DE19840985A1

DE19840985A1 - Antriebskraftregler für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19840985A1
Application number: DE19840985A
Authority: DE
Inventors: Shusaku Katakura; Masayuki Yasuoka; Nobusuke Toukura; Shojiro Sato; Yoshinori Iwasaki; Katsuhiko Tsuchiya; Hideaki Watanabe
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JPH1178620A; US6148257A; DE19840985B4; JP3754188B2

Description

Der Inhalt der Tokugan Hei 9-242 949 mit Anmeldetag 08. September 1997 in Japan ist hiermit in seiner Gesamtheit durch Inbezugnahme mit aufgenommen.

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Regelung einer Antriebskraft, um den Treibstoffverbrauch eines Fahrzeugs, bei dem ein stufenlos verstellbares Getriebe eingebaut ist, wirtschaftlicher zu machen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Im allgemeinen sind ein stufenlos verstellbares Keilriemengetriebe und ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe eines Fahrzeugs so geregelt, daß ein tatsächliches Über setzungsverhältnis des Getriebes einem anhand der Drosselöffnung des Motors und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berechneten Soll-Übersetzungsverhältnis folgt.

Wenn demzufolge ein Fahrer ein Gaspedal niedertritt, um das Fahrzeug zu beschleuni gen, steigt das Soll-Übersetzungsverhältnis an, was bedeutet, daß es sich in Richtung der Seite der niedrigen Drehzahlen ändert und daß das Getriebe herabschaltet.

Wenn der Fahrer das Gaspedal zurückstellt, sinkt das Soll-Übersetzungsverhältnis, d. h. es ändert sich in Richtung der Seite der hohen Drehzahlen und das Getriebe schaltet hoch.

In der Tokkai Hei 7-172 217, die vom japanischen Patentamt 1995 veröffentlicht wurde, ist ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe offenbart, bei dem die Leistung (engine output) des Motors und das Übersetzungsverhältnis so geregelt sind, daß die Antriebs kraft des Fahrzeugs mit einem Sollwert übereinstimmt.

Der Motor und das Getriebe sind so geregelt, daß bei einem Niederdrücken des Gaspe dals um einen kleinen Betrag die Kontinuität der Antriebskraft betont wird, und bei einem Niederdrücken des Gaspedals um einen großen Betrag das Erzielen einer hohen An triebskraft im Vordergrund steht.

Dieser Stand der Technik ist jedoch nicht notwendigerweise wirksam, den Treibstoffver brauch des Motors wirtschaftlicher zu gestalten.

Des weiteren ist im Stand der Technik die Voraussetzung gegeben, daß das Getriebe ein Automatikgetriebe vom Typ eines Automatikgetriebes ist, bei dem das Überset zungsverhältnis sich schrittweise ändert. Beim oben genannten stufenlos verstellbaren Getriebe ändert sich jedoch das Übersetzungsverhältnis naturgemäß stufenlos, so daß eine besondere Regelung zur Aufrechterhaltung der Kontinuität der Antriebskraft nicht notwendig ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel dieser Erfindung ist es daher, die Antriebskraft eines Fahrzeugs zu regeln, bei dem ein stufenlos verstellbares Getriebe eingebaut ist, so daß der Treibstoffverbrauch des Motors wirtschaftlicher gemacht wird, während die Antriebskraft des Fahrzeugs gleichgehalten wird.

Um das obige Ziel zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein Regler für die Antriebskraft zur Verwendung bei einem solchen Fahrzeug vorgesehen, das mit einem Gaspedal, einem Motor mit einer Drossel, die auf das Gaspedal reagiert, eine Eingangswelle sowie mit ei nem stufenlos verstellbaren Getriebe versehen ist, welches eine Drehgeschwindigkeit des Motors in einem beliebigen Übersetzungsverhältnis ändert. Das Getriebe weist eine Eingangswelle auf, die mit dem Motor verbunden ist, sowie eine Ausgangswelle, die mit der Antriebswelle verbunden ist.

Die Vorrichtung weist einen Sensor zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Sensor zum Erfassen eines Maßes, um das das Gaspedal niedergedrückt ist, einen Sensor zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle und einen Mikro prozessor auf, der programmiert ist, ein mindestens notwendiges Antriebsdrehmoment der Antriebswelle anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Maßes, um das das Gaspedal niedergedrückt ist, zu berechnen, eine Soll-Drehgeschwindigkeit der Ein gangswelle zu berechnen, um das mindestens notwendige Antriebsmoment der An triebswelle mit dem geringsten Treibstoffverbrauch des Motors in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen, das stufenlos verstellbare Getriebe so zu re geln, daß die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle gleich der Soll- Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle ist, ein Soll-Abtriebsmoment des Motors zu be rechnen, das notwendig ist, um das mindestens notwendige Soll-Antriebsdrehmoment der Antriebswelle zu erzeugen, und die Drossel so zu regeln, daß das Abtriebsmoment des Motors gleich dem Soll-Abtriebsmoment des Motors ist.

Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung des weiteren einen Sensor zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle des Fahrzeugs aufweist, wobei der Mikropro zessor des weiteren programmiert ist, ein Soll-Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle zu berechnen, indem die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch die Dreh geschwindigkeit der Antriebswelle dividiert wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der An triebswelle durch das Soll-Übersetzungsverhältnis der Eingangswelle dividiert wird.

Wenn das Fahrzeug des weiteren einen letzten Getriebesatz aufweist, der die Aus gangswelle und die Eingangswelle verbindet, ist es bevorzugt, daß der Regler des wei teren einen Sensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle aufweist, und daß der Mikroprozessor des weiteren programmiert ist, das Soll- Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu berechnen, indem die Soll- Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Ausgangs welle dividiert wird, das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes zu berechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch ein Überset zungsverhältnis des letzten Getriebesatzes dividiert wird, und das Soll- Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes durch das Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes geteilt wird.

Des weiteren ist bevorzugt, daß der Mikroprozessor des weiteren programmiert ist, die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle auf einen vorbestimmten Bereich zu be grenzen und das Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes basierend auf der Soll- Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle nach der Begrenzung zu berechnen.

Es ist außerdem bevorzugt, daß der Regler des weiteren einen Sensor zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle und einen Sensor zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle aufweist, wobei der Mikroprozessor des weiteren programmiert ist, ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle zu berech nen, indem die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle dividiert wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu be rechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle dividiert wird.

Wenn das Getriebe einen letzten Getriebesatz aufweist, der die Ausgangswelle und die Eingangswelle verbindet, ist es bevorzugt, daß der Regler des weiteren einen Sensor zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle und einen Sensor zum Er fassen einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle aufweist und der Mikroprozessor des weiteren programmiert ist, das tatsächliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu berechnen, indem die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch die Dreh geschwindigkeit der Ausgangswelle dividiert wird, das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes zu berechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch ein Übersetzungsverhältnis des letzten Getriebesatzes dividiert wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das Soll- Abtriebsdrehmoment des Getriebes durch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes dividiert wird.

Es ist auch bevorzugt, daß der Mikroprozessor eine Karte (map) aufweist, in der die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle spezifiziert ist, die einer Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeit und des mindestens notwendigen Antriebsdrehmoments der Antriebswelle entspricht.

In diesem Fall ist es des weiteren bevorzugt, daß die Soll-Drehgeschwindigkeit der Ein gangswelle innerhalb eines Bereichs bestimmt ist, der durch eine vorbestimmte, größte Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle und eine kleinste Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle, einem vorbestimmten, größten Übersetzungsverhältnis des Getrie bes und einem kleinsten Übersetzungsverhältnis des Getriebes sowie einer vorbe stimmten, größten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt ist.

Sowohl die Einzelheiten als auch weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind in der restlichen Beschreibung erläutert und in den dazugehörigen Zeichnungen gezeigt.

KURZE BEZEICHNUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemäßen Reglers für die Antriebskraft.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Funktion eines erfindungsgemäßen Reglers beschrieben ist.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Verfahren zum Regeln eines Überset zungsverhältnisses und einer Drosselöffnung beschrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.

Fig. 4 ist ähnlich der Fig. 2, zeigt aber ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 5 ist ähnlich der Fig. 3, zeigt aber das zweite Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 6 ist ähnlich der Fig. 2, zeigt aber ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 7 ist ähnlich der Fig. 3, zeigt aber das dritte Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 8 ist ähnlich der Fig. 2, zeigt aber ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 9 ist ähnlich der Fig. 3, zeigt aber das vierte Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 10 ist ähnlich der Fig. 2, zeigt aber ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 11 ist ähnlich der Fig. 3, zeigt aber das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfin dung.

Fig. 12 ist ein Diagramm, in dem die Charakteristika eines Motors dargestellt sind.

Fig. 13 zeigt ein Diagramm, in dem eine Beziehung zwischen einer Fahrzeugge schwindigkeit und einer Antriebskraft der Fahrzeugwelle dargestellt ist, um für verschiedene Übersetzungsverhältnisse den niedrigsten Treibstoffver brauch zu erhalten.

Fig. 14 zeigt ein Diagramm, in dem Kurven gezeigt sind, die Punkte für verschie dene Übersetzungsverhältnisse im Diagramm der Fig. 13 verbinden, die verschiedenen Drehgeschwindigkeiten des Motors entsprechen.

Fig. 15 zeigt eine weitere Form des Diagramms der Fig. 14, bei dem eine An triebskraft der Fahrzeugwelle als Parameter genommen ist.

Fig. 16 zeigt ein Diagramm, in dem ein Regelbereich des Übersetzungsverhält nisses eines Getriebes basierend auf dem Diagramm der Fig. 15 darge stellt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 der Zeichnungen ist gezeigt, daß ein Motor 1 eines Fahrzeugs mit einem stu fenlos verstellbaren Keilriemengetriebe 2 über einen Drehmomentwandler 6 verbunden ist.

Eine Ausgangswelle des stufenlos verstellbaren Keilriemengetriebes 2 ist mit den An triebsrädern des Fahrzeugs über Antriebswellen verbunden. Ein letzter Getriebesatz 10 und ein Differentialgetriebesatz 11 sind zwischen der Ausgangswelle des Getriebes 2 und den Fahrzeugantriebswellen angeordnet.

Der Motor 1 ist mit einer Drossel 5 versehen, welche eine Luftansaugmenge erhöht oder absenkt.

Die Drossel 5 ist eine elektronische Drossel, die nicht direkt mit einem Gaspedal 3 ver bunden ist, welches durch einen Fahrer betätigt wird. Sie wird durch einen Schrittmotor 4 angetrieben.

Der Schrittmotor 4 öffnet und schließt die Drossel 5 auf eine Soll-Drosselöffnung TVO* entsprechend einem Befehlssignal von einem Regler 13.

Ein Maß, um das das Gaspedals 3 niedergedrückt ist, wird durch einen Niederdrück- Sensor 14 des Gaspedals erfaßt und als ein Signal dem Regler 13 zugeführt.

Die Drosselöffnung TVO wird durch einen Drosselsensor 16 erfaßt und als ein Signal dem Regler 13 zugeführt.

Das stufenlos verstellbare Getriebe 2 ist mit einer Antriebsscheibe 7, einer Abtriebs scheibe 8 und einem um deren Scheibennuten mit V-förmigem Querschnitt geschlunge nen Keilriemen 9 versehen. Die Antriebsscheibe 7 ist über eine Eingangswelle 7A mit dem Drehmomentwandler 6 verbunden.

Die Abtriebsscheibe 8 ist über eine Ausgangswelle 8A mit dem letzten Getriebesatz 10 verbunden.

Auf die Antriebsscheibe 7 wirkt ein Öldruck Ppri, der durch eine Verstelleinrichtung 12 erzeugt wird. Auf die Abtriebsscheibe 8 wirkt ein Öldruck Psec, der durch die Verstellein richtung 12 erzeugt wird.

Die Scheiben 7, 8 ändern die Weite der Nuten mit V-förmigem Querschnitt proportional zum Öldruck und das Übersetzungsverhältnis wird kontinuierlich durch Vergrößern und Verkleinern des Umschlingungsradius' zwischen dem Keilriemen und den Scheiben verändert.

Die Verstellrichtung 12 ändert den Öldruck Ppri und Psec so, daß das tatsächliche Übersetzungsverhältnis einem Soll-Übersetzungsverhältnis i* entspricht, das vom Reg ler 13 ausgegeben wird.

Eine Drehgeschwindigkeit Npri der Antriebsscheibe 7 wird durch einen Drehgeschwin digkeitssensor 17 erfaßt und als ein Signal dem Regler 13 zugeleitet. Eine Drehge schwindigkeit Nsec der Abtriebsscheibe 8 wird durch einen Drehgeschwindigkeitssensor 18 erfaßt und als ein Signal dem Regler zugeleitet.

Zusätzlich wird dem Regler 13 ein Signal von einem Geschwindigkeitssensor 19 zuge leitet, welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP erfaßt.

Der Regler 13 weist einen Mikrocomputer auf, der einen Hauptprozessor (CPU), einen Speicher mit Lesezugriff (ROM), einen Speicher mit Lese- und Schreibzugriff (RAM) und eine E/A-(I/O-)Schnittstelle aufweist.

Der Regler 13 berechnet eine Soll-Drosselöffnung TVO* und das Soll-Übersetzungsver hältnis i* basierend auf den oben genannten Eingangssignalen. Die Drosselöffnung des Motors 1 und das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Getriebes 2 wer den durch Ausgabe entsprechender Signale an den Schrittmotor 4 und die Verstellein richtung 12 geregelt.

Als nächstes werden die Einzelheiten dieser Regelung unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 sowie 12-14 beschrieben.

Der Regler 13 ist mit einer Berechnungsfunktion 21 für das mindestens notwendige An triebsdrehmoment der Fahrzeugwelle, einer Berechnungsfunktion 22 für eine Soll-An triebsdrehgeschwindigkeit des Getriebes, einer Berechnungsfunktion 23 für das Soll- Übersetzungsverhältnis, einer Berechnungsfunktion 24 für die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle, einer Berechnungsfunktion 25 für das Übersetzungsverhältnis der An triebswelle, einer Berechnungsfunktion 26 für die Soll-Motorleistung und eine Berech nungsfunktion 27 für die Soll-Drosselöffnung versehen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Berechnungsfunktion 21 des mindestens notwendigen Antriebsdrehmoments der Antriebswelle ist eine Funktion zur Berechnung eines mindestens notwendigen An triebsdrehmoments Ts, um die Antriebswelle entsprechend dem Betriebszustand des Fahrzeugs basierend auf einem Maß APS, um das das Gaspedal niedergedrückt ist, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit VSP anzutreiben.

Dieses Berechnungsverfahren ist beispielsweise aus der Tokkai Hei Nr. 7-172217 aus dem Stand der Technik bekannt.

Die Berechnungsfunktion 22 für die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit des Getriebes be rechnet anhand des mindestens notwendigen Antriebsdrehmoments Ts und der Fahr zeuggeschwindigkeit VSP eine Soll-Drehgeschwindigkeit Ne* des Motors, um das min destens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Fahrzeugwelle bei der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP mit minimalem Treibstoffverbrauch zu erzeugen.

Die Berechnung wird unter Bezugnahme auf eine in der Fig. 14 gezeigten Karte durch geführt. Diese Karte wird anhand des in der Fig. 12 gezeigten Diagramms aufgefunden. Das Diagramm der Fig. 12 zeigt eine Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit Ne des Motors und einem Abtriebsdrehmoment Te des Motors.

In diesem Diagramm stellen äquivalente Treibstoffverbrauchslinien α (Linien gleichen Treibstoffverbrauchs), die durch gestrichelte Linien dargestellt sind, die Beziehung dar, bei der der Treibstoffverbrauch des Motors konstant gehalten wird, und äquivalente PS- Linien β (Linien gleicher Leistung), durch doppelt gepunktete Linien dargestellt, stellen die Beziehung dar, bei der die Motorleistung konstant gehalten wird.

Bei den äquivalenten Leistungslinien β stellt eine Kurve, die die Punkte kleinsten Treib stoffverbrauchs verbindet, eine Linie δ des minimalen Treibstoffverbrauchs dar, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist.

Die in der Fig. 13 gezeigte Kurve wird durch Umwandeln der Motordrehzahl Ne in die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP bei einem festen Übersetzungsverhältnis, durch Um wandeln des Abtriebsdrehmoments Te des Motors in das Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle und durch Darstellen der Linie δ des minimalen Treibstoffverbrauchs für jedes Übersetzungsverhältnis erhalten.

Außerdem stellen die Punkte A Punkte auf diesen Kurven dar, die einer festen Drehge schwindigkeit Ne des Motors entsprechen.

Das Diagramm der Fig. 14 zeigt Kurven, die diese Punkte A für verschiedene Drehge schwindigkeiten Ne des Motors verbinden.

In diesem Diagramm wird die Drehgeschwindigkeit Ne des Motors erhalten, mit der das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Fahrzeugwelle und die Fahrzeug geschwindigkeit VSP beim geringsten Treibstoffverbrauch erreicht wird. Dies ist bei spielsweise durch den Punkt Z dargestellt.

Bei einem Fahrzeug, bei dem das stufenlos verstellbare Getriebe 2 eingebaut ist, befin det sich der Drehmomentwandler 6 während der meisten Zeit, während der ein Drehmoment übertragen wird, in einem überbrückten Zustand.

In diesem Fall ist die Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri des Getriebes gleich der Motor drehgeschwindigkeit Ne.

Daher kann die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes mit Hilfe der Be rechnungsfunktion 22 für die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit des Getriebes berechnet werden, indem in einer Karte, die der Fig. 14 entspricht, nachgeschlagen wird.

Die Berechnungsfunktion 23 des Soll-Übersetzungsverhältnisses teilt die Soll-Antriebs drehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes, die durch die Berechnungsfunktion 22 für die Antriebsdrehgeschwindigkeit des Getriebes berechnet wurde, durch die Abtriebsdreh geschwindigkeit Nsec des Getriebes, berechnet ein Soll-Übersetzungsverhältnis i* und gibt ein entsprechendes Befehlssignal zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses an die Verstelleinrichtung 12.

Andererseits teilt die Berechnungsfunktion 24 für die Drehgeschwindigkeit der Antriebs welle die Drehgeschwindigkeit Nsec, die durch den Drehgeschwindigkeitssensor 18 er faßt wurde, durch ein Übersetzungsverhältnis i_F des letzten Antriebsgetriebesatzes 10, um die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle Ns zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 25 für das Soll-Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle teilt die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes durch die Drehgeschwindig keit Ns der Fahrzeugwelle, um das Soll-Übersetzungsverhältnis i_T* der Antriebswelle zu berechnen.

Zusätzlich teilt die Berechnungsfunktion 26 für die Soll-Motorleistung das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle, das durch die Berechnungsfunk tion 21 für das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle berech net wurde, durch das Soll-Übersetzungsverhältnis i_T* der Antriebswelle, um ein Soll- Abtriebsdrehmoment Te* des Motors zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 27 für die Soll-Drosselöffnung wandelt das Soll-Abtriebsdreh moment Te* des Motors in eine Soll-Drosselöffnung TVO* um und gibt ein entsprechen des Signal an den Schrittmotor 4 aus.

Als nächstes wird das vom Regler 13 ausgeführte Verfahren unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 3 beschrieben.

Zunächst wird in einem Schritt S1 das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle anhand des Maßes APS, um das das Gaspedals niedergedrückt ist, und anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP berechnet.

In einem Schritt S2 wird die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes mit Hilfe der in der Fig. 14 gezeigten Karte basierend auf dem mindestens notwendigen An triebsdrehmoment Ts der Antriebswelle und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP berech net.

Zusätzlich wird dieser Wert durch die Abtriebs-Drehgeschwindigkeit Nsec des Getriebes geteilt, um das Soll-Übersetzungsverhältnis i* zu berechnen, und ein entsprechendes Befehlssignal zum Wechseln des Übersetzungsverhältnisses wird ausgegeben.

In einem Schritt S3 wird die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes durch das Übersetzungsverhältnis i_F des letzten Antriebsgetriebesatzes 10 geteilt, um die Drehgeschwindigkeit Ns der Fahrzeugwelle zu berechnen.

In einem Schritt S4 wird die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes durch die Drehgeschwindigkeit Ns der Antriebswelle geteilt, um das Soll-Über setzungsverhältnis i_T* der Antriebswelle zu berechnen.

In einem Schritt S5 wird das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der An triebswelle durch das Soll-Übersetzungsverhältnis i_T* der Antriebswelle geteilt, um das Abtriebsdrehmoment Te* des Motors zu berechnen, und ein entsprechendes Signal zum Öffnen der Drossel wird ausgegeben.

Aufgrund der oben genannten Regelung des Übersetzungsverhältnisses und der Dros selöffnung durch den Regler 13 wird eine Kombination des Abtriebsdrehmoments des Motors und des Übersetzungsverhältnisses gewählt, die beim niedrigsten Treibstoffver brauch das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle erzeugt.

Daher kann bei einem mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe ausgestatteten Fahr zeug die notwendige Antriebskraft für das Fahrzeug sichergestellt werden, während der Treibstoffverbrauch auf ein niedriges Niveau gesenkt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei wird die Soll-Motorleistung Te* durch ein vom oben genannten, ersten Ausführungsbeispiel un terschiedliches Verfahren berechnet.

Als erstes teilt die Berechnungsfunktion 28 für das Soll-Übersetzungsverhältnis des Ge triebes die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes, die durch die Berech nungsfunktion 22 der Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit des Getriebes berechnet wurde, durch die Drehgeschwindigkeit Nsec der Abtriebsscheibe, um ein Soll-Über setzungsverhältnis i_c* des Getriebes zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 29 für das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes teilt das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Eingangswelle, das mit Hilfe der Berechnungsfunktion 21 für das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der An triebswelle berechnet wurde, durch das Übersetzungsverhältnis i_F des letzten Antriebs getriebesatzes 10, um ein Soll-Abtriebsdrehmoment T_c* des Getriebes zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 30 für das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors teilt das Soll- Abtriebsdrehmoment T_c* des Getriebes durch das Soll-Übersetzungsverhältnis i_c, um das Soll-Abtriebsdrehmoment Te* des Motors zu berechnen.

In der Fig. 5 ist gezeigt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Schritte S3-S5 des er sten Ausführungsbeispiels durch die Schritte S11-S13 ersetzt sind.

Der Schritt S11 entspricht der Berechnungsfunktion 28 des Soll-Übersetzungsver hältnisses des Getriebes, der Schritt S12 entspricht der Berechnungsfunktion 29 für die Soll-Leistung des Getriebes und der Schritt S13 entspricht der Berechnungsfunktion 30 für das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den oben genannten ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wurde die Soll-An triebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes zur Berechnung des Soll-Abtriebsdreh moments Te* des Motors verwendet.

Die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes kann in Abhängigkeit von der Regelung des Übersetzungsverhältnisses begrenzt werden und i_F ein Berechnungswert Npri*, der nicht begrenzt ist, wird zur Berechnung des Soll-Abtriebsmoments Te* des Motors berechnet, wodurch ein Fehler entstehen kann.

Daher fügt erfindungsgemäß ein Soll-Antriebsdrehzahlbegrenzer 31 eine Begrenzung der Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* hinzu.

Zu diesem Zweck ist im Flußdiagramm der Fig. 7 ein Schritt S21 vorgesehen.

Durch Berechnung des Soll-Abtriebsdrehmoments Te* des Motors basierend auf einer begrenzten Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit NpriS* des Getriebes kann der oben ge nannte Fehler ausgeschlossen werden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Soll-Abtriebsdrehmoment Te* des Motors durch ein von den Verfahren der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele unterschiedli ches Verfahren berechnet.

Die Berechnungsfunktion 32 des Übersetzungsverhältnisses der Antriebswelle der Fig. 8 teilt die Drehgeschwindigkeit Npri der Antriebsscheibe 7, die durch den Drehge schwindigkeitssensor 17 erfaßt ist, durch die Drehgeschwindigkeit Ns der Antriebswelle, die durch die Berechnungsfunktion 24 der Drehgeschwindigkeit berechnet wurde, um so ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis i_T der Antriebswelle zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 33 der Soll-Motorleistung berechnet das Soll-Abtriebs drehmoment Te* des Motors, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle, das durch die Berechnungsfunktion 21 für das mindestens not wendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle berechnet wurde, durch das tatsächli che Übersetzungsverhältnis i_T der Antriebswelle geteilt wird.

Im Flußdiagramm der Fig. 9 entspricht ein Schritt S31 der Berechnungsfunktion 32 des Übersetzungsverhältnisses der Antriebswelle und ein Schritt S32 entspricht der Berech nungsfunktion 33 der Soll-Motorleistung.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Soll-Abtriebsdrehmoment Te* des Motors durch ein Verfahren berechnet, das sich von einem jeden Verfahren der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele unterscheidet.

Die Berechnungsfunktion 34 für das tatsächliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes, die in der Fig. 10 gezeigt ist, teilt die Drehgeschwindigkeit Npri der Antriebsscheibe 7, die durch den Drehgeschwindigkeitssensor 17 erfaßt ist, durch die Drehgeschwindigkeit Nsec der Abtriebsscheibe 8, die durch den Drehgeschwindigkeitssensor 18 erfaßt wur de, um ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis i_c des Getriebes zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 29 des Soll-Abtriebsdrehmoments des Getriebes teilt das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle, das durch die Be rechnungsfunktion 21 des mindestens notwendigen Antriebsdrehmoments der An triebswelle berechnet wurde, durch das Übersetzungsverhältnis i_F des letzten Antriebs getriebesatzes 10, um das Soll-Abtriebsdrehmoment T_c* des Getriebes auf zum zweiten Ausführungsbeispiel identische Art und Weise zu berechnen.

Die Berechnungsfunktion 35 des Soll-Abtriebsdrehmoments des Motors teilt dann das Soll-Abtriebsdrehmoment T_c* des Getriebes durch das tatsächliche Übersetzungsver hältnis i_c des Getriebes, um das Soll-Abtriebsdrehmoment Te* zu berechnen.

Im Flußdiagramm der Fig. 11 entspricht der Schritt S41 der Berechnungsfunktion 34 des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes und der Schritt S42 der Be rechnungsfunktion 35 des Soll-Abtriebsdrehmoments des Motors.

Der Schritt S12 entspricht der Berechnungsfunktion 29 des Soll-Abtriebsdrehmoments des Getriebes, wie sie beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.

Bei allen obigen Ausführungsbeispielen wird die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes unter Bezugnahme auf die Karte entsprechend der Fig. 14 berechnet. Anstelle der Fig. 14 kann jedoch auch eine Karte verwendet werden, die der durchge zogenen Linie des Diagramms der Fig. 16 entspricht.

Dieses Diagramm wird nun beschrieben.

Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, dem mindestens notwendi gen Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle und der Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri des Getriebes im Diagramm der Fig. 14 wird durch das Diagramm der Fig. 15 er setzt, bei dem die Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri (Npri*) des Getriebes als vertikale Achse und das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment Ts der Antriebswelle als Parameter ausgedrückt sind.

Ein größtes Übersetzungsverhältnis i_max, ein kleinstes Übersetzungsverhältnis i_min, eine größte Antriebsdrehgeschwindigkeit N_max, eine kleinste Antriebsdrehgeschwindigkeit N_min und eine größte Fahrzeuggeschwindigkeit VSP_max sind, wie in der Fig. 16 gezeigt, relativ zu diesem Diagramm gesetzt und der durch diese Grenzwerte eingeschlossene Bereich dient als ein Bereich, bei dem die Regelung des Übersetzungsverhältnisses stattfindet.

Die Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* wird dann anhand der durchgezogenen Linie in diesem Bereich der Regelung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und dem mindestens notwendigen Antriebsdrehmo ment Ts der Antriebswelle aufgefunden.

Dieses Regelschema des Übersetzungsverhältnisses ähnelt bis auf der Verwendung des mindestens notwendigen Antriebsdrehmoments Ts der Antriebswelle als Parameter anstelle des Maßes APS, um das das Gaspedal niedergedrückt ist, dem Schema der herkömmlichen Regelung des Übersetzungsverhältnisses.

Wenn die Karte der Fig. 16 zur Regelung der Antriebskraft verwendet wird, um Lärm zu verhindern, ist es einfach, einen besonderen Bereich von der Regelung basierend auf dem geringsten Treibstoffverbrauch auszuschließen. Beispielsweise kann der Bereich, der durch das Oval in der Abbildung eingeschlossen ist und durch die Fahrzeugge schwindigkeit VSP und eine Soll-Antriebsdrehgeschwindigkeit Npri* des Getriebes be stimmt ist, vom Bereich der Regelung des Übersetzungsverhältnisses ausgeschlossen werden, um Lärm zu verhindern.

Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Verfahren und Äquivalente sämtlicher Vor richtungs-plus-Zweck-Merkmale (means plus function) der unten angeführten Ansprü che sollen jedwede Struktur, jedwedes Material oder jedwedes Verfahren zum Ausfüh ren der Funktionen in Kombination mit anderen Elementen, wie sie insbesondere bean sprucht sind, beinhalten. Die Ausführung der Erfindung, für die ein ausschließliches Ei gentum oder Recht beansprucht wird, ist wie folgt definiert.

Claims

1. Regler für die Antriebskraft zur Verwendung bei einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit einem Gaspedal (3), einem Motor (1) mit einer Drossel (5), die auf das Gaspedal (3) reagiert, eine Antriebswelle und ein stufenlos verstellbares Ge triebe (2) versehen ist, welches eine Drehgeschwindigkeit des Motors (1) in ei nem beliebigen Übersetzungsverhältnis ändert, wobei ferner das Getriebe (2) ei ne Eingangswelle (7A), die mit dem Motor (1) verbunden ist, und eine Aus gangswelle (8A) aufweist, die mit der Antriebswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler folgende Merkmale aufweist:
einen Sensor (19) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
einen Sensor (14) zum Erfassen eines Maßes, um das das Gaspedal (3) nieder gedrückt ist,
einen Sensor (18) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (8A) und
einen Mikroprozessor (13), der programmiert ist:

- ein mindestens notwendiges Antriebsdrehmoment der Antriebswelle an hand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Maßes, um das das Gaspedal (3) niedergedrückt ist, zu berechnen,
- eine Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle zu berechnen, um das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle beim ge ringsten Treibstoffverbrauch des Motors (1) basierend auf der Fahrzeug geschwindigkeit einzustellen,
- das stufenlos verstellbare Getriebe (2) so zu regeln, daß die Drehge schwindigkeit der Eingangswelle (7A) gleich der Soll-Drehgeschwindig keit der Eingangswelle ist,
- ein Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, das notwendig ist, um das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle zu erzeugen, und
- die Drossel (5) so zu steuern, daß das Abtriebsdrehmoment des Motors (1) gleich dem Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors ist.

2. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 1, der des weiteren einen Sensor (18, 24) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle aufweist, wobei der Mikroprozessor (13) weiter programmiert ist, ein Soll-Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle zu berechnen, indem die Soll-Drehgeschwindigkeit der Ein gan

gswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle geteilt wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das mindestens not wendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch das Soll- Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle dividiert wird.

3. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug des weiteren einen letzten Getriebesatz (11) aufweist, der die Ausgangswelle (8A) und die An triebswelle verbindet, wobei der Regler des weiteren einen Sensor (18) zum Er fassen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (8A) aufweist, und wobei der Mikroprozessor (13) des weiteren programmiert ist, das Soll-Übersetzungsver hältnis des Getriebes zu berechnen, indem die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle dividiert wird, das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes zu berechnen, indem das minde stens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch ein Überset zungsverhältnis des letzten Getriebesatzes (11) geteilt wird, und das Soll-Ab triebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das Soll-Abtriebsdreh moment des Getriebes durch das Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes geteilt wird.

4. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor (13) des weiteren programmiert ist, die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle auf einen vorbestimmten Bereich zu begrenzen und das Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes basierend auf der Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle nach dem Begrenzen zu berechnen.

5. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 1, der des weiteren einen Sensor (17) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle (7A) und einen Sen sor (18, 24) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle aufweist, wobei der Mikroprozessor (13) des weiteren programmiert ist, ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle zu berechnen, indem die Drehge schwindigkeit der Eingangswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Antriebs welle dividiert wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch das tatsächliche Übersetzungsverhältnis der Antriebswelle geteilt wird.

6. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug, das einen letzten Getriebesatz (11) aufweist, der die Ausgangswelle (8A) und eine An triebswelle verbindet, wobei der Regler des weiteren einen Sensor (17) zum Er fassen einer Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle (7A) und einen Sensor (18) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (8A) aufweist, und wobei der Mikroprozessor (13) des weiteren programmiert ist, das tatsächliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu berechnen, indem die Soll-Drehge schwindigkeit der Antriebswelle durch die Drehgeschwindigkeit der Ausgangs welle dividiert wird, das Soll-Abtriebsdrehmoment des Getriebes zu berechnen, indem das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebswelle durch ein Übersetzungsverhältnis des letzten Getriebesatzes (11) geteilt wird, und das Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors zu berechnen, indem das Soll- Abtriebsdrehmoment des Getriebes durch das tatsächliche Übersetzungsver hältnis des Getriebes geteilt wird.

7. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 1, wobei der Mikroprozessor (13) eine Karte aufweist, die eine Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle entspre chend einer Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem mindestens notwendigen Antriebsdrehmoment der Antriebswelle bestimmt.

8. Regler für die Antriebskraft nach Anspruch 7, wobei die Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle innerhalb eines Bereiches bestimmt ist, der durch eine vorbe stimmte, größte Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle sowie einer klein sten Soll-Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle, ein vorbestimmtes, größtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes sowie ein kleinstes Übersetzungsverhält nis des Getriebes sowie eine vorbestimmte, größte Fahrzeuggeschwindigkeit be stimmt ist.

9. Regler für die Antriebskraft zur Verwendung bei einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit einem Gaspedal (3), einem Motor (1) mit einer Drossel (5), die auf das Gaspedal (3) reagiert, einer Antriebswelle und einem stufenlos verstellbaren Getriebe (2) versehen ist, welches eine Drehgeschwindigkeit des Motors (1) in einem beliebigen Übersetzungsverhältnis ändert, wobei das Getriebe (2) eine Eingangswelle (7A), die mit dem Motor (1) verbunden ist, und eine Ausgangs welle (8A) aufweist, die mit der Antriebswelle verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Regler folgende Merkmale aufweist:
Einrichtung (19) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
Einrichtung (14) zum Erfassen eines Maßes, um das das Gaspedal (3) niederge drückt ist,
Einrichtung (18) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (8A), und
Einrichtung (13, S1) zum Berechnen eines mindestens notwendigen Antriebs drehmoments der Antriebswelle anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Maßes, um das das Gaspedal (3) niedergedrückt ist,
Einrichtung (13, S2) zum Berechnen einer Soll-Drehgeschwindigkeit der Ein gangswelle, um das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der Antriebs welle beim geringsten Treibstoffverbrauch des Motors (1) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen,
Einrichtung (13, S2) zum Regeln des stufenlos verstellbaren Getriebes (2), so daß die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle (7A) gleich der Soll-Drehge schwindigkeit der Eingangswelle ist,
Einrichtung (13, S5) zum Berechnen des Soll-Abtriebsdrehmoments des Motors, das notwendig ist, um das mindestens notwendige Antriebsdrehmoment der An triebswelle zu erzeugen, und
Einrichtung (13, S5) zum Regeln der Drossel (5), so daß das Abtriebsdrehmo ment des Motors (1) gleich dem Soll-Abtriebsdrehmoment des Motors ist.