DE60008154T2

DE60008154T2 - Verfahren zur Bildung von Standardwiderstandswerten und Anwendung für eine Fahrzeugsteuerung

Info

Publication number: DE60008154T2
Application number: DE60008154T
Authority: DE
Inventors: Nobusuke Yokosuka-shi Toukura; Hiroaki Yokohama-shi Nishijima; Masayuki Yokohama-shi Yasuoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: DE60008154D1; EP1034966B1; EP1034966A2; US6269289B1; JP3601347B2; JP2000257491A; EP1034966A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Standardwiderstandswertes für ein Kraftfahrzeug und ein Fahrzeug-Steuersystem für ein Kraftfahrzeug.
Der Begriff „Standardwiderstand" bzw. „Standard-Fahrwiderstand" sei hier definiert als jegliche Kraft, die der Bewegung eines Kraftfahrzeugs entgegenwirkt, das angetrieben wird, um auf einer Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung eine Rollbewegung mit konstanter Geschwindigkeit beizubehalten. Der Begriff „Fahrwiderstand" sei hier definiert als jegliche Kraft, die der Bewegung eines Kraftfahrzeugs entgegenwirkt, das angetrieben wird, um auf einer Oberfläche einer flachen Straße eine Rollbewegung mit konstanter Geschwindigkeit beizubehalten. Der Fahrwiderstand ist identisch mit dem Standard-Fahrwiderstand, wenn ein Kraftfahrzeug angetrieben wird, um auf einer Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung eine Rollbewegung mit konstanter Geschwindigkeit beizubehalten. Der Fahrwiderstand erhöht sich und wird damit größer als der Standardwiderstand, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, um seine Geschwindigkeit gegenüber der konstanten Rollgeschwindigkeit zu vergrößern. Der Begriff „Beschleunigungswiderstand" sei hier definiert als diese Differenz des Fahrwiderstandes, die auf Grund der Beschleunigung aufgetreten ist. Der Fahrwiderstand ist größer als der Standardwiderstand für dieselbe Geschwindigkeit, wenn das Kraftfahrzeug angetrieben wird, um auf einer Oberfläche einer flachen Straße mit einer Steigung von mehr als 0% eine Rollbewegung mit konstanter Geschwindigkeit beizubehalten. Der Begriff „Steigungswiderstand" sei hier definiert als diese Differenz des Fahrwiderstandes.
In JP-A 9-242862 ist ein Fahrzeug- Steuersystem veröffentlicht, in dem ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eines automatischen Getriebes entsprechend der Parameter Steigung der Straße, Öffnung der Drosselklappen und Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert wird. Um die Steigung der Straße, auf der sich das Fahrzeug bewegt, näherungsweise zu bestimmen, wird ein Steigungsdrehmoment (Tα) bestimmt, indem von einem Antriebsdrehmoment (To) die Summe eines Drehmoments bei einem Fahrwiderstand auf einer flachen Straße (Tr) und eines Drehmomentes bei einem Beschleunigungswiderstand (Tα) subtrahiert wird. Eine Kennlinie der Veränderung des Drehmoments bei einem Fahrwiderstand auf einer flachen Straße (Tr) entsprechend der Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist in einem Kennliniendiagramm gespeichert. Diese gespeicherte Information wird an einem gegenwärtigen Lesepunkt für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingelesen, um einen Wert des Drehmoments bei einem Fahrwiderstand auf einer flachen Straße (Tr) zu erhalten.
In der Japanese Patent Publication Nr. JP-A-2000027980 ist ein Fahrzeugsteuersystem für ein Kraftfahrzeug veröffentlicht, dass einen internen Verbrennungsmotor und ein stufenlos veränderbares Getriebe (CVT) einschließt. Das Steuersystem bestimmt eine gewöhnliche Drehzahl der Eingangswelle entsprechend der Bedienung des Beschleunigerpedals durch den Bediener und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die gewöhnliche Drehzahl der Eingangswelle ist eine Drehzahl der Eingangswelle des CVT entsprechend der gegenwärtigen Bedienung des Beschleunigerpedals durch den Bediener und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um die Bewegung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, das bei einer konstanten Geschwindigkeit auf einer flachen Straße mit einer Steigung von 0% rollt. Das Steuersystem bestimmt einen Steigungswiderstand (Kraft) und setzt einen Prozentsatz (unter 100%) der bestimmten Steigungswiderstandskraft als Antriebskraftkorrektur fest. Das Steuersystem korrigiert die bestimmte gewöhnliche Drehzahl der Eingangswelle durch einen Betrag, welcher der Korrektur der Antriebskraft entspricht.
Die erwähnten Fahrzeugsteuersysteme sind bis zu einem gewissen Grade zufriedenstellend. Es besteht jedoch der Bedarf, Fahrzeugsteuersysteme weiter zu entwickeln, indem die Präzision verbessert wird, mit welcher der Standardwiderstand (z.B. Drehmoment bei einem Widerstand auf flacher Straße) angenähert wird.
Der Standardwiderstand kann angenähert werden, indem das Ausmaß der Bremswirkung während der Trägheitsbewegung eines Kraftfahrzeugs genutzt wird, das auf einer flachen Straße mit 0 % Steigung rollt. Diese Annäherungstechnik ist als „Ausrollmethode" bekannt. Der Standardwiderstand kann alternativ als quadratische Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Trägheitsbewegung eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden, das auf einer flachen Straße rollt.
Wenn ein Kraftfahrzeug bewegt wird, um eine Rollbewegung auf flacher Straße mit 0% Steigung beizubehalten, tritt ein Widerstand auf Grund von Reibungsverlusten im Triebsatz und im Steuerantrieb auf. Wenn die Werte des Standardwiderstands gespeichert sind, die nach der Ausrollmethode angenähert wurden, kann eine Mikrocomputer-Steuerung den oben erwähnten Widerstand auf Grund von Reibungsverlusten ungeachtet der Tatsache, dass das Fahrzeug auf einer flachen Straße rollt, als Steigung der Straße interpretieren. Dies kann dazu führen, dass die Antriebskraft durch die Steuerung erhöht wird, obwohl es keine Steigung der Straße gibt, was das Fahrgefühl beim Fahren eines Kraftfahrzeugs auf flacher Straße verschlechtert.
11 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen CVT vom Keilriementyp. Das CVT enthält eine primäre Riemenscheibe 30, eine sekundäre Riemenscheibe 36 und einen Keilriemen 35, der die Riemenscheiben 30 und 36 untereinander verbindet. Jede der Riemenscheiben 30 und 36 greift den Keilriemen 35, um Kraft zu übertragen. Die Riemenscheiben 30 und 36 haben verschiebbare Scheibenhälften 31 und 37 sowie Servokammern 34 und 39. Die Scheibenhälften 31 und 37 werden entsprechend der hydraulischen Drücke PR und PL, die an den Servokammern 34 und 39 anliegen, mit dem Keilriemen 35 in Reibungseingriff gebracht. Die hydraulischen Drücke PR und PL werden durch die Betriebsbedingungen bestimmt, die durch die Position des Wahlschalters für den Übersetzungsbereich, die Bedienung des Beschleunigerpedals durch den Bediener und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs definiert werden.
Entsprechend der Ausrollmethode wird ein Leerlaufbereich (N, neutral) ausgewählt, um die Trägheitsbewegung eines Kraftfahrzeugs zu erreichen, das auf einer flachen Straße mit 0% Steigung rollt. In dem Leerlaufbereich fallen die hydraulischen Drücke PR und PL in den Servokammern 34 und 39 auf ihr niedrigstes Niveau.
Der Bediener des Fahrzeugs drückt das Beschleunigerpedal nieder, um das Kraftfahrzeug anzutreiben, so dass dieses auf flacher Straße bei konstanter Geschwindigkeit rollt. Bei dieser Annahme sind die hydraulischen Drücke PR und PL in den Servokammern 34 und 39 stets höher als auf ihrem niedrigsten Niveau.
Die verschiebbaren Riemenscheibenhälften und die feststehenden Riemenscheibenhälften, die sich in Reibungseingriff mit dem Keilriemen 35 befinden, werden auf Grund der erhöhten Reibungskraft und der hydraulischen Drücke PR und PL leicht deformiert, so dass die Mittellinie des Keilriemens 35 um Δθ verschoben wird. Diese Verschiebung um Δθ verursacht eine Erhöhung der Reibung.
Die Reibungskraft, die durch den Eingriff der Riemenscheiben und des Keilriemens verursacht wird, sowie Reibung auf Grund der Verschiebung um Δθ kann dazu führen, dass eine Mikrocomputer-Steuerung diese Reibung als eine Steigung der Straße interpretiert, wenn der Standardwiderstand verwendet wird, der mittels der Ausrollmethode angenähert wurde. Die Steuerung kann die Antriebskraft als Antwort auf die erhöhte Reibung vergrößern, obwohl der Bediener des Fahrzeugs dies nicht erwartet.
Bei einem automatischen Getriebe vom Zahnradtyp sind die hydraulischen Drücke, die sich innerhalb jedes der Drehmoment übertragenden Reibungseinheiten entwickeln, für den Fahrbereich (D, drive) größer als für den Leerlaufbereich (N). Aus diesem Grund gibt es eine Erhöhung des Fahrwiderstandes beim Fahren im Fahrbereich (D) auf der Oberfläche einer flachen Straße. Diese Erhöhung des Fahrwiderstandes wird durch einen Pumpverlust, um eine Erhöhung des hydraulischen Drucks von dem Niveau im Leerlaufbereich (N) auf das Niveau im Fahrbereich (D) zu erreichen, und durch Reibung der in Eingriff befindlichen rotierenden Teile verursacht.
In US-A-S 527 232 wird ein Verfahren zur Steuerung des Getriebeverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes beschrieben. Das Fahrzeuggetriebe wird so gesteuert, dass ein Schaltvorgang vor Kurven und während des Bremsens verhindert wird. Um die Bedingung der Verzögerung zu bestimmen, wird eine Ist-Fahrgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten Kennlinie verglichen. Die vorbestimmte Kennlinie stellt eine Verlangsamung des Motors des Kraftfahrzeugs dar, wenn es in einem definierten Zustand auf einer flachen Straße mit geschlossener Drosselklappe rollt.
US-A-5 507 705 betrifft eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug entsprechend des Oberbegriffs des Anspruches, das ein automatisches Getriebe enthält. Ein Geschwindigkeitsverringerungsverhältnis des automatischen Getriebes wird auf der Grundlage des berechneten Zieldrehmoments und der Zielgeschwindigkeit gesteuert. Die Berechnung des Zieldrehmoments basiert auf dem Fahrwiderstand des Fahrzeugs. Vier verschiedene Widerstandswerte werden für diesen Zweck zusammengefasst, wobei jeder eine eigene Art des Fahrwiderstands darstellt, nämlich ein Rollwiderstand, ein Luftwiderstand, ein Steigungswiderstand und ein Beschleunigungswiderstand. Der Rollwiderstand wird als Funktion des Gewichtes des Fahrzeugs berechnet. Der Luftwiderstand wird anhand der Projektionsfläche des Fahrzeugs und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet. Das Zieldrehmoment wird auf der Grundlage der Summe aller einzelner Widerstandswerte bestimmt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Standardwiderstandswerte mit größerer Präzision zur Verfügung zu stellen.
Dies wird erreicht durch ein Verfahren des Bestimmens eines Standardwiderstandswertes für ein Kraftfahrzeug wie in Anspruch 1 beschrieben, und durch ein Fahrzeugsteuersystem für ein Kraftfahrzeug wie in Anspruch 8 beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeugs mit Antriebsrädern, einem Triebsatz einschließlich eines Verbrennungsmotors und eines automatischen Getriebes, und einem Triebsatz-Steuermodul (PCM).
2 ist ein Blockdiagramm der Steuerung, bei der die vorliegende Erfindung implementiert ist.
3 ist ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, bei der die vorliegende Erfindung implementiert ist.
4 ist eine grafische Darstellung einer Kennlinie der Veränderung des Standardfahrwiderstands (RLDTRQ) entsprechend der Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (VSP) über einen geringen, einen mittleren und einen hohen Geschwindigkeitsbereich.
5 ist ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, durch die ein Standardfahrwiderstandswert bei einen gegebenen Lesepunkt einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
6 illustriert die lineare Interpolation mit Hilfe einer ersten Menge an Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQ), die an 16 Lesepunkten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (VSP) bestimmt wurde, einer zweiten Menge an Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQ), die an 8 Lesepunkten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (VSP) bestimmt wurde, und einer dritten Menge an Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQ), die an 4 Lesepunkten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (VSP) bestimmt wurde.
7 ist ein generelles Blockdiagramm, bei dem die vorliegende Erfindung implementiert ist.
8 illustriert eine Kennlinie der Veränderung von Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQw) entsprechend der Veränderung der Lesepunkte der Windgeschwindigkeit (WSP) des Windes, gegen den das Kraftfahrzeug auf eine flachen Straße mit 0% Steigung anfährt.
9 illustriert eine Kennlinie der Veränderung von Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQt) entsprechend der Veränderung der Lesepunkte des Reifenluftdrucks (TPRS) des Kraftfahrzeugs.
10 illustriert eine Kennlinie der Veränderung von Standardfahrwiderstandswerten (RLDTRQm) entsprechend der Veränderung der Lesepunkte der Außentemperatur (TMP) um das Kraftfahrzeug.
11 ist eine schematische Ansicht eines stufenlos veränderbaren Getriebes (CVT) vom Keilriementyp, die einen Unterschied zwischen dem Betrieb ohne Last und dem Betrieb mit Übertragung von Drehmoment illustriert.
1 illustriert ein Kraftfahrzeug, das mit einem Triebsatz-Steuermodul (PCM) 50 ausgestattet ist. Das Fahrzeug hat einen Triebsatz, der einen Verbrennungsmotor 101, ein automatisches Getriebe 103 und einen Drehmomentwandler enthält, der zwischen Motor 101 und Getriebe 103 angeordnet ist. Das PCM 50 kann das Ausgangsdrehmoment des Motors 101 und das Übersetzungsverhältnis zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des automatischen Getriebes 103 steuern.
Das Kraftfahrzeug ist mit einem Beschleunigerpedal in Gestalt eines Gaspedals ausgestattet, das schrittweise geöffnet werden kann. Der Bediener des Fahrzeugs bedient das Beschleunigerpedal, um den Kraftbedarf des Bedieners auszudrücken. Ein sogenannter Sensor 105 für die Öffnung des Beschleunigerpedals (APO) erfasst die Bedienung des Beschleunigerpedals. Genauer gesagt erfasst der APO-Sensor 105 die Öffnung des Beschleunigerpedals APO und erzeugt ein APO-Signal als Ausgangssignal, das die erfasste Öffnung APO anzeigt. Das automatische Getriebe 103 weist wählbare Bereiche, einschließlich eines Fahrbereiches (D), eines Parkbereiches (P) und eines Rückwärtsfahrbereiches (R), sowie einen Bereichswahlhebel 107 auf. Der Bediener kann einen der wählbaren Bereiche wählen, indem er den Bereichswahlhebel 107 bedient. Ein Sperrschalter erzeugt ein Ausgangssignal, das den gegenwärtig gewählten Fahrbereich anzeigt, der mit Hilfe des Bereichswahlhebels 107 gewählt wurde. Ein Sensor 11 für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst die Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes und erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal als Ausgangssignal, das die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs VSP anzeigt. Ein OT-Geber erzeugt Kurbelwellen-Totpunktsignale (OT-Signale), welche die Motordrehzahl anzeigen, d.h. die Anzahl der Umdrehungen pro Minute (NRPM). Das APO-Signal, das Bereichssignal, das VSP-Signal und die OT-Signale werden in das PCM 50 eingegeben. Das PCM 50 steuert das Antriebsdrehmoment, das an die Antriebsachsen abgegeben wird. Das Antriebsdrehmoment kann geändert werden, indem einer oder mehrere der folgenden Parameter gesteuert werden: Menge des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs Tp, Lufteinlassrate Qa und Zündzeitpunkt IG, sowie Übersetzungsverhältnis und/ oder Hydraulikdruck in dem automatischen Getriebe 103.
Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 102, die über einen Steller verfügt, befindet sich im Einlasskanal des Motors 101, um die Lufteinlassrate Qa zu steuern. Als Reaktion auf einen Drosselklappenöffnungsbefehl (TVO) von dem PCM 50, aktiviert ein Drosselklappensteuermodul (TCM) 51 den Steller, der die Position der Drosselklappe 102 entsprechend einstellt.
Das automatische Getriebe 103 hat die Gestalt eines stufenlos veränderbaren Getriebes (CVT), dessen Übersetzungsverhältnis als Reaktion auf einen Übersetzungsverhältnisbefehl von dem PCM 50 eingestellt werden kann. Das PCM 50 berechnet ein Produkt aus VSP und einem vorbestimmten Koeffizienten und gibt eine Drehzahl No der CVT-Ausgangswelle als Ergebnis aus. Ein Sensor 12 für die Drehzahl der Eingangswelle erfasst die Drehzahl der CVT-Eingangswelle und gibt eine Drehzahl Nin der CVT-Eingangswelle als Ausgangssignal aus. Das PCM 50 berechnet ein Verhältnis No/Nin und gibt das Ergebnis als Übersetzungsverhältnis RATIO aus. Das PCM 50 bestimmt ein Zielübersetzungsverhältnis tRATIO und erzeugt einen Übersetzungsverhältnisbefehl, der das bestimmte Zielübersetzungsverhältnis tRATIO anzeigt. Als Reaktion auf den Übersetzungsverhältnisbefehl wird ein Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus des CVT 103 so gesteuert, dass das Übersetzungsverhältnis auf tRATIO. eingestellt wird.
Das automatische Getriebe 103 kann die Gestalt eines stufenlos veränderbaren Getriebes (CVT) vom Keilriementyp aufweisen, wie es in 11 gezeigt ist.
Um die Umgebungsbedingungen erfassen zu können, ist das Kraftfahrzeug mit einem Außentemperatursensor 120, einem Windmesser 121 und einem Reifenluftdrucksensor 130 ausgestattet. Der Außentemperatursensor 120 misst die Temperatur TMP außerhalb des Fahrzeugs. Der Windmesser 121 ist so angeordnet, dass er die Windgeschwindigkeit WSP in Fahrtrichtung des Fahrzeugs misst. Der Drucksensor 130 misst den Reifenluftdruck TPRS zumindest eines Reifens der Antriebsräder. Die gemessenen Werte TMP, WSP und TPRS werden an ein Umgebungsinformations-Verarbeitungsmodul (EEIPM) 52 übertragen.
Der Windmesser 121 kann die Gestalt eines Staudruck- Windmessers haben. In einem Buch „Automotive Engineering" von Tetsudo Nippon Kaisha, herausgegeben im Juni 1996 wird auf den Seiten 42 und 43 ein Reifenluftdrucksensor vorgestellt, bei dem der Reifenluftdruck durch Annäherung auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit jedes Rades bestimmt wird. Dieser Reifenluftdrucksensor kann als Reifenluftdrucksensor 130 verwendet werden. Eine Alternative wäre ein Reifenluftdrucksensor, bei dem der Luftdruck mit Hilfe eines Magneten, der am Reifen angebracht ist, und eines Hall-Effekt-Gerätes, das an der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist, erfasst wird.
Das EEIPM 52 sendet die Signale TMP, WSP und TPRS an das PCM 50.
2 illustriert die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ziffer 1 bezeichnet einen gewöhnlichen Zielantriebskraftgenerator (OTDFG). Die Signale APO und VSP werden als Eingaben für diesen OTDFG 1 verwendet. Der OTDFG 1 erzeugt eine Ziel- Antriebskraft (bzw. -drehmoment) Td als Ausgangssignal. Der OTDFG 1 kann einen Speicher einschließen, in dem ein vorbestimmtes Kennliniendiagramm, nämlich ein Td – (APO, VSP)-Kennliniendiagramm gespeichert ist. Das Td – (APO, VSP)-Kennliniendiagramm definiert verschiedene Td-Werte entsprechend verschiedener APO- und VSP-Wertekombinationen. Nach dem Einlesen dieser Kennlinie bestimmt der OTDFG 1 den Wert Td entsprechend der Werte APO und VSP. Ziffer 2 bezeichnet einen Antriebsdrehmomentgenerator (DTG). Der DTG 2 verarbeitet Eingangsinformationen, um ein Antriebsdrehmoment TRQALL zu bestimmen und zu erzeugen, das an die Antriebsachsen abgegeben wird. Ziffer 3 bezeichnet einen Standardwiderstandsgenerator (SRG). VSP wird als Eingangssignal für den SRG 3 verwendet. Der SRG 3 bestimmt und erzeugt einen Standardwiderstandswert RLDTRQ entsprechend einen gegebenen Lesepunktes für VSP als Ausgangssignal. Der SRG 3 kann einen Speicher einschließen, in dem ein RLDTRQ-Messwert für jeden einer vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten für VSP gespeichert ist. Der SRG 3 verwendet die lineare Interpolation zum Bestimmen eines RLDTRQ-Wertes an einem Lesepunkt von VSP, der zwischen den benachbarten zwei der vorbestimmten Lesepunkte von VSP liegt. Ziffer 4 bezeichnet einen korrigierten Zielantriebskraftgenerator (cTDFG). RLDTRQ und TRQALL werden als Eingangssignale für den cTDFG 4 verwendet. In dem cTDFG 4 wird RLDTRQ von TRQALL subtrahiert, um ein Steigungswiderstandsdrehmoment RESTRQ zu erhalten. RESTRQ wird verwendet, um eine Antriebskraftkorrektur ADDFD zu erzeugen. Td wird ebenfalls als Eingangssignal für den cTDFG 4 verwendet. Td und ADDFD werden addiert, um das korrigierte Ziel-Antriebsdrehmoment cTd zu erhalten. ADDFD gibt eine Erhöhung der Zielantriebskraft entsprechend einer Erhöhung der Steigung der Straße wieder. Der cTDFG 4 erzeugt einen Antriebskraftbefehl, der das korrigierte Ziel-Antriebsdrehmoment cTd anzeigt. Ziffer 5 bezeichnet einen Zielantriebskraft-Realisierungsbefehlsgenerator (TDFRCG). Der Antriebskraftbefehl wird als Eingangssignal für den TDFRCG 5 verwendet. Zusätzlich zu dem Antriebsverhältnisbefehl, der cTd anzeigt, werden die Parameter VSP, RATIO, tTIRE und zRATIO als Eingangssignale für den TDFRCG 5 verwendet. Auf der Grundlage dieser Eingangssignale bestimmt der TDFRCG 5 das Zielmotordrehmoment tTe, das vom Motor 101 erzeugt werden soll, und die Zieldrehzahl tNin der Eingangswelle, die von dem automatischen Getriebe 103 erreicht werden soll.
Der DTG 2 schließt einen Idealantriebsdrehmomentgenerator (IDTG) 22 ein. Der IDTG 22 schließt einen Motordrehmomentgenerator (ETG) 21 mit ein. Tp und NRPM werden als Eingangssignale an den ETG 21 übertragen. Der ETG 21 bestimmt das Motordrehmoment Te entsprechend Tp und NRPM und erzeugt das bestimmte Motordrehmoment Te. Der ETG 21 kann einen Speicher einschließen, in dem ein vorbestimmtes Kennliniendiagramm, nämlich ein Te – (Tp, NRPM)-Kennliniendiagramm, gespeichert ist. Das Te – (Tp, NRPM)-Kennliniendiagramm definiert verschiedene Motordrehzahlwerte Te entsprechend verschiedener Tp- und NRPM-Wertekombinationen. Ein Drehmomentverhältnis τRATIO des Drehmomentwandlers und ein Übersetzungsverhältnis RATIO des automatischen Getriebes 103 werden ebenfalls als Eingangssignale für den IDTG 22 verwendet. In dem IDTG 22 wird ein Produkt vom Te und τRATIO gebildet, und das Ergebnis (Te × τRATIO) wird mit RATIO multipliziert, um ein ideales Antriebsdrehmoment idTRQ zu erhalten (idTRQ = Te × τRATIO × RATIO). Der IDTG 22 erzeugt ein ideales Antriebsdrehmoment idTRQ als Ausgangssignal. In dem DTG 2 wird das Beschleunigungswiderstandsdrehmoment GTRQ von idTRQ subtrahiert, um den Wert TRQALL zu erhalten (TRQALL = idTRQ – GTRQ).
Das Beschleunigungswiderstandsdrehmoment GTRQ wird erhalten, indem ein vorbestimmter Fahrzeuggewichtsäquivalent-Koeffizient KCONST mit der Längsbeschleuni gung des Fahrzeugs GDATA multipliziert wird. GDATA wird erhalten, indem eine Zeitableitung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP berechnet wird. Das Drehmomentverhältnis τRATIO wird berechnet als das Verhältnis der Motordrehzahl NRPM und Drehzahl der Eingangswelle Nin, d.h. τRATIO = NRPM/Nin.
Eingangssignale für das cTDFG 4 sind TRQALL von dem DTG 2 und RLDTRQ von dem SRG 3. Der cTDFG 4 subtrahiert RLDTRQ von TRQALL, um den Wert RESTRQ zu erhalten, der als Eingangssignal für einen Antriebskraftkorrekturgenerator (DFCG) 41 des cTDFG 4 verwendet wird. Der DFCG 41 bestimmt ADDFD entsprechend RESTRQ. Der DFCG 41 kann einen Speicher einschließen, in dem ein vorbestimmtes Kennliniendiagramm, nämlich ein ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramm, gespeichert ist (siehe 2). Das ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramm definiert verschiedene ADDFD-Werte entsprechend verschiedener RESTRQ-Werte. Der DFCG 41 kann das ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramm einlesen, um ADDFD zu bestimmen. Td wird als Eingangssignal für einen Antriebskraft-Korrekturpunkt in Gestalt eines Summationspunktes 42 des cTDFG 4 verwendet. An dem Summationspunkt 42 werden ADDFD und Td addiert, um den Wert cTd zu erhalten, der als Antriebskraftbefehl erzeugt wird.
In Hinblick auf den DFCG 41 zeigt das ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramm deutlich, dass ADDFD null bleibt, wenn RESTRQ in einen unempfindlichen Bereich von null bis zu einem vorbestimmten Wert fällt. Der unempfindliche Bereich ist so eingestellt, dass unnötige Korrekturen der Antriebskraft Td aufgrund von arithmetischen Fehlern beim Bestimmen von RESTRQ vermieden werden.
Der Antriebskraftbefehl, der cTd anzeigt, wird als Eingangssignal für den TDFRCG 5 verwendet. Dem TDFRCG 5 werden weiterhin die Eingangssignale VSP, RATIO, rTIRE und zRATlO zugeführt. Der TDFRCG 5 teilt cTd durch RATIO und multipliziert das Ergebnis mit (rTIRE / zRATIO), um ein Ziel- Motordrehmoment tTe zu erhalten, und bestimmt eine Zieldrehzahl tNin der Eingangswelle entsprechend VSP und cTd. Der TDFRCG 5 kann einen Speicher einschließen, in dem ein vorbestimmtes Kennliniendiagramm, nämlich ein tNin – (cTd, VSP)- Kennliniendiagramm, gespeichert ist. Der TDFRCG 5 lädt das tNin – (cTd, VSP)- Kennliniendiagramm, um tNin zu bestimmen.
Der TDFRCG 5 sendet den Motordrehmomentbefehl tTe an die Motorsteuerung des Verbrennungsmotors 101 und den Übersetzungsverhältnisbefehl tNin an die Getriebesteuerung des automatischen Getriebes 103. Um das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 101 in Richtung tTe anzupassen, steuert die Motorsteuerung die Menge des eingespritzten Kraftstoffs Tp und/ oder die Lufteinlassrate Qa. Die Getriebesteuerung steuert das Übersetzungsverhältnis in dem automatischen Getriebe 103, um die gegenwärtige Drehzahl der Eingangswelle in Richtung tNin anzupassen.
Aus dem bisher Gesagten wird verständlich, dass sich der Wert RESTRQ während der Bewegung des Kraftfahrzeugs, das angetrieben wird, um auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0 % Steigung zu rollen, in einem Bereich um null bewegt. Daher wird die Ziel- Antriebskraft Td nicht korrigiert.
3 ist ein stark vereinfachtes Flussdiagramm einer Steuerroutine, bei der die vorliegende Erfindung implementiert ist. Diese Steuerroutine wird in regelmäßigen Abständen von 10 ms ausgeführt. In Schritt S1 liest eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) des PCM 50 (siehe 1) die Werte VSP, APO, NRP und Tp ein, die als Parameter betrachtet werden, welche die gegenwärtigen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs darstellen.
In Schritt S2, der dem Wirken des OTDFG 1 entspricht, bestimmt die CPU Td, indem sie das Td – (APO, VSP)- Kennliniendiagramm (siehe 2, innerhalb des OTDFG 1) nach APO und VSP auswertet.
In Schritt S3, der dem Wirken des DTG 2 und insbesondere des IDTG 22 entspricht, bestimmt die CPU idTRQ. In einem ersten Unterschritt bestimmt die GPU Te, indem sie das Te – (Tp, NRPM)-Kennliniendiagramm (siehe 2, innerhalb des ETG 21) nach Tp und NRPM auswertet. Anschließend berechnet die CPU ein Produkt aus Te, τRATIO und RATIO und gibt das Ergebnis als idTRQ aus.
In Schritt S4, der dem Wirken des IDTG 22 entspricht, subtrahiert die CPU GTRQ von idTRQ und gibt das Ergebnis als TRQALL aus.
In Schritt S5, der dem Wirken des SRG 3 entspricht, bestimmt die CPU einen Wert RLDTRQ an einem gegenwärtigen Lesepunkt von VSP durch lineare Interpolation auf der Grundlage von bekannten RLDTRQ-Werten an einer vorbestimmten Anzahl von VSP- Lesepunkten. Ein bekannter RLDTRQ-Wert bei einem VSP-Lesepunkt ist ein Wert des Antriebsdrehmoments, welches benötigt wird, damit dass Kraftfahrzeug auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung an dem Lesepunkt von VSP weiter rollt. In derselben Art, die weiter unten detailliert beschrieben wird, werden verschiedene Werte von RLDTRQ in einem Kennliniendiagramm oder einem anderen geeigneten Datenfeld den verschiedenen Lesepunkten von VSP gegenübergestellt. Beim Bestimmen von RLDTRQ greift die CPU auf dieses Kennliniendiagramm oder Datenfeld zu.
In Schritt S6, der einem Summationspunkt 40 in dem cTDFG 4 entspricht, subtrahiert die CPU RLDTRQ von TRQALL, und gibt RESTRQ aus.
In Schritt S7, der dem Wirken des DFCG 41 des cTDFG 4 entspricht, bestimmt die CPU ADDFD auf der Grundlage von RESTRQ. Beim Bestimmen von ADDFD kann die CPU einen Kennliniendiagramm-Auswertungsschritt eines ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramms (siehe 2, innerhalb des DFCG 41) unter Verwendung von RESTRQ durchführen.
In Schritt S8, der dem Summationspunkt 42 des cTDFG 4 entspricht, bestimmt die GPU ctTd durch das Berechnen einer Summe von Td und ADDFD. Um ein Antriebsdrehmoment entsprechend ctTd zu realisieren, werden der Motor 101 und das Getriebe 103 in derselben Weise gesteuert, wie in Verbindung mit 2 erläutert wurde.
Bestimmen eines Standardwiderstandswertes
Jetzt wird die Art und Weise des Bestimmens eines Standardwiderstandswertes RLDTRQ für jeden gegebenen Lesepunkt der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP detailliert erläutert.
Entsprechend 4 illustriert die durchgezeichnete Kennlinie die tatsächliche Veränderung des Standardwiderstands entsprechend der Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP. Werte, die auf dieser durchgezeichneten Kennlinie liegen, sind tatsächlich an einer vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten VSP0 bis VSP5 gemessen und in 4 gezeichnet worden. Eine Messung eines Wertes des Antriebsdrehmoments TRQALL, der benötigt wird, damit ein Kraftfahrzeug auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung weiter rollt, wird an jedem der vorbestimmten Lesepunkte von VSP durchgeführt. Die TRQALL-Messwerte werden entsprechend auch als bekannte Werte von RLDTRQ an den vorbestimmten Lesepunkten von VSP verwendet. Diese RLDTRQ-Werte, nämlich RLDTRQO, RLDTRQ1, RLDTRQ2, RLDTRQ3, RLDTRQ4 und RLDTRQ5 sind in einem Kennliniendiagramm oder Datenfeld gespeichert.
Unter Verwendung der gespeicherten RLDTRQ- Werte bestimmt der SRG 3 (siehe 2) bzw. der Schritt S5 (siehe 3) durch lineare Interpolation einen RLDTRQ-Wert an einem gegenwärtigen Lesepunkt von VSP. In 4 zeigen unterbrochene gerade Linien, die jeweils zwei benachbarte der bekannten Werte RLDTRQ0 bis RLDTRQ5 verbinden, die Veränderung der RLDTRQ- Werte, die durch den SRG 3 bzw. in Schritt S5 bestimmt wurden.
In 4 repräsentiert jeder der Werte, die auf der durchgezeichneten Linie liegt, präzise den Standardwiderstand, welcher der Bewegung des Kraftfahrzeugs entgegenwirkt, wenn der Motor 101 das Fahrzeug antreibt, damit es auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung bei einem gegebenen Lesepunkt der Fahrzeuggeschwindigkeit weiter rollt. Jeder Wert auf dieser durchgezogenen Linie enthält den Reibungswiderstand in dem automatischen Getriebe 103 und den Pumpverlust. Dies erklärt warum die durchgezogene Linie über verschiedene Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit inklusive VSP0 bis VSP5 von konkaver Gestalt ist.
Die sechs Lesepunkte der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSPO bis VSP5 aus denen in 4 ausgewählt wird, repräsentieren einen geringen, einen mittleren und einen hohen Geschwindigkeitsbereich. Gemäß einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Fahr zeugs VSP von VSP0 (z.B. 10 km/h, geringer Geschwindigkeitsbereich) auf VSP2 (z.B. 40 km/h, mittlerer Geschwindigkeitsbereich) nimmt der Widerstand allmählich ab. Von dem mittleren Geschwindigkeitsbereich nach VSP5 (z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit von über 100 km/h, hoher Geschwindigkeitsbereich), steigt der Widerstand mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP wieder an. Die Widerstandswerte in dem hohen Geschwindigkeitsbereich sind größer als die Widerstandswerte in dem geringen Geschwindigkeitsbereich. Aus diesem Grund ist die durchgezeichnete Linie, die mit Hilfe der bestimmten RLDTRQ- Werte angenähert wird, konkav und damit verschieden von einer zur Seite der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit hin ansteigenden Kurve, die mit Hilfe der oben erwähnten „Ausrollmethode" erhalten wurde.
An jedem Lesepunkt der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist ein RLDTRQ- Wert, der durch lineare Interpolation zwischen zwei benachbarten Werten (RLDTRQO bis RLDTRQS) bestimmt wurde, immer gleich oder größer als ein Standardwiderstandswert auf der durchgezeichneten Linie in 4.
Der RLDTRQ-Wert, der von dem SRG 3 (siehe 2) bzw. in Schritt S5 (siehe 3) ermittelt wurde, ist stets gleich oder größer als der tatsächliche Wert des Standardwiderstandes, so dass eine starke Erhöhung der Antriebskraft verhindert wird.
Die Anzahl der Lesepunkte von VSP, an denen RLDTRQ- Werte gemessen werden, bestimmt die Abweichung eines RLDTRQ- Wertes, der durch lineare Interpolation an einem gegebenen Lesepunkt von VSP bestimmt wurde, von einem tatsächlichen Standardwiderstandswert an demselben gegebenen Lesepunkt von VSP. Wenn die Anzahl der Lesepunkte von VSP, an denen RLDTRQ- Werte gemessen werden, zu klein wäre, könnte ein RLDTRQ- Wert, der durch lineare Interpolation bestimmt wird, deutlich in positiver Richtung von einem tatsächlichen Standardwiderstandswert abweichen. Dies würde wiederum zu einem Fehler bei der Erfassung einer Steigung der Straße führen. Eine Erhöhung der Anzahl an Lesepunkten von VSP, an denen RLDTRQ- Werte gemessen werden, verringert die Abweichung eines RLDTRQ- Wertes, der durch lineare Interpolation bestimmt wurde, von einem tatsächlichen Standardwiderstandswert. Dies erfordert jedoch einen Speicher, wie etwa einen Lesezugriffspeicher (ROM), mit einer erhöhten Speicherkapazität. Darüber hinaus führt eine Erhöhung der Zeit und des Aufwandes zum Messen der RLDTRQ- Werte zu einer Erhöhung der Herstellungskosten.
6 illustriert die Ergebnisse einer linearen Interpolation und die Anzahl der gemessenen RLDTRQ- Werte, die für die lineare Interpolation verwendet werden. Innerhalb eines Geschwindigkeitsbereiches sind die Ergebnisse einer linearen Interpolation anhand von gemessenen RLDTRQ-Werten an vier (4), acht (8) und sechzehn (16) Lesepunkten von VSP berücksichtigt worden. Die Ergebnisse der Interpolation anhand der gemessenen Werte an 16 Lesepunkten von VSP stimmen im Wesentlichen mit den tatsächlichen Standardwiderstandswerten überein.
Die Ergebnisse einer linearen Interpolation anhand der gemessenen RLDTRQ-Werte an 4 Lesepunkten von VSP weichen in positiver Richtung von den tatsächlichen Standardwiderstandswerten so weit ab, dass eine akzeptable Grenze überschritten wurde. In diesem Fall entspricht der Betrag der Abweichung etwa 2% Steigung der Straße. Die Verwendung dieser Werte als RLDTRQ kann zu einer unerwünschten Korrektur der Antriebskraft führen.
Die Ergebnisse einer linearen Interpolation anhand der gemessenen RLDTRQ-Werte an 8 Lesepunkten von VSP weichen leicht in positiver Richtung von den tatsächlichen Standardwiderstandswerten ab, so dass eine akzeptable Grenze eingehalten wurde. In diesem Fall entspricht der Betrag der Abweichung etwa 0,5% Steigung der Straße.
Eine weitere Untersuchung der Ergebnisse der linearen Interpolation über den gemessenen Werten bei einer anderen Anzahl an Lesepunkten von VSP ergab, dass sechs Lesepunkte von VSP die geringste Anzahl an Lesepunkten von VSP ist, bei der die Abweichungen innerhalb einer akzeptablen Grenze liegen. Sofern der Präzision besondere Bedeutung geschenkt werden soll, wird die Verwendung der gemessenen Werte an acht Lesepunkten von VSP für die lineare Interpolation bevorzugt. Die akzeptable Grenze wurde so gesetzt, dass die Abweichung der Ergebnisse der linearen Interpolation von den tatsächlichen Standardwiderstandswerten innerhalb dieser akzeptablen Grenze nicht dazu führt, dass RESTRQ den unempfindlichen Bereich verlässt, der mit Hilfe des ADDFD – RESTRQ-Kennliniendiagramms in dem DFCG 41 (siehe 2) festgesetzt wird.
Die gemessenen Werte an einer Anzahl von Lesepunkten von VSP, die größer als sechs ist, kann selbstverständlich verwendet werden um ein Kennliniendiagramm oder ein Datenfeld zu erzeugen, wenn die Speicherkapazität dies gestattet, und die Erhöhung der Herstellungskosten innerhalb eines akzeptablen Bereiches liegt.
Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, dass die Anzahl der Lesepunkte von VSP nicht kleiner als sechs, sondern Idealerweise acht sein sollte. Innerhalb dieses Bereiches können die Abweichungen der Ergebnisse der linearen Interpolation in akzeptablen Grenzen gehalten werden. Aus diesem Grund kann, während die Steuerung der Antriebskraft auf einem ausreichend genauen Niveau gehalten wird, die Kapazität des Speichers zum Speichern der Daten und die Anzahl der Schritte beim Festsetzen der Daten verringert werden, wodurch sich und die Erhöhung der Herstellungskosten ebenfalls verringert.
Messung des Standardwiderstandes
Es werden Messung und anschließendes Festsetzen der RLDTRQ-Werte entsprechend den ausgewählten Lesepunkten von VSP erläutert.
Eine Messung eines RLDTRQ-Wertes wird initiiert, indem ein Kraftfahrzeug im Fahrbereich D gefahren wird, so dass es auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung weiter rollt.
Der DTG 2 des PCM 50, der in 2 gezeigt ist, wird in Betrieb gesetzt. An jedem der vorbestimmten Lesepunkte von VSP wird ein Antriebsdrehmomentwert TRQALL gespeichert, der von dem DTG 2 erzeugt wird. Die gespeicherten TRQALL- Werte werden als gemessene RLDTRQ- Werte verwendet.
Der cTDFG 4 wird außer Betrieb gesetzt, so dass Td ohne Korrektur verbleibt, und der unkorrigierte Wert Td als Eingangssignal für den TDFRCG 5 verwendet wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das die Prozessschritte des Messens und Festsetzens der RLDTRQ- Werte veranschaulicht. Wie in diesem Flussdiagramm zu sehen ist, heißt dies im Detail, dass der gegenwärtige VSP-Wert von dem Bediener des Fahrzeugs (in einem Schritt S11) erfasst wird. Wenn unmittelbar nachdem ein VSPx der vorbestimmten Punkte der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP erreicht wurde ein gleichmäßiger Zustand erreicht wird, wird (in den Schritten S12 und S13) ein gegenwärtiger idTRQ-Wert gespeichert, der von dem IDTG 22 des DTG 2 bestimmt wurde. Anschließend wird (in einem Schritt S14) ein gegenwärtiger GTRQ-Wert gespeichert, der in dem DTG 2 bestimmt wurde. Danach wird (in einem Schritt S15) ein gegenwärtiger TRQALL-Wert bestimmt, indem der gespeicherte GTRQ-Wert von dem gespeicherten idTRQ-Wert subtrahiert wird. Abschließend wird der bestimmte TRQALL-Wert als ein gemessener Standardwiderstandswert RLDTRQx an dem Punkt VSPx der Geschwindigkeit VSP festgesetzt.
Wenn die gegenwärtige Geschwindigkeit VSP (in dem Schritt S12) VSPx nicht erreicht, verändert der Bediener des Fahrzeugs (in einem Schritt S17) die Öffnung des Beschleunigerpedals APO, um eine Veränderung hin zu einem gleichmäßigen Fahrzustand bei VSPx zu erreichen.
Die Ausführung der Schritte S12 bis S16 wird bei Erreichen eines gleichmäßigen Fahrzustandes bei VSPx ausgelöst. Wenn sechs Lesepunkte von VSP, nämlich VSPO, VSP1, VSP2, VSP3, VSP4 und VSPS, ausgewählt sind, werden sechs gemessene TRQALL- Werte als RLDTRQx (x = 0, 1, 2, 3, 4, 5) entsprechend der sechs verschiedenen Lesepunkte von VSPx (x = 0, 1, 2, 3, 4, 5) festgesetzt. Auf diese Weise werden die sechs gemessenen Werte RLDTRQO bis RLDTRQ5 sechs Punkten VSPO bis VSP5 in einem Kennliniendiagramm oder einem Datenfeld innerhalb des SRG 3 gegenübergestellt (siehe 2).
Alle Komponenten des PCM 50 werden aktiviert, nachdem die gemessenen Werte RLDTRQO bis RLDTRQ5 festgesetzt worden sind. Daraufhin wird das PCM 50 in die Lage versetzt, RESTRQ auf einem ausreichend präzisen Niveau zu bestimmen, wodurch es zu der Verbesserung der Präzision beiträgt, mit der die Antriebskraftsteuerung ausgeführt wird.
Das PCM 50 interpretiert einen Anstieg des Antriebsdrehmoments zu Kompensation der Reibung in dem automatischen Getriebe 103 und des Pumpverlustes nicht mehr als Erhöhung der Straßensteigungs-Drehmoments, wodurch eine Antriebskraftsteuerung realisiert wird, die frei von einem höheren Korrekturbetrag ist, als er von dem Bediener erwartet wird. Dies liegt daran, dass TRQALL-Werte in einem gleichmäßigen Fahrzustand an vorbestimmten Punkten VSPO bis VSP5 gemessen werden, wenn der Motor das Kraftfahrzeug antreibt, so dass es auf der Oberfläche einer flachen Straße weiter rollt, und dass die gemessenen Werte entsprechend als Standardwiderstandswerte RLDTRQ0 bis RLDTRQ5 festgesetzt werden. Diese gemessenen Werte RLDTRQ0 bis RLDTRQ5 werden für die lineare Interpolation beim Bestimmen eines Wertes RLDTRQx an einem Lesepunkt VSPx verwendet.
Wenn der Motor während des gleichmäßigen Fahrzustandes das Kraftfahrzeug antreibt, so dass es auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung weiter rollt, wird die Abweichung ΔTRQ minimal (siehe 4). Unter dieser Bedingung liegt ein gegenwärtiger TRQALL-Wert auf der durchgezogenen Linie in 4, und ein gegenwärtiger RLDTRQ-Wert auf der unterbrochenen geraden Linie in 4. Die in 4 veranschaulichte Beziehung zwischen den TRQALL-Werten auf der durchgezogenen Linie und den RLDTRQ-Werten auf der unterbrochenen geraden Linie sichert ein verbessertes präzises Niveau der Korrektur der Antriebskraftsteuerung.
Anhand von 2 und 4 soll nun der Fall untersucht werden, in dem der Motor das Kraftfahrzeug antreibt, so dass es auf der Oberfläche einer flachen Straße mit einer Steigung von 0% bei einer konstanten Geschwindigkeit weiter rollt. In diesem Fall ist ein RLDTRQ- Wert, der aus der linearen Interpolation herrührt, stets größer als ein TRQALL-Wert, der durch den DTG 2 erzeugt wird. Eine Subtraktion von RLDTRQ von TRQALL, die an dem Summationspunkt durchgeführt wird, ergibt einen negativen RESTRQ-Wert, weshalb der DFCG 41 ADDFD auf null setzt. Dies verhindert, dass das PCM 50 eine Erhöhung des Antriebsdrehmoments zur Kompensation der Reibung in dem automatischen Getriebe 103 als Steigungswiderstands-Drehmoment interpretiert. Dies führt dazu, dass eine Antriebskraftsteuerung zur Verfügung gestellt werden kann, die frei von einem höheren Korrekturbetrag ist, als er von dem Bediener des Fahrzeugs erwartet wird.
In der vorangehenden Beschreibung hat der SRG 3 Daten verwendet, die in einem Kennliniendiagramm oder Datenfeld in dem ROM-Speicher gespeichert sind. Wenn dies bevorzugt wird, kann das SRG 3 auch eine Funktion zum Bestimmen von RLDTRQ verwenden. Genauer gesagt, das SRG 3 kann RLDTRQ als Funktion von VSP bestimmen.
7 illustriert ein Fahrzeugsteuersystem, bei dem die vorliegende Erfindung implementiert ist. Gemäß 7 enthält das Fahrzeugsteuersystem ein erstes Rechensystem 200, in das eine Mehrzahl von Betriebsparametern des Fahrzeug-Triebsatzes eingegeben werden, und das nur ein erstes Signal ausgibt. In ein zweites Rechensystem 202 wird ein Parameter eingegeben, der den Zustand anzeigt, in dem ein Kraftfahrzeug fährt, und das nur ein zweites Signal ausgibt. An einem Summationspunkt 204 wird das zweite Signal von dem ersten Signal subtrahiert und ein Fehler ausgegeben. Dieser Fehler wird in ein Steuersystem 206 eingegeben, das einen solchen Befehl an den Triebsatz ausgibt, dass der Fehler gegen null verkleinert wird. An jedem einer vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten der den Zustand anzeigenden Parameter wird ein Wert des zweiten Signals bestimmt, wenn der Fehler auf einem Minimum gehalten wird. Die bestimmten Werte des zweiten Signals werden vorbestimmten Lesepunkten der den Zustand anzeigenden Parametern entsprechend gegenübergestellt. Das zweite Rechensystem 202 verwendet diese Daten zum Bestimmen eines Wertes des zweiten Signals entsprechend einem Lesepunkt des den Zustand anzeigenden Parameters.
Das in 7 gezeigte Fahrzeugsteuersystem stellt einen generalisierten Ausdruck des in 2 gezeigten Fahrzeugsteuersystems dar. Das erste Rechensystem schließt den DTG 2 ein. Aus diesem Grund schließen die Eingangssignale für das erste Rechensystem 200 die folgenden Parameter ein: NRPM, Tp, τRATIO, RATIO und GDATA. Das erste Signal von dem ersten Rechensystem ist TRQALL. Der den Zustand anzeigende Parameter, der das Eingangssignal für das zweite Rechensystem 202 darstellt, ist VSP. Das zweite Signal von dem zweiten Rechensystem 202 ist RLDTRQ. An dem Summationspunkt 204 wird der Fehler gebildet, indem RLDTRQ von TRQALL subtrahiert wird. Das Steuersystem 206 schließt den OTDFG 1 und den cTDFG 4 mit ein. Der Fehler wird als Eingangssignal für das Steuersystem 206 verwendet. Der Befehl, der von dem zweiten Steuersystem 206 ausgegeben wird, ist der Antriebskraftbefehl cTd.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Form des SRG illustriert, der nun mit der Ziffer 300 bezeichnet wird. In den SRG 300 wird ein Eingangssignal der Windgeschwindigkeit WSP in Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingegeben, das von einem Windmesser 121 erfasst wird. Der SRG 300 gibt einen windgeschwindigkeitsabhängigen Standardwiderstand RLDTRQw aus. Unter Verwendung von RLDTRQw kann die Veränderung von WSP eine Veränderung des Korrekturbetrages der Antriebskraft ergeben.
Der SRG 300 speichert in einem Speicher, z.B. einem Direktzugriffsspeicher (ROM), eine Wertemenge von RLDTRQw, die entsprechend einer Menge von Windgeschwindigkeiten WSP während des gleichmäßigen Fahrzustandes des Fahrzeuges auf einer flachen Straße bei einem vorgegebenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP gemessen wurde.
In dem in 8 gezeigten Beispiel werden fünf Werte WSP0, WSP1, WSP2, WSP3 und WSP4 als Punkte ausgewählt, an denen die Widerstandswerte RLDTRQO, RLDTRQ1, RLDTRQ2, RLDTRQ3 und RLDTRQ4 gemessen werden. 8 zeigt deutlich, dass RLDTRQw abzunehmen beginnt, wenn der Wert der Windgeschwindigkeit WSP3 überschreitet. Diese Abnahme liegt in der Turbulenz begründet, die von einem Abriss der Grenzschicht vom Fahrzeugkörper bei sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten herrührt, die mit hohen Werten der Windgeschwindigkeit jenseits von WSP3 einhergehen.
Der SRG 300 kann den SRG 3 ersetzen. In diesem Fall wird RLDTRQw bei der Signalverarbeitung, die in 2 gezeigt ist, anstelle von RLDTRQ verwendet. Eine Veränderung im Standardwiderstand auf Grund eines aerodynamischen Verlustes durch die Veränderung der Konfiguration des Fahrzeugkörpers kann mit Hilfe von RLDTRQw korrigiert werden.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Form des SRG illustriert, der nun mit der Ziffer 400 bezeichnet wird. In den SRG 400 wird ein Eingangssignal des Reifenluftdrucks TPRS eingegeben, das von einem Reifenluftdrucksensor 130 erfasst wird. Der SRG 400 gibt einen reifenluftduckabhängigen Standardwiderstand RLDTRQt aus. Unter Verwendung von RLDTRQt kann die Veränderung von TPRS eine Veränderung des Korrekturbetrages der Antriebskraft ergeben.
Der SRG 400 speichert in einem Speicher, z.B. einem Direktzugriffsspeicher (ROM), eine Wertemenge von RLDTRQt, die entsprechend einer Menge von Reifenluftdrücken TPRS während des gleichmäßigen Fahrzustandes des Fahrzeuges auf einer flachen Straße bei einem vorgegebenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP gemessen wurde.
In dem in 9 gezeigten Beispiel werden fünf Werte TPRS0, TPRS1, TPRS2, TPRS3 und TPRS4 als Punkte ausgewählt, an denen die Widerstandswerte RLDTRQ0, RLDTRQ1, RLDTRQ2, RLDTRQ3 und RLDTRQ4 gemessen werden.
Der SRG 400 kann den SRG 3 ersetzen. In diesem Fall wird RLDTRQt bei der Signalverarbeitung, die in 2 gezeigt ist, anstelle von RLDTRQ verwendet. RLDTRQt gibt die Veränderung im Rollwiderstand auf Grund einer Veränderung des Reifenluftdrucks korrekt wieder, und ermöglicht es somit, die Antriebskraft entsprechend einer Erhöhung des Widerstandes durch einen Abfall des Reifenluftdruckes zu korrigieren.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Form des SRG illustriert, der nun mit der Ziffer 500 bezeichnet wird. In den SRG 500 wird ein Eingangssignal der Außenlufttemperatur TMP eingegeben, die von einem Außenlufttemperatursensor 120 erfasst wird (siehe 1). Der SRG 500 gibt einen außenlufttemperaturabhängigen Standardwiderstand RLDTRQm aus. Unter Verwendung von RLDTRQm kann die Veränderung von TMP eine Veränderung des Korrekturbetrages der Antriebskraft ergeben. Eine Erhöhung der Außenlufttemperatur TMP kann zum Beispiel einen Abfall der Luftdichte bewirken, wodurch die Ladeeffizienz des Motors 101 und damit das Motordrehmoment Te sinkt. Dieser Abfall des Motordrehmoments Te wird anhand des außenlufttemperaturabhängigen Standardwiderstands RLDTRQm ausgedrückt.
Der SRG 500 speichert in einem Speicher, z.B. einem Direktzugriffsspeicher (ROM), eine Wertemenge von RLDTRQm, die entsprechend einer Menge von Außenlufttemperaturen TMP während des gleichmäßigen Fahrzustandes des Fahrzeuges auf einer flachen Straße bei einem vorgegebenen Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP gemessen wurde.
In dem in 10 gezeigten Beispiel werden fünf Werte TMP0, TMP1, TMP2, TMP3 und TMP4 als Punkte ausgewählt, an denen die Widerstandswerte RLDTRQ0, RLDTRQ1, RLDTRQ2, RLDTRQ3 und RLDTRQ4 gemessen werden.
Der SRG 500 kann den SRG 3 ersetzen. In diesem Fall wird RLDTRQm bei der Signalverarbeitung, die in 2 gezeigt ist, anstelle von RLDTRQ verwendet. RLDTRQm gibt die Veränderung des Motordrehmoments korrekt wieder, und ermöglicht es somit, die Antriebskraft entsprechend einer Veränderung des Motordrehmoments zu korrigieren.
In der vorangehenden Beschreibung werden RLDTRQ, RLDTRQw, RLDTRQt und RLDTRQm unabhängig voneinander verwendet. Sie werden aber bevorzugt kombiniert, um einen Standardwiderstand zur Verfügung zu stellen, wodurch es ermöglicht wird, die Präzision zu erhöhen, mit welcher der auf das Fahrzeug wirkende Widerstand bestimmt wird. Dies verbessert die Präzision der Antriebskraftsteuerung.
In der vorangehenden Beschreibung wird das Fahrzeug zum Messen und Festsetzen von RLDTRQ so angetrieben, dass es auf der Oberfläche einer flachen Straße mit 0% Steigung weiter rollt. Das Fahrzeug kann auch so angetrieben werden, dass es zum Messen und Festsetzen von RLDTRQ auf einem Fahrgestell-Dynamometer fährt.
In der vorangehenden Beschreibung wird eine Wertemenge der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP ausgewählt wird, um eine Wertemenge des Standardwiderstands RLDTRQ zu messen. Wenn eine Funktion eine den Standardwiderstand anzeigende Kurve beschreiben kann, wird ein Standardwiderstandswert bei einem Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs VSP gemessen, und der gemessene RLDTRQ-Wert wird verwendet, um die Funktion zu verschieben.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass sich Fachleuten viele Alternativen, Modifikationen und Änderungen im Hinblick auf die vorangehende Beschreibung erschließen werden.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Standardwiderstandswertes für ein Kraftfahrzeug, das Antriebsräder und einen Antriebszug hat, der einen Motor (101) enthält, wobei das Verfahren die Schritte aufweist von: Betreiben (S12, S17) des Motors (101), um das Kraftfahrzeug am Rollen über die Oberfläche einer flachen Straße, die 0% Steigung hat, in einem stabilen Fahrzustand an jedem einer vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten eines Fahrzeugparameters (VSP; WSP; TPRS; TMP) zu halten, Erfassen (S13) von Betriebsparametern- (NRPM, Tp, τRATIO, RATIO) die Betriebsbedingungen des Antriebszuges während des Betriebes des Motors (101) repräsentieren, um das Kraftfahrzeug am Rollen über die Oberfläche der flachen Straße in einem stabilen Fahrzustand an jedem der vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten der Fahrzeugparameters (VSP; WSP; TPRS; TMP) zu halten, Ableiten (S15) eines Antriebsdrehmomentwertes (TRQALL), erzeugt durch den Antriebszug aus den erfassten Betriebsparametern (NRPM, Tp, τRATIO, RATIO) an jedem der vorbestimmten Anzahl von Lesepunkten der Fahrzeugparameter (VSP; WSP; TPRS; TMP), und Festlegen (S16) der abgeleiteten Werte des Antriebsdrehmomentes (TRQALL) als bekannte Standardwiderstandswerte (RLDTRQx) für jeden der vorbestimmten Anzahl der Lesepunkte von Fahrzeugparametern (VSP; WSP; TPRS; TMP).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugparameter die Geschwindigkeit (WSP) des Windes ist, der gegen das Fahrzeug strömt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugparameter der Luftdruck (TPRS) der Reifen der Antriebsräder ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugparameter die Außentemperatur (TMP) rund um das Fahrzeug ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vorbestimmte Anzahl von Lesepunkten der Fahrzeugparameter (VSP; WSP; TPRS; TMP) sechs ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, außerdem aufweisend den Schritt des Durchführens einer linearen Interpolation zum Bestimmen eines Standardwiderstandswertes (RLDTRQ) bei einem Lesepunkt zwischen benachbarten zwei Lesepunkten der Fahrzeugparameter (VSP; WSP; TPRS; TMP).
Fahrzeugsteuersystem für ein Kraftfahrzeug, das Antriebsräder und einen Antriebszug hat, der einen Motor (101) und ein automatisches Getriebe (103) enthält, mit: einem ersten Rechensystem (200), das einen Antriebsdrehmomentgenerator (2), um ein Antriebsdrehmoment (TRQALL) zu bestimmen, enthält, ein zweites Rechensystem (202), das einen Standardwiderstandsgenerator (3) enthält, um einen Standardwiderstandswert (RLDTRQ) für einen vorbestimmten Wert eines Fahrzeugparameters (VSP; WSP; TPRS; TMP) zu bestimmen, und dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rechensystem (200) vorgesehen ist, um eine Antriebsdrehmoment (TRQALL) auf der Grundlage einer Mehrzahl von Betriebsparametern (NRPM, Tp, τRATIO, RATIO) des Antriebszuges zu bestimmen, und das Fahrzeugsteuersystem außerdem aufweist: ein Steuersystem (206), das einen Ziel-Antriebsdrehmomentgenerator (1) enthält, der eine Ziel-Antriebskraft (Td) erzeugt, und einen Generator (4) für eine korrigierte Ziel-Antriebskraft enthält, der die Ziel-Antriebskraft (Td) in Abhängig keit von einem Fehler, festgestellt zwischen einem Antriebsdrehmoment TRQALL) und dem bestimmten Standardwiderstandswert (RLDTRQ), korrigiert, um eine korrigierte Ziel-Antriebskraft zu bestimmen, um sie an den Antriebszug auszugeben, wobei das Steuersystem (206) vorgesehen ist, einen Wert eines Standardwiderstandswertes (RLDTRQ) zu bestimmen, der in dem Standardwiderstandgenerator (3), für eine vorbestimmte Anzahl von Lesepunkten eines Fahrzeugparameter (VSP; WSP; TPRS; TMP) gespeichert werden soll, durch Festlegen eines bestimmten Antriebsdrehmomentwertes (TRQALL) als einen Standardwiderstandswert (RLDTRQ), wenn das Fahrzeug über die Oberfläche einer flachen Straße, die 0% Steigung hat, in einem stabilen Fahrzustand des Fahrzeugparameters (VSP; WSP; TPRS; TMP) rollt, wobei eine Korrektur der Ziel-Antriebskraft (Td) unausführbar gemacht wird, wenn ein Standardwiderstandswert (RLDTRQ) festgelegt wird.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 8, wobei der Fahrzeugparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 8, wobei der Fahrzeugparameter die Geschwindigkeit (WSP) des Windes ist, der gegen das Fahrzeug strömt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 8, wobei der Fahrzeugparameter der Luftdruck (TPRS) der Reifen der Antriebsräder ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 8, wobei der Fahrzeugparameter die Außentemperatur (TMP) rund um das Fahrzeug ist.
Fahrzeugsteuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Antriebsdrehmomentgenerator (2) enthält: einen Motordrehmomentgenerator (21), der die Motordrehzahl (NRPM) und die Kraftstoffeinspritzmenge (Tp) eingibt, um das Ausgangsdrehmoment des Motors (Te) zu bestimmen, einen Verhältnisbestimmungsabschnitt, der ein Drehzahlverhältnis (RATIO) des automatischen Getriebes (103) bestimmt, einen idealen Antriebsdrehmomentgenerator (22), der das Antriebsdrehmoment (idTRQ) auf der Grundlage des bestimmten Ausgangsdrehmomentes (Te) des Motors (101) und des bestimmten Drehzahlverhältnisses (RATIO) des automatischen Getriebes (103) bestimmt, einen Fahrzeugbeschleunigungs-Bestimmungsabschnitt, der die Beschleunigung (G DATA) bestimmt, mit der das Kraftfahrzeug fährt, einen Beschleunigungswiderstands-Bestimmungsabschnitt, der das Beschleunigungswiderstands- (GTRQ) Drehmoment auf der Grundlage der bestimmten Beschleunigung (G DATA) bestimmt, wobei der Antriebsdrehmomentgenerator (2) das bestimmte Beschleunigungsdrehmoment (GTRQ) von dem bestimmten idealen Antriebsdrehmoment (idTRQ) subtrahiert, um ein Ergebnis als das Antriebsdrehmoment (TRQALL) zu geben.
Fahrzeugsteuersystem nach jedem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der Standardwiderstandsgenerator (3) die bekannten Standardwiderstandswerte (RLDTRQ) in einem Plan hat und Standardwiderstandswerte (RLDTRQ) bestimmt, die sich vermindern, wenn sich die Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) aus einem niedrigem Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) in die Richtung zu einem Zwischenbereich der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) erhöhen, und sich erhöhen, wenn sich die Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) weiter von dem Zwischenbereich der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) in die Richtung zu einem hohen Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) erhöhen.
Fahrzeugsteuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der Standardwiderstandsgenerator (3) die bekannten Standardwiderstandswerte (RLDTRQ) als Variable einer Funktion hat, und Standardwiderstandswerte (RLDTRQ) bestimmt, die sich vermindern, wenn sich die Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) von einem niedrigen Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit in die Richtung eines Zwischenbereiches der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) erhöhen, und sich erhöhen, wenn sich die Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) weiter von dem Zwischenbereich der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) in die Richtung eines hohen Bereiches der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) erhöht.
Fahrzeugsteuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei der Standardwiderstandsgenerator (3) eine Anzahl von sechs vorbestimmten Lesepunkten der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) hat und eine lineare Interpolation zum Bestimmen eines Standardwiderstandswertes (RLDTRQ) bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen zwei benachbarten der sechs vorbestimmten Lesepunkte der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) verwendet.