DE60118283T2

DE60118283T2 - Antriebskraftsteuerungssystem

Info

Publication number: DE60118283T2
Application number: DE60118283T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokosuka-shi Iwano; Masayuki Yokohama-shi Yasuoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: DE60118283D1; EP1188602B1; JP2002087117A; EP1188602A2; EP1188602A3; JP3791315B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebskraft-Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Eine solche Antriebskraft-Steuervorrichtung ist aus dem Dokument EP 0 925 992 A2 des Stands der Technik bekannt.
Eine Antriebskraft-Steuervorrichtung ist in den Japanese Patent Provisional Publication Nos. 62-199536 (nachfolgend bezeichnet als „JP62-199536"), 200-45811 (nachfolgend bezeichnet als „JP2000-45811") und 11-255002 (nachfolgend bezeichnet als „JP11-255002") offenbart worden.
In einem Steuerverfahren für ein Fahrzeug-Antriebssystem, offenbart in der JP62-199536, wird ein erwünschtes Antriebsdrehmoment in Abhängigkeit von einer manipulierten Variablen eines Gaspedals und einer Fahrzeug-Geschwindigkeit bestimmt. Ein erwünschtes Übersetzungsverhältnis und ein erwünschter Motor-Drehmomentwert werden basierend auf der erwünschten Antriebskraft berechnet, um einen optimalen Motor-Betriebspunkt für eine gute Kraftstoff-Ökonomie zu erzeugen. Die JP 2000-45811 lehrt die Kompensation einer Abweichung einer tatsächlichen Antriebskraft von einem Sollwert (einer erwünschten Antriebskraft), die von einem Trägheitsmoment entsteht, das aufgrund einer Verzögerung beim Schalten eines automatischen Getriebes und einer Änderung der Radgeschwindigkeit auftritt. Die Abweichung von der erwünschten Antriebskraft wird mit dem korrigierenden Motor-Drehmoment kompensiert. Eine Antriebskraft-Steuervorrichtung, offenbart in der JP11-255002, wird, wenn eine Änderung in dem ersten Faktor von zwei Faktoren auftritt, nämlich einem Übersetzungsverhältnis und einem Motor-Drehmomentabtrieb, in der Zeit verglichen mit einer Änderung in dem zweiten Faktor verzögert, mit anderen Worten dann, wenn eine Zeitverzögerung in einem Steuersystem für den ersten Faktor größer als eine Zeitverzögerung in einem Steuersystem für den zweiten Faktor ist, wird ein Überschuss oder ein Defizit der Antriebskraft, aufgrund der Zeitverzögerung in dem Steuersystem für den ersten Faktor auftretend, durch ein temporäres Vari ieren oder Einstellen der Änderung in dem zweiten Faktor für das Steuersystem, das eine vergleichbar geringe Zeitverzögerung besitzt, kompensiert.
In jeder Steuerspezifikation der Antriebskraft-Steuersysteme, offenbart in der JP62-199536, JP2000-45811 und JP11-255002, wird die Abweichung von der erwünschten Antriebskraft, die auf Grund des Trägheitsmoments entsteht, das aufgrund einer Verzögerung in dem Schalten eines automatischen Getriebes und einer Drehgeschwindigkeitsänderung (wie beispielsweise einer Radgeschwindigkeitsänderung) entsteht, mittels einer Motor-Drehmoment-Steuerung kompensiert. Demzufolge besitzen diese Steuersysteme die Schwierigkeit beim genauen Realisieren der von dem Fahrer geforderten Antriebskraft. Beim Vorhandensein eines übermäßigen Motor-Antriebsdrehmoment-Erfordernisses, größer als ein Motor-Drehmomentwert bei einer vollständig offenen Drosselklappe, ist es schwierig, eine Soll-Antriebskraft zu realisieren. Auch berücksichtigen die zuvor diskutierten Steuersysteme nicht vollständig die Realisierung eines Übergangs-Drehmomentwerts. Insbesondere ist, in Abhängigkeit davon, wie ein Übergangs-Drehmoment während früher Stufen einer Fahrzeugbeschleunigung erzeugt wird, eine Möglichkeit eines Lochs in einem Empfinden für die Beschleunigung und von ungewünschten Geräuschen/Vibrationen vorhanden, das bedeutet eine Verschlechterung der Fahrzeug-Fahrfähigkeit.
Das Dokument US 6,027,425 nach dem Stand der Technik offenbart ein System zum Steuern einer Antriebskraft eines Fahrzeugs, das einen Motor und ein stufenlos variables, automatisches Getriebe, verbunden mit dem Motor, besitzt, um das Motor-Drehmoment auf eine Antriebswelle des Fahrzeugs zu übertragen. In dem System wird eine erwünschte Antriebskraft aus der erfassten Geschleunigungseinrichtungs-(Pedal)-Position und der Fahrzeug-Geschwindigkeit und basierend auf der bestimmten Bewegungskraft einer erwünschten Motor-Geschwindigkeit berechnet oder bestimmt, genauer gesagt wird eine Antriebswellen-Geschwindigkeit des Getriebes berechnet oder bestimmt. Dann wird das Trägheits-Drehmoment, das auf das Fahrzeug einwirkt, basierend auf zumindest der bestimmten Geschwindigkeit und der erfassten Geschwindigkeit berechnet oder bestimmt, und eine erwünschte Drosselöffnung wird durch das bestimmte Trägheits-Drehmoment korrigiert, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert. Mit der Anordnung wird die Fahrzeug-Ansprechverzögerung aufgrund des Trägheits-Drehmoments eingestellt, und demzufolge werden die Fahrfähigkeit und die Kraftstoff-Ökonomieeigenschaft erhöht.
Das Dokument EP 0 925 992 A nach dem Stand der Technik offenbart ein Steuersystem für den Antriebszug, umfassend einen Motor, der verschiedene Motor-Geschwindigkeiten besitzt, und ein Drehmoment-Steuerelement, das auf ein erstes Steuersignal hin betreibbar ist, um das Motor-Drehmoment zu steuern. Das System weist ein CVT auf, das eine Übersetzungsverhältnis-Steueranordnung umfasst, die einen Aktuator besitzt, der in Abhängigkeit eines zweiten Steuersignals aktiviert wird, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle des CVT einzurichten. Eine Steuereinheit ist zum Abgeben des ersten und des zweiten Steuersignals vorgesehen. Die Steuereinheit umfasst einen Soll-Verhältnis-Generator, um ein Soll-Verhältnis zu erzeugen, einen Trägheits-Drehmoment-Generator, um ein Trägheits-Drehmoment von dem Soll-Verhältnis zu erzeugen, und einen Korrektur-Generator, um eine Korrektur zu erzeugen, die erforderlich ist, um die Motor-Drehmoment-Änderung gegenüber dem Trägheits-Drehmoment zu erhalten. Die Steuereinheit erzeugt das erste Steuersignal in Abhängigkeit der Korrektur.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei der ein von dem Fahrer gefordertes Antriebsdrehmoment, eine erwünschte Fahrzeug-Fahrfähigkeit und ein Motorleistungsabtrieb realisiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch die Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, das die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 besitzt.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert. In den Zeichnungen:
1 zeigt ein System-Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer Antriebskraft-Steuervorrichtung darstellt.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein arithmetisches Berechnungsprogramm für für einen Bereitschafts-Zustand erforderliche Werte darstellt, ausgeführt innerhalb der Steuereinheit, die in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform eingesetzt ist.
3 stellt eine vorgegebene, erwünschte Antriebskraft-Liste basierend auf Hardware-Charakteristika dar.
4 stellt eine vorgegebene, charakteristische Liste dar, die dazu benötigt wird, ein erwünschtes Übersetzungsverhältnis einzustellen.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Arithmetik-Berechnungsprogramm für für einen Übergangs-Zustand erwünschte Werte darstellt, innerhalb der Steuereinheit, die in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform eingesetzt ist.
6A und 6B stellen eine charakteristische Kurve dar, die für ein Antriebskraft-Änderungsmuster repräsentativ ist, das dazu benötigt wird, eine ideale Beschleunigungsrate, aufgrund eines Anstiegs in einer manipulierten Variablen einer Beschleunigungseinrichtung, zu realisieren.
7 stellt eine Durchsichtstabelle (oder eine Liste) des Antriebskraft-Änderungsmusters, formuliert für jede Fahrzeug-Geschwindigkeit V und für jede über die Beschleunigungseinrichtung manipulierte Variable Acc, dar.
8 stellt einen Antriebszug dar, der einen Motor und ein stufenlos variables, automatisches Getriebe (CVT) besitzt.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Programm darstellt, das dazu benötigt wird, ein erwünschtes Motor-Drehmoment zu realisieren, und das innerhalb der Steuereinheit ausgeführt wird, die in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform eingesetzt ist.
10 stellt ein vorbestimmtes, erwünschtes Motor-Drehmoment gegenüber einer erwünschten Einlassluft-Mengen-Charakteristik-Liste dar.
11 stellt eine vorgegebene Drosselöffnung Th/V-Liste dar.
12 zeigt ein Zeitdiagramm, das Variationen in der Antriebskraft darstellt, erhalten in der herkömmlichen Antriebskraft-Steuervorrichtung, so dass das Motor-Drehmoment und das Übersetzungsverhältnis unabhängig voneinander gesteuert werden.
13 zeigt ein Zeitdiagramm, das Variationen in der Antriebskraft, erhalten in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform, darstellt, wobei das Motor-Drehmoment und das Übersetzungsverhältnis abgestimmt gesteuert sind.
14 stellt eine vorgegebene Liste für sowohl eine Zeitrate einer Änderung ΔTe in dem Motor-Drehmoment als auch eine Zeitrate einer Änderung ΔGp in einem Übersetzungsverhältnis, vorab eingestellt für jede Fahrzeug-Geschwindigkeit V und für jede mit tels über die Beschleunigungseinrichtung manipulierten Variablen Acc, dar, und verwendet innerhalb der Steuereinheit der Antriebskraft-Steuervorrichtung der dritten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen, insbesondere auf 1, wird eine Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform beispielhaft anhand eines Kraftfahrzeugs, ausgestattet mit einem Antriebszug, der einen Verbrennungsmotor 1 und ein stufenlos variables, automatisches Getriebe (oftmals abgekürzt als „CVT") 2, mit einem Sperr-Drehmomentwandler besitzt, beschrieben. Das Antriebsdrehmoment wird von dem Antriebszug über eine Kardanwelle 3, ein hinteres Differenzial 4, linke und rechte Achsen-Antriebswellen 5 und 6 auf ein linkes und ein rechtes Antriebsrad 7 und 8 übertragen. Obwohl es nicht deutlich in 1 dargestellt ist, ist der Motor 1 mit einem Drosselaktuator, Kraftstoff-Einspritzventilen und Zündkerzen ausgestattet. Der Drosselaktuator spricht auf ein Drosselventil-(Th/V)-Öffnungssignal von einer Ausgangs-Schnittstelle 9e einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 9 an, um so die Drosselöffnung zu steuern oder einzustellen. Die Menge an Kraftstoff, eingespritzt von jedem einzelnen Kraftstoff-Einspritzventil, wird durch ein Kraftstoff-Einspritzmengensignal von einer Ausgangs-Schnittstelle 9e gesteuert. Ein mittels Taktzyklus gesteuertes impulsbreiten-moduliertes Signal wird allgemein als Kraftstoff-Einspritzmengensignal verwendet. Ein Zünd-Zeitpunktsignal (oder ein Impuls-Generatorsignal) für jede Zündkerze wird von innerhalb der Ausgangs-Schnittstelle 9e so ausgegeben, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Verbrennungskammer auf das Zünd-Zeitpunktsignal hin zu zünden. Andererseits ist das CVT 2 mit einem Sperraktuator und einem Getriebe-Verhältnisaktuator ausgestattet. Die Anwendung und die Freigabe der Verriegelungskupplung des Drehmomentwandlers wird in Abhängigkeit eines Verriegelungssignals von der Ausgangs-Schnittstelle 9e gesteuert. Der Getriebe-Verhältnisaktuator ist so vorgesehen, um das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnissignals von der Ausgangs-Schnittstelle 9e zu steuern, während das Übersetzungsverhältnis stufenlos innerhalb Grenzen variiert wird. Wie deutlich in 2 dargestellt ist, sind die Drosselklappenöffnung, die Kraftstoff-Einspritzmenge und der Zünd-Zeitpunkt mittels eine ECU 9 gesteuert. Die Anwendung und Freigabe der Drehmomentwandler-Verriegelungskupplung und des Übersetzungsverhältnisses werden auch durch die ECU 9 gesteuert. Die ECU weist allgemein einen Mikrocomputer auf. Die ECU 9 umfasst Ein gangs- und Ausgangs-Schnittstellen 9a und 9e, Speicher (einen RAM, bezeichnet mit 9c, und einen ROM, bezeichnet mit 9d) und einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Eingangs-Schnittstelle 9e der ECU 9 nimmt Eingangs-Informationen von verschiedenen Motor/Fahrzeugsensoren auf, nämlich einem Kurbelwinkelsensor 10, einem Luftströmungsmesser 11, einem Motor-Temperatursensor 12, einem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 13 und einem Beschleunigungseinrichtungssensor 14. Der Kurbelwinkelsensor 10 ist so vorgesehen, um die ECU über die Motor-Geschwindigkeit N_E zu informieren. Der Luftdurchflussmesser 11 ist so vorgesehen, um die Menge Q_a von Einlassluft, die in den Motor hineingezogen wird, zu erfassen. Der Motor-Temperatursensor 12 ist aus einem Motorkühlmittel-Temperatursensor, der eine Temperatur eines Motorkühlmittels erfasst, zusammengesetzt. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 13 ist so vorgesehen, um eine Fahrzeug-Geschwindigkeit V zu erfassen. Tatsächlich wird eine Getriebeabriebs-Geschwindigkeit durch den Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 13 überwacht und als die Fahrzeug-Geschwindigkeit verwendet. Der Beschleunigungseinrichtungssensor(ACC)-Sensor 14 ist so vorgesehen, um eine manipulierte Variable der Beschleunigungseinrichtung (ein Betrag eines Niederdrückens des Gaspedals) zu erfassen und ein für die Öffnung der Beschleunigungseinrichtung kennzeichnendes Signal (ACC-Sensorsignal) Acc zu erzeugen. Die Eingangs-Schnittstelle 9a nimmt ein für die Motor-Geschwindigkeit kennzeichnendes Signal N_E von dem Kurbelwinkelsensor, ein für die Einlassluftmenge kennzeichnendes Signal Q_a von dem Luftströmungsmesser, ein Kühlmitteltemperatur-Sensorsignal T_w von dem Motor-Temperatursensor 12, ein Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensorsignal V von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 13 und ein für die Beschleunigungseinrichtungsöffnung kennzeichnendes Signal Acc von dem ACC-Sensor auf. Innerhalb der ECU ermöglicht die zentrale Verarbeitungseinrichtung (CPU) den Zugang durch die Eingangs-Schnittstelle von Eingangs-Informations-Datensignalen von den zuvor diskutierten Motor/Fahrzeugsensoren 10, 11, 12, 13 und 14. Die CPU 9b der ECU 9 ist dafür verantwortlich, das Rechenprogramm (siehe 2)/der für den Bereitschafts-Zustand erwünschten Werte/das Arithmetik-Berechnungsprogramm die für den Übergangszustand erwünschten Werte (siehe 5)/das Steuerprogramm für das erwünschte Motor-Drehmoment (erwünschtes Motor-Drehmoment/erwünschte Einlassluftmenge/erwünschte Drosselklappenöffnung-Arithmetik-Berechnungsprogramm) durchzuführen (siehe 9)/elektronisches Kraftstoff- Einspritzsteuerprogramm/elektronisches Zünd-Zeitpunktsteuerprogramm/Getriebe-Drehmomentwandler-Verriegelungs-Steuerprogramm/Getriebe-Verhältnis-Steuerprogramm, gespeichert in Speichern, durchzuführen, und ist in der Lage, die notwendigen arithmetischen und logischen Operationen, dargestellt in den 2, 5 und 9, durchzuführen. Rechenergebnisse (arithmetische Rechenergebnisse), das bedeutet berechnete Ausgangssignale (Solenoid-Ansteuerströme), werden über eine Ausgangs-Schnittstelle 9e der ECU zu Ausgangsstufen weitergeleitet, nämlich zu dem Drosselaktuator, enthalten in dem Motor-Abriebssteuersystem, den Kraftstoff-Einspritzsolenoiden, die einen Teil des elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystems bilden, Zündkerzen, die einen Teil des elektronischen Zündsystems bilden, und elektromagnetischen Solenoidventilen, die einen Teil eines hydraulischen Modulators für Verriegelungs-Steuer/Getriebeverhältnis-Steuerzwecke bilden.
In 2 nun sind arithmetische Rechenprogramme für die für den Bereitschafts-Zustand erwünschten Werte (das für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Motor-Drehmoment und das für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis), ausgeführt innerhalb der CPU der ECU 9, dargestellt.
Am Schritt S30 wird eine statische, erwünschte Antriebskraft oder eine für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Antriebskraft arithmetisch auf der Basis einer mittels Gaspedal manipulierten Variablen Acc von dem ACC-Sensor 14 und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 13 kalkuliert oder berechnet. Tatsächlich wird die statische, erwünschte Antriebskraft über eine Liste basierend auf der über das Gaspedal manipulierten Variablen Acc und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V von der vorprogrammierten oder vorbestimmten, erwünschten Antriebskraft-Liste der 3 aufgesucht, die darstellt, wie die erwünschte Antriebskraft relativ zu sowohl der über das Gaspedal manipulierten Variablen Acc als auch der Fahrzeug-Geschwindigkeit V variiert werden muss. Wie anhand der Charakteristik für die erwünschte Antriebskraft, dargestellt in 3, ersichtlich ist, ist in dem System der dargestellten Ausführungsform die Charakteristik für die erwünschte Antriebskraft durch sowohl die Fahrzeug-Geschwindigkeit V als auch die über das Gaspedal manipulierten Variablen ACC aus Gründen, die nachfolgend angegeben sind, vorgegeben. Dies kommt daher, dass eine Motor-Drehmoment-Charakteristik des Motors 1 und eine Getriebe-Verhältnis-Charakteristik des CVT 2 in Abhängigkeit von sowohl der Fahrzeug-Geschwindigkeit als auch der über das Gaspedal manipulierten Variablen bestimmt werden, und auch kann die Charakteristik für die erwünschte Antriebskraft als das Produkt der Motor-Drehmoment-Charakteristik und der Getriebe-Übersetzungsverhältnis-Charakteristik bestimmt werden.
Am Schritt S31 wird der für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert arithmetisch basierend auf der erwünschten Antriebskraft, erhalten über Schritt S30, kalkuliert oder berechnet. Genauer gesagt wird der für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert als ein Verhältnis der erwünschten Antriebskraft (aufgesucht von der vorprogrammierten Liste für die erwünschte Antriebskraft der 3) zu dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis berechnet. Das bedeutet, dass der für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert durch Teilen der erwünschten Antriebskraft durch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis (siehe die nachfolgende Gleichung) erhalten wird. (Der für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert) = (erwünschte Antriebskraft)/(tatsächliches Übersetzungsverhältnis)
Das tatsächliche Übersetzungsverhältnis ist ein Verhältnis (N_E/V) der Motorgeschwindigkeit N_E (gleich zu der Getriebe-Antriebsgeschwindigkeit) zu der Fahrzeug-Geschwindigkeit V (gleich zu der Getriebe-Abtriebs-Geschwindigkeit).
Am Schritt S32 wird das für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Getriebe-Verhältnis arithmetisch auf der Basis der mittels Gaspedal manipulierten Variablen Acc und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V kalkuliert oder berechnet. Genauer gesagt wird die erwünschte Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit zuerst in einer Liste basierend auf der über das Gaspedal manipulierten Variablen Acc und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V von der vorprogrammierten oder vorgegebenen charakteristischen Liste der 4 aufgesucht, darstellend, wie die erwünschte Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit relativ zu sowohl der über das Gaspedal manipulierten Variablen Acc als auch der Fahrzeug-Geschwindigkeit V variiert werden muss. Danach wird das für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis als ein Verhältnis der erwünschten Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit zu der Fahrzeug-Geschwindigkeit (d.h. Getriebe-Abtriebs-Geschwindigkeit) berechnet, das bedeutet (das für den Bereitschafts-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis) = (erwünschte Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit)/(Fahrzeug-Geschwindigkeit).
In 5 nun ist ein arithmetisches Rechenprogramm für die für den Übergangs-Zustand erwünschten Werte (ein für den Übergangs-Zustand erwünschtes Motor- Drehmoment- und ein für den Übergangs-Zustand erwünschtes Getriebe-Verhältnis), ausgeführt innerhalb der CPU einer ECU 9, dargestellt.
Am Schritt S60 wird ein Muster für die Änderung der erwünschten Antriebskraft basierend auf der statischen, erwünschten Antriebskraft, berechnet über Schritt S30 der 2, kalkuliert oder berechnet. Das Änderungsmuster für die erwünschte Antriebskraft wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die charakteristische Kurve für die Antriebskraft der 6B beschrieben, die darstellt, wie eine Antriebskraft beabsichtigt mit dem Ablauf der Zeit variiert werden muss, wobei die mit dem Gaspedal manipulierte Variable Acc zu einem Zeitpunkt t0 ansteigt (siehe 6A). Wie anhand der 6A und 6B gesehen werden kann, ist eine Differenz in der Abschätzung des Gefühls einer Beschleunigung des Fahrers vorhanden, und zwar aufgrund der Zeitrate einer Änderung in der Beschleunigung (das bedeutet die ruckweise Betätigung) basierend auf der Betätigung der Beschleunigungseinrichtung des Fahrers oder des Niederdrückens des Gaspedals durch den Fahrer, mit anderen Worten aufgrund der Zeitrate einer Änderung der Antriebskraft. Wenn fein und genau Variationen oder Änderungen in der Antriebskraft (eine Ansprech-Charakteristik der Antriebskraft) unmittelbar nach der Betätigung des Gaspedals analysiert werden, wird die Antriebskraft-Ansprech-Charakteristik-Kurve in mindestens vier unterschiedliche Bereiche oder Zeitperioden unterteilt, nämlich (1) einen Bereich einer voranführenden Flanke a(t), (2) einen Anfangs-Ansprechbereich b(t), (3) einen maximalen Änderungsbereich c(t) und (4) einen Peak-Bereich d(t). Ein ideales Antriebskraft-Änderungsmuster (oder eine ideale Antriebskraft-Ansprechcharakteristik) ist für jeden der vier unterschiedlichen Bereiche a(t), b(t), c(t) und d(t) unterschiedlich. Um die Abschätzung des Gefühls für die Beschleunigung des Fahrers zu erhöhen, erfordert jeder der Bereiche a(t), b(t), c(t) und d(t) die folgenden Punkte oder Merkmale. Das bedeutet, dass der Bereich a(t) der voranführenden Flanke entsprechend zu der ersten Zeitperiode (t1–t0) zwischen t0 und t1 eine Glätte benötigt (eine übergangslose Antriebskraft-Änderung). Der anfängliche Ansprechbereich b(t) entsprechend zu der zweiten Zeitperiode (t2–t1) zwischen t1 und t2 erfordert eine Schnelligkeit (eine schnelle Änderung der Antriebskraft). Der maximale Änderungsbereich c(t) entsprechend zu der dritten Zeitperiode (t3–t2) zwischen t2 und t3 erfordert eine große Größe (eine große Änderung der Antriebskraft). Der Peak-Bereich d(t) entsprechend zu der vierten Zeitperiode (t4–t3) zwischen t3 und t4 erfordert eine geeignete Ankunftszeit (eine geeignete, zeitabgestimmte Ankunft an dem Peak- Punkt) ebenso wie eine große Größe (eine große Änderung der Antriebskraft). Aus den Gründen, die vorstehend angegeben sind, wird das ideale Muster einer Antriebskraft-Änderung, enthaltend vier Bereiche a(t), b(t), c(t) und d(t), in Abhängigkeit von dem Typ eines Fahrzeugs, dem Konzept eines Fahrzeugs, der Größe eines Motors, den die Fahrzeuge verwenden, und dergleichen, vorprogrammiert oder vorbestimmt (siehe 6B). Tatsächlich werden, für jede Fahrzeug-Geschwindigkeit V und für jede über das Gaspedal manipulierte Variable Acc, erforderliche Werte für diese erwünschten Muster für eine Änderung der Antriebskraft bestimmt. 7 stellt ein Beispiel der vorprogrammierten Durchsichtstabelle für erforderliche Werte dar, die in Abhängigkeit von sowohl der über das Gaspedal manipulierten Variablen Acc als auch der anfänglichen Fahrzeug-Geschwindigkeit formuliert sind.
Am Schritt S61 wird der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert arithmetisch basierend auf dem erwünschten Muster für die Antriebskraft-Änderung, das formuliert ist, kalkuliert oder berechnet (siehe die Durchsichtstabelle der 7). Konkret wird der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert als ein Verhältnis der erwünschten Antriebskraft (aufgesucht von der vorprogrammierten Durchsichtstabelle der 7) zu dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis berechnet. Das bedeutet, dass der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert durch Teilen der erwünschten Antriebskraft, formuliert durch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis, erhalten wird, das bedeutet (der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert) = (das für die erwünschte Antriebskraft formulierte)/(tatsächliche Übersetzungsverhältnis). Zum Beispiel wird, wie in den 6a und 6b dargestellt ist, wenn die anfängliche Fahrzeug-Geschwindigkeit 0 [km/h] ist, die über die Beschleunigungseinrichtung bzw. das Gaspedal manipulierte Variable Acc 10 [Grad] ist, die Beschleunigungseinrichtung in einer stufenartigen Art und Weise bei t0 betätigt und demzufolge wird die durch die Beschleunigungseinrichtung manipulierte Variable Acc stufenweise bei t0 angehoben, wobei der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert Td(t) für jeden Zeitpunkt (t1, t2, t3, t4) wie folgt bestimmt wird.

(i) In Bezug auf den Bereich der voranführenden Flanke a(t) ist der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert Td(t1) gleich zu a(t1)/(tatsächliches Übersetzungsverhältnis), da die erwünschte Antriebskraft, die formuliert ist, als a(t1) gegeben ist.
(ii) In Bezug auf den anfänglichen Ansprech-Bereich b(t) ist der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert Td(t2) gleich zu b(t2)/(tatsächliches Übersetzungsverhältnis), da die erwünschte Antriebskraft, die formuliert ist, als b(t2) gegeben ist.
(iii) In Bezug auf den Bereich der maximalen Änderung c(t) ist der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert Td(t3) gleich zu c(t3)/(tatsächliches Übersetzungsverhältnis), da die erwünschte Antriebskraft, die formuliert ist, als c(t3), gegeben ist.
(iv) In Bezug auf den Peak-Bereich d(t) ist der für den Übergangs-Zustand erwünschte Motor-Drehmomentwert Td(t4) gleich zu d(t4)/(tatsächliches Übersetzungsverhältnis), da die erwünschte Antriebskraft, die formuliert ist, gegeben ist als d(t4).

Am Schritt S62 wird das für den Übergangs-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis arithmetisch basierend auf dem Änderungsmuster für die erwünschte Antriebskraft, formuliert und am Schritt S60 (siehe Durchsichtstabelle der 7) kalkuliert oder berechnet. Konkret wird das für den Übergangs-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis wie folgt berechnet.
Zuerst wird die für die Beschleunigungseinrichtung bzw. das Gaspedal manipulierte Variable Acc berechnet oder anhand einer Liste aufgesucht, und zwar basierend auf den erwünschten Antriebskräften a(t), b(t), ... d(t), berechnet am Schritt S60, und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V von der vorprogrammierten, charakteristischen Liste, die in 3 dargestellt ist. Als zweites wird die erwünschte Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit berechnet oder anhand einer Liste, basierend auf der mittels der Beschleunigungseinrichtung manipulierten Variablen Acc, und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V, von der vorprogrammierten, charakteristischen Liste, dargestellt in 4, aufgesucht. Als drittes wird das für den Übergangs-Zustand erwünschte Übersetzungsverhältnis durch Teilen der erwünschten Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit durch die Fahrzeug-Geschwindigkeit (die Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit) erhalten oder bestimmt.
Beim Berechnen von erwünschten Werten von einer erforderlichen Antriebskraft werden Gleichungen einer Bewegung für jedes Teil eines vereinfachten Antriebszug-Modells, dargestellt in 8, aufgebaut aus einem Motor, einen CVT, einem Endzahnrad und einem Antriebsrad, betrachtet oder analysiert wie folgt.
Zuerst werden Grundgleichungen einer Bewegung in Bezug auf jede Welle, nämlich einer CVT-Antriebswelle, einer CVT-Abtriebswelle und einer Achsen-Antriebswelle, durch die folgenden Gleichungen (1)–(6) dargestellt. Te – Tm = J1·(dωe/dt) (1) Gp·Tm – Tf = J2·(dω2/dt) (2) Gf·Tf – Td = J3·(dωw/dt) (3) ωe = Gp·ω2 (4) ω2 = Gf·ωw (5) Td = Rt·Fd (6)wobei J1 das Trägheitsmoment (einfach die Trägheit) des Motors und der CVT-Antriebswelle bezeichnet, Te das Motor-Drehmoment bezeichnet, ω_e die Motor-Geschwindigkeit bezeichnet (d.h. eine Winkel-Geschwindigkeit der CVT-Antriebswelle), Tm das CVT-Antriebsdrehmoment bezeichnet, J2 das Trägheitsmoment (einfach die Trägheit bzw. Trägheitskraft) der CVT-Abtriebswelle zwischen der Ausgangsseite des CVT und der Eingangsseite des Endzahnrads bezeichnet, Gp ein Übersetzungsverhältnis des CVT bezeichnet, ω₂ eine Winkel-Geschwindigkeit der CVT-Abtriebswelle bezeichnet, Tf das Ausgangsdrehmoment der CVT-Abtriebswelle bezeichnet, J3 das Trägheitsmoment (einfach die Trägheit bzw. Trägheitskraft) der Achsenantriebswelle zwischen dem Endzahnrad und dem Antriebsrad bezeichnet, Gf ein Untersetzungsverhältnis des Endzahnrads bezeichnet, ω_w eine Antriebsrad-Geschwindigkeit (d.h. eine Winkel-Geschwindigkeit der Achsenantriebswelle) bezeichnet, Td ein Antriebsdrehmoment bezeichnet, Fd eine Antriebskraft bezeichnet und Rt einen effektiven Radius eines Reifens bezeichnet.
Aus den vorstehend angegeben Bewegungsgleichungen (1)–(6) kann das Antriebsdrehmoment Td durch die folgenden Ausdrücke (7) und (8) dargestellt werden. Td = Gf·Tf – J3·(dωw/dt) = Gf·{Gp·Tm – J2·(dω2/dt)} – J3·(dωw/dt) = Gf·[Gp·{Te – J1·(dωe/dt)} – J2·(dω2/dt)] – J3·(dωw/dt) = Gf·Gp·Te – Gf·Gp·J1·(dωe/dt) – Gf·J2·(dω2/dt) – J3·(dωw/dt) (7) Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw·(dGp/dt) – (Gf2·Gp2·J1 + Gf2·J2 + J3)·(dωwdt) (8)wobei ein erster Term Gf·Gp·Te des Ausdrucks (8) einem Antriebsdrehmoment, erzeugt durch das Motor-Drehmoment, entspricht, ein zweiter Term Gf²·Gp·J1·ω_w, (dGp/Dt) einem Trägheits-Drehmoment entspricht, das aufgrund einer Änderung in dem Übersetzungsverhältnis des CVT auftritt, und ein dritter Term (Gf²·Gp²·J1 + Gf²·J2 + J3)·(dω_w/dt) einem Trägheits-Drehmoment entspricht, das aufgrund einer Änderung in der Fahrzeug-Geschwindigkeit auftritt.
Nachfolgend wird eine Art und Weise erläutert, um das Ansprechverhalten und die Weichheit der Antriebskraft-Steuer-Charakteristik zu verbessern. Von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Term des vorstehend angegebenen Ausdrucks (8) ist der dritte Term (Gf²·Gp²·J1 + Gf²·J2 + J3)·(dω_w/dt) entsprechend zu einem Trägheits-Drehmoment, das aufgrund einer Änderung in der Fahrzeug-Geschwindigkeit auftritt, vernachlässigbar, da die Änderung in der Fahrzeug-Geschwindigkeit dazu tendiert, geringer als andere Faktoren zu sein, nämlich eine Änderung in dem Übersetzungsverhältnis und eine Änderung in dem Motor-Drehmoment. Deshalb kann das Antriebsdrehmoment Td einfacher durch den folgenden Ausdruck (9) durch Beseitigen des dritten Terms umgeschrieben werden. Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw·(dGp/dt) (9)
Es ist erwünscht, dass erwünschte Motor-Drehmoment und das erwünschte Übersetzungsverhältnis so zu bestimmen, dass das Antriebsdrehmoment Td, erhalten durch den vorstehenden Ausdruck (9), identisch zu der erforderlichen Antriebskraft (oder der erwünschten Antriebskraft, die formuliert ist), klassifiziert durch Bedingungen, ist, das bedeutet die über die Beschleunigungseinrichtung manipulierte Variable und die anfängliche Fahrzeug-Geschwindigkeit (siehe die Tabelle der 7). Allerdings ist es schwierig, sowohl das erwünschte Motor-Drehmoment als auch das erwünschte Übersetzungsverhältnis von nur einer Antriebskraft-Gleichung abzuleiten. Wie anhand der nachfolgenden zwei Differenzial-Gleichungen (10) und (11) ersichtlich werden kann, kann, unter Berücksichtigung einer Ableitung Td' der ersten Ordnung und einer Ableitung Td'' der zweiten Ordnung für die Antriebsdrehmoment-Gleichung (9), d.h. Td = Gf·Gp·Te – Gf²·Gp·J1·ω_w·(dGp/dt), das erwünschte Motor-Drehmoment und das erwünschte Übersetzungsverhältnis durch Auflösen dieser Differenzial-Gleichungen (10) und (11) in einer solchen Art und Weise, um eine Zeitrate einer Änderung in der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, und eine Krümmung der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, zu erhalten. Genauer gesagt ist die Zeitrate einer Änderung in der erforderlichen Antriebskraft zu der Ableitung Td' (= dTd/dt) der ersten Ordnung in Bezug gesetzt, wogegen die Krümmung der erforderlichen Antriebskraft zu sowohl der Ableitung Td' (= dTd/dt) der ersten Ordnung als auch der Ableitung Td'' (= d²Td/Dt²) der zweiten Ordnung in Bezug gesetzt ist. Die Krümmung wird als Td''/{1 + (Td')²}^3/2 dargestellt. dTd/dt = Gf·GP·(dTe/dt) + Gf·Te·(dGp/dt) – J1·Gf2·ωw·{Gp·d2Gp/dt2 + (dGp/dt)2} (10) d2Td/dt2 = Gf·{Gp·(d2Te/dt2) + 2(dTe/dt)·(dGp/dt) + Te·(dGp/dt)2} – J1·Gf·ωw·{Gp·d3Gp/dt3 + 3·(dGp/dt)·(d2Gp/dt2)} (11)
Eine Lösung dieser Differenzial-Gleichungen (10) und (11) kann mittels einer allgemeinen, numerischen Lösung, wie beispielsweise einem Verfahren nach Euler oder einem Runge-Kutta Verfahren, unter der Annahme erhalten werden, dass eine Berechnungskapazität der CPU der ECU 9 ausreichend ist. Umgekehrt kann, wenn die Berechnungskapazität der CPU der ECU 9 unzureichend ist, die Lösung der Antriebskraft-Gleichungen (7), (8) oder (9) für das erwünschte Motor-Drehmoment und das erwünschte Übersetzungsverhältnis offlinemäßig vorberechnet werden, so dass die Antriebskraft Td, definiert durch die Antriebskraft-Gleichungen (7), (8) oder (9), identisch zu der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, dargestellt in 7, ist.
Unter Bezugnahme nun auf 9 wird ein Motor-Drehmoment-Steuerprogramm dargestellt, das dazu benötigt wird, das erwünschte Motor-Drehmoment zu realisieren. In derselben Art und Weise wie die anderen Programme, dargestellt in 2 und 5, wird dieses Programm der 9 als in der Zeit getriggerte Unterbrechungsprogramme ausgeführt, um zu allen vorbestimmten Zeitintervallen getriggert zu werden.
Am Schritt S110 wird ein erwünschtes Motor-Drehmoment durch Auflösen der Differenzial-Gleichungen (10) und (11) in einer solchen Art und Weise berechnet, um die Zeitrate einer Änderung in der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen und die Krümmung in der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, anzupassen.
Am Schritt S111 wird eine erwünschte Einlassluftmenge basierend auf dem erwünschten Motor-Drehmoment berechnet. Konkret wird die erwünschte Einlassluftmenge über eine Liste basierend auf sowohl dem erwünschten Motor-Drehmoment als auch der tatsächlichen Motor-Geschwindigkeit von einer vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristik-Liste der 10 aufgesucht, die darstellt, wie die erwünschte Einlassluftmenge relativ zu sowohl dem erwünschten Motor-Drehmoment als auch der tatsächlichen Motor-Geschwindigkeit variiert werden muss.
Am Schritt S112 wird eine erwünschte Drosselventilöffnung (erwünschte Th/V Öffnung) basierend auf der erwünschten Einlassluftmenge berechnet. Um die erwünschte Einlassluftmenge zu realisieren, wird, konkret, die erwünschte Drosselöffnung über eine Liste basierend auf der erwünschten Einlassluftmenge und der tatsächlichen Motor-Geschwindigkeit von einer vorbestimmten oder vorprogrammierten charakteristischen Liste der 11 aufgesucht, die darstellt, wie die erwünschte Drosselöffnung relativ zu sowohl der tatsächlichen Motor-Geschwindigkeit als auch der erwünschten Einlassluftmenge variiert werden muss. Danach wird, um das erwünschte Motor-Drehmoment zu realisieren, das Drosselventil-Öffnungssignal entsprechend zu der erwünschten Drosselöffnung von einem Drosselventil-Aktuator-Steuerabschnitt der ECU 9 über die Ausgangs-Schnittstelle zu dem Drosselaktuator ausgegeben, um so das Drosselventil auf die erwünschte Drosselöffnung, erhalten über Schritt S112, einzustellen. Der Drosselventil-Aktuator-Steuerabschnitt ist in einem ein erwünschtes Motor-Drehmoment realisierenden Abschnitt (oder einer erwünschten ein Motor-Drehmoment realisierenden Einrichtung) enthalten. Deshalb kann das erwünschte Motor-Drehmoment mittels der Einlassluftmengen-Steuerung realisiert werden, die eine weiche Motor-Drehmoment-Änderung ohne Verschlechterung der Fahrfähigkeit sicherstellt (ohne die nicht erwünschte Drehmoment-Differenz). Zusätzlich wird, in einer ähnlichen Art und Weise, wie sie vorstehend diskutiert ist, ein erwünschtes Übersetzungsverhältnis auch durch Auflösen der Differenzial-Gleichungen (10) und (11) in einer solchen Art und Weise berechnet, um die Zeitrate einer Änderung der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, und die Krümmung in der erforderlichen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, anzupassen. Wie zuvor diskutiert ist, wird, andererseits, das tatsächliche Übersetzungsverhältnis als das Verhältnis (N_E/V) der Motor-Geschwindigkeit N_E (= Getriebe-Antriebs-Geschwindigkeit) zu der Fahrzeug-Geschwindigkeit V (= Getriebe-Abtriebs-Geschwindigkeit) berechnet. Danach wird, um das erwvünschte Übersetzungsverhältnis zu realisieren, das Übersetzungsverhältnis-Signal entsprechend zu dem erwünschten Übersetzungsverhältnis von einem Übersetzungsverhältnis-Aktuator-Steuerabschnitt der ECU 9 über die Ausgangs-Schnittstelle zu dem Übersetzungsverhältnis-Aktuator ausgegeben, so dass das tatsächliche Übersetzungs- bzw. Getriebeverhältnis näher zu dem erwünschten Übersetzungsverhältnis gebracht wird, indem das tatsächliche Übersetzungsverhältnis auf das erwünschte Übersetzungsverhältnis eingestellt wird. Der Übersetzungsverhältnis-Aktuator-Steuerabschnitt ist in einem Realisierungsabschnitt für das erwünschte Übersetzungsverhältnis (oder einer erwünschten Übersetzungsverhältnis-Realisierungseinrichtung) enthalten. Deshalb kann das erwünschte Übersetzungsverhältnis mittels der Übersetzungsverhältnis-Steuerung realisiert werden, die eine weiche Übersetzungsverhältnis-Änderung ohne Verschlechtern der Fahrfähigkeit sicherstellt (ohne die nicht erwünschte Drehmoment-Differenz).
Wie vorstehend diskutiert ist, werden, entsprechend der Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform, das erwünschte Motor-Drehmoment (Te) und das erwünschte Übersetzungsverhältnis (Gp) in einer Realzeit aus den Ausdrücken (9), (10) und (11), auf der Basis des erwünschten Antriebskraft-Änderungsmusters der 7 (die charakteristische Kurve für die erwünschte Antriebskraft der 6B) berechnet oder abgeleitet, wobei dieses Muster in Abhängigkeit von dem Typ des Fahrzeugs, dem Konzept des Fahrzeugs, und dergleichen, vorbestimmt ist. Der Motor 1 und das CVT 2 werden gleichzeitig basierend auf dem erwünschten Motor-Drehmoment (Te), das berechnet ist, und dem erwünschten Übersetzungsverhältnis (Gp), das berechnet ist, gesteuert. Das bedeutet, dass, in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform, das Motor-Drehmoment und das Übersetzungsverhältnis beide abgestimmt so gesteuert werden, dass die Motor-Drehmoment-Steuerung und die Übersetzungsverhältnis-Steuerung gleichzeitig übergangslos fortschreiten, wie dies in 13 dargestellt ist. Wie anhand der Zeitrate einer Änderung und der Krümmung der untersten Charakteristikkurve für eine übergangslose Antriebskraft, dargestellt in 13, ersichtlich werden kann, kann das erwünschte Antriebskraft-Änderungsmuster, das bedeutet, die übergangslose und schnelle Ansprech-Charakteristik für das Antriebsdrehmoment, sichergestellt werden. Mit anderen Worten kann die Antriebskraft übergangslos schnell angehoben werden (siehe die charakteristische Kurve für eine übergangslose, ansteigende Antriebskraft der 13).
Im Gegensatz dazu tendiert, in dem Fall, dass der Motor 1 und das CVT 2 unabhängig voneinander gesteuert werden, wie dies aus dem Ausdruck (8) ersichtlich werden kann, bei dem Vorhandensein eines Schattens, die Trägheits-Drehmoment-Komponente, die aufgrund einer Änderung in dem Übersetzungsverhältnis des CVT auftritt (entsprechend zu dem zweiten Term (Gf²·Gp²·J1·ω_w·(dGp/dt)), dazu, von der Antriebsdrehmoment-Komponente, erzeugt durch das Motor-Drehmoment (entsprechend zu dem ersten Term Gf·Gp·Te) subtrahiert zu werden. Als Folge werden das Ansprechverhalten und die Weichheit bzw. der Nahtlosigkeit der Antriebskraft-Steuer-Charakteristik verhindert oder verschlechtert (siehe die Polygonallinien-Antriebskraft-Charakteristik, dargestellt in 12). Wie in 12 zu sehen ist, steigt, entsprechend der unabhängigen Steuerung, die Antriebskraft temporär aufgrund eines Anstiegs in dem Motor-Drehmoment an. Wenn das Übersetzungsverhältnis mit einer Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt an variiert, zu dem das Motor-Drehmoment damit beginnt, anzusteigen, zeigt die Antriebskraft-Steuervorrichtung basierend auf der unabhängigen Steuerung eine Antriebskraft-Charakteristik so, dass die Antriebskraft stark aufgrund der Trägheits-Drehmoment-Komponenten abfällt, die aufgrund der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des CVT auftritt. Als eine Folge ist es nicht möglich, einen sanften Anstieg in der Antriebskraft zu realisieren, was demzufolge die Fahrfähigkeit des Fahrzeugs verschlechtert.
Wie vorstehend angegeben ist, umfasst die Antriebskraft-Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform einen Berechnungsabschnitt für die erwünschte Antriebskraft (oder eine Berechnungseinrichtung für eine erwünschte Antriebskraft), die eine statische, erwünschte Antriebskraft basierend auf sowohl der über die Beschleunigungseinrichtung bzw. das Gaspedal manipulierten Variablen Acc als auch der Fahrzeug-Geschwindigkeit V berechnet, einen Berechnungsabschnitt für ein Änderungsmuster einer erwünschten Antriebskraft (oder eine Berechnungseinrichtung für ein Änderungsmuster einer erwünschten Antriebskraft), die, basierend auf der statischen, erwünschten Antriebskraft, ein erwünschtes Antriebskraft-Änderungsmuster, definiert durch eine Zeitrate einer Änderung in der erwünschten Antriebskraft, und eine Kurve bzw. Krümmung der erwünschten Antriebskraft, berechnet, einen Berechnungsabschnitt für einen erwünschten Wert für einen Bereitschaftszustand (oder eine Berechnungseinrichtung für einen erwünschten Wert ei nes Bereitschaftszustands), der einen erwünschten Bereitschaftszustand-Motor-Drehmomentwert basierend auf der statischen, erwünschten Antriebskraft berechnet und ein erwünschtes Bereitschaftszustand-Übersetzungsverhältnis basierend auf sowohl der über die Beschleunigungseinrichtung bzw. das Gaspedal manipulierten Variablen Acc als auch der Fahrzeug-Geschwindigkeit V berechnet, einen Berechnungsabschnitt für einen erwünschten Wert eines Übergangszustands (oder eine Berechnungseinrichtung für einen erwünschten Wert eines Übergangszustands), der einen erwünschten Motor-Drehmomentwert für einen Übergangszustand und ein erwünschtes Übersetzungsverhältnis für einen Übergangszustand, unter Verwendung der vorbestimmten, physikalischen Ausdrücke (vorbestimmte Bewegungsgleichung), berechnet, um das erwünschte Antriebskraft-Änderungsmuster zu erfüllen, und einen Motor-Drehmoment- und Übersetzungsverhältnis-Abstimmungssteuerabschnitt, der dazu geeignet ist, gleichzeitig sowohl mit einer Motor-Drehmoment-Steuerung als auch einer Übersetzungsverhältnis-Steuerung so fortzuschreiten, um die erwünschten Werte zu realisieren, nämlich den für den Bereitschaftszustand erwünschten Motor-Drehmomentwert, das für den Bereitschaftszustand erwünschte Übersetzungsverhältnis, den für den Übergangszustand erwünschten Motor-Drehmomentwert und das für den Übergangszustand erwünschte Übersetzungsverhältnis. Aus den Gründen, die vorstehend angegeben sind, ist die Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform für verschiedene übergangsmäßige Beschleunigungsmuster des Fahrzeugs geeignet. Das bedeutet, dass, in der Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform, die Antriebskraft-Ansprech-Charakteristik, die Glätte der Antriebskraft-Charakteristik-Kurve und die Größe der Beschleunigungsrate übergangslos optimal sogar in einem übergangsmäßigen Beschleunigungszustand gesteuert werden können. Dies verbessert stark die Fahrfähigkeit des Fahrzeugs (umfassend die Beschleunigungsfunktion) und den Motor-Abtriebsausgang. Mit anderen Worten kann das von dem Fahrer geforderte Antriebsdrehmoment (d.h. die von dem Fahrer erforderlich oder durch den Fahrer beabsichtigte Beschleunigungsrate) sogar während einer anfänglichen Beschleunigung realisiert werden, was demzufolge das Gefühl für eine Beschleunigung verstärkt.
In einer Antriebskraft-Steuervorrichtung der zweiten Ausführungsform wird, auf der Basis des erwünschten Antriebskraft-Änderungsmusters der 7, das in Abhängigkeit von zumindest einem Typ des Fahrzeugs und dem Konzept des Fahrzeugs vorbestimmt ist, ein erwünschtes Endmotor-Drehmoment (T_e) berechnet, bestimmt oder aus dem Be reitschaftszustand-Motor-Drehmomentwert, berechnet über Schritt S31, und den für den Übergangszustand erforderlichen Motor-Drehmomentwert, berechnet über Schritt S61, berechnet, während ein erwünschtes Endübersetzungsverhäitnis (G_p) berechnet, bestimmt oder von sowohl dem für den Bereitschaftszustand erwünschten Übersetzungsverhältnis, berechnet über Schritt S32, als auch das für den Übergangszustand erwünschte Übersetzungsverhältnis, berechnet über Schritt S62, abgeleitet wird. Dann werden der Motor 1 und das CVT 2 abgestimmt basierend auf dem erwünschten Endmotor-Drehmoment (Te) und dem erwünschten Endübersetzungsverhältnis (Gp) gesteuert. Das bedeutet, dass, anstelle der Verwendung der zuvor angeführten Differenzial-Gleichung (10) und (11) im Schritt S110, der für den Bereitschaftszustand erwünschte Motor-Drehmomentwert, berechnet über Schritt S31 der 2, und der für den Übergangszustand erwünschte Motor-Drehmomentwert, berechnet über Schritt S61 der 5, beide verwendet werden, um abschließend das erwünschte Motor-Drehmoment (Te) zu bestimmen, basierend auf dem erwünschten Antriebskraft-Änderungsmuster der 7. Die Steuervorrichtung der zweiten Ausführungsform kann dieselben Effekte und die Betriebsweise wie die erste Ausführungsform liefern. In dem Fall, dass der für den Übergangszustand erwünschte Wert (der für den Übergangszustand erwünschte Motor-Drehmomentwert oder das für den Übergangszustand erwünschte Übersetzungsverhältnis) als ein absoluter Wert eingestellt wird, kann der für den Übergangszustand erwünschte Wert anstelle des für den Bereitschaftszustand erwünschten Werts verwendet werden.
In einer Antriebskraft-Steuervorrichtung der dritten Ausführungsform wird, unter der Annahme, dass die Rechenkapazität der CPU der ECU 9 unzureichend ist, die Lösung der Antriebskraft-Gleichungen (7), (8) oder (9) für das erwünschte Motor-Drehmoment- und das erwünschte Übersetzungsverhältnis Offline zuvor berechnet und zusätzlich werden eine Zeitrate eine Änderung ΔTe in dem Motor-Drehmoment und eine Zeitrate einer Änderung ΔGp in dem Übersetzungsverhältnis zuvor als Listen-Daten eingestellt und durch Bedingungen klassifiziert, nämlich die über die Beschleunigungseinrichtung manipulierte Variable und die anfängliche Fahrzeug-Geschwindigkeit (siehe 14). Unter Berücksichtigung der unzureichenden Rechenkapazität der CPU der ECU wird die Lösung der Antriebskraft-Gleichungen (7), (8) oder (9) für das erwünschte Motor-Drehmoment und das erwünschte Übersetzungsverhältnis zuvor Offline berechnet, so dass die Antriebskraft Td, definiert durch die Antriebskraft-Gleichungen (7), (8) oder (9), identisch zu der erforderli chen Antriebskraft, klassifiziert durch die zuvor angeführten Bedingungen, dargestellt in 7, ist. Andererseits werden, wie in 14 dargestellt ist, eine Zeitrate einer Änderung ΔTe in dem Motor-Drehmoment und eine Zeitrate einer Änderung ΔGp in dem Übersetzungsverhältnis zuvor als Listen-Daten eingestellt, und zwar für jede Bedingung. Unter einem Aufsuchen aus der vorbestimmten oder vorprogrammierten Liste der 14 werden das erwünschte Motor-Drehmoment (Te) und das erwünschte Übersetzungsverhältnis (Gp) abgeleitet oder berechnet. Der Motor 1 und das CVT 2 werden basierend auf dem erwünschten Motor-Drehmoment Te und dem erwünschten Übersetzungsverhältnis (Gp), die berechnet sind, gesteuert. Die Steuervorrichtung der dritten Ausführungsform kann dieselben Effekte und denselben Betrieb wie die erste Ausführungsform liefern.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich werden wird, wird, in der Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsformen, die Abweichung der tatsächlichen Antriebskraft von dem erwünschten Wert, was zu einem Trägheits-Drehmoment führt, das aufgrund der Verzögerung in dem Schalten des automatischen Getriebes und einer Änderung in der Radgeschwindigkeit resultiert, nicht durch nur die Motor-Drehmoment-Steuerung kompensiert. Anstelle davon besitzt die Antriebskraft-Steuervorrichtung der Ausführungsform eine Steuer-Spezifikation so, dass ein für einen Übergangszustand erwünschter Wert für die Antriebskraft ebenso wie ein für einen Bereitschaftszustand erwünschter Wert für die Antriebskraft mittels einer Abstimmungs-Steuerung für sowohl das Motor-Drehmoment als auch das Übersetzungsverhältnis erreicht werden kann, was demzufolge ein gutes, übergangsmäßiges Beschleunigungsgefühl insbesondere während der frühen Stufen der Fahrzeug-Beschleunigung sicherstellt. Weiterhin wird, um die erwünschte Beschleunigungsfunktion und die erwünschte Fahrzeug-Fahrfähigkeit zu erzielen, ein Änderungsmuster für die Antriebskraft in Bezug auf die Zeit t durch vorbestimmte Bedingungen formuliert und klassifiziert, nämlich der über die Beschleunigungseinrichtung bzw. das Gaspedal manipulierten Variablen Acc und der Fahrzeug-Geschwindigkeit V (siehe 6B und 7). Deshalb ist eine erhöhte Tendenz für die erwünschte Antriebskraft dahingehend vorhanden, sich nahtlos in der Richtung der positiven Zeitachse zu ändern. Dies erhöht oder verbessert die Beschleunigungsfunktion und die Fahrfähigkeit des Fahrzeugs. Weiterhin wird die Antriebskraft (oder das Antriebsdrehmoment) unter Berücksichtigung sowohl des Motor-Drehmoments, des Übersetzungsverhältnisses als auch des Trägheits-Drehmoments, die während der Änderung in dem Übersetzungsverhältnis auftreten, und des Trägheits- Drehmoments, das aufgrund der Änderung der Fahrzeug-Geschwindigkeit auftritt (oder aufgrund der Änderung der Antriebsrad-Geschwindigkeit), formuliert. Das vorstehende Änderungsmuster für die Antriebskraft wird basierend auf sowohl der Änderungsrate in der Antriebskraft in Bezug auf die Zeit t als auch der Krümmung der Antriebskraft in Bezug auf die Zeit t formuliert. Bewegungs-Gleichungen für die Antriebskraft (oder das Antriebsdrehmoment) und Differenzial-Gleichungen für eine Änderung in der Antriebskraft (oder dem Antriebsdrehmoment) werden verwendet. Die Bewegungs-Gleichungen (umfassend die Differenzial-Gleichungen) werden so gelöst, dass das Änderungsmuster für die Antriebskraft identisch zu dem Änderungsmuster für die erwünschte Antriebskraft ist, das zu der erwünschten Beschleunigungsfunktion und Fahrfähigkeit des Fahrzeugs führt. Demzufolge ist es möglich, eine realistische oder praktische Lösung der Bewegungs-Gleichung für das Motor-Drehmoment und das Übersetzungsverhältnis zu erhalten, beide benötigt dazu, die für die von dem Fahrer geforderte Antriebskraft zu realisieren (mit anderen Worten die beabsichtigte Beschleunigungsrate des Fahrers).

Claims

Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, das mit einem Antriebsstrang versehen ist, der einen Motor und ein Getriebe aufweist, wobei sie umfasst: einen ersten Sensor (14), der eine Betätigungs-Variable (Acc) eines Gaspedals erfasst; einen zweiten Sensor (13), der eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erfasst; einen Abschnitt zum Berechnen einer gewünschten Antriebskraft, der eine statische gewünschte Antriebskraft auf Basis sowohl der Betätigungs-Variable (Acc) als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) berechnet; einen Abschnitt zum Berechnen eines gewünschten Gleichgewichtszustand-Wertes, der einen gewünschten Gleichgewichtszustand-Motordrehmomentwert auf Basis der gewünschten statischen Antriebskraft berechnet und ein gewünschtes Gleichgewichtszustand-Übersetzungsverhältnis auf Basis sowohl der Betätigungs-Variable (Acc) des Gaspedals als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) berechnet; gekennzeichnet durch einen Abschnitt zum Berechnen eines Antriebskraft-Änderungsmusters, der ein gewünschtes Antriebskraft-Änderungsmuster auf Basis der gewünschten statischen Antriebskraft berechnet; einen Abschnitt zum Berechnen eines gewünschten Übergangszustand-Wertes, der einen gewünschten Übergangszustand-Motordrehmomentwert und ein Über gangszustand-Übersetzungsverhältnis auf Basis des gewünschten Antriebskraft-Änderungsmusters berechnet; einen Abschnitt zum Realisieren eines gewünschten Motordrehmomentes, der den gewünschten Übergangszustand-Motordrehmomentwert sowie den gewünschten Gleichgewichtszustand-Motordrehmomentwert realisiert; und einen Abschnitt zum Realisieren eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses, der das gewünschte Übergangszustand-Übersetzungsverhältnis sowie das gewünschte Gleichgewichtzustand-Übersetzungsverhältnis realisiert.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abschnitt zum Steuern der Abstimmung von Motordrehmoment und Übersetzungsverhältnis, der in der Lage ist, gleichzeitig sowohl a) Motordrehmomentsteuerung für den gewünschten Gleichgewichtszustand-Motordrehmomentwert und den gewünschten Übergangszustand-Drehmomentwert als auch b) Übersetzungsverhältnissteuerung für das gewünschte Gleichgewichtszustand-Übersetzungsverhältnis und das gewünschte Übergangszustand-Übersetzungsverhältnis durchzuführen.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gewünschte Antriebskraft-Änderungsmuster, das durch den Abschnitt zum Berechnen des Antriebskraft-Änderungsmusters berechnet wird, als ein Änderungsmuster für eine gewünschte Antriebskraft bezüglich der Zeit (t) formuliert wird, um eine gewünschte Beschleunigungsleistung und ein gewünschtes Fahrzeug-Fahrverhalten zu ermöglichen.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gewünschte Antriebskraft-Änderungsmuster nach vorgegebenen Bedingungen eingestuft wird, die wenigstens die Betätigungs-Variable (Acc) des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit einschließen.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt zum Berechnen des gewünschten Antriebskraft-Änderungsmusters eine Antriebskraft unter Berücksichtigung wenigstens eines Motordrehmoments, eines Übersetzungsverhältnisses, eines Trägheitsmomentes, das aufgrund einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses auftritt, und eines Trägheitsmomentes, das aufgrund einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt, formuliert wird, und ein Änderungsmuster für die Antriebskraft sowohl auf Basis einer Rate der Änderung der Antriebskraft bezüglich der Zeit (t) als auch einer Krümmung der Antriebskraft bezüglich der Zeit (t) definiert wird und Bewegungsgleichungen für die Antriebskraft so gelöst werden, dass das Änderungsmuster für die Antriebskraft identisch mit dem gewünschten Antriebskraft-Änderungsmuster ist, das eine gewünschte Beschleunigungsleistung und ein gewünschtes Fahrzeug-Fahrverhalten ermöglicht.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt zum Realisieren des gewünschten Motordrehmomentes umfasst: 1) einen Abschnitt zum Berechnen einer gewünschten Ansaugluftmenge, der eine gewünschte Ansaugluftmenge auf Basis eines gewünschten Motordrehmomentes berechnet, das entweder dem gewünschten Gleichgewichtszustand-Motordrehmomentwert oder dem gewünschten Übergangszustand-Motordrehmomentwert entspricht; 2) einen Abschnitt zum Berechnen einer gewünschten Drosselklappenöffnung, der eine gewünschte Drosselöffnung einer Drosselklappe auf Basis der gewünschten Ansaugluftmenge berechnet; und 3) einen Drosselklappen-Stellglied-Steuerabschnitt, der die Drosselklappe in die gewünschte Drosselöffnung versetzt.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein stufenloses Automatikgetriebe umfasst, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos geändert werden kann, und wobei der Abschnitt zum Realisieren des gewünschten Übersetzungsverhältnisses umfasst: 1) einen Abschnitt zum Berechnen eines Ist-Übersetzungsverhältnisses, der ein Ist-Übersetzungsverhältnis als ein Verhältnis einer Getriebe-Eingangsdrehzahl zu einer Getriebe-Ausgangsdrehzahl berechnet; und 2) einen Übersetzungsverhältnis-Stellglied-Steuerabschnitt, der das Ist-Übersetzungsverhältnis auf ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis einstellt, das entweder dem gewünschten Gleichgewichtszustand-Übersetzungsverhältnis oder dem gewünschten Übergangszustand-Übersetzungsverhältnis entspricht, so dass das Ist-Übersetzungsverhältnis näher an das gewünschte Übersetzungsverhältnis gebracht wird.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bewegungsgleichungen für die Antriebskraft wie folgt definiert wird: Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw(dGp/dt) – (Gf2·Gp2·J1 + Gf2·J2 + J3)·(dωwdt)wobei J1 ein Trägheitsmoment des Motors und einer Getriebeeingangswelle bezeichnet, Te das Motordrehmoment bezeichnet, J2 ein Trägheitsmoment einer Getriebeausgangswelle zwischen einer Ausgangsseite des Getriebes und einer Eingangsseite eines abschließenden Zahnrads bezeichnet, Gp das Übersetzungsverhältnis bezeichnet, J3 ein Trägheitsmoment einer Achs-Antriebswelle zwischen dem abschließenden Zahnrad und einem Antriebsrad bezeichnet, Gf ein Untersetzungsverhältnis des abschließenden Zahnrades bezeichnet, ω_w eine Winkelgeschwindigkeit der Achsantriebswelle bezeichnet und Td ein Antriebsdrehmoment bezeichnet, und ein erster Term Gf·Gp·Te dem durch das Motordrehmoment erzeugten Antriebsdrehmoment entspricht, ein zweiter Term Gf²· Gp·J1·ω_w·(dGp/dt) dem Trägheitsmoment entspricht, das aufgrund der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auftritt, und ein dritter Term (Gf²·Gp²·J1 + Gf²·J2 + J3)·(dω_w/dt) dem Trägheitsmoment entspricht, das aufgrund der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bewegungsgleichungen für die Antriebskraft wie folgt definiert ist: Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw·(dGp/dt)wobei J1 ein Trägheitsmoment des Motors und einer Getriebeeingangswelle bezeichnet, Te das Motordrehmoment bezeichnet, Gp das Übersetzungsverhältnis bezeichnet, Gf ein Untersetzungsverhältnis eines abschließenden Zahnrades bezeichnet, ω_w eine Winkelgeschwindigkeit einer Achsantriebswelle bezeichnet und Td ein Antriebsdrehmoment bezeichnet, und ein erster Term Gf·Gp·Te dem durch das Motordrehmoment erzeugten Antriebsdrehmoment entspricht und ein zweiter Term Gf²·Gp·J1·ω_w·(dGp/dt) dem Trägheitsmoment entspricht, das aufgrund der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auftritt.
Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Übergangszustand-Motordrehmomentwert und das gewünschte Übergangszustand-Übersetzungsverhältnis ermittelt werden, indem die zwei folgenden Differenzialgleichungen so gelöst werden, dass sie einer zeitlichen Rate einer Änderung einer erforderlichen Antriebskraft, die nach vorgegebenen Bedingungen eingestuft wird, die wenigstens die Betätigungs-Variable (Acc) des Gaspedals und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) einschließen, und einer Krümmung der erforderlichen Antriebskraft entsprechen, wobei eine der zwei Differenzialgleichungen einer Differenzialgleichung Td' erster Ordnung für die Bewegungsgleichung Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw·(dGp/dt)entspricht und die andere einer Differenzialgleichung Td'' zweiter Ordnung für die Bewegungsgleichung Td = Gf·Gp·Te – Gf2·Gp·J1·ωw·(dGp/dt)entspricht, und die zeitliche Rate der Änderung der erforderlichen Antriebskraft auf die Differenzialgleichung erster Ordnung dTd/dt (= Td') bezogen wird, die Krümmung der erforderlichen Antriebskraft sowohl auf die Differenzialgleichung erster Ordnung dTd/dt (= Td') als auch die Differenzialgleichung zweiter Ordnung d²Td/dt² (= Td'') bezogen wird und die Krümmung dargestellt wird als Td''{1 + (Td')²}^3/2: dTd/dt = Gf·GP·(dTe/dt) + Gf·Te·(dGp/dt) – J1· Gf2·ωw·{Gp·d2Gp/dt2 + (dGp/dt)2} d2Td/dt2 = Gf·{Gp·(d2Te/dt2) + 2(dTe/dt)·(dGp/dt) + Te·(dGp/dt)2} – J1·Gf·ωw·{Gp·d3Gp/dt3 + 3·(dGp/dt)·(d2Gp/dt2)}.