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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung und ein integriertes Fahrzeug-Steuerverfahren, das in einem Fahrzeug verwendet wird, welches eine Antriebsquelle und ein Automatik-Stufengetriebe aufweist, das mit der Antriebsquelle verbunden ist und das Drehzahlverhältnis stufenweise ändert. Die integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung und das integrierte Fahrzeug-Steuerverfahren stellen die endgültige Steuerungsvorgabe ein, indem die Steuerungsvorgabe, die primär im Ansprechen auf die Eingangsgröße des Fahrers eingestellt wurde, mit Anweisungen von verschiedenen Steuersystemen koordiniert wird. Bei der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung und dem integrierten Fahrzeug-Steuerverfahren wird ein Antriebssteuersystem dazu veranlasst, die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe auf der Grundlage der endgültigen Steuerungsvorgabe zu steuern.
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2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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In der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP H05-85 228 A ist ein integriertes Fahrzeug-Steuersystem beschrieben, in dem Steuerelemente hierarchisch angeordnet sind. In dem beschriebenen integrierten Fahrzeug-Steuersystem leitet während des Prozesses der Umwandlung der Eingangsgröße eines Fahrers in einem vorbestimmten Betriebsmodus zumindest ein Steuerelement auf einer hohen hierarchischen Ebene das den Modus anzeigende Signal nach unten zu Steuerelementen auf niedrigeren hierarchischen Ebenen. Die auf einer niedrigeren Ebene liegenden Systeme werden angewiesen, den Modus umzusetzen, der durch die Steuerelemente auf der höheren hierarchischen Ebene angegeben ist.
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In dem integrierten Fahrzeug-Steuersystem, das in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP H05-85 228 A beschrieben ist, stehen Steuersysteme auf höheren Ebenen mit den Steuersystemen auf niedrigeren Ebenen in Verbindung, um einen erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich zu bestimmen. Dadurch sind Situationen vermieden, bei denen angesichts des Status von z. B. mechanischen Vorgängen und Steuervorgängen die durch das auf einer höheren Ebene liegende Steuersystem endgültig eingestellte Steuerungsvorgabe von den auf niedrigeren Ebenen liegenden Systemen nicht erzielt werden kann.
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In Fahrzeugen jedoch, die ein Automatik-Stufengetriebe umfassen, kann das folgende Problem auftreten. Wenn das Steuersystem auf einer höheren Ebene den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich (z. B. den Bereich eines erzielbaren Motordrehmoments) von z. B. nur einem Motorsteuersystem festlegt, dann kann, wenn das auf der höheren Ebene liegende Steuersystem eine Anweisung erteilt, ein Motordrehmoment zu erzielen, das im erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich liegt, das Steuersystem auf der höheren Ebene nicht feststellen, ob zur Erzielung des Motordrehmoments die Schaltdrehzahl verändert werden muss. Im Ergebnis kann keine Anweisung zur Durchführung der optimalen Koordination gegeben werden.
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DE 101 17 162 A1 offenbart eine elektronische Getriebeeinheit zur Gangwechselsteuerung in einem Kraftfahrzeug. Die Getriebeeinheit bestimmt ein Motordrehmoment gemäß einem vorgegebenen Zugkraftwunsch. Anschließend wird ein Anforderungssignal, welches das Motordrehmoment anzeigt, zur Motoreinheit übermittelt, die das angeforderte Motordrehmoment ausgibt. Wenn das dem vorgegebenen Zugkraftwunsch zugehörige Motordrehmoment im vorliegendem Gang nicht einstellbar ist, stellt die Motoreinheit der Getriebeeinheit eine Information zur Verfügung, welche ein Verhältnis zwischen dem angeforderten Motordrehmoment und dem eingestellten Motordrehmoment im momentanen Gang und ein Verhältnis zwischen dem angeforderten Motordrehmoment und dem im neuen Gang einstellbaren Motordrehmoment anzeigt. Daraufhin ändert die Getriebeeinheit den Gang von alt zu neu, wenn im neuen Gang ein Motordrehmoment einstellbar ist, das dem dem vorgegebenen Zugkraftwunsch zugehörige Motordrehmoment näher kommt als das im vorliegenden Gang einstellbare Motordrehmoment.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung und ein integriertes Fahrzeug-Steuerverfahren bereitzustellen, mit denen man Steuersysteme auf oberen Ebenen mit einem erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich versorgen kann, auf dessen Grundlage die Steuersysteme auf den oberen Ebenen bestimmen können, ob die Schaltdrehzahl eines Automatik-Stufengetriebes verändert werden kann.
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Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung, die in einem Fahrzeug verwendet wird, das eine Antriebsquelle und ein Automatik-Stufengetriebe umfasst, das mit der Antriebsquelle verbunden ist und ein Drehzahlverhältnis stufenweise ändert; die mehrere Steuersysteme zum Unterstützen einer Fahrbetätigung eines Fahrers oder zur Stabilisierung eines Verhaltens des Fahrzeugs umfasst; die eine endgültige Steuerungsvorgabe einstellt, indem eine Steuerungsvorgabe, die primär auf der Grundlage einer Eingangsgröße eines Fahrers eingestellt wird, mit Anweisungswerten von den Steuersystemen koordiniert wird; und die ein Antriebssteuersystem, bei dem es sich um eines der Steuersysteme handelt, die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe so steuern lässt, dass die endgültige Steuerungsvorgabe erzielt wird. In der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung werden drei Bereiche von Steuerungsvorgaben berechnet. Die drei Bereiche umfassen einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der bei einer momentanen Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe erzielt werden kann; einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe abgeändert wird; und einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe auf eine andere Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe abzuändern. Dann wird wenigstens einem der Steuersysteme, die die Anweisungswerte bereitstellen, der berechnete Wert der Steuerungsvorgaben mitgeteilt.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuerverfahren, das von einer integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung ausgeführt wird, die in einem Fahrzeug verwendet wird, das eine Antriebsquelle und ein Automatik-Stufengetriebe umfasst, welches mit der Antriebsquelle verbunden ist und ein Drehzahlverhältnis stufenweise ändert, und die mehrere Steuersysteme zum Unterstützen einer Fahrbetätigung eines Fahrers oder zur Stabilisierung eines Verhaltens des Fahrzeugs umfasst. Das Steuerverfahren umfasst die Schritte, einen Bereich von Steuerungsvorgaben umfassen, der bei einer momentanen Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe erzielt werden kann, einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe abgeändert wird, und einen Bereich von Steuerungsvorgaben, der erzielt werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe auf eine andere Schaltdrehzahl bzw. Getriebestufe abzuändern, zu berechnen; wenigstens einem der Steuersysteme, die die Anweisungswerte bereitstellen, den berechneten Bereich der Steuerungsvorgaben mitzuteilen; eine endgültige Steuerungsvorgabe einzustellen, indem eine Steuerungsvorgabe, die primär auf der Grundlage einer Eingangsgröße eines Fahrers eingestellt wurde, mit Anweisungswerten von den Steuersystemen koordiniert wird; und ein Antriebssteuersystem, bei dem es sich um eines der Steuersysteme handelt, zu veranlassen, die Antriebsquelle und das Automatik-Stufengetriebe so zu steuern, dass die endgültige Steuerungsvorgabe erzielt wird.
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Gemäß dem ersten als auch zweiten Aspekt stellt eines der mehreren Steuersysteme den mit der Steuerungsvorgabe zu koordinierenden Anweisungswert bereit, um ein dynamisches Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren. Auch kann das Steuersystem, dem der Bereich der Steuerungsvorgaben mitgeteilt wird, den mit der Steuerungsvorgabe zu koordinierenden Anweisungswert unter Berücksichtigung des mitgeteilten Bereichs der Steuerungsvorgaben einstellen.
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Mit der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung und dem integrierten Fahrzeug-Steuerverfahren, die vorstehend beschrieben sind, ist es möglich, die Steuersysteme auf oberen Ebenen mit einem erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich zu versorgen, auf dessen Grundlage die Steuersysteme auf den oberen Ebenen beurteilen können, ob die Schaltdrehzahl eines Automatik-Stufengetriebes verändert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Merkmale der Erfindung und deren Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der nun folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird:
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1 stellt die Draufsicht eines Fahrzeugs dar, das eine erfindungsgemäße integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung umfasst, in die eine Antriebskraft-Steuervorrichtung eingebettet ist;
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2 stellt das Systemschaubild der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemaß einer Ausführungsform der Erfindung dar;
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3 stellt das Blockschaubild dar, in welchem ein Verfahren zum Berechnen des ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist, d. h. des ”Bereichs einer Sollantriebskraft, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann”;
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4 stellt das Blockschaubild dar, das ein Verfahren zum Berechnen des zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d. h. des ”Bereichs einer Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird”;
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5 stellt das erste Blockschaubild dar, in dem ein Verfahren zum Berechnen des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist, d. h. des ”Bereichs der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern”; und
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6 stellt das zweite Blockschaubild dar, in welchem ein Verfahren zur Berechnung des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs gezeigt ist, d. h. des ”Bereichs der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern”.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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In der nun folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen wird die Erfindung in näherer Einzelheit im Hinblick auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Zuerst wird schematisch mit Bezug auf 1 ein Fahrzeug beschrieben, das eine integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung umfasst.
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Das Fahrzeug ist mit einem rechten und linken Vorderrad 100 sowie einem rechten und linken Hinterrad 100 versehen. In 1 bezeichnet ”FR” das rechte Vorderrad, ”FL” das linke Vorderrad, ”RR” das rechte Hinterrad und ”RL” das linke Hinterrad.
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Das Fahrzeug umfasst als Energiequelle einen Motor bzw. Verbrennungsmotor 140. Die Energiequelle ist nicht auf einen Verbrennungsmotor beschränkt. Als alleinige Energiequelle kann ein Elektromotor verwendet werden. Alternativ können ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor in Kombination als Energiequelle verwendet werden. Die Energiequelle für den Elektromotor kann eine Sekundärbatterie oder eine Brennstoffzelle sein.
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Der Betriebszustand des Motors 140 wird elektrisch auf der Grundlage des Betrags der Betätigung eines Gaspedals 200 (eines der Eingabeelemente, die vom Fahrer zur Steuerung der Vorwärtsbewegung, Rückwärtsbewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs betätigt werden) durch den Fahrer gesteuert. Der Betriebszustand des Motors 140 kann gegebenenfalls automatisch und unabhängig von der Betätigung des Gaspedals 200 durch den Fahrer gesteuert werden.
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Der Motor 140 wird elektrisch gesteuert, indem zum Beispiel der Öffnungsgrad eines Drosselventils (nicht gezeigt) (nachstehend als ”Drosselventil-Öffnungsbetrag” bezeichnet), das in einem Ansaugkrümmer des Motors 140 vorgesehen ist, die Menge an Kraftstoff, die in einen Brennraum des Motors 140 eingespritzt wird, oder die Winkelposition einer Einlasssteuerwelle elektrisch gesteuert wird, welche die Ventilöffnungs- bzw. -schließzeit einstellt.
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Das beispielhafte Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb, bei dem das rechte und linke Vorderrad die mitlaufenden Räder sind, und das rechte und linke Hinterrad die Antriebsrader sind. Dementsprechend ist die Ausgangswelle des Motors 140 mit dem rechten und linken Hinterrad über einen Drehmomentwandler 220, ein Getriebe 240, eine Kardanwelle 260, eine Differentialgetriebeeinheit 280 und eine Antriebswelle 300, die sich zusammen mit den Hinterrädern dreht, verbunden. Der Drehmomentwandler 220, das Getriebe 240, die Kardanwelle 260 und die Differentialgetriebeeinheit 280 sind Kraftübertragungselemente, die vom rechten und linken Hinterrad gemeinsam genutzt werden. Die Anwendung der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ist jedoch nicht auf Fahrzeuge mit Hinterradantrieb beschränkt. Die integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung kann zum Beispiel auf Fahrzeuge mit Vorderradantrieb angewendet werden, bei denen das rechte und linke Vorderrad die Antriebsräder, und das rechte und linke Hinterrad die mitlaufenden Räder sind. Die integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung kann auch auf Fahrzeuge mit Vierradantrieb angewendet werden, wo alle Räder Antriebsräder sind.
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Bei dem Getriebe 240 handelt es sich um ein Automatikgetriebe, das mit dem Motor 140 verbunden ist und die Schaltdrehzahl stufenweise ändert. Das Automatikgetriebe steuert auf elektrischem Wege das Drehzahlverhältnis, auf dessen Grundlage die Drehzahl des Motors 140 in die Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Getriebes 240 umgewandelt wird.
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Das Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 440, das vom Fahrer betätigt wird. Eine Vorrichtung 480 zur Bereitstellung einer Lenkreaktionskraft führt dem Lenkrad 440 auf elektrischem Wege eine Lenkreaktionskraft zu, d. h. eine Reaktionskraft, die der vom Fahrer ausgeführten Betätigung des Lenkrads 440 entspricht (nachstehend manchmal als ”Lenkung” bezeichnet). Die Lenkreaktionskraft kann elektrisch gesteuert werden.
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Die Ausrichtung des rechten und linken Vorderrads, nämlich der Einschlagwinkel der Vorderräder, wird durch eine vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch gesteuert. Die vordere Lenkvorrichtung 500 steuert den Einschlagwinkel der Vorderräder auf der Grundlage des Winkels, um den der Fahrer das Lenkrad 440 gedreht hat. Die vordere Lenkvorrichtung 500 kann den Einschlagwinkel der Vorderräder gegebenenfalls automatisch und unabhängig von der Betätigung des Lenkrads 440 durch den Fahrer steuern. Anders ausgedrückt kann das Lenkrad 440 vom rechten und linken Vorderrad mechanisch isoliert sein.
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In entsprechender Weise wird die Ausrichtung des rechten und linken Hinterrads, namlich der Einschlagwinkel der Hinterräder, durch eine hintere Lenkvorrichtung 520 elektrisch gesteuert
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Die Räder 100 sind jeweils mit einer Bremse 560 versehen, die angelegt werden, um eine Drehung der Räder 100 zu unterdrücken bzw. zu bremsen. Die Bremsen 560 werden auf der Grundlage des Betrags der Betätigung eines Bremspedals 580 (eines der Eingabeelemente, die vom Fahrer zur Steuerung der Vorwärtsbewegung, Rückwärtsbewegung, Geschwindigkeit oder Abbremsung des Fahrzeugs gesteuert werden) durch den Fahrer auf elektrischem Wege gesteuert. Die Räder 100 können gegebenenfalls einzeln und automatisch gesteuert werden.
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Bei dem beispielhaften Fahrzeug sind die Rader 100 an der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) über jeweilige Aufhängungselemente 620 angeschlossen. Die Aufhängungseigenschaften jedes Aufhängungselements 620 können unabhängig von den anderen Aufhängungselementen 620 elektrisch gesteuert werden.
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Die folgenden Stellglieder werden verwendet, um die vorstehend beschriebenen, entsprechenden Komponenten zu steuern:
- (1) ein Stellglied, das den Motor 140 elektrisch steuert;
- (2) ein Stellglied, das das Getriebe 240 elektrisch steuert;
- (3) ein Stellglied, das die Vorrichtung 480 zur Bereitstellung einer Lenkreaktionskraft elektrisch steuert;
- (4) ein Stellglied, das die vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch steuert;
- (5) ein Stellglied, das die hintere Lenkvorrichtung 520 elektrisch steuert;
- (6) ein Stellglied, das die Bremsen 560 elektrisch steuert; und
- (7) ein Stellglied, das die Aufhängungselemente 620 elektrisch steuert.
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Vorstehend sind nur landläufig verwendete Stellglieder aufgezählt. Ob alle vorstehend aufgeführten Stellglieder erforderlich sind, hängt von den technischen Einzelheiten der Fahrzeuge ab. In manchen Fahrzeugen finden sich eines oder mehrere der vorstehend aufgelisteten Stellglieder nicht. Andererseits können andere Fahrzeuge auch andere Stellglieder umfassen, zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Stellgliedern, wie zum Beispiel ein Stellglied, das zur elektrischen Steuerung des Verhältnisses zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrads 440 und dem Betrag, um den das gelenkte Rad eingeschlagen wird (Lenkverhältnis), verwendet wird, und ein Stellglied, das zur elektrischen Steuerung einer Reaktionskraft des Gaspedals 200 verwendet wird. Dementsprechend ist die Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnten, besonderen Stellgliedkonfigurationen beschränkt.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die in dem Fahrzeug installierte, integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung an die einzelnen vorstehend beschriebenen Stellglieder elektrisch angeschlossen. Eine Batterie (nicht gezeigt) dient als Stromquelle für die integrierte Fahrzeug-Steuervorrichtung
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2 stellt das Systemschaubild der integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung gemaß der Ausführungsform der Erfindung dar.
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Wie im Falle einer üblicherweise verwendeten ECU (elektronischen Steuereinheit) kann es sich bei jeder nachstehend beschriebenen Regeleinheit (und bei jedem nachstehend beschriebenen Modell) um einen Mikrocomputer handeln, der zum Beispiel ein ROM umfasst, in welchem Steuerprogramme abgespeichert sind, ein RAM, in dem Berechnungsergebnisse und dergleichen gespeichert sind und aus dem bzw. in dem die Daten wieder abgerufen und/oder aktualisiert werden können, einen Zeitgeber, einen Zähler, eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle und dergleichen. In der folgenden Beschreibung sind die Steuereinheiten nach Funktion gruppiert, und sind beispielsweise als P-DRM, VDM und dergleichen bezeichnet. Das P-DRM und die VDM und dergleichen müssen jedoch nicht unbedingt Konfigurationen sein, die physisch voneinander unabhängig sind. Das P-DRM und die VDM und dergleichen können unter Einsatz einer entsprechenden Software-Struktur integral miteinander ausgeführt sein
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Wie in 2 gezeigt ist, liegt auf der höchsten Ebene des Antriebssteuersystems eine Regeleinheit, die als Abschnitt zur Bestimmung der Absicht des Fahrers fungiert, der dem Antriebssteuersystem zuzuordnen ist (nachstehend als ”P-DRM”: Power-Train Driver Model bezeichnet). Auf der höchsten Ebene des Antriebssteuersystems ist ein Fahrerunterstützungssystem (nachstehend als ”DSS”: Driver Support System bezeichnet) parallel zum P-DRM angeordnet.
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Auf der über dem P-DRM liegenden Ebene ist ein Beschleunigungshubsensor angeordnet. Der Beschleunigungshubsensor bringt ein elektrisches Signal hervor, das dem Betätigungsbetrag des Gaspedals 200 entspricht, der die vom Fahrer stammende Eingangsgroße direkt widerspiegelt.
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Auf der Ebene über dem DSS sind Raddrehzahlsensoren angeordnet. Die Raddrehzahlsensoren sind für die jeweiligen Räder 100 vorgesehen. Jeder Raddrehzahlsensor gibt ein Impulssignal jedes Mal dann aus, wenn sich das Rad 100 über einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.
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Das P-DRM empfängt die Signale, die vom Beschleunigungshubsensor und den Raddrehzahlsensoren ausgegeben werden. Auf der höchsten Ebene im P-DRM berechnet ein Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt eine ursprüngliche Antriebskraft F0 (N) auf der Grundlage des Gaspedal-Betätigungsbetrags (%) und der Raddrehzahl (min–1), die durch die elektrischen Signale vom Beschleunigungshubsensor bzw. den Raddrehzahlsensoren angegeben werden.
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Die ursprüngliche Antriebskraft F0 lässt sich auf folgende Art und Weise ableiten: 1) die Sollbeschleunigung G (m/s2) wird auf der Grundlage eines entsprechenden dreidimensionalen Kennfelds berechnet, und zwar mittels des Gaspedal-Betätigungsbetrags (%) und der Raddrehzahl (min–1) als Parameter, 2) die Sollantriebskraft wird abgeleitet, indem die Sollbeschleunigung G (m/s2) in eine für die Kraft (N) geeignete physikalische Größe umgewandelt wird, und 3) die ursprüngliche Antriebskraft F0 wird abgeleitet, indem die Sollantriebskraft durch einen Bergauffahrt-Ausgleichsbetrag (N) korrigiert wird, der auf der Grundlage eines Fahrwiderstands (N) und einer Straßenneigung bestimmt wird.
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Das Signal, welches die so bestimmte ursprüngliche Antriebskraft F0 (N) anzeigt, wird auf die auf den untergeordneten Ebenen angesiedelten Steuerelemente über zwei Signalleitungen übertragen, die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt ausgehen. Nachstehend werden die beiden Wege, durch die das die ursprüngliche Antriebskraft F0 angebende Signal übertragen wird, als ”Übertragungsweg für das Motorsteuersystem” und ”Übertragungsweg für das TM-Steuersystem” bezeichnet. Die ursprüngliche Antriebskraft F0, die durch das Signal angegeben wird, das über den Übertragungsweg für das Motorsteuersystem übertragen wird, kann geglättet werden, um eine abrupte Veränderung der Antriebskraft zu verhindern. Die ursprüngliche Antriebskraft F0, die durch das Signal angegeben wird, das über den Übertragungsweg für das T/M-Steuersystem übertragen wird, wird im Allgemeinen jedoch nicht geglättet.
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Wie in 2 gezeigt ist, koordiniert ein Koordinationsabschnitt 70, wenn von dem DSS eine Anweisung zur Korrektur der ursprünglichen Antriebskraft F0 (N) erteilt wird, auf jedem Weg die ursprüngliche Antriebskraft F0 (N) mit einer vom DSS angeordneten Antriebskraft Fd (N), die in der DSS-Anweisung genau festgelegt ist.
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Das DSS erteilt eine entsprechende Anweisung als Alternative zur vom Fahrer stammenden Eingangsgröße, oder eine entsprechende Anweisung, um eine Korrektur an der vom Fahrer stammenden Eingangsgröße vorzunehmen, und zwar auf der Grundlage der Informationen, die um das Fahrzeug herum befindliche Hindernisse betreffen, die zum Beispiel durch eine Kamera oder mittels Radar erfasst werden, auf der Grundlage von Straßeninformation und Umgebungsbereichsinformation, die von einem Navigationssystem erhalten werden, der aktuellen Positionsinformation, die von einer GPS-Positioniervorrichtung des Navigationssystems erhalten wird, oder auf der Grundlage verschiedener Informationen, die über den Datenaustausch mit einer Straßenmeisterei, über einen von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug laufenden Datenaustausch, oder über einen Datenaustausch, der straßenseitig zum Fahrzeug führt, erhalten werden.
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Wenn der Benutzer z. B. die Geschwindigkeitsregelung einschaltet, allgemein durch Betätigung eines nahe des Lenkrads vorgesehenen Fahrschalters, berechnet das DSN eine Anweisung und stellt diese bereit, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd (N) anzeigt, die notwendig ist, um einen gewünschten Abstand von einem Fahrzeug zum nachsten aufrechtzuerhalten (oder ein gewünschtes Zeitintervall von einem Fahrzeug zum nächsten), und zwar in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug Das DSS berechnet z. B. bei der Steuerung zur konstanten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit die Anweisung und stellt diese bereit, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd (N) angibt, die notwendig ist, um eine vorbestimmte konstante Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, auf der Grundlage der Information, die die durch das ubertragene Signal angegebene Fahrzeuggeschwindigkeit betrifft, z. B. von den Raddrehzahlsensoren.
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Beispielsweise bei der Verzögerungssteuerung, um das Fahrzeug an einer Halteposition zum Stillstand zu bringen, erfasst das DSS eine Halteposition vor dem Fahrzeug auf der Grundlage der Informationen, die um das Fahrzeug herum befindliche Hindernisse betreffen, auf der Grundlage der Straßeninformation, Umgebungsbereichsinformation etc. Das DSS berechnet dann eine Anweisung und stellt diese auch bereit, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd (< 0) angibt, die notwendig ist, um das Fahrzeug an der Halteposition zum Stillstand zu bringen, wenn auf der Grundlage der örtlichen Beziehung zwischen der Halteposition und dem Fahrzeug und der Art und Weise, in der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, bestimmt wird, dass eine eingriffsbezogene Verzögerungssteuerung durchzuführen ist.
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Zum Beispiel erfasst bei der Verzögerungssteuerung, die durchgeführt wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine angemessene Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern (Fahrzeuggeschwindigkeit, die für den Krümmungsradius einer Kurve geeignet ist, etc.), bevor das Fahrzeug am Anfangspunkt einer scharfen Kurve vorbeifährt, das DSS eine Halteposition vor dem Fahrzeug auf der Grundlage der Informationen, die Hindernisse um das Fahrzeug betreffen, der Straßeninformation, der Umgebungsbereichsinformation etc. Dann berechnet die DSS eine Anweisung und gibt sie auch aus, die die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd (< 0) angibt, die notwendig ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit so zu verringern, dass sie zu einer angemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit am Anfangspunkt der Kurve wird, bevor das Fahrzeug an diesem Anfangspunkt vorbeifahrt, wenn auf der Grundlage der örtlichen Beziehung zwischen der Halteposition und dem Fahrzeug und der Art und Weise, in der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, bevor das Fahrzeug am Anfangspunkt der Kurve vorbeifährt, bestimmt wird, dass die eingriffsbezogene Verzögerungssteuerung durchzuführen ist.
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Im Koordinationsabschnitt 70 wird, zum Beispiel wenn der Fahrer die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern beabsichtigt, der Wert unter der vom DSS angeordneten Antriebskraft Fd und der ursprünglichen Antriebskraft F0 ausgewählt, dessen Absolutwert größer ist. Wenn der Fahrer keine Absicht hat, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern, wird die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd ausgewählt.
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Nachstehend wird die Sollantriebskraft (die ursprüngliche Antriebskraft F0 oder die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd), die durch den Koordinationsprozess berechnet wird, der vom Koordinationsabschnitt 70 ausgeführt wird, als ”Sollantriebskraft F1” bezeichnet. Wie in 2 gezeigt ist, wird das die Sollantriebskraft F1 (N) angebende Signal auf eine Antriebsstrang-Regelungseinheit übertragen (nachstehend als ”PTM”: Power Train Manager bezeichnet). Die PTM ist eine Regelungseinheit, die als Anweisungskoordinationsabschnitt des Antriebssteuersystems fungiert.
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Auf der höchsten Ebene der PTM wird das Signal, das die Sollantriebskraft F1 (N) vom P-DRM angibt, auf eine Regelungseinheit des Systems zur Steuerung des dynamischen Verhaltens (nachstehend als ”VDM”: Vehicle Dynamics Manager bezeichnet) übertragen Die VDM ist auf der Ebene angeordnet, die unter einer Regelungseinheit liegt, welche als Abschnitt zur Erfassung der Absicht des Fahrers fungiert, der dem Bremssteuersystem (nachstehend als ”B-DRM”: Brake Driver Model = Bremssteuermodell bezeichnet) zuzuordnen ist. Bei der VDM handelt es sich um eine Regelungseinheit, die als Fahrzeugsbewegungs-Koordinationsabschnitt fungiert. Beispiele für ein derartiges System, das das dynamische Verhalten des Fahrzeugs stabilisiert, umfassen ein Traktionssteuersystem (ein System, welches einen unnötigen Radschlupf der Antriebsräder unterdrückt, der wahrscheinlich dann auftritt, wenn das Fahrzeug auf einer glatten Straße anfährt oder beschleunigt), ein System, welches einen Seitenversatz unterdrückt, der wahrscheinlich dann auftritt, wenn das Fahrzeug auf eine glatte Straße gelangt, ein System, welches die räumliche Lage des Fahrzeugs stabilisiert, um ein Schleudern des Fahrzeugs oder ein Abkommen des Fahrzeugs von der Spur zu verhindern, wenn die Stabilität bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ihre Grenze erreicht, und ein System, welches aktiv einen Unterschied in der Antriebskraft zwischen dem rechten und linken Hinterrad des Fahrzeugs mit Vierradantrieb bewirkt, wodurch ein Giermoment hervorgerufen wird.
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Auf der der VDM untergeordneten Ebene sind eine Lenksteuereinheit, die die Stellglieder für die vordere Lenkvorrichtung 500 und die hintere Lenkvorrichtung 520 steuert, und eine Aufhängungssteuereinheit, welche die Stellglieder für die Aufhangungselemente 620 steuert, parallel zur Bremssteuereinheit angeordnet, welche die Stellglieder für die Bremsen 560 steuert. Im B-DRM wandelt ein Sollbremskraft-Berechnungsabschnitt das von einem Bremssensor übermittelte elektrische Signal in ein Signal um, das eine Sollbremskraft angibt. Dieses Signal wird dann über die VDM zur Bremssteuereinheit übertragen. Wenngleich dies in dieser Beschreibung nicht im Einzelnen beschrieben ist, durchläuft die durch den Sollbremskraft-Berechnungsabschnitt berechnete Sollbremskraft verschiedene Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse) in derselben oder einer ähnlichen Art, in der auch die Sollantriebskraft F1 Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse) durchläuft, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Dann wird das Signal, welches die nach der Korrektur (Koordination) abgeleitete Sollbremskraft angibt, an die Bremssteuereinheit ausgegeben.
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Die Sollantriebskraft F1 wird primär hauptsächlich auf der Grundlage der vom Fahrer stammenden Eingangsgröße bestimmt. Ein Antriebskraft-Korrekturabschnitt der VDM stellt dann sekundär eine Anweisung zur Korrektur der Sollantriebskraft F1 bereit, um das dynamische Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren. Und zwar erteilt der Antriebskraft-Korrekturabschnitt der VDM gegebenenfalls Anweisungen zur Korrektur der Sollantriebskraft F1. In diesem Fall zeigt der Antriebskraft-Korrekturabschnitt der VDM vorzugsweise den Absolutbetrag der Sollantriebskraft F1 an, der die Sollantriebskraft F1 ersetzen sollte, und nicht den Korrekturbetrag ΔF, um den die Sollantriebskraft F1 erhöht oder verringert werden sollten. Nachstehend wird der Absolutbetrag der Sollantriebskraft, der durch die Anweisung von der VDM angegeben ist und aus der Sollantriebskraft F1 abgeleitet wird, als ”Sollantriebskraft F2” bezeichnet.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird ein Signal, das die Sollantriebskraft F2 angibt, in die PTM eingegeben. Wie in 2 gezeigt ist, wird das Signal, das die Sollantriebskraft 2 angibt, in den Übertragungsweg für das Motorsteuersystem und den Übertragungsweg für das T/M-Steuersystem eingegeben. Am Eingabeabschnitt jedes Wegs wird die Sollantriebskraft F2 mit der Sollantriebskraft F1 koordiniert. Bei diesem Koordinationsprozess wird vorzugsweise der Sollantriebskraft F2 eine höhere Priorität eingeraumt als der Sollantriebskraft F1, weil einem stabilen dynamischen Verhalten des Fahrzeugs eine hohere Priorität gegeben werden sollte. Alternativ kann die endgültige Sollantriebskraft abgeleitet werden, indem der Sollantriebskraft F2 und der Sollantriebskraft F1 in zweckmäßiger Weise Gewichtungen zugeordnet werden. Um dem stabilen dynamischen Verhalten des Fahrzeugs eine höhere Priorität zu geben, wird der Sollantriebskraft F2 eine stärkere Gewichtung gegeben als die Sollantriebkraft F1. Die durch einen solchen Koordinationsprozess abgeleitete Sollantriebskraft wird als ”Sollantriebskraft F3” bezeichnet.
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In dem Ubertragungsweg für das T/M-Steuersystem wird das Signal, welches die Sollantriebskraft F3 angibt, auf einen Abschnitt zum Einstellen einer Soll-Schaltdrehzahl übertragen, wie in 2 gezeigt ist. Der Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl stellt die endgültige Soll-Schaltdrehzahl auf der Grundlage des vorbestimmten Schaltdiagramms ein, das den Schaltpunkt basierend auf der Antriebskraft und der Raddrehzahl festlegt (siehe 5). Die endgültige Soll-Schaltdrehzahl kann auf der Grundlage des vorbestimmten Schaltdiagramms eingestellt werden, das den Schaltpunkt auf der Basis des Drosselventil-Öffnungsbetrags und der Raddrehzahl (siehe 6) nach Umwandlung der Sollantriebskraft F3 in den Drosselventil-Öffnungsbetrag Pa (%) festlegt.
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Das Signal, welches die so in der PTM eingestellte Soll-Schaltdrehzahl angibt, wird an die T/M-Steuereinheit ausgegeben, die auf der der PTM untergeordneten Ebene liegt. Die T/M-Steuereinheit steuert das Stellglied für das Getriebe 240, um die Soll-Schaltdrehzahl zu erzielen.
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In dem Übertragungsweg für das Motorsteuersystem wandelt ein ”F → Te-Umwandlungsabschnitt” die Form des Ausdrucks der Sollantriebskraft F3 von der Form, in welcher sie durch die Antriebskraft (N) ausgedrückt ist, in die Form um, in der sie durch das Motordrehmoment (Nm) ausgedrückt ist, wie in 2 gezeigt ist. Ein Motordrehmoment-Koordinationsabschnitt koordiniert ein so abgeleitetes Motor-Solldrehmoment Te1 (Nm) mit dem angeordneten Motordrehmoment (Nm), welches durch das Signal angegeben ist, das von der T/M-Steuereinheit zur PTM übermittelt wird. Das durch eine derartige Koordination abgeleitete Motor-Solldrehmoment wird als ”Motor-Solldrehmoment Te2” bezeichnet.
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Das das Motor-Solldrehmoment Te2 angebende Signal wird an die Motorsteuereinheit ausgegeben, die auf der der PTM untergeordneten Ebene liegt. Die Motorsteuereinheit und die TM-Steuereinheit steuern das Stellglied für den Motor 140, um das durch das Signal von der PTM angegebene Motor-Solldrehmoment zu erzielen.
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Gemäß der bisher beschriebenen Ausführungsform durchläuft die Sollantriebskraft F1, die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt des P-DRM berechnet wird, verschiedene Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse) auf der Grundlage der Anweisungen vom DSS und der VDM, und das Signal, das die Sollantriebskraft angibt und an dem verschiedene Korrekturprozesse (Koordinationsprozesse) vorgenommen wurden, wird an die Motorsteuereinheit und die T/M-Steuereinheit ausgegeben. Diese Steuereinheiten steuern die Stellglieder für den Motor 140 und das Getriebe 240, wodurch die Sollantriebskraft F1 erzielt wird (wenn die Sollantriebskraft F1 den Koordinationsprozess durchlaufen hat, dann wird die Sollantriebskraft F2 oder die Sollantriebskraft F3 erzielt).
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In der vorstehend beschriebenen integrierten Fahrzeug-Steuervorrichtung stehen die Steuersysteme auf den höheren Ebenen mit den Steuersystemen auf den niedrigeren Ebenen in Datenverbindung, um einen erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich zu bestimmen. Dies vermeidet Situationen, in denen die Sollantriebskraft F1 (wenn die Sollantriebskraft F1 den Koordinationsprozess durchlaufen hat, dann die Sollantriebskraft F2 oder die Sollantriebskraft F3), die endgültig vom DSS und der VDM eingestellt wurde, bei denen es sich um Steuersysteme einer höheren Ebene handelt, von der Motorsteuereinheit und der TM-Steuereinheit nicht erzielt werden kann, die die Steuersysteme auf einer niedrigeren Ebene sind.
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Von daher ist gemaß der Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, in der PTM ein Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs angeordnet.
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Nachstehend wird der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs im Einzelnen mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben, welcher Abschnitt der kennzeichnende Teil der Ausführungsform ist.
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Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet drei erzielbare Steuerungsvorgabenbereiche, d. h. den Bereich der Sollantriebskraft, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann, den Bereich der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird, und den Bereich der Antriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuandern.
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3 stellt das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung des ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d. h. den ”Bereich der Sollantriebskraft, der bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann”.
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Wie in 3 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs auf der Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl und dem Verlauf des Schaltens. Das Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs wird grundsätzlich auf der Grundlage eines Schaltbefehls eingestellt (nämlich auf der Grundlage der Soll-Schaltdrehzahl, die wie vorstehend beschrieben vom Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl eingestellt und an die TM-Steuereinheit ausgegeben wird). Jedoch wird während des Schaltens das Drehzahlverhältnis bei der Schaltgeschwindigkeit, die erzielt wurde, bevor der Schaltvorgang begann, als Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs verwendet, und zwar bis zum Einsetzen der Anfangsphase, in der sich die Umdrehungsgeschwindigkeit ändert. Nach Beginn der Anfangsphase wird das Drehzahlverhältnis bei der Schaltdrehzahl, die erzielt wurde, nachdem das Schalten beendet war, als Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs verwendet.
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Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet darüber hinaus ein maximal erzielbares Motordrehmoment Temax und ein minimal erzielbares Motordrehmoment Temin Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet einen ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d. h. die Obergrenze und die Untergrenze der Sollantriebskraft, die bei der momentanen Schaltdrehzahl erhalten werden kann, und zwar unter Verwendung des maximal erzielbaren Motordrehmoments Temax und des minimal erzielbaren Motordrehmoments Temin und auch mittels des Drehzahlverhältnisses zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs. Das maximal erzielbare Motordrehmoment Temax entspricht dem Motordrehmoment, das erzielt werden kann, wenn der Drosselventil-Öffnungsbetrag 100% beträgt, d. h. wenn das Drosselventil völlig offen ist. Das maximal erzielbare Motordrehmoment Temax kann unter Verwendung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 140 (Motordrehzahl), der Einlassluftmenge und der Zündpunktsteuerung als Parameter berechnet werden. Das minimal erzielbare Motordrehmoment Temin entspricht dem Motordrehmoment, das erzielt werden kann, wenn der Drosselventil-Öffnungsbetrag 0% beträgt, d. h., wenn das Drosselventil vollständig geschlossen ist. Das minimal erzielbare Motordrehmoment Temin kann unter Verwendung der Motor-Solldrehzahl und der Reibung im Leerlauf des Motors 140 als Parameter berechnet werden
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4 stellt das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung eines zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d. h. einen ”Bereich der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird”.
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Wie in 4 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs die momentan erzielbaren Schaltdrehzahlen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, momentan nicht erzielbare Schaltdrehzahlen, bestimmt auf der Grundlage der mechanischen Faktoren, und momentan nicht erzielbare Schaltdrehzahlen, bestimmt auf der Grundlage der Steuerungsfaktoren. Die nicht erzielbaren, auf der Grundlage der mechanischen Faktoren bestimmten Schaltdrehzahlen entsprechen z. B. den Schaltdrehzahlen, die auf der Grundlage der mechanischen Randbedingungen der Kardanwelle 260, der Differentialeinheit 280 etc. als nicht erzielbar eingestuft werden. Und die nicht erzielbaren Schaltdrehzahlen, die auf der Grundlage der Steuerungsfaktoren bestimmt werden, entsprechen z. B. den Schaltdrehzahlen, die aufgrund der Randbedingungen zur Verhinderung eines Überdrehens des Motors 140 als nicht erzielbar eingestuft werden. Wenn z. B. das Schalten vom 4. Gang zum 3. oder 2. Gang nicht bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt werden kann, die größer oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, entsprechen der 3. und 2. Gang bzw. die 3. und 2. Drehzahl den nicht erzielbaren Schaltdrehzahlen Dementsprechend geben die momentan erzielbaren Schaltdrehzahlen den Bereich der als erzielbar betrachteten Schaltdrehzahlen an, wobei die momentane Schaltdrehzahl unter Berücksichtigung der Randbedingungen (nicht erzielbare Schaltdrehzahlen) verändert wird.
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Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet den zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d. h. die Obergrenze und Untergrenze der Sollantriebskraft, die erhalten werden kann, indem die momentane Schaltdrehzahl auf eine momentan erzielbare Schaltdrehzahl abgeändert wird, und zwar unter Verwendung des maximal erzielbaren Motordrehmoments Temax, des minimal erzielbaren Motordrehmoments Temin und der momentan erzielbaren Schaltdrehzahlen.
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5 stellt das Blockschaubild dar, das ein Verfahren zur Berechnung eines dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d. h. einen ”Bereich der Sollantriebskraft, der erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern”. In diesem Fall wird das Schaltdiagramm, welches den Schaltpunkt auf der Grundlage der Antriebskraft und der Raddrehzahl festlegt, vom Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl verwendet. In dem in 5 schematisch gezeigten Schaltdiagramm geben durchgezogene Linien das Hochschalten an, und unterbrochene Linien geben das Herunterschalten an.
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Wie in 5 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs den dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d. h. die Obergrenze und die Untergrenze der Antriebskraft, die erhalten werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der Linie zum Herunterschalten liegt, auf der Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl und der Raddrehzahl.
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6 stellt das Blockschaubild dar, welches das Verfahren zur Berechnung des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs zeigt, d. h. den ”Bereich der Sollantriebskraft, die erhalten werden kann, ohne die momentane Schaltdrehzahl auf eine andere Schaltdrehzahl abzuändern”. In diesem Fall wird das Schaltdiagramm, das den Schaltpunkt auf der Grundlage des Drosselventil-Öffnungsbetrags und der Raddrehzahl festlegt, vom Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl verwendet. In dem in 6 schematisch gezeigten Schaltdiagramm geben die durchgezogenen Linien das Hochschalten an, und die unterbrochenen Linien geben das Herunterschalten an.
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Wie in 6 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs die Obergrenze und die Untergrenze des Drosselventil-Öffnungsbetrags, der erzielt werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der Linie zum Herunterschalten liegt, auf der Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl und der Raddrehzahl. Die Obergrenze und die Untergrenze des Motordrehmoments, welches dem Drosselventil-Öffnungsbetrag entspricht, werden mittels der Obergrenze und der Untergrenze des Drosselventil-Öffnungsbetrags berechnet. Eine solche Obergrenze und Untergrenze des Motordrehmoments können die Obergrenze bzw. Untergrenze des Motordrehmoments darstellen, das erzielt werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der Linie zum Herunterschalten liegt. Die Obergrenze und Untergrenze des Motordrehmoments können unter Berücksichtigung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 140, der Einlassluftmenge, und der Zündpunksteuerung berechnet werden, wie bei der Berechnung des maximal erzielbaren Motordrehmoments Temax.
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Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet das Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs auf der Grundlage der momentanen Schaltdrehzahl und dem Verlauf des Schaltvorgangs. Das Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs wird grundsätzlich auf der Grundlage eines Schaltbefehls eingestellt (nämlich auf Grundlage der Soll-Schaltdrehzahl, die wie vorstehend beschrieben vom Abschnitt zum Einstellen der Soll-Schaltdrehzahl eingestellt und an die TM-Steuereinheit ausgegeben wird). Während des Schaltens wird, bevor die Anfangsphase einsetzt, wo sich die Umdrehungsgeschwindigkeit ändert, als Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis verwendet, das bei der Schaltdrehzahl erzielt wurde, bevor das Schalten begann. Nach Beginn der Anfangsphase wird als Drehzahlverhältnis zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs das Drehzahlverhältnis bei der Schaltdrehzahl verwendet, die nach Beendigung des Schaltens bestand.
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Der Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet den dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich, d. h. die Obergrenze und die Untergrenze der Antriebskraft, die erhalten werden kann, wenn der den Fahrzustand angebende Punkt innerhalb des Bereichs zwischen der Linie zum Hochschalten und der Linie zum Herunterschalten liegt, und zwar auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs, und der Obergrenze und Untergrenze des Motordrehmoments.
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Die Signale, welche die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche angeben, die auf diese Art vom Abschnitt 90 zur Berechnung des erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs berechnet wurden, werden auf die Steuersysteme übertragen, die Anweisungen zur Korrektur der Sollantriebskraft F1 erteilen, die vom Sollantriebskraft-Berechnungsabschnitt des P-DRM berechnet wurde. In der Ausführungsform werden die Signale auf das DSS und die VDM übertragen, wie in 2 gezeigt ist. Die Signale, die die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche angeben, konnen jedes Mal dann übertragen werden, wenn die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche berechnet werden (die Signale konnen in Echtzeit übertragen werden und brauchen nicht synchron mit der Sollantriebskraft F1 übertragen zu werden). Dabei kann auf das DSS und die VDM ein Signal ubertragen werden, welches alle vorstehend beschriebenen drei Arten der erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche anzeigt.
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Somit können das DSS und die VDM, die die Signale empfangen haben, welche die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche angeben, bestimmen, ob die Schaltdrehzahl wegen der Anweisung geändert werden wird, und auch, ob die empfangene Anweisung (die vom DSS angeordnete Antriebskraft Fd und die Sollantriebskraft F2) realisiert werden kann, indem auf die erzielbaren Steuerungsvorgabenbereiche Bezug genommen wird, die durch die Signale angegeben sind. Von daher können das DSS und die VDM die Anweisungen von jedem System korrigieren und die korrigierten Anweisungen unter Berücksichtigung des Schaltens durch das Automatik-Stufengetriebe 240 ausgeben. Dies bedeutet, dass die Optionen der Anweisungen vom DSS und der VDM zunehmen. Wenn z. B. die VDM bestimmt, dass, obwohl zur Stabilisierung des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs die Sollantriebskraft F2 erhalten werden sollte, die Sollantriebskraft F2 gegenwärtig unter der Bedingung, dass die Schaltdrehzahl geändert werden muss, nicht erhalten zu werden braucht (oder wenn die VDM bestimmt, dass eine Veränderung der Schaltdrehzahl das stabile dynamische Verhalten des Fahrzeugs negativ beeinflusst), kann als Anweisungswert anstelle der Sollantriebskraft F2 die Obergrenze (oder die Untergrenze) des ersten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs verwendet werden. Wenn unter Bezugnahme auf den dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich bestimmt wird, dass die Schaltdrehzahl aufgrund der momentan angeordneten Sollantriebskraft F2 verändert werden wird, wenn bestimmt wird, dass die Sollantriebskraft F2 im gegenwärtigen Stadium unter der Bedingung, dass die Schaltdrehzahl verändert werden muss, nicht erhalten zu werden braucht (oder wenn bestimmt wird, dass eine Veränderung der Schaltdrehzahl das stabile dynamische Verhalten des Fahrzeugs negativ beeinträchtigen wird), dann wird anstatt der Sollantriebskraft F2 die Obergrenze (oder die Untergrenze) des dritten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs als Anweisungswert verwendet. Wenn dagegen die VDM bestimmt, dass die Sollantriebskraft F2 erhalten werden muss, selbst wenn eine Änderung der Schaltdrehzahl notwendig ist, kann als Anweisungswert ein die Sollantriebskraft F2 angebendes Signal an die PTM ohne jede Korrektur ausgegeben werden, unter der Vorbedingung, dass die Sollantriebskraft F2 innerhalb des zweiten erzielbaren Steuerungsvorgabenbereichs liegt Die Tatsache, dass es möglich ist, zu bestimmen, ob eine derartige Änderung der Schaltdrehzahl auftritt, ist insbesondere für die VDM von beträchtlicher Wirksamkeit, weil die dynamische Stabilität des Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Einflusses des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs aufgrund des Schaltens gesteuert werden kann.
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Die in der Beschreibung dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist in jeglicher Hinsicht als darstellend und nicht einschränkend zu betrachten. Der technische Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert, und alle Änderungen, die innerhalb des Sinngehalts und Äquivalenzbereichs der Ansprüche fallen, sollen deshalb darin mit einbezogen sein.
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Beispielsweise werden in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Anweisungen vom DSS und der VDM bereitgestellt und die Koordination der Anweisungen vom DSS und der VDM werden unter Verwendung der Einheit für die Antriebskraft (Krafteinheit) durchgefuhrt, weil das DSS und die VDM grundsätzlich die Systeme sind, die die Antriebskraft steuern. Dementsprechend wird der erzielbare Steuerungsvorgabenbereich durch die Antriebskrafteinheit ausgedrückt. Die Einheit der physikalischen Größe für den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich ist aber nicht auf die Antriebskrafteinheit beschränkt. Wenn beispielsweise Anweisungen vom DSS und der VDM bereitgestellt werden und die Koordination der Anweisungen vom DSS und der VDM beispielsweise unter Verwendung der Einheit für die Beschleunigung/Verzögerung, das Motordrehmoment und die Drosselventil-Öffnungsbetrag durchgeführt werden, kann die Einheit der physikalischen Größe für den erzielbaren Steuerungsvorgabenbereich auf die Einheit für die Beschleunigung/Verzögerung, das Motordrehmoment und den Drosselventil-Öffnungsbetrag abgeändert werden.
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In der Ausführungsform umfasst der Motor 140 ein elektronisches Drosselventil und wird als Energiequelle verwendet. Die Erfindung kann jedoch auf eine Konfiguration angewendet werden, wo ein Motor ohne elektronisches Drosselventil als Energiequelle verwendet wird.