DE4327654A1 - Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeuge, durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Ansprechen auf Steuerschalter, wie beispielsweise dem Einstellschalter und dem Wiederaufnahmeschalter automatisch auf eine Ziel-Reisegeschwindigkeit gesteuert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeuge, bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell auf eine Zielgeschwindigkeit gesteuert wird, wenn der Fahrer einen Steuerschalter betätigt, derart, daß der vorübergehende Abfall oder das Überschwingen der Fahrzeuggeschwindigkeit wirksam unterdrückt wird. Ferner betrifft die Erfindung die automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeuge, durch die das Nacheilen (hunting) der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Verzögerung der Antwort, welche sich aus dem kleineren als dem normalen oder dem größeren als dem normalen Fahrwiderstand des Fahrzeugs ergeben, wirksam unterdrückt werden.
Es sind automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt, durch die die Ziel-Reisegeschwindigkeit mittels eines Einstellschalters eingestellt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Betätigung eines Wiederaufnahmeschalters unmittelbar nach der Beschleunigung oder der Verzögerung des Fahrzeuges wieder automatisch auf die Ziel-Reisegeschwindigkeit gesteuert wird.
Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentschrift (Kokai) Nr. 62.299436 eine automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Ansteuern des mit dem Drosselventil gekoppelten Drosselstellgliedes unabhängig von dem von dem Fahrer des Fahrzeuges betätigten Gaspedals auf eine konstante Zielgeschwindigkeit gesteuert wird. Die Steuerung wird im Ansprechen auf das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und die Steuerschalter, wie beispielsweise dem Einstellschalter für die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit durchgeführt.
Jedoch wird im Falle der obigen herkömmlichen Vorrichtung das Drosselstellglied im Ansprechen auf die Abweichung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Zielgeschwindigkeit oder im Ansprechen auf die Veränderung der Beschleunigung gesteuert und keine besondere Steuerung wird während der Übergangsperiode unmittelbar nach der Betätigung der Steuerschalter durchgeführt. Sogar während der Übergangsperiode unmittelbar nach der Betätigung der Steuerschalter beginnt nämlich die Einstellung des Drosselventils nur nachdem die Abweichung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Zielgeschwindigkeit oder die Veränderung der Beschleunigung erfaßt wird. Somit fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit V während der Übergangsperiode unmittelbar nach der Einstellzeit t0, wie bei (a) in Fig. 13 gezeigt, zunächst weit unter die Zielgeschwindigkeit V0 und kehrt nach dem Ablauf einer beträchtlichen Zeitspanne wieder darauf zurück. Die stabile Fahrzeuggeschwindigkeit wird danach eingerichtet. Wie bei (b) in Fig. 13 gezeigt, läuft ferner eine beträchtliche Zeitspanne ab, bevor die Drosselposition (Öffnungsgrad) auf die Drosselposition A0 entsprechend der Ziel-Reisegeschwindigkeit V0 stabilisiert ist. Das Überschwingen der Drosselposition (Öffnungsgrad) A unmittelbar nach dem Einstellzeitpunkt t0 bewirkt eine abrupte Veränderung der Beschleunigung des Fahrzeuges, und erzeugt bei dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl. Ein ähnliches Problem ergibt sich, wenn das Fahren bei konstanter Reisegeschwindigkeit vorübergehend bei einer Notbremsung etc. aufgehoben wird und danach das Fahren mit der vorhergehenden konstanten Zielgeschwindigkeit V0 wieder aufgenommen wird.
Die herkömmliche automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung weist somit den folgenden Nachteil auf. Während der Übergangsperiode unmittelbar nach der Einstellung der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit oder unmittelbar, nachdem die Reisegeschwindigkeits-Steuerung wieder aufgenommen wird, fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit ab oder führt ein Überschwingen aus, da die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) des Drosselventils im Ansprechen auf die Abweichung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Zielgeschwindigkeit oder im Ansprechen auf die Veränderung der Beschleunigung des Fahrzeuges eingestellt wird. Dies erzeugt beim Fahrer ein unangenehmes Gefühl einer Verzögerung und Beschleunigung.
Außerdem wird gemäß der herkömmlichen automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung die Steuerverstärkung auf einen konstanten Pegel entsprechend der Fahrbedingung über flaches Land eingestellt, sogar wenn das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt. Somit weist die herkömmliche automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung den weiteren folgenden Nachteil auf. Wenn das Fahrzeug bergauf fährt, wird die Steuerverstärkung auf einen kleineren Wert als der optimale Pegel eingestellt. Als Folge davon verzögert sich die Antwort. Wenn das Fahrzeug andererseits bergab fährt, wird die Steuerverstärkung auf einen zu großen Wert eingestellt, derart, daß das Nacheilen (hunting) der Fahrzeuggeschwindigkeit bewirkt werden kann. In beiden Fällen wird der Fahrkomfort für den Fahrer beeinträchtigt.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung vorzusehen, durch die die vorübergehenden Ansprecheigenschaften unmittelbar nach der Einstellung und der Wiederaufnahme der Steuerung für konstante Reisegeschwindigkeit derart verbessert werden, daß der Abfall oder das Überschwingen der Fahrzeuggeschwindigkeit während der Übergangsperioden wirksam unterdrückt werden.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung vorzusehen, durch die die Ansprechverzögerung oder das Nacheilen (hunting) der Fahrzeuggeschwindigkeit wirksam unterdrückt wird, sogar wenn das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt.
Die erste Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch eine automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die folgende Merkmale umfaßt:
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung zum Einstellen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung und der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung verbunden ist, um eine erste Drossel-Zielposition zum Erreichen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Periode mit gleichförmigem Zustand auf der Basis der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der von der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellten Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
eine Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung zum Bestimmen eines Fahrwiderstands des Fahrzeuges;
eine Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer Motoreinstellbedingung einschließlich eines Getriebeübersetzungsverhältnisses eines zwischen einer Abtriebswelle des Motors und Fahrzeugrädern des Fahrzeuges eingefügten Getriebes;
eine Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung, die mit der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung und der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage des von der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung bestimmten Fahrwiderstands und des von der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung erfaßten Getriebeübersetzungsverhältnisses ein Ziel-Drehmoment des Motors zu bestimmen, welches erforderlich ist, um die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der Steuerung mit konstanter Reisegeschwindigkeit für das Fahrzeug zu erreichen;
eine zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage des von der Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung bestimmten Ziel-Drehmomentes eine zweite Drossel-Zielposition zu bestimmen, um die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während der Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der Steuerung mit konstanter Reisegeschwindigkeit für das Fahrzeug zu erreichen; und
eine Drossel-Steuereinrichtung, die mit der ersten und zweiten Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung verbunden ist, um die Drosselposition während der Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der Steuerung mit konstanter Reisegeschwindigkeit für das Fahrzeug auf die zweite Drossel-Zielposition und während eines gleichförmigen Zustands nach der Übergangsperiode auf die erste Drossel-Zielposition einzustellen.
Vorzugsweise berechnet die erste Drossel-Zielpositionberechnungseinrichtung die erste Drossel-Zielposition auf der Grundlage der erfaßten Geschwindigkeit und der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem proportionalen plus integralen Steuerverfahren.
Die zweite Aufgabe wird gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung durch eine automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung gelöst, welche die folgenden Merkmale umfaßt:
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung zum Einstellen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung zur Bestimmung eines Fahrwiderstandes des Fahrzeuges;
eine Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung, die mit der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung verbunden ist, um eine Steuerverstärkung der Drosselposition entsprechend dem von der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung bestimmten Fahrwiderstand zu bestimmen;
eine Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung, der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung und der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit, der von der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellten Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und der von der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung bestimmten Steuerverstärkung eine Drossel-Zielposition zum Erreichen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen; und
eine Drossel-Steuereinrichtung, die mit der Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung verbunden ist, um die Drosselposition auf die Drossel-Zielposition einzustellen.
Vorzugsweise berechnet die Berechnungseinrichtung für die Steuerverstärkung eine proportionale Verstärkung und eine integrale Verstärkung entsprechend zu dem Fahrwiderstand; und die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung berechnet die Drossel-Zielposition auf der Grundlage der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und der proportionalen und der integralen Steuerverstärkungen gemäß einem proportionalen plus integralen Steuerverfahren.
In sowohl dem ersten als auch dem zweiten Aspekt dieser Erfindung umfassen die Fahrwiderstands-Detektoreinrichtungen vorzugsweise:
eine Motordrehmoment-Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Ausgangsdrehmoments des Motors des Fahrzeuges;
eine Beschleunigungs-Detektoreinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung verbunden ist, um eine Beschleunigung des Fahrzeuges aus aufeinanderfolgenden Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßt werden;
eine Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer Motorbedingung einschließlich eines Getriebeübersetzungsverhältnisses eines mit einer Abtriebswelle des Motors verbundenen Getriebes; und
eine Berechnungseinrichtung, die mit der Mordrehmoment-Detektoreinrichtung, der Beschleunigungs-Detektoreinrichtung und der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung verbunden ist, um einen Fahrwiderstand auf der Grundlage des Motordrehmoments, der Beschleunigung und der Motoreinstellbedingung zu berechnen.
Ferner wird die Steuerung für konstante Reisegeschwindigkeit vorzugsweise im Ansprechen auf eine Betätigung eines Steuerschalters begonnen oder wieder aufgenommen. Die Steuerung für konstante Reisegeschwindigkeit wird nämlich im Ansprechen auf eine Betätigung eines Einstellschalters gestartet und im Ansprechen auf eine Betätigung eines Wiederaufnahmeschalters wieder aufgenommen. Außerdem bestimmt die Einstelleinrichtung für die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit als Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßt wird, wenn der Fahrer den Einstellschalter betätigt.
Es ist vorteilhaft, daß die Drosselsteuereinrichtung umfaßt:
Eine Drosselpositions-Sensoreinrichtung zum Erfassen der Drosselposition; und eine Drosselbetätigungseinrichtung zur Einstellung der Drosselposition, wobei die Drosselsteuereinrichtung die Drosselbetätigungseinrichtung so steuert, daß eine von der Drosselpositions-Sensoreinrichtung erfaßte Drosselposition mit der Drossel-Zielposition übereinstimmt.
Die Merkmale, die als für die Erfindung charakteristisch angesehen werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Der Aufbau und das Betriebsverfahren der Erfindung selbst wird jedoch aus der folgenden eingehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegende Zeichnungen am besten ersichtlich.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den Gesamtaufbau einer automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung gemäß dieser Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das den Funktionsaufbau der Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 und der Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3a ein Blockschaltbild, welches eine Ausführung der Detektoreinrichtung M1 für das Motordrehmoment zeigt;
Fig. 3b ein Blockschaltbild, das eine alternative Ausführung der Detektoreinrichtung M1 für das Motordrehmoment zeigt;
Fig. 3c ein Blockschaltbild, das eine andere alternative Ausführung der Detektoreinrichtung M1 für das Motordrehmoment zeigt;
Fig. 3d ein Blockschaltbild, das noch eine andere alternative Ausführung der Detektoreinrichtung M1 für das Motordrehmoment zeigt;
Fig. 4 ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ladewirkungsgrad CE und dem Ausgangsdrehmoment T des Motors zeigt;
Fig. 5 ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen den Umdrehungen pro Minute (UpM) Re und dem Ausgangsdrehmoment T des Motors für verschiedene Drosselpositionen zeigt;
Fig. 6 ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ansaugstutzen PM und dem Ausgangsdrehmoment T für einen großen und einen kleinen UpM-Wert des Motors zeigt;
Fig. 7 den Zusammenhang zwischen der Wassertemperatur F der Zylinderummantelung des Motors und dem Korrekturfaktor für das Ausgangsdrehmoment T;
Fig. 8 ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Eingangs/Ausgangs-UpM-Verhältnis des Drehmomentwandlers und der Drehmoment-Übertragungsrate K zeigt;
Fig. 9 ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der vorübergehenden Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 und dem Ziel-Drehmoment T0 für einen hohen und einen niedrigen UpM-Wert des Motors zeigt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, das einen Teil der Routine zum Durchführen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 11 zeigt den übrigen Teil der Routine in Fig. 10;
Fig. 12 ein Diagramm, in dem die Veränderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A für die Fälle verglichen werden, bei denen (1) die Steuerung für den Übergangszustand auf der Grundlage des Wertes des Fahrwiderstands R gemäß der Erfindung (die durchgezogene Kurven) durchgeführt wird, und (2) keine Steuerung für einen Übergangszustand durchgeführt wird (die strichpunktierten Kurven);
Fig. 13 ein Diagramm, das die Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A zeigt, unmittelbar nachdem die Reisegeschwindigkeits-Steuerung für den Fall der herkömmlichen automatischen Reisegeschwindigkeits- Steuervorrichtung eingestellt worden ist;
Fig. 14 ein Blockschaltbild, das einen alternativen Funktionsaufbau der Fahrwiderstand-Detektoreinheit und der Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit aus Fig. 1 gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, zeigt;
Fig. 15 ein charakteristisches Diagramm, das die Veränderungen der integralen Steuerverstärkung GEI und der proportionalen Steuerverstärkung GEP zeigt, die in der zweiten Ausführungsform verwendet werden in Bezug auf den Fahrwiderstand R des Fahrzeuges;
Fig. 16 ein Flußdiagramm, welches einen Teil der Routine zum Ausführen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt; und
Fig. 17 den übrigen Teil der Routine aus Fig. 16.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Abschnitte.
Bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Gesamtaufbau einer automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung gemäß dieser Erfindung zeigt. Ein auf der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 100 (die Welle, welche die Fahrzeugräder des Fahrzeuges über die letzten Untersetzungszahnräder etc. antreibt) angebrachter Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 1 erfaßt die Umdrehungen pro Minute UpM der Abtriebswelle des Getriebes 101 entsprechend der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V. Ein Sperrschalter 2 erfaßt den Neutralzustand des Getriebes 101. Ein UpM-Sensor 3 für die Drehmomentwandlerturbine erfaßt die Umdrehungen pro Minute UpM Rt der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 100. Der Drehmomentwandler 100 umfaßt eine Pumpe zum Antreiben einer Turbine über eine Arbeitsflüssigkeit, wodurch das Drehmoment der Abtriebswelle des mit seiner Turbine gekoppelten Drehmomentwandlers 100 erzeugt wird. Ein Motor-UpM-Sensor 4 erfaßt die Umdrehungen pro Minute UpM Re der Eingangswelle des Drehmomentwandlers 100 (die Umdrehung pro Minute UpM der Abtriebswelle des Motors, der die Pumpe des Drehmomentwandlers 100 antreibt). Ein Fahrzeuggewichts-Sensor 5 erfaßt das Fahrzeuggewicht W. Ein Bremsschalter 6 erfaßt, ob das Bremspedal getreten ist oder nicht. Das durch den Motor erzeugte Drehmoment wird über den Drehmomentwandler 100 und mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis über das Getriebe 101 übertragen. Die an dem Getriebe 101 und dem Drehmomentwandler 100 angebrachten Sensoren 1, 3, 4 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der UpM Rt der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 100 und der UpM Re des Motors können jeweils aus einem Impulsgenerator bestehen und können möglicherweise mit einem geeigneten Tiefpaßfilter zur Unterdrückung von Erfassungsveränderungen versehen sein.
Um das Drosselventil 8 zu bewegen, wird ein Gaspedal 7 von dem Fahrer des Fahrzeuges durchgetreten. Die Drosselposition (Öffnungsgrad) A des Drosselventils 8 wird von einem Drosselpositions-Sensor 9 erfaßt. Wenn die Reisegeschwindigkeits-Steuerung durchgeführt wird, stellt ein Drosselstellglied 10 das Drosselventil 8 unter der Steuerung einer Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 ein. Ein Luftdurchfluß-Sensor 11 erfaßt die Einlaßluftmenge B durch den Lufteinlaßkanal, der durch die Drosselposition (Öffnungsgrad) A des Drosselventils 8 eingestellt wird. Eine oben an einem Zylinder 102 des Motors angebrachte Zündkerze 12 zündet den Brennstoff, der von einem Brennstoffeinspritzer 13 in den Lufteinlaßkanal auf der stromaufwärts liegenden Seite des Zylinders 102 eingespritzt wird. Ein Zylinderdruck-Sensor 14 erfaßt den Zylinderinnendruck P des Zylinders 102 und ein Wassertemperatur-Sensor 15 erfaßt die Wassertemperatur F, die in der Ummantelung des Zylinders 102 herrscht. Ein Kurbelwellenwinkel-Sensor 16 erzeugt ein Kurbelwellenwinkelsignal Theta synchron mit der Umdrehung einer Kurbelwelle des Motors.
Eine Motor-Steuereinheit 17 zum Steuern des Motors im Ansprechen auf die Drosselposition (Öffnungsgrad) A, den Zylinderinnendruck P, die Einlaßluftmenge B, die Wassertemperatur F und das Kurbelwellenwinkelsignal Theta umfaßt eine Motordrehmoment-Detektoreinrichtung zum Detektieren des Ausgangsdrehmoments T des Motors, wie im folgenden beschrieben wird. Eine Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 erfaßt den Fahrwiderstand R auf der Grundlage des Ausgangsdrehmoments T, der Fahrzeugbeschleunigung Alpha, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird und den verschiedenen Einstellbedingungen des Motors. Eine Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 steuert die Drosselposition (Öffnungsgrad) A durch Ansteuern des Drosselstellgliedes 10. Die Steuerschalter 20 umfassen: den Einstellschalter zum Einstellen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Beginnen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung, einen Wiederaufnahmeschalter zur Wiederaufnahme der Reisegeschwindigkeits-Steuerung nach einer vorübergehenden Aufhebung davon, einen Löschschalter zum Löschen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung, etc.
Die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 erzeugt das Drossel-Steuersignal C für das Drosselstellglied 10 im Ansprechen auf den Fahrwiderstand R von der Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 und dem Einstellsignal für die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit von den Steuerschaltern 20, etc. und unterbricht die Reisegeschwindigkeits-Steuerung bei der Erfassung einer Notbremsung. Da die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 das Drosselventil 8 mittels des Steuerverfahrens mit offener Schleife steuert, muß die tatsächliche Drosselposition (Öffnungsgrad) A nicht an die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 zurückgeführt werden. Wenn dies jedoch erforderlich ist, kann die Drosselposition (Öffnungsgrad) A von dem Drosselpositions-Sensor 9 an die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 zurückgeführt werden, um die Rückführungs-Steuerung des Drosselstellgliedes 10 auszuführen.
Die Sensoren und Detektoren zum Zuführen von verschiedenen Parametern des Motors und des Fahrzeugzustandes umfassen: Den Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 1, den Sperrschalter 2, den Fahrzeuggewichts-Sensor 5, den Bremsschalter 6, den Drosselpositions-Sensor 9 und den Einstellschalter zum Einstellen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit der Steuerschalter 20, wie in Fig. 1 gezeigt. Eine Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1 der Motor-Steuereinheit 17 berechnet das Ausgangsdrehmoment T des Motors auf der Grundlage von beispielsweise der von dem Drosselpositions-Sensor 9 zugeführten Drosselposition (Öffnungsgrad) A etc.
Die Fig. 3a bis 3d zeigen Ausführungen der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1. Gemäß dem Aufbau aus Fig. 3a wird das Ausgangsdrehmoment T des Motors auf der Grundlage des von dem Zylinder-Drucksensors 14 zugeführten Zylinderinnendrucks P und des von dem Kurbelwellenwinkel-Sensors 16 zugeführten Kurbewellenwinkelsignals Theta bestimmt. Gemäß dem Aufbau aus Fig. 3b wird das Ausgangsdrehmoment T auf der Grundlage der von dem Luftdurchfluß-Sensor 11 zugeführten Einlaßluft B und der von dem Motor-UpM-Sensor 4 zugeführten Umdrehungen UpM Re des Motors bestimmt. Gemäß dem Aufbau aus Fig. 3c wird das Ausgangsdrehmoment T auf der Grundlage der von dem Drosselpositions-Sensor 9 zugeführten Drosselposition (Öffnungsgrad) A und den von dem Motor-UpM-Sensor 4 zugeführten Umdrehungen UpM Re des Motors bestimmt. Gemäß dem Aufbau in Fig. 3d wird das Ausgangsdrehmoment T auf der Grundlage des von dem Ansaugstutzendruck-Sensors M zugeführten Ansaugstutzen PM und den von dem Motor-UpM-Sensor 4 zugeführten Umdrehungen UpM Re bestimmt.
Gemäß dem Aufbau aus Fig. 3a wird das Ausgangsdrehmoment T des Motors auf der Grundlage des Zylinderinnendrucks P und des Kurbelwellenwinkelsignals Theta wie folgt bestimmt. Der angezeigte durchschnittliche effektive Druck Pi wird aus dem Zylinderdruck an dem n-ten Kurbelwellenwinkel Pn (falls der Kurbelwellenwinkel beispielsweise in Einheiten von 2 Grad gezahlt wird und Pn den Zylinderinnendruck P an dem Kurbelwellenwinkel 2n darstellt, wobei n zwischen 1 und 180° liegt), der Zylinderkapazität Y und der Änderung Delta Y der Zylinderkapazität pro Einheitswinkel (zum Beispiel 2°) unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet:
Pi = Σ (Pn×ΔY)/Y (1)
wobei die Summation über alle Werte von n (zum Beispiel von 1 bis 180°, derart, daß der Winkel 2n zwischen 2 und 360° liegt) durchgeführt wird. Das angezeigte Durchschnittsdrehmoment Ti wird aus dem angezeigten durchschnittlichen effektiven Druck Pi und der Zylinderkapazität Y unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet:
Ti =10×Y×Pi/(4π) (2).
Der angezeigte durchschnittliche effektive Druck Pi ist der Wert, der in der Ebene des Anzeigediagramms (Druck-Volumendiagramm) der Fläche entspricht, die die Kurve einschließt, die den Zylinderinnendruck P darstellt. Das angezeigte Durchschnittsdrehmoment Ti entspricht dem Gesamtdrehmoment, das durch die Verbrennung in dem Zylinder 102 erzeugt wird. Das Netto-Drehmoment Te, das tatsächlich erzeugt wird, wird aus dem angezeigten Durchschnittsdrehmoment Ti, wie durch die Gleichung (2) bestimmt, und dem Reibdrehmoment Tf unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet:
Te = Ti - Tf (3).
Andererseits wird gemäß dem Aufbau in Fig. 3b das Ausgangsdrehmoment T des Motors aus der Einlaßluft B und den Umdrehungen UpM Re des Motors wie folgt bestimmt. Zunächst wird der Ladewirkungsgrad CE des Zylinders aus der Einlaßluft B und den Umdrehungen UpM Re des Motors mittels der folgenden Gleichung (4) berechnet:
CE = B/Re (4).
Fig. 4 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ladewirkungsgrad CE und dem Ausgangsdrehmoment T des Motors zeigt. In einem Speicher (zum Beispiel einem ROM), welches einen Teil der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1 bildet, ist eine Tabelle gespeichert, die den Zusammenhang von Fig. 4 anzeigt. Somit wird durch Nachschlagen in der Tabelle das Ausgangsdrehmoment T aus dem Wert des Ladewirkungsgrades CE bestimmt.
Gemäß dem Aufbau aus Fig. 3c wird das Ausgangsdrehmoment T aus der Drosselposition (Öffnungsgrad) A und den Umdrehungen UpM Re des Motors wie folgt bestimmt.
Fig. 5 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen den Umdrehungen UpM Re und dem Ausgangsdrehmoment T des Motors für verschiedene Drosselpositionen zeigt. Das Ausgangsdrehmoment T ist eine Funktion von UpM Re und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A. Die Kurven in Fig. 5 stellen die Zusammenhänge zwischen den Umdrehungen UpM Re und dem Ausgangsdrehmoment T für jeweilige Werte der Drosselposition (Öffnungsgrad) A dar. Wie in der Figur dargestellt, nimmt der Wert des Ausgangsdrehmoments T mit dem Anstieg der Drosselposition (Öffnungsgrad) A zu. Die Werte des Ausgangsdrehmoments T, so wie sie von den Werten der Umdrehungen UpM Re und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A abhängen, sind als eine zweidimensionale Karte in dem Speicher gespeichert, der einen Teil der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1 bildet. Somit kann durch Nachschlagen in der Tabelle das Ausgangsdrehmoment T direkt aus den Umdrehungen UpM Re und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A bestimmt werden.
Gemäß dem Aufbau in Fig. 3d wird das Ausgangsdrehmoment T aus dem Ansaugstutzen PM und den Umdrehungen UpM Re des Motors wird folgt bestimmt. Fig. 6 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ansaugstutzen PM und dem Ausgangsdrehmoment T für einen hohen und einen niedrigen UpM-Wert des Motors zeigt. Das Ausgangsdrehmoment T ist somit eine Funktion des Ansaugstutzens PM und der Umdrehungen UpM Re und die zwei Kurven in Fig. 5 zeigen die Zusammenhänge zwischen dem Ansaugstutzen PM und dem Ausgangsdrehmoment T für jeweilige UpM Re. Die Werte des Ausgangsdrehmoments T, so wie sie von den Werten des Ansaugstutzens PM und den Umdrehungen UpM Re abhängen, sind als eine Karte in dem Speicher gespeichert, der einen Teil der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1 bildet. Somit wird durch Nachschlagen in der Karte das Ausgangsdrehmoment T direkt aus dem Ansaugstutzen PM und den Umdrehungen RpM Re bestimmt.
Außerdem hängt der Wert des Reibdrehmoments Tf etc., die den Wert des Ausgangsdrehmoments T wie oben bestimmt beeinflußt, von dem Wert der Wassertemperatur F ab. Somit sollte das Ausgangsdrehmoment T, so wie es durch die Aufbauten in Fig. 3a bis 3d erhalten wird, mit einem Korrekturfaktor multipliziert werden. Fig. 7 zeigt den Zusammenhang zwischen der Wassertemperatur F der Zylinderummantelung des Motors und dem Korrekturfaktor für das Ausgangsdrehmoment T. Eine Tabelle, die den Zusammenhang in Fig. 7 zeigt, ist in dem Speicher gespeichert, der einen Teil der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung M1 bildet. Durch Nachschlagen in der Tabelle wird der Korrekturfaktor entsprechend der Wassertemperatur F bestimmt und das Ausgangsdrehmoment T, so wie es durch eines der obigen Verfahren bestimmt wird, wird mit dem Korrekturfaktor multipliziert, um den korrigierten Wert des Ausgangsdrehmoments T zu erhalten.
Eine Beschleunigungs-Detektoreinrichtung M2 der Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 detektiert die Fahrzeugbeschleunigung Alpha aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Beschleunigungs-Detektoreinrichtung M2 bestimmt die Fahrzeugbeschleunigung Alpha des Fahrzeuges aus dem Unterschied zwischen der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i) und der vorangegangenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i-1). Beispielsweise wird das Inkrement V (i) - V (i-1) der Fahrzeuggeschwindigkeit V während eines vorgegebenen kurzen Intervalls (zum Beispiel von 0,1 bis 2 Sekunden) als der Wert der Fahrzeugbeschleunigung Alpha verwendet. Um die Veränderung des Erfassungswertes der Fahrzeugbeschleunigung Alpha zu reduzieren, kann ein geeignetes Tiefpaßfilter verwendet werden.
Die Steuerschalter 20 umfassen den Einstellschalter zum Beginnen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung und zum Einstellen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit. Im Ansprechen auf das Ausgangssignal von dem Einstellschalter stellt die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 die Fahrzeugziel-Reisegeschwindigkeit V0 ein.
Die Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmomentübertragungsrate, die in Fig. 1 gezeigt ist, und die im Falle eines Fahrzeuges mit einem Automatikgetriebe vorgesehen werden muß, umfaßt den UpM-Sensor 3 für die Drehmomentwandlerturbine und den Motor UpM-Sensor 4. Im Ansprechen auf die Ausgangssignale von dem UpM-Sensor 3 für die Drehmomentwandlerturbine und dem Motor UpM-Sensor 4 berechnet die Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmoment-Übertragungsrate zuerst das Eingangs/Ausgangs-UpM-Verhältnis des Drehmomentwandlers 100. Das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis repräsentiert das Durchrutschen zwischen der Eingangs- und den Ausgangs- bzw. Abtriebswellen des Drehmomentwandlers 100. Ferner berechnet die Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmomentübertragungsrate die Drehmomentübertragungsrate K aus dem Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis des Drehmomentwandlers 100, wie im folgenden beschrieben.
Fig. 8 ist ein charakteristisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Eingangs/Ausgangs-UpM-Verhältnis des Drehmomentwandlers und der Drehmomentübertragungsrate K zeigt. Die Eingangs- und Ausgangswellen des Drehmomentwandlers 100 sind normalerweise über eine Arbeitsflüssigkeit gekoppelt, die von einer Pumpe angetrieben wird und das Drehmoment der Eingangswelle wird über die Flüssigkeit auf die Ausgangs- (bzw. Abtriebs-) Welle übertragen. Wenn unter diesen Umständen kein Durchrutschen zwischen den Eingangs- und den Ausgangswellen auftritt (das heißt, daß die Eingangs-UpM und die Ausgangs-UpM gleich sind, nämlich (Ausgangs-UpM/Eingangs-UpM = 1)) wird über den Drehmomentwandler 100 kein Drehmoment übertragen (das heißt, daß die Drehmomentübertragungsrate K = 0 ist). So wie das Durchrutschen ansteigt (nämlich, so wie das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis abnimmt), steigt die Drehmomentübertragungsrate K an und der maximale Wert von K 190% wird erreicht, wenn die Ausgangswelle stationär ist (das heißt, das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis = 0). Das mit der Drehmomentübertragungsrate K multiplizierte Ausgangsdrehmoment des Motors wird an das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers 100 übertragen. In Fig. 8 fällt die Kurve, die die Drehmomentübertragungsrate K darstellt, von 190% auf 0, so wie das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis von 0 auf 1 ansteigt. In einem stabilen Fahrzustand können die Eingangs- und die Ausgangswellen des Drehmomentwandlers 100 jedoch mittels einer Verriegelungskupplung mechanisch gekoppelt werden, um den Energieverlust zu minimieren. Dann drehen sich die Eingangs- und die Ausgangswellen mit der gleichen Geschwindigkeit (das heißt, daß das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis gleich 1 ist) und die Drehmomentübertragungsrate K ist 100%.
Eine Tabelle, die den in Fig. 8 gezeigten Zusammenhang darstellt, ist in dem Speicher gespeichert, der einen Teil der Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmomentübertragungsrate bildet. Wenn die Verriegelungskupplung des Drehmomentwandlers 100 nicht eingerückt ist und die Eingangs- und die Ausgangswelle somit über die von der Pumpe angetriebene Flüssigkeit gekoppelt sind, existiert ein Durchrutschen zwischen den Eingangs- und den Ausgangswellen des Drehmomentwandlers 100. Die Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmomentübertragungsrate bestimmt somit die Drehmomentübertragungsrate K, indem sie zuerst das Ausgangs/Eingangs-UpM-Verhältnis wie oben beschrieben berechnet und indem sie dann in der Tabelle nachschlägt, die den Zusammenhang aus Fig. 8 zeigt. Wenn der Drehmomentwandler 100 verriegelt ist, sind die Eingangs- und die Ausgangswellen des Drehmomentwandlers 100 jedoch durch die Verriegelungskupplung mechanisch gekoppelt, so daß kein Durchrutschen zwischen den Eingangs- und den Ausgangswellen des Drehmomentwandlers 100 existiert. Dann ist die Drehmomentübertragungsrate K 100%.
Die Übersetzungsverhältnis-Bestimmungseinrichtung M4 umfaßt den Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 1 (der die Umdrehungen UpM der Ausgangswelle des Getriebes 101 detektiert) und den UpM-Sensor 3 für die Drehmomentwandlerturbine (der die UpM der Eingangswelle des Getriebes 101 detektiert). Im Falle des in Fig. 1 gezeigten Automatikgetriebes wird nämlich das Übersetzungsverhältnis G als das Verhältnis der Umdrehungen UpM Rt der Turbine des Drehmomentwandlers 100 (welche von dem UpM-Sensor 3 für die Drehmomentwandlerturbine erfaßt werden) zu den Umdrehungen UpM der Ausgangswelle des Getriebes 101 (welche von dem Fahrzeuggschwindigkeits-Sensor 1 erfaßt werden) bestimmt. Als alternative Vorgehensweise kann die Übersetzungsverhältnis-Detektoreinrichtung M4 das Übersetzungsverhältnis G aus den Getriebepositionsdaten des Getriebes 101 bestimmen. Außerdem wird im Falle des manuellen Getriebes das Übersetzungsverhältnis G als das Verhältnis der Umdrehungen UpM der Ausgangswelle der Kupplung (oder der Umdrehungen UpM Re des Motors, wenn die Kupplung eingerückt ist) zu den Umdrehungen UpM der Ausgangswelle des Getriebes (welche der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechen) bestimmt.
Der Sperrschalter 2 detektiert den Neutralzustand des Getriebes. Anstelle des Sperrschalters kann ein Neutralschalter als die Detektoreinrichtung für den Neutralzustand verwendet werden. Eine Kupplungs-Detektoreinrichtung M5, die beispielsweise aus einem Kupplungsschalter besteht, ist im Falle eines Fahrzeuges mit einem manuellen Getriebe vorgesehen. Die Kupplungs-Detektoreinrichtung M5 erfaßt den Einrück-Ausrück-Zustand der Kupplung des manuellen Getriebes. Der Fahrzeuggewichts-Sensor 5 zum Erfassen des Fahrzeugsgewichts W wird im Falle eines Fahrzeuges mit einem sich beträchtlich ändernden Gewicht, zum Beispiel einem Fahrzeug wie einem Lastwagen zum Transport von schweren Lasten, benötigt. Der Fahrzeuggewichts-Sensor 5 kann aus Lastzellen hergestellt sein, die an der Aufhängung des Fahrzeuges angebracht sind. Der Bremsschalter 6, der die Stromzufuhr an die Bremslampe steuert, detektiert, ob das Bremspedal durchgetreten ist oder nicht.
Die Bestimmungseinrichtung M3 für die Drehmomentübertragungsrate, die Bestimmungseinrichtung M4 für das Übersetzungsverhältnis, der Sperrschalter 2 (der den Neutralzustand des Getriebes erfaßt), die Kupplungs-Detektoreinrichtung M5 (im Falle eines Fahrzeuges mit einem manuellen Getriebe), der Fahrzeuggewichts-Sensor 5, der Bremsschalter 6 und der Drosselpositions-Sensor 9 bilden die Detektoreinrichtung für die Motoreinstellbedingung, um die Einstellbedingung des Motors zu erfassen. Die Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 berechnet den Fahrwiderstand R auf der Grundlage der Motoreinstellbedingung (einschließlich des Übersetzungsverhältnisses G), so wie sie von der Detektoreinrichtung für die Motoreinstellbedingung einschließlich der Übersetzungsverhältnis-Detektoreinrichtung M4 bestimmt wird. Die Berechnung des Fahrwiderstands R wird unter Verwendung der Gleichung (9), wie im folgenden beschrieben, ausgeführt.
Die Ziel-Drehmomentberechnungseinrichtung M6 berechnet das Zieldrehmoment T0 für die Übergangsperiode auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Übersetzungsverhältnis G, wenn sie im Ansprechen auf die Betätigung des Fahrzeugziel-Geschwindigkeitseinstellschalters, der in den Steuerschaltern 20 eingeschlossen ist durch den Fahrer, aktiviert wird. Die Ziel-Drehmomentberechnungseinrichtung M6 berechnet nämlich als den Wert des Ziel-Drehmomentes T0 das Ausgangsdrehmoment des Motors, bei dem das Fahrzeug bei der Ziel-Reisegeschwindigkeit fährt und die Fahrzeugbeschleunigung Alpha verschwindet. Das Ziel-Drehmoment T0 oder das Drehmoment des Motors, welches für das Fahren mit konstanter Reisegeschwindigkeit benötigt wird, wird aus dem Fahrwiderstand R, dem Übersetzungsverhältnis G (einschließlich des letzten Untersetzungszahnradverhältnisses) und dem Radius r der Fahrzeugräder des Fahrzeuges unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) berechnet:
T0 = R/(G×1/r) (5).
Auf der Grundlage des von der Ziel-Drehmomentberechnungseinrichtung M6 zugeführten Ziel-Drehmoments T0 bestimmt eine zweite Berechnungseinrichtung 22 für eine zweite Drossel-Zielposition die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2, um die Reisegeschwindigkeit während der Übergangsperiode unmittelbar nach der Fahrerbetätigung des Einstellschalters der Steuerschalter 20, durch den die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, zu erreichen. Andererseits bestimmt eine erste Berechnungseinrichtung 21 für eine erste Drossel-Zielposition die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 für das Fahren bei konstanter Reisegeschwindigkeit während des gleichmäßigen beziehungsweise Dauerzustandes auf der Grundlage der Abweichung Delta V der Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Zielgeschwindigkeit V0. Die erste und die zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtungen 21 und 22 werden selektiv aktiviert, in Abhängigkeit von der Tatsache, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in dem gleichförmigen oder in dem Übergangszustand befindet und erzeugen entweder die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 oder die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2.
Auf der Grundlage der von dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 1 zugeführten Fahrzeuggeschwindigkeit V und der von dem Einstellschalter der Steuerschalter 20 zugeführten Ziel-Geschwindigkeit V0 berechnet die erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21 die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 für den gleichmäßigen Zustand gemäß dem im folgenden beschriebenen Proportional-plus-Integral-Steuerverfahren.
Zunächst wird die Abweichung Delta V der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Ziel-Geschwindigkeit V0 für jede vorgegebene Periode (das heißt, der integrale oder akkumulierte Fehler EpsilonI) durch die folgende Gleichung (6) berechnet:
ΔV = εI = V0 - V (6).
Außerdem wird der Unterschied Delta V (i) zwischen der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i) und der vorhergehenden Fahrzeuggeschwindigkeit V (i-1) nur eine vorgegebene Periode vor der gegenwärtigen Periode (nämlich der proportionale Fehler EpsilonP) durch die folgende Gleichung (7) bestimmt:
ΔV( i ) = εP = V(i-1) - V(i) (7).
Als nächstes wird unter Verwendung des Integralfehlers EpsilonI und des proportionalen Fehlers EpsilonP, die aus den obigen Gleichungen (6) beziehungsweise (7) erhalten werden und der Steuerverstärkungs-Konstanten KI und KP die Änderung der Drosselposition Delta A, die zur Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die Zielgeschwindigkeit V0 benötigt wird, durch die folgende Gleichung (8) bestimmt:
ΔA = KI×εI + KP×εP (8).
Die erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21 addiert die Änderung der Drosselposition Delta A, die aus der Gleichung (8) erhalten wird, zu der gegenwärtigen Drosselposition (Öffnungsgrad) A, die von dem Drosselpositions-Sensor 9 detektiert wird, wodurch die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 für den gleichmäßigen beziehungsweise Dauerzustand erhalten wird.
Andererseits berechnet die zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 22 während der Übergangsperiode unmittelbar nach dem Einstell- oder dem Wiederaufnahmebetrieb die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 als die zum Erzeugen des Ziel-Drehmoments T0 erforderliche Drossel-Zielposition. Fig. 9 ist ein charakteristisches Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der vorübergehenden Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 und dem Ziel-Drehmoment T0 für einen hohen und einen niedrigen UpM-Wert des Motors zeigen. Die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 hängt von dem Ziel-Drehmoment T0 und den Umdrehungen UpM Re des Motors, wie in Fig. 9 gezeigt, ab. Durch Nachschlagen in der Karte in dem Speicher, der diese Abhängigkeit zeigt, bestimmt die zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 22 die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 aus dem Ziel-Drehmoment T0 und den Umdrehungen UpM Re des Motors, wenn sich das Fahrzeug in dem Übergangszustand befindet.
Die Drossel-Steuereinrichtung 23 (siehe Fig. 2), die aus einem elektrischen Drosselstellglied besteht, steuert die Position des Drosselventils 8 gemäß der Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 oder A2, in Abhängigkeit davon, ob sich das Fahrzeug in dem gleichmäßigen oder in dem Übergangszustand befindet. Außerdem gibt die Drossel-Steuereinrichtung 23 die Reisegeschwindigkeits-Steuerung des Drosselventils 8 im Ansprechen auf das Bremssignal von dem Bremsschalter 6 frei. Die Drossel-Steuereinrichtung 23 steuert die Drosselposition (Öffnungsgrad) A des Drosselventils 8 während des gleichmäßigen Zustandes entsprechend der ersten Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 und während des Übergangszustands entsprechend der zweiten Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2. Die Drosselposition (Öffnungsgrad) A kann an die Drossel-Steuereinrichtung 23 zurückgeführt werden, um die Rückführungs-Steuerung der Drosselposition (Öffnungsgrad) A durchzuführen. Die Berechnungseinrichtung M6 für das Ziel-Drehmoment, die erste und zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21 und 22 und die Drossel-Steuereinrichtung 23 bilden die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 aus Fig. 1.
Die Fig. 10 und 11 zeigen die Routine zum Durchführen der Reisegeschwindigkeits-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Die Routine wird gestartet, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird. Wenn die Routine beginnt, wird das RAM zum Speichern von temporären Werten, die in verschiedenen Berechnungen verwendet werden, gelöscht und die verschiedenen Parameter werden im Schritt S1 initialisiert. Beispielsweise wird der Fahrwiderstand R auf einen vorgegebenen Wert zum Fahren über flaches Land zurückgesetzt. Nach dem Schritt S1 werden die Schritte S2 und folgende wiederholt. Die Motor-Steuereinheit 17, die Fahrwiderstand-Detektoreinheit 18 und die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19 der Fig. 1, deren funktionelle Aufbauten in Fig. 2 dargestellt sind, können als ein Programm implementiert werden, welches in dem Speicher eines Mikrocomputers gespeichert ist.
Dann wird die Routine von dem Mikrocomputer im Ansprechen auf die verschiedenen Sensoren und Schalter etc. ausgeführt.
Im Schritt S2 werden Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren und Schaltern eingelesen. Der Mikrocomputer liest insbesondere die folgenden Signale: (1) die analogen Ausgänge von dem Zylinderdruck-Sensor 14, dem Drosselpositions-Sensor 9, dem Luftdurchfluß-Sensor 11, dem Wassertemperatur-Sensor 15, dem Fahrzeuggewichts-Sensor 5, etc., die durch (nicht dargestellte) A/D-Wandler in digitale Signale gewandelt werden; (2) die Impulssignale von dem Motor-UpM-Sensor 4, dem Kurbelwellenwinkel-Sensor 16, dem Drehmomentwandler-Turbinen-UpM-Sensor 3, dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 1, etc., deren Wellenformen durch (nicht dargestellte) Wellenformerschaltungen geformt werden; und (3) die digitalen Signale von der Kupplungs-Detektoreinrichtung M5, dem Bremsschalter 6, den Steuerschaltern 20 (einschließlich dem Einstellschalter und dem Wiederaufnahmeschalter), dem Freilaufschalter, etc. Außerdem können andere externe Informationen durch den Mikrocomputer eingelesen werden.
Als nächstes wird im Schritt S3 das Ausgangsdrehmoment T des Motors entsprechend einer der in den Fig. 3a bis 3d gezeigten Verfahren berechnet. Im Schritt S4 wird das Übersetzungsverhältnis G bestimmt und die Drehmomentübertragungsrate K auf der Grundlage der Umdrehungen UpM Re des Motors, den Umdrehungen UpM Rt der Turbine des Drehmomentwandlers 100 durch Nachschlagen in der Tabelle berechnet, die den Zusammenhang von Fig. 8 zeigt.
Als nächstes wird im Schritt S5 bestimmt, ob sich das Getriebe in der Neutralstellung befindet oder nicht (oder ob die Kupplung des Fahrzeuges ausgerückt ist). Falls die Bestimmung im Schritt S5 zutreffend ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S10 weiter. Sonst schreitet die Ausführung mit dem Schritt S6 fort. Im Schritt S6 wird auf der Basis des Bremssignals von dem Bremsschalter 6 bestimmt, ob das Bremspedal getreten ist oder nicht. Falls das Bremspedal nicht getreten ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S7 fort. Falls das Bremspedal gedrückt ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S10 fort, da aufgrund des Bremswiderstands der Fahrwiderstand R in dem-normalen Zustand nicht detektiert werden kann, falls das Bremspedal gedrückt ist. Im Schritt S7 wird bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als eine vorgegebene Referenzfahrzeuggeschwindigkeit Vr (zum Beispiel 40 km/h) ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S7 positiv ist (das heißt, V<Vr), dann schreitet die Ausführung zum Schritt S8 fort. Sonst verzweigt sich die Ausführung zum Schritt S10. Wenn somit die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als die vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit Vr (das heißt, V<Vr), wird verhindert (1), daß die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V als die Zielgeschwindigkeit V0 eingestellt wird, und (2) daß die Reisegeschwindigkeits-Steuerung ausgeführt wird.
Im Schritt S8 wird die Fahrzeugbeschleunigung Alpha aus dem Unterschied zwischen der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i) und der vorangegangenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i-1) berechnet. Als nächstes wird im Schritt S9 der Fahrwiderstand R aus dem Ausgangsdrehmoment T des Motors, dem Übersetzungsverhältnis G (einschließlich des letzten Untersetzungsgetriebeverhältnisses), der Fahrzeugbeschleunigung Alpha, dem Fahrzeuggewicht W (einschließlich des Rotationsgewichts, entsprechend der Momente der sich drehenden Teile des Fahrzeuges) und dem Radius r der Fahrzeugräder des Fahrzeuges gemäß der folgende Gleichung (9) berechnet:
R = T · G - (1/r) - α · W (9).
Das Fahrzeuggewicht W in Gleichung (9) umfaßt das Rotationsgewicht entsprechend der Momente der sich drehenden Teile des Fahrzeuges und wird folgendermaßen ausgedrückt:
W = W0 + W′ (10)
wobei der erste Ausdruck W0 das stationäre Gewicht des Fahrzeuges darstellt und der zweite Ausdruck W′ das Rotationsgewicht entsprechend der Momente der Drehteile des Fahrzeuges darstellt.
In Gleichung (10) hängt der genaue Wert des Rotationsgewichts W′ von dem Übersetzungsverhältnis G ab.
Somit ist es vorteilhaft, daß der Wert des Rotationsgewichts W′ in Gleichung (10) gemäß dem Wert des Übersetzungsverhältnisses G modifiziert wird.
Im Falle des Fahrzeuges mit einem Automatikgetriebe 101, das mit einem Drehmomentwandler 100, wie in Fig. 1 gezeigt, ausgerüstet ist, sollte das Übersetzungsverhältnis G in der obigen Gleichung (9) unter Berücksichtigung der Drehmomentübertragungsrate K durch den folgenden Wert G′ ersetzt werden:
G′ = G×K (11).
Gleichung (11) gibt das zusammengesetzte Übersetzungsverhältnis G′ des Drehmomentwandlers 100 und des Getriebes 101 an.
Die Ausführung fährt von den Schritten S5 bis S7 mit dem Schritt S10 fort, wenn der Fahrwiderstand R nicht berechnet werden kann. Somit wird im Schritt S10 der Fahrwiderstand R auf dem vorhergehenden Wert gehalten oder auf den Anfangswert für den Zustand zum Fahren über flaches Land zurückgesetzt. Im Schritt S11 wird die Reisegeschwindigkeits-Steuerung freigegeben und die Einstellung des Drosselventils 8 an die Steuerung des Gaspedals zurückgegeben. Somit wird die Kupplung, die das Drosselstellglied 10 mit dem Drosselventil 8 verbindet, ausgerückt und die Drosselposition (Öffnungsgrad) A kann auf die Null-Position zurückgeführt werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 der Teil der Routine beschrieben, der nach dem Schritt S9 ausgeführt wird.
Im Schritt S12 wird bestimmt, ob sich die Ausführung in dem Wartezustand für die Reisegeschwindigkeits-Steuerung befindet oder nicht. Die Bestimmung ist positiv im Schritt S12, wenn die Reisegeschwindigkeits-Steuerung gegenwärtig nicht wirksam ist. Falls sich das Fahrzeug gegenwärtig unter der Reisegeschwindigkeits-Steuerung befindet, ist die Bestimmung im Schritt S12 negativ und die Ausführung schreitet zum Schritt S13 fort. Falls andererseits die Bestimmung im Schritt S12 positiv ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S15 fort. Im Schritt S13 bestimmt die erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21 die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 wie oben beschrieben auf der Grundlage der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 (die während des vorangegangenen Ausführungszyklusses der Routine gesetzt wurde) und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V (die während des gegenwärtigen Ausführungszyklusses der Routine im Schritt S2 bestimmt wurde). Als nächstes schreitet die Ausführung zum Schritt S14 fort, in dem das Drosselstellglied 10 so gesteuert wird, daß die Drosselposition (Öffnungsgrad) A auf die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A1 eingestellt wird.
Falls die Bestimmung andererseits im Schritt S12 positiv ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S15 fort, in dem bestimmt wird, ob der Einstellschalter der von den Steuerschaltern 20 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S15 positiv ist (das heißt, wenn sich der Einstellschalter im EIN-Zustand befindet), schreitet die Ausführung zum Schritt S16 fort. Sonst schreitet die Ausführung zum Schritt S17 fort. Im Schritt S16 wird die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V als die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 eingestellt und die Ausführung schreitet zum Schritt S16 fort. Im Schritt S17 wird bestimmt, ob der Wiederaufnahmeschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S17 positiv ist (das heißt, wenn sich der Wiederaufnahmeschalter im EIN-Zustand befindet), schreitet die Ausführung zum Schritt S18 fort. Sonst kehrt die Ausführung zum Schritt S2 zurück, um die Routine aus den Fig. 10 und 11 zu wiederholen. Im Schritt S18 wird alte Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0, die während eines vorangegangenen Ausführungszyklusses des Durchlaufs gesetzt worden ist, wieder als die neue Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 eingestellt (das heißt gehalten) und die Ausführung schreitet zum Schritt S19 fort. Im Schritt S19 berechnet die Ziel-Drehmomentberechnungseinrichtung M6 auf der Grundlage des in dem vorangegangenen Schritt S9 bestimmten Fahrwiderstandes R das Ziel-Drehmoment T0, welches benötigt wird, um die Ziel-Reisegeschwindigkeit V0 während des Übergangszustandes unmittelbar nach Einstellung (Einschaltung) des Einstellschalters oder des Wiederaufnahmeschalters zu erreichen. Als nächstes berechnet die zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 22 im Schritt S20 die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 auf der Grundlage des Ziel-Drehmoments T0. Als nächstes schreitet die Ausführung zum Schritt S14 fort, in dem die Drossel-Steuereinrichtung 23 das Drosselstellglied 10 so steuert, daß das Drosselventil 8 auf die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 eingestellt wird. Nach dem Schritt S14 kehrt die Ausführung zum Schritt S2 zurück, um die Routine der Fig. 10 und 12 zu wiederholen.
Wie oben beschrieben wird der Fahrwiderstand R bestimmt, bevor die konstante Reisegeschwindigkeits-Steuerung ausgeführt wird und während des Übergangszustandes unmittelbar nach Einstellung der Ziel-Geschwindigkeit V0 oder unmittelbar nach Einschalten des Wiederaufnahmeschalters wird die zweite Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 direkt aus dem Fahrwiderstand R (Schritte S19 und S20 in Fig. 11) bestimmt. Somit wird die Drosselposition (Öffnungsgrad) A fast augenblicklich auf die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2 eingestellt, die benötigt wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V während der Übergangsperiode auf der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 zu halten. Als Folge davon kann das Abfallen der Fahrzeuggeschwindigkeit V etc. unmittelbar nach der Einstellung oder der Wiederaufnahme der Reisegeschwindigkeits-Steuerung wirksam vermieden werden.
Fig. 12 vergleicht die Veränderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselposition (Öffnungsgrad) A für die Fälle, bei denen (1) die Steuerung für den Übergangszustand auf der Grundlage des Werts des Fahrwiderstandes P gemäß dieser Erfindung (die durchgezogenen Kurven) ausgeführt wird, und (2) wenn keine Steuerung für den Übergangszustand ausgeführt wird (die strichpunktierten Kurven). Gemäß dieser Erfindung steigt die Drosselposition (Öffnungsgrad) A unmittelbar nach dem Einstellen des Einstellschalters bei t0 direkt von Null auf einen Pegel A0 an, der benötigt wird, um die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 beizubehalten. Der Pegel A0 gleicht im wesentlichen der Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A2, der von der zweiten Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 22 berechnet wird. Somit kehrt die Fahrzeuggeschwindigkeit V nach einem geringen Abfall auf die Ziel-Geschwindigkeit V0 zurück. Die Reisegeschwindigkeit wird somit innerhalb einer kurzen Zeit stabilisiert und die Veränderung der Beschleunigung des Fahrzeuges wird unterdrückt. Der Fahrer wird somit von unangenehmen Empfindungen befreit, die er während der Übergangsperiode erfährt. Fig. 12 zeigt die Übergangsperiode unmittelbar nach Einschalten des Einstellschalters. Der gleiche Vorteil wird erreicht, wenn die Reisegeschwindigkeits-Steuerung mittels des Wiederaufnahmeschalters wieder aufgenommen wird.
Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 17 der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das einen alternativen Funktionsaufbau der Fahrwiderstands-Detektoreinheit und der Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit aus Fig. 1 gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Der Aufbau ähnelt dem in Fig. 2 gezeigten mit den folgenden Ausnahmen: (1) die
Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 wird anstelle der Ziel-Drehmomentberechnungseinrichtung M6 aus Fig. 2 verwendet und (2) die
Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung besteht aus einer einzigen Einheit 21a, anstelle in die erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21 und die zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 22 unterteilt zu sein.
Die Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 berechnet die Steuerverstärkung GE entsprechend dem Fahrwiderstand R. Fig. 15 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Veränderungen der integralen Steuerverstärkung GEI und der proportionalen GEP, die in der zweiten Ausführungsform verwendet werden bezüglich des Fahrwiderstandes R des Fahrzeuges zeigt. Die Steuerverstärkung GE umfaßt zwei Komponenten: die integrale Steuerverstärkung GEI (die Komponente entsprechend der Abweichung Delta V der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0, wie oben durch Gleichung (6) angegeben) und die proportionale Steuerverstärkung GEP (die Komponente entsprechend dem Unterschied Delta V (i) zwischen der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V (i) und der vorangegangenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i-1) nur eine vorgegebene Periode vor der laufenden Periode, wie durch die obige Gleichung (7) angegeben. Die integrale Steuerverstärkung GEI und die proportionale Steuerverstärkung GEP sind Funktionen von dem Fahrwiderstand R und wie in Fig. 15 gezeigt, steigen deren Werte mit dem Anstieg des Fahrwiderstandes R an. Eine Tabelle, die die Werte der integralen Steuerverstärkung GEI und der proportionalen Steuerverstärkung GEP anzeigt, so wie sie von dem Wert des Fahrwiderstandes R abhängen, ist in dem Speicher (ROM) gespeichert, der einen Teil der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 bildet. Beim Empfang des Wertes des Fahrwiderstandes R von der Fahrwiderstands-Detektoreinheit 18 sieht die Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 in der Tabelle nach und bestimmt die Steuerverstärkung GE (das heißt, die integrale Steuerverstärkung GEI und die proportionale Steuerverstärkung GEP).
Auf der Grundlage der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Ziel-Geschwindigkeit V0 und der Steuerverstärkung GE (der integralen Steuerverstärkung GEI und der proportionalen Steuerverstärkung GEP) bestimmt die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21a die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 gemäß dem proportionalen-plus-integralen Steuerverfahren wie folgt.
Zunächst wird die Abweichung Delta V der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Ziel-Geschwindigkeit V0 für jede vorgegebene Periode (das heißt, der integrale oder akkummulierte Fehler EpsilonI durch die Gleichung (6) berechnet:
ΔV = εI = V0 - V (6).
Außerdem wird der Unterschied Delta V (i) zwischen der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V (i) und der vorangegangenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (i-1) nur eine vorgegebene Periode vor der laufenden Periode (nämlich der proportionale Fehler EpsilonP) durch die Gleichung (7) bestimmt:
ΔV (i) = εP = V (i-1) - V (i) (7).
Als nächstes wird unter Verwendung des aus den obigen Gleichungen (6) und (7) erhaltenen integralen Fehlers EpsilonI beziehungsweise des proportionalen Fehlers EpsilonP die zum Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die Ziel-Geschwindigkeit V0 benötigte Veränderung der Drosselposition Delta A durch die folgende Gleichung (12) bestimmt:
ΔA = GEI × εI + GEP × εP (12).
Die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21a addiert die aus Gleichung (12) erhaltene Veränderung der Drosselposition Delta A zu der von dem Drosselpositions-Sensor 9 detektierten laufenden Drosselposition (Öffnungsgrad) A, wodurch die laufende Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 erhalten wird.
Die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21a, die Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 und die Drossel-Steuereinrichtung 23 bilden die Reisegeschwindigkeits-Steuereinheit 19. Außer der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 und der Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21a sind die anderen Teile ähnlich zu den entsprechenden Teilen der ersten Ausführungsform.
Die Fig. 16 und 17 zeigen die Routine zur Ausführung der Reisegeschwindigkeits-Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Teil der Routine, die in Fig. 16 gezeigt ist, stimmt mit derjenigen aus Fig. 10 überein. Nach dem Schritt S9 und dem Schritt S11 wird der Teil der in Fig. 17 gezeigten Routine wie folgt ausgeführt.
Im Schritt S12 wird bestimmt, ob sich die Ausführung in dem Wartezustand für die Reisegeschwindigkeits-Steuerung befindet oder nicht. Wenn gegenwärtig die Reisegeschwindigkeits-Steuerung nicht bewirkt wird, ist die Bestimmung im Schritt S12 positiv. Wenn sich das Fahrzeug gegenwärtig unter der Reisegeschwindigkeits-Steuerung befindet, ist die Bestimmung im Schritt S12 negativ und die Ausführung schreitet zum Schritt S13 fort. Falls andererseits die Bestimmung im Schritt S12 positiv ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S16 fort.
Im Schritt S13 bestimmt die Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung M7 die Steuerverstärkung GE (die integrale Steuerverstärkung GEI und die proportionale Steuerverstärkung GEP) entsprechend dem im vorangegangenen Schritt S9 erhaltenen Fahrwiderstand R, indem sie in der Tabelle, die die Zusammenhänge der Fig. 15 zeigt, nachsieht. Als nächstes berechnet die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung 21a im Schritt S14 auf der Grundlage der Abweichung Delta V der im Schritt S2 erfaßten laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Ziel-Geschwindigkeit V0 die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 unter Verwendung der obigen Gleichung (12). Als nächstes schreitet die Ausführung zum Schritt S15 fort, in dem das Drosselstellglied 10 so gesteuert wird, daß die Drosselposition (Öffnungsgrad) A auf die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 eingestellt wird.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S12 positiv ist, schreitet die Ausführung zum Schritt S16 fort, in dem bestimmt wird, ob der Einstellschalter der Steuerschalter 20 eingeschaltet ist oder nicht. Falls die Bestimmung im Schritt S16 positiv ist, (das heißt, falls sich der Einstellschalter in dem EIN-Zustand befindet), schreitet die Ausführung zum Schritt S17 fort. Sonst schreitet die Ausführung zum Schritt S18 fort. Im Schritt S17 wird die laufende Fahrzeuggeschwindigkeit V als die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 eingestellt und die Ausführung kehrt zum Schritt S2 zurück, um die Routine aus den Fig. 16 und 17 zu wiederholen. Im Schritt S18 wird bestimmt, ob der Wiederaufnahmeschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S18 positiv ist (das heißt, wenn sich der Wiederaufnahmeschalter in dem EIN-Zustand befindet), schreitet die Ausführung zum Schritt S19 fort. Sonst kehrt die Ausführung zum Schritt S2 zurück, um die Routine aus den Fig. 16 und 17 zu wiederholen. Im Schritt S19 wird die alte Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0, die während eines vorangegangenen Ausführungszyklusses der Routine eingestellt worden ist, wieder als die neue Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 eingestellt (das heißt gehalten) und die Ausführung kehrt zum Schritt S2 zurück, um die Routine aus den Fig. 16 und 17 zu wiederholen. Im Falle, daß die Bestimmung im Schritt S16 oder S18 positiv ist und die Bestimmung im Schritt S12 in dem nächsten Ausführungszyklus negativ wird, werden die Schritte S13 bis S15 ausgeführt.
Somit wird gemäß der zweiten Ausführungsform die optimale Steuerverstärkung GE entsprechend dem Fahrwiderstand R im Schritt S13 berechnet und die Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 wird im Schritt S14 auf der Basis der optimalen Steuerverstärkung GE entsprechend dem Fahrwiderstand R bestimmt. Das Drosselstellglied 10 wird gemäß der Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 im Schritt S15 gesteuert. Somit können-die Probleme der herkömmlichen automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung wirksam beseitigt werden, nämlich (1) die Verzögerung des Ansprechens, wenn die Bedingung des Bergauf-Fahrens vorliegt, und (2) das Nacheilen der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Bedingung des Bergab-Fahrens vorliegt. Wenn das Fahrzeug bergauf fährt und der Fahrwiderstand R groß ist, wird nämlich ein größerer Wert der Steuerverstärkung GE entsprechend dem Fahrwiderstand R gemäß den in Fig. 15 gezeigten Zusammenhängen gewählt. Somit wird ein entsprechend größerer Wert der Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 für die gleiche Größe der Abweichung Delta V der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit V von der Ziel-Geschwindigkeit V0 so eingestellt, daß die Ansprechgeschwindigkeit der automatischen Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung verbessert. Wenn das Fahrzeug andererseits bergab fährt und der Fahrwiderstand R klein ist, wird ein kleinerer Wert der Steuerverstärkung GE entsprechend dem Fahrwiderstand R gewählt. Somit wird ein entsprechend kleinerer Wert der Drossel-Zielposition (Öffnungsgrad) A0 für die gleiche Größe der Abweichung Delta V so eingestellt, daß das Nacheilen der Fahrzeuggeschwindigkeit unterdrückt wird.

Claims (14)

1. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung zur Ausführung einer konstanten Reisegeschwindigkeits-Steuerung mit konstanter Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor, dessen Ausgangsdrehmoment (T) durch die Einstellung einer Drosselposition eines Drosselventils (8) gesteuert wird, wobei die automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung umfaßt:
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit (V);
eine Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung zum Einstellen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit (V0);
eine erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung und der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung verbunden ist, um eine erste Drossel-Zielposition zum Erreichen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Periode mit gleichförmigem Zustand auf der Basis der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der von der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellten Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
eine Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung zum Bestimmen eines Fahrwiderstands des Fahrzeuges;
eine Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer Motoreinstellbedingung einschließlich eines Getriebeübersetzungsverhältnisses eines zwischen einer Abtriebswelle des Motors und Fahrzeugrädern des Fahrzeuges eingefügten Getriebes;
eine Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung, die mit der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung und der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage des von der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung bestimmten Fahrwiderstands und des von der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung erfaßten Getriebeübersetzungsverhältnisses ein Ziel-Drehmoment des Motors zu bestimmen, welches erforderlich ist, um die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der konstanten Reisegeschwindigkeits-Steuerung für das Fahrzeug zu erreichen;
eine zweite Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage des von der Ziel-Drehmomentbestimmungseinrichtung bestimmten Ziel-Drehmomentes eine zweite Drossel-Zielposition zu bestimmen, um die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während der Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der konstanten Reisegeschwindigkeits-Steuerung des Fahrzeuges zu erreichen; und
eine Drossel-Steuereinrichtung, die mit der ersten und zweiten Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung verbunden ist, um die Drosselposition während der Übergangsperiode unmittelbar nach Beginn oder Wiederaufnahme der konstanten Reisegeschwindigkeits-Steuerung für das Fahrzeug auf die zweite Drossel-Zielposition und während eines gleichförmigen Zustands nach der Übergangsperiode auf die erste Drossel-Zielposition einzustellen.
2. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung umfaßt:
eine Motordrehmoment-Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Ausgangsdrehmoments des Motors des Fahrzeuges;
eine Beschleunigungs-Detektoreinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung verbunden ist, um eine Beschleunigung des Fahrzeuges aus aufeinanderfolgenden Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßt werden;
die Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung; und
eine Berechnungseinrichtung, die mit der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung, der Beschleunigungs-Detektoreinrichtung und der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung verbunden ist, um einen Fahrwiderstand auf der Grundlage des Motordrehmoments, der Beschleunigung und der Motoreinstellbedingung zu berechnen.
3. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Reisegeschwindigkeits-Steuerung im Ansprechen auf eine Betätigung eines Steuerschalters (20) begonnen oder wieder aufgenommen wird.
4. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Reisegeschwindigkeits-Steuerung im Ansprechen auf eine Betätigung eines Einstellschalters begonnen wird und im Ansprechen auf eine Betätigung eines Wiederaufnahmeschalters wieder aufgenommen wird.
5. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung die erste Drossel-Zielposition auf der Grundlage der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem proportionalen-plus-integralen Steuerverfahren berechnet.
6. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung bei der Betätigung des Einstellschalters erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit als die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
7. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel-Steuereinrichtung umfaßt:
eine Drosselpositions-Sensoreinrichtung (9) zum Erfassen der Drosselposition (A); und
eine Drossel-Betätigungseinrichtung zum Einstellen der Drosselposition (A);
wobei die Drossel-Steuereinrichtung die Drossel-Betätigungseinrichtung so steuert, daß die von der Drosselpositions-Sensoreinrichtung erfaßte Drosselposition während der Übergangsperiode mit der zweiten Drossel-Zielposition (A2) und während der Periode mit gleichförmigen Zustand mit der ersten Drossel-Zielposition (A1) übereinstimmt.
8. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung zur Ausführung einer konstanten Reisegeschwindigkeits-Steuerung eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor, dessen Ausgangsdrehmoment durch eine Einstellung einer Drosselposition eines Drosselventils gesteuert wird, wobei die automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung umfaßt:
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung zum Einstellen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung zur Bestimmung eines Fahrwiderstandes des Fahrzeuges;
eine Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung, die mit der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung verbunden ist, um eine Steuerverstärkung der Drosselposition entsprechend dem von der Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung bestimmten Fahrwiderstand (R) zu bestimmen;
eine Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung, der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung und der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung verbunden ist, um auf der Grundlage der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit, der von der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellten Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und der von der Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung bestimmten Steuerverstärkung eine Drossel-Zielposition zum Erreichen der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen; und
eine Drossel-Steuereinrichtung, die mit der Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung verbunden ist, um die Drosselposition auf die Drossel-Zielposition einzustellen.
9. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwiderstands-Detektoreinrichtung umfaßt:
eine Motordrehmoment-Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Ausgangsdrehmoments des Motors des Fahrzeuges;
eine Beschleunigungs-Detektoreinrichtung, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung verbunden ist, um eine Beschleunigung des Fahrzeuges aus aufeinanderfolgenden Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung erfaßt werden;
eine Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung zum Erfassen einer Motorbedingung einschließlich eines Getriebeübersetzungsverhältnisses eines mit einer Abtriebswelle des Motors verbundenen Getriebes; und
eine Berechnungseinrichtung, die mit der Motordrehmoment-Detektoreinrichtung, der Beschleunigungs-Detektoreinrichtung und der Motoreinstellbedingungs-Detektoreinrichtung verbunden ist, um einen Fahrwiderstand auf der Grundlage des Motordrehmoments, der Beschleunigung und der Motoreinstellbedingung zu berechnen.
10. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Reisegeschwindigkeits-Steuerung im Ansprechen auf eine Betätigung eines Steuerschalters begonnen oder wieder aufgenommen wird.
11. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Reisegeschwindigkeits-Steuerung im Ansprechen auf eine Betätigung eines Einstellschalters begonnen wird und im Ansprechen auf eine Betätigung eines Wiederaufnahmeschalters wieder aufgenommen wird.
12. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerverstärkungs-Berechnungseinrichtung eine proportionale Verstärkung und eine integrale Verstärkung entsprechend dem Fahrwiderstand berechnet; und
die Drossel-Zielpositionsberechnungseinrichtung die Drossel-Zielposition auf der Grundlage der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und der proportionalen und der integralen Steuerverstärkungen gemäß einem proportionalen-plus-integralen Steuerverfahren berechnet.
13. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitseinstelleinrichtung die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektoreinrichtung bei der Betätigung des Einstellschalters erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit als die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
14. Automatische Reisegeschwindigkeits-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel-Steuereinrichtung umfaßt:
eine Drosselpositions-Sensoreinrichtung zur Erfassung der Drosselposition; und
eine Drossel-Betätigungseinrichtung zur Einstellung der Drosselposition;
wobei die Drossel-Steuereinrichtung die Drossel-Betätigungseinrichtung so steuert, daß eine von der Drosselpositions-Detektoreinrichtung erfaßte Drosselposition mit der Drossel-Zielposition übereinstimmt.
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