DE112018002453T5

DE112018002453T5 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112018002453T5
Application number: DE112018002453.9T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Ooshima; Nobuyuki Nishimura
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2020-02-20
Also published as: CN110621918A; JP6939077B2; WO2018207870A1; JP2018194051A; US20200200262A1; US11022212B2; CN110621918B

Abstract

Diese Fahrzeugsteuervorrichtung ist zum Steuern eines Fahrzeugs, um mit einer vorgeschriebenen eingestellten Geschwindigkeit zu fahren, wobei das Fahrzeug mit einem Getriebe ausgestattet wird, das einen Direktgang und Normalgänge aufweist, die einen Schnellgang umfassen, der ein Gang mit einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis als der des Direktgangs ist, ausgestattet mit: einer Fahrtsegment-bestimmungseinheit, die ein nächstes Fahrtsegment, bestimmt, das ein Fahrtsegment mit einer von der des aktuellen Fahrtsegments unterschiedliche Straßenneigung ist, wo das Fahrzeug tatsächlich fährt; eine aktuelle Gangwahleinheit, die auf der Grundlage des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs eine aktuelle Gangstufe auswählt, die der Gang des Getriebes im aktuellen Fahrtsegment ist; eine nächste Gangwahleinheit, die auf der Grundlage des geschätzten Werts des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs im nächsten Fahrtsegment eine nächste Gangstufe auswählt, die der Gang des Getriebes im nächsten Fahrtsegment sein wird; und eine Schaltsteuereinheit, die unter der Voraussetzung, dass der Unterschied zwischen einer eingestellten Geschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorgeschriebenen Bereich ist, wenn das Fahrzeug das nächste Fahrtsegment erreicht hat, die Gangstufe des Getriebes in die nächste Gangstufe ändert, die von der nächsten Gangstufen-Auswahleinheit ausgewählt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung und insbesondere eine Technik zum Auswählen einer Gangposition eines Getriebes, das an einem Fahrzeug angebracht ist.
Hintergrund der Technik
Eine Technik zum Einstellen eines Schaltzeitplans, bei dem die Kraftstoffverbrauchsmenge auf einer Fahrroute minimiert ist, durch Schätzen der Antriebskraft eines Fahrzeugs auf einer Fahrroute gemäß Straßeninformation auf einer Fahrroute von einer aktuellen Position des Fahrzeugs zu einer Zielposition und durch Vergleichen der geschätzten Antriebskraft mit einer im Voraus gespeicherten Kraftstoffverbrauchskarte, wurde vorgeschlagen (siehe PATENTLITERATUR 1).
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument
PATENTLITERATUR 1: JP-A-H09-21457
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Große Fahrzeuge, wie beispielsweise Lastwagen und Busse, können mit einem Getriebe, genannt Automatisierten Manuellen Getriebe (hier nachstehend als „AMT“ bezeichnet), ausgestattet sein. AMT ist ein Getriebe, das eine Gangposition eines Getriebes durch Bewegen einer einzelnen Rippe in einem manuellen Getriebe gemäß der verwandten Technik mittels eines Aktuators automatisch schaltet.
Die endgültige Antriebskraft des Fahrzeugs hängt von einer von dem AMT ausgewählten Gangposition ab. Hier ist AMT mit einer großen Anzahl von Gängen ausgestattet und der Einschiebewiderstand kann an jeder Gangposition voneinander unterschiedlich sein. Der Unterschied im Einschiebewiderstand an jeder Gangposition beeinflusst die Kraftstoffverbrauchsmenge von an Fahrzeugen angebrachten Motoren. Daher wird in Betracht gezogen, dass es Raum für Verbesserungen in einer Technik zum Auswählen einer Gangposition basierend auf der Kraftstoffverbrauchsmenge des Fahrzeugs gibt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, eine Fahrzeugsteuervorrichtung bereitzustellen, welche die Technik zum Auswählen einer Gangposition in einem Fahrzeug verbessern kann, das mit einem automatisierten manuellen Getriebe ausgestattet ist.
Lösung des Problems
Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, das mit einem Getriebe ausgestattet ist, so dass das Fahrzeug mit einer vorbestimmten eingestellten Geschwindigkeit fährt. Das Getriebe umfasst: einen Direktgang, der Motorleistung überträgt, die über eine Eingangswelle an eine Ausgangswelle und nicht über eine Gegenwelle eingegeben wird und welche die Eingangswelle direkt mit der Ausgangswelle koppelt; und einen Normalgang, der die Motorleistung an die Ausgangswelle über die Gegenwelle überträgt und der einen Schnellgang mit einem Übersetzungsverhältnis umfasst, das niedriger als ein Übersetzungsverhältnis des Direktgangs ist. Die Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Fahrtsegment-Bestimmungseinheit, die ein Vorwärtsfahrtsegment vor dem Fahrzeug in einer Fahrtrichtung bestimmt, wobei das Vorwärtsfahrtsegment eine Straßenneigung aufweist, die von einer Straßenneigung eines aktuellen Fahrtsegments unterschiedlich ist, wo das Fahrzeug aktuell fährt; eine aktuelle Gangposition-Auswahleinheit, die eine aktuelle Gangposition, die eine Gangposition des Getriebes im aktuellen Fahrtsegment ist, basierend auf einem Fahrtwiderstand des Fahrzeugs auswählt; eine Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit, die eine Vorwärtsgangposition auswählt, die eine Gangposition des Getriebes in dem Vorwärtsfahrtsegment ist, basierend auf einem Fahrtwiderstand des Fahrzeugs in dem Vorwärtsfahrtsegment, der basierend auf einer Straßenneigung des Vorwärtsfahrtsegments geschätzt wird, und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und eine Schaltsteuereinheit, die eine Gangposition des Getriebes in die Vorwärtsgangposition, die von der Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändert, dass ein Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
Die Schaltsteuereinheit kann die eingestellte Geschwindigkeit auf eine automatische Fahrtgeschwindigkeit einstellen, die in dem Fahrzeug eingestellt wird, und kann eine Gangposition des Getriebes in die Vorwärtsgangposition, die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändern, dass der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist.
Die Schaltsteuereinheit kann die eingestellte Geschwindigkeit auf eine Geschwindigkeitsbegrenzer-Geschwindigkeit einstellen, die in dem Fahrzeug voreingestellt ist, und kann eine Gangposition des Getriebes in die von der Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählte Vorwärtsgangposition, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändern, dass der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Fahrzeugsteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Technik zum Auswählen einer Gangposition in einem Fahrzeug zu verbessern, das mit einem automatisierten manuellen Getriebe ausgestattet ist.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Diagramm, das eine Skizze eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform zeigt.
[2] 2 ist ein Diagramm, das eine interne Konfiguration des Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt.
[3] 3 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt.
[4] 4 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Motors gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt.
[5A] 5A ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Direktgangs schematisch zeigt.
[5B] 5B ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Normalgangs schematisch zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
<Zusammenfassung der Ausführungsform>
1 ist ein Diagramm, das eine Skizze eines Fahrzeugs V gemäß einer Ausführungsform zeigt. Eine Skizze des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform ist ein großes Fahrzeug, das mit einem AMT ausgestattet ist, das von einem Motor, wie beispielsweise einem Dieselmotor, angetrieben wird.
In den letzten Jahren wurde eine Rechenvorrichtung, wie beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU), die an einem Fahrzeug angebracht ist, weithin verwendet, um eine Gangposition eines Getriebes automatisch auszuwählen, so dass ein Fahrzeug den Fahrtwiderstand überwindet, um zu fahren, und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert wird. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben und die Auswahl der Gangposition im Fahrzeug wird durch Auswählen, mit Bezug auf eine Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Motors, einer Gangposition, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern, von Gangpositionen durchgeführt, die imstande sind, ein Drehmoment zu erzeugen, das den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs überwindet.
Während des Fahrens des Fahrzeugs ist eine Beschleunigung des Fahrzeugs proportional zu einem Betrag, der durch Subtrahieren des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs von der Antriebskraft des Fahrzeugs erhalten wird, und ist umgekehrt proportional zu dem Gewicht des Fahrzeugs. Demgemäß schätzt die an dem Fahrzeug angebrachte ECU den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs von der Antriebskraft des Fahrzeugs, dem Gewicht des Fahrzeugs und der Beschleunigung des Fahrzeugs und wählt eine Gangposition aus, die imstande ist, ein Drehmoment zu erzeugen, das den Fahrtwiderstand überwindet. Jedoch kann, wenn die ECU den Fahrtwiderstand unter Verwendung der Beschleunigung des Fahrzeugs schätzt, die ECU den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs an einer aktuellen Fahrtposition schätzen, wobei sie jedoch den Fahrtwiderstand an einer der aktuellen Fahrtposition vorausliegenden Position nicht schätzen kann.
Wenn die ECU den Fahrtwiderstand durch Schätzung bestimmt, ist die Berechnungsgenauigkeit des Fahrtwiderstands nicht notwendigerweise hoch. Daher wird eine Gangposition basierend auf dem Fahrtwiderstand ausgewählt, deren Genauigkeit nicht notwendigerweise gewährleistet ist, und somit ist es nicht notwendigerweise sichergestellt, dass die ausgewählte Gangposition eine Gangposition ist, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert. Daher schätzt die ECU des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform den Fahrtwiderstand an einer Vorwärtsposition durch Erfassen von Neigungsinformation einer Straße an der Position vor der aktuellen Fahrtposition. Eine Zusammenfassung eines Verfahrens zum Schätzen des Fahrtwiderstands an der Vorwärtsposition durch Erfassen von Neigungsinformation mittels des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform weist eine Satellitennavigationsfunktion zum Erfassen der Positionsinformation auf, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs V basierend auf Information zeigt, die von einem Navigationssatelliten erhalten wird. Außerdem speichert das Fahrzeug V Neigungsinformation einer Straße, auf der das Fahrzeug V fährt. Das Fahrzeug V kann eine autonome Navigationsfunktion zum Erfassen einer aktuellen Position des Fahrzeugs V basierend auf einem Ausgangswert eines Beschleunigungssensors oder dergleichen aufweisen, ohne die von dem Navigationssatelliten empfangene Information zu verwenden.
Die ECU des Fahrzeugs V ruft, basierend auf der Neigungsinformation der Straße und der Positionsinformation des Fahrzeugs V, Neigungsinformation einer Straße vorab ab, auf der das Fahrzeug V in der nahen Zukunft fahren wird. In 1 fährt das Fahrzeug V in einem „aktuellen Fahrtsegment“, das einen Punkt A als einen Startpunkt und einen Punkt B als einen Endpunkt aufweist. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist eine Straße, auf der das Fahrzeug V fährt, eine Steigung oberhalb eines bestimmten Niveaus in einem „Vorwärtsfahrtsegment“, das den Punkt B als einen Startpunkt und einen Punkt C als einen Endpunkt aufweist. Das „Vorwärtsfahrtsegment“ ist ein Fahrtsegment, dessen durchschnittliche Neigung der Straße von der des aktuellen Fahrtsegments unterschiedlich ist, auf dem das Fahrzeug V aktuell fährt und ist ein Fahrtsegment, das dem Fahrzeug V in einer Fahrtrichtung vorausliegt.
Die Neigungsinformation des Vorwärtsfahrtsegments, die von der ECU vorab abgerufen wird, wird von der Neigungsinformation, die von das Fahrzeug V gespeichert ist, und der Positionsinformation des Fahrzeugs V bestimmt. Der Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V wird durch Neigungswiderstand, Luftwiderstand und Rollwiderstand dominiert und der Neigungswiderstand unter dem obigen Widerstand kann geschätzt werden. Als Ergebnis kann die ECU den Fahrtwiderstand des Vorwärtsfahrtsegments schätzen.
Der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs V wird nicht nur durch den spezifischen Kraftstoffverbrauch (der die Menge an Kraftstoffen ist, die von einem Motor verbraucht wird, um eine vorbestimmte Antriebskraft zu erzeugen) eines Motors beeinflusst, der in dem Fahrzeug V bereitgestellt wird, sondern ebenfalls durch einen Schiebewiderstand innerhalb des Motors oder einem Verlust in einem Leistungsübertragungspfad des Motors beeinflusst. Hier ist der Verlust im Leistungsübertragungspfad des Motors beispielsweise ein Verlust, der durch Übertragungseffizienz jedes in dem Getriebe bereitgestellten Gangs verursacht wird.
Daher bezieht sich das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform auf eine Kraftstoffverbrauchskonturkarte unter Berücksichtigung der Getriebeeffizienz von jedem in dem Getriebe bereitgestellten Gang, wenn ein Gang in dem Vorwärtsfahrtsegment ausgewählt werden soll. Als Ergebnis kann das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform eine Gangposition genauer auswählen, die einen hohen Kraftstoffverbrauch im Vorwärtsfahrtsegment aufweist.
Wenn das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile fährt, wie beispielsweise einer Autobahn, ändert das Fahrzeug V gemäß verschiedener Fahrtumgebungen das Vorhandensein oder Fehlen eines Schaltens in die Gangposition, die durch das Vorabrufen ausgewählt wurde. Als Ergebnis kann ein unangenehmes Gefühl verringert werden, das einem Fahrer aufgrund des Schaltens des Fahrzeugs V gegeben werden kann.
<Konfiguration von Fahrzeug V gemäß Ausführungsform>
Eine interne Konfiguration des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform wird mit Bezug auf 2 beschrieben.
2 ist ein Diagramm, das schematisch eine interne Konfiguration des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform zeigt. Das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform umfasst einen Motor 1, ein Getriebe 2, einen globalen Positionsbestimmungssystem-(GPS)-Sensor 3, einen Gewichtssensor 4, einen Geschwindigkeitssensor 5, einen Gaspedalöffnungssensor 6 und eine Fahrzeugsteuervorrichtung 10 als die ECU.
Das Fahrzeug V ist ein großes Fahrzeug, das den Motor 1, wie beispielsweise einen Dieselmotor, verwendet, um eine Antriebskraft bereitzustellen, und ist insbesondere ein Fahrzeug, das einen automatischen Fahrtmodus (automatic cruise mode) aufweist. Das Getriebe 2 ist ein AMT zum Übertragen von Drehantriebskraft des Motors 1 an ein Antriebsrad (nicht gezeigt) des Fahrzeugs V. Das Getriebe 2 umfasst mehrere Positionen von Gängen zum Umwandeln der Drehantriebskraft des Motors 1.
Hier bezieht sich der „ automatische Fahrtmodus“ in dem Fahrzeug V auf einen Modus, bei dem der Motor 1, das Getriebe 2 und dergleichen automatisch durch die ECU gesteuert werden, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, die im Voraus eingestellt wurde, sogar beizubehalten, wenn der Fahrer das Gaspedal oder einen Schalthebel nicht betätigt. Es wird hauptsächlich angenommen, dass der automatische Fahrtmodus verwendet wird, wenn das Fahrzeug V auf einer Autobahn fährt.
Der GPS-Sensor 3 empfängt und analysiert Radiowellen, die von mehreren Navigationssatelliten übertragen werden, um eine Position des GPS-Sensors 3 zu erfassen, die eine Position des Fahrzeugs V ist, an dem der GPS-Sensor 3 angebracht ist. Der GPS-Sensor 3 gibt Information, welche die Position des Fahrzeugs V angibt, an die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 aus.
Der Gewichtssensor 4 erfasst das Gesamtgewicht des Fahrzeugs V. Im Einzelnen erfasst der Gewichtssensor 4 das Gesamtgewicht des Fahrzeugs V durch Messen des Gewichts einer Last des Fahrzeugs V und Aufaddieren des Gewichts der Last und das Gewicht des Fahrzeugs V allein ausschließlich der Last. Der Gewichtssensor 4 gibt Information, die das Gesamtgewicht des Fahrzeugs V angibt, an die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 aus.
Der Geschwindigkeitssensor 5 misst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V. Der Geschwindigkeitssensor 5 gibt Information, welche die gemessene Geschwindigkeit angibt, an die Fahrzeugsteuervorrichtung 10. Der Gaspedalöffnungssensor 6 misst einen Gaspedalöffnungsgrad, der ein Niederdrückausmaß eines Pedals eines Gaspedals ist, durch einen Fahrer des Fahrzeugs V. Der Gaspedalöffnungssensor 6 gibt Information, die den Gaspedalöffnungsgrad angibt, an die Fahrzeugsteuervorrichtung 10.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 erfasst Information von jedem der oben beschriebenen Sensoren und steuert, basierend auf der erfassten Information, die Menge an Kraftstoffen, die einem Zylinder im Motor 1 zuzuführen ist, und die Gangpositionen des Getriebes 2. Wenn das Fahrzeug V im automatischen Fahrtmodus ist, steuert die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 den Motor 1 und das Getriebe 2, so dass das Fahrzeug V mit einer eingestellten Geschwindigkeit fährt. Außerdem steuert, wenn eine Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung (Speed Limit Device; SLD) des Fahrzeugs V (nicht gezeigt) arbeitet, die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 den Motor 1 und das Getriebe 2, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V die eingestellte maximale Geschwindigkeit nicht überschreitet.
3 ist ein Diagramm, das eine funktionelle Konfiguration der Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform umfasst eine Speichereinheit 11 und eine Steuereinheit 12.
Die Speichereinheit 11 ist beispielsweise ein Nur-Lese-Speicher (read only memory; ROM) oder ein Direktzugriffspeicher (random access memory; RAM). Die Speichereinheit 11 speichert verschiedene Programme, um zu veranlassen, dass die Steuereinheit 12 arbeitet. Die Speichereinheit 11 kann Karteninformation und Information, die eine Straßenneigung einer Straße angibt, speichern.
Die Steuereinheit 12 ist eine Rechenressource, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; nicht gezeigt). Die Steuereinheit 12 erreicht Funktionen einer aktuellen Gangposition-Auswahleinheit 13, einer Straßenneigung-Erfassungseinheit 14, einer Fahrtsegment-Bestimmungseinheit 15, einer Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 und einer Schaltsteuereinheit 17 durch Ausführen eines in der Speichereinheit 11 gespeicherten Programms.
Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 wählt eine aktuelle Gangposition, die eine Gangposition des Getriebes 2 in dem Segment ist, wo das Fahrzeug V fährt, basierend auf einem geschätzten Wert des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs V auf der Straße aus, auf der das Fahrzeug V aktuell fährt. Einzelheiten der aktuellen Gangposition-Auswahl durch die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 werden nachstehend beschrieben.
Die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 erfasst, basierend auf der Information, welche die Position des Fahrzeugs V angibt, die von dem GPS-Sensor 3 erfasst wurde, und der Karteninformation, die in der Speichereinheit 11 gespeichert ist, eine Straßenneigung auf der Straße, auf der das Fahrzeug V aktuell fährt.
Die Fahrtsegment-Bestimmungseinheit 15 bestimmt basierend auf der durch die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 erfassten Straßenneigung ein in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs V vorausliegendes Vorwärtsfahrtsegment, das ein Fahrtsegment mit einer durchschnittlichen Straßenneigung ist, die von der des aktuellen Fahrtsegments, wo das Fahrzeug V aktuell fährt, um einen vorbestimmter Wert oder mehr unterschiedlich ist.
Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 wählt eine Vorwärtsgangposition, die eine Gangposition des Getriebes 2 in dem Vorwärtsfahrtsegment ist, basierend auf der Straßenneigung des Vorwärtsfahrtsegments und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V aus. Hier werden nachstehend Einzelheiten der Vorwärtsgangpositionsauswahl durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 zusammen mit der aktuellen Gangpositionsauswahl durch die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 beschrieben.
Um die Neigungsinformation der Straße zu erfassen, auf der das Fahrzeug V künftig fahren wird, muss die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 einen Platz schätzen, wo das Fahrzeug V künftig fahren wird. Wenn die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 die Straßenneigung nicht erfassen kann, ist das Vorwärtsfahrtsegment durch die Fahrtsegment-Bestimmungseinheit 15 schwerlich bestimmt.
Wenn das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile fährt, wie beispielsweise einer Autobahn, ist es für die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 relativ einfach, den Platz zu schätzen, wo das Fahrzeug V künftig fahren wird. Im Gegensatz dazu, wenn das Fahrzeug V auf einer Straße fährt, die viele Abzweigungen umfasst, wie beispielsweise einer allgemeinen Straße und einem städtischen Bereich, schätzt die Straßenneigung-Erfassungseinheit 14 schwerlich den Platz, wo das Fahrzeug V künftig fahren wird.
Wie oben beschrieben fährt, während das Fahrzeug V aktuell auf einer allgemeinen Straße, einem städtischen Bereich oder dergleichen fährt, das Fahrzeug V gemäß der Gangauswahl über die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13. Wenn das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile fährt, wie beispielsweise einer Autobahn, erfasst die Schaltsteuereinheit 17 ein Gangauswahlergebnis durch die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 und ein Gangauswahlergebnis durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16. Die Schaltsteuereinheit 17 steuert eine Schaltung der Gangposition des Getriebes 2 basierend auf dem Gangauswahlergebnis durch die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 und dem Gangauswahlergebnis durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16.
Hier wird nachstehend zuerst das Getriebe 2 und dann eine Beziehung zwischen einer Gangposition und Kraftstoffverbrauch beschrieben. Die Schaltgetriebesteuerung durch die Schaltsteuereinheit 17 wird nachstehend beschrieben.
[Getriebe 2 gemäß der Ausführungsform]
Das Getriebe 2, das in dem Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform bereitgestellt wird, ist ein AMT und ist ein Getriebe, das eine automatische Übertragung einer Gangposition des Getriebes 2 durch Bewegen einer einzelnen Rippe in einem manuellen Getriebe gemäß der verwandten Technik durch einen Aktuator erreicht. Daher ist eine Grundstruktur des Getriebes 2 gemäß der Ausführungsform derjenigen eines manuellen Getriebes gemäß der verwandten Technik ähnlich. Das Getriebe 2 gemäß der Ausführungsform umfasst zwei Sub-Getriebemechanismen, genannt einen Splitter und einen Bereich, und einen Hauptgetriebemechanismus, der zwischen dem Splitter und dem Bereich bereitgestellt wird.
Der Splitter ändert ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Eingangswelle, die Leistung des Motors des Fahrzeugs V empfängt, und einer Gegenwelle. Der Hauptgetriebemechanismus ändert hauptsächlich ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Gegenwelle und einer Ausgangswelle. Der Bereich wird auf einem Antriebsübertragungspfad zum Übertragen des Drehantriebs einer Ausgangswelle an eine Gelenkwelle bereitgestellt und ändert ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswelle und der Gelenkwelle. Der Hauptgetriebemechanismus ist mit einem „Direktgang“ versehen, der die Eingangswelle direkt mit der Ausgangswelle koppelt.
In dem Getriebe 2 des Fahrzeugs V gemäß der Ausführungsform sind Gangstufen des Splitters, des Hauptgetriebemechanismus und des Bereichs beispielsweise zwei Stufen, drei Stufen bzw. zwei Stufen. Das heißt, dass das Getriebe 2, das in dem Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform bereitgestellt wird, ein 12-Stufen (2 Stufen x 3 Stufen x 2 Stufen = 12 Stufen)-Getriebe ist. Wenn der Gang der 12-ten-Stufe (Schnellgang) oder der Gang der 11-ten Stufe (Direktgang) als ein Gang des Getriebes 2 ausgewählt ist, wenn das Fahrzeug V auf einer Autobahn mit einer kleinen Neigung herumfährt, kann der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs V immer erhöht werden.
Der Direktgang ist ein Gang, der die Eingangswelle direkt mit der Ausgangswelle koppelt. Da die Leistung des Motors direkt an die Ausgangswelle und nicht über die Gegenwelle übertragen wird, ist die Getriebeeffizienz höher als jene von anderen Gangpositionen über die Gegenwelle. Sogar wenn die Gangposition des Getriebes 2 fünf Stufen sind, wird der Hauptgetriebemechanismus ein Direktgang. Ein Übersetzungsverhältnis des Bereichs wird jedoch in diesem Fall keine direkte Kopplung (Übersetzungsverhältnis: 1) und die Getriebeeffizienz wird verringert. Hier wird nachstehend in der vorliegenden Spezifikation die Gangposition des Getriebes 2 definiert, so dass der „Schnellgang“ einen Gang an der höchsten Stufe des Getriebes 2 bedeutet und der „Direktgang“ einen Gang an einer Stufe bedeutet, die um eine Stufe niedrigerer als die höchste Stufe des Getriebes 2 ist.
[Beziehung zwischen Gangposition und Kraftstoffverbrauch]
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Motors 1 gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt. Hier wird nachstehend die Gangauswahl in dem Getriebe 2 mit Bezug auf 4 beschrieben.
In der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte gibt eine vertikale Achse einen Netto-Durchschnittseffektivdruck Pme eines Zylinders an, der in dem Motor 1 bereitgestellt wird, und eine horizontale Achse gibt eine Drehzahl N des Motors 1 an. Ein Drehmoment T des Motors 1 wird durch Multiplizieren des Netto-Durchschnittseffektivdruck Pme mit einem vorbestimmten Wert erhalten, der durch die Auslassmenge des Motors 1 bestimmt wird. Das heißt, dass der Netto-Durchschnittseffektivdruck Pme proportional zu dem Drehmoment T ist, das durch den Motor 1 erzeugt wird. Wenn ein proportionaler Koeffizient gleich α ist, ist T = α Pme.
In der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte ist eine Kurve, die durch ein Symbol „Pmax“ angegeben ist, die maximale Verbrennungsdruckkurve „Pmax“, die den maximalen Verbrennungsdruck des Motors 1 angibt. Der Motor 1 kann kein Drehmoment erzeugen, das die maximale Verbrennungsdruckkurve „Pmax“ in der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte überschreitet.
In der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte zeigt ein Bereich, der durch Schraffur angegeben ist, den spezifischen Kraftstoffverbrauch (SFC) des Motors 1. SFC gibt die Kraftstoffverbrauchsmenge pro Arbeitseinheit des Motors 1 an. Je kleiner der SFC-Wert ist, desto weniger Kraftstoff, mit dem der Motor 1 die gleiche Arbeit tun kann.
In der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte werden Bereiche mit unterschiedlichem spezifischem Kraftstoffverbrauch mit Schraffur gekennzeichnet. In 4 ist ein Bereich, der durch Schraffur H1 bezeichnet wird, der durch das Symbol H1 angegeben wird, ein Bereich mit dem besten spezifischen Kraftstoffverbrauch (das heißt, die Kraftstoffverbrauchsmenge ist klein), und danach verschlechtert sich der spezifische Kraftstoffverbrauch in einer Reihenfolge von Schraffur H2, Schraffur H3, Schraffur H4 und Schraffur H5. In 4 wird eine Veranschaulichung eines Bereichs weggelassen, wo der spezifische Kraftstoffverbrauch schlechter als der Bereich ist, der durch die Schraffur H5 bezeichnet wird. Hier wird nachstehend der Bereich, der durch die Schraffur H1 bezeichnet wird, einfach als ein Bereich H1 geschrieben. Das gleiche gilt für andere Bereiche.
Um für das Fahrzeug V den Fahrtwiderstand zu überwinden und mit einer konstanten Geschwindigkeit Vc zu fahren, muss die Kraft F, die durch das Drehmoment T erzeugt wird, das durch das Fahrzeug V erzeugt wird, dem Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V entgegenwirken. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Motor 1 des Fahrzeugs V Fahrtwiderstandpferdestärke Pv = F Vc ausgibt. In der in 4 gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte ist eine Kurve, die durch ein Symbol Lp angegeben wird, eine konstante Pferdestärkenkurve Lp, die der Fahrtwiderstandpferdestärke Pv = F Vc entspricht.
Wenn der Motor 1, der sich mit der Drehzahl N dreht, ein Drehmoment T erzeugt, ist die Pferdestärke P, die von dem Motor 1 ausgegeben wird, P = T N = α Pme N. Daher ist der Netto-Durchschnittseffektivdruck (Pme) umgekehrt proportional zu der Drehzahl N des Motors 1. Hier wird die Drehzahl N des Motors 1 durch ein Übersetzungsverhältnis der Gangposition bestimmt, die durch das Getriebe 2 ausgewählt wird. Daher kann der Motor 1 keine Drehzahl auf der konstanten Pferdestärkenkurve Lp in einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte erreichen und wird auf eine diskrete Drehzahl geregelt, die durch die Geschwindigkeit Vc und das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 2 bestimmt wird.
In 4 zeigt ein weißer Kreis G12, der durch ein Symbol G12 angegeben wird, einen Zustand des Motors 1 in einem Fall an, in dem die Gangposition des Getriebes 2 die 12-te Stufe ist (der ein Schnellgang ist). Auf ähnliche Weise zeigen weiße Kreise, die durch Symbole G11, G10 und G9 angegeben werden, Zustände des Motors 1 in den Fällen, in denen die Gangposition die 11-te Stufe ist (die ein Direktgang ist), die 10-te Stufe bzw. die 9-te Stufe ist. In einem Fall, in dem die Gangposition des Getriebe 2 die 12-te Stufe und die 11-te Stufe sind, sind beide in dem Bereich H2 enthalten. In dem Fall, in dem die Gangposition jedoch die 12-te Stufe ist, ist der Zustand des Motors 1 näher an dem Bereich H1 und der Kraftstoffverbrauch ist gut.
Wie oben beschrieben können, wenn die Geschwindigkeit Vc des Fahrzeugs V und die Fahrtwiderstand-Pferdestärke Pv des Fahrzeugs V bestimmt sind, die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 und die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 eine Gangposition mit gutem Kraftstoffverbrauch mit Bezug auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte definieren.
[Auswahl von Gangposition durch die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13]
Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 schätzt einen geschätzten Wert Pv des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs V auf der Straße, auf der das Fahrzeug V aktuell fährt. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 bezieht sich ferner auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte unter Verwendung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V und dem geschätzten Wert Pv des Fahrtwiderstands, um die Gangposition des Getriebes 2 auszuwählen.
Wie oben beschrieben, ist die Beschleunigung des Fahrzeugs V während des Fahrens des Fahrzeugs V proportional zu einem Betrag, der durch Subtrahieren des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs von der Antriebskraft des Fahrzeugs V erhalten wird, und umgekehrt proportional zu dem Gewicht des Fahrzeugs V. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 schätzt den Netto-Durchschnittseffektivdruck Pme, der durch den Motor 1 erzeugt wird, von der Einspritzmenge der Kraftstoffe, die in den Motor 1 eingespritzt werden. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 erfasst das Drehmoment T, das durch den Motor 1 erzeugt wird, von dem Netto-Durchschnittseffektivdruck Pme. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 erfasst die Antriebskraft des Fahrzeugs V von dem Drehmoment T, dem Übersetzungsverhältnis der ausgewählten Gangposition in dem Getriebe 2, dem endgültigen Reduktionsverhältnis und einem Durchmesser des Antriebsrads. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 schätzt den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V von der Antriebskraft des Fahrzeugs V, dem Gewicht des Fahrzeugs V und der Beschleunigung des Fahrzeugs V und wählt eine Gangposition mit Bezug auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte aus.
[Auswahl von Gangposition durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16]
Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 unterscheidet sich von der aktuellen Gangposition-Auswahleinheit 13 dadurch, dass der Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V durch Berechnung berechnet wird. Hier wird der Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V durch die Summe von Rollwiderstand des Antriebsrads des Fahrzeugs V, des Luftwiderstands des Fahrzeugs V und dem Neigungswiderstand der Straße, auf der das Fahrzeug V fährt, dominiert. Der Luftwiderstand des Fahrzeugs V ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V. Der Neigungswiderstand der Straße hängt von der Neigung der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, und dem Gewicht des Fahrzeugs V ab. Der Rollwiderstand des Antriebsrads und die proportionalen Koeffizienten zum Berechnen des Luftwiderstands des Fahrzeugs V werden in der Speichereinheit 11 durch einen Hersteller des Fahrzeugs V im Voraus gespeichert.
Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 bezieht sich auf die Karteninformation, die in der Speichereinheit 11 gespeichert ist, und erfasst die Neigungsinformation des Vorwärtsfahrtsegments, die durch die Fahrtsegment-Bestimmungseinheit 15 bestimmt wird. Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 erfasst das Gewicht des Fahrzeugs V und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V von dem Gewichtssensor 4 bzw. dem Geschwindigkeitssensor 5. Als Ergebnis berechnet die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 den Neigungswiderstand des Fahrzeugs V im Vorwärtsfahrtsegment.
Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 erfasst den Luftwiderstand des Fahrzeugs V durch Multiplizieren des Quadrats der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V mit einem proportionalen Koeffizienten. Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 berechnet den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V durch Aufaddieren des Neigungswiderstands des Fahrzeugs V, des Luftwiderstands des Fahrzeugs V und des aus der Speichereinheit 11 gelesenen Rollwiderstands. Ähnlich zu der aktuellen Gangposition-Auswahleinheit 13 wählt die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 eine Gangposition in dem Vorwärtsfahrtsegment von dem berechneten Fahrtwiderstand und der Kraftstoffverbrauchskonturkarte aus.
Hier bezieht sich die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 auf unterschiedliche Kraftstoffverbrauchskonturkarten in einem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Direktgang ist, und in einem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Normalgang ist, um die Vorwärtsgangposition auszuwählen.
5A und 5B sind Diagramme, die einen Unterschied zwischen einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Normalgangs und einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Direktgangs zeigt. Im Einzelnen ist 5A ein Diagramm, das ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Direktgangs schematisch zeigt. 5B ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchskonturkarte eines Normalgangs schematisch zeigt. Die in 5B gezeigte Kraftstoffverbrauchskonturkarte ist die gleiche wie die in 4 gezeigte Kraftstoffverbrauchskarte. Mit anderen Worten zeigt der weiße Kreis G12 in der in 5B gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Normalgangs einen Zustand des Motors 1 im Fall eines Schnellgangs an, bei dem die Gangposition des Getriebes 2 die 12-te Stufe ist.
Wie oben beschrieben, wird die Getriebeeffizienz des Gangs des gesamten Getriebes 2 in dem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Direktgang ist, im Vergleich mit dem Fall erhöht, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Normalgang ist. Daher wird ein Übertragungsverlust, der auftritt, bevor die Ausgangsleistung des Motors 1 an die Antriebsräder des Fahrzeug V übertragen wird, in dem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Direktgang ist, im Vergleich mit dem Fall verringert, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Normalgang ist. Als Ergebnis wird der spezifische Kraftstoffverbrauch des Motors 1 in dem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Direktgang ist, im Vergleich mit dem Fall verbessert, in dem die Gangposition des Getriebes 2 ein Normalgang ist.
Wenn die in 5A gezeigte Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Direktgangs mit der in 5B gezeigten Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Normalgangs verglichen wird, ist der Bereich H1 in einem Bereich unter der maximalen Verbrennungsdruckkurve Pmax in der Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Direktgangs breiter. Daher wird ein Teil, welcher der Bereich H2 in der Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Normalgangs ist, ebenfalls der Bereich H1 in der Kraftstoffverbrauchskonturkarte des Direktgangs.
Eine in 5A gezeigte konstante Pferdestärkenkurve Lp ist die gleiche wie eine in 5B gezeigte konstante Pferdestärkenkurve Lp. Wie in 5A gezeigt, ist der Zustand des Motors 1 im Direktgang (die 11-te Stufe) in der konstanten Pferdestärkenkurve Lp im Bereich H1 enthalten. Diese Situation bedeutet, dass, um den Motor 1 dazu zu bringen, einen Betrieb durchzuführen, welcher der konstanten Pferdestärkenkurve Lp entspricht, wird der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs V in einem Fall, in dem das Getriebe 2 einen Direktgang annimmt, im Vergleich mit einem Fall verbessert, in dem das Getriebe 2 einen Normalgang annimmt, der ein Schnellgang genannt wird.
Wie oben beschrieben, wählt die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 eine Gangposition mit Bezug auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte aus, die den Unterschied in Getriebeeffizienz der Gangposition des Getriebes 2 widerspiegelt, so dass die Gangposition, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs V verbessert, genauer ausgewählt werden kann.
[Schaltgetriebesteuerung durch die Schaltsteuereinheit 17]
Wenn das Fahrzeug V aktuell fährt, wählt die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 immer eine optimale Gangposition des Getriebes 2 gemäß einer Änderung im Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V aus. In einem Fall, in dem das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile fährt, wie beispielsweise einer Autobahn, schätzt die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 eine optimale Gangposition im Vorwärtsfahrtsegment, die durch die Fahrtsegment-Bestimmungseinheit 15 bestimmt wird, während das Fahrzeug V aktuell im aktuellen Fahrtsegment fährt.
Daher kann, wenn das Fahrzeug V eine Grenze zwischen dem aktuellen Fahrtsegment und dem Vorwärtsfahrtsegment in einem Fall erreicht, in dem das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile fährt, wie beispielsweise einer Autobahn, ein Konflikt zwischen der aktuellen Gangposition und der Vorwärtsgangposition auftreten. Da das Übersetzungsverhältnis des Direktgangs höher als das Übersetzungsverhältnis des Schnellgangs ist, ist die Drehzahl des Motors 1 im Fall des Direktgangs sogar höher, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V die Gleiche ist. Daher kann beispielsweise, wenn das Getriebe 2 vom Schnellgang in den Direktgang vom Standpunkt des Verbesserns des Kraftstoffverbrauchs geschaltet wird, der Fahrer des Fahrzeugs V einen Eindruck bekommen, dass der Motor 1 plötzlich explodierte.
Daher ändert die Schaltsteuereinheit 17 gemäß verschiedener Fahrtumgebungen, wo sich das Fahrzeug V befindet, ob oder nicht in die Vorwärtsgangposition zu schalten ist, wenn das Fahrzeug V die Grenze zwischen dem aktuellen Fahrtsegment und dem Vorwärtsfahrtsegment erreicht. Die Schaltgetriebesteuerung des Getriebes 2 durch die Schaltsteuereinheit 17, die gemäß der verschiedenen Fahrtumgebungen durchgeführt wird, in welcher sich das Fahrzeug V befindet, wird nachstehend beschrieben.
(Erste Schaltgetriebesteuerung)
Es wird angenommen, dass die Gangposition des Getriebes 2 im aktuellen Fahrtsegment der Schnellgang ist und die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 ausgewählte Vorwärtsgangposition der Direktgang ist. Die Schaltsteuereinheit 17 schaltet die Gangposition des Getriebes 2 vom Schnellgang in den Direktgang herunter, wenn das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung, dass die geschätzte Fahrzeit des Fahrzeugs V im Vorwärtsfahrtsegment länger als eine vorbestimmte Zeit ist.
Hier ist die „vorbestimmte Zeit“ die „Herunterschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit“, auf die Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob oder nicht die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 vom Schnellgang in den Direktgang an der Grenze zwischen dem aktuellen Fahrtsegment und dem Vorwärtsfahrtsegment herunterschaltet. Ein spezifischer Wert der Herunterschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit kann durch ein Experiment unter Berücksichtigung von Neigungsinformation einer Straße, auf der angenommen wird, dass das Fahrzeug V fährt, Leistungen des Motors 1, die in dem Fahrzeug V bereitgestellt werden, und dergleichen bestimmt werden und ist beispielsweise eine Minute. Dies ist die Zeit, während derselben das Fahrzeug V ungefähr 1,3 km mit 80 km/h fährt.
Die Schaltsteuereinheit 17 verhindert das Herunterschalten in einem Fall, in dem die Zeit zum Fahren des Fahrtsegments, wo das Fahrzeug V nach Herunterschalten vom Schnellgang in den Direktgang fährt, kürzer als die vorbestimmte Zeit ist, das heißt in einem Fall, in dem die geschätzte Fahrzeit des Fahrzeugs V kurz ist. Als Ergebnis kann die Schaltsteuereinheit 17 verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs V empfindet, dass das Schalten in einer kurzen Zeit wiederholt wird.
Wie oben beschrieben, berechnet die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V basierend auf dem Gewicht des Fahrzeugs V, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, dem Rollwiderstand des Fahrzeugs V und dergleichen und wählt die Vorwärtsgangposition aus. Hier kann die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 den Direktgang als den besten Gang abhängig von einer Größe von Messfehlern des Gewichts des Fahrzeugs V, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V, dem Rollwiderstand des Fahrzeugs V sogar in einem Fall auswählen, in dem der Motor 1 eine niedrige Last aufweist (beispielsweise in einem Fall, in dem das Fahrzeug V aktuell auf einer flachen Straße fährt).
Wenn die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 den Direktgang als die Vorwärtsgangposition gemäß einer Fehlberechnung des Fahrtwiderstands in einem Fall auswählt, in dem das Fahrzeug V auf einer Straße fährt, dessen Vorwärtsfahrtsegment flach ist, wird ein unnötiges Herunterschaltung an der Grenze des Fahrtsegments durchgeführt. Das Übersetzungsverhältnis des Direktgangs ist größer als das Übersetzungsverhältnis des Schnellgangs, so dass die Drehzahl des Motors 1 erhöht wird, wenn die Gangposition des Getriebes 2 vom Schnellgang in den Direktgang heruntergeschaltet wird. Da die Zunahme in der Drehzahl des Motors 1 ein Geräusch verursachen kann, kann das Fahrgefühl des Fahrers beeinträchtigt werden.
Daher kann als eine Bedingung zum Herunterschalten der Gangposition des Getriebes 2 vom Schnellgang in den Direktgang, wenn das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, die Schaltsteuereinheit 17 die Tatsache hinzufügen, dass die Straßenneigung im Vorwärtsfahrtsegment eine Steigung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Hier ist die „Steigung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert“ eine „Herunterschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenneigung“, auf die Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob oder nicht die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 vom Schnellgang in den Direktgang an der Grenze zwischen dem aktuellen Fahrtsegment und dem Vorwärtsfahrtsegment herunterschaltet. Ein spezifischer Wert der Herunterschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenneigung kann durch ein Experiment unter Berücksichtigung von Neigungsinformation einer Straße, auf der angenommen wird, dass das Fahrzeug V fährt, Leistungen des Motors 1, die in dem Fahrzeug V bereitgestellt werden, und dergleichen bestimmt werden und ist beispielsweise 1%. Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass sich der Fahrer des Fahrzeugs V aufgrund unnötigen Herunterschaltens in dem Getriebe 2 unbehaglich fühlt.
(Zweite Schaltgetriebesteuerung)
Es wird angenommen, dass die Gangposition des Getriebes 2 im aktuellen Fahrtsegment der Direktgang ist und die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 ausgewählte Vorwärtsgangposition ebenfalls der Direktgang ist. In diesem Fall wird in Betracht gezogen, dass die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 ein Hochschalten in den Schnellgang neu auswählt, während das Fahrzeug V aktuell im aktuellen Fahrtsegment fährt. Die Schaltsteuereinheit 17 wählt basierend auf einer Situation, bis das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, aus, ob oder nicht das Getriebe 2 veranlasst wird, hochzuschalten, bevor das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht.
Genauer gesagt behält, wenn die geschätzte Zeit, bis das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, innerhalb einer vorbestimmten Zeit ist, die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 als den Direktgang ohne Hochschalten sogar in einem Fall bei, in dem die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 das Hochschalten in den Schnellgang neu auswählt.
Hier ist die „vorbestimmte Zeit“ eine „Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit“, auf die Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob oder nicht die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 vom Direktgang in den Schnellgang im aktuellen Fahrtsegment hochschaltet. Eine spezifischer Wert der Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit kann durch ein Experiment unter Berücksichtigung von Neigungsinformation einer Straße, auf der angenommen, dass das Fahrzeug V fährt, Leistungen des Motors 1, die in dem Fahrzeug V bereitgestellt werden, und dergleichen bestimmt werden und ist beispielsweise eine Minute, welche die gleiche wie die Herunterschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit ist. Die Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellenzeit wird in der Speichereinheit 11 gespeichert.
Die Schaltsteuereinheit 17 verhindert das Hochschalten in einem Fall, in dem das Fahrtsegment, wo das Fahrzeug V fährt nach Herunterschalten vom Schnellgang in den Direktgang kurz ist, das heißt in einem Fall, in dem die geschätzte Fahrzeit des Fahrzeugs V kurz ist. Als Ergebnis kann die Schaltsteuereinheit 17 verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs V ein geschäftiges Schalten empfindet, das durch wiederholtes Schalten in kurzer Zeit verursacht wird.
Die Schaltsteuereinheit 17 kann bestimmen, ob oder nicht hochzuschalten ist, basierend auf einer Distanzbedingung anstatt von oder zusätzlich zu der Zeitbedingung. Im Einzelnen kann, wenn die Fahrdistanz, bis das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, innerhalb einer vorbestimmten Distanz ist, die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 als den Direktgang sogar in einem Fall beibehalten, in dem die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 das Hochschalten in den Schnellgang erneut auswählt.
Hier ist die „vorbestimmte Distanz“ eine „Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellendistanz“, auf die Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob oder nicht die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 vom Direktgang in den Schnellgang im aktuellen Fahrtsegment hochschaltet. Ein spezifischer Wert der Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellendistanz kann durch ein Experiment unter Berücksichtigung von Neigungsinformation einer Straße, auf der angenommen wird, dass das Fahrzeug V fährt, Leistungen des Motors 1, die in dem Fahrzeug V bereitgestellt werden, und dergleichen bestimmt werden und ist beispielsweise 1,5 Kilometer. Dies ist die Distanz, für die das Fahrzeug V mit einer Geschwindigkeit von 90 km/h in einer Minute fährt. Als Ergebnis kann die Schaltsteuereinheit 17 verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs V ein geschäftiges Schalten empfindet, das durch wiederholtes Schalten in kurzer Zeit verursacht wird. Die Hochschaltungsbestimmung-Bezugsschwellendistanz wird in der Speichereinheit 11 gespeichert.
(Dritte Schaltgetriebesteuerung)
Das Fahrzeug V gemäß der Ausführungsform weist einen automatischen Fahrtmodus auf, bei dem der Motor 1, das Getriebe 2 und dergleichen automatisch gesteuert werden, um eine voreingestellte Geschwindigkeit des Fahrzeugs V sogar beizubehalten, wenn der Fahrer des Fahrzeugs V das Gaspedal oder den Schalthebel nicht betätigt. Die Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung des Fahrzeugs V steuert den Motor 1 und das Getriebe 2, so dass das Fahrzeug V mit der maximalen Geschwindigkeit fährt, ohne die eingestellte maximale Geschwindigkeit zu überschreiten. Wie oben beschrieben, weist das Fahrzeug V einen Modus auf, bei dem das Fahrzeug V automatisch mit einer vorbestimmten eingestellten Geschwindigkeit fährt.
Die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 gemäß der Ausführungsform schätzt den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V unter der Annahme, dass das Fahrzeug V mit der eingestellten Geschwindigkeit fährt. Außerdem bezieht sich die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 auf eine Kraftstoffverbrauchskonturkarte basierend auf der Drehzahl N des Motors 1, die unter der Annahme berechnet wird, dass das Fahrzeug V mit der eingestellten Geschwindigkeit fährt. Hier ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V nicht immer gleich der eingestellten Geschwindigkeit. Beispielsweise kann das Fahrzeug V vorübergehend aufgrund eines Überholvorgangs durch den Fahrer des Fahrzeugs V beschleunigen oder das Fahrzeug V kann aufgrund einer plötzlichen Neigung abbremsen. Daher kann in einem Fall, in dem eine Annahme der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs V abweicht, wenn die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 die Vorwärtsgangposition auswählt, die Vorwärtsgangposition von einer optimalen Gangposition im Vorwärtsfahrtsegment abweichen.
Daher ändert die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 in die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 ausgewählte Gangposition, wenn das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung, dass ein Unterschied zwischen der vorbestimmten eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
Hier ist der „vorbestimmte Bereich“ ein „Schaltungsbestimmung-Referenzbereich, auf den Bezug genommen wird, um zu bestimmen, ob oder nicht die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 in die Gangposition ändert, die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 an der Grenze zwischen dem aktuellen Fahrtsegment und dem Vorwärtsfahrtsegment ausgewählt wird. Ein spezifischer Wert des Schaltungsbestimmung-Referenzbereichs kann durch ein Experiment unter Berücksichtigung von Neigungsinformation einer Straße, auf der angenommen wird, dass das Fahrzeug V fährt, Leistungen des Motors 1, die in dem Fahrzeug V bereitgestellt werden, und dergleichen bestimmt werden und ist beispielsweise 5 km/h. Das heißt, dass die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition in die Gangposition, die von der Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 ausgewählt wird, unter der Voraussetzung ändert, dass ein Wert, der durch Subtrahieren einer Stundengeschwindigkeit des Fahrzeugs V von einer eingestellten Stundengeschwindigkeit erhalten wird, innerhalb ± 5 fällt. Der Schaltungsbestimmung-Referenzbereich wird in der Speichereinheit 11 gespeichert.
Die Schaltsteuereinheit 17 kann eine automatische Fahrtgeschwindigkeit, die in dem Fahrzeug V eingestellt ist, als die eingestellte Geschwindigkeit annehmen, oder kann eine Geschwindigkeitsbegrenzer-Geschwindigkeit (Geschwindigkeit, bei der die Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung arbeitet), die in dem Fahrzeug V voreingestellt ist, als die eingestellte Geschwindigkeit annehmen. In beiden Fällen wird erwartet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V als eine Geschwindigkeit anzunehmen ist, wenn das Fahrzeug V im automatischen Fahrmodus ist. Die Schaltsteuereinheit 17 kann die Wirksamkeit der Vorwärtsgangposition durch Durchführen des Hochschaltens in die Vorwärtsgangposition unter der Voraussetzung erhöhen, dass der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
(Vierte Schaltgetriebesteuerung)
Wie oben beschrieben, schätzt die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 den Fahrtwiderstand des Fahrzeugs V von der Antriebskraft des Fahrzeugs V, dem Gewicht des Fahrzeugs V und der Beschleunigung des Fahrzeugs V und wählt die Gangposition mit Bezug auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte aus. Die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 kann den Fahrtwiderstand in Echtzeit schätzen, während das Fahrzeug V aktuell fährt, und kann die aktuelle Gangposition durch Lesen und Bezugnehmen auf ein Schaltschema, bei dem eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V und der Gangposition des Getriebes 2 strukturiert ist, von der Speichereinheit 11 auswählen. In der folgenden Beschreibung wird der Aspekt, dass die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 die aktuelle Gangposition, welche die Gangposition des Getriebes 2 im aktuellen Fahrtsegment ist, gemäß dem im Voraus bestimmten und in der Speichereinheit 11 gespeicherten Schaltschema auswählt, als eine Prämisse beschrieben.
Das Schaltschema, das in der Speichereinheit 11 gespeichert ist, basiert nicht auf einer Allzweck-Kraftstoffverbrauchskonturkarte und auf die Kraftstoffverbrauchskonturkarte wird nicht Bezug genommen.
Hier wird angenommen, dass die Gangposition des Getriebes 2 im aktuellen Fahrtsegment ein Schnellgang und die Vorwärtsgangposition ein Direktgang ist. In einem Fall, in dem das Fahrzeug V das Fahren im aktuellen Fahrtsegment beendet und das Fahren im Vorwärtsfahrtsegment beginnt, das heißt, in einem Fall, in dem das Fahrtsegment als ein Vorwärtsfahrtsegment, wo die Schaltsteuereinheit 17 den Vorwärtsgang auswählt, das „aktuelle Fahrtsegment“ wird, treten Konflikte wahrscheinlich zwischen einem aktuellen Gang, der von der aktuellen Gangposition-Auswahleinheit 13 ausgewählt wird, und einem Vorwärtsgang auf, der von der Schaltsteuereinheit 17 im Voraus ausgewählt wird. Dies deshalb, weil die Kraftstoffverbrauchskonturkarte in einer Allzweckschaltkarte nicht berücksichtigt wird.
Daher behält, wenn die Gangposition des Getriebes 2 im aktuellen Fahrtsegment der Schnellgang und die Vorwärtsgangposition der Direktgang ist, die Schaltsteuereinheit 17 die Gangposition des Getriebes 2 als den Direktgang bei, während das Fahrzeug V aktuell in einem Vorwärtsfahrtsegment fährt. Die Schaltsteuereinheit 17 schaltet die Gangposition des Getriebes 2 in den Direktgang herunter, wenn das Fahrzeug V das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, und behält die Gangposition des Getriebes 2 als den Direktgang sogar bei, wenn die aktuelle Gangposition-Auswahleinheit 13 den Schnellgang auswählt, während das Fahrzeug V aktuell im Vorwärtsfahrtsegment fährt (das heißt, einem aktuellen Fahrtsegment), während der Vorwärtsgangauswahl durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16. Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass die Gangposition des Getriebes 2 abwechselnd zwischen der aktuellen Gangposition und der vorausgewählten Vorwärtsgangposition ausgewählt wird.
Die Schaltsteuereinheit 17 kann die oben beschriebenen vier Schaltgetriebesteuerungen von der ersten Schaltgetriebesteuerung bis zur vierten Schaltgetriebesteuerung in einer beliebigen Kombination durchführen. Die durch die Kombination erzeugte neue Schaltgetriebesteuerung weist eine Wirkung der ursprünglichen Schaltsteuerung auf.
<Wirkung der Fahrzeugsteuervorrichtung 10>
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Fahrzeugsteuervorrichtung 10 der Ausführungsform möglich, die Schätzgenauigkeit der Kraftstoffverbrauchsmenge und die Technik zum Auswählen der Gangposition in dem Fahrzeug V, die dem AMT bereitgestellt wird, zu verbessern. Insbesondere wählt die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 gemäß der Ausführungsform die Vorwärtsgangposition mit Bezug auf unterschiedliche Kraftstoffverbrauchskonturkarten unter Berücksichtigung des Unterschieds in der Ganggetriebeeffizienz, sowohl in einem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 der Direktgang ist, und einem Fall, in dem die Gangposition des Getriebes 2 der Normalgang ist, aus. Als Ergebnis kann die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 die Schätzgenauigkeit der Kraftstoffverbrauchsmenge im Fahrzeug V verbessern.
Ferner ändert, wenn das Fahrzeug V auf einer Straße nur für Automobile, wie beispielsweise einer Autobahn, fährt, die Schaltsteuereinheit 17, ob oder nicht in die Vorwärtsgangposition umzuschalten ist, die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit 16 gemäß verschiedener Fahrtumgebungen ausgewählt wird, wo sich das Fahrzeug V befindet. Als Ergebnis kann ein unangenehmes Gefühl verringert werden, das einen Fahrer aufgrund des Schaltens des Fahrzeugs V gegeben werden kann.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Verwendung der Ausführungsform beschrieben, wobei der technische Umfang der vorliegenden Offenbarung jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können. Beispielsweise ist die spezifische Ausführungsform der Verteilung und Integration der Vorrichtung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und alles oder ein Teil der Ausführungsform kann funktionsmäßig oder physikalisch verteilt und in optionalen Einheiten integriert werden. Außerdem sind neue Ausführungsformen, die durch beliebige Kombination mehrerer Ausführungsformen erzeugt werden, ebenfalls in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten. Die Wirkung der neuen Ausführungsform, die durch Kombination verursacht wird, weist die Wirkung der ursprünglichen Ausführungsform auf.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2017-095973), eingereicht am 12. Mai 2017, deren Inhalt durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist beim Verbessern einer Technik zum Auswählen der Gangposition in einem Fahrzeug nützlich, das mit einem automatisierten manuellen Getriebe ausgestattet ist.
Bezugszeichenliste

1: Motor
2: Getriebe
3: GPS-Sensor
4: Gewichtssensor
5: Geschwindigkeitssensor
6: Gaspedalöffnungssensor
10: Fahrzeugsteuervorrichtung
11: Speichereinheit
12: Steuereinheit
13: aktuelle Gangpositionsauswahleinheit
14: Straßenneigung-Erfassungseinheit
15: Fahrtsegment-Bestimmungseinheit
16: Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit
17: Schaltsteuereinheit
V: Fahrzeug

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, das mit einem Getriebe ausgestattet ist, so dass das Fahrzeug mit einer vorbestimmten eingestellten Geschwindigkeit fährt, wobei das Getriebe umfasst: einen Direktgang, der Motorleistung überträgt, die über eine Eingangswelle an eine Ausgangswelle und nicht über eine Gegenwelle eingegeben wird und welche die Eingangswelle direkt mit der Ausgangswelle koppelt; und einen Normalgang, der die Motorleistung an die Ausgangswelle über die Gegenwelle überträgt und der einen Schnellgang mit einem Übersetzungsverhältnis umfasst, das niedriger als ein Übersetzungsverhältnis des Direktgangs ist, und die Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Fahrtsegment-Bestimmungseinheit, die ein Vorwärtsfahrtsegment bestimmt, das dem Fahrzeug in einer Fahrtrichtung vorausgeht, wobei das Vorwärtsfahrtsegment eine Straßenneigung aufweist, die von einer Straßenneigung eines aktuellen Fahrtsegments unterschiedlich ist, wo das Fahrzeug aktuell fährt; eine aktuelle Gangposition-Auswahleinheit, die eine aktuelle Gangposition, die eine Gangposition des Getriebes im aktuellen Fahrtsegment ist, basierend auf einem Fahrtwiderstand des Fahrzeugs auswählt; eine Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit, die eine Vorwärtsgangposition auswählt, die eine Gangposition des Getriebes in dem Vorwärtsfahrtsegment ist, basierend auf einem Fahrtwiderstand des Fahrzeugs in dem Vorwärtsfahrtsegment, der basierend auf einer Straßenneigung des Vorwärtsfahrtsegments geschätzt wird, und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und eine Schaltsteuereinheit, die eine Gangposition des Getriebes in die Vorwärtsgangposition, die von der Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändert, dass ein Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltsteuereinheit die eingestellte Geschwindigkeit auf eine automatische Fahrtgeschwindigkeit einstellt, die in dem Fahrzeug eingestellt wird, und eine Gangposition des Getriebes in die Vorwärtsgangposition, die durch die Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändert, dass der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltsteuereinheit die eingestellte Geschwindigkeit auf eine Geschwindigkeitsbegrenzer-Geschwindigkeit einstellt, die in dem Fahrzeug voreingestellt ist, und eine Gangposition des Getriebes in die von der Vorwärtsgangposition-Auswahleinheit ausgewählte Vorwärtsgangposition, wenn das Fahrzeug das Vorwärtsfahrtsegment erreicht, unter der Voraussetzung ändert, dass der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist.