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Diese
Anmeldung beruht auf der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-186548 , die am 18. Juli 2007 bei
dem japanischen Patentamt eingereicht wurde, und deren gesamter
Inhalt mittels Bezug aufgenommen wird.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsgerät und
-verfahren für ein Fahrzeug und insbesondere eine Technologie
zum Steuern einer Antriebskraft eines Fahrzeugs.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER
TECHNIK
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In
dem Stand der Technik sind eine Leistungsquelle für ein
Fahrzeug und ein automatisches Getriebe bekannt, die derart gesteuert
sind, dass eine Antriebskraft gemäß einer Betätigung
eines Beschleunigerpedals (Beschleunigerposition) abgegeben wird.
Zum Beispiel wird eine Maschine geregelt, so dass sie eine Soll-Drosselöffnungsposition
realisiert, die gemäß dem Ausmaß der
Betätigung des Beschleunigerpedals abgeschätzt
wird. Außerdem wird das automatische Getriebe geregelt,
um gemäß dem Ausmaß der Betätigung
des Beschleunigerpedals einen vorbestimmten Gang zu erreichen.
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Wegen
eines verzögerten Ansprechens auf den Betrieb der Maschine
in dem Einlasssystem und eines verzögerten Ansprechens
in einem System zur Übertragung einer Antriebskraft, folgt
die tatsächliche Antriebskraft mit einer Verzögerung
auf die Betätigung des Beschleunigerpedals. In einem Fahrzeug, in
dem die Maschine und das automatische Getriebe über einen
dazwischen eingefügten Momentenwandler verbunden sind,
kann das Moment von der Betätigung des Beschleunigerpedals
wegen einer Verstärkungsfunktion des Moments durch den
Momentenwandler möglicherweise verzögert ansteigen.
In derartigen Situationen bestimmt der Fahrer möglicherweise,
dass die Antriebskraft zu der Zeit, in der er auf das Beschleunigerpedal
tritt, nicht ausreichend ist, und er kann mehr als notwendig auf
das Beschleunigerpedal treten. In diesem Fall würde die
Antriebskraft möglicherweise übermäßig
groß werden. Somit wird eine Antriebskraft abgegeben, die
zu der von dem Fahrer erwarteten unterschiedlich ist. Unter Betrachtung
des vorangehend Geschilderten wurde eine Technologie vorgeschlagen,
die Antriebskraft des Fahrzeugs durch das Berechnen der von dem Fahrer
erwarteten Antriebskraft zu steuern.
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Die
japanische offengelegte Patentschrift
JP 02-138 561 offenbart ein Steuerungsgerät
für ein automatisches Getriebe, in dem eine von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft aus der Drosselöffnungsposition berechnet
wird, die durch das Fahrzeug tatsächlich abgegebene Antriebskraft
aus der Drosselöffnungsposition und der Maschinendrehzahl
berechnet wird, und der Gang gemäß dem Verhältnis
zwischen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft und der durch
das Fahrzeug tatsächlich abgegebenen Antriebskraft geändert
wird.
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Der
Fahrer betätigt das Beschleunigerpedal (Drosselventil),
um ein Übermaß und einen Mangel der tatsächlichen
Antriebskraft mit Bezug auf die erwartete Antriebskraft auszugleichen.
Deswegen kann die erwartete Antriebskraft auch dann unterschiedlich
sein, wenn die Beschleunigerposition (Drosselöffnungsposition)
gleich ist. In dem in der japanischen offengelegten Patentschrift
JP 02- 138 561 beschriebenen
Steuervorrichtung wird die durch das Fahrzeug tatsächliche
abgegebene Antriebskraft bei dem Berechnen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft
nicht berücksichtigt. Deswegen besteht ein Bedarf einer
weiteren Verbesserung, um die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
zu erhalten.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsgerät
und ein -verfahren für ein Fahrzeug bereitzustellen, das
eine Antriebskraft erhalten kann, die eine von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft mit höherer Genauigkeit wiedergibt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Steuerungsgerät für
ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 7 bzw. durch ein Verfahren
zum Steuern eines Fahrzeugs nach Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung werden gemäß den
abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt hat das Steuerungsgerät für ein
Fahrzeug einen Fühler, der ein Betätigungsausmaß eines
Beschleunigerpedals erfasst, und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit
berechnet eine erste Antriebskraft, die von dem Fahrzeug abgegeben
wird, schätzt eine zweite Antriebskraft ab, die durch einen
Fahrer gemäß der ersten Antriebskraft und gemäß dem
Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals erwartet
wird, und steuert die Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß der
zweiten Antriebskraft.
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In
dieser Anordnung wird das Betätigungsausmaß des
Beschleunigerpedals (Beschleunigerposition) erfasst. Außerdem
wird die erste Antriebskraft berechnet, die von dem Fahrzeug abgegeben
wird. Der Fahrer betätigt das Beschleunigerpedal, um ein Übermaß und
einen Mangel zwischen der erwarteten Antriebskraft und der tatsächlichen
Antriebskraft auszugleichen. Deswegen soll die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft das Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals
auf die tatsächlich durch das Fahrzeug abgegebene Antriebskraft
reflektieren. Deswegen wird gemäß der ersten Antriebskraft
als tatsächlich durch das Fahrzeug abgegebene Antriebskraft
und gemäß dem Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals
eine zweite, von dem Fahrer erwartete Antriebskraft abgeschätzt.
Somit kann die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft mit höherer Genauigkeit
abgeschätzt werden. Die Antriebskraft des Fahrzeugs wird
gemäß der zweiten Antriebskraft gesteuert, die
als die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft abgeschätzt
ist. Zum Beispiel wird die Antriebsleistung des Fahrzeugs derart
geregelt, dass der Unterschied zwischen der zweiten Antriebskraft, die
von dem Fahrer erwartet wird, und der ersten Antriebskraft, die
durch das Fahrzeug abgegeben wird, kleiner wird. Folglich kann eine
Antriebskraft erreicht werden, die die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft besser reflektiert.
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Bevorzugt
steuert die Steuerungseinheit die Antriebskraft des Fahrzeugs derart,
dass der Unterschied zwischen der zweiten Antriebskraft und der ersten
Antriebskraft kleiner wird.
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In
dieser Anordnung wird die Antriebskraft des Fahrzeugs derart geregelt,
dass der Unterschied zwischen der zweiten Antriebskraft, die von
dem Fahrer erwartet wird, und der ersten Antriebskraft, die durch
das Fahrzeug abgegeben wird, kleiner wird. Folglich kann eine Antriebskraft
erreicht werden, die die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
besser reflektiert.
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Noch
bevorzugter schätzt die Steuerungseinheit die zweite Antriebskraft
ab, indem eine vorbestimmte Betätigung zurückgerechnet
wird, um das Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals
entsprechend dem Unterschied zwischen der zweiten Antriebskraft
und der ersten Antriebskraft unter Verwendung der ersten Antriebskraft
und des Betätigungsausmaßes des Beschleunigerpedals
zu erhalten.
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In
dieser Anordnung wird das Ergebnis der Rückmeldung der
tatsächlichen Antriebskraft auf die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft als das Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals
abgegeben. Deswegen wird es möglich, im Voraus eine Berechnung
zu definieren, um das Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals
zu finden, das dem Unterschied zwischen der zweiten Antriebskraft,
die von dem Fahrer erwartet wird, und der ersten Antriebskraft,
die durch das Fahrzeug abgegeben wird, entspricht. Zum Beispiel
wird eine Berechnung, um das Betätigungsausmaß des
Beschleunigerpedals zu finden, im Voraus durch Versuche, Simulationen
oder ähnliches definiert. Durch das Rückberechnen
unter Verwendung der ersten Antriebskraft und des Betätigungsausmaßes
des Beschleunigerpedals kann die zweite Antriebskraft abgeschätzt
werden. Somit kann die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft mit
höherer Genauigkeit abgeschätzt werden.
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Die
vorangehend geschilderte und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher,
wenn sie im Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen
berücksichtigt wird.
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In
den Zeichnungen zeigt
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1 eine
schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Fahrzeugs zeigt;
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2 ein
funktionales Blockdiagramm einer ECU;
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3 ein
(erstes) Diagramm, das die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft,
die tatsächlich abgegebene Antriebskraft und die Beschleunigerposition
darstellt;
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4 ein
Denkmodell des Fahrers;
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5 ein
Modell zum Abschätzen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft;
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6 ein
Modell zum Abschätzen eines Sollwerts der Drosselöffnungsposition;
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7 eine
Steuerungsstruktur eines durch die ECU ausgeführten Programms;
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8 ein
(zweites) Diagramm, das die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft,
die tatsächlich abgegebene Antriebskraft und die Beschleunigerposition
darstellt;
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9 ein
(drittes) Diagramm, das die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft,
die tatsächlich abgegebene Antriebskraft und die Beschleunigerposition
darstellt;
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10 ein
(viertes) Diagramm, das die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft,
die tatsächlich abgegebene Antriebskraft und die Beschleunigerposition
darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Figuren beschrieben. In der folgenden Beschreibung
weisen gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen auf. Deren Namen
und Funktionen sind ebenfalls gleich. Aus diesem Grund wird eine
ausführliche Beschreibung dieser Bauteile nicht wiederholt.
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Mit
Bezug auf 1 wird ein Fahrzeug beschrieben,
das das Steuerungsgerät gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Fahrzeug ist ein FF-(vorne
eingebaute Maschine mit Vorderradantrieb) Fahrzeug. Es wird angemerkt,
dass das Fahrzeug anders als das FF-Fahrzeug zum Beispiel ein FR-(vorne
eingebaute Maschine mit Hinterradantrieb)Fahrzeug sein kann.
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Das
Fahrzeug hat eine Maschine 1000, einen Momentenwandler 2000,
ein automatisches Getriebe 3000, ein Differenzialgetriebe 4000,
eine Antriebswelle 5000, Vorderräder 6000 und
eine ECU (elektronische Steuereinheit) 7000.
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Die
Maschine 1000 ist eine Brennkraftmaschine, die ein Gemisch,
das aus einem mittels einem Einspritzer (nicht gezeigt) eingespritzten
Kraftstoff und Luft besteht, innerhalb einer Brennkammer eines Zylinders
verbrennt. Ein Kolben in dem Zylinder wird durch die Verbrennung
nach unten geschoben, wodurch eine Kurbelwelle gedreht wird. Eine
Menge des von dem Einspritzer eingespritzten Kraftstoffs wird gemäß einer
in die Maschine 1000 genommenen Einlassluftmenge derart
bestimmt, dass ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(zum Beispiel ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis)
erreicht wird. Anstelle der Maschine kann ein Motor als Antriebsquelle
eingesetzt werden.
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Ein
automatisches Getriebe 3000 ist mit einem dazwischen eingefügten
Momentenwandler 2000 mit der Maschine 1000 gekoppelt.
Deswegen ist eine Abtriebswellendrehzahl des Momentenwandlers 2000 (eine
Turbinendrehzahl NT) gleich einer Eingangswellendrehzahl des automatischen
Getriebes 3000.
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Das
automatische Getriebe 3000 hat eine Planetengetriebeeinheit.
Das automatische Getriebe 3000 wandelt die Drehzahl der
Kurbelwelle durch das Realisieren eines gewünschten Gangs
in eine gewünschte Drehzahl um. Anstelle des automatischen Getriebes,
das den Gang erreicht, kann ein CVT (kontinuierlich variables Getriebe)
montiert werden, das ein Übersetzungsverhältnis
kontinuierlich ändert. Alternativ kann ein automatisches
Getriebe mit konstant eingreifenden Zahnrädern montiert
werden, die mittels eines hydraulischen Stellglieds geschaltet werden.
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Ein
Abtriebszahnrad des automatischen Getriebes 3000 ist mit
dem Differenzialgetriebe 4000 in Eingriff. Die Antriebswelle 5000 ist
mittels Keilwellenpassung oder Ähnlichem mit dem Differenzialgetriebe 4000 gekoppelt.
Eine Bewegungsleistung wird über die Antriebswelle 5000 zu
linken und rechten Vorderrädern 6000 übertragen.
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Raddrehzahlfühler 8002,
ein Positionsfühler 8006 eines Schalthebels 8004,
ein Beschleunigerpedalpositionsfühler 8010 eines
Beschleunigerpedals 8008, ein Hubfühler 8014 eines
Bremspedals 8012, ein Drosselöffnungspositionsfühler 8018 eines
elektronischen Drosselventils 8016, ein Maschinendrehzahlfühler 8020,
ein Eingangswellendrehzahlsensor 8022 und ein Abtriebswellendrehzahlsensor 8024 sind über
einen Kabelbaum und Ähnliches mit einer ECU 7000 verbunden.
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Die
Raddrehzahlfühler 8002 erfassen entsprechend die
Radgeschwindigkeiten der vier Räder des Fahrzeugs und übertragen
Signale, die die erfassten Ergebnisse darstellen, zu der ECU 7000.
Die Position des Schalthebels 8004 wird durch den Positionsfühler 8006 erfasst,
und ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, wird zu der
ECU 7000 übertragen. Ein Gang des automatischen
Getriebes 3000 wird automatisch entsprechend der Position
des Schalthebels 8004 ausgewählt. Zusätzlich
kann eine derartige Anordnung eingesetzt werden, bei der der Fahrer
eine manuelle Schaltbetriebsart zum beliebigen Auswählen
eines Gangs gemäß seiner Betätigung auswählen
kann.
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Ein
Beschleunigerpedalpositionsfühler 8010 erfasst
das Ausmaß des Niederdrückens (Beschleunigerposition)
des Beschleunigerpedals 8008, das von dem Fahrer betätigt
wird, und überträgt ein Signal, das das erfasste
Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000. Ein Hubfühler 8014 erfasst
das Hubausmaß des Bremspedals 8012, das von dem
Fahrer betätigt wird, und überträgt ein
Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu er ECU 7000.
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Der
Drosselöffnungspositionsfühler 8018 erfasst
den Öffnungsgrad (Drosselöffnungsposition) des
elektronischen Drosselventils 8016, dessen Position durch
das Stellglied eingestellt wird, und überträgt
ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
Das elektronische Drosselventil 8016 regelt die Luftmenge
(Abtrieb der Maschine 1000), die in die Maschine 1000 genommen
wird. Die in die Maschine 1000 genommene Luftmenge steigt, wenn
die Drosselöffnung größer wird. Somit
kann die Drosselöffnungsposition als Wert verwendet werden, der
die Ausgabe der Maschine 1000 darstellt. Die Luftmenge
kann durch das Variieren eines Hubausmaßes oder eines Betätigungswinkels
eines Einlassventils (nicht dargestellt) variiert werden, das in
dem Zylinder angeordnet ist. Hier steigt die Luftmenge, wenn das
Hubausmaß und/oder der Betätigungswinkel steigen.
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Der
Maschinendrehzahlfühler 8020 erfasst die Drehzahl
(Maschinendrehzahl NE) der Abtriebswelle (Kurbelwelle) der Maschine 1000,
und überträgt ein Signal, das das erfasste Ergebnis
darstellt, zu der ECU 7000. Der Eingangswellendrehzahlfühler 8022 erfasst
eine Eingangswellendrehzahl NI (Turbinendrehzahl NT) des automatischen
Getriebes 3000 und überträgt ein Signal,
das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
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Der
Abtriebswellendrehzahlfühler 8024 erfasst eine
Abtriebsdrehzahl NO des automatischen Getriebes 3000 und überträgt
ein Signal, das das erfasste Ergebnis darstellt, zu der ECU 7000.
Die ECU 7000 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgehend
von einer Abtriebswellendrehzahl NO, einem Radius des Rads und Ähnlichem.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann mittels einer gut bekannten Technik
erfasst werden, und deren Beschreibung wird daher nicht wiederholt.
Anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Abtriebswellendrehzahl
NO direkt verwendet werden.
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Die
ECU 7000 steuert die Ausrüstung ausgehend von
Signalen, die von den vorangehend geschilderten Fühlern
und Ähnlichem gesendet wurden, wie auch ausgehend von einem
Kennfeld oder einem in einem ROM (Nur-Lese-Speicher) gespeicherten
Programm derart, dass das Fahrzeug einen gewünschten Fahrzustand
erreicht. Die ECU 7000 kann in eine Vielzahl von ECUs aufgeteilt
sein.
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In
der vorliegenden Ausführungsform regelt die ECU 7000 das
automatische Getriebe 3000, um einen Gang aus dem ersten
bis zu dem sechsten Gang zu erhalten, wenn der Schalthebel 8004 sich
in einer D-(Fahr-)Position befindet und dabei ein D-(Fahr-)Bereich
als Schaltbereich in dem automatischen Getriebe 3000 ausgewählt
ist. Da einer der Gänge aus dem ersten bis zu dem sechsten
Gang erreicht wird, kann das automatische Getriebe 3000 eine
Antriebskraft zu den Vorderrädern 6000 übertragen.
Es ist angemerkt, dass die Anzahl der Gänge nicht auf sechs
beschränkt ist, sondern 7 oder 8 betragen kann. Die Übersetzung
des automatischen Getriebes 3000 wird gemäß einem
Schaltkennfeld eingestellt, das unter Verwendung der Drosselöffnungsposition
und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wurde. Eine Beschleunigerposition
kann anstelle der Drosselöffnungsposition verwendet werden.
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Mit
Bezug auf 2 wird im Folgenden die Funktion
der ECU 7000 beschrieben. Die folgende Funktion der ECU 7000 kann
entweder durch Hardware oder durch Software implementiert werden.
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Die
ECU 7000 hat eine Beschleunigerpositionserfassungseinheit 7010,
eine Antriebskraftberechnungseinheit 7020, eine Antriebskraftbestimmungseinheit 7030,
eine Maschinensteuerungseinheit 7040 und eine Getriebesteuerungseinheit 7050. Die
Beschleunigerpositionserfassungseinheit 7010 erfasst eine
Beschleunigerposition ausgehend von einem Signal, das von einem
Beschleunigerpositionsfühler 8010 übertragen
wurde.
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Die
Antriebskraftberechnungseinheit 7020 berechnet die tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegebene Antriebskraft. Die tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegebene Antriebskraft wird zum Beispiel durch
das Verwenden eines Fahrzeugmodells berechnet, das als Parameter
ein Abtriebsmoment der Maschine 1000, den Wirkungsgrad
und das Momentenverhältnis des Momentenwandlers 2000,
das Übersetzungsverhältnis des automatischen Getriebes 3000,
das Übersetzungsverhältnis des Differenzialgetriebes 4000 und
den Radius der Räder aufweist. Das Abtriebsmoment der Maschine 1000 wird ausgehend
von der Beschleunigerposition, der Maschinendrehzahl NE, der Drosselöffnungsposition und Ähnlichem
berechnet. Die Antriebskraft kann zusätzlich unter Verwendung
der Beschleunigung des Fahrzeugs, dem Abtriebsmoment der Maschine 1000,
das aus der Einlassluftmenge der Luft berechnet wurde, und dem Betriebsausmaß von
jedem der Stellglieder berechnet werden, die in dem Fahrzeug bereitgestellt
sind. Als Verfahren zum Berechnen der Antriebskraft, die tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegeben wird, kann eine gut bekannte Technik
eingesetzt werden, und deswegen wird deren ausführliche Beschreibung
hier nicht wiederholt.
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Die
Antriebskraftbestimmungseinheit 7030 bestimmt die Antriebskraft,
die von dem Fahrer erwartet wird, gemäß der Beschleunigerposition
und der tatsächlich von dem Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Bestimmen der von dem Fahrer
erwarteten Antriebskraft detailliert beschrieben.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, betätigt der Fahrer
ein Beschleunigerpedal 8008, um einen Ausgleich zwischen
einem Überschuss und einem Mangel der zu diesem Zeitpunkt
vorliegenden Antriebskraft, die tatsächlich von dem Fahrzeug
abgegeben wird, zu der erwarteten Antriebskraft auszugleichen. Beispielsweise
wird das Beschleunigerpedal 8008 betätigt, um
die Beschleunigerposition zu erhöhen, falls die zu diesem
Zeitpunkt vorliegende Antriebskraft, die tatsächlich von
dem Fahrzeug abgegeben wird, kleiner ist als die erwartete Antriebskraft.
Falls die zu diesem Zeitpunkt tatsächlich von dem Fahrzeug
abgegebene Antriebskraft größer als die erwartete
Antriebskraft ist, wird das Beschleunigerpedal 8008 betätigt,
um die Beschleunigerposition zu verringern. Deswegen muss von dem
Fahrer berücksichtigt werden, dass das Ergebnis der Rückmeldung der
tatsächlichen Antriebskraft auf die erwartete Antriebskraft
als Beschleunigerpedalposition ausgegeben wird.
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Deswegen
kann das Denken des Fahrers als Modell dargestellt werden, wie aus 4 ersichtlich ist.
In 4 stellt der durch die punktierte Linie umgebene
Abschnitt das Denkmodell des Fahrers dar. Die tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegebene Antriebskraft wird unter Verwendung
des Fahrzeugmodells berechnet, wie oben beschrieben wurde. In dem aus 4 ersichtlichen
Modell ist zu erkennen, dass der Fahrer die Beschleunigerposition
durch das Eingeben des Unterschieds zwischen der erwarteten Antriebskraft
und der zu diesem Zeitpunkt tatsächlich von dem Fahrzeug
abgegebenen Antriebskraft in eine PID (Proportional – plus – Integral – plus – Differenzial)
Regelung abgibt.
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Deswegen
wird unter Verwendung der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft,
der Beschleunigerposition und der durch das Fahrzeug abgegebenen
Antriebskraft im Voraus ein Vorgang bestimmt, der in der PID-Regelung
von dem Fahrer durchzuführen ist. Die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft wird mittels einem Versuch, einer Simulation oder ähnlichem
durch einen Konstrukteur bestimmt. Für die Beschleunigerposition
und die durch das Fahrzeug abgegebene Antriebskraft werden Werte
verwendet, die durch Versuche, eine Simulation oder Ähnliches
ermittelt wurden.
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Falls
die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft während des
Fahrens des Fahrzeugs unter Verwendung der erfassten Beschleunigerposition
und der als von dem Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft berechneten
Antriebskraft zu bestimmen ist, wird der vorbestimmte Vorgang zurückberechnet, wodurch
die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft bestimmt (berechnet)
wird, wie aus 5 ersichtlich ist. Insbesondere
wird in der vorliegenden Ausführungsform die von dem Fahrer
erwartete Antriebskraft gemäß der Beschleunigerposition
und der zu diesem Zeitpunkt von dem Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft
bestimmt.
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Die
Maschinensteuerungseinheit 7040 steuert die Antriebskraft
des Fahrzeugs derart, dass der Unterschied zwischen der von dem
Fahrer erwarteten Antriebskraft und der tatsächlich von
dem Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft kleiner wird. Insbesondere
wird durch die PID-Regelung ein Sollwert der Drosselöffnungsposition
derart bestimmt, dass der Unterschied zwischen der von dem Fahrer
erwarteten Antriebskraft und der von dem Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft kleiner wird, wie aus 6 ersichtlich
ist.
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Beispielsweise
wird angenommen, dass die zu diesem Zeitpunkt tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegebene Antriebskraft kleiner als die erwartete Antriebskraft
ist.
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In
diesem Fall wird ein größerer Sollwert eingestellt,
da der Unterschied (Unterschied in absoluten Werten) zwischen der
von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft und der tatsächlich
durch das Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft größer
wird. Falls die zu diesem Zeitpunkt tatsächlich durch das
Fahrzeug abgegebene Antriebskraft größer als die
erwartete Antriebskraft ist, wird ein kleinerer Sollwert eingestellt, da
der Unterschied (Unterschied in absoluten Werten) zwischen der von
dem Fahrer erwarteten Antriebskraft und der tatsächlich
durch das Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft größer
ist. Der Sollwert der Drosselöffnungsposition wird unter
Berücksichtigung einer Zeitverzögerung der Maschine 1000 und dem
Antriebskraftübertragungssystem, einer Verzögerung
des Ansprechens, und einem durch den Momentenwandler 2000 verstärkten
Moment eingestellt. Das Verfahren zum Einstellen der Drosselöffnungsposition
ist nicht darauf beschränkt.
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Ein
elektronisches Drosselventil 8016 wird derart gesteuert,
dass die tatsächliche Drosselöffnungsposition
dem Sollwert entspricht. Durch die Steuerung des elektronischen
Drosselventils 8016 wird das Abtriebsmoment der Maschine 1000 gesteuert.
Als Ergebnis wird die Antriebskraft des Fahrzeugs derart gesteuert,
dass der Unterschied zwischen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft und
der tatsächlich durch das Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft
kleiner wird. Anstelle der Drosselöffnungsposition kann
ein Sollwert einer Einlassluftmenge, ein Abtriebsmoment, eine Menge
des eingespritzten Kraftstoffs oder ähnliches bestimmt
werden.
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Die
Getriebesteuerungseinheit 7050 steuert die Gangschaltung
des automatischen Getriebes 3000 unter Verwendung der von
dem Fahrer erwarteten Antriebskraft.
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Genauer
wird die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft in die Drosselöffnungsposition
umgewandelt, die zum Bestimmen der Notwendigkeit der Gangschaltung,
nämlich der Übersetzung, verwendet wird. Zum Beispiel
wird die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft gemäß einem
vorbestimmten Kennfeld in die Drosselöffnungsposition umgewandelt.
Die Drosselöffnungsposition kann unterschiedlich zu dem
Sollwert der Drosselöffnungsposition sein, der durch die
Maschinensteuerungseinheit 7040 berechnet wurde.
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Die
Getriebesteuerungseinheit 7050 bestimmt den Gang gemäß dem
Schaltkennfeld unter Verwendung der Drosselöffnungsposition,
die durch das Umwandeln der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft
erhalten wird. Das automatische Getriebe 3000 wird so gesteuert,
dass der vorbestimmte Gang erhalten wird.
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Eher
als das Umwandeln der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft in
die Drosselöffnungsposition kann die Antriebskraft in die
Beschleunigerposition umgewandelt werden, um den Gang zu bestimmen.
Alternativ kann der Gang direkt unter Verwendung der von dem Fahrer
erwarteten Antriebskraft bestimmt werden.
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Mit
Bezug auf 7 wird die Steuerungsstruktur
eines Programms, das als Steuerungsgerät durch die ECU 7000 ausgeführt
wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben. Das im Folgenden beschriebene Programm wird wiederholt in
einem vorbestimmten Zeitraum ausgeführt. Außerdem
kann das durch die ECU 7000 ausgeführte Programm
auf einem Aufzeichnungsmedium wie zum Beispiel einer CD (Compact
Disk) oder einer DVD (Digital Versatile Disk) gespeichert und kommerziell vertrieben
werden.
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Bei
Schritt (im Folgenden einfach mit "S" bezeichnet) 100 erfasst
die ECU 7000 die Beschleunigerposition ausgehend von einem
Signal, das von dem Beschleunigerpositionsfühler 8010 übertragen wird.
Bei S102 berechnet die ECU 7000 die zu diesem Zeitpunkt
tatsächlich von dem Fahrzeug abgegebene Antriebskraft.
Bei S104 bestimmt die ECU 7000 die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft gemäß der zu diesem Zeitpunkt tatsächlich
durch das Fahrzeug abgegebenen Antriebskraft und gemäß der Beschleunigerposition.
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Bei
Schritt S106 bestimmt die ECU 7000 die Soll-Drosselöffnungsposition
derart, dass der Unterschied zwischen der von dem Fahrer erwarteten
Antriebskraft und der zu diesem Zeitpunkt durch das Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft kleiner wird. Bei Schritt S108 steuert
die ECU 7000 das elektronische Drosselventil 8016 so,
dass die tatsächliche Drosselöffnungsposition
den Sollwert erreicht.
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Bei
S110 wird in der ECU 7000 die von dem Fahrer erwartete
Antriebskraft in die Drosselöffnungsposition umgewandelt,
die zum Bestimmen des Gangs verwendet wird. Bei S112 bestimmt die ECU 7000 den
Gang gemäß dem Schaltkennfeld unter Verwendung
der Drosselöffnungsposition, die durch das Umwandeln der
von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft erhalten wird. Bei S114
steuert die ECU 7000 das automatische Getriebe 3000,
den bestimmten Gang zu realisieren.
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Der
Betrieb der ECU 7000 wird ausgehend von der oben erwähnten
Struktur und dem oben erwähnten Flussdiagramm beschrieben.
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Während
das Fahrzeug fährt wird die Beschleunigerposition ausgehend
von einem Signal erfasst, das von einem Beschleunigerpositionsfühler 8010 übertragen
wird (S100). Außerdem wird die zu diesem Zeitpunkt von
dem Fahrzeug tatsächlich abgegebene Antriebskraft berechnet
(S102). Gemäß der zu diesem Zeitpunkt von dem
Fahrzeug tatsächlich abgegebenen Antriebskraft und der
Beschleunigerposition wird die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
bestimmt (S104).
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Die
Soll-Drosselöffnungsposition wird derart bestimmt, dass
der Unterschied zwischen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft
und der zu diesem Zeitpunkt durch das Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft kleiner wird (S106). Das elektronische
Drosselventil 8016 wird so gesteuert, dass die tatsächliche
Drosselöffnungsposition den Sollwert erreicht (S108).
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Folglich
kann der Mangel der tatsächlichen Antriebskraft mit Bezug
auf die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft kleiner gemacht werden,
wie durch die Strich-Punkt-Linie in 8 gezeigt
ist. Deswegen kann ein übermäßiges Betätigungsausmaß des
Beschleunigerpedals 8008 reduziert werden, wie mittels
einer Zwei-Punkt-Linie in 8 gezeigt
ist. Als Ergebnis kann ein Überschießen der Antriebskraft
verhindert werden, und die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
kann schnell erhalten werden.
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Falls
die durch die Beschleunigerposition umgewandelte Drosselöffnungsposition
verwendet wird, gerät das Beschleunigerpedal 8008,
wenn der Gang bestimmt ist, in Betrieb, um die Verzögerung des
Ansprechens der Antriebskraft zu kompensieren, die tatsächlich
von dem Fahrzeug abgegeben wird, und deswegen kann ein Überschießen
der Drosselöffnungsposition auftreten. Das Überschießen
der Drosselöffnungsposition kann zu einem nicht notwendigen
Hinunterschalten führen.
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Unter
Betrachtung des vorangehend Beschriebenen wird in der vorliegenden
Ausführungsform die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
in die Drosselöffnungsposition umgewandelt, die zum Bestimmen
des Gangs verwendet wird (S110). Unter der Verwendung der durch
das Umwandeln der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft in die
Drosselöffnungsposition wird der Gang gemäß dem
Schaltkennfeld bestimmt (S112). Das automatische Getriebe 3000 wird
gesteuert, den vorbestimmten Gang zu realisieren (S114). Somit kann
das Überschießen der Drosselöffnungsposition,
die zum Bestimmen des Gangs verwendet wird, verhindert werden, wie
aus 10 ersichtlich ist. Somit kann die Anzahl der
nicht notwendigen Schaltvorgänge nach unten reduziert werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird gemäß dem Steuerungsgerät
der vorliegenden Erfindung die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
gemäß der Beschleunigerposition und der zu diesem
Zeitpunkt von dem Fahrzeug tatsächlich abgegebenen Antriebskraft
bestimmt. Der Fahrer betätigt das Beschleunigerpedal, um
einen Überschuss und einen Mangel der tatsächlichen
Antriebskraft zu der erwarteten Antriebskraft auszugleichen. Deswegen
wird berücksichtigt, dass die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
das Ausmaß der Betätigung des Beschleunigerpedals
auf die tatsächlich durch das Fahrzeug abgegebene Antriebskraft
reflektiert. Deswegen kann unter Verwendung der Beschleunigerposition
und der zu diesem Zeitpunkt von dem Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft
genauer bestimmt werden. Die Soll-Drosselöffnungsposition wird
so bestimmt, dass der Unterschied zwischen der von dem Fahrer erwarteten
Antriebskraft und der zu diesem Zeitpunkt durch das Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft kleiner wird. Das elektronische Drosselventil
ist so gesteuert, dass der tatsächliche Drosselöffnungsgrad
den Sollwert erreicht. Somit kann eine Antriebskraft realisiert
werden, die genau die von dem Fahrer erwartete Antriebskraft wiedergibt.
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Anstelle
der Antriebskraft kann ein Moment oder eine Beschleunigung verwendet
werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und dargestellt
wurde, ist deutlich zu verstehen, dass diese Beschreibung und Darstellung lediglich
beispielhaft sind und nicht die Erfindung einschränken,
sondern dass der Bereich der vorliegenden Erfindung lediglich durch
den Umfang der anhängenden Ansprüche definiert
ist.
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Eine
ECU führt ein Programm mit folgenden Schritten durch: Erfassen
einer Beschleunigerposition ausgehend von einem Signal, das von
einem Beschleunigerpositionsfühler (8010) übertragen
wurde (S100); Berechnen einer zu diesem Zeitpunkt von einem Fahrzeug
tatsächlich abgegebenen Antriebskraft (S102); Bestimmen
einer von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft gemäß der
Beschleunigerposition und der zu diesem Zeitpunkt von dem Fahrzeug
tatsächlich abgegebenen Antriebskraft (S104); Bestimmen
einer Soll-Drosselöffnungsposition (S106) derart, dass
der Unterschied zwischen der von dem Fahrer erwarteten Antriebskraft
und der zu diesem Zeitpunkt durch das Fahrzeug tatsächlich
abgegebenen Antriebskraft kleiner wird, und Steuern eines elektronischen
Ventils 8016 (S108).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-186548 [0001]
- - JP 02-138561 [0005, 0006]