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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeug mit einem
stufenlosen, verstellbaren Getriebe, das in der Lage ist, eine Getriebeübersetzung
stufenlos zu verändern,
und in mehr besonderer Weise ein Steuerungsverfahren zur Steuerung
sowohl einer Antriebsquelle als auch einer Getriebeübersetzung
entsprechend einem Bedarf für eine
Antriebskraft.
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BEMERKUNGEN ZUM STAND
DER TECHNIK
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In
den letzten Jahren wurde ein stufenloses, variables Getriebe als
ein Getriebe für
ein Fahrzeug eingeführt.
Das stufenlose, verstellbare Getriebe dieser Art ist so aufgebaut,
daß die
Getriebeübersetzung
durch Veränderung
des Scheibenabstands eines antriebsseitigen Scheibensatzes und eines
abtriebsseitigen Scheibensatzes, an welchen ein Umschlingungselement
zum Laufen gebracht ist, d. h., eines Laufradius des Umschlingungselements,
stufenlos verändert
wird, oder daß die
Getriebeübersetzung
durch Neigung einer Reibrolle, welche zwischen eine Antriebsscheibe
und eine Abtriebsscheibe, von denen jede eine torusförmige Fläche aufweist,
gebracht ist, um den Radius der Position für die Reibrolle, um in Berührung mit
der der Antriebscheibe und der Abtriebsscheibe zu gelangen, zu verändern, stufenlos
verändert
wird. Weiterhin wird die Getriebeübersetzung auf der Grundlage
des Fahrzustands des Fahrzeugs, welcher z. B. von einem Signal,
das von einem Niederdrückwinkel
(oder von einer Gaspedalöffnung)
eines Gaspedals herrührt,
welches den Bedarf des Fahrers an Abgabeleistung anzeigt, einem
Bedarfssignal an Abgabeleistung, welches von einem Geschwindig keitsregler kommt,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer konstanten Geschwindigkeit
zu halten, und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, gesteuert.
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Infolge
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes kann die Getriebeübersetzung
stufenlos verändert
werden, und die Abgabeleistung der Antriebsquelle, wie z. B. einer
Brennkraftmaschine, wird stufenlos verändert. In dem Japanischen Dokument
Nr. 72867/1991 (JPB3-72867) oder in dem Dokument
JP 62 110535 , welche den nächstliegenden
Stand der Technik bildet, ist daher ein Steuerungsverfahren beschrieben,
welches ausgelegt ist, um einen Betrieb mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad
auszuführen,
indem von den Eigenschaften des stufenlosen, verstellbaren Getriebes
wirksam Gebrauch gemacht wird. In dem beschriebenen Verfahren wird
die Sollantriebskraft aus der Gaspedalabsenkung und der Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt, um die Sollabgabeleistung entsprechend der Sollantriebskraft,
der Sollgaspedalöffnung
und der Sollmotordrehzahl festzulegen, und die Sollgetriebeübersetzung
wird auf der Grundlage der Sollmotordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt. In dem beschriebenen Verfahren werden außerdem die
Sollabgabeleistung und die Sollgetriebeübersetzung auf der Grundlage
einer optimalen Kraftstoffverbrauchskurve festgelegt.
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Entsprechend
dem bisher beschriebenen Steuerungsverfahren nach dem Stand der
Technik werden daher, wenn z. B. das Gaspedal niedergedrückt wird,
die Sollantriebskraft und die Sollfahrzeuggeschwindigkeit anhand
der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, und
die Veränderung
des Betriebszustands zu diesem Zeitpunkt zu dem Sollbetriebszustand
erfolgt entlang der günstigsten
Kraftstoffverbrauchskurve. In dem Verfahren nach dem Stand der Technik
werden daher, selbst wenn eine Beschleunigung durch Niederdrücken des
Gaspedals angefordert wird, die Steuerungen, um die Kraftstoffzufuhr
bedarfsweise zu erhöhen
und die Motordrehzahl bedarfsweise zu erhöhen, nicht ausgeführt, sondern
was gesteuert wird, ist, den Kraftstoffverbrauch zu optimie ren (oder
zu vermindern). Demzufolge unterlassen es das Motordrehmoment oder
das Antriebsdrehmoment, den Bedarf des Fahrers an Beschleunigung
zu erfüllen,
und das Fahrzeug kann ein schlechtes Antriebsleistungsvermögen und
ein schlechtes Fahrverhalten aufweisen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, umweltgerechte Verbesserungen
beim Kraftstoffverbrauch und im Fahrverhalten eines Fahrzeugs mit
einem stufenlosen, verstellbaren Getriebe vorzunehmen.
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Das
erfindungsgemäße Steuerungsverfahren
bestimmt, wenn eine Antriebskraft angefordert wird, anhand einer
entsprechenden Sollausgangsleistung der Antriebsquelle und der tatsächlichen Ausgangsgeschwindigkeit
(oder Fahrzeuggeschwindigkeit) ein Solldrehmoment, um die Antriebsquelle auf
das Solldrehmoment zu steuern. Wenn eine Nachfrage nach Beschleunigung
erfolgt, wird daher zu diesem Zeitpunkt ein Abgabedrehmoment entsprechend
einer Sollabgabeleistung erreicht, so daß ein Antriebsdrehmoment erzeugt
wird, welches den Bedarf an Beschleunigung befriedigt. Das Fahrzeug weist
mit anderen Worten ein ausgezeichnetes Antriebsleistungsvermögen und
ein ausgezeichnetes Fahrverhalten auf.
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Erfindungsgemäß kann die
Sollantriebskraft anhand eines voreingestellten Motorkennfelds festgelegt
werden, so daß die
Kennlinien für
den Bedarf an Antriebskraft und Beschleunigung auf leichte Weise
eingestellt werden können.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin
die Verstellgeschwindigkeit der Getriebeübersetzung des stufenlosen,
verstellbaren Getriebes in zumindest zwei Schnell- und Langsamzustände verändert, bis
die tatsächliche
Drehzahl der Antriebsquelle die Solldrehzahl erreicht. In der Erfindung
verändert
sich daher die Getriebeübersetzung,
nachdem sich z. B. die Getriebeübersetzung
schnell verändert
hatte, mit einer langsameren Verstellgeschwindigkeit. In mehr spezifischer
Weise wird, wenn eine Sollabgabeleistung festgelegt ist, aus der
Sollabgabeleistung ein Sollabgabedrehmoment bestimmt, so daß die Antriebsquelle
gesteuert wird, das Sollabgabedrehmoment zu erzeugen. Falls das
Verstellen z. B. auf dem Bedarf an Erhöhung der Abgabeleistung beruht,
wird die Getriebeübersetzung
schnell verändert,
um die Drehzahl der Antriebsquelle entsprechend der Sollabgabeleistung
einzurichten. Demzufolge wird eine Antriebskraft entsprechend dem
Bedarf erzeugt, aber die Drehzahl der Antriebsquelle verändert sich
nicht unabhängig
von der Veränderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei der Verstellung zu der für die Sollabgabeleistung
vorher eingestellten Sollausgangsdrehzahl wird andererseits, nachdem
diese Abgabeleistung erreicht wurde, die Getriebeübersetzung langsam
verändert,
um die Veränderung
in der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drehzahl der Antriebsquelle
in einen übereinstimmenden
Zustand zu bringen, um dadurch ein Gefühl von Fehlsteuerung zu verhindern.
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Die
Sollausgangsdrehzahl der Antriebsquelle ist auf einen vorbestimmten
Begrenzungswert begrenzt, und dieser Begrenzungswert wird allmählich auf
die Sollausgangsdrehzahl verändert,
welche durch eine für
die Sollabgabeleistung voreingestellte Vorrichtung zur Bestimmung
der Sollausgangsdrehzahl festgelegt ist. Daher wird, selbst wenn
die Veränderung
bei dem Abgabeleistungsbedarf hoch ist, die Ausgangsdrehzahl der
Antriebsquelle nicht sofort auf die für die Sollabgabeleistung voreingestellte
Solldrehzahl verändert,
sondern wird durch den Begrenzungswert festgelegt, so daß sich die
Drehzahl der Antriebsquelle entsprechend der Veränderung des Begrenzungswerts
allmählich
zu der für
die Sollabgabeleistung eingestellten Solldrehzahl verändert. Wenn
z. B. eine Beschleunigungsanforderung erfolgt, verändert sich
die Drehzahl der Antriebsquelle entsprechend der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit,
so daß die
Veränderung
in dem Verhalten der Antriebsquelle mit der Veränderung in dem Verhalten des
Fahrzeugs zusammenfällt,
um im voraus das Gefühl
einer Fehlsteuerung zu vermeiden.
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Weiterhin
wird eine Störung
in entweder der Antriebsquelle oder dem stufenlosen, verstellbaren Getriebe
oder eine Störung
in der Steuerungsstrecke für
entweder die Antriebsquelle oder das stufenlose, verstellbare Getriebe
erfaßt,
um eine begrenzende Steuerung für
die Begrenzung der Sollabgabeleistung auszuführen. Daher wird, wenn die
Störung
erfaßt
ist, die Steuerung, um die Sollabgabeleistung zu begrenzen, ausgeführt, so
daß die
Sollabgabeleistung kleiner als der Bedarf an Sollabgabeleistung wird,
um dadurch das anhand der Sollabgabeleistung festgesetzte Abgabedrehmoment
der Antriebsquelle und die Getriebeübersetzung des stufenlosen,
verstellbaren Getriebes zu vermindern. Demzufolge wird die Antriebskraft-Übertragungsstrecke,
auf welche die Abgabeleistung der Antriebsquelle übertragen wird,
im voraus davor bewahrt, daß sie
in einem Störungsfall
einer übermäßigen Beanspruchung
ausgesetzt ist, so daß sie
wirksam geschützt
werden kann.
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Die
vorstehende Aufgabe, weitere Ziele und neuartige Ausführungen
der Erfindung werden sich vollständiger
aus der ausführlichen
Beschreibung ergeben, wenn diese unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
gelesen wird. Es sollte jedoch klar sein, daß die Zeichnungen nur dem Zweck
der Darstellung dienen und nicht als eine Definition des Schutzbereiches
der Erfindung beabsichtigt sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erklärung
einer Steuerungsausführungsform
der Erfindung;
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2 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung von Veränderungen in dem Betriebszustand
des Falls, in welchem eine Brennkraftmaschine durch ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren
gesteuert wird;
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3 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erklärung
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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4 zeigt
ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung eines Beispiels
eines Antriebskraft-Übertragungssystems,
auf welches die Erfindung angewendet werden kann;
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Erklärung
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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6A zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Kennlinie zum
Festlegen einer Verstellgeschwindigkeit für einen ersten Verstellzeitraum;
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6B zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines anderen Beispiels der Kennlinie
zum Festlegen der Verstellgeschwindigkeit für den ersten Verstellzeitraum;
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7 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Kennlinie zum
Festlegen einer Verstellgeschwindigkeit für einen zweiten Verstellzeitraum;
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8A zeigt
einen Teil eines Ablaufdiagramms für die Erklärung einer weiteren anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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8B zeigt
einen anderen Teil des Ablaufdiagramms zur Erklärung der weiteren anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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9 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Kennfelds für eine die
Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl;
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10A zeigt einen Teil eines Ablaufdiagramms zur
Erklärung
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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10B zeigt einen anderen Teil des Ablaufdiagramms
zur Erklärung
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung; und
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11 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Kennfelds zur
Begrenzung einer Gaspedalöffnung
bei ei ner Störung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung wird in Verbindung mit ihrer besonderen Ausführungsform
beschrieben. An dieser Stelle wird nachstehend zuerst ein Beispiel
einer Antriebskraft-Übertragungsstrecke
eines Fahrzeugs, auf welches die Erfindung angewendet wird, beschrieben.
In 4 weist eine Kraftmaschine 1 eine Ausgangswelle 2,
die mit einer Übertragungsgruppe 3 verbunden
ist, auf. Die Kraftmaschine 1 umfaßt hier eine Vielzahl von in
einem Fahrzeug verwendeten Antriebsquellen, wie z. B. eine Brennkraftmaschine mit
innerer Verbrennung, z. B. eine Benzin-Brennkraftmaschine oder eine
Diesel-Brennkraftmaschine, einen Elektromotor, oder eine Einheit,
in welcher die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und der Elektromotor
kombiniert sind. Hier wird nachstehend ein Beispiel beschrieben,
in welchem die Brennkraftmaschine als die Kraftmaschine 1 übernommen
ist.
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Diese
Brennkraftmaschine 1 ist so aufgebaut, daß sie elektrisch
gesteuert werden kann. Für diese
Steuerung ist dort ein elektronisches Steuergerät (ECU) 4, welches
hauptsächlich
aus einem Mikrocomputer aufgebaut ist, angeordnet. Dieses Steuergerät 4 ist
so ausgelegt, daß es
zumindest die Abgabeleistung der Brennkraftmaschine 1 steuert,
und wird mit Anforderungssignalen für Abgabeleistung, welche eine
Ausgangswellendrehzahl Ne und eine Gaspedalöffnung Acc als Daten für die Steuerung aufweisen,
gespeist.
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Diese
Anforderungssignale für
Abgabeleistung sind Signale zum Erhöhen/Erniedrigen der Abgabeleistung
der Brennkraftmaschine 1 und können entweder als ein Bedienungssignal
eines durch den Fahrer bedienten (nicht gezeigten) Gaspedals oder eines
Signals, welches durch elektrische Verarbeitung der Betätigung erzeugt
wird, veranschaulicht werden. Falls die Brennkraftmaschine 1 mit
einer elektronischen Drosselklappe ausgerüstet ist, weisen die Anforderungssignale
für Abgabeleistung
ferner ein Steuerungssignal zur Steuerung der Öff nung der elektronischen Drosselklappe
und ein Anforderungssignal für
Abgabeleistung, welches von dem (nicht gezeigten) Geschwindigkeitsregler
kommt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem festgesetzten Wert
zu halten.
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Die Übertragungsgruppe 3 ermöglicht es
der Brennkraftmaschine 1 zu rotieren, selbst wenn das Fahrzeug
anhält.
Als diese Übertragungsgruppe 3 kann,
wenn nötig,
eine Vielzahl von Vorrichtungen, wie z. B. eine gewöhnliche
Kupplung zur Übertragung
des Drehmoments, wenn ihre Reibungsplatten gezwungen werden, sich
zu berühren,
eine Strömungskupplung,
ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, ein Drehmomentwandler mit
einer eingebauten Überbrückungskupplung,
eine elektromagnetische Kupplung oder eine Magnetpulverkupplung übernommen
werden.
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Diese Übertragungsgruppe 3 ist
mit einer Vorwärts/Rückwärts-Wendevorrichtung 5 gekoppelt. Die
Wendevorrichtung 5 ist angeordnet, weil ein nachstehend
beschriebenes stufenloses, verstellbares Getriebe 6 seinen
Eingang nicht umwenden kann. Die Vorwärts/Rückwärts-Wendevorrichtung 5 ist
mit drei rotierenden Elementen einer Planetengetriebevorrichtung
ausgerüstet:
Eins von ihnen ist mit der Übertragungsgruppe 3 gekoppelt,
um als ein Antriebselement zu wirken; ein anderes von ihnen ist
ein Festelement zum selektiven Fixieren; und das eine verbleibende
von ihnen wirkt als ein Abtriebselement. Das Abtriebselement wird
durch Festsetzen des Festelements mit einer Hemmvorrichtung oder
dergleichen in der zu dem Antriebselement entgegengesetzten Richtung
in Rotation versetzt, und die Umschaltvorrichtung 5 rotiert
in ihrer Gesamtheit durch Freigabe des Festelements aus dem fixierten
Zustand und durch ganzheitliche Kopplung eines der zwei rotierenden
Elemente, um den Antrieb unverändert
abzugeben.
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Nachstehend
wird das stufenlose, verstellbare Getriebe 6, welches mit
der Vorwärts/Rückwärts-Wendevorrichtung 5 verbunden
ist, beschrieben. Das stufenlose, verstellbare Getriebe 6 ist
kurz gesagt eine Vorrichtung zum stufenlosen Verändern des Verhältnisses
zwischen den Drehzahlen einer Eingangswelle 7 und einer
Ausgangswelle 8. Das stufenlose, verstellbare Getriebe 6 ist
von einem geeigneten Typ wie z. B. dem Umschlingungstyp oder dem
Toroidtyp. Ferner ist ein elektronisches Steuergerät (ECU) 9 zur
elektrischen Steuerung der Getriebeübersetzung angeordnet. Dieses
elektronische Steuergerät 9 ist
mit dem elektronischen Steuergerät 4 für die Brennkraftmaschine 1 verbunden,
um Datenübertragung
auszuführen,
und wird mit Daten gespeist, die für die Steuerung der Getriebeübersetzung
erforderlich sind.
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Weiterhin
ist die Ausgangswelle 8 des stufenlosen, verstellbaren
Getriebes 6 mit einer Achsdrehzahl-Verminderungsvorrichtung
(oder Ausgleichsgetriebe) 10 verbunden, welche das Drehmoment
zwischen den rechten und linken Rädern verteilt, während es
deren unterschiedliche Drehungen erlaubt.
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Wenn
das Fahrzeug eine gleichbleibende Fahrt vollführt, steuert das erfindungsgemäß ausgelegte
Steuerungsverfahren die Brennkraftmaschine 1 und die Getriebeübersetzung
entlang einer optimalen Betriebskennlinie in einem Betriebszustandsdiagramm,
welches durch die Drehzahl und das Drehmoment bestimmt ist. Im Gegensatz
dazu werden die nachstehenden Steuerungen ausgeführt, wenn ein Bedarf für eine Erhöhung oder
Verminderung der Antriebskraft auftritt.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erklärung
des Steuerungsverfahrens. Anhand einer Gaspedalöffnung Acc und einer Fahrzeuggeschwindigkeit
V wird eine Sollantriebskraft F bestimmt (in Schritt S1). Die Gaspedalöffnung Acc
ist hier der Steuerungswert, welcher durch elektrische Verarbeitung
der Absenkung des Gaspedals gewonnen wird, und sie wird als ein
Parameter, welcher einen Bedarf für Beschleunigung oder Verlangsamung,
d. h., einen Bedarf an Antriebskraft anzeigt, verwendet. Daher kann
das Signal für
Antriebsbedarf für
den Geschwindigkeitsregler, um die Fahrgeschwindigkeit konstant zu
halten, als Parameter anstelle der Gaspedalöffnung Acc übernommen werden. Ebenso kann
die Drehzahl eines anderen geeig neten rotierenden Elements in einem
Eins-zu-Eins-Verhältnis
zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit
V übernommen
werden. Daher entspricht der Ablauf von Schritt S1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Festlegen der Sollantriebskraft.
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Die
Festlegung der Sollantriebskraft F anhand der Gaspedalöffnung Acc
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V wird anhand eines vorbestimmten Motorkennfelds
ausgeführt.
Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Antriebskraft F
ist als Kennfeld unter Verwendung der Gaspedalöffnung Acc als Parameter vorbestimmt.
In diesem Fall ist die Antriebskraft F so festgelegt, daß sie die Eigenschaften
des Fahrzeugs, auf welches die Erfindung angewendet wird, wiedergibt.
Auf der Grundlage dieses Motorkennfelds wird die Sollantriebskraft
F festgelegt.
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Anhand
der Sollantriebskraft F, wie in Schritt S1 festgelegt, und der tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit V wird eine Sollabgabeleistung P bestimmt
(in Schritt S2). Die Sollabgabeleistung P ist kurz gesagt das Produkt
aus der Sollantriebskraft F und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Daher
entspricht der Ablauf dieses Schritts S2 einer Vorrichtung zur Bestimmung
der Sollabgabeleistung in der Erfindung.
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Um
die Getriebeübersetzung
zu steuern, wird eine Sollmotordrehzahl Net entsprechend der Sollabgabeleistung
P bestimmt (in Schritt S3). In dem gleichbleibenden Betriebszustand
wird die Steuerung entsprechend der optimalen Betriebskennlinie, wie
vorstehend beschrieben, ausgeführt,
so daß der Betriebszustand
zu dem Zeitpunkt, wenn die Sollabgabeleistung P erreicht ist, auf
der optimalen Betriebskennlinie liegt. Zu dem Zeitpunkt, wenn die
Sollabgabeleistung P erreicht ist, ist die Brennkraftmaschine 1 genau
in den auf der günstigsten
Kraftstoffverbrauchskurve basierenden Zustand gesteuert, so daß die Sollmotordrehzahl
Net unter Verwendung der Sollmotordrehzahltafel (oder Diagramm)
der Brennkraftmaschine, welche Abgabeleistung und Drehzahl an hand
der günstigsten
Kraftstoffverbrauchskurve bestimmen, festgelegt ist.
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Die
Verstellungs-Steuerungsvorrichtung steuert die Getriebeübersetzung
(in Schritt S4) anhand der Sollmotordrehzahl Net und der erfaßten tatsächlichen
Motordrehzahl Ne so, daß die
tatsächliche
Motordrehzahl den Wert der Sollmotordrehzahl annehmen kann. Die
Verstellungs-Steuerungsvorrichtung ist durch das elektronische Steuergerät 9 definiert,
welches unter Bezugnahme auf 4 beschrieben
wurde. Daher entspricht der Ablauf dieses Schritts S4 einer Vorrichtung
für die
Steuerung der Getriebeübersetzung
in der Erfindung.
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Um
die Brennkraftmaschine 1 zu steuern, wird ein Sollmotordrehmoment
To anhand der vorstehend erwähnten
Sollabgabeleistung P und des tatsächlichen Motordrehmoments Ne
bestimmt (in Schritt S5). Diese Bestimmung wird z. B. durch Dividieren
der Sollabgabeleistung P durch die tatsächliche Motordrehzahl Ne ausgeführt. Die
Formel, wie sie in 1 formuliert ist, zeigt hier
die Leistungsfähigkeit
des Verfahrens für
die Angleichung der Baugruppen auf. Daher kann eine Winkelgeschwindigkeit der
Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 1 anstelle der Motordrehzahl
Ne übernommen
werden. Der Ablauf dieses Schritts S5 entspricht einer Vorrichtung zur
Festlegung des Sollabgabedrehmoments in der Erfindung.
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Eine
Motordrehmoment-Steuerungsvorrichtung steuert die Brennkraftmaschine 1 (in
Schritt S6), um das auf diese Weise bestimmte Sollmotordrehmoment
To zu erreichen. Insbesondere wird die Kraftstoffeinspritzgeschwindigkeit
oder die Öffnung der
elektronischen Drosselklappe durch das elektronische Steuergerät 4,
welches unter Bezugnahme auf 4 beschrieben
wurde, gesteuert. Daher entspricht der Ablauf dieses Schritts S6
einer Vorrichtung zum Steuern der Antriebsquelle in der Erfindung.
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In 2 ist
ein Beispiel einer Veränderung im
Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem Fall, in
welchem die vorstehend erwähnte
Steuerung bei einer Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs
ausgeführt
wird, gezeigt. 2 zeigt die Beziehungen zwischen
der Motordrehzahl und dem Abgabedrehmoment (oder Achsdrehmoment)
bei Verwendung gleicher Abgabeleistungskennlinien als Parameter.
Die optimale Betriebskennlinie ist durch die durchgezogenen Vielecklinien
gekennzeichnet. Wenn die Beschleunigungsanforderung durch Absenken
des Gaspedals erfolgt, wenn der Betriebszustand durch einen Buchstaben
A gekennzeichnet ist, wie in 2 gezeigt
ist, und wenn der durch die Gaspedalöffnung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V
festgelegte Sollbetriebszustand sich an einem Betriebspunkt, der
durch einen Buchstaben C gekennzeichnet ist, befindet, wird der
Betriebszustand zu seinem Sollwert durch einen Betriebspunkt, welcher mit
dem Buchstaben B bezeichnet ist, gesteuert.
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Das
in Schritt S5 berechnete Sollmotordrehmoment To nimmt den Wert an,
welcher durch Division der Sollabgabeleistung P durch die tatsächliche (d.
h., zum Zeitpunkt des Betriebszustands A) Motordrehzahl (d. h.,
der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle) gebildet wird, so daß es das
Achsdrehmoment (an der Stelle B) ist, wie durch die Stelle der tatsächlichen
Motordrehzahl Ne an den Kennlinien für gleiche Abgabeleistung (d.
h., den Kennlinien für gleiche
Abgabeleistung der Sollabgabeleistung P) in dem Betriebszustand
C angezeigt ist. Dieser mit dem Buchstaben B bezeichnete Betriebszustand
ist außerhalb
der optimalen Betriebskennlinie angeordnet. In dem gleichbleibenden
Betriebszustand jedoch wird der Betriebszustand entlang der optimalen
Betriebskennlinie gesteuert. Abschließend wird die Brennkraftmaschine 1 so
gesteuert, daß das
Achsdrehmoment und die Motordrehzahl entlang den Kennlinien für gleiche
Abgabeleistung von dem mit dem Buchstaben B bezeichneten Betriebszustand aus
verändert
werden, bis die Brennkraftmaschine 1 den Sollbetriebszustand
C erreicht.
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Gemäß dem bisher
beschriebenen Steuerungsverfahren wird das Motordrehmoment daher
zu dem Zeitpunkt, wenn die Beschleuni gungsanforderung erfolgt, von
der optimalen Betriebskennlinie weg erhöht, so daß die Antriebskraft dementsprechend erhöht ist.
Demzufolge kann eine den Bedarf befriedigende Beschleunigungskraft
erreicht werden, um das Fahrverhalten (oder das Antriebsleistungsvermögen) zu
verbessern.
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Wenn
die Beschleunigungsanforderung in dem mit dem Buchstaben D bezeichneten
Betriebszustand erfolgt, und wenn der Sollbetriebszustand durch
den Buchstaben G gekennzeichnet ist, wird das Achsdrehmoment auf
den maximalen Wert für die
Motordrehzahl zum Zeitpunkt der Anforderung der Beschleunigung erhöht. Danach
wird das Achsdrehmoment an dem maximalen Wert bis zu dem Betriebspunkt
F aufrechterhalten, in welchem das maximale Drehmoment auf der Kennlinie
für gleiche
Abgabeleistung für
die Abgabeleistung in dem Betriebszustand G erreicht ist. Das liegt
daran, daß der
Beschleunigungsbedarf so hoch ist, daß das Drehmoment, das der tatsächlichen
Motordrehzahl auf der Kennlinie für gleiche Abgabeleistung in
dem Sollbetriebszustand G entspricht, das für die Brennkraftmaschine 1 erlaubte
maximale Drehmoment übersteigt. In
dem Bereich zwischen den Betriebszuständen, die mit den Buchstaben
E und F bezeichnet sind, ist das Achsdrehmoment auf das maximale
Drehmoment begrenzt. Wenn sich die Motordrehzahl dann erhöht, so daß das sich
ergebende Drehmoment beginnt, niedriger als das maximale Drehmoment
zu werden, verändert
sich der Betriebszustand entlang der Kennlinie für gleiche Abgabeleistung in
dem Betriebszustand G und erreicht den Sollbetriebszustand G. In
diesem Fall wird daher das Motordrehmoment gleichzeitig mit der
Beschleunigungsanforderung von der optimalen Betriebskennlinie weg
erhöht,
so daß eine
Antriebskraft, die den Beschleunigungsbedarf befriedigt, bereitgestellt
werden kann.
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Nachstehend
wird im Gegensatz dazu der Fall der Verlangsamung beschrieben. Die
Gaspedalöffnung
Acc wird vermindert, wenn der Betriebszustand z. B. der in 2 mit
H bezeichnete Betriebszustand ist. Wenn die Vorgabe der mit dem
Buchstaben C bezeichnete Betriebszustand ist, wird gleichzeitig mit
der Abnahme der Gaspedalöffnung
Acc das Motordrehmoment (oder Achsdrehmoment) auf das Drehmoment
auf derselben Kennlinie für
gleiche Abgabeleistung wie für
den Sollbetriebszustand C mit der zu diesem Zeitpunkt unverändert belassenen Motordrehzahl
verändert.
Dieser Betriebszustand ist mit dem Buchstaben J bezeichnet. Danach
werden das Achsdrehmoment und die Motordrehzahl zu dem Sollbetriebszustand
C hin, welcher an dem Schnittpunkt zwischen der Kennlinie für gleiche
Abgabeleistung für
den Sollbetriebszustand C und der optimalen Betriebskennlinie angeordnet
ist, verändert.
In diesem Fall wird auch das Achsdrehmoment für den Bedarf an Verlangsamung
weg von der optimalen Betriebskennlinie vermindert, so daß eine Antriebskraft, welche
den Bedarf an Verlangsamung befriedigt, erhalten werden kann. Wenn
die Antriebsräder
und die Brennkraftmaschine 1 so verbunden sind, daß das Drehmoment übertragen
wird, d. h., wenn die Antriebskraft-Übertragungsstrecke
nicht durch Freigabe einer geeigneten Kupplung unterbrochen ist,
ist es möglich,
eine Motorbremskraft, die den Bedarf an Verlangsamung befriedigt,
einzusetzen.
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Auf
diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren, wenn
ein Bedarf zur Erhöhung
oder Erniedrigung der Antriebskraft auftritt, das Drehmoment zu
dem Abgabedrehmoment entsprechend der tatsächlichen Motordrehzahl auf
der Kennlinie für
die gleiche Abgabeleistung der Sollabgabeleistung verändert, und
dann zu dem Drehmoment auf der optimalen Betriebskennlinie entlang
dieser Kennlinie für
gleiche Abgabeleistung. In dem Verfahren nach dem Stand der Technik
wird im Gegensatz dazu das Drehmoment immer zu dem Betriebszustand
oder dem Drehmoment auf der optimalen Betriebskennlinie gesteuert.
Zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren
und dem Verfahren nach dem Stand der Technik besteht daher ein wesentlicher
Unterschied darin, ob die Brennkraftmaschine in einem Übergangszeitraum
der Veränderung
der Antriebskraft, welcher die Anforderung zum Beschleunigen/Verlangsamen
begleitet, von der optimalen Betriebskennlinie weggesteuert wird
oder nicht. Genauer gesagt steuert das Verfah ren nach dem Stand
der Technik die Brennkraftmaschine entlang der Kurve für den günstigsten
Kraftstoffverbrauch, wohingegen das erfindungsgemäße Verfahren
das Drehmoment der Brennkraftmaschine zu dem Drehmoment auf der Kennlinie
für gleiche
Abgabeleistung für
den Sollbetriebszustand hin verändert,
und dann zu dem Sollbetriebszustand entlang der Kennlinie für gleiche
Abgabeleistung.
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Nachstehend
wird eine andere Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. 3 zeigt
die Ausführungsform,
welche so aufgebaut ist, daß sich
die Antriebskraft in dem Übergangszeitraum,
welcher die Anforderung für
Beschleunigung/Verlangsamung begleitet, der Antriebskraft nach dem
Verstellende annähert.
Zuerst wird der Sollbetriebszustand durch eine Einstellvorrichtung
für den
Sollmotorbetriebspunkt festgesetzt (in Schritt S11). Diese Einstellung ist
z. B. eine Steuerung zum Einstellen des mit dem Buchstaben C oder
G in 2 bezeichneten Betriebszustands. Wie in der in 1 gezeigten
Ausführungsform
kann der Betriebszustand durch Festlegen einer angeforderten Antriebskraft
auf der Grundlage einer Anforderung für Antriebskraft, wie z. B.
Gaspedalöffnung
Acc und tatsächlicher
Fahrzeuggeschwindigkeit V, und durch weitere Festlegung der Sollabgabeleistung
oder der angeforderten Antriebskraft, festgelegt werden.
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Da
eine Motorabgabeleistung durch ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl
ausgedrückt
ist, werden die Sollmotordrehzahl Net und ein endgültiges Sollmotordrehmoment
Tt aus der auf die vorstehend beschriebene Weise festgelegten Sollabgabeleistung
bestimmt, und das Sollmotordrehmoment To wird aus jenen Werten Net
und Tt und der tatsächlichen
Motordrehzahl Ne bestimmt (in Schritt S12). Insbesondere wird das
Sollmotordrehmoment To durch Division der Sollabgabeleistung oder
des Produkts aus dem endgültigen
Sollmotordrehmoment Tt und der Sollmotordrehzahl Net durch die tatsächliche Motordrehzahl
bestimmt. Daher ist der Ablauf dieses Schritts S12 im wesentlichen
mit dem des in 1 gezeigten Schritts S5 identisch.
Die Motordrehmoment-Steuerungsvorrichtung steuert die Brennkraftmaschine 1,
um das Sollmotordrehmoment To einzurichten.
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Da
die Sollmotordrehzahl Net in Schritt S11 bestimmt wird, steuert
die Verstellungs-Steuerungsvorrichtung die Getriebeübersetzung
(in Schritt S14) anhand der Sollmotordrehzahl Net und der tatsächlichen
Motordrehzahl Ne.
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Daher
entspricht in dieser in 3 gezeigten Ausführungsform
der Ablauf des Schritts S11 einer Vorrichtung zur Bestimmung der
Sollantriebskraft, einer Vorrichtung zur Bestimmung der Sollabgabeleistung
und einer Vorrichtung zur Bestimmung der Solldrehzahl in der Erfindung;
der Ablauf von Schritt S12 entspricht einer Vorrichtung zur Bestimmung
des Sollabgabedrehmoments in der Erfindung; der Ablauf von Schritt
S13 entspricht einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebskraftquelle
in der Erfindung; und der Ablauf des Schritts S14 entspricht einer
Vorrichtung zur Steuerung der Getriebeübersetzung in der Erfindung.
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In
der bisher beschriebenen Erfindung wird, bei Ausnutzung der Tatsache,
daß das
Abgabedrehmoment und die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 unabhängig voneinander
gesteuert werden können, das
Drehmoment zu Beginn eines Verstellvorgangs von der optimalen Betriebskennlinie
hinweggesteuert, und der Verstellvorgang wird dann ausgeführt, um
den Betriebszustand an einem Betriebspunkt auf der optimalen Betriebskennlinie
einzurichten. In diesem Fall kann, in Abhängigkeit von der Art der Veränderung
der Getriebeübersetzung,
d. h. dem Festlegen der Verstellgeschwindigkeit (d. h. der Veränderungsgeschwindigkeit
der Getriebeübersetzung)
eine Verzögerung
beim Verstellen oder eine unbeabsichtigte Veränderung der Motordrehzahl auftreten.
In der Erfindung wird daher die Verstellgeschwindigkeit so gesteuert,
daß sie
sich in einer Vielzahl von Stufen verändert. Dieses Beispiel wird
nachstehend in dem Fall, in dem der Betriebszustand, wie in 2 gezeigt
ist, von einer Stelle D zu einer Stelle G verändert wird, beschrieben.
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Erklärung
eines Beispiels der Steuerung. Zuerst wird eine erste Sollgetriebeübersetzung
berechnet (in Schritt S21). Die Veränderung im Betriebszustand
von der Stelle D zu der Stelle G beruht auf dem Beschleunigungsbedarf,
wie vorstehend beschrieben, so daß das Abgabedrehmoment der
Brennkraftmaschine 1 auf einmal zu dem Abgabedrehmoment
gesteuert wird, welches der Sollabgabeleistung P entspricht. In diesem
Fall übersteigt
das Solldrehmoment zum Zeitpunkt der Beschleunigungsanforderung
das maximale Drehmoment, das von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben
werden kann, wie in 2 ausgewiesen ist, so daß das Abgabedrehmoment
der Brennkraftmaschine 1 zu dem durch die Stelle E gekennzeichneten
Drehmoment gesteuert wird, und die Motordrehzahl wird zu der Drehzahl
für die
Sollabgabeleistung P, welche diesem Drehmoment entspricht, gesteuert.
Dieses ist durch die Stelle F gekennzeichnet.
-
Beim
Wechsel von dem durch die Stelle D gekennzeichneten Betriebszustand
zu dem durch die Stelle F gekennzeichneten Betriebszustand kann
die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Erhöhung des Abgabedrehmoments
erhöht
werden, und die Motordrehzahl an der Stelle F ist höher als
die an der Stelle D, wenn eine Entscheidung zum Verstellen fortbesteht.
Um die Motordrehzahl auf die durch die Stelle F gekennzeichnete
Motordrehzahl zu bringen, ist daher die Getriebeübersetzung zu steuern. Daher nimmt
die erste Sollgetriebeübersetzung
den Wert an, welcher durch Division der Motordrehzahl, wie durch
die Stelle F gekennzeichnet, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt
wird.
-
Wenn
angenommen wird, daß die
Verstellung in den Betriebszustand, in welchem das Drehmoment entsprechend
der Sollabgabeleistung abgegeben wird, ausgegeben ist, d. h., daß angenommen wird,
daß die
Verstellung zu der ersten Sollgetriebeübersetzung für einen
ersten Verstellzeitraum erfolgt, wird die Verstellgeschwindigkeit
für den
ersten Verstellzeitraum, d. h. eine erste Verstellgeschwindigkeit,
festgesetzt (in Schritt S22). Es wird vorgezogen, daß die erste
Verstellge schwindigkeit so hoch wie möglich ist, und sie kann anhand
einer Kennlinie, welche z. B. durch eine Verstellgeschwindigkeit (de/dt)
gegen eine Veränderungsgeschwindigkeit
der Gaspedalöffnung Δα (oder die
Veränderung
in der Motorabgabeleistung) voreingestellt ist, wie in 6A gezeigt
ist, festgelegt werden. Alternativ kann die erste Verstellgeschwindigkeit
auch auf der Grundlage einer Kennlinie, welche durch die Verstellgeschwindigkeit
(de/dt) gegen eine Differenz ΔN
zwischen der Solldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl, wie in 6B gezeigt
ist, festgelegt werden. In beiden Fällen ist die Verstellgeschwindigkeit
(de/dt) für
die größere Veränderungsgeschwindigkeit Δα der Gaspedalöffnung oder
der Drehzahldifferenz ΔN
höher.
-
Weiterhin
wird eine zweite Sollgetriebeübersetzung
(in Schritt S23) gesetzt, um die Motordrehzahl in dem Betriebszustand,
wie er durch die Stelle G auf der optimalen Betriebskennlinie (oder
der Kurve für
den günstigsten
Kraftstoffverbrauch) für
die Sollabgabeleistung gekennzeichnet ist, einzurichten. Die Motordrehzahl
an der Stelle G entspricht der vorstehend erwähnten Motordrehzahl Net, welche
durch die Fahrzeuggeschwindigkeit geteilt wird, um die zweite Getriebeübersetzung
zu liefern.
-
Es
wird eine zweite Verstellgeschwindigkeit für den zweiten Verstellzeitraum
zum Ausführen
der Verstellung zu der zweiten Sollgetriebeübersetzung gesetzt (in Schritt
S24). Die Verstellgeschwindigkeit für den zweiten Verstellzeitraum
wird auf einen niedrigeren Wert als für die vorstehend erwähnte Verstellgeschwindigkeit
für den
ersten Verstellzeitraum gesetzt. Diese zweite Verstellgeschwindigkeit
kann ein vorbestimmter konstanter Wert sein. Andererseits kann die
Verstellgeschwindigkeit kleiner gemacht werden, je mehr sich der
Antriebspunkt der optimalen Betriebskennlinie nähert. Je weiter der Betriebszustand
von dem durch die Stelle G in 2 gekennzeichnete
Antriebspunkt auf der optimalen Betriebskennlinie entfernt ist,
desto ungünstiger
ist sein Kraftstoffverbrauch. Daher wird vorzugsweise der Betriebs zeitraum
in dem Zustand ungünstigen
Kraftstoffverbrauchs durch Erhöhen
der Verstellgeschwindigkeit in dem Zustand abseits von der Stelle
G verkürzt.
Weiterhin kann, wie in dem Fall, in welchem die Verstellgeschwindigkeit
für den
vorstehend erwähnten
ersten Verstellzeitraum bestimmt wird, die Verstellgeschwindigkeit
(de/dt) gegen die Differenz ΔN zwischen
der Solldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl
als Kennlinie voreingestellt werden (wie in 7 gezeigt
ist), so daß die
Verstellgeschwindigkeit anhand der Kennlinie festgelegt werden kann.
-
Es
wird (in Schritt S25) ein Verstellbefehlssignal zum Ausführen einer
Verstellung mit der auf diese Weise festgesetzten Verstellgeschwindigkeit
ausgegeben. In dem Fall der vorstehend erwähnten Verstellung von der Stelle
D zu der Stelle G wird daher die Verstellung für den ersten Verstellzeitraum
sofort ausgeführt,
so daß die
Sollantriebskraft ohne irgendeine Verzögerung beim Verstellen erreicht
werden kann. Für
den zweiten Verstellzeitraum verläuft das Verstellen andererseits
langsamer als für
den ersten Verstellzeitraum, so daß sich die Motordrehzahl entsprechend
der Veränderung
in der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert. Demzufolge werden eine Verknappung
der Beschleunigungskraft und eine Veränderung der Motordrehzahl,
die nicht synchron mit der Veränderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit verlaufen (oder eine Schwankung der
Drehzahl) verhindert, um im voraus ein Gefühl von Fehlsteuerung während der
Verstellzeit zu vermeiden.
-
Nachstehend
werden die Beziehungen zwischen den in 5 bis 7 gezeigten
spezifischen Beispielen und der Erfindung beschrieben. Die Abläufe von
Schritt S22 und Schritt S24, welche in 5 gezeigt
sind, entsprechen einer Verstellgeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung
in der Erfindung.
-
In
der bisher beschriebenen Steuerung wird, wenn eine Veränderung
der Abgabeleistung durch Absenken des Gaspedals angefordert wird,
die Sollmotordrehzahl Net bestimmt, so daß die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes gesteuert wird, um die
tatsächliche
Motordrehzahl auf den Sollwert zu einzustellen. Wenn das Gaspedal tief
durchgetreten wird, erhöht
sich daher die Motordrehzahl auf die normalerweise verwendete maximale
Drehzahl, so daß die
Fahrzeuggeschwindigkeit in diesem Zustand allmählich ansteigt. Mit anderen Worten,
zuerst verändert
sich nur die Motordrehzahl, und die Fahrzeuggeschwindigkeit verändert sich später. In
dem normalen Fahrzeug mit einer manuellen Übertragung und einem daran
angeordneten automatischen Stufengetriebe verändern sich im Gegensatz dazu
die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit parallel, und
es kann ein Gefühl
von Fehlsteuerung auftreten, wenn sich zuerst nur die Motordrehzahl
verändert.
Das Steuerungsverfahren kann auch die Getriebeübersetzung steuern, um ein solches
Gefühl
von Fehlsteuerung zu vermeiden, wie nachstehend beispielhaft aufgeführt wird.
-
8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines
Beispiels der Steuerung. Die Steuerungsroutine, die in 8A und 8B gezeigt
ist, wird an jedem der vorbestimmten Zeitabschnitte Δt (in Millisekunden)
ausgeführt.
In 8A und 8B werden
zuerst die Gaspedalöffnung
und die Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben (in Schritt S31). Als
nächstes
wird die Sollantriebskraft anhand der auf diese Weise eingegebenen
Gaspedalöffnung
und Fahrzeuggeschwindigkeit und eines im voraus gespeicherten Sollantriebskraftkennfelds
festgelegt (in Schritt S32). Diese Steuerung des Schritt S32 ist
der des in 1 gezeigten Schritts S1 ähnlich.
-
Die
Sollabgabeleistung wird (in Schritt S33) anhand der Sollantriebskraft
und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Diese Steuerung
des Schritts S33 ist der des in 1 gezeigten Schritts
S2 ähnlich.
Um die Brennkraftmaschine 1 zu steuern, wird weiterhin
die Motordrehzahl eingegeben (in Schritt S34), und das Solldrehmoment
wird (in Schritt S35) aus der Motordrehzahl und der Sollabgabeleistung
bestimmt. Diese Steuerung des Schritts S35 ist der des in 1 gezeigten
Schritts S5 ähnlich.
Die Gaspedalöffnung und
die Kraftstoffeinspritzgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine 1 werden gesteuert
(in Schritt S36), um das auf diese Weise bestimmte Sollmotordrehmoment
aufzubauen. Diese Steuerung von Schritt S36 ist der des Schritts
S6 ähnlich,
wie in 1 durch die Motordrehzahl-Steuerungsvorrichtung
veranschaulicht ist.
-
Die
Sollmotordrehzahl wird anhand der in Schritt S33 festgelegten Abgabeleistung
und einer im voraus gespeicherten Sollmotordrehzahl-Kennlinie (oder
Tafel) festgelegt (in Schritt S37). Diese Steuerung des Schritts
S37 ist der des in 1 gezeigten Schritts S3 ähnlich.
Da die Sollmotordrehzahl begrenzt werden kann, wie nachstehend beschrieben wird,
wird die aus der Sollabgabeleistung und der Kennlinie bestimmte
Motordrehzahl als die vorläufige Sollmotordrehzahl
in dem Schritt S37 von 8B übernommen.
-
Es
wird dann entschieden (in Schritt S38), ob eine Leistungsbetriebsart
als Betriebsart des Fahrzeugs ausgewählt wird oder nicht. Diese
Betriebsart wird z. B. durch eine Vorrichtung ähnlich der Auswahlvorrichtung
wie z. B. einem Betriebsartenschalter, welcher an einem Fahrzeug
mit dem automatischen Getriebe nach dem Stand der Technik angeordnet
ist, ausgewählt.
In der Leistungsbetriebsart wird das Fahrzeug mit einer erhöhten Antriebskraft durch
Erhöhung
der Motordrehzahl mit einer relativ hohen Getriebeübersetzung
betrieben.
-
Wenn
die Antwort von Schritt S38 bejahend ist, weil die Leistungsbetriebsart
gewählt
ist, wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl
anhand eines Kennfelds für
die die Fahrgeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl festgesetzt
(in Schritt S39). Ein Beispiel dieses Kennfeldes für die die
Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl ist in 9 gezeigt.
Wenn die Leistungsbetriebsart gewählt ist, wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit
begrenzende maximale Motordrehzahl entsprechend einer Kennlinie
festgesetzt, die durch Nemax1 in 9 gekennzeichnet
ist. Diese Kennlinie erhöht
die die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl
allmählich
entsprechend dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit. In dieser
Kennlinie ist der Gradient des Anstiegs auf den höchstmöglichen
Wert gesetzt, und die Motordrehzahl ist so festgesetzt, daß sie die
maximale Arbeitsmotordrehzahl erreicht, bevor die Getriebeübersetzung
die Getriebeübersetzung
für maximale
Beschleunigung erreicht. Die maximale Arbeitsmotordrehzahl bringt
die Abgabeleistung auf den Maximalwert und ist an dieser Stelle
für jede
Brennkraftmaschine 1 festgesetzt.
-
Wenn
die Antwort des Schritts S38 verneinend ist, weil die Leistungsbetriebart
im Gegensatz dazu nicht gewählt
wurde, wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale
Motordrehzahl anhand einer Kennlinie, welche durch Nemax2 oder Nemax3 in 9 gekennzeichnet
ist, festgesetzt (in Schritt S40) . Diese Kennlinien Nemax2 und
Nemax3 vermindern die Motordrehzahl durch
Verwendung einer relativ niedrigen Getriebeübersetzung. Von diesen wird
die Kennlinie Nemax2 derart festgesetzt,
daß der Gradient
des Anstiegs der die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzenden maximalen
Motordrehzahl in zwei Stufen entsprechend dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit
zurückgeht,
um die maximale Arbeitsmotordrehzahl an der Getriebeübersetzung
für die maximale
Beschleunigung aufzubauen. Die Kennlinie Nemax3 hingegen
ist so festgelegt, daß die
die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl linear
ansteigt.
-
Die
auf diese Weise bestimmte die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende
maximale Motordrehzahl und die vorstehend erwähnte vorläufige Sollmotordrehzahl werden
verglichen (in Schritt S41). Wenn die in Schritt S37 bestimmte vorläufige Sollmotordrehzahl
niedriger ist als die die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale
Motordrehzahl, ist die Antwort von Schritt S41 bejahend. Wenn in
mehr spezifischer Weise die Absenkung des Gaspedals so klein ist,
daß der
Bedarf an Erhöhung
der Abgabeleistung gering ist, wird die vorläufige Sollmotordrehzahl vermindert,
um die Antwort von Schritt S41 zu bestätigen. In diesem Fall rückt die
Routine zu Schritt 42 vor, in welchem die in Schritt S37 bestimmte
vorläufige
Sollmotordrehzahl als die Sollmotordrehzahl übernommen wird.
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Wenn
der Bedarf an Erhöhung
der Abgabeleistung (d. h. der Bedarf an Beschleunigung) groß ist, wird
im Gegensatz dazu die vorläufige
Sollmotordrehzahl so hoch, daß die
Antwort von Schritt S41 verneinend ist. Da die vorläufige Sollmotordrehzahl die
die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende maximale Motordrehzahl übersteigt,
wird die anhand der Kennlinie bestimmte die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzende
maximale Motordrehzahl als die Sollmotordrehzahl übernommen
(in Schritt S43). Kurz gesagt wird die Sollmotordrehzahl begrenzt.
-
Weiterhin
wird die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes zu der Sollmotordrehzahl
gesteuert (in Schritt S44), welche in Schritt S42 oder Schritt S43
festgelegt wurde. Die Steuerung des Schritts S44 ist ähnlich der
durch die Verstellungs-Steuerungsvorrichtung in Schritt S4, die in 1 gezeigt
ist.
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In
der in 8A und 8B gezeigten
Steuerung wird daher, wenn der Bedarf an Erhöhung der Abgabeleistung hoch
ist, die Sollmotordrehzahl nicht auf die Drehzahl, die auf der Sollabgabeleistung
beruht, festgesetzt, sondern auf die Drehzahl entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
begrenzt. Demzufolge wird die Sollmotordrehzahl, d. h. die obere Grenze
der Motordrehzahl erhöht,
wenn sich das Motordrehmoment erhöht, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
ansteigt. Demzufolge nimmt die Motordrehzahl mit der Zunahme der
Fahrgeschwindigkeit zu. Mit anderen Worten, die Motordrehzahl wird
in dem Beschleunigungszeitraum bis zu einem gewissen Grad niedergehalten,
so daß der
Geräuschpegel in
dem Beschleunigungszeitraum vermindert werden kann. Da die Zunahme
der Motordrehzahl entsprechend der Erhöhung der Fahrzeuggeschwin digkeit erfolgt,
kann andererseits eine Abweichung zwischen der physisch gefühlten Geschwindigkeit
und dem Verhalten der Brennkraftmaschine 1 vermindert werden,
um ein Gefühl
von Fehlsteuerung zu vermeiden. Da die Methode, die Motorsolldrehzahl
zu begrenzen, unterschiedlich für
die gewählte
Betriebsart ist, können
andererseits Beschleunigung und Laufruhe entsprechend dem Verlangen
des Fahrers erreicht werden, um die vom Fahrer verlangte Fahrt zu
bewirken.
-
Die
Abläufe
von Schritt S39 und Schritt S40 entsprechen einer die Solldrehzahl
begrenzenden Vorrichtung.
-
In
der vorstehend erwähnten
in 8A, 8B und 9 gezeigten
Ausführungsform
wird der Begrenzungswert der Sollmotordrehzahl entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit verändert.
Kurz gesagt kann der Begrenzungswert der Sollmotordrehzahl allmählich verändert werden,
nachdem eine Anforderung zur Veränderung
der Abgabeleistung erfolgt ist. Z. B. kann der Begrenzungswert der
Sollmotordrehzahl schrittweise oder kontinuierlich an jedem der
konstanten Zeitintervalle, nachdem die Steuerung beginnt, verändert werden,
oder sie kann alternativ entsprechend einem anderen Parameter als
der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert
werden. In der vorstehenden Ausführungsform
wird der Wert, welcher auf der Absenkung des Gaspedals beruht, als die
Gaspedalöffnung übernommen.
In dieser Erfindung kann jedoch anstelle des Gaspedalöffnungssignals
z. B. das Bedarfssignal für
Abgabeleistung, welches von dem Fahrtregler zum Halten der Fahrzeuggeschwindigkeit
auf einem von dem Fahrer festgelegten Wert ausgegeben wird, verwendet
werden.
-
Wie
aus den vorstehenden einzelnen spezifischen Ausführungsformen zu entnehmen ist,
ist das Steuerungsverfahren ausgelegt, die Sollmotordrehzahl und
das Sollmotordrehmoment aus der Sollabgabeleistung zu berechnen
und die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes und das Abgabedrehmoment
der Brennkraftmaschine zu steuern. Selbst wenn ein Problem oder
eine Funktionsstörung
in der Antriebskraft- Übertragungsstrecke von
der Brennkraftmaschine 1 zu den Antriebsrädern oder
deren Steuerstrecke auftritt, ist es daher vorzuziehen, die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes und das Abgabedrehmoment gleichzeitig
zu steuern, wie nachstehend durch ein Beispiel erläutert wird.
-
10A, 10B und 11 zeigen
eine Ausführungsform
für die
Steuerung, welche eingerichtet ist, die Gaspedalöffnung zu begrenzen, um die Sollabgabeleistung
zum Zeitpunkt einer Störung
zu begrenzen. Die in 10A und 10B gezeigte Steuerungsroutine
wird an jedem der vorbestimmten Zeitabschnitte Δt (in Millisekunden) ausgeführt. Zuerst
werden die tatsächliche
Gaspedalöffnung
und die Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben (in Schritt S51). Die
tatsächliche
Gaspedalöffnung
ist hier der Winkel der Absenkung des Gaspedals, welcher elektrisch
verarbeitet ist, um die Gaspedalöffnung
zu erhalten.
-
Es
wird dann entschieden (in Schritt S52), ob eine Störung aufgetreten
war oder nicht. Kurz gesagt ist diese Störung eine Störung sowohl
in der Antriebskraft-Übertragungsstrecke,
welche das stufenlose, verstellbare Getriebe 6 aufweist,
von der Brennkraftmaschine 1 bis zu den Antriebsrädern, als
auch in einer Strecke zum Steuern der ersteren Strecke. Die Störung schließt eine
Störung
nicht nur in dem elektronischen Steuergerät 4 zur Steuerung
der Brennkraftmaschine 1 und dem elektronischen Steuergerät 9 für das stufenlose,
verstellbar Getriebe 6 ein, sondern auch in einem Sensor
für die
Gaspedalöffnung
zur Erfassung der Gaspedalöffnung
der Brennkraftmaschine 1, einem Luftströmungsmesser zum Erfassen des
Ansaugluftdurchflusses der Brennkraftmaschine 1, einer
Kraftstoffzuführungsleitung
zu der Brennkraftmaschine 1, einem Einlaßsteuerungsventil
zur Steuerung des Lufteinlasses der Brennkraftmaschine 1,
einer elektronischen Drosselklappe, einem EGR-Ventil zum Zurückführen von
Abgas zu der Brennkraftmaschine 1, einem Verstellungs-Steuerungsventil
in dem stufenlosen, verstellbaren Getriebe 6 und einem
Dreh zahlsensor. Diese Störungen
können
z. B. hinsichtlich einer Unvereinbarkeit zwischen dem Befehlssignal
und dem erfaßten
Signal erfaßt
werden.
-
Wenn
die Antwort des Schritts 52 verneinend ist, weil keine Störung erfaßt wird,
wird die tatsächliche
Gaspedalöffnung
als die in dem Kennfeld zu verwendende Gaspedalöffnung übernommen (in Schritt S53).
Das wird nachstehend in 11 verdeutlicht,
in welcher ein Wert entsprechend einem Eins-zu-Eins-Verhältnis zu der tatsächlichen
Absenkung des Gaspedals als die Gaspedalöffnung Acc zur Verwendung für die Bestimmung
der Sollantriebskraft in Schritt S1 von 1 festgelegt
ist, so daß er
als die Gaspedalöffnung
im Normalzustand, in welchem keine Störung auftritt, verwendet wird.
-
Wenn
die Antwort von Schritt S52 im Gegensatz dazu bejahend ist, weil
eine Störung
erfaßt
ist, wird entschieden (in Schritt S54), ob die tatsächliche Gaspedalöffnung kleiner
ist als der Begrenzungswert bei Störung oder nicht. Dieser Begrenzungswert
bei Störung
ist für
das Begrenzen der Abgabeleistung der Brennkraftmaschine 1 entsprechend
dem erfaßten
Störungszustand
vorgesehen und wird auf einen konstanten Wert entsprechend dem Ausmaß der Störung, wie
in 11 gezeigt ist, festgesetzt.
-
Wenn
die tatsächliche
Gaspedalöffnung
kleiner ist als der Begrenzungswert bei Störung, so daß die Antwort von Schritt S54
bejahend ist, wird die tatsächliche
Gaspedalöffnung
als die in dem Kennfeld zu verwendende Gaspedalöffnung, d. h. die für die Steuerung
zu verwendende Gaspedalöffnung übernommen
(in Schritt S53). Wenn die tatsächliche
Gaspedalöffnung
größer ist
als der Begrenzungswert bei Störung,
so daß die
Antwort von Schritt S54 verneinend ist, wird im Gegensatz dazu der
Begrenzungswert bei Störung
als Gaspedalöffnung
zur Festlegung der in dem Kennfeld zu verwendenden Gaspedalöffnung,
d. h, zur Festlegung der Sollantriebskraft, übernommen (in Schritt S55).
Wenn eine Störung
erfaßt ist,
ist daher die für
die Steuerung zu übernehmende Gaspedalöff nung,
selbst wenn die tatsächliche
Gaspedalöffnung
groß ist,
auf einen kleinen Wert begrenzt.
-
Es
wird eine Sollantriebskraft anhand der auf diese Weise festgelegten
in dem Kennfeld zu verwendenden Gaspedalöffnung, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des im voraus gespeicherten Kennfelds bestimmt. Weiterhin wird
anhand der Sollantriebskraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit die Sollabgabeleistung
bestimmt (in Schritt S57). Diese Abläufe von Schritt S56 und Schritt
S57 sind entweder jenen von Schritt S1 und Schritt S2, gezeigt in 1,
oder jenen von Schritt S32 und Schritt S33, gezeigt in 8A, ähnlich.
-
Wie
in dem in 1 gezeigten Steuerungsbeispiel
oder dem in 8A und 8B gezeigten Steuerungsbeispiel
gezeigt ist, werden weiterhin die Motordrehzahl eingegeben (in Schritt
S58), das Sollmotordrehmoment aus der Motordrehzahl und der Sollabgabeleistung
berechnet (in Schritt S59) und die Gaspedalöffnung und die Kraftstoffeinspritzgeschwindigkeit
gesteuert, um das Sollmotordrehmoment aufzubauen. Gleichzeitig damit
wird die Sollmotordrehzahl anhand der Sollabgabeleistung und der im
voraus gespeicherten Tafel (oder des Kennfelds) für die Sollmotordrehzahl
bestimmt (in Schritt S61), und es wird die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, verstellbaren Getriebes 6 gesteuert (in
Schritt S62), um die Sollmotordrehzahl einzurichten. Diese Steuerungen
von Schritt S61 und Schritt S62 sind jenen von Schritt S3 und Schritt
S4, gezeigt in 1, oder jenen von Schritt S37
und Schritt S44, gezeigt in 8B, ähnlich.
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Wenn
eine Störung
erfaßt
ist, wird daher die Gaspedalöffnung
entsprechend dem Ausmaß der Störung begrenzt,
so daß die
anhand der Gaspedalöffnung
festgelegte Sollantriebskraft einen kleineren Wert annimmt, und
so daß die
anhand der Sollantriebskraft bestimmte Sollabgabeleistung einen
kleineren Wert annimmt als den zu einem normalen Zeitpunkt. Die
Abgabeleistung der Brennkraftmaschine 1 und die Getriebeübersetzung
des stufenlosen, variablen Getriebes 6 werden gesteu ert,
diese Sollabgabeleistung zu erreichen, so daß das Motordrehmoment und das
Ausgangswellendrehmoment des stufenlosen, verstellbaren Getriebes 6 oder
das Antriebsdrehmoment auf kleinere Werte als jene zu einem normalen
Zeitpunkt begrenzt sind. Demzufolge kann von der Antriebskraft so
viel wie möglich
für den Betrieb
in einem Störungszeitraum
beibehalten werden, und es kann verhindert werden, daß eine übermäßige Störung eintritt,
um einen Schaden in der Antriebskraft-Übertragungsstrecke oder eine
Verschlimmerung des Schadens zu verhindern.
-
In 10A entspricht der Ablauf von Schritt S52 einer
Störungserfassungsvorrichtung
in der Erfindung, und der Ablauf von Schritt S55 entspricht einer
Begrenzungsvorrichtung. Der Ablauf von Schritt S55 stellt eine Vorrichtung
zur Einstellung eines Begrenzungswerts für die Sollabgabeleistung für das jeweils
erfaßte
Ausmaß an
Störung
bereit.
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Statt
des vorstehend beschriebenen Einstellens der Verstellgeschwindigkeit
für den
zweiten Verstellzeitraum kann die Verstellungssteuerung durch Einstellen
der Dauer des ersten Verstellzeitraums ausgeführt werden. Diese Dauer des
Verstellzeitraums kann z. B. entsprechend der Veränderungsgeschwindigkeit
der Gaspedalöffnung
und der Differenz zwischen der Solldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl
bestimmt werden. Das vorstehende Beispiel hat den Fall beschrieben,
in welchem das Solldrehmoment das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 für eine Beschleunigung übersteigt. Die
vorstehend erwähnte
Verstellungssteuerung kann jedoch auch in dem Fall von Beschleunigung oder
Verlangsamung ausgeführt
werden, in welchem das Solldrehmoment das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine
nicht übersteigt.
-
Die
vorstehenden spezifischen Ausführungsformen
haben den Fall beschrieben, in welchem die Antriebskraftquelle eine
Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung ist. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern
kann auf ein Fahrzeug eines anderen Typs, wie z. B. ein Fahrzeug,
in welchem ein Elektromotor und eine Brennkraftmaschine kombiniert
werden, um die Antriebsquelle auszubilden, angewendet werden. In
dieser Abwandlung kann die Brennkraftmaschine entlang der optimalen
Betriebskennlinie gesteuert werden, und der Elektromotor kann so
gesteuert werden, daß sich
seine Abgabeleistung zu dem Betriebspunkt auf den vorstehend erwähnten Kennlinien
für gleiche
Abgabeleistung und von diesem Betriebspunkt zu dem Betriebspunkt
auf der optimalen Betriebskennlinie verändert. Die Veränderung
der Verstellgeschwindigkeit kann in einer Vielzahl von Stufen erfolgen
und ist nicht auf die vorstehend erwähnten zwei Stufen beschränkt.
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Nachstehend
werden zusammenfassend die Vorteile der Erfindung beschrieben. Erfindungsgemäß wird,
wie vorstehend beschrieben wurde, wenn eine Anforderung für Beschleunigung/Verlangsamung
erfolgt, das Solldrehmoment anhand der Ausgangsdrehzahl (oder Ausgangswinkelgeschwindigkeit)
der Antriebsquelle zum Anforderungszeitpunkt und der Sollabgabeleistung
der Antriebsquelle bestimmt, und die Antriebsquelle wird gesteuert,
das Drehmoment abzugeben, und wird dann zu der Sollabgabeleistung
gesteuert, so daß ein
Antriebsdrehmoment, welches den Bedarf an Beschleunigung/Verlangsamung
befriedigt, erreicht werden kann. Demzufolge kann das Antriebskraftleistungsvermögen oder
das Fahrverhalten des Fahrzeugs gegenüber dem des Stands der Technik
verbessert werden.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin
die Sollantriebskraft anhand des voreingestellten Kennfelds so bestimmt
werden, daß der
Bedarf an Abgabeleistung und die Beschleunigungskennzahlen auf leichte
Weise festgesetzt werden können.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin,
wenn z. B. die Sollabgabeleistung festgelegt ist, das Sollabgabedrehmoment
aus der Sollabgabeleistung bestimmt, und die Antriebskraftquelle
wird gesteuert, um das Sollabgabedrehmoment zu erzeugen. Wenn z.
B. eine Verstellung anhand eines Bedarfs an Erhöhung der Abgabeleistung ausgeführt wird,
wird die Getriebeübersetzung
unverzüglich
verändert,
um die Drehzahl der Antriebsquelle entsprechend der Sollabgabeleistung
einzurichten. Demzufolge kann eine Antriebskraft, die den Bedarf
befriedigt, erzielt werden, wobei sich die Drehzahl der Antriebsquelle
nicht unabhängig
von der Veränderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert.
Nachdem die Sollabgabeleistung erreicht ist, wird weiterhin die
Getriebeübersetzung
in dem Zeitraum einer Verstellung zu der für diese Abgabeleistung voreingestellten
Sollausgangsdrehzahl langsam verändert,
so daß die
Veränderung der
Fahrzeuggeschwindigkeit und die Veränderung der Drehzahl der Antriebsquelle
aneinander angepaßt
sind. Das macht es möglich,
eine bedarfsgerechte Beschleunigung/Verzögerung aufzubauen, und eine
Verstellung ohne das Gefühl
einer Fehlsteuerung auszuführen.
-
Selbst
wenn eine Veränderung
in dem Bedarf an Abgabeleistung hoch ist, verändert sich die Ausgangsdrehzahl
der Antriebsquelle nicht sofort zu der für die Sollabgabeleistung voreingestellten
Solldrehzahl, sondern wird eine Solldrehzahl, welche durch den Begrenzungswert
festgelegt ist, wobei sich die Drehzahl der Antriebsquelle allmählich zu
dem für die
Sollabgabeleistung voreingestellten Wert entsprechend der Veränderung
des Begrenzungswerts verändert.
Wenn z. B. eine Anforderung von Beschleunigung erfolgt, verändert sich
die Drehzahl der Antriebsquelle im Verhältnis zu der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit,
so daß die
Veränderung im
Verhalten der Antriebsquelle mit der Veränderung im Verhalten des Fahrzeugs
zusammenfällt.
Demzufolge kann ein Gefühl
von Fehlsteuerung im voraus vermieden werden, und die Drehzahl der
Antriebsquelle kann abgesenkt werden, um den Geräuschpegel zu dämpfen.
-
Weiterhin
wird, wenn eine Störung
erfaßt
ist, die Steuerung, um die Sollabgabeleistung zu begrenzen, so ausgeführt, daß die Sollabgabeleistung kleiner
wird als der Wert, welcher den Bedarf an Abgabeleistung befriedigt,
um dadurch das Abgabedrehmoment der Antriebsquelle, welches anhand
der Sollabgabeleistung und der Getriebeübersetzung des stufenlosen,
verstellbaren Getriebes festgelegt wird, zu vermindern. Daher kann
im voraus verhindert werden, daß bei
Störung
eine übermäßige Belastung
auf die Antriebskraft-Übertragungsstrecke, welche
mit der Abgabeleistung der Antriebsquelle beaufschlagt wird, ausgeübt wird,
um dadurch die Antriebkraft-Übertragungsstrecke
wirksam zu schützen,
wobei das Fahrzeug betrieben werden kann, während selbst in dem Störungszustand
so viel wie möglich
an Antriebskraft beibehalten wird.
-
Ein
Steuerungsverfahren steuert die Abgabeleistung einer Antriebsquelle
eines Fahrzeugs mit einem stufenlosen, verstellbaren Getriebe und
eine durch das stufenlose, verstellbare Getriebe eingestellte Getriebeübersetzung.
Das Steuerungsverfahren bestimmt anhand eines Bedarfs an Abgabeleistung
und einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Sollantriebskraft und legt
eine Sollabgabeleistung der Antriebsquelle zum Erreichen der Sollantriebskraft
fest. Das Steuerungsverfahren bestimmt eine für die Sollabgabeleistung voreingestellte
Sollabgabedrehzahl und steuert die Getriebeübersetzung des stufenlosen,
verstellbaren Getriebes so, daß die
tatsächliche Ausgangsdrehzahl
der Antriebsquelle die Sollabgabedrehzahl wird. Das Steuerungsverfahren
bestimmt ferner anhand der Sollabgabeleistung und der tatsächlichen
Ausgangsdrehzahl der Antriebsquelle das Sollabgabedrehmoment der
Antriebsquelle und steuert die Antriebsquelle, um das Sollabgabedrehmoment
zu erreichen. Wenn die Getriebeübersetzung verändert wird,
wird ihre Veränderungsgeschwindigkeit
unterschiedlich in zumindest zwei schnellen und langsamen Zuständen gemacht.
Weiterhin ist die Sollausgangsdrehzahl mit einer oberen Grenze versehen,
welche verändert
wird.