DE112010004861T5

DE112010004861T5 - Fahrzeugsteuersystem und Fahrzeugsteuerverfahren

Info

Publication number: DE112010004861T5
Application number: DE112010004861T
Authority: DE
Inventors: Shin Noumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2030-12-18
Also published as: BR112012014741B1; JP5263140B2; DE112010004861B4; JP2011126423A; US9719443B2; US20120303231A1; WO2011073786A3; KR20120093379A; CN102667117A; KR101394803B1; CN102667117B; WO2011073786A2; BR112012014741A2

Abstract

Ein Fahrzeugsteuersystem umfasst eine Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (Maschine, T/M), die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, und eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage eines Beschleunigerpedalhubs Pa, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer angibt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs steuert. In dem Fahrzeugsteuersystem oder dem Verfahren steuert die Fahrzeugsteuervorrichtung die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage einer benötigten Beschleunigung Gx, die auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung bestimmt wird, umfassend als eine Bedingung, eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub, der durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerpedalhub bei dem vorgegebenen Wert gehalten wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem und ein Fahrzeugsteuerverfahren.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den vergangen Jahren wird eine Fahrzeugsteuerung, genannt ”Momentenanforderungssteuerung” durchgeführt, bei der eine Soll-Beschleunigung als eine durch den Fahrer angeforderte Beschleunigung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und einem Beschleunigerbetätigungsumfang (Beschleunigerpedalhub, Pedalbetätigung, etc.) zu dem Zeitpunkt, wenn der Fahrer ein Fahrpedal bzw. Beschleunigerpedal betätigt, bestimmt wird, und die Drosselöffnung, die Kraftstoffeinspritzmenge, der Zündzeitpunkt, etc., der Maschine basierend auf der so bestimmten Soll-Beschleunigung gesteuert werden, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 63-025342 ( JP-A-63-025342 ) beschrieben ist. Während die Soll-Beschleunigung basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Beschleunigerbetätigungsumfang unter der bekannten Momentenanforderungssteuerung bestimmt wird, stellt die bestimmte Soll-Beschleunigung, die auf den Sinnen von professionellen Testern basiert, eine schlechte Grundlage zum Erreichen einer hochqualitativen Beschleunigungsleistungsfähigkeit oder ein für jeden Fahrer bevorzugtes Beschleunigungsgefühl bereit, und es ist daher schwierig, die optimale Soll-Beschleunigung auszulegen.
Einige Beispiele der Momentenanforderungssteuerung verwenden das Weber-Fechner-Gesetz, wie beispielweise in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2008-254600 ( JP-A-2008-254600 ), der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2009-057874 ( JP-A-2009-057874 ), der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2009-057875 ( JP-A-2009-057875 ) und der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2009-083542 ( JP-A-2009-083542 ) beschrieben ist. Gemäß dem Weber-Fechner-Gesetz ist die ”Größe einer menschlichen Wahrnehmung proportional zu dem Logarithmus der physikalischen Größe des daran angelegten Reizes”. Bei der Momentenanforderungssteuerung, die das Weber-Fechner-Gesetz verwendet, wird ein benötigter Wert basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Beschleunigerbetätigungsumfang und einer Exponentialfunktion, die das Weber-Fechner-Gesetz verwendet, bestimmt, und eine Ausgabesteuerung der Maschine, etc., wird basierend auf dem benötigten Wert durchgeführt. In der wie vorstehend beschriebenen bekannten Momentenanforderungssteuerung fällt die Beschleunigung bei einer höheren Rate ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, oder es wird zu viel Zeit benötigt, um einen Gleichgewichtszustand mit dem gleichen Beschleunigerbetätigungsumfang zu erreichen, was zu einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit führt, wodurch sich der Fahrer unangenehm fühlen kann.
Bei der Momentenanforderungssteuerung durch Verwenden des Weber-Fechner-Gesetzes ist es ebenso schwierig, die optimale Soll-Beschleunigung bezüglich des Beschleunigerbetätigungsumfangs des Fahrers auszulegen, und die Steuerung ist nicht ausreichend, um eine Beschleunigung zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt oder diese trifft, was Raum für eine Verbesserung lässt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Situation entwickelt und stellt ein Fahrzeugsteuersystem und ein Fahrzeugsteuerverfahren bereit, die ermöglichen, eine Beschleunigung ausreichend zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, durch Bestimmen des optimalen benötigten Wertes bezüglich dem Beschleunigerbetätigungsumfang des Fahrers.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem bereitgestellt, das eine Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, und eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung basierend auf einem Beschleunigerbetätigungsumfang, der eine Operation eines Fahrpedals durch einen Fahrer darstellt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, umfasst, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung basierend auf einem benötigten Wert entsprechend der Beschleunigung steuert, der auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert bestimmt wird, wobei die Beziehung als eine Bedingung eine Beschleunigung entsprechend eines vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfangs umfasst, die durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang gehalten wird.
In dem vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem gilt vorzugsweise, dass die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert als eine weitere Bedingung eine minimale Beschleunigung als eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung, wenn ein Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, umfasst.
In dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem gilt vorzugsweise, dass die minimale Beschleunigung, die angelegt wird, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, eine minimale erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung ist, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt.
In dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem gilt vorzugsweise, dass die an das Fahrzeug angelegte minimale Beschleunigung, wenn der Leerlauf EIN ist, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
In dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem gilt, dass wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang in einem Bereich ist, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerbetätigungsumfang ist, die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert vorzugsweise als eine weitere Bedingung eine maximal erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich einem Maximalwert ist, umfasst.
In dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem gilt vorzugsweise, dass der benötigte Wert zu dem Zeitpunkt, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich dem maximalen Wert ist, der maximal erzeugbaren Beschleunigung entspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem bereitgestellt, das eine Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, und eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung basierend auf einem Beschleunigerbetätigungsumfang, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer repräsentiert, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, umfasst, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und einem benötigten Wert entsprechend der Beschleunigung steuert, dessen Beziehung eine Kombination einer Kurve ist, die eine Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert angibt, umfassend eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang, der über eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert ist, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang gehalten wird, und einer Kurve, die eine Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert angibt, umfassend eine maximal erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich einem Maximalwert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuerverfahren zum Steuern einer Beschleunigungserzeugungsvorrichtung bereitgestellt, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung basierend auf einem Beschleunigerbetätigungsumfang, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer darstellt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt, wobei die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage eines benötigten Werts entsprechend der Beschleunigung, die auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert bestimmt wird, wobei die Beziehung als eine Bedingung eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang, der durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang an dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang gehalten wird, umfasst.
In dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuersystem und Fahrzeugsteuerverfahren umfasst die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert als eine Bedingung die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei einem vorgegebenen Wert gehalten wird, was ermöglicht, die an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung in der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit auszulegen, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Wert gehalten wird. Demzufolge kann eine Beschleunigung, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, durch Bestimmen des optimalen benötigten Wertes bezüglich des Beschleunigerbetätigungsumfangs des Fahrers ausreichend erreicht werden.
Ebenso gilt in dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der Erfindung, dass wenn sich der Beschleunigerbetätigungsumfang in einem Bereich befindet, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerbetätigungsumfang ist, die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert als eine weitere Bedingung die maximal erzeugbare Beschleunigung umfasst. Daher gilt in dem Bereich, in dem der Beschleunigerbetätigungsumfang groß ist, dass eine Differenz zwischen der an das Fahrzeug angelegten Beschleunigung und der Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, bei dem gleichen Beschleunigerbetätigungsumfang weniger wahrscheinlich erhöht wird, oder davor bewahrt wird, erhöht zu werden. Es ist daher möglich, ausreichend eine Beschleunigung zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, indem die maximal erzeugbare Beschleunigung in Betracht gezogen wird.
In dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der Erfindung wird der benötigte Wert zu dem Zeitpunkt, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich dem Maximalwert ist, bestimmt, oder auf einen Wert entsprechend der maximal erzeugbaren Beschleunigung, die erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich dem Maximalwert ist, eingestellt. Als eine Folge wird die maximal erzeugbare Beschleunigung an das Fahrzeug angelegt, wodurch die maximale Ausgabe der Beschleunigungserzeugungsvorrichtung sichergestellt wird, während ein vorteilhafter Effekt des ausreichenden Erreichens einer Beschleunigung, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, bereitgestellt wird.
In dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der Erfindung wird die minimale an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, auf die minimal erzeugbare Beschleunigung eingestellt; daher kann eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs, unmittelbar nachdem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird (d. h. auf die EIN-Position gesetzt wird), erzeugt werden. Demzufolge kann die Kontinuität der Antriebskraft, wenn das Fahrpedal von der AUS-Position auf die EIN-Position betätigt wird, sichergestellt werden, sodass die an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung sich kontinuierlich ändert, wodurch ein sanftes Starten oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs erreicht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Vorteile und die technische sowie industrielle Signifikanz dieser Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen gilt:
1 ist eine Ansicht, die schematisch die Konstruktion oder den Aufbau eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und dem Beschleunigerpedalhub für einen Gebrauch in dem Fahrzeugsteuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 angibt;
3 ist ein Steuerflussdiagramm, das ein durch das Fahrzeugsteuersystem des Ausführungsbeispiels implementiertes Fahrzeugsteuerverfahren veranschaulicht;
4 ist ein Steuerflussdiagramm, das einen Teil des durch das Fahrzeugsteuersystem des Ausführungsbeispiels implementierten Fahrzeugsteuerverfahrens veranschaulicht;
5 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, wenn der Beschleunigerpedalhub bei einem vorgegebenen Wert gehalten wird;
6 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Beschleunigung, dem Beschleunigerpedalhub und der Fahrzeuggeschwindigkeit angibt;
7 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Beschleunigung, dem Beschleunigerpedalhub und der Fahrzeuggeschwindigkeit angibt;
8 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit angibt, wenn der Beschleunigerpedalhub bei einem vorgegebenen Wert gehalten wird;
9 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und dem Beschleunigerpedalhub angibt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist;
10 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub und der Zeit angibt;
11 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und der Zeit angibt; und
12 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen der Drosselöffnung und der Zeit angibt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es sollte ebenso verstanden sein, dass die Bestandteile des nachfolgenden Ausführungsbeispiels solche umfassen, die einfach durch einen Fachmann konzipiert werden können, oder solche, die im Wesentlichen identisch mit den Elementen des Ausführungsbeispiels sind. Ebenso umfasst die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel genannte Beschleunigung nicht nur die in eine Richtung gemessene Beschleunigung, in der das Fahrzeug beschleunigt wird, sondern ebenso die Beschleunigung, die in einer Richtung gemessen wird, in der das Fahrzeug verzögert wird.
1 veranschaulicht schematisch die Konstruktion oder den Aufbau eines Fahrzeugsteuersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 gibt die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und dem Beschleunigerpedalhub an, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist zumindest das Fahrzeugsteuersystem 1 an einem Fahrzeug angebracht, in dem der Fahrer fährt (vereinfacht als ”Fahrzeug CA” bezeichnet). Das Fahrzeugsteuersystem 1 besteht prinzipiell aus einem Beschleunigerhubsensor 2, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3, einer Maschine 4, einem Getriebe (vereinfacht als ”T/M” bezeichnet) 5 und einer ECU 6. In dem Fahrzeugsteuersystem 1 bestimmt die ECU 6 einen benötigten Wert durch Verwenden des Betätigungsumfangs eines Beschleunigerpedals (der ebenso als ”Beschleunigerbetätigungsumfang” bezeichnet wird), der von dem Beschleunigerhubsensor 2 empfangen wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit v, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 empfangen wird, als Eingangswerte, und steuert die Maschine 4 und das T/M 5 basierend auf dem so bestimmten benötigten Wert, sodass eine Beschleunigung G (m/s²) entsprechend dem benötigten Wert an das Fahrzeug CA angelegt wird. Das heißt, dass das Fahrzeugsteuersystem 1 eine benötigter-Wert-Anforderungssteuerung durchführt. Dabei bestimmt das Fahrzeugsteuersystem 1 den benötigten Wert durch Verwenden des Beschleunigerbetätigungsumfangs und der Fahrzeuggeschwindigkeit v als Eingangswerte, aber bestimmt den benötigten Wert nicht durch Verwenden der Positionsbeziehung des Fahrzeugs CA mit einem umgebenden Fahrzeug bzw. Fahrzeugen und einem Hindernis bzw. Hindernissen als Eingangswerte. In diesem Ausführungsbeispiel ist der benötigte Wert eine benötigte Beschleunigung Gx (m/s²), ist aber auch nicht darauf beschränkt, vorausgesetzt dass der benötigte Wert der an das Fahrzeug CA angelegten Beschleunigung G entspricht. Beispielsweise kann der benötigte Wert eine benötigte Antriebskraft Fo (N) sein. Das Fahrzeugsteuersystem 1 bestimmt nicht die benötigte Fahrzeuggeschwindigkeit durch Verwenden des Beschleunigerbetätigungsumfangs und der Fahrzeuggeschwindigkeit v (km/h).
Der Beschleunigerhubsensor 2 dient dazu, den Beschleunigerbetätigungsumfang zu erfassen, der die Betätigung des Beschleunigerpedals bzw. des Fahrpedals durch den Fahrer darstellt. In diesem Ausführungsbeispiel erfasst der Beschleunigerhubsensor 2 einen Fahrpedalhub Pa (%) als Antwort auf die Operation des (nicht gezeigten) Fahrpedals, das durch den Fahrer betätigt wird. Der Beschleunigerhubsensor 2 ist mit der ECU 6 verbunden und ist eingerichtet, um ein Signal, das einen Fahrbeschleunigerpedalhub Pa angibt, für die ECU 6 zu erzeugen, sodass die ECU 6 den Beschleunigerpedalhub Pa als einen Eingangswert bezieht. Die ECU 6 verwendet den so bezogenen Beschleunigerpedalhub Pa, wenn diese die benötigte Beschleunigung Gx (m/s²) bestimmt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 dient dazu, die Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs CA zu erfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 ist mit der ECU 6 verbunden und ist eingerichtet, um ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit v angibt, für die ECU 6 zu erzeugen, sodass die ECU 6 die Fahrzeuggeschwindigkeit v als einen Eingangswert bezieht. Die ECU 6 verwendet die so bezogene Fahrzeuggeschwindigkeit v, wenn diese die benötigte Beschleunigung Gx (m/s²) bestimmt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 ist nicht auf einen an jedem Rad des Fahrzeugs CA angebrachten Radgeschwindigkeitssensor, einem Sensor, der die Drehzahl eines in einem Pfad von der Maschine 4 zu den (nicht gezeigten) Antriebsrädern platzierten drehenden Elements, und dergleichen, beschränkt, sondern kann ein Sensor sein, der Positionsdaten des Fahrzeugs CA erfasst, die durch von dem GPS übertragenen Daten dargestellt werden. In diesem Fall berechnet die ECU 6 die Fahrzeuggeschwindigkeit v auf den empfangenen Positionsdaten.
Die Maschine 4 bildet eine Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G erzeugt. Die Maschine 4, die eine Antriebskraftquelle ist, ist eine thermische Maschine, welche die Energie von Kraftstoff in mechanische Arbeit durch Verbrennen des Kraftstoffs umwandelt, und die resultierende Arbeit erzeugt, und ist ebenso eine Hubkolbenmaschine. Die Maschine 4 weist eine (nicht gezeigte) Kraftstoffeinspritzvorrichtung, ein in einem (nicht gezeigten) Ansaugsystem der Maschine 4 bereitgestelltes Drosselventil, eine in jeder (nicht gezeigten) Verbrennungskammer der Maschine 4 bereitgestellte Zündkerze und verschiedene Sensoren auf, wobei diese Vorrichtungen durch die ECU 6 gesteuert werden. Eine (nicht gezeigte) Ausgangswelle der Maschine 4 ist mit einer Eingangswelle des T/M 5 gekoppelt, und durch die Maschine 4 erzeugte mechanische Energie wird an (nicht gezeigte) Antriebsräder über das T/M 5 übertragen, sodass die Beschleunigung G an das Fahrzeug CA angelegt wird. Das durch die Maschine 4 produzierte Maschinenmoment T wird auf der Grundlage eines Soll-Maschinenmoments To gesteuert, das auf der Grundlage der durch die ECU 6 bestimmten benötigten Beschleunigung Gx bestimmt wird. Die Maschine 4 ist mit einem (nicht gezeigten) Kurbelwinkelsensor ausgestattet, der den Drehwinkel oder die Winkelposition (die als ”Kurbelwinkel” bezeichnet wird) der Ausgangswelle der Maschine 4 erfasst. Ein Signal, das den Kurbelwinkel angibt, wird von dem Kurbelwinkelsensor für die ECU 6 erzeugt, und die ECU 6 bezieht den Kurbelwinkel als einen Eingangswert.
Das T/M 5 bildet die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, welche die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G erzeugt. Das T/M 5 ist zwischen der Maschine 4 und den Antriebsrädern bereitgestellt und dient als ein Kraftübertragungsmechanismus, der durch die Maschine 4 erzeugte mechanische Energie an die Antriebsräder überträgt, und umfasst ein (nicht gezeigtes) Automatikgetriebe, das das Maschinenmoment T umwandelt. Das T/M 5 weist einen (nicht gezeigten) Momentenwandler, ein Automatikgetriebe und verschiedene Sensoren auf, und diese Vorrichtungen werden durch die ECU 6 gesteuert. Eine (nicht gezeigte) Ausgangswelle des T/M 5 ist mit den Antriebsrädern gekoppelt. Das Übersetzungsverhältnis γ des Automatikgetriebes des T/M 5 wird auf der Grundlage eines Soll-Übersetzungsverhältnis γo gesteuert, das auf der Grundlage der durch die ECU 6 bestimmten benötigten Beschleunigung Gx bestimmt wird. Das an das T/M 5 übertragene Maschinenmoment T wird gemäß dem Übersetzungsverhältnis γ umgewandelt, und wird an die Antriebsräder übertragen, sodass sich die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G gemäß dem Übersetzungsverhältnis γ ändert. Das Automatikgetriebe kann ein Mehr-Gangstufen-Getriebe mit einer Vielzahl von Gangstufen oder Übersetzungsverhältnissen oder ein stufenlos variables Getriebe sein. In dem Fall des Mehr-Gangstufen-Getriebes ist das Soll-Übersetzungsverhältnis γo eine Soll-Gangstufe oder ein Übersetzungsverhältnis.
Die ECU 6 ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung, welche die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage des Beschleunigerbetätigungsumfangs, der die Operation des Beschleunigerpedals durch den Fahrer angibt, und der Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs CA steuert. Und zwar funktioniert die ECU 6 als eine Maschinen-ECU und eine Getriebe-ECU. Die ECU 6 erzeugt ein Einspritzsignal, ein Zündsignal, ein Drosselöffnungssignal, etc. für die Maschine 4 auf der Grundlage des berechneten Soll-Maschinenmoments To, sodass eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, wie etwa eine Steuerung der Kraftstoffzuführmenge und des Zündzeitpunkts des zu der Maschine 4 zugeführten Kraftstoffs, eine Zündungssteuerung der (nicht gezeigten) Zündkerze, eine Öffnungssteuerung des Drosselventils, etc., gemäß den vorstehend angegebenen Ausgangssignalen gesteuert wird. Die ECU 6 erzeugt ebenso verschiedene Hydrauliksteuersignale für das T/M 5 auf der Grundlage des berechneten Soll-Übersetzungsverhältnisses γo, sodass eine Schaltsteuerung des Automatikgetriebes des T/M 5 gemäß den Ausgangssignalen durchgeführt wird. Die Hardwarekonfiguration der ECU 6 umfasst eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), die hauptsächlich arithmetische Operationen oder Berechnungen durchführt, Speicher (RAM, wie etwa ein SPRAM, ROM (Lesespeicher), wie etwa ein EEPROM), in denen Programme und Informationen gespeichert sind, eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, usw. Die ECU 6 ist gleich der in bekannten Fahrzeugen installierten ECU, und daher wird diese nicht detailliert beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 6 eine benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage des Beschleuniger- bzw. Fahrpedalhubs Pa und der Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs CA, bestimmt eine dynamische benötigte Beschleunigung Gy auf der Grundlage der so bestimmten benötigten Beschleunigung Gx, bestimmt eine benötigte Antriebskraft Fo auf der Grundlage der so bestimmten dynamischen benötigten Beschleunigung Gy, bestimmt ein Soll-Maschinenmoment To und ein Soll-Übersetzungsverhältnis γo auf der Grundlage der so bestimmten benötigten Antriebskraft Fo, und steuert die Maschine 4 und das T/M 5 auf der Grundlage des so bestimmten Soll-Maschinenmoments To und des Soll-Übersetzungsverhältnis γo. Die ECU 6 umfasst eine Berechnungseinheit einer statischen benötigten Beschleunigung 61, eine Berechnungseinheit einer dynamischen benötigten Beschleunigung 62, eine Berechnungseinheit einer benötigten Antriebskraft 63 und eine Sollwertberechnungseinheit 64.
Die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 bestimmt die benötigte Beschleunigung Gx als den benötigten Wert auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert, wobei die Beschleunigung als eine Bedingung eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang umfasst, der durch die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Beschleunigung G (die vereinfacht als ”v-G-Beziehung” bezeichnet wird) bestimmt wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang konstant ist. Die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 berechnet die benötigte Beschleunigung Gx als die statische benötigte Beschleunigung auf der Grundlage des Beschleunigerpedalhubs Pa und der Fahrzeuggeschwindigkeit v auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung Gx (die vereinfacht als ”Pa-Gx-Beziehung” bezeichnet wird), umfassend, als eine Bedingung, eine Beschleunigung Gx1 entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1, der gemäß der v-G-Beziehung bestimmt wird, und erzeugt die benötigte Beschleunigung Gx für die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62. Die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 berechnet die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage des Beschleunigerpedalhubs Pa, der Fahrzeuggeschwindigkeit v und einer Exponentialfunktion basierend auf dem Weber-Fechner-Gesetz (die vereinfacht als ”WF-Exponentialfunktion” bezeichnet wird). Die WF-Exponentialfunktion ist derart definiert, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v ist, die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 bei derselben Fahrzeuggeschwindigkeit v als die benötigte Beschleunigung Gx berechnet wird. Demzufolge berechnet die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 die gleiche Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub als die benötigte Berechnung Gx, bei der das Fahrzeug bei der gleichen Geschwindigkeit v mit dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 fährt. Und zwar weist die Pa-Gx-Beziehung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine vorgegebene Eigenschaft auf, dass die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage der WF-Exponentialfunktion berechnet wird. Ebenso weist die Pa-Gx-Beziehung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine vorgegebene Eigenschaft auf, dass die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub, der gemäß der v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 bestimmt wird, als die benötigte Beschleunigung Gx bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 berechnet wird. Während der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 in diesem Ausführungsbeispiel auf 60% eingestellt ist, ist dies nicht auf diesen Wert beschränkt, sondern kann unter verschiedenen Bedingungen, wie etwa dem Fahrzeugtyp, der Konstruktion der in dem Fahrzeug installierten Beschleunigungserzeugungsvorrichtung und den Spezifikationen des Fahrzeugs CA, angemessen eingestellt sein. Der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 wird vorzugsweise auf einen relativ großen Beschleunigerpedalhub Pa eingestellt, der nicht nahe an dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax liegt. Das liegt daran, dass der Gradient einer Beziehungslinie X2 (die später beschrieben wird) größer wird, wenn der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 näher bei dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax liegt.
Die Pa-Gx-Beziehung umfasst als Bedingungen die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub und die minimale Beschleunigung Gx0 als eine zu erreichende Beschleunigung G, wenn ein Leerlauf von EIN auf AUS wechselt. In diesem Zusammenhang gilt, dass der Leerlauf EIN ist, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa 0% beträgt oder Pa0 die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, (d. h. wenn das Beschleunigerpedal bzw. Fahrpedal gelöst ist), und der Leerlauf AUS ist, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa einen anderen Wert als Pa0 beträgt, der die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt (d. h. wenn das Beschleunigerpedal herabgedrückt ist). Die WF-Exponentialfunktion ist derart definiert, dass die minimale Beschleunigung Gx0 als die benötigte Beschleunigung Gx berechnet wird, wenn der Leerlauf EIN ist, und zwar wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich Pa0 ist, das die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine ausgewählte der minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin als eine Beschleunigung G, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, und ein in Abhängigkeit, von der Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmter Wert, d. h. eingestellte minimale Beschleunigung Gx0', als die minimale Beschleunigung Gx0 bestimmt. Die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin wird auf der Grundlage von Elementen, wie etwa der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit v, dem Übersetzungsverhältnis γ, dem Sperr-Eingriffs-Zustand in dem Fall, in dem der Momentenwandler mit einer Sperrkupplung ausgestattet ist, einem gelernten Wert der Kraftstoffdurchflussrate, einem Rückkopplungskorrekturbetrag der Kraftstoffdurchflussrate, einem Korrekturbetrag für die Kraftstoffdurchflussrate nach dem Starten, einem Kraftstoff-Abtrenn-Zustand, einer Maschinenkühlmitteltemperatur, einer Ladung eines Luftkompressors, einer Ladung (elektrische Ladung) einer Lichtmaschine, einem Katalysatoraufwärmkorrekturbetrag für die Kraftstoffdurchflussrate bezüglich eines in einem Abgassystem bereitgestellten Katalysators, einem Maschinen-Stopp-Vermeidungs-Korrekturbetrag für die Kraftstoffdurchflussrate, einem Korrekturbetrag aufgrund einer Reinigung für die Kraftstoffdurchflussrate, und einem Korrekturbetrag für die Kraftstoffdurchflussrate während einer Verzögerungsübergangsperiode, berechnet. Die vorstehend genannte eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' wird zuvor in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit v eingestellt. Beispielsweise wird die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' eingestellt, um reduziert zu werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v ansteigt, wie in 5 gezeigt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' als die minimale Beschleunigung Gx0, wenn der Leerlauf EIN ist, und bestimmt die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, wenn sich die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' zu dem Zeitpunkt des Wechselns des Leerlaufs von EIN auf AUS von der berechneten minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin unterscheidet. Wenn der Leerlauf AUS ist, wird die minimale Beschleunigung Gx0 bei der minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin gehalten, ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit v. Und zwar gilt, dass wenn der Leerlauf AUS ist, d. h. wenn der Beschleunigerpedalhub Pa anders als Pa0 ist, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0 eingestellt wird.
Die Pa-Gx-Beziehung wird hinsichtlich des Falles beschrieben, in dem sich der Beschleunigerpedalhub Pa in einem Bereich befindet, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 ist, insbesondere gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa einen Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 (> Pa1) übersteigt, der größer als der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 ist. Die Pa-Gx-Beziehung umfasst als eine Bedingung die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax als eine Beschleunigung G, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa bei dem Maximum oder gleich 100% ist (wo sich der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem Maximum befindet), d. h. wenn dieser gleich dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax ist. Wenn der Beschleunigerpedalhub Pa den Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v übersteigt, berechnet die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 die benötigte Beschleunigung Gx durch Ergänzen einer basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit v berechneten grenzbenötigten Beschleunigung Gx2, dem Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 und der WF-Exponentialfunktion auf der Grundlage der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v. Genauer gesagt berechnet die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 die benötigte Beschleunigung Gx durch Durchführen einer linearen Interpolation auf der Grundlage der grenzbenötigten Beschleunigung Gx2 und der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax. Dabei gilt, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v ist, die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit v als die benötigte Beschleunigung Gx berechnet. Und zwar ist die Pa-Gx-Beziehung derart definiert, dass die benötigte Beschleunigung Gx gleich der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax wird, wenn das Beschleunigerpedal den maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax erreicht. Daher, wie in 2 gezeigt ist, wird die Pa-Gx-Beziehung über eine Kombination einer Beziehungslinie X1 (basierend auf der WF-Exponentialfunktion), die die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung Gx darstellt, welche die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub umfasst, und einer Beziehungslinie X2 (als ein Ergebnis einer linearen Interpolation zwischen der grenzbenötigten Beschleunigung Gx2 und der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax), die die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung Gx darstellt, die die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax umfasst, bestimmt. Die benötigte Beschleunigung Gx wird auf der Grundlage der WF-Exponentialfunktion berechnet, die als Bedingungen die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub und die minimale Beschleunigung Gx0 von dem Zeitpunkt, bei dem der Beschleunigerpedalhub Pa 0 ist, d. h. wenn der Leerlauf EIN ist. Wenn der Beschleunigerpedalhub Pa in einen Bereich gebracht wird, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 ist, wird die benötigte Beschleunigung Gx berechnet, während diese durch die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax ergänzt wird, in Anbetracht der maximalen Ausgabeeigenschaften der Beschleunigungserzeugungsvorrichtung. Und zwar weist die Pa-Gx-Beziehung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine vorgegebene Eigenschaft auf, dass die benötigte Beschleunigung Gx durch die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax ergänzt wird, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa in einen Bereich fällt, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 ist. Ebenso weist die Pa-Gx-Beziehung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine vorgegebene Eigenschaft auf, dass die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax die benötigte Beschleunigung Gx bei dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax wird. Während der Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 in diesem Ausführungsbeispiel gleich 80% ist, ist dies nicht auf diesen Wert beschränkt, sondern kann unter verschiedenen Bedingungen, wie etwa dem Fahrzeugtyp, der Konstruktion der in dem Fahrzeug installierten Beschleunigungserzeugungsvorrichtung und den Spezifikationen des Fahrzeugs CA, als Beispiel angemessen eingestellt sein. Ebenso ist das Ergänzungsverfahren nicht auf die lineare Interpolation beschränkt, sondern weitere polynomische Interpolationen können verwendet werden.
Die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 bestimmt die dynamische benötigte Beschleunigung Gy (m/s²). Die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 berechnet die dynamische benötigte Beschleunigung Gy auf der Grundlage der durch die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 berechneten benötigten Beschleunigung Gx, und erzeugt die berechnete dynamische benötigte Beschleunigung Gy für die Berechnungseinheit der benötigten Antriebskraft 63. Die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 bestimmt, wie die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G geändert wird, um gleich der bestimmten benötigten Beschleunigung Gx zu sein, oder eine Kurve, entlang der die Beschleunigung G die benötigte Beschleunigung Gx erreicht, durch Verwenden eines dynamischen Filters. Daher ist die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 dazu fähig, die Antwort der Drosselöffnung Sa, die einen Einfluss auf die Beschleunigung G hat, an dem Beschleunigerpedalhub Pa zu ändern. Wenn das Fahrzeug CA beispielsweise gestartet wird, wird die dynamische benötigte Beschleunigung Gy derart berechnet, dass das Ausmaß eines Glättens durch den dynamischen Filter erhöht wird, um so die Antwort der Beschleunigung G zu senken, wodurch ermöglicht wird, dass das Fahrzeug sanft gestartet wird. Wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit betätigt, wird die dynamische benötigte Beschleunigung Gy derart berechnet, dass das Ausmaß des Glättens durch den dynamischen Filter reduziert wird, um so die Antwort der Beschleunigung G zu erhöhen, sodass das Drosselventil der Maschine 4 temporär um ein übermäßig großes Ausmaß geöffnet wird, was eine schnell ansprechende an das Fahrzeug CA anzulegende Beschleunigung G bewirkt. Und zwar ermöglicht die ECU 6, in der die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 und die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 unabhängig voneinander bereitgestellt sind, eine nichtlineare Eigenschaft der Drosselöffnung Sa bezüglich des Beschleunigerpedalhubs Pa, die durch die Berechnungseinheit der statischen benötigten Beschleunigung 61 bestimmt wird, d. h. eine nicht lineare Eigenschaft der Beschleunigung G bezüglich des Beschleunigerpedalhubs Pa, von der Antwort der Drosselöffnung Sa von dem Beschleunigerpedalhub Pa, der durch die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 bestimmt wird, d. h. die Antwort der Beschleunigung G auf den Beschleunigerpedalhub Pa, zu separieren oder zu unterscheiden.
Die Berechnungseinheit der benötigten Antriebskraft 63 bestimmt die benötigte Antriebskraft Fo. Die Berechnungseinheit der benötigten Antriebskraft 63 berechnet die benötigte Antriebskraft Fo auf der Grundlage der durch die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 berechneten dynamischen benötigten Beschleunigung Gy, und erzeugt die berechnete benötigte Antriebskraft Fo für die Sollwertberechnungseinheit 64. Die Berechnungseinheit der benötigten Antriebskraft 63 berechnet die benötigte Antriebskraft Fo auf der Grundlage der Spezifikationen des Fahrzeugs CA und dem Fahrwiderstand. Beispielsweise berechnet die Berechnungseinrichtung der benötigten Antriebskraft 63 die benötigte Antriebskraft Fo durch Addieren der Antriebskraft basierend auf der dynamischen benötigten Beschleunigung Gy mit der Masse des Fahrzeugs CA und der Antriebskraft basierend auf dem Fahrwiderstand.
Die Sollwertberechnungseinheit 64 bestimmt einen zum Steuern der Beschleunigungserzeugungsvorrichtung verwendeten Sollwert. Die Sollwertberechnungseinheit 64 berechnet das Soll-Maschinenmoment To und das Soll-Übersetzungsverhältnis γo auf der Grundlage der durch die Berechnungseinheit der benötigten Antriebskraft 63 berechneten benötigten Antriebskraft Fo. Die ECU 6 steuert die Maschine 4 und das T/M 5 derart, dass das durch die Maschine 4 und das Übersetzungsverhältnis γ erzeugte Maschinenmoment T gleich dem Soll-Maschinenmoment To beziehungsweise dem Soll-Übersetzungsverhältnis γo wird.
Als Nächstes wird ein durch das Fahrzeugsteuersystem 1 implementiertes Fahrzeugsteuerverfahren erläutert. Dabei wird ein Verfahren des Bestimmens der benötigten Beschleunigung Gx auf der Grundlage des Beschleunigerpedalhubs Pa und der Fahrzeuggeschwindigkeit v erläutert. Das Verfahren des Steuerns der Maschine 4 und des T/M 5 auf der Grundlage der bestimmten benötigten Beschleunigung Gx wurde vorstehend erläutert und daher wird dies hier nicht beschrieben. 3 ist ein Steuerflussdiagramm, welches das durch das Fahrzeugsteuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel implementierte Fahrzeugsteuerverfahren veranschaulicht. 4 ist ein Steuerflussdiagramm, welches einen Teil des durch das Fahrzeugsteuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel implementierten Fahrzeugsteuerverfahrens veranschaulicht. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Beschleunigung, dem Beschleunigerpedalhub und der Fahrzeuggeschwindigkeit. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Beschleunigung, dem Beschleunigerpedalhub und der Fahrzeuggeschwindigkeit. 8 zeigt die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn der Beschleunigerpedalhub gleich einem vorgegebenen Wert ist. 9 zeigt die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und dem Beschleunigerpedalhub, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist. 10 zeigt die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub und der Zeit. 11 zeigt die Beziehung zwischen der benötigten Beschleunigung und der Zeit. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Drosselöffnung und der Zeit.
Zunächst, wie in 3 gezeigt ist, bezieht die ECU 6 des Fahrzeugsteuersystems 1 den Beschleunigerpedalhub Pa und die Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs CA wie vorstehend beschrieben (Schritt ST1).
Anschließend berechnet die ECU 6 die minimale Beschleunigung Gx0 (Schritt ST2). Zunächst bestimmt die ECU 6, ob der Leerlauf EIN ist (Schritt ST21), wie in 4 gezeigt ist. In diesem Schritt bestimmt die ECU 6, ob der Beschleunigerpedalhub Pa gleich Pa0 ist, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals bzw. Fahrpedals angibt.
Wenn die ECU 6 bestimmt, dass der Leerlauf EIN ist (d. h. in Schritt ST21 wird eine zustimmende Entscheidung getroffen), bestimmt diese, ob der Leerlauf von EIN auf AUS gewechselt ist (Schritt ST22). In diesem Schritt bestimmt die ECU 6, welche der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin und der eingestellten minimalen Beschleunigung Gx0' als die minimale Beschleunigung Gx0 bestimmt wird, durch Bestimmen, ob sich der Beschleunigerpedalhub Pa von Pa0, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, auf einen sich von Pa0 unterscheidenden Wert geändert hat.
Wenn die ECU 6 bestimmt, dass der Leerlauf von EIN auf AUS gewechselt ist (d. h. in Schritt ST22 wird eine zustimmende Bestimmung getroffen), berechnet diese die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin, und bestimmt die berechnete minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0 (Gx0 = Gxmin) (Schritt ST23).
Anschließend setzt die ECU 6 den dynamischen Filter zurück (Schritt ST24). Weil die ECU 6 den dynamischen Filter zurücksetzt, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS gewechselt wird, und der Fahrer eine Betätigung des Beschleunigerpedals startet, ist die Berechnungseinheit der dynamischen benötigten Beschleunigung 62 dazu fähig, die dynamische benötigte Beschleunigung Gy durch Verwenden eines neuen dynamischen Filters auf der Grundlage der minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0 berechneten benötigten Beschleunigung Gx zu berechnen. Wenn daher die benötigte Beschleunigung Gx basierend auf einer Änderung der minimalen Beschleunigung Gx0 geändert wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Fahrzeug durch die benötigte Antriebskraft Fo beeinflusst wird, bevor diese korrigiert wird, was auftreten würde, wenn der dynamische Filter nicht zurückgesetzt wird.
Anschließend bestimmt die ECU 6 die bestimmte minimale Beschleunigung Gx0 als die minimale Beschleunigung Gx0last des letzten Zyklus (Gx0 = Gx0last) (Schritt ST25).
Wenn die ECU 6 bestimmt, dass der Leerlauf nicht von EIN auf AUS gewechselt ist (d. h. wenn in Schritt ST22 eine negative Entscheidung getroffen wird), stellt diese die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit v ein, und bestimmt die so eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' als die minimale Beschleunigung Gx0 (Gx0 = Gx0') (Schritt ST26).
Wenn die ECU 6 bestimmt, dass der Leerlauf AUS ist (d. h. wenn in Schritt ST21 eine negative Bestimmung getroffen wird), bestimmt diese die minimale Beschleunigung Gx0last, die in dem letzten Zyklus bestimmt wurde, als die minimale Beschleunigung Gx0 (Gx0last = Gx0) (Schritt ST27). In diesem Ausführungsbeispiel stellt die ECU 6 die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin, die nach Wechseln des Leerlaufs von EIN auf AUS berechnet wurde, als die minimale Beschleunigung Gx0 ein, bis sich der Beschleunigerpedalhub Pa von Pa0, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, auf einen sich von Pa0 unterscheidenden Wert ändert, und wird wiederum gleich Pa0, was die vollständig gelöste Position angibt.
Anschließend berechnet die ECU 6 die Beschleunigung Gx1 entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub, wie in 3 gezeigt ist (Schritt ST3). In diesem Schritt berechnet die ECU 6 die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub gemäß dem bezogenen Beschleunigerpedalhub Pa, der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der nachstehend angegebenen Gleichung (1). In der Gleichung (1) ist A größer als 0 und bestimmt die benötigte Beschleunigung Gx, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v 0 ist. B ist kleiner als 0 und bestimmt das Ausmaß oder die Rate einer Reduktion der benötigten Beschleunigung Gx mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit v. A und B sind unter verschiedenen Bedingungen, wie etwa dem Fahrzeugtyp, der Konstruktion der in dem Fahrzeug installierten Beschleunigungserzeugungsvorrichtung und den Spezifikationen des Fahrzeugs CA angemessen eingestellt. Beispielsweise gilt A = 5 und B = –0,02, oder A = 6 und B = –0,015. Und zwar wird die v-G-Beziehung, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich einem vorgegebenen Wert ist, aus der folgenden Gleichung (1) bestimmt. Gx1 = A × e^B·v (1)
Anschließend berechnet die ECU 6 C(v) (Schritt ST4). In diesem Schritt berechnet die ECU 6 C(v) gemäß der berechneten minimalen Beschleunigung Gx0, der berechneten Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub, dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1, dem Weberverhältnis k und der nachfolgenden Gleichung (2). Beispielsweise ist das Weberverhältnis k in Anbetracht der Steuerbarkeit zu dem Zeitpunkt des Startens oder der Wiederbeschleunigung des Fahrzeugs CA angemessen eingestellt, und k ist beispielsweise auf 1,2 eingestellt. C(v) = (Gx1 – Gx0)/Pa1^k (2)
Anschließend bestimmt die ECU 6, ob der Beschleunigerpedalhub Pa den Grenz Beschleunigerpedalhub Pa2 übersteigt (Schritt ST5). In diesem Schritt bestimmt die ECU 6, ob der Beschleunigerpedalhub Pa den Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 übersteigt, um so zu bestimmen, ob die benötigte Beschleunigung Gx gemäß der WF-Exponentialfunktion berechnet wird, oder durch Ergänzen basierend auf der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax berechnet wird. Das heißt, dass die ECU 6 bestimmt, ob die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage der Beziehungslinie X1, welche die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung Gx darstellt, die die Beschleunigung Gx1 entsprechend dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub enthält, bestimmt wird, oder auf der Grundlage der Beziehungslinie X2, welche die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der benötigten Beschleunigung Gx darstellt, die die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax enthält, bestimmt wird.
Wenn anschließend die ECU 6 bestimmt, dass der Beschleunigerpedalhub Pa kleiner oder gleich dem Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 ist (d. h. wenn in Schritt ST5 eine negative Entscheidung getroffen wird), berechnet diese die benötigte Beschleunigung Gx (Schritt ST6). In diesem Schritt berechnet die ECU 6 die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage der WF-Exponentialfunktion. Die ECU 6 berechnet die benötigte Beschleunigung Gx gemäß dem Beschleunigerpedalhub Pa, dem berechneten C(v), der berechneten minimalen Beschleunigung Gx0 und der nachfolgenden Gleichung (3). Gx = C(v)Pa^k + Gx0 (3)
Wenn die ECU 5 bestimmt, dass der Beschleunigerpedalhub Pa größer als der Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 ist (d. h. wenn in Schritt ST5 eine zustimmende Entscheidung getroffen wird), berechnet diese die grenzbenötigte Beschleunigung Gx2 (Schritt ST7). In diesem Schritt berechnet die ECU 6 die grenzbenötigte Beschleunigung Gx2 gemäß dem Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2, dem berechneten C(v), der berechneten minimalen Beschleunigung Gx0 und der nachfolgenden Gleichung (4). Gx2 = C(v)Pa2^k + Gx0 (4)
Anschließend berechnet die ECU 6 die benötigte Beschleunigung Gx (Schritt ST8). In diesem Schritt berechnet die ECU 6 die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax. Die ECU 6 berechnet die benötigte Beschleunigung Gx gemäß dem Beschleunigerpedalhub Pa, dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax, dem Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2, der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax, der berechneten grenzbenötigten Beschleunigung Gx2 und der nachfolgenden Gleichung (5). Gx = (Gxmax – Gx2)/(Pamax – Pa2)Pa + Gx2 (5)
Wie vorstehend beschrieben hat in dem Fahrzeugsteuersystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 einen Einfluss auf die Bestimmung der benötigten Beschleunigung Gx. In diesem Ausführungsbeispiel kann die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 ausgelegt sein, wie durch die durchgezogene Linie in 5 angegeben ist, gemäß der vorstehend angegebenen Gleichung (1). Die einfach gepunktete Linie in 5 gibt eine v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 in dem Fall an, in dem das Weber-Fechner-Gesetz bei dem gesamten Bereich des Beschleunigerpedalhubs Pa angewendet wird (was als ”Eintrittsbereich-WF-Abschnitt” bezeichnet wird). Die vorstehend genannte WF-Exponentialfunktion wird derart definiert oder bestimmt, dass die minimale Beschleunigung Gx0 bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v als die benötigte Beschleunigung Gx berechnet wird, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v gleich Pa0 ist, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, und die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v wird als die benötigte Beschleunigung Gx berechnet, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v gleich dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax ist. Wie in 5 gezeigt ist, ist die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgelegt, dass die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G im Wesentlichen bei einer niedrigen Rate reduziert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v ansteigt, als im Vergleich mit dem Fall des Gesamtbereich-WF-Abschnitts. Und zwar ist die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 gemäß der Erfindung derart ausgelegt, dass die Linie, die die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Beschleunigung G darstellt, eine nahezu gleichförmige Steigung oder Gradienten aufweist. Demzufolge gilt, dass während die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 bestimmt wird, während diese durch die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax in dem Fall des Gesamtbereich-WF-Abschnitts beeinflusst wird, die v-G-Beziehung gemäß diesem Ausführungsbeispiel weniger wahrscheinlich durch die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax beeinflusst wird. Folglich ermöglicht die Pa-Gx-Beziehung, die als eine Bedingung die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 umfasst, die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G in der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit auszulegen, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 gehalten wird.
Gemäß der Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der Beschleunigung G (die als ”Pa-G-Beziehung” bezeichnet wird) gilt in dem Fall des Gesamtbereich-WF-Abschnitts beispielsweise, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 ist, eine Beschleunigungsänderung oder Differenz ΔG1 zwischen einer Beschleunigung G bei 0 km/h, wie durch die durchgezogene Linie in 6 angedeutet ist, und einer Beschleunigung G bei 50 km/h, wie durch die einfach gepunktete Linie in 6 angedeutet ist, signifikant höher ist als eine Beschleunigungsänderung oder Differenz ΔG2 zwischen der Beschleunigung G bei 50 km/h und einer Beschleunigung G bei 100 km/h, wie durch die zweifach gepunktete Linie in 6 angegeben ist. Demzufolge ändert sich die Beschleunigung G stark in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v, auch bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1. Daher ist es schwierig, die Beschleunigung G in der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 durch Verwenden der Pa-G-Beziehung in dem Fall des Gesamtbereich-WF-Abschnitts auszulegen. Jedoch gilt gemäß der Pa-Gx-Beziehung (Pa-G-Beziehung), die als eine Bedingung die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 ist, eine Differenz zwischen einer Beschleunigungsänderung oder Differenz ΔG3 zwischen einer Beschleunigung G bei 0 km/h, wie durch die durchgezogene Linie in 7 angegeben ist (welche die Beziehung zwischen dem Beschleunigerpedalhub Pa und der Beschleunigung G gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt) und einer Beschleunigung G bei 50 km/h, wie durch die einfach gepunktete Linie in 7 angegeben ist, und eine Beschleunigungsschwankung oder Differenz ΔG4 zwischen der Beschleunigung G bei 50 km/h und einer Beschleunigung G bei 100 km/h, wie durch die zweifach gepunktete Linie in 7 angegeben ist, kleiner ist als eine Differenz zwischen der Beschleunigungsänderung ΔG1 und der Beschleunigungsänderung ΔG2. Demzufolge ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Beschleunigung G stark in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v ändert, auch bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1. Daher ermöglicht die Pa-Gx-Beziehung, die als eine Bedingung die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 umfasst, die Beschleunigung G in der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 auszulegen. Es sollte anhand der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sein, dass die optimale benötigte Beschleunigung Gx als Antwort auf den Beschleunigerpedalhub Pa des Fahrers bestimmt wird, um so ausreichend eine Beschleunigung zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt. Wenn der Beschleunigerpedalhub Pa der gleiche Wert ist, kann dem Fahrer im Wesentlichen das gleiche Beschleunigungsgefühl auferlegt werden, ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit v.
Wenn die Pa-Gx-Beziehung nur als Bedingungen die minimale Beschleunigung Gx0 und die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 umfasst, wird die benötigte Beschleunigung Gx kleiner als die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax, auch wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax ist. Demzufolge gilt, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa näher an den maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax reicht, eine Differenz zwischen der Beschleunigung G, die gemäß der vorstehenden Pa-Gx-Beziehung bestimmt wird, und der Beschleunigung G, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, ansteigen kann. Daher umfasst die Pa-Gx-Beziehung, die in dem Fahrzeugsteuersystem 1 des Ausführungsbeispiels verwendet wird, als Bedingungen die minimale Beschleunigung Gx0, die v-G-Beziehung bei dem vorgegebenen Beschleunigerpedalhub Pa1 und die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa den Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 übersteigt, der größer als der vorgegebene Beschleunigerpedalhub Pa1 ist. Die Pa-Gx-Beziehung gemäß dem Ausführungsbeispiel besteht aus einer ersten Pa-Gx-Beziehung (die vorstehend angegebene Gleichung (3)) als eine Pa-Gx-Beziehung basierend auf dem Weber-Fechner-Gesetz, und einer zweiten Pa-Gx-Beziehung (die vorstehend angegebene Gleichung (5)) als eine Pa-Gx-Beziehung, die eine Ergänzung basierend auf der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax miteinbezieht, sodass die benötigte Beschleunigung Gx gleich der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax bei dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax wird. Wie in 8 gezeigt ist gilt, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa kleiner oder gleich dem Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 ist, die erste Pa-Gx-Beziehung angewendet wird (der WF-Bereich). Wenn der Beschleunigerpedalhub Pa den Grenz-Beschleunigerpedalhub Pa2 übersteigt, wird die zweite Pa-Gx-Beziehung angewendet (der Ergänzungsbereich). Demzufolge gilt in einem Bereich, in dem der Beschleunigerpedalhub Pa groß ist, dass eine Differenz zwischen einer Beschleunigung G, die an das Fahrzeug CA angelegt wird, und einer Beschleunigung G, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, bei dem gleichen Beschleunigerpedalhub Pa weniger wahrscheinlich erhöht oder reduziert wird. Demzufolge ist es möglich, ausreichend eine Beschleunigung zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, durch Berücksichtigen der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax.
Gemäß der zweiten Pa-Gx-Beziehung ist die benötigte Beschleunigung Gx gleich der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax, wenn der Beschleunigerpedalhub Pa gleich dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax ist; daher wird die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax an das Fahrzeug CA bei dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax angelegt. Demzufolge kann die maximale Ausgabe der Maschine 4 sichergestellt werden, und eine Beschleunigung, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, kann ausreichend erreicht werden.
In dem Fahrzeugsteuersystem 1, das eine Momentenanforderungssteuerung durchführt, wird ein Wert, wie etwa eine Antriebskraft, die einer Beschleunigung entspricht, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Leerlauf EIN ist, durch die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit v, das Übersetzungsverhältnis 7, den Sperr-Eingriffs-Zustand, wenn der Momentenwandler mit einer Sperrkupplung ausgestattet ist, und einem Kraftstoff-Abtrenn-Zustand begrenzt. Demzufolge entsteht eine Differenz zwischen der Antriebskraft, die unter der Momentenanforderungssteuerung bestimmt wird, wenn der Leerlauf EIN ist, und der Antriebskraft, die tatsächlich erzeugt werden kann. Als eine Folge gilt, dass wenn der Fahrer eine Beschleunigungsoperation durchführt und der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, die erzeugte Antriebskraft in Schritten variieren kann, oder eine Totzone auftreten kann, in der keine Antriebskraft erzeugt wird, auch wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal bzw. Fahrpedal herabdrückt, was zu einer Störung der Fahrbarkeit führt.
Daher wird gemäß der in dem Fahrzeugsteuersystem 1 des Ausführungsbeispiels verwendeten Pa-Gx-Beziehung die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0 bestimmt, die an das Fahrzeug angelegt wird, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, in dem Fall, in dem die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' zu dem Zeitpunkt des Wechselns des Leerlaufs von EIN auf AUS sich von der minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin unterscheidet. Demzufolge gilt auch in dem Fall, in dem die minimale Beschleunigung Gx0, die angelegt wird, dass wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, auf die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' eingestellt wird, die größer als die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin ist (Gxmin < Gx0), wie durch die einfach gepunktete Linie in 9 angegeben ist, oder wenn die minimale Beschleunigung Gx0, die angelegt wird, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, auf die eingestellte minimale Beschleunigung Gx0' eingestellt wird, die kleiner als die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin ist (Gxmin > Gx0), wie durch die zweifach gepunktete Linie in 10 angegeben ist, die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin als die minimale Beschleunigung Gx0 bestimmt wird, die an das Fahrzeug angelegt wird, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt (Gxmin = Gx0), wie durch die durchgezogene Linie in 10 angegeben ist. Als eine Folge gilt, dass wenn der Beschleunigerpedalhub Pa von Pa0, was die vollständig gelöste Position des Beschleunigerpedals angibt, auf einen sich von Pa0 unterscheidenden Wert ändert, und zwar wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt (siehe 10), die minimale Beschleunigung Gx0 auf die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin eingestellt wird (siehe 11). Wenn Gxmin kleiner als Gx0 ist (Gxmin < Gx0), ändert sich die benötigte Beschleunigung Gx von Gxmin auf Gx0; daher wird die Drosselöffnung Sa als Antwort auf den Beschleunigerpedalhub Pa signifikant von dem Zeitpunkt erhöht, bei dem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird, wie durch die einfach gepunktete Linie in 12 angegeben ist, und die in dem Fahrzeug CA erzeugte Antriebskraft schwankt um große Ausmaße oder Schritte. Ebenso gilt, dass wenn Gxmin größer als Gx0 ist (Gxmin > Gx0), sich die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G nicht ändert, bis die benötigte Beschleunigung Gx von Gx0 auf Gxmin geändert wird; wodurch die Drosselöffnung Sa als Antwort auf den Beschleunigerpedalhub Pa sich nicht für eine Weile, nachdem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird, ändert, wie durch die zweifach gepunktete Linie in 12 angegeben ist, und eine Totzone tritt auf, in der keine Antriebskraft in dem Fahrzeug CA erzeugt wird. Wenn jedoch Gxmin = Gx0 gilt, ist die benötigte Beschleunigung Gx unmittelbar nachdem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird gleich Gxmin; daher fällt die Drosselöffnung Sa als Antwort auf den Beschleunigerpedalhub Pa, unmittelbar nachdem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird, in den Bereich zwischen der einfach gepunkteten Linie für den Fall, in dem Gxmin < Gx0, und die zweifach gepunktete Linie für den Fall, in dem Gxmin > Gx0 ist, und eine Antriebskraft kann in dem Fahrzeug CA, unmittelbar nachdem das Beschleunigerpedal herabgedrückt wird, erzeugt werden. Daher kann die Kontinuität der Antriebskraft, wenn das Beschleunigerpedal von der gelösten Position (AUS) herabgedrückt wird (EIN), sichergestellt werden, und die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G ändert sich kontinuierlich, wodurch ein sanftes Starten oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs CA erreicht wird. Ebenso gilt, dass weil die minimale Beschleunigung Gx0 auf die minimale erzeugbare Beschleunigung Gxmin eingestellt ist, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, es möglich ist, Schwankungen der Beschleunigung G zu reduzieren, die durch eine Änderung der benötigten Beschleunigung Gx basierend auf einer Änderung der minimalen Beschleunigung Gx0 in einem Zustand, in dem der Beschleunigerpedalhub Pa konstant ist, beispielsweise während der Beschleunigungsoperation durch den Fahrer, verursacht werden würde.
Ebenso wird die Pa-Gx-Beziehung, die in dem Fahrzeugsteuersystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, geändert, während vorgegebene Eigenschaften beibehalten werden, basierend auf der Beschleunigung, die durch die Maschine 4 und das T/M 5 als die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel erzeugt werden kann, basierend auf der minimalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmin. Es ist daher möglich, ein sanftes Starten oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs CA zu erlangen, während ausreichend eine Beschleunigung bereitgestellt wird, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, und eine Differenz zwischen der benötigten Beschleunigung Gx und der erzeugten Beschleunigung zu reduzieren oder zu eliminieren, wodurch eine Störung der Fahrbarkeit unterdrückt wird.
Während die Pa-Gx-Beziehung die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax als eine Bedingung in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die maximale erzeugbare Beschleunigung Gxmax kann nicht eine Bedingung der Pa-Gx-Beziehung bereitstellen. Und zwar kann die benötigte Beschleunigung Gx auf der Grundlage der WF-Exponentialfunktion über den gesamten Bereich des Beschleunigerpedalhubs Pa berechnet werden. In diesem Fall gilt vorzugsweise, die v-G-Beziehung bei einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang als eine Bedingung der Pa-Gx-Beziehung derart auszulegen, sodass die benötigte Beschleunigung Gx entsprechend dem maximalen Beschleunigerpedalhub Pamax nahe bei der maximalen erzeugbaren Beschleunigung Gxmax liegt.
Während der Fahrwiderstand berücksichtigt wird, wenn die benötigte Antriebskraft Fo in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel berechnet wird, kann der Fahrwiderstand nicht berücksichtigt werden. Während die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung aus der Maschine 4 und dem T/M 5 in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht, ist die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern kann aus einem Motor als eine Antriebskraftwelle und einem Kraftübertragungsmechanismus bestehen, der dazu fähig ist, ein Motormoment als die Ausgabe des Motors umzuwandeln. Wenn das T/M 5 eine Sperrkupplung aufweist, bildet die Sperrkupplung ebenso die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung. Dies gilt deshalb, weil das durch die Maschine 4 erzeugte Maschinenmoment T, das an die stromabwärtige Seite der Sperrkupplung übertragen wird, sich in Abhängigkeit auf einen Kupplungszustand der Sperrkupplung ändert, und sich die an das Fahrzeug CA angelegte Beschleunigung G entsprechend ändert.
Wie vorstehend beschrieben, sind das Fahrzeugsteuersystem und das Fahrzeugsteuerverfahren verwendbar, um einen benötigten Wert entsprechend einer an das Fahrzeug angelegten Beschleunigung zu bestimmen, basierend auf dem Beschleunigerbetätigungsumfang, der die Operation des Beschleunigerpedals durch den Fahrer darstellt, und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs. Insbesondere sind das Fahrzeugsteuersystem und das Fahrzeugsteuerverfahren dazu geeignet, um ausreichend eine Beschleunigung zu erreichen, die mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt, durch Bestimmen der optimalen Soll-Beschleunigung für den Beschleunigerbetätigungsumfang durch den Fahrer.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 63-025342 A [0002]
JP 2008-254600 A [0003]
JP 2009-057874 A [0003]
JP 2009-057875 A [0003]
JP 2009-083542 A [0003]

Claims

Fahrzeugsteuersystem mit einer Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, und einer Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage eines Beschleunigerbetätigungsumfangs, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer darstellt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung (6) die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) auf der Grundlage eines benötigten Wertes bezüglich der Beschleunigung, der auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert bestimmt, wird, steuert, wobei die Beziehung als eine Bedingung eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang umfasst, der durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang gehalten wird.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert als eine weitere Bedingung eine minimale Beschleunigung als eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung, wenn ein Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, umfasst.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Beschleunigung, die angelegt wird, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt, eine minimale erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung ist, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) erzeugt werden kann, wenn der Leerlauf von EIN auf AUS wechselt.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Fahrzeug angelegte minimale Beschleunigung, wenn der Leerlauf EIN ist, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
Fahrzeugsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenn sich der Beschleunigerbetätigungsumfang in einem Bereich befindet, der größer als mindestens der vorgegebene Beschleunigerbetätigungsumfang ist, die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert als eine weitere Bedingung eine maximale erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich einem Maximalwert ist, umfasst.
Fahrzeugsteuersystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der benötigte Wert zu dem Zeitpunkt, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich dem Maximalwert ist, der maximalen erzeugbaren Beschleunigung entspricht.
Fahrzeugsteuersystem mit einer Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, und einer Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung auf der Grundlage eines Beschleunigerbetätigungsumfangs, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer darstellt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung (6) die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und einem benötigten Wert bezüglich der Beschleunigung steuert, wobei die Beziehung eine Kombination einer Linie (X1), die eine Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert angibt, umfassend eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang, der durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang erhalten wird, und einer Linie (X2) ist, die eine Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert angibt, umfassend eine maximale erzeugbare Beschleunigung als die Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) erzeugt werden kann, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang gleich einem Maximalwert ist.
Fahrzeugsteuerverfahren zum Steuern einer Beschleunigungserzeugungsvorrichtung, die eine an das Fahrzeug angelegte Beschleunigung erzeugt, auf der Grundlage eines Beschleunigerbetätigungsumfangs, der eine Operation eines Beschleunigerpedals durch einen Fahrer darstellt, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungserzeugungsvorrichtung (4, 5) auf der Grundlage eines benötigten Werts entsprechend der Beschleunigung gesteuert wird, der auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsumfang und dem benötigten Wert bestimmt wird, wobei die Beziehung als eine Bedingung eine Beschleunigung entsprechend einem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang umfasst, die durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung spezifiziert wird, wenn der Beschleunigerbetätigungsumfang bei dem vorgegebenen Beschleunigerbetätigungsumfang gehalten wird.