DE69215307T2

DE69215307T2 - Steuergerät für einen verbrennungsmotor und ein stufenloses getriebe

Info

Publication number: DE69215307T2
Application number: DE69215307T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Hayafune; Junji Kawai; Makoto Shimada; T Takatsuka; Kazuhide Togai
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: AU654853B2; EP0531552A4; DE69215307D1; KR950003583B1; JP2778251B2; EP0531552B1; WO1992017347A1; KR930700315A; US5364321A; EP0531552A1; AU1560592A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor und ein stufenloses Getriebe, wobei das Steuergerät mit dem stufenlosen Getriebe verbunden ist, das zwischen dem Verbrennungsmotor und Antriebsrädern angeordnet ist, und ein Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes bei einer Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit ändert und steuert, die für Fahrzustände des Fahrzeugs geeignet ist, während eine Leistung des Verbrennungsmotors gesteuert wird.

STAND DER TECHNIK

Im allgemeinen wird die Motorleistung (im folgenden lediglich als Leistung bezeichnet) eines Verbrennungsmotors (im folgenden lediglich als Motor bezeichnet), der an einem Fahrzeug befestigt ist, mechanisch durch ein Drosselgerät gesteuert, das mit einem vom Fahrer betätigbaren Teil, wie beispielsweise einem Gaspedal und einem Drosselhebel (die im folgenden repräsentativ als Gaspedal bezeichnet werden), über ein Gasseil gekoppelt ist.
Das Gaspedal und die Drosseleinrichtung wirken derart zusammen, daß die Verschiebung, die dem Niederdrückmaß des Gaspedals entspricht, zur Drosseleinrichtung übertragen wird, und ein Drosselventil in der Einrichtung wird bei dieser Verschiebung (Niederdrückmaß) betätigt. Unglücklicherweise kann aufgrund unvorsichtigen Fahrens und mangelnden Geschicks eines Fahrers eine übermäßige Leistung erzeugt werden. Infolgedessen kann ein Fahrzeug beim Starten durchdrehen, auf eisigem Untergrund schlittern und bei einer plötzlichen Beschleunigung schleudern (durchdrehen).
Demgemäß sind Verfahren wie beispielsweise ein Dualdrosselventilverfahren vorgeschlagen worden, wo ein Hauptdrosselventil und ein Nebendrosselventil in der Drosseleinrichtung angeordnet sind. Das Nebendrosselventil wird elektronisch gesteuert, und es wird ein Traktionssteuer-(Leistungssteuer-)Verfahren verwendet, welches das sogenannte "drive-by-wire"-Verfahren anwendet. Bei diesem Verfahren ist das Gasseil nicht zwischen dem Gaspedal und dem Drosselventil angeordnet, und eine Öffnung des Gaspedals wird durch Verwenden eines Sensors, wie beispielsweise eines Potentiometers erfaßt. Das Drosselventil wird durch einen Schrittmotor oder ähnliches auf der Basis einer Ausgabe des Sensors betätigt.
Bei dem Traktionsverfahren der beschriebenen Art berechnet eine ECU (Motorsteuereinheit) im allgemeinen eine optimale Öffnung (d.h. eine Sollmotorleistung) für das Nebendrosselventil und das Hauptdrosselventil gemäß den Daten, (1) die repräsentativ für den Drehzustand der vorderen und hinteren Räder sind, und (2) ein Niedertretmaß für das Gaspedal. Die ECU steuert ein Antriebsdrehmoment der Räder in einem Bereich derart, daß kein unerwünschtes Durchrutschen verursacht wird.
Informationen bezüglich der erforderlichen Motorleistung werden beispielsweise gemäß der Öffnung des Gaspedals ordnungsgemäß eingesetzt. Wie vorstehend erwähnt, berechnet die ECU die erforderliche Motorleistung und setzt diese ein, wenn das Traktionssteuerverfahren verwendet wird, um das Nebendrosselventil und das Hauptdrosselventil derart anzusteuern, daß die erforderliche Leistung erhalten wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, die Berechnung des erforderlichen Drehmoments unter Bezugnahme auf ein tatsächliches Drehmoment unter dem laufenden Motorzustand durchzuführen. Insbesondere ist es möglich, durch Berechnen einer Abweichung zwischen einem erforderlichen Drehmoment und dem tatsächlichen Drehmoment und durch Durchführen einer Echtzeitsteuerung zur Beseitigung der Abweichung eine Übersteuerung und ein schlechtes Ansprechen des Steuergeräts zu verhindern.
Während das tatsächliche Drehmoment des Motors mit einem Bench-Test unter Verwendung eines Fahrgestelldynamometers erfaßt werden kann, ist es in der Praxis schwierig, diesen aufgrund des Gewichtes, der Größe und der Kosten des Gerätes auf einem Fahrzeug anzubringen. Zusätzlich besteht ein ernsthafter Mangel darin, daß unvermeidlich ein Leistungs-(Energie)Verlust verursacht wird.
Demgemäß wird angenommen, daß die Genauigkeit der Leistungssteuerung verbessert werden kann, indem das tatsächliche Drehmoment gemäß einer Ansaugluftstrominformation durch Verwendung eines üblichen Steuersystems berechnet wird.
Ein Kraftübertragungsverfahren zum Übertragen eines Ausgangsdrehmoments des Motors zu Rädern besteht in einem variablen Getriebe. Ein derartiges Getriebe, ein stufenlos veränderbares Getriebe CVT (continuous variable transmission), kann das Übersetzungsverhältnis durch Verwenden eines Stahlriemens und Riemenscheiben kontinuierlich ändern und die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit eines hydraulischen Wertes erhöhen oder verringern, der einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zugeführt wird.
Im stufenlosen Getriebe der beschriebenen Art wird die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit derart berechnet, daß eine Übersetzungsverhältnisabweichung zwischen einem Sollübersetzungsverhältnis, das gemäß den Fahrzuständen berechnet wird, und einem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis beseitigt wird. Die hydraulische Betätigungseinrichtung des stufenlosen Getriebes wird gesteuert, um die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit zu erreichen.
Die von der Erfindung zu lösenden Probleme sind folgende.
Werden das stufenlose Getriebe CVT und ein Fahrregelsystem auf einem üblichen Fahrzeug angebracht, werden die folgenden Probleme verursacht. Dies bedeutet, wird das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes CVT bei einer relativ niedrigen Drehzahl geändert, wird das Drehmoment an der Antriebswelle weich verändert. Ist andererseits eine Abweichung zwischen dem Sollübersetzungsverhältnis und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis relativ groß, muß das Übersetzungsverhältnis schnell und in großem Ausmaß verändert werden. Das stufenlose Getriebe CVT verbraucht jedoch Betätigungsdrehmomente, und das Trägheitsmoment der Riemenscheiben ist relativ groß, was die Beschleunigung des Fahrzeugs beeinflußt, wodurch ein unerwünscht großer Stoß beim Getriebebetrieb verursacht wird. Zusätzlich kann ein zu großes Motordrehmoment zu einem Rutschen eines Stahlriemens führen. Demgemäß ist dies insoweit nachteilig, als die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Anwenden der Motorbremse auf einer Straße mit Gefälle oder Betätigen der Fahrregelung aufgrund von Stößen während des Betriebs des stufenlosen Getriebes CVT auch dann variieren kann, wenn die Motorleistung und die Last konstant sind.
Das Dokument USP 4 829 438 betrifft eine Steuerung einer Motorleistung in einem Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe. Um ein Fahrzeug mit einer Sollfahrgeschwindigkeit zu fahren, wird die Motorleistung gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeuggetriebes, einem auf das Fahrzeug aufgebrachten Antriebsdrehmoment, einem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß, das als Laufwiderstand des Fahrzeugs auf der Basis einer tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung eingestellt wird, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment gesteuert, das erforderlich ist, um eine Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit und einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs auszuschalten.
Im zitierten Dokument wird die Motorleistung gesteuert, indem Übergangscharakteristiken des Drehmoments in einem Kraftübertragungssystem einschließlich des Getriebes gemäß einer schrittweisen Veränderung des Öffnungswinkels eines Drosselventils hergenommen werden.
Da das zitierte Dokument bei einem Fahrzeug mit manuellem Getriebe angewendet wird, ist es nicht erforderlich, das Getriebedrehmoment zu berücksichtigen, das für den Getriebebetrieb des Getriebes verbraucht wird.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Steuergerät für die Motorleistung eines Fahrzeugs mit einem stufenlosen Getriebe zu schaffen, wobei das Steuergerät auf das stufenlose Getriebe steuert und eine festgelegte Fahrzeuggeschwindigkeit ohne irgendeine Fluktuation derselben steuern kann, wenn das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes verändert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dieses Ziel wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Wird ein stufenloses Getriebe wie bei der vorliegenden Erfindung verwendet, ist es erforderlich, das Drehmoment zu berücksichtigen, das für den Getriebebetrieb verbraucht wird, das üblicherweise von der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit abhängt.
Wird der vorstehende Stand der Technik auf das stufenlose Getriebe angewendet, ist es nicht möglich, die Motorleistung in geeigneter Weise zu steuern, die in hohem Ausmaß durch das Getriebedrehmomentmaß beeinflußt wird, das für den Getriebebetrieb verbraucht wird.
Wird das stufenlose Getriebe verwendet, kann der Motor daher nicht optimal gesteuert werden, ohne das Getriebedrehmoment zu berücksichtigen, das für den Getriebebetrieb verbraucht wird. Ferner werden Stöße gemäß der Veränderung des Drehmoments verursacht, das für den Getriebebetrieb verbraucht wird, was das Fahrgefühl negativ beeinflussen kann.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Motorleistung des Fahrzeugs einschließlich des stufenlosen Getriebes optimal gesteuert werden. Hierzu wird ein Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß gemäß einer Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit eingestellt, so daß eine Fluktuation des Getriebedrehmoments korrigiert wird, das für den Getriebebetrieb des stufenlosen Getriebes verbraucht wird. Das Sollantriebsdrehmoment wird nicht nur auf der Basis des dem Fahrzeug zugeführten Antriebdrehmoments, des Antriebsdrehmomentkorrekturmaßes, das als Laufwiderstand des Fahrzeugs auf der Basis einer tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung eingestellt wird, und des Fahrzeuggeschwindigkeitkorrekturdrehmoments bestimmt, das zum Beseitigen einer Differenz zwischen der Sollfahrzeuggeschwindigkeit und einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich ist, sondern auch auf der Basis des Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes.
Das Steuergerät steuert die Motorleistung gemäß dem Sollantriebsdrehmoment. Daher kann die Motorleistung, auch wenn sich das für die Getriebebetätigung des stufenlosen Getriebes verbrauchter Drehmoment ändert, ordnungsgemäß durch entsprechendes Einstellen des Sollantriebsdrehmoments gesteuert werden. Ferner ist es möglich, die Erzeugung von Stößen aufgrund der Veränderung des für die Getriebebetätigung verbrauchten Drehmoments zu unterdrücken und das Fahrgefühl zu verbessern.
Das Sollantriebsdrehmoment wird somit gemäß dem Antriebsdrehmoment, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß, dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturmaß eingestellt. Zusätzlich kann die Leistung des Verbrennungsmotors mittels des Sollantriebdrehmoments gesteuert werden. Demgemäß kann das Sollantriebsdrehmoment unter Berücksichtigung des optimalen Drehmomentkorrekturmaßes in Abhängigkeit der Antriebszustände eingestellt werden, und es ist möglich, den Verbrennungsmotor bei der optimalen Leistung für den Wert zu steuern. Ferner ist es möglich, ein Durchrutschen des Stahlriemens auszuschalten, das durch eine übermäßige Leistung und Stöße während der Getriebebetätigung verursacht wird, und im Gegenzug das Fahrgefühl zu verbessern.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Figur 1 ist ein Gesamtstrukturschaubild eines Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor und ein stufenloses Getriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 ist ein Funktionsblockschaubild einer elektronischen Steuereinrichtung, die bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Gerät angewendet wird,
Figur 3 ist eine Schnittdarstellung eines bei dem in Fig. 1 dargestellten Gerät verwendeten stufenlosen Getriebes,
Figur 4 zeigt eine charakteristische Kurve eines dem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Motordrehzahlberechnungsdiagramms zur Verwendung bei der Leistungssteuerung, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 5 zeigt eine charakteristische Kurve eines Ansaugluftstrom-/Drehmomentberechnungsdiagramms zur Verwendung bei der Leistungssteuerung, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 6 zeigt eine charakteristische Kurve eines Drosselventil(Gaspedal)öffnung-/Ansaugluftstromberechnungsdiagramms zur Verwendung bei der Leistungssteuerung, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 7 ist ein Flußdiagramm, welches eine Motorleistungssteuerungsverarbeitungsroutine repräsentiert, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 8 ist eine Fortsetzung von Fig. 7,
Figur 9 ist ein Flußdiagramm einer Berechnungsroutine für den geschätzten Wert des Laufwiderstands, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 10 ist ein Flußdiagramm einer CVT-Steuerungsverarbeitungsroutine, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 11 ist ein Flußdiagramm einer Hauptroutine, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 12 zeigt eine charakteristische Kurve eines Zündungsschließwinkelberechnungsdiagramms zur Verwendungbei einer Leistungssteuerung, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 13 ist eine charakteristische Kurve eines i/Übertragungsgeschwindigkeitsberechnungsdiagramms zur Verwendung bei der Leistungssteuerung, die von dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ausgeführt wird,
Figur 14(a) ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Betriebsmodells, das einen Riemenscheibenabschnitt in der CVT des in Fig. 1 dargestellten Geräts repräsentiert,
Figur 14(b) zeigt eine charakteristische Kurve eines Hydraulikdruck/Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeitsberechnungsdiagramms für das in Fig. 1 dargestellte Gerät, und
Figur 15 ist eine schematische Ansicht eines dynamischen Verfahrens der CVT, die in Fig. 1 dargestellt ist.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt ein schematisches Schaubild eines Benzinmotorsystems (im folgenden einfach als Motorsystem bezeichnet) und eines Kraftübertragungssystems P, das ein Steuergerät gemäß der Erfindung verwendet. Figur 2 zeigt ein Blockschaubild eines Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor und ein stufenloses Getriebe gemäß der Erfindung.
Die Erfindung steuert grundsätzlich sowohl den auf einem Fahrzeug angebrachten Motor E als auch das stufenlose Getriebe (CVT) 35, das im Kraftübertragungssystem P zwischen dem Motor E und Antriebsrädern 32 angeordnet ist, und dessen Übersetzungsverhältnis i kontinuierlich verändert werden kann. Insbesondere umfaßt die Erfindung eine Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung A1 zum Erfassen des Antriebsdrehmoments Td, das dem Fahrzeug zugeführt wird, eine Beschleunigungserfassungseinrichtung A2 zum Erfassen der tatsächlichen Beschleunigung (dv/dt) des Fahrzeugs, eine Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung A3 zum Einstellen eines Antriebdrehmomentkorrekturmaßes TIV als erster Fahrwiderstand des Fahrzeugs gemäß der tatsächlichen Beschleunigung (dv/dt) des Fahrzeugs, eine Übersetzungsgeschwindigkeiterfassungseinrichtung A4 zum Erfassen einer Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit, die zum Änderungsmaß des Übersetzungsverhältnisses i für das stufenlose Getriebe 35 äquivalent ist, eine Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung A5 zum Einstellen eines Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes TCV, das einem Drehmoment (d.h. einem zweiten Laufwiderstand) für die Übertragungsbetätigung des stufenlosen Getriebes 35 gemäß der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit entspricht, die von der Übersetzungsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung A4 erfaßt wird, eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung A6 zum Erfassen einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vc, eine Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung A7 zum Einstellen eines Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoments Tv, die erforderlich ist, um eine Abweichung Δv zwischen einer Sollfahrzeuggeschwindigkeit vt, die ermöglicht, das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit zu fahren, und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vc zu eliminieren, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßt wird, eine Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung A8 zum Einstellen eines Sollantriebdrehmoments Tet gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV, dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß TCV und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv einzustellen, und eine Leistungssteuereinrichtung A9 zum Steuern der Leistung des Verbrennungsmotors gemäß dem Sollantriebsdrehmoment Tet.
Das Sollantriebsdrehmoment Tet wird somit gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV, dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß TCV und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv eingestellt, und die Leistung des Verbrennungsmotors kann mittels des Sollantriebdrehmoments Tet gesteuert werden. Demgemäß kann das Sollantriebsdrehmoment Tet durch wahlweises Anwenden des Drehmomentkorrekturmaßes für die Fahrzustände eingestellt werden. Ferner ist es möglich, den Verbrennungsmotor bei der optimalen Leistung gemäß dem Sollantriebsdrehmoment Tet zu steuern. Es ist auch möglich, ein Durchrutschen des Stahlriemens zu beseitigen, das von einer zu großen Leistung und Stößen verursacht wird, die während des Getriebebetriebs verursacht werden, wodurch das Fahrgefühl verbessert wird.
Nachfolgend wird nun eine Gesamtstruktur des in Figur 1 dargestellten Motorsystems und Kraftübertragungssystems P beschrieben. Das Motorsystem umfaßt einen elektronisch gesteuerten Viertakteinspritzmotor E und verschiedene Einrichtungen wie beispielsweise Kraftstoffeinspritzdüsen 1, mit denen Kraftstoff zerstäubt und eingespritzt wird, und Zündkerzen 2 zur Zündung werden von einer DBWECU 3 gesteuert, die als elektronische Steuereinrichtung für den Motor wirkt. Zusätzlich ist die DBWECU 3 mit einer CVTECU 21 verbunden, die als elektronische Steuereinrichtung für das stufenlose Getriebe (CVT) 35 wirkt, und mit einer Autofahrsteuerschaltung 39. Die Autofahrsteuerschaltung 39 umfaßt einen (nicht gezeigten) Konstantgeschwindigkeitsschalter und einen Freigabeschalter, die in einem vorderen Abschnitt eines (nicht gezeigten) Fahrersitzes angeordnet sind. Die Fahrsteuerschaltung 39 kann der DBWECU 3 einen Konstantgeschwindigkeitsbefehl und einen Freigabebefehl in Reaktion auf die Betätigung dieser Schalter zuführen. Beide ECU's 3 und 21 sind miteinander über eine Kommunikationsleitung verbunden, um zwischen sich Signale zu senden und zu empfangen.
Die DBWECU 3 ist mit einer Betätigungseinrichtung 11 zum Betätigen eines Drosselventils 9 verbunden, die als Ansaugluftstromeinstelleinrichtung dient, die angesteuert wird, ohne durch die Betätigung eines Gaspedals 10 beeinflußt zu werden, das als vom Fahrer betätigbares Teil dient. Die CVTECU 21 ist mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 23 zum hydraulischen Steuern des stufenlosen Getriebes 35 verbunden.
Nachfolgend wird ein Gesamtaufbau des Motorsystems längs einer Richtung beschrieben, in der die Luft hindurchströmt.
Eine Ansaugluft, die durch ein Luftfilterelement 5 angesaugt wird, trifft auf einen Karman- Wirbelluftstromsensor 6, der als Ansaugluftstromerfassungseinrichtung zum Erfassen des Luftstroms wirkt, und wird durch eine Saugleitung 42 hindurch zu einem Drosselkörper 8 geleitet. Innerhalb des Luftfilterkörpers 4 sind nicht gezeigte Vorrichtungen wie beispielsweise ein Atmosphärendrucksensor und ein Atmosphärentemperatursensor neben dem Luftstromsensor 6 angeordnet, um die jeweiligen Daten bezüglich der Ansaugluft zu bestimmen, wie beispielsweise einen Atmosphärendruck ap und eine Atmosphärentemperatur at, die in einer bekannten Weise der DBWECU 3 zugeführt werden.
Der Ansaugluftstrom in den Drosselkörper 8 wird mittels eines klappenförmigen Drosselventils gesteuert. Das Drosselventil 9 wird nicht vom Gaspedal 10 betätigt, das von einem Fahrer niedergedrückt wird. Es wird von der Betätigungseinrichtung 11 (bei dieser Ausführungsform ein Schrittmotor) betätigt. Bei dieser Ausführungsform wird das sogenannte DBW-(drive by wire)Verfahren angewendet, wobei die Betätigungseinrichtung von der DBWECU 3 gesteuert wird. In Figur 3 repräsentiert das Bezugszeichen 12 einen Drosselpositionssensor (im folgenden: Drosselsensor) zum Liefern von Öffnungsinformationen bezüglich des Drosselventils 9, und ein Erfassungssignal desselben wird der DBWECU 3 zugeführt.
Das Gaspedal 10 ist mit einem Potentiometer- Beschleunigungsöffnungssensor 13 verbunden, der als Beschleunigungsanforderungserfassungseinrichtung wirkt. Das Niederdrückausmaß θa des Gaspedals 10 wird der DBWECU 3 als Beschleunigungsanforderungsinformation eines Fahrers zugeführt, nachdem es in ein elektrisches Signal umgewandelt worden ist.
Die Ansaugluftströmung in den Drosselkörper 8 wird durch einen Druckausgleichsbehälter 14 hindurch einem Ansaugkrümmer 15 zugeführt. Die Ansaugluft strömt vom Ansaugkrümmer 15 stromabwärts, wo der Kraftstoff von der Einspritzdüse eingespritzt wird, die von der DBWECU 3 gesteuert wird. Auf diese Weise entsteht aus der Ansaugluft und dem Kraftstoff eine Luft- /Kraftstoffmischung. Die Luft-/Kraftstoffmischung wird in eine Verbrennungskammer E3 eingeleitet, indem ein Saugventil E2 geöffnet wird, das im Motor E angeordnet ist. Die Luft-/Kraftstoffmischung wird anschließend unter Verwendung der Zündkerze 2 im oder nahe eines oberen Totpunkts gezündet. Nach vollständiger Durchführung des Explosions/Expansionshubs wird die Luft- /Kraftstoffmischung in einen Auspuffkrümmer 16 eines Abgasweges 20 als Auspuffgas eingeleitet, in dem ein Abgasventil E4 geöffnet wird, und wird durch ein Abgasreinigungssystem hindurchgeleitet, das nicht gezeigt ist. Nach der Entfernung von giftigen Komponenten wird das Abgas anschließend durch einen nicht gezeigten Schalldämpfer hindurch nach außen abgeleitet. Das Bezugszeichen 24 repräsentiert einen Motordrehzahlsensor zum Liefern von Motordrehzahlinformationen, das Bezugszeichen 43 repräsentiert einen linearen Luft- /Kraftstoffverhältnissensor, der Luft-/Kraftstoffverhältnisinformationen bezüglich aller Luft- /Kraftstoffverhältnisbereiche liefert, das Bezugszeichen 44 repräsentiert einen Kurbelwinkelsensor zum Liefern von Motorkurbelwinkelinformationen, das Bezugszeichen 45 repräsentiert einen Klopfsensor zum Liefern von Motorklopfinformationen und das Bezugszeichen 46 repräsentiert einen Wassertemperatursensor.
Andererseits ist der Motor E mit dem Kraftübertragungssystem P und über eine Kurbelwelle mit dem stufenlose Getriebe 35 verbunden, das in Figur 3 dargestellt ist. Eine Ausgangswelle einer elektromagnetischen Kupplung 25 ist mit einer Primärwelle 22 des stufenlosen Getriebes 35 gekoppelt. Die Primärwelle 22 ist mit primären, stationären und bewegbaren Riemenscheiben 26 vereint, durch die ein Stahlriemen 27 hindurchtritt. Der Stahlriemen 27 tritt zwischen den Primärriemenscheiben 26 und einem Paar Sekundärriemenscheiben 28 (stationäre und bewegbare Riemenscheiben) hindurch. Die Sekundärriemenscheiben 28 sind mit einer Sekundärwelle 29 vereint. Die Sekundärwelle 29 ist derart aufgebaut, daß die Drehwirkung zu Antriebsrädern 32, 32 übertragen wird, die mit einer Antriebswelle 31 über ein Reduktionsgetriebe 30 und ein nicht gezeigtes Differentialgetriebe gekoppelt sind.
Eine Primärriemenscheibe 26 (d.h. die bewegbare Riemenscheibe) dient als Teil einer Kolbeneinheit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 36. Von einer Hydraulikquelle 37 aus wird ein Primärdruck über ein erstes Magnetventil 33 zur Betatigungseinrichtung 36 übertragen. In gleicher Weise dient eine Riemenscheibe des Paares von Sekundärriemenscheiben 28 als Teil einer Kolbeneinheit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 38. Über ein zweites Magnetventil 34 wird ein Leitungsdruck zur Hydraulikquelle 37 übertragen.
Der wirksame Durchmesser einer jeden Riemenscheibe kann daher relativ gemäß dem Öffnungs-/Schließverhältnis (Arbeitsverhältnis) des ersten und zweiten Magnetventils 33 bzw. 34 geändert werden. Auf diese Weise kann das Übersetzungsverhältnis durch Ändern des Eingriffs des Stahlriemens 27 mit den Riemenscheiben geändert werden.
Beide Magnetventile 33 und 34 sind derart aufgebaut, daß sie in Reaktion auf eine Ausgabe der CVTECU 21 wirkungsmäßig gesteuert werden können. Das Bezugszeichen 40 repräsentiert einen Übersetzungsverhältniserfassungssensor zum Liefern von Übersetzungsverhältnisinformationen des stufenlosen Getriebes 35. Der Übersetzungsverhältniserfassungssensor 40 umfaßt ein Paar Drehsensoren 401 und 402 zum Erfassen von Drehgeschwindigkeiten Wcf und Wcr der Primärriemenscheiben 26 bzw. Sekundärriemenscheiben 28, sowie eine Recheneinheit 403, die ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis in (=Wcf/Wcr) berechnet. Die Ausgabe Wcr des Drehsensors 402 der Sekundärriemenscheiben 28 wird mit einem festgelegten Übersetzungsverhältnis α multipliziert, um eine Ausgangswellenumdrehungsgeschwindigkeit ωc zu berechnen, die als Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 (Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung) dient.
Sowohl die DBWECU 3 als auch die CVTECU 21, die als elektronische Steuereinrichtung wirkt, werden nun hauptsächlich mittels eines Mikrocomputers ausgeführt. Eine darin vorgesehene Speicherschaltung speichert und verarbeitet jedes Steuerprogramm, wie beispielsweise das Übersetzungsverhältnis, das dem Motordrehzahlberechnungsdiagramm entspricht, das in Figur 4 dargestellt ist, die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Drehmomentberechnungsdiagramme, die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Motorleistungssteuerungsverarbeitungsroutine, die in Figur 9 dargestellte Laufwiderstandschätzroutine, die in Figur 10 dargestellte CVT- Steuerungsverarbeitungsroutine und die in Figur 11 dargestellte Hauptroutine der DBWECU 3.
Die DBWECU 3 und die CVTECU 21 umfassen die Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung A1 zum Erfassen des Antriebdrehmoments Td, die dem Fahrzeug gemäß dem Ansaugluftstrom A/N des Verbrennungsmotors und dem Übersetzungsverhältnis i des stufenlosen Getriebes zugeführt wird, die Beschleunigungserfassungseinrichtung A2 zum Erfassen der tatsächlichen Beschleunigung (dv/dt) des Fahrzeugs, die Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung A3 zum Einstellen eines Fahrzeugkörperantriebdrehmomentkorrekturmaßes TIV als erster Laufwiderstand des Fahrzeugs gemäß der Beschleunigung (dv/dt), die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung A4 zum Erfassen der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit, die zu einem Änderungsmaß des Übersetzungsverhältnisses i für das stufenlose Getriebe 35 äquivalent ist, die Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung A5 zum Einstellen eines Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes Tcv als Drehmoment, das als zweiter Laufwiderstand wirkt, der für die Getriebebetätigung des stufenlosen Getriebes 35 gemäß der Übersetzungsgeschwindigkeit (di/dt) verbraucht wird und TCV auf Null setzt, wenn das stufenlose Getriebe nicht im Übertragungsbetrieb ist, die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung A6 zum Erfassen der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vc des Fahrzeugs, die Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung A7 zum Einstellen des Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoments Tv, das erforderlich ist, um die Abweichung Δv zwischen einer Sollfahrzeuggeschwindigkeit vt, die ermöglicht, daß das Fahrzeug mit konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit gefahren wird, und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vc zu beseitigen, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßt wird, die Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung A8 zum Einstellen des Sollantriebdrehmoments Tet gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV, dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv, wenn das stufenlose Getriebe im Übertragungsbetrieb ist, und zum Einstellen des Sollantriebdrehmoments Tet gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Fahrzeugkörperantriebdrehmomentkorrekturmaß TIV und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv im wesentlichen ohne Verwendung des Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes Tcv, wenn das stufenlose Getriebe nicht im Übertragungsbetrieb ist, da das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv von der Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung A5 auf Null gesetzt wird, und eine Leistungssteuereinrichtung A9 zum Steuern der Leistung des Verbrennungsmotors gemäß dem Sollantriebsdrehmoment Tet.
Insbesondere umfaßt das Steuergerät bei dieser Ausführungsform ferner eine Betätigungsmaßerfassungseinrichtung A10 zum Erfassen eines Betätigungsmaßes θa eines vom Fahrer betätigbaren Teils zum Betätigen der Ansaugluftstromeinstelleinrichtung, die im Saugsystem des Verbrennungsmotors angeordnet ist, eine Sollübersetzungsverhältniseinstelleinrichtung A11 zum Einstellen eines Sollübersetzungsverhältnisses io gemäß dem Betätigungsmaß θa, eine Übersetzungsverhältniserfassungseinrichtung A12 zum Erfassen eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses in (=Wcf/Wcr) mittels der Umdrehungsgeschwindigkeiten (Wcf, Wcr) beider Riemenscheiben im stufenlosen Getriebe 35, eine Übersetzungsverhältnisabweichungsberechnungseinrichtung A13 zum Berechnen einer Abweichung Δi zwischen dem Sollübersetzungsverhältnis io und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis in, eine Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeiteinstelleinrichtung A14 zum Einstellen der Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm gemäß der Übersetzungsverhältnisabweichung Δi, und eine Getriebesteuerungseinrichtung A15 zum Steuern des stufenlosen Getriebes 35 in die Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm.
Die Beschreibung erfolgt nachfolgend hinsichtlich des Steuergeräts für den Verbrennungsmotor und das stufenlose Getriebe, das in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, in Verbindung mit den in den Figuren 7 bis 11 dargestellten Steuerprogrammen.
In dieser Ausführungsform werden die Steuerungen in der DBWECU 3 und der TVTECU 21, die in Figur 1 dargestellt sind, im Betrieb ausgeführt, wenn das Motorsystem E durch Betätigen eines nicht gezeigten Zündschlüssels läuft.
Wenn die Steuerung gestartet wird, führt die DBWECU 3 eine in Figur 11 dargestellte Hauptroutine aus. Zu Beginn der Hauptroutine wird ein nicht gezeigter Initialisierungsvorgang in Schritt c1 ausgeführt, um von den Sensoren erfaßte Daten zu lesen und diese in einem festgelegten Bereich zu speichern.
Schritt c2 bestimmt auf der Basis einer Motordrehzahl Ne und einer Motorlastinformation (der Ansaugluftstrom A/N in dieser Ausführungsform), ob im Motor im wesentlichen eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Ist die Kraftstoffunterbrechung im Gange, geht die Steuerung zu Schritt c3, um eine Luft-/Kraftstoffrückkoppelungsmarke FBF zu löschen. Eine Kraftstoffunterbrechungsmarke FCF wird in Schritt c4 auf 1 gesetzt. Danach kehrt die Steuerung zu Schritt c1 zurück.
Wird keine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt, geht die Steuerung zu den Schritten c5 und c6 weiter. Die Kraftstoffunterbrechungsmarke FCF wird zurückgesetzt und bestimmt, ob eine bekannte Luft-/Kraftstoffverhältnis- Rückkoppelungssteuerungsbedingung (Regelungsbedingung) erfüllt ist. Ist diese Bedingung beispielsweise aufgrund eines Übergangsantriebszustands wie beispielsweise eines Leistungsantriebszustands des Motors nicht erfüllt, wird ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KMAP in Schritt c12 in Abhängigkeit der laufenden Fahrzustände (A/N, Ne) berechnet. Dieser Wert wird in einer Adresse KAF gespeichert. Anschließend geht die Steuerung zu Schritt c9.
Wird Schritt c7 ausgeführt, da die Luft-/Kraftstoffrückkoppelungsbedingung erfüllt ist, wird ein Korrekturwert KFB gemäß der Rückkoppelungssteuerungskonstante und Daten berechnet, die vom Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 43 geliefert werden.
Der Wert KFB wird in der Adresse KAF gespeichert, und der Steuerungsvorgang geht zu Schritt c9 weiter. In Schritt c9 werden ein Kraftstoffeinspritzimpulsbreitenkorrekturkoeffizient KDT und ein Totzeitkorrekturwert TD für das Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Fahrzustand eingestellt. Zusätzlich werden verschiedene Korrekturwerte berechnet, um einen Zündzeitpunkt θadv zu bestimmen, indem die folgende Gleichung (1) verwendet wird. Anschließend geht die Steuerung zu Schritt c10 weiter.
θadv = θb + θwt + θap + θat + θret (1)
Die gesammelten Werte sind ein Wassertemperaturkorrekturwert θwt, um den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit der Verringerung der Wassertemperatur vorzustellen, ein Atmosphärendruckkorrekturwert θap, um den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit der Verringerung des Atmosphärendrucks vorzustellen, und ein Ansauglufttemperaturkorrekturwert θat, um den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit der Verringerung der Ansauglufttemperatur vorzustellen. Diese Korrekturwerte werden im festgelegten Bereich gespeichert.
In Schritt c10 wird ein Zündungsschließwinkel bestimmt, indem beispielsweise ein in Figur 12 dargestelltes Diagramm derart verwendet wird, daß dieser sich vergrößert, wenn die Motordrehzahl Ne ansteigt.
Danach wird ein Motorleistungssteuerungsvorgang in Schritt C11 ausgeführt, und die Steuerung kehrt anschließend zu Schritt c1 zurück.
In Figur 7 ist der in Schritt C11 ausgeführte Motorleistungssteuerungsvorgang dargestellt. Schritt a1 führt einen Initialisierungsvorgang aus. In Schritt a2 werden Daten wie beispielsweise die Gaspedalöffnung θa und die Motordrehzahl Ne im festgelegten Bereich gespeichert.
Schritt a3 bestimmt, ob ein Signal, das die Fahrregelung angibt, von der Fahrregelschaltung 39 geliefert wird. Läuft keine Fahrregelung ab, kehrt die Steuerung zur Hauptroutine zurück. Andernfalls geht sie zu Schritt a4.
In Schritt a4 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit vt in Reaktion auf einen Fahrzeuggeschwindigkeitseinstellbefehl bestimmt, der von der Fahrregelvorrichtung zugeführt wird, und wird in einem festgelegten Bereich gespeichert. Zusätzlich erfaßt Schritt a5 die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vc, und Schritt a6 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung Δv (= vt-vc).
In Schritt a7 wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv (= Kp x ΔV + Kd x (dΔv/dt) + KiΔVdt) berechnet, indem die aufeinanderfolgend berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung Δv PID-verarbeitet wird, und wird in einem festgelegten Bereich gespeichert.
Schritt a8 berechnet den Laufwiderstandschätzwert Tr.
In diesem Schritt wird der Laufwiderstand Tr mittels des in Figur 9 dargestellten Laufwiderstandschätzdiagramms geschätzt, und Daten wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit vc werden in Schritt d1 gespeichert.
Anschließend berechnet Schritt d2 die Beschleunigung des Fahrzeugs durch Differentiation der Fahrzeuggeschwindigkeit vc in Abhängigkeit der Ausgangswellenumdrehungswinkelgeschwindigkeit des stufenlosen Getriebes 35. Nachfolgend wird der Antriebsdrehmomentkorrekturwert TIV(=(Ie x i² + Iv)x dvc/dt)) in Schritt d3 mittels der Fahrzeugbeschleunigung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit vc berechnet und in einem festgelegten Bereich gespeichert, wobei Ie das Trägheitsmoment des Motors, Iv das Trägheitsmoment des Fahrzeugs und i das Übersetzungsverhältnis repräsentieren.
In Schritt d4 wird das Motorausgangsdrehmoment Te auf der Basis des Ansaugluftstroms A/N berechnet, indem das in Figur 5 dargestellte Drehmomentberechnungsdiagramm verwendet wird. Das Motorausgangsdrehmoment Te wird mit dem Übersetzungsverhältnis i multipliziert, wovon der mechanische Verlust Tloss, der mit der Wassertemperatur variiert, abgezogen wird, um das Antriebsdrehmoment Tb zu erhalten, das auf das Fahrzeug aufgebracht wird.
Schritt d5 überprüft, ob das stufenlose Getriebe 35 momentan sein Übersetzungsverhältnis ändert. Wird kein Übertragungsvorgang ausgeführt, geht die Steuerung zu Schritt d7. Andernfalls geht die Steuerung zu Schritt d6. Ob das stufenlose Getriebe 35 im Übertragungsbetrieb ist, wird durch Differenzieren der Ausgabe, die von der Recheneinheit 403 zum Berechnen des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses in (= wcv/wcr) geliefert wird, und durch Vergleichen mit dem Schwellwert din/dt beurteilt.
Ist der differenzierte Wert kleiner als der Schwellwert din/dt, wird angenommen, daß sich das stufenlose Getriebe 35 im Übertragungsbetrieb befindet. Anschließend wird das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv auf Null gesetzt. Andererseits wird, wenn der differenzierte Wert größer als der Schwellwert din/dt ist, der Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturwert Tcv (= (Ie x ωe) x di/dt) berechnet. In diesem Fall ist das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv ein Drehmomentwert, der so angesehen wird, daß er für den Übertragungsbetrieb verbraucht wird, und der berechnet wird. Die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit di/dt wird durch Multiplizieren der Umdrehungsgeschwindigkeit Wcr der zweiten Riemenscheibe 28 mit dem festgelegten Übersetzungsverhältnis und einem Differentialverhältnis und durch Differenzieren des Verhältnisses der Umdrehungsgeschwindigkeit zur Motorumdrehungsgeschwindigkeit ωe berechnet.
Der Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturwert TCV wird folgendermaßen erhalten.
In dem dynamischen Modell der in Figur 15 dargestellten CVT wird der Primärriemenscheibe 26, die das Trägheitsmoment Ie hat, von einem Drehmomentwandler (t) das Drehmoment Te mit einer Winkelgeschwindigkeit ωe zugeführt. Anschließend wird das Drehmoment Te zum Stahlriemen (st) übertragen. Der Sekundärriemenscheibe 28 mit dem Trägheitsmoment Ic2 wird vom Stahlriemen (st) das Drehmoment Tv mit einer Winkelgeschwindigkeit ωv zugeführt, und das Drehmoment Tv wird zu einer Ausgangsseite (d) der CVT übertragen. Auf diese Weise wird das Drehmoment Te eingegeben, und das Drehmoment Tv wird über den Riemen (st) zwischen beiden Riemenscheiben ausgegeben, wenn das Übertragungsverhältnis i geändert wird. Die kinematischen Gleichungen für die primären und sekundären Riemenscheiben sind:
Ie x (dωe/dt) = Te - Te' (2)
Iv x (dωv/dt) = Tv' - Tv (3)
In diesem Fall kann
dωe/dt=d(ixωv)/dt=(di/dt)x ωv+i x(dωv/dt), und
Te'=(1/i)x Tv'
erhalten werden, und die Ergebnisse werden durch die Gleichung (2) umgeformt, nämlich
Ie x (di/dt) x ωv + i x Ie x (d(ωv/dt)
= Te - (1/i) x Tv'. (2)'
Die Gleichung (2)' wird mit i multipliziert und auf beide Seiten der Gleichung (3) addiert. Ferner kann, wenn die sich ergebende Gleichung unter Berücksichtigung von ωe = i x ωv umgeformt wird,
dωv/dt=(ixte-Tv)/(Iv+i²xIe)-(Iex(di/dt)xωe)/(Iv+i²xIe)
(4)
erhalten werden.
Wie bekannt, kann die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit di/dt durch Verändern des Hydraulikdrucks P gesteuert werden, der auf die Riemenscheiben aufgebracht wird. Demgemäß wird die folgende Gleichung erhalten
di/dt = f(p), imin ≤i≤ imax
wobei das Drehmoment Tv der Ausgangswelle (d) der CVT, die durch die Gleichung (4) erhalten wird, durch das Getriebedrehmoment TRL, das durch das Getriebe übertragen wird, und das Drehmoment ersetzt wird, das dem Verlust TL entspricht, das vom Getriebe verbraucht wird, nämlich
dωe/dt=(i x Te-TRL-TL)/(Ie x i²+Iv)-((di/dt)x
Ie x ωe)/(Ie x i²+Iv),
wobei der zweite Ausdruck den Drehmomentwert repräsentiert, der von der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit di/dt abhängt. Das Übertragungskorrekturdrehmoment ΔTe (das dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß TCV entspricht), das derart berichtigt werden kann, daß die Veränderung des Drehmoments, das für den Übersetzungsverhältnisänderungsbetrieb verbraucht wird, beseitigt wird, ist:
(i x ΔTe)/(Ie x i²+Iv)-((di/dt)xIe x ωe)/(Ie x i²+Iv)=0, wodurch
i x ΔTe = (di/dt) x Ie x ωe.
Demgemäß kann
ΔTE = (1/i) x (di/dt) x Ie x ωe (5)
= (1/i) x Vm1 x Ie x Ne (5)'
und di/dt = Vml = i x (1/(Ie x ωe)) x ΔTe (6)
erreicht werden, wobei ωe der Motorumdrehungsgeschwindigkeit entspricht.
In Schritt d8 wird das Antriebsdrehmoment berechnet, indem das Fahrzeugantriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV und das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv (als Laufwiderstandswerte) vorn Antriebsdrehmoment Td subtrahiert wird, und dieser Wert wird im festgelegten Bereich gespeichert. Anschließend kehrt die Steuerung zur Hauptroutine zurück.
Folgt in Figur 7 auf den Schritt a8 der Schritt a9, wird ein temporäres Sollantriebsdrehmoment Tvt berechnet, indem das Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv zum Antriebsdrehmoment Tr addiert wird. Zusätzlich wird in Schritt a10 das temporäre Sollantriebsdrehmoment Tvt durch das Übersetzungsverhältnis i dividiert, und der mechanische Verlust Tloss wird hinzu addiert, um das Sollmotordrehmoment Tet zu berechnen. Ferner wird in Schritt a11 der Ansaugluftstrom (A/N)t entsprechend dem Sollmotordrehmoment Tet berechnet, indem ein Diagramm ähnlich zu demjenigen verwendet wird, das in Figur 5 dargestellt ist. Anschließend geht die Steuerung zu Schritt a12.
In diesem Schritt a12 wird eine Solldrosselöffnung θs unter Bezug auf den Ansaugluftstrom (A/N)t und die Motordrehzahl Ne berechnet, indem das in Figur 6 dargestellte Drosselventil-(Beschleuniger)/Ansaugluftstromberechnungsdiagramm verwendet wird. Der nachfolgende Schritt a13 berechnet eine Abweichung Δθ, indem die Differenz zwischen der Solldrosselöffnung θs und der tatsächlichen Öffnung θn berechnet wird, um das Steuerungsmaß Phn (d.h. ein Arbeitsverhältnis eines Impulssignals) berechnen, mit dem die Abweichung Δθ beseitigt werden kann. In Schritt a14 wird das Drosselventil 9 betätigt, indem das Steuerungsmaß Phn dem Impulsmotor 11 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Sollantriebsdrehmoment Tvt im Motor erzeugt.
Die CVTECU 21 führt die in Figur 9 dargestellte CVT- Steuerungsverarbeitungsroutine aus. Schritt b1 führt einen Initialisierungsvorgang aus. Schritt b2 liest von Sensoren erhaltene Daten, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, die Drosselventilöffnung θa und das tatsächliche Übersetzungsverhältnis in, um diese in einem vorbestimmten Bereich zu speichern.
In den Schritten b3 und b4 wird die Motordrehzahl Nei entsprechend dem Sollübersetzungsverhältnis io auf der Basis der tatsächlichen Drosselöffnung θa berechnet, indem das in Figur 4 dargestellte Diagramm verwendet wird. Das Sollübersetzungsverhältnis io wird derart bestimmt, daß die Motordrehzahl Nei in Abhängigkeit einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht erhalten wird. Danach wird in Schritt b4 die Übersetzungsverhältnisabweichung Δi zwischen dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis in und dem Sollübersetzungsverhältnis io berechnet. Ferner wird die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm entsprechend dem Wert Δi so berechnet, daß sie zwischen dem minimalen und maximalen Wert Vmin und Vmax liegt, wobei dies gemäß dem in Figur 13 dargestellten Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeitsberechnungsdiagramm mp1 erfolgt.
In Schritt b5 werden der Primärdruck Pp und der Leitungsdruck Pr entsprechend der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit für die bestimmte Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm durch Verwendung eines Diagramms (siehe Figur 14(b)) bestimmt (insbesondere ist diese Ausführungsform derart gestaltet, daß der Sekundärriemenscheibe 28 kontinuierlich ein konstanter Leitungsdruck Pr zugeführt wird).
Wie in Figur 14 (a) gezeigt, wird der wirksame Durchmesser r1 als direkt proportional zum Verschiebemaß Δx (=(1/S)x Qdt, wobei 1/S eine proportionale Konstante repräsentiert) der Riemenscheibe im stufenlosen Getriebe 35 betrachtet. Zusätzlich wird die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm (= di/dt) entsprechend der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses i als direkt proportional zur Anderung des wirksamen Durchmessers r1 der Riemenscheibe (dr1/dt) betrachtet. Demgemäß kann die folgende Gleichung (7) aus den Verhältnisbeziehungen abgeleitet werden
d(Δx)/dt=1/(SxQ)=(1/S)x kΔp (7)
Durch Anwenden dieser Gleichung (7) kann das Diagramm erhalten werden, wie in Figur 14 (b) gezeigt.
In Figur 14 (b) repräsentiert Δp (Primärdruck Pp) eine Druckdifferenz (die proportional zum Kraftstofffluß ist) in einem Zufuhrweg der Hydraulikkammer der Riemenscheibe. Der Primärdruck Pp wird gemäß der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm (di/dt) bestimmt.
Die Steuerung geht zu Schritt b6, um die Arbeitsverhältnisse Dup und Dur einzustellen, um den Primär- und Leitungsdruck Pp und Pr aufrecht zu erhalten. Das erste und zweite Magnetventil 33 und 34 werden durch diese Arbeitsverhältnisse gesteuert, wodurch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis im stufenlosen Getriebe 35 das Sollübersetzungsverhältnis io erreicht. Wie vorstehend erwähnt, ist es gemäß der Erfindung möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit während der konstanten Geschwindigkeit unter Einfluß der Fahrregelung genau zu steuern. Ferner ist es möglich, eine plötzliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu verhindern. Dies führt dazu, daß ein Stoß und ein durch eine zu große Leistung verursachtes Durchrutschen des Stahlriemens 27 vermieden wird.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung im wesentlichen das Sollantriebsdrehmoment Tet gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Fahrzeugantriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV, dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß TCV und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv ein. Zusätzlich wird die Leistung des Verbrennungsmotors mit dem Sollantriebsdrehmoment Tet gesteuert. Demgemäß kann das Sollantriebsdrehmoment Tet durch wahlweises Aufbringen des Drehmomentkorrekturmaßes in Abhängigkeit der Fahrzustände eingestellt werden. Es ist möglich, den Verbrennungsmotor bei einer optimalen Leistung für das Sollantriebsdrehmoment Tet zu steuern. Ferner ist es möglich, das durch eine zu große Leistung verursachte Durchrutschen des Stahlriemens und einen Stoß zu beseiten, der durch den Übertragungsbetrieb verursacht wird. Besitzt das Fahrzeug eine Fahrregelungsvorrichtung, ist es insbesondere möglich, einen Übertragungsstoß des stufenlosen Getriebes während des Betriebs dieser Vorrichtung zu verringern, wodurch das Fahrgefühl verbessert wird.
Das dem Fahrzeug zugeführte Antriebsdrehmoment Td wird auf der Basis des Ansaugluftstroms A/N des Verbrennungsmotors und des Übersetzungsverhältnisses i des stufenlosen Getriebes erfaßt. Das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß Tcv kann gemäß der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit (di/dt) gesteuert werden, wenn das stufenlose Getriebe im Übertragungsbetrieb ist. Infolgedessen wird TCV auf Null gesetzt, wenn das stufenlose Getriebe nicht im Übertragungsbetrieb ist. Ferner kann das Sollantriebsdrehmoment Tet gemäß dem Antriebsdrehmoment Td, dem Fahrzeugantriebsdrehmomentkorrekturmaß TIV und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment Tv im wesentlichen ohne Verwendung des Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes Tcv eingestellt werden, wenn das stufenlose Getriebe im Übertragungsbetrieb ist. Der vorerwähnte Aufbau liefert einen Beitrag zur Verbesserung der Steuerungsfähigkeit.
Ferner ist es möglich, das stufenlose Getriebe auf ein Übersetzungsverhältnis zu verändern, das für den Fahrzustand geeignet ist, und das Fahrgefühl zu verbessern, wenn das Steuergerät ferner aufweist: eine Betätigungsmaßerfassungseinrichtung A10 zum Erfassen des Betätigungsmaßes θa des vom Fahrer betätigbaren Teils zum Betätigen der Ansaugluftstromeinstelleinrichtung; die Sollübersetzungsverhältniseinstelleinrichtung A11 zum Einstellen des Sollübersetzungsverhältnisses io gemäß dem Betätigungsmaß θa; die Übersetzungsverhältniserfassungseinrichtung A12 zum Erfassen des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses in des stufenlosen Getriebes; die Übersetzungsverhältnisabweichungsberechnungseinrichtung A13 zum Berechnen der Abweichung Δi zwischen dem Sollübersetzungsverhältnis io und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis in; die Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung A14 zum Einstellen der Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm gemäß der Übersetzungsverhältnisabweichung Δi; sowie die Getriebesteuerungseinrichtung A15 zum Steuern des stufenlosen Getriebes in die Sollübersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit Vm.

Industrielles Anwendungsgebiet

Wie vorstehend erwähnt, kann im Steuergerät für den Verbrennungsmotor und das stufenlose Getriebe gemäß der Erfindung das stufenlose Getriebe bei einer angemessenen Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit verändert werden. Zusätzlich kann der Verbrennungsmotor bei der angemessenen Leistung unter Berücksichtigung des Leistungsverlustes gesteuert werden, der während des Übersetzungsverhältnisänderungsbetriebs des stufenlosen Getriebes verursacht wird. Demgemäß ist es möglich, das Durchrutschen, das durch den Übersetzungsverhältnisänderungsbetrieb verursacht wird, und einen Übertragungsstoß zu verringern, der vom stufenlosen Getriebe verursacht wird. Ferner ist die vorliegende Erfindung wirksam bei Antriebssystemen anwendbar, wo das Fahrgefühl ein wichtiger Faktor ist. Die Wirkung hiervon ist klar dargelegt worden.

Claims

1. Steuergerät zum Steuern eines Verbrennungsmotors (E) und eines stufengelosen Getriebes (35) eines Fahrzeugs, wobei das stufenlose Getriebe (35) in einem Kraftübertragungssystem P zwischen dem Motor (E) und Antriebsrädern (32) angeordnet ist und ein kontinuierlich veränderbares Übertragungsverhältnis hat, wobei das Steuergerät umfaßt:

eine Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung (A1) zum Erfassen des auf das Fahrzeug aufgebrachten Antriebmoments,

eine Fahrzeugbeschleunigungserfassungseinrichtung (A2) zum Erfassen einer tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs,

eine Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung (A3) zum Einstellen eines Antriebsdrehmomentkorrekturmaßes als Fahrwiderstand des Fahrzeugs gemäß der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung, die von der Fahrzeugbeschleunigungserfassungseinrichtung (A2) erfaßt wird,

eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (A6) zum Erfassen einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs,

eine Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung (A7) zum Einstellen eines Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoments, das erforderlich ist, um eine Abweichung zwischen einer Sollfahrzeuggeschwindigkeit für das Fahren des Fahrzeugs mit einer konstanten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (A6) erfaßt wird, gemäß der Abweichung zu beseitigen,

wobei das Steuergerät nicht nur ein Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes (35) steuert, sondern auch eine Leistung des Motors (E) auf der Basis eines Betriebszustands des stufenlosen Getriebes (35), des Antriebsdrehmoments, das von der Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung (A1) erfaßt wird, des Antriebsdrehmomentkorrekturmaßes, das von der Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung (A3) eingestellt wird, und des Fahrzeuggeschwindigkeitkorrekturdrehmoments, das von der Fahrzeuggeschwindigkeitkorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung (A5) eingestellt wird,

und wobei das Steuergerät ferner aufweist:

eine Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit- Erfassungseinrichtung (A4) zum Erfassen der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit, die ein Änderungsmaß des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes (35) ist,

eine Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung (A7) zum Einstellen eines Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßes als Laufwiderstand, der für den Ubertragungsbetrieb des stufenlosen Getriebes (35) verbraucht wird, wobei dies gemäß der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit erfolgt, die von der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeiterfassungseinrichtung (A4) erfaßt wird,

eine Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung (A8) zum Einstellen des Sollantriebdrehmoments gemäß dem Antriebsdrehmoment, das von der Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung (A1) erfaßt wird, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß, das von der Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung (A3) eingestellt wird, und dem Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß, das von der Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung (A5) eingestellt wird, und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment, das von der Fahrzeuggeschwindigkeitkorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung (A7) eingestellt wird und

eine Leistungssteuerungseinrichtung (A9) zum Steuern der Leistung des Verbrennungsmotors (E) gemäß dem Sollantriebsdrehmoment, das von der Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung (A8) eingestellt wird.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung (A7) das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß gemäß der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit einstellt, die von der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeiterfassungseinrichtung (A4) erfaßt wird, wenn das stufenlose Getriebe (35) in der Übertragungsbetriebsart ist, und das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß auf Null setzt, wenn das stufenlose Getriebe (35) nicht in der Übertragungsbetriebsart ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung (A8) das Sollantriebsdrehmoment gemäß dem Antriebsdrehmoment einstellt, das von der Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung (A1) erfaßt wird, dem Antriebsdrehmomentkorrekturmaß, das von der Antriebsdrehmomentkorrekturmaßeinstelleinrichtung (A3) eingestellt wird, und dem Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmoment, das von der Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturdrehmomenteinstelleinrichtung (A7) eingestellt wird, ohne das Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaß zu verwenden, das von der Getriebedrehmomentfluktuationskorrekturmaßeinstelleinrichtung (A7) eingestellt wird, wenn das stufenlose Getriebe (35) nicht in der Übertragungsbetriebsart ist.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Antriebsdrehmomenterfassungseinrichtung (A1) das auf das Fahrzeug aufgebrachte Antriebsdrehmoment gemäß einem Ansaugluftstrom des Verbrennungsmotors (E) und dem Übersetzungsverhältnis für das stufenlose Getriebe (35) erfaßt.

5. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Leistungssteuerungseinrichtung (A9) ein Drosselventil (9) des Verbrennungsmotors (E) gemäß dem Sollantriebsdrehmoment steuert, das von der Sollantriebsdrehmomenteinstelleinrichtung (A8) eingestellt wird.

6. Steuergerät nach Anspruch 1, welches ferner umfaßt:

eine Betätigungsmaßerfassungseinrichtung (13) zum Erfassen eines Betätigungsmaßes eines vom Fahrer betätigbaren Teils (10) zum Betätigen einer Ansaugluftstromeinstelleinrichtung, die in einem Saugsystem des Verbrennungsmotors (E) angeordnet ist,

eine Sollübersetzungsverhältniseinstelleinrichtung (A11) zum Einstellen eines Sollübersetzungsverhältnisses für das stufenlose Getriebe (35) gemäß dem Betätigungsmaß, das von der Betätigungsmaßerfassungseinrichtung (13) erfaßt wird,

eine Übersetzungsverhältniserfassungseinrichtung (A12) zum Erfassen eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes (35),

eine Übersetzungsverhältnisabweichungsberechnungseinrichtung (A13) zum Berechnen einer Abweichung zwischen dem Sollübersetzungsverhältnis, das von der Sollübersetzungsverhältniseinstelleinrichtung (A11) eingestellt wird, und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis, das von der Übersetzungsverhältniserfassungseinrichtung (A12) erfaßt wird,

eine Sollgetriebegeschwindigkeitseinstelleinrichtung (A14) zum Einstellen der Sollgetriebegeschwindigkeit gemäß der Übersetzungsverhältnisabweichung, die von der Übersetzungsverhältnisabweichungsberechnungseinrichtung (A13) berechnet wird, und

eine Getriebesteuereinrichtung zum Steuern des stufenlosen Getriebes (35) derart, daß die Sollgetriebegeschwindigkeit erreicht werden kann, die von der Sollgetriebegeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellt wird.