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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebskraftsteuerung für ein Fahrzeug sowie eine Antriebskraftsteuerung zur Durchführung des Verfahrens, welche eine adaptive Steuerung für ein Automatikgetriebe verwendet, um einen Motor zu steuern, für den mindestens zwei Motormoden vorgesehen sind.
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Im Stand der Technik gibt es Beispiele für ein Automatikgetriebe, zu denen mehrstufige Getriebe, bei denen schrittweise die Schaltstufen geändert werden, sowie kontinuierlich bzw. stufenlosverstellbare Getriebe gehören, bei denen die Übersetzungsverhältnisse in einer stufenlosen Weise verändert werden. Ein herkömmliches mehrstufiges Automatikgetriebe ist beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet.
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Andererseits gibt es herkömmliche Typen von stufenlos verstellbaren Getrieben, die mit einem Antriebsriemen oder einer Antriebskette arbeiten, wobei ein Metallriemen oder eine Metallkette als Kraftübertragungskomponente verwendet wird. Ferner gibt es einen toroidalen Typ von Getriebe, bei dem der Schaltbetrieb in der Weise erfolgt, dass der Kontaktradius einer Antriebsrolle relativ zu einer Scheibe verändert wird.
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Die Schaltsteuerung bei einem derartigen Automatikgetriebe wird mit einer Getriebe-Steuereinheit durchgeführt. Insbesondere wird die Schaltsteuerung durchgeführt in Abhängigkeit von dem Antriebszustand eines Fahrzeugs unter Bezugnahme auf ein Schaltungskennfeld, bei dem eine Schaltcharakteristik für jedes Übersetzungsverhältnis gespeichert ist, und zwar auf der Basis von Parametern, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung, die zum Detektieren des Antriebszustandes verwendet werden.
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In diesem Zusammenhang ist auch eine Technologie der Durchführung einer sogenannten adaptiven Steuerung für den Antriebszustand bekannt, die nachstehend auch kurz als adaptive Steuerung bezeichnet wird. Dies ist beispielsweise in der
JP 2010-169 111 A angegeben, die als Patentdokument 1 bezeichnet wird.
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Insbesondere führt die Getriebe-Steuereinheit bei einer derartigen adaptiven Steuerung ein Hinaufschalten oder Hinunterschalten durch oder behält eine Schaltstufe bei, so dass das Übersetzungsverhältnis beibehalten wird, und zwar in Abhängigkeit von der Absicht des Fahrers, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird oder abgebremst wird oder längs einer kurvenreichen Straße fährt.
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Da die maximale Antriebskraft unterschiedlich ist für ein Fahrzeug mit wirtschaftlichem Kraftstoffverbrauch und einem Fahrzeug mit hohem Leistungsvermögen, wie z. B. einem Turbofahrzeug, unterscheidet sich naturgemäß die maximale Beschleunigung bei diesen. Wenn die Fahrt längs eines Gefälles mit kontinuierlichen Kurven stattfindet, so unterscheidet sich die Betätigung bzw. das Hinunterdrücken eines Bremspedals und eines Gaspedals ebenfalls zwischen einem Fahrzeug mit wirtschaftlichem Kraftstoffverbrauch und einem Hochleistungsfahrzeug.
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Bei einer anderen herkömmlichen Technologie besitzt ein einziges Fahrzeug mindestens zwei verschiedene Antriebskraftcharakteristiken. Wenn der Fahrer in diesem Falle einen Modus aus einer Vielzahl von Motormoden wählt, so wird die Motorausgangscharakteristik umgeschaltet, und die Schaltcharakteristik des Automatikgetriebes wird ebenfalls entsprechend geändert.
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Beispielsweise ist in dem japanischen Patent
JP 3 930 529 B1 das nachstehend als Patentdokument 2 bezeichnet wird, eine Technologie beschrieben, bei der ein Fahrzeug drei Arten von Modus-Kennfeldern mit verschiedenen Motorantriebskraftcharakteristiken besitzt.
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Wenn der Fahrer einen der Motormoden wählt, so wird der Motor gemäß dem entsprechenden Modus-Kennfeld gesteuert, und die Schaltsteuerung wird auf der Basis eines Schaltmusters durchgeführt, welches dem gewählten Motormodus entspricht.
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Bei der Technologie, die im Patentdokument 2 angegeben ist, umfassen die Motormoden drei Moden, bei denen es sich um folgende handelt: einen Normalmodus, auch S-Modus genannt, der für normale Fahrt geeignet ist; einen Sparmodus, auch I-Modus genannte, in welchem ein Anstieg des Zieldrehmomentes relativ zu dem S-Modus reduziert ist; und einen Leistungsmodus, auch S#-Modus genannt, bei dem die Änderungsrate des Zieldrehmomentes relativ zur Änderung der Gaspedalöffnung auf einen größeren Wert gesetzt ist, und zwar im Wesentlichen über den gesamten Fahrbereich.
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Wie in 6 dargestellt, ändert sich in dem S-Modus der Öffnungsgrad einer Drosselklappe (Drosselklappenöffnung SW) im wesentlichen linear im Verhältnis zu dem Grad des Hinunterdrückens des Gaspedals (Gaspedalöffnung AP). Mit anderen Worten, die Charakteristik im S-Modus ist ähnlich der von einem selbstansaugenden Motor mit doppelter obenliegender Nockenwelle vorgegeben.
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In dem I-Modus ist die Charakteristik so vorgegeben, dass sie für eine Fahrt in einem niedrigen bis mittleren Geschwindigkeitsbereich geeignet ist, da die Drosselklappenöffnung SW nicht die volle Drosselklappenöffnung erreicht, auch wenn das Gaspedal vollständig hinuntergedrückt wird. Mit anderen Worten, die Charakteristik im I-Modus ist ähnlich vorgegeben wie bei einem Motor mit einer obenliegenden Nockenwelle.
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Im Gegensatz dazu ist in dem S#-Modus die Charakteristik so vorgegeben, dass die Änderungsrate der Drosselklappenöffnung SW relativ zu einer Änderung der Gaspedalöffnung AP mit einem großen Wert über den gesamten Fahrbereich vorgegeben ist. Somit ist die Charakteristik im S#-Modus ähnlich vorgegeben wie bei einem Turbomotor, der für sportliches Fahren geeignet ist, wobei der Motor sein maximales Potential entfalten kann.
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Dementsprechend kann mit der Technologie, die in dem Patentdokument 2 angegeben ist, ein einziges Fahrzeug das Fahrverhalten von drei Typen von Fahrzeugen bieten, nämlich dem von einem normalen Fahrzeug, einem Fahrzeug mit wirtschaftlichem Kraftstoffverbrauch und einem Hochleistungsfahrzeug, und zwar in Abhängigkeit von dem gewählten Motormodus.
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Bei der oben erwähnten adaptiven Steuerung wird, wenn eine plötzliche Abbremsung aufgrund eines Bremsvorganges während der Fahrt auf einer Straße mit kontinuierlichen Kurven detektiert wird, das Automatikgetriebe beispielsweise heruntergeschaltet, um die Vorbereitung für die anschließende Beschleunigung zu treffen. Wenn anschließend ein Loslassen des Gaspedals detektiert wird, so erfolgt ein Hinaufschalten auf der Basis der Annahme, dass das Fahrzeug nach dem Bremsen eine Kurve fahren wird. Wenn das Fahrzeug längs eines Gefälles fährt, wird das Hinunterschalten durchgeführt, um ein Beschleunigungsverhalten zu erzielen.
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Wenn dies bei einem Fahrzeug Anwendung findet, das die oben erwähnten drei Motormoden aufweist, wird das Bremsverhalten des Fahrzeugs natürlich so vorgegeben, dass ein Fahrverhalten im S#-Modus gewährleistet ist, bei dem die maximale Antriebskraftleistung gezeigt werden kann. Daher wird die adaptive Steuerung auch so vorgegeben, dass das Leistungsvermögen im S#-Modus gewährleistet ist.
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Da in diesem Falle die Antriebskraft im I-Modus in der erwähnten Weise begrenzt ist, kann ein Beschleunigungsverhalten wie das im S#-Modus nicht erreicht werden. Daher ist es nicht erforderlich, dass der I-Modus ein Bremsverhalten besitzt, wie es im S#-Modus der Fall ist. Mit anderen Worten, wenn eine Bremskraft ähnlich derjenigen, wie sie im S#-Modus vorhanden ist, beim I-Modus gezeigt würde, dann würde die Fahrzeuggeschwindigkeit rasch abnehmen.
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Wenn daher ein Fahrzeug in dem I-Modus fährt, so fährt der Fahrer das Fahrzeug mit einer reduzierten Bremskraft, sodass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einer kurvenreichen Straße natürlich geringer ist als in dem S#-Modus. Infolgedessen ist die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Durchfahren einer Kurve in einer kurvenreichen Straße im I-Modus insgesamt niedriger als in dem S#-Modus.
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Wenn ein Bremsen in einem solchen Zustand detektiert wird und ein Hinunterschalten von der adaptiven Steuerung durchgeführt wird, dann würde der Fahrer infolgedessen das Gefühl einer plötzlichen Abbremsung erfahren, die über die Erwartung des Fahrers hinausgeht.
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Die
DE 101 36 258 A1 gibt ein Fahrzeugsteuerungssystem an, bei dem dann, wenn in einer elektronischen Motorsteuereinheit, einer elektronischen Steuereinheit für ein automatisches Getriebe oder einer elektronischen Bremssteuereinheit wichtige Informationen auftreten, die ein dringendes Ansprechen durch irgendeine der anderen elektronischen Steuereinheiten erfordern, die wichtigen Informationen über eine Kommunikationsleitung für wichtige Informationen direkt zu der entsprechenden elektronischen Steuereinheit übertragen werden, ohne eine elektronische Verwaltungssteuereinheit zu durchlaufen. Daher empfängt eine Steuerungseinrichtung in der elektronischen Steuereinheit diese wichtigen Informationen und steuert sofort die entsprechenden Komponenten, z. B. einen Motor, ein automatisches Getriebe oder Bremsen auf der Grundlage der wichtigen Informationen.
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Bei diesem herkömmlichen Fahrzeugsteuerungssystem ist angegeben, dass eines der Probleme beim Stand der Technik darin besteht, dass die Fahrzeuge auf hierarchische Art und Weise gesteuert werden. Dies führt in der Praxis dazu, dass auch dann, wenn dringende Informationen von einem bestimmten Steuerungselement an ein anderes Steuerungselement ausgegeben werden, die Steuerung selbst über die Gesamtfahrzeug-Einstelleinheit erfolgt, was zu unerwünschten Ansprechverzögerungen und einem instabilen Fahrzeugverhalten führen kann.
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In der
DE 100 84 043 T5 ist ein Fahrzeug mit Antriebsquellenbremsung und Nutzbremsung erläutert, wobei eine Bremssteuerung mit dem Motor in einem breiten Bereich der Drehzahlverminderungsrate ausgeführt wird. Eine einfache Freigabe des Gaspedals gewährleistet demgemäß eine ausreichende Drehzahlverminderungsrate, die im Wesentlichen mit der Anforderung des Fahrers übereinstimmt. Der Fahrer kann somit das Fahrzeug bremsen und anschließend das Fahrzeug beschleunigen, ohne die Fußstellung zwischen dem Gaspedal und dem Bremspedal zu ändern. Ferner ist dort eine Betätigungseinheit angegeben, mit welcher ein Fahrer des Fahrzeugs mit einer Betätigung eine Drehzahlverminderungsrate in einem Bremsprozess mit dem Motor festlegen kann. Allerdings lässt sich dieser Druckschrift kein Hinweis entnehmen, eine Antriebskraftsteuerung so auszubilden, dass vom Fahrer spezielle Motormoden selektiv vorgegeben werden können, bei denen dann Antriebskraftcharakteristiken verwendet werden, die ein spezielles Zieldrehmoment-Kennfeld für jeden dieser Motormoden vorgeben.
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Aus der
DE 196 37 210 A1 ist eine Antriebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Stellung des Fahrpedals und des Bremspedals als ein vom Fahrer gewünschtes Radmoment interpretiert wird. Die Antriebsstrangsteuerung weist eine Berechnungseinrichtung auf, mit welcher die Stellungen des Fahrpedals und des Bremspedals empfangen und daraus zentrale Steuerparameter für die Antriebsquelle und die verzögernden Einheiten des Antriebsstrangs erzeugt werden. Eine Klassifikationseinrichtung wertet Sensorsignale aus dem Antriebsstrang aus und klassifiziert Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs. Bei dieser herkömmlichen Antriebskraftsteuerung für ein Fahrzeug ist jedoch nicht vorgesehen, dass ein Fahrer selektiv einen Motormoduls aus mindestens zwei Motormoden wählt und damit spezielle Antriebskraftcharakteristiken vorgibt, sodass ein Zieldrehmoment-Kennfeld für jeden dieser Motormoden vorgegeben wird.
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Unter Berücksichtigung der geschilderten Umstände liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Antriebskraftsteuerung für ein Fahrzeug sowie eine Antriebskraftsteuerung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit denen dann, wenn die Antriebskraftsteuerung unter Berücksichtigung des Fahrzustandes eine adaptive Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines Automatikgetriebes in einem Fahrzeug durchführt, das mit mindestens zwei Motormoden ausgerüstet ist, ein gutes Fabrverhalten in jedem Motormodus erzielen kann, wobei das Aufkommen eines unangenehmen Fahrgefühls beim Fahrer reduziert werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Antriebskraftsteuerung für ein Fahrzeug angegeben, das Folgendes aufweist:
Es wird eine Moduswähleinheit verwendet, mittels welcher ein Fahrer einen Motormodus aus mindestens zwei Motormoden wählt, die verschiedene Motorantriebscharakteristiken besitzen, welche Antriebskraftcharakteristiken darstellen, so dass ein Zieldrehmoment-Kennfeld für jeden dieser Motormoden vorgegeben wird;
es wird eine Motor-Steuereinheit verwendet, die einen Motor in Abhängigkeit von dem einen Motormodus steuert, der von der Moduswähleinheit gewählt worden ist, indem sie ein Zieldrehmoment vorgibt;
es wird eine Schaltungs-Steuereinheit verwendet, die eine Schaltungssteuerung eines Automatikgetriebes in Abhängigkeit von dem Fahrzustand eines Fahrzeugs durchführt; und
es wird eine adaptive Steuereinheit verwendet, die die Abbremsung eines Fahrzeugs mit einem vorgegebenen Abbremsungs-Bestimmungswert vergleicht und einen Befehl zum Hinunterschalten an das Automatikgetriebe abgibt, wenn die Abbremsung größer ist als der Abbremsungs-Bestimmungswert, wobei die adaptive Steuereinheit unterschiedliche Abbremsungs-Bestimmungswerte für die mindestens zwei Motormoden enthält.
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Gemäß der Erfindung wird ferner eine Antriebskraftsteuerung für ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben, wobei die Antriebskraftsteuerung folgendes aufweist:
eine Moduswähleinheit, mittels welcher ein Fahrer einen Motormodus aus mindestens zwei Motormoden wählt, die verschiedene Motorantriebscharakteristiken besitzen, welche Antriebskraftcharakteristiken darstellen, so dass ein Zieldrehmoment-Kennfeld für jeden dieser Motormoden vorgegeben ist;
eine Motor-Steuereinheit, die einen Motor in Abhängigkeit von dem einen Motormodus steuert, der von der Moduswähleinheit gewählt worden ist, indem sie ein Zieldrehmoment vorgibt;
eine Schaltungs-Steuereinheit, die eine Schaltungssteuerung eines Automatikgetriebes in Abhängigkeit von dem Fahrzustand eines Fahrzeugs durchführt; und
eine adaptive Steuereinheit, die die Abbremsung eines Fahrzeugs mit einen vorgegebenen Abbremsungs-Bestimmungswert vergleicht und einen Befehl zum Hinunterschalten an das Automatikgetriebe abgibt, wenn die Abbremsung größer ist als der Abbremsungs-Bestimmungswert, wobei die adaptive Steuereinheit unterschiedliche Abbremsungs-Bestimmungswerte für die mindestens zwei Motormoden enthält.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebskraftsteuerung ist vorgesehen, dass die Motormoden einen Sparmodus, in welchem ein Anstieg eines Zieldrehmoments unterdrückt wird, sowie einen Leistungsmodus umfassen, in welchem die Änderungsrate des Zieldrehmoments mit einem großen Wert vorgegeben ist, und dass die adaptive Steuereinheit den Abbremsungs-Bestimmungswert für den Leistungsmodus mit einem kleineren Abbremsungswert vorgibt als den Abbremsungs-Bestimmungswert für den Sparmodus.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebskraftsteuerung ist vorgesehen, dass die Motormoden ferner einen Normalmodus umfassen, in welchem das Zieldrehmoment sich linear ändert, und dass die adaptive Steuereinheit eine adaptive Steuerung sperrt, wenn die adaptive Steuereinheit feststellt, dass der Normalmodus als der eine Motormodus gewählt worden ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Systemkonfiguration mit einem Motor und einem Automatikgetriebe;
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2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Motor-Steuerroutine;
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3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Bremssteuerungsroutine beim Hinunterschalten;
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4 eine schematische Darstellung eines Schaltungs-Kennfeldes;
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5 Diagramme zur Erläuterung von Abbremsungsbestimmungswerten für die jeweiligen Moden; und in
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6 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Gaspedalöffnung und der Drosselklappenöffnung für jeden Motorbetriebsmodus.
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Die Erfindung wird nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Das Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet einen Motor. Ein Automatikgetriebe 3 ist mit der Ausgangsseite des Motors 1 über einen Drehmomentwandler 2 gekoppelt. Die jeweilige Ausgangsleistung vom Motor 1 wird zum Automatikgetriebe 3 über ein Fluid in einem Drehmomentwandler 2 oder über eine nicht dargestellte Überbrückungskupplung übertragen, wenn diese im eingerückten Zustand ist.
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Im Falle eines mehrstufigen Getriebes schaltet das Automatikgetriebe einen Gang in eine vorgegebene Gangstufe. Im Falle eines stufenlos verstellbaren Getriebes verlagert das Automatikgetriebe 3 eine Gangstufe in ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis. Anschließend wird die Ausgangsleistung von einer Ausgangswelle 4 zu den Antriebsrädern übertragen, beispielsweise den Vorderrädern oder den Hinterrädern, so dass eine Antriebskraft erzeugt wird.
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Die nachstehende Beschreibung richtet sich auf ein Beispiel, bei dem das Automatikgetriebe 3 ein mehrstufiges Getriebe ist. Im Falle eines stufenlos verstellbaren Getriebes kann der Ausdruck ”Gangstufe” zweckmäßigerweise ersetzt werden durch den Ausdruck ”Übersetzungsverhältnis”.
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Eine elektronische Drosselklappensteuerung 6 ist in einem Zwischenbereich eines Ansaugkanals 5 angeordnet, welche mit einer nicht dargestellten Ansaugöffnung des Motors 1 in Verbindung steht. Die Drosselklappensteuerung 6 weist ein Drosselklappen-Betätigungsorgan 7 auf, welches eine Drosselklappe 6a öffnet bzw. schließt. Das Drosselklappen-Betätigungsorgan 7 wird in Abhängigkeit von einem Antriebssignal von einer nachstehend näher beschriebenen Motor-Steuereinheit 11 angetrieben, die als Motor-Steuereinheit gemäß der Erfindung dient.
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Das Automatikgetriebe 3 weist einen Getriebemechanismus auf, der ein Planetengetriebe sowie einen Reibungseinsteller aufweist, der aus einer Kupplung, einer Bremse oder dergleichen gebildet ist und das Getriebe in geeigneter Weise antreibt.
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Ferner ist das Automatikgetriebe 3 mit einer Steuerventileinheit 3 versehen, die einen Feststellbetrieb oder einen Lösebetrieb des Reibungseinstellers sowie einen Ausrückbetrieb oder Einrückbetrieb der Überbrückungskupplung durchführt, welche in dem Drehmomentwandler 2 vorgesehen ist.
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Die Steuerventileinheit 3a wird in Abhängigkeit von einem Getriebebefehlssignal (Befehl zum Hinunterschalten oder Befehl zum Hinaufschalten) von einer nachstehend näher beschriebenen Getriebe-Steuereinheit 12 aktiviert, welche als Schaltungs-Steuereinheit gemäß der Erfindung dient.
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Die Motor-Steuereinheit 11 sowie die Getriebe-Steuereinheit 12 sind jeweils als Mikrocomputer vorgesehen, die mit einer Zentraleinheit (CPU), einem ROM, einem RAM sowie einem nicht-flüchtigen Speicher, wie z. B. einem EEPROM ausgerüstet sind. Die Motor-Steuereinheit 11 sowie die Getriebe-Steuereinheit 12 sind miteinander über eine Busleitung verbunden, die ihnen die erforderliche Kommunikation ermöglicht.
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Die Eingangsseite der Motor-Steuereinheit ist an verschiedene Sensoren angeschlossen, welche Parameter detektieren, die für die Motorsteuerung erforderlich sind. Beispiele von derartigen Sensoren umfassen folgende Komponenten: einen Motordrehzahlsensor 14, der die Motordrehzahl Ne (min–1) aus der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors 1 detektiert; einen Gaspedal-Öffnungssensor 15, der die Gaspedalöffnung AP (%) detektiert, die wiederum angibt, wie stark ein nicht dargestelltes Gaspedal heruntergedrückt worden ist; und einen Moduswählschalter 16, der als Moduswähleinheit gemäß der Erfindung dient. Die Ausgangsseite der Motor-Steuereinheit 11 ist an das Drosselklappen-Betätigungsorgan 7 der Drosselklappensteuerung 6 angeschlossen.
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Die Motor-Steuereinheit 11 gibt ein Zieldrehmoment als Antriebskraft-Befehlswert vor, und zwar indem sie eine Kennfeldsuche durchführt unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und der Gaspedalöffnung AP als Parameter, und sie gibt eine Drosselklappenöffnung SV vor, die dem so vorgegebenen Zieldrehmoment entspricht. Dann führt die Motor-Steuereinheit 11 eine Rückkopplungssteuerung beim Drosselklappen-Betätigungsorgan 7 durch, sodass die Drosselklappenöffnung SV der Drosselklappe 6a gleich der Zieldrosselklappenöffnung wird.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Zieldrehmoment-Kennfeld, das für die Vorgabe des Zieldrehmomentes verwendet wird, für jede vorgegebene Ausgangscharakteristik (Motormodus) vorgegeben. Ein Fahrer kann einen beliebigen Motormodus wählen, indem er den Moduswählschalter 16 betätigt.
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Wie im Falle des oben beschriebenen Patentdokumentes 2 umfassen die Motormoden bei dieser Ausführungsform drei Moden, bei denen es sich um einen Normalmodus (S-Modus), einen Sparmodus (I-Modus) und einen Leistungsmodus (S#-Modus) handelt. Da diese Motormoden verschiedene Antriebskraftcharakteristiken besitzen, ist ein Zieldrehmoment-Kennfeld für jeden von diesen Motormoden vorgegeben.
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Die Charakteristiken der Zieldrehmoment-Kennfelder für die jeweiligen Motormoden werden nachstehend näher erläutert.
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Ein S-Modus-Zieldrehmoment-Kennfeld (nachstehend als ”S-Modus-Kennfeld” bezeichnet) besitzt eine Charakteristik, bei der das Zieldrehmoment sich im Wesentlichen linear bezüglich der Gaspedalöffnung AP ändert, und ist so vorgegeben, dass ein komfortables Fahren erreicht wird.
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Ein I-Modus-Zieldrehmoment-Kennfeld (nachstehend als ”I-Modus-Kennfeld” bezeichnet) ist derart vorgegeben, dass ein Anstieg des Zieldrehmoments im Vergleich mit dem oben erwähnten S-Modus-Kennfeld unterdrückt wird, um sowohl ein komfortables Fahren als auch eine wirtschaftliche Fahrweise in einer gut ausgeglichenen Weise in einem niedrigen bis mittleren Geschwindigkeitsbereich zu erzielen.
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Ein S#-Modus-Zieldrehmoment-Kennfeld (nachstehend als ”S#-Modus-Kennfeld” bezeichnet) ist derart vorgegeben, dass die Änderungsrate des Zieldrehmomentes relativ zu der Änderung der Gaspedalöffnung AP im Wesentlichen über den gesamten Fahrbereich vergrößert wird, so dass der Motor 1 sein maximales Potential ausüben kann.
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Die Zusammenhänge zwischen der Gaspedalöffnung AP einerseits und der Drosselklappenöffnung SV andererseits in den jeweiligen Moden, also den S-Modus, dem I-Modus und dem S#-Modus sind schematisch in 6 dargestellt.
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Die Eingangsseite der Getriebesteuereinheit 12 ist mit verschiedenen Sensoren und Schaltern verbunden, welche diejenigen Parameter detektieren, die für die Schaltungssteuerung erforderlich sind.
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Beispiele von derartigen Sensoren und Schaltern umfassen die folgenden Komponenten:
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17, der die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp auf der Basis der Drehzahl der Ausgangswelle 4 des Automatikgetriebes 3 detektiert;
einen Bremsschalter 18, der ein EIN-Signal in Abhängigkeit vom Hinunterdrücken eines nicht dargestellten Bremspedals abgibt;
einen Wählhebel-Positionssensor 19, der eine vorgegebene Position eines Wählhebels detektiert;
einen Drosselklappenöffnungssensor 20, der das Öffnen bzw. die Drosselklappenöffnung SV der Drosselklappe 6a detektiert;
einen Längsbeschleunigungssensor 21, der die Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs detektiert; und
einen Querbeschleunigungssensor 22, der die Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs detektiert.
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Außerdem ist die Ausgangsseite der Getriebe-Steuereinheit 12 mit Betätigungsorganen verbunden, die in der Steuerventileinheit 3a vorgesehen sind.
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Die Getriebe-Steuereinheit 12 führt eine Schaltungssteuerung durch, um eine optimale Schaltstufe vorzugeben, und zwar unter Bezugnahme auf ein Schaltungskennfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp und der Drosselklappenöffnung SV als Parameter. 4 zeigt ein Beispiel eines Schaltungskennfeldes.
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In 4 sind Linien zum Hinaufschalten mit ausgezogenen Linien angegeben, während Linien zum Hinunterschalten mit gestrichelten Linien angegeben sind. In dem Schaltungskennfeld gemäß 4 sind die Linien zum Hinaufschalten auf der Seite höherer Geschwindigkeiten relativ zu den Linien zum Hinunterschalten vorgesehen, um für eine Hysterese zu sorgen, damit auf diese Weise während des Schaltungsvorganges ein Nacheilen der Steuerung verhindert wird.
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Dieses Schaltungskennfeld wird vorgegeben, indem man vorher einen Schaltungsplan erhält, der für die Ausgangscharakteristik des Motors 1 geeignet ist, und zwar jeweils für den S-Modus, den I-Modus und den S#-Modus, wobei beispielsweise Experimente durchgeführt. Da die Schaltungssteuerung ähnlich erfolgt wie im Stand der Technik, kann eine detaillierte Beschreibung dieses Aspektes entfallen.
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Wenn das Fahrzeug rasch abbremst, und zwar in Abhängigkeit vom Hinunterdrücken des Bremspedals, so führt die Getriebesteuereinheit 12 eine Bremssteuerung zum Hinunterschalten als adaptive Steuerung durch, um die Getriebestufe des Automatikgetriebes 3 hinunterzuschalten. Bei dieser Bremssteuerung zum Hinunterschalten erfolgt das Hinunterschalten in einem zeitlichen Verlauf, der dem S-Motormodus, dem I-Motormodus oder dem S#-Motormodus entspricht, welcher von dem Fahrer gewählt worden ist. Hierzu folgen noch nähere Erläuterungen.
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Die oben erwähnte Motorsteuerung in der Motor-Steuereinheit 11 wird durchgeführt gemäß der Motorsteuerungsroutine, die in 2 dargestellt ist. Die Bremssteuerung zum Hinunterschalten in der Getriebe-Steuereinheit 12 wird gemäß der Bremssteuerungsroutine zum Hinunterschalten durchgeführt, die in 3 dargestellt ist.
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Zunächst wird die Motorsteuerungsroutine gemäß 2 näher erläutert. Diese Routine wird in jedem vorbestimmten Berechnungszyklus durchgeführt. Im Schritt S1 wird bestimmt, ob der Moduswählschalter 16 vom Fahrer betätigt worden ist oder nicht. Wenn der Moduswählschalter 16 nicht betätigt worden ist, so geht der Ablauf zum Schritt S6 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der Moduswählschalter 16 betätigt worden ist, so geht der Ablauf zum Schritt S2 weiter.
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Im Schritt S2 wird bestimmt, welcher Modus von dem S-Modus, dem I-Modus und dem S#-Modus vom Fahrer mittels des Moduswählschalters 16 gewählt worden ist. Wenn festgestellt wird, dass der S-Modus gewählt worden ist, so geht der Ablauf zum Schritt S3 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der I-Modus gewählt worden ist, so geht der Ablauf zum Schritt S4 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der S#-Modus gewählt worden ist, so geht der Ablauf zum Schritt S5 weiter.
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Wenn der Prozess zu einem der Schritte S3 bis S5 weitergeht, so wird das entsprechende Modus-Kennfeld, also das S-Modus-Kennfeld, das I-Modus-Kennfeld oder das S#-Modus-Kennfeld aus dem nicht-flüchtigem Speicher in der Motor-Steuereinheit 11 ausgelesen, so dass es als aktuelles Moduskennfeld gewählt wird. Dann geht der Ablauf zum Schritt S6 weiter.
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Wenn der Ablauf vom Schritt S1 oder von einem der Schritte S3 bis S5 zum Schritt S6 weitergeht, so wird ein Zieldrehmoment τe auf der Basis des gewählten Moduskennfeldes vorgegeben, wobei die Motordrehzahl Ne und die Gaspedalöffnung AP als Parameter verwendet werden. Dann geht der Ablauf zum Schritt S7 weiter, in welchem eine Zieldrosselklappenöffnung SVo vorgegeben wird, das dem Zieldrehmoment τe entspricht.
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Anschließend wird im Schritt S8 die Drosselklappenöffnung SV gelesen, die von dem Drosselklappenöffnungssensor 20 detektiert wird, und der Öffnungsgrad der Drosselklappe 6a wird in einer Rückkopplungsschleife gesteuert, und zwar durch die Steuerung des Drosselklappen-Betätigungsorgans 7, das in der Drosselklappensteuerung 6 vorgesehen ist, so dass die Drosselklappenöffnung SV mit der Zieldrosselklappenöffnung SVo übereinstimmt. Anschließend wird der Ablauf dieser Routine verlassen.
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Wie oben erwähnt, besitzt der Motor 1 gemäß dieser Ausführungsform drei Motormoden, nämlich einen S-Modus, einen I-Modus und einen S#-Modus, und der Fahrer kann das Fahrzeug fahren, wobei er den bevorzugten Modus wählt. Wenn die Getriebe-Steuereinheit 12 eine Abbremsung in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung detektiert, so führt die Getriebe-Steuereinheit 12 eine Bremssteuerung zum Hinunterschalten als adaptive Steuerung durch, um automatisch die aktuelle Getriebestufe gemäß der Abbremsung hinunterzuschalten.
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Wenn die Charakteristik zum Hinunterschalten der Bremssteuerung zum Hinunterschalten auf der Basis von dem S#-Modus unabhängig von dem S-Modus und dem I-Modus vorgegeben ist oder wenn der S#-Modus vom Fahrer gewählt ist, so besteht in dem I-Modus die Tendenz, dass der Zeitpunkt des Hinunterschaltens zu früh liegt.
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Dies führt nicht nur zu einem höheren Kraftstoffverbrauch aufgrund eines häufigeren Hinunterschaltens, sondern auch zu einer starken Abnahme der Motordrehzahl aufgrund des übermäßigen Hinunterschaltens, was vom Fahrer als mangelnder Komfort empfunden wird.
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Wenn die Charakteristik zum Hinunterschalten auf der Basis von dem I-Modus vorgegeben wird, so besteht in dem leistungsorientierten S#-Modus die Tendenz, dass der Zeitpunkt zum Hinunterschalten verzögert ist, was beim Fahrer das Gefühl von mangelndem Drehmoment hervorruft.
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Andererseits besteht in dem S-Modus, ob nun die Charakteristik zum Hinunterschalten auf der Basis von dem S#-Modus oder dem I-Modus vorgegeben ist, die Tendenz, dass der Zeitpunkt zum Hinunterschalten zu früh liegt in einer Charakteristik zum Hinunterschalten, die auf der Basis von dem S#-Modus vorgegeben ist, oder es besteht die Tendenz, dass der Zeitpunkt zum Hinunterschalten verzögert ist bei einer Charakteristik zum Hinunterschalten, die auf der Basis von dem I-Modus vorgegeben ist. In beiden Fällen ist es schwierig, ein gutes Fahrverhalten zu erzielen.
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In der Getriebe-Steuereinheit 12 gemäß der Erfindung ist daher die Charakteristik zum Hinunterschalten während des Bremsens derart vorgegeben, dass der Zeitpunkt zum Hinunterschalten für den S#-Modus früh vorgegeben ist und für den I-Modus spät vorgegeben ist; ferner wird die Bremssteuerung zum Hinunterschalten in dem S-Modus behindert, so dass ein gutes Fahrverhalten erzielt werden kann.
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Der Ausdruck ”Abbremsung” bezieht sich auf einen negative Wert der Beschleunigung. Insbesondere nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit ab, wenn die Abbremsung zunimmt.
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Die Bremssteuerung zum Hinunterschalten, die von der Getriebe-Steuereinheit 12 durchgeführt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Bremssteuerungsroutine zum Hinunterschalten gemäß 3 näher erläutert. Der Prozess dieser Routine entspricht einer adaptiven Steuereinheit gemäß der Erfindung.
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Diese Routine wird in Abhängigkeit von einem EIN-Signal von dem Bremsschalter 18 als Triggersignal aktiviert. Insbesondere überwacht die Getriebe-Steuereinheit 12 das Hinunterdrücken des Bremspedals vom Fahrer, und wenn die Getriebe-Steuereinheit 12 detektiert, dass das Bremspedal hinuntergedrückt worden ist, so aktiviert die Getriebe-Steuereinheit 12 die Bremssteuerungsroutine zum Hinunterschalten.
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Zunächst wird im Schritt S11 der Motormodus gelesen. Im Schritt S12 wird bestimmt, ob der aktuelle Motormodus vorgegeben ist mit dem S-Modus, dem I-Modus oder dem S#-Modus. Wenn festgestellt wird, dass der aktuelle Motormodus im S-Modus vorgegeben ist, so geht der Ablauf zum Schritt S18 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der aktuelle Motormodus mit dem I-Modus vorgegeben ist, so geht der Ablauf zum Schritt S13 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der aktuelle Motormodus mit dem S#-Modus vorgegeben ist, so geht der Ablauf zum Schritt S14 weiter.
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In einem Falle, in dem der Ablauf zum Schritt S13 weitergeht, wird ein Abbremsungs-Bestimmungswert Dn vorgegeben, und zwar unter Bezugnahme auf eine I-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle unter Verwendung der aktuellen Schaltstufe und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp als Parameter; dann geht der Ablauf zum Schritt S15 weiter.
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Wenn andererseits der Ablauf zum Schritt S14 weitergeht, so wird ein Abbremsungs-Bestimmungswert Dn vorgegeben unter Bezugnahme auf eine S#-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle unter Verwendung der aktuellen Schaltstufe und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp als Parameter; dann geht der Ablauf zum Schritt S15 weiter.
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In 5 sind die Bestimmungslinien zum Hinunterschalten S#D1 bis S#D4 für die jeweiligen Schaltstufen in der S#-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle gespeichert und mit ausgezogenen Linien dargestellt, während die Bestimmungslinie zum Hinunterschalten ID1 bis ID4 für die jeweiligen Schaltstufen in der I-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle gespeichert sind und mit gestrichelten Linien dargestellt sind.
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Wie aus 5 ersichtlich, sind die Bestimmungslinien zum Hinunterschalten, die in den beiden Abbremsungs-Bestimmungswerttabellen vorgegeben sind, derart vorgegeben, dass das Hinunterschalten mit einer geringeren Abbremsung erfolgt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp zunimmt. Insbesondere wird das Hinunterschalten bei einer geringeren Abbremsung durchgeführt, wenn die Schaltstufe sich mehr auf der Seite niedrigerer Schaltstufen befindet.
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Außerdem sind die Bestimmungslinien zum Hinunterschalten (ausgezogene Linien) für die jeweiligen Schaltstufen, die in der S#-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle gespeichert sind, auf der Seite der geringeren Abbremsung vorgegeben, verglichen mit den Bestimmungslinien zum Hinunterschalten (gestrichelte Linen) für die jeweiligen Schaltstufen, die in der I-Modus-Abbremsungs-Bestimmungswerttabelle gespeichert sind.
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Bei dieser Ausführungsform besitzen somit der I-Modus und der S#-Modus verschiedene Bremszeitpunkte beim Hinunterschalten, so dass die Steuerung zum Hinunterschalten in dem S#-Modus zu einem relativ früheren Zeitpunkt durchgeführt wird als in dem I-Modus. Aus diesem Grunde fährt das Fahrzeug bei einer relativ hohen Motordrehzahl in dem S#-Modus, so dass ein gutes Beschleunigungsverhalten erzielt wird, wenn das Fahrzeug aus einem Kurvenbereich herauskommt.
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Andererseits liegt in dem I-Modus mit geringerem Beschleunigungsverhalten als in dem S#-Modus der Zeitpunkt zum Hinunterschalten spät im Vergleich mit dem S#-Modus, und somit wird die Motorabbremsung nicht so stark, so dass eine drastische Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert wird.
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Anschließend wird, wenn der Ablauf vom Schritt S13 oder Schritt S14 zum Schritt S15 weitergeht, der im Schritt S13 oder S14 vorgegebene Abbremsungs-Bestimmungswert Dn verglichen mit einem Abbremsungswert D(m/s2), der erhalten wird auf der Basis der zeitlichen Ableitung oder dergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp.
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Wenn festgestellt wird, dass die Abbremsung D größer ist als der Abbremsungs-Bestimmungswert Dn, so geht der Ablauf zum Schritt S16 weiter. Wenn festgestellt wird, dass die Abbremsung D kleiner ist als der Abbremsungs-Bestimmungswert Dn, so geht der Ablauf zum Schritt S18 weiter.
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Wenn der Ablauf vom Schritt S12 oder vom Schritt S15 zum Schritt S18 weitergeht, so wird die Abbremsungssteuerung zum Hinunterschalten gesperrt, und die Routine wird verlassen. Wenn der Motormodus daher mit dem S-Modus vorgegeben ist, so wird kein Hinunterschalten durchgeführt, auch nicht für den Fall der plötzlichen Abbremsung durch den Fahrer. Stattdessen wird einfach die normale Schaltsteuerung durchgeführt und somit ein übermäßiges Motorbremsen verhindert, so dass ein komfortables Fahrverhalten erzielt wird.
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Wenn andererseits der Ablauf vom Schritt S15 zum Schritt S16 weitergeht, so wird eine Schaltstufe, die um eine Schaltstufe niedriger ist als die aktuelle Schaltstufe, als Ziel-Schaltstufe gesetzt. Anschließend wird im Schritt S17 ein Befehl zum Hinunterschalten entsprechend der Ziel-Schaltstufe an die Steuerventileinheit 3a abgegeben, und dann wird die Routine verlassen. Die Steuerventileinheit 3a schaltet die Schaltstufe des Automatikgetriebes 3 auf die Ziel-Schaltstufe hinunter, und zwar gemäß dem Befehl zum Hinunterschalten von der Getriebe-Steuereinheit 12.
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Dementsprechend verwendet die Bremssteuerung zum Hinunterschalten gemäß der vorliegenden Ausführungsform den S-Modus, den I-Modus bzw. den S#-Modus, welche von der Motor-Steuereinheit 11 gesteuert werden. Insbesondere gilt folgendes: Wenn der Motormodus der S-Modus ist, so wird die Bremssteuerung zum Hinunterschalten gesperrt; wenn aber der Motormodus I-Modus oder der S#-Modus ist, so wird ein Abbremsungs-Bestimmungswert Dn in Abhängigkeit von dem entsprechenden Modus vorgegeben.
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Wenn daher das Fahrzeug in dem S#-Modus (Leistungsmodus) fährt, so wird das Hinunterschalten zu einem frühen Zeitpunkt durchgeführt, und somit fährt das Fahrzeug mit einer höheren Motordrehzahl; damit wird ein mangelndes Drehmoment verhindert und ein gutes Fahrverhalten erzielt.
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Da andererseits der Zeitpunkt zum Hinunterschalten auf einen späteren Zeitpunkt für den I-Modus (Sparmodus) gesetzt ist, erfolgt das Hinunterschalten weniger häufig, so dass nicht nur ein hoher Kraftstoffverbrauch verhindert wird, sondern auch eine drastische Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche sonst durch das Hinunterschalten hervorgerufen wird.
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Infolgedessen kann eine gute adaptive Steuerung (Bremssteuerung zum Hinunterschalten), welche die Absicht des Fahrers berücksichtigt, für sämtliche Motormoden erzielt werden, also für den S-Modus (Normalsmodus), den I-Modus (Sparmodus) und den S#-Modus (Leistungsmodus), so dass ein unangenehmes Fahrgefühl für den Fahrer reduziert wird.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann ein Abbremsungs-Bestimmungswert Dn auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp auch für den S-Modus vorgegeben werden. In diesem Falle wird der Abbremsungs-Bestimmungswert Dn für den S-Modus mit einem Wert vorgegeben, der zwischen den Abbremsungs-Bestimmungswerten Nd liegt, die für den I-Modus sowie den S#-Modus vorgegeben sind.
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Außerdem kann es sich bei den Motormoden auch um andere Moden als die oben angegebenen drei Moden handeln, also den S-Modus, den I-Modus und den S#-Modus. In diesem Falle wird ein Abbremsungs-Bestimmungswert Dn entsprechend den jeweiligen Moden vorgegeben.
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Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann in dem oben erwähnten Schritt S12 zum Bestimmen des jeweiligen Modus in der Bremssteuerungsroutine zum Hinunterschalten gemäß 3 ein Bestimmungsprozess auch nur für den I-Modus und für den S#-Modus durchgeführt werden. Hinsichtlich des S-Modus kann in diesem Falle die gleiche Steuerung durchgeführt werden, indem die Routine an dieser Stelle endet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 2
- Drehmomentwandler
- 3
- Automatikgetriebe
- 3a
- Steuerventileinheit
- 4
- Ausgangswelle
- 5
- Ansaugkanal
- 6
- Drosselklappensteuerung
- 6a
- Drosselklappe
- 7
- Drosselklappen-Betätigungsorgan
- 11
- Motor-Steuereinheit
- 12
- Getriebe-Steuereinheit
- 14
- Motordrehzahlsensor
- 15
- Gaspedalöffnungssensor
- 16
- Moduswählschalter
- 17
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 18
- Bremsschalter
- 19
- Wählhebel-Positionssensor
- 20
- Drosselklappenöffnungssensor
- 21
- Längsbeschleunigungssensor (Gx-Sensor)
- 22
- Querbeschleunigungssensor (Gy-Sensor)
