenzustände wie
etwa eine Kurve oder dergleichen den Fahrer dazu veranlassen, aus
Sicherheitsgründen
einen Bremsvorgang auszuführen.
In dem Fall, in dem Straßeninformationen
die Vorhersage der oben genannten Situation bewirken, begrenzt der
Navigations-AI-Schaltsteuerabschnitt 120 die
Sollfahrgeschwindigkeit Vct im Voraus anhand der empfohlenen Fahrgeschwindigkeit,
die entsprechend den Straßeninformationen
gesetzt wird.
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Selbst
wenn daher die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit mit
der Sollfahrgeschwindigkeit Vct ausgeführt wird, die höher als
die empfohlene Fahrgeschwindigkeit für eine Straße ist, auf der sich das Fahrzeug
momentan bewegt, wird die Fahrgeschwindigkeit durch Verringerung
der Motorausgangsleistung oder weiterhin durch einen Gangwechsel
verringert, wodurch die durch die Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit
unterstützte
Fahrt aufrechterhalten werden kann. Somit ist es nicht nur möglich, zu
verhindern, dass ein durch den Fahrer ausgeführter Bremsvorgang und dergleichen
kompliziert wird, vielmehr kann auch ein Wechsel der Steuerung zwischen
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit und einer Geschwindigkeitsabsenkverarbeitung
verhindert werden.
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[Weitere Ausführungsform]
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- (a) Zu der Bestimmungsbedingung (FEBmax > Fst) im Schritt S104
in 3 kann eine weitere Bedingung hinzugefügt werden,
nämlich
dass, obwohl FEBmax gleich oder kleiner als Fst ist, FEBmax aufgrund
einer zeitlichen Änderung
der ausgewählten
Brems-/Antriebskraft Fst in kurzer Zeit größer als Fst wird, derart, dass
die Bestimmungsbedingung und jene weitere Bedingung eine logische
Summe bilden. Die Hinzufügung
dieser weiteren Bedingung, um die logische Summe zu bilden, erlaubt
eine Vorhersage, dass FEBmax in kurzer Zeit größer als Fst wird, wodurch eine
Motorbremskraft durch Herunterschalten schnell erhöht werden
kann. Dadurch ist eine gleichmäßige Fahrtregelung
mit konstanter Geschwindigkeit möglich.
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Zusammenfassung
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FAHRZEUGFAHRTREGELUNGSVORRICHTUNG
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Es
wird eine Fahrzeugfahrtregelungsvorrichtung geschaffen. Das Fahrzeug
besitzt einen Motor 2, der in ihm montiert ist, eine Funktion
zum Ausführen
einer Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit und eine Getriebesteuerung.
Die Vorrichtung umfasst einen Anforderungswert-Berechnungsabschnitt 14,
einen Motorsteuerabschnitt 16, einen Erwartungswert-Berechnungsabschnitt 12,
einen Ausgleichsabschnitt 18 und einen AI-Schaltsteuerabschnitt 20.
Der Abschnitt 14 berechnet eine Anforderungswert, der für die Verwirklichung
der Sollgeschwindigkeit erforderlich ist. Der Abschnitt 16 stellt
die Ausgangsleistung des Motors 2 anhand des Anforderungswertes
ein. Der Abschnitt 12 berechnet einen Erwartungswert anhand
des Fahrzeugfahrzustandes und des durch den Fahrer veranlassten
Fahrzustandes. Anhand eines Fahrzeugbetriebszustandes, der ein Vergleichsergebnis
zwischen dem Anforderungswert und dem Erwartungswert enthält, wählt der
Abschnitt 18 entweder den Anforderungswert oder den Erwartungswert
aus und ändert
Schaltstufen anhand des ausgewählten
Wertes. Im Ergebnis wird verhindert, dass das Fahren für den Fahrer
während
der Fahrtregelung mit konstanter Geschwindigkeit kompliziert wird.