DE60016500T2

DE60016500T2 - Abstandsbezogenes Fahrgeschwindigkeitsregelsystem

Info

Publication number: DE60016500T2
Application number: DE60016500T
Authority: DE
Inventors: Akira Hadano-shi Higashimata; Takenori Isehara-shi Hashizume
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-05-20
Also published as: EP1053903A2; US6405120B1; EP1053903A3; DE60016500D1; EP1053903B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung und ein Verfahren, um einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Einhaltung eines angemessenen Fahrzeugabstands zu folgen.
Die am 22. August 1995 veröffentlichte japanische Patentanmeldungserstveröffentlichung Nr. Heisei 7-223457 exemplifiziert eine zuvor vorgeschlagene Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung.
In der zuvor vorgeschlagenen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung erfolgten Zurückschaltvorgänge, um ein Übersetzungsverhältnis eines Fahrzeuggetriebes herabzusetzen (zurückzuschalten), das allgemein gemäß einem Fahrzeugabstand des Fahrzeugs zu einem vor dem Fahrzeug befindlichen vorausfahrenden Fahrzeug, dem Fahrzeugabstand und einer Fahrgeschwindigkeit sowie dem Fahrzeugabstand und einer relativen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug festgesetzt wird, individuell und separat je nach dem festgelegt, ob das Fahrzeug auf einer flachen Fahrbahnoberfläche, einem Gefälle (bergab) oder einer Steigung (bergauf) fährt, so dass immer ein angemessener Fahrzeugabstand aufrecht erhalten werden kann.
In der früher vorgeschlagenen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung, die in der oben identifizierten japanischen Patentanmeldungserstveröffentlichung beschrieben ist, ermittelt ein Regler, auf welchem Fahrbahntyp das Fahrzeug fährt, d.h. auf einer flachen Straße, einer Steigung oder einem Gefälle, und stellt eine Zurückschaltbedingung einer Gangposition eines Fahrzeuggetriebes ohne Berücksichtigung eines Fahrbahngradienten, aber unter Verwendung von empirisch oder experimentell ermittelten Karten ein.
Somit würde kein entsprechender Zeitpunkt des Zurückschaltvorgangs im Fahrzeuggetriebe als Reaktion auf einen tatsächlichen Fahrbahngradienten und eine Fahrzeugfahrbedingung erzielt und beim Fahrer stellt sich ein unangenehmes Gefühl (eine Diskrepanz mit einem Manöver des Fahrers) ein.
Um den oben beschriebenen Nachteil zu lösen, könnte man in Betracht ziehen, eine Karte (eine Datenbanktabelle) zu erzeugen, in der alle Fahrbahnen und Fahrzeugfahrbedingungen eingetragen sind. Zum Erzeugen einer solchen Karte wie oben beschrieben wäre jedoch eine riesige Datenmenge erforderlich. Es ist unmöglich, die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung mit der Karte zu realisieren.
Andererseits hat die vorliegende Anmelderin am 21. November 1997 die japanische Patentanmeldung Nr. Heisei 9-321402 in Japan eingereicht, die der am B. Juni 1999, d.h. nach dem Einreichungsdatum der japanischen Prioritätspatentanmeldungen in Japan (20. Mai 1999), veröffentlichten japanischen Patentanmeldungserstveröffentlichung Nr. Heisei 11-151952 entspricht. Die frühere Anmeldung beschreibt eine vorgeschlagene Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung. Diese japanische Patentanmeldung ist nicht der Stand der Technik gemäß 35 U. S. C. 102 und 35 U. S. C. 103 und stellt nicht den Stand der Technik gemäß Artikel 54(2) EPC dar.
In der vorgeschlagenen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung wird eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit, um den Ist-Fahrzeugabstand im Wesentlichen gleich einem Zielfahrzeugabstand zu machen, zu einem Fahrzeuggeschwindigkeitsregel- (Rechen-) Teil gesendet, der eine Zielantriebskraft errechnet, um jeweilige Regeleingriffe für einen Öffnungswinkel eines Motordrosselventils und für einen Bremsflüssigkeitsdruck eines Fahrzeugbremssystems durchzuführen.
Darüber hinaus berechnet der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil eine Verzögerungskraftmarge, die eine Differenz zwischen einem Verzögerungskraftbedarfswert, der ein von einem Tiefpassfilter durchgelassener Wert der Zielantriebskraft ist, und einer maximalen Verzögerungskraft in einer vierten (OD: Overdrive) Gangstellung gemäß der Zielfahrzeuggeschwindigkeit ist, die von einem Fahrzeugabstandsregelteil eingestellt wird. Wenn die Verzögerungskraftmarge über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, dann wird die Gangstellung vom vierten Gang (OD) in den dritten Gang (OD) geschaltet (Zurückschaltvorgang), worauf ein Hochschaltvorgang folgt, wenn die Verzögerungskraftmarge gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, die relative Geschwindigkeit nimmt zu, so dass der Fahrzeugabstand größer wird, und ein geschätzter Störwert, der einen Fahrbahngefällegradienten repräsentiert, wird kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert.
In der vorgeschlagenen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung kann zwar der Hochschaltvorgang gesperrt werden, bis das Fahrzeug auf dem geringeren Fahrbahngefällegradienten fährt, selbst in einem Fall, bei dem andere Hochschaltbedingungen, nämlich die Verzögerungsmarge und die relative Geschwindigkeit, erfüllt sind. Demzufolge kann ein so genanntes Schaltpendeln zwischen Hoch- und Zurückschalten verhütet werden. Aber in einem Fall, in dem das Fahrzeug auf einer flachen Fahrbahn oder auf einem geringen Gefällegradienten fährt, wie bei einer flachen Fahrbahn in einem Zwischenstück eines Gefälles mit steilem Gradienten wie z.B. bei einer Gebirgsstraße, werden die anderen Hochschaltbedingungen erfüllt und es kommt zu Schaltpendeln.
In dem Fall, in dem die Verzögerungskraftmarge anhand der Differenz zwischen dem Verzögerungskraftbedarfswert auf der Basis der Zielantriebskraft und der maximalen Verzögerungskraft auf der Basis der Zielfahrzeuggeschwindigkeit errechnet wird, da tritt häufig der Fall ein, dass das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug nicht mit dem Fahrzeugabstandssensor erfassen kann, weil das vorausfahrende Fahrzeug um eine Kurve fährt, wenn das Fahrzeug auf einem steilen Gefälle mit Haarnadelkurven wie auf der Gebirgsstraße fährt. In diesem Fall wird, da der Verzögerungskraftbedarfswert auf der Basis des Fahrzeugabstands errechnet wird, die Zielantriebskraft auf „0" zurückgesetzt, um den Hochschaltvorgang durchzuführen.
Wenn danach das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug hinter der oben beschriebenen Kurve wieder einholt, dann wird der Verzögerungskraftbedarfswert so groß, dass die Verzögerungskraftmarge den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, was ein Zurückschalten des Gangs eines Fahrzeuggetriebes bewirkt. Demzufolge kommt es immer zu dem oben beschriebenen Schaltpendeln, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung und ein Verfahren zum Verfolgen eines dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs bereitzustellen, die/das eine optimale Gangschaltungsregelung für das Fahrzeuggetriebe durch eine Änderung eines Umschaltschwellenwertes je nach einem Fahrbahngradienten erzielen kann, wobei ein Schaltpendeln mit Sicherheit selbst dann verhindert wird, wenn das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug auf einem langen Gefälle mit vielen Haarnadelkurven nicht einholen kann.
Die US-A-5669850 offenbart eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung und ein Verfahren jeweils gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 16.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitsregelverfahren gemäß Anspruch 16 bereit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein schematisches Schaltungsblockdiagramm einer Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf ein Kraftfahrzeug anwendbar ist.
1B ist ein schematisches Blockdiagramm eines in 1 gezeigten Nachfahr/-folgereglers.
2 ist ein Funktionsschaltungsblockdiagramm der in 1A gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeuggeschwindigkeitsservo- (Regel-) Teils in dem in 2 gezeigten Nachfahr/-folgeregler 20.
4 ist eine erläuternde Ansicht zum Veranschaulichen einer Kenndatenspeichertabelle, die eine Beziehung zwischen einem Zurückschaltschwellenwert (TH_D) und einem Hochschaltschwellenwert (TH_U) darstellt.
5 ist ein Funktionsablaufschema zum Erläutern eines Beispiels für einen Gangstellungsermittlungsvorgang, der von einem Gangstellungsermittlungsteil in der ersten Ausgestaltung des Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteils ausgeführt wird.
6A bis 6E bilden zusammen einen Zeitchart zum Erläutern eines Vorgangs in der in 1A gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsvorrichtung, wenn das Fahrzeug auf einem Gefälle mit einem relativ mäßigen Gradienten fährt.
7A bis 7B bilden gemeinsam einen Zeitchart zum Erläutern eines Vorgangs der in 1A gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung, wenn das Fahrzeug auf dem Gefälle mit relativ steilem Gradienten fährt.
8 ist ein Funktionsblockdiagramm der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Funktionsablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für eine Hochschaltspenzeitdauer, die von einem Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteil ausgeführt wird.
10 ist ein Funktionsablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für den Gangstellungsermittlungsvorgang in der zweiten Ausgestaltung des Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteils.
11A bis 11F bilden gemeinsam einen Zeitchart zum Erläutern eines Vorgangs der in 1A gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung, wenn das Fahrzeug auf dem Gefälle mit einem relativ mäßigen Gradienten des Gefälleteils in einem Zwischenstück eines langen Gefälles fährt.
12 ist ein Kennliniendiagramm einer Regelungsdarstellung, die eine Hochschaltspenzeitdauer in einer dritten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung einstellt.
13 ist ein Funktionsablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für einen Umschaltsteuervorgang, der in dem Gangstellungsermittlungsteil in der dritten Ausgestaltung der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung ausgeführt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
Es wird nachfolgend auf die Zeichnungen Bezug genommen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
1. USGESTALTUNG
1A zeigt ein schematisches Schaltungsblockdiagramm einer Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1A bedeuten 1FL und 1FR das linke und rechte Vorderrad als gelenkte Fahrzeuge (oder nicht angetriebene Räder) und 1RL und 1RR das linke und rechte Hinterrad als angetriebene Räder.
Das linke und rechte Hinterrad 1RL und 1RR werden von der Antriebskraft eines Motors (Drehantriebsquelle) 2 rotational angetrieben, der über ein Fahrzeuggetriebe 3, eine Antriebswelle 4, eine Endgeschwindigkeitsuntersetzungs-Getriebeeinheit 5 und eine Radachse 6 übertragen wird.
Eine Scheibenbremse 7 ist um das linke und das rechte Vorderrad 1FL und 1FR sowie um das linke und das rechte Hinterrad 1RL und 1RR herum angeordnet, um auf die jeweiligen Räder eine Bremskraft aufzubringen. Eine Bremssteuerung 8 dient zum Regeln eines Bremsflüssigkeitsdrucks für jede der Scheibenbremsen 7 (d.h. die Bremssteuerung 8 betätigt einen Bremsaktuator, um den Ist-Bremsflüssigkeitsdruck im Wesentlichen gleich einem Zielbremsflüssigkeitsdruck zu machen).
Es wird bemerkt, dass die Bremssteuerung 8 so konstruiert ist, dass der Bremsflüssigkeitsdruck gemäß einer Niederdrückkraft eines Bremspedals (nicht dargestellt) aufgebaut wird, und so, dass der Bremsflüssigkeitsdruck gemäß einer Größe einer Zielantriebskraft F* aufgebaut wird, wenn die von einem Nachfahr/-folgeregler 20 übertragene Zielantriebskraft F* negativ ist.
Der Motor 2 ist mit einem Motorleistungsregler 9 ausgestattet, um eine Leistungsvariable des Motors 2 zu regeln.
Ein Verfahren zum Regeln einer Motorleistung kann ein Verfahren zum Einstellen eines Öffnungswinkels eines Motordrosselventils 2 oder ein Verfahren zum Einstellen eines Öffnungswinkels eines Leerlaufsteuerventils zum Regeln einer Leerlaufdrehzahl beinhalten. In der ersten Ausgestaltung kommt jedoch das Verfahren zum Einstellen des Öffnungswinkels des Drosselventils zur Anwendung.
Ferner ist für ein Automatikgetriebe 3 eine A/T-Getriebesteuerung 10 vorgesehen, um eine Gangposition des Getriebes 3 zu steuern. Wenn die A/T-Steuerung 10 ein OD- (Overdrive-) Sperrsteuersignal CS, das einen Logikwert von „1" repräsentiert, von dem nachfolgend beschriebenen Nachfahr/-folgeregler 20 empfängt, dann sperrt die A/T-Steuerung 10 eine Umschaltung in einen vierten (OD) Gang am Automatikgetriebe 3, um ein Zurückschalten in eine dritte Gangposition (dritter Gang) vorzunehmen. Beim Zurückschalten in die dritte Gangposition kehrt das OD-Sperrsignal CS auf einen Logikwert von „0" zurück, so dass ein Hochschaltvorgang von der dritten Gangposition in die vierte (OD) Gangposition erfolgt.
Andererseits erfasst ein Fahrzeugabstandssensor 12, der von einer Radareinheit als Fahrzeugabstandsdetektor gebildet wird, einen Fahrzeugabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug. Als Fahrzeugabstandssensor 12 kann ein Entfernungsmessinstrument zum Messen eines Fahrzeugabstands L unter Verwendung des Radars zum Messen des Fahrzeugabstands L verwendet werden, das z.B. einen Laserstrahl in einer vorderen Breitenrichtung ablenkend aussendet und einen reflektierten Laserstrahl von einem Gegenstand erhält, wie z.B. von einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Fahrzeug fährt.
Darüber hinaus ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 an einer Abtriebsachse des Automatikgetriebes 3 angeordnet, um eine Drehzahl der Abtriebsachse des Automatikgetriebes 3 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zu erfassen.
Jedes Ausgangssignal des Fahrzeugabstandssensors 12 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 wird in den Nachfahr/-folgeregler 20 eingegeben. Der Nachfahr/-folgeregler 20 regelt jede benötigte Funktion zur Bremssteuerung 8, dem Motorleistungsregler 9 und der A/T-Steuerung 10 auf der Basis des vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfassten Fahrzeugabstands L und von der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Nachfahr/-folgeregler 20 führt die Fahrzeugabstandsregelung durch, um dem vorausfahrenden Fahrzeug unter Beibehaltung eines angemessenen Fahrzeugabstands zu folgen. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug während der Fahrzeugabstandsregelung auf einem Gefälle fährt, dann wird ein Umschaltvorgang des Automatikgetriebes 3 mit einem Zurückschaltschwellenwert und einem Hochschaltschwellenwert gemäß der Größe des Gefälles gesteuert, um die Gangstellung des Automatikgetriebes 3 zu steuern.
Der Nachfahr/-folgeregler 20 beinhaltet, im Hinblick auf seine Hardware, einen Mikrocomputer mit einer CPU (Zentraleinheit) 20a, einen ROM (Festwertspeicher) 20b, einen RAM (Arbeitsspeicher) 20c, einen Eingangsport 20d, einen Ausgangsport 20c, einen gemeinsamen Bus, wie in 1B gezeigt ist.
Der Nachfahr/-folgeregler 20 beinhaltet funktionell einen Abstandsmesssignalverarbeitungsteil 21 zum Messen einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, an dem der Fahrzeugabstandssensor 12 betätigt wird, um den Laserstrahl in der vorderen Breitenrichtung ablenkend auszusenden, bis zu einem Zeitpunkt, an dem der reflektierte Laserstrahl von dem vorausfahrenden Fahrzeug empfangen wird, um den Fahrzeugabstand L des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug anhand der gemessenen Zeitdauer zu berechnen; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30, der eine Periode eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 misst, um die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu berechnen; einen Fahrzeugabstandsregelteil 40, der eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* berechnet, um den Fahrzeugabstand L auf einem Zielfahrzeugabstand L* zu halten, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs vom Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30 und des Fahrzeugabstands L vom Abstandsmesssignal-Verarbeitungsteil 30; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 50, der Vorgänge der Bremssteuerung 8, des Motorleistungsreglers 9 und der Getriebesteuerung 10 auf der Basis der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* und der vom Fahrzeugabstandsregelteil 40 berechneten relativen Geschwindigkeit ΔV steuert, um die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs im Wesentlichen gleich der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* zu machen.
Der Fahrzeugabstandsregelteil 40 beinhaltet Folgendes: einen Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 zum Berechnen der relativen Geschwindigkeit ΔV des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des Fahrzeugabstands L, der vom Abstandsmesssignal-Verarbeitungsteil 21 eingegeben wurde; einen Zielfahrzeugabstandseinstellteil 42, der einen Zielfahrzeugabstand L* zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30 eingegeben wurde; und einen Zielfahrzeuggeschwindigkeit-Rechenteil 43, der die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* berechnet, um den Fahrzeugabstand L auf der Basis der vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechneten relativen Geschwindigkeit ΔV und des vom Zielfahrzeugabstandseinstellteil 42 berechneten Zielfahrzeugabstands L* zu erzielen.
Der Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 wird von einem Bandpassfilter (BPF) gebildet, der den eingegebenen Fahrzeugabstand L z.B. in einem Bandpassfilter verarbeitet.
Der Bandpassfilter hat eine Transferfunktion, die in der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt werden kann.
Da ein Differentialterm eines Laplace-Transformationsoperators s in einem Zähler der Gleichung (1) enthalten ist, wird die relative Geschwindigkeit ΔV im Wesentlichen näherungsweise anhand der Differenzierung des Fahrzeugabstands L errechnet: F(s) = ω2s/(s2 + 2ζωcs + ωc2) (1)
In der obigen Gleichung (1) ist ωc = 2πfc.
Wie oben beschrieben, kann, da der Bandpassfilter mit der Transferfunktion gemäß Gleichung (1) als Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 verwendet wird, die Berechnung der oben beschriebenen relativen Geschwindigkeit ΔV einen solchen nachteiligen Fall vermeiden, der im Hinblick auf Geräuschinterferenz schwach ist und einen negativen Einfluss auf eine Fahrzeugdynamik (Fahrzeugverhalten) wie Fluktuationen ausübt, die in einer Fahrzeugkarosserie bei der Fahrzeugabstandsregelung in einem Fall auftreten, in dem eine vereinfachte Differentialberechnung anhand einer Variationsrate des Fahrzeugabstands L durchgeführt wird, um die relative Geschwindigkeit ΔV zu berechnen. Man stellt fest, dass eine Grenzfrequenz fc in der Gleichung (1) gemäß einer Größe einer im Fahrzeugabstand L enthaltenen Rauschkomponente und eines Toleranzwertes einer Beschleunigungsvariation in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie in einer kurzen Zeitperiode ermittelt wird.
Darüber hinaus kann die Berechnung der relativen Geschwindigkeit ΔV alternativ durch eine Differentialverarbeitung mit einem Hochpassfilter zum Fahrzeugabstand L anstatt des oben beschriebenen Bandpassfilters durchgeführt werden.
Außerdem berechnet der Zielfahrzeugabstands-Einstellteil 42 den Zielfahrzeugabstand L* gemäß der folgenden Gleichung (2) anhand einer Fahrzeuggeschwindigkeit V* des vorausfahrenden Fahrzeugs (Vt = Vs + ΔV), errechnet durch eine Addition der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zur relativen Geschwindigkeit ΔV und einer Zeitdauer To (so genannter Fahrzeugzeitabstand), während der das Fahrzeug eine Position Lo (Meter) hinter der aktuellen Position des vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht hat.
Das heißt: L* = Vt × To + Ls (2)
Da ein Konzept des Fahrzeugzeitabstands in die Berechnung des Zielfahrzeugabstands L* eingeht, wird der Zielfahrzeugabstand L* so eingestellt, dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeugabstand größer wird.
In der Gleichung (2) bedeutet Ls einen Anfangsfahrzeugabstand, wenn das Fahrzeug stoppt.
Ferner berechnet der Zielfahrgeschwindigkeitsrechenteil 43 die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* auf der Basis des Ist-Fahrzeugabstands L, des Zielfahrzeugabstands L* und der relativen Geschwindigkeit ΔV, um dem vorausfahrenden Fahrzeug unter Beibehaltung des Fahrzeugabstands L auf seinem Zielwert L* zu folgen. Insbesondere wird die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* gemäß der folgenden Gleichung (3) berechnet.
Das heißt, eine Ziel-Relativgeschwindigkeit ΔV * wird zunächst mit einer linearen Verbindung zwischen einem Wert einer Multiplikation einer Abstandsregelverstärkung fd mit einer Abweichung (L* – L) zwischen dem Zielfahrzeugabstand L* und dem Ist-Fahrzeugabstand L und einem Wert der Multiplikation einer Geschwindigkeitsregelverstärkung fv mit der relativen Geschwindigkeit ΔV berechnet. Dann wird, wie durch die folgende Gleichung (4) gezeigt wird, die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* durch Subtrahieren der Zielrelativgeschwindigkeit ΔV* von der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs Vt (= Vs + ΔV) berechnet. V* = fd(L* – L) + fdΔV (3) V* = V* – ΔV* (4)
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 50 beinhaltet einen Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51, der einen Antriebskraftbefehlswert For und einen geschätzten Störwert dv^– berechnet, um die eingegebene Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* im Wesentlichen gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu machen, und berechnet eine durch eine Abweichung dazwischen gebildete Zielantriebskraft F*; einen Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52, der eine Verzögerungskraftmarge F_DM auf der Basis der im Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51 berechneten Zielantriebskraft F* und der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* berechnet; einen Schwellenwerteinstellteil 53A, der einen Zurückschalt- und Hochschaltschwellenwert THD und THU auf der Basis des geschätzten Störwertes dv^– einstellt, der am Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51 berechnet wurde; und einen Umschaltpositionsermittlungsteil 54 zum Durchführen einer Ermittlung der Umschaltposition auf der Basis der vom Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 berechneten Verzögerungskraftmarge F_DM, dem vom Schwellenwerteinstellteil 53A eingestellten Zurückschaltschwellenwert TH_U, dem davon eingestellten Hochschaltschwellenwert TH_U und der vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechneten relativen Geschwindigkeit ΔV ermittelt wird.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51 wird von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsservosystem gebildet, z.B. mittels eines Robustes-Modell-Anpassungssteuerverfahrens, wie in 3 gezeigt ist. Im Einzelnen, das Fahrzeuggeschwindigkeitsservosystem beinhaltet einen Modellanpassungskompensator 51A, der den Antriebskraftbefehlswert For* auf der Basis der vom Fahrzeugabstandsregelteil 40 eingegebenen Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* berechnet; ein Subtrahierglied 51B, das den geschätzten Störwert dv^– von einem vom Modellanpassungskompensator 51A berechneten Antriebskraftbefehlswert For* subtrahiert; einen robusten Kompensator 51C, der den geschätzten Störwert dv^– auf der Basis der vom Subtrahierglied 51B ausgegebenen Zielantriebskraft F* und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet.
Man stellt fest, dass das Fahrzeug ein zu steuerndes Objekt ist und durch ein mathematisches Modell von Gv(s) repräsentiert wird, dessen manipulierte Variable die Zielantriebskraft F* ist und deren geregelte Variable die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs ist. Es wird angenommen, dass die Transferfunktion von Gv(s) kein Totzeitelement hat, das eine in einem Fahrzeugantriebsstrang inhärente Verzögerung ist.
Der Modellanpassungskompensator 51A ist ein Kompensator, um eine Ansprechcharakteristik eines Fahrzeugservosystems im Wesentlichen gleich einem Referenzmodell zu machen. Eine Ausgangsansprechcharakteristik wird mit einem Referenzmodell R₂(s) in einem Feedforward-Teil eingestellt, eine externe Störeliminierungsfunktion und eine Stabilität werden durch ein Referenzmodell R1(s) in einem Feedback-Teil ermittelt, um den Antriebskraftbefehlswert FOR anhand der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu berechnen.
Der robuste Kompensator 51C beinhaltet einen Antriebskraftbegrenzer 51a, um die eingegebene Zielantriebskraft F* auf eine maximale Antriebskraft im positiven Fall (und eine maximale Bremskraft im negativen Fall) zu begrenzen, die tatsächlich in dem Fahrzeug aufgebaut werden kann, ein Tiefpassfilter 51b, der die Antriebskraft F1 einschließlich dem vorliegenden Ist-Fahrbahngradienten und einem Modellfehler gemäß einem Ausgang des Antriebskraftbegrenzers 51a ableitet; einen Kompensator 51c zum Ableiten einer Bremskraft F2 durch seine Transferfunktion von H(s)/Gv(s), um die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu halten, die die Transferfunktion des Tiefpassfilters H(s) multipliziert mit einem umgekehrten Fahrzeugmodell von Gv(s) ist; und ein Subtrahierglied 51d zum Subtrahieren der Antriebskraft F1 vom Tiefpassfilter 51b.
Das Subtrahierglied 51d gibt den geschätzten Störwert dv^– einschließlich einem Fahrbahngradienten und dem Modellfehler aus. Man stellt fest, dass, da der geschätzte Störwert dv^– einen laufenden Widerstand auf dem in der flachen Fahrbahn enthaltenen Modellfehler absorbiert, eine Variation des Fahrbahngradienten als geschätzter Störwert erscheint.
Dann wird die vom Subtrahierglied 51B ausgegebene Zielantriebskraft F* zur Bremssteuerung 8 und zum Motorleistungsregler 9 gesendet. Wenn die Zielbremskraft F* einen negativen Wert hat und unter einen negativ größeren Wert als ein vorbestimmter Wert reduziert wird, der in einer Nähe eines unteren Grenzwertes eines durch Motorbremsung bewirkten Bremskraftbereiches eingestellt wird, dann wird der Bremsflüssigkeitsdruck jeder Scheibenbremse 7 so geregelt, dass die Bremskraft im Einklang mit der Größe der Zielantriebskraft F* aufgebaut wird, wenn die Zielantriebskraft F* einen positiven Wert hat.
Dann wird die von der Steuerung 51B ausgegebene Zielantriebskraft F* zur Bremssteuerung 8 und zum Motorleistungsregler 9 gesendet. Wenn die Zielbremskraft F* einen negativen Wert hat und unter einen negativ größeren Wert als ein vorbestimmter Wert reduziert wird, der in der Nähe eines untersten Grenzwertes eines durch Motorabbremsung bewirkten Bremskraftbereiches eingestellt wird, dann wird der Bremsflüssigkeitsdruck jeder Scheibenbremse 7 so geregelt, dass die Bremskraf im Einklang mit ihrer Größe aufgebaut wird. Der Motorleistungsregler 9 steuert insbesondere den Öffnungswinkel des Motordrosselventils, um die Antriebskraft im Einklang mit der Größe der Zielantriebskraft F* aufzubauen, wenn die Zielantriebskraft F* einen positiven Wert hat, und steuert den Öffnungswinkel des Motordrosselventils, um das Drosselventil völlig zu schließen, wenn die Zielantriebskraft F* negativ ist.
Wie oben beschrieben, da die Zielantriebskraft F* eine Vektorvariable ist, zeigt die Zielantriebskraft F* eine Zielbremskraft an.
Andererseits beinhaltet der Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52, wie in 3 gezeigt, einen Tiefpassfilter 52a (LPF), der eine Tiefpassfilterung mit einer Grenzfrequenz von etwa 0,5 Hz für die Zielbremskraft F* durchführt, um einen Verzögerungskraftbedarfswert F_D auszugeben; einen Maximalverzögerungsrechenteil 52b, der die maximale Verzögerung α_MAX gemäß einer Kenndatenspeichertabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen Verzögerung α und Fahrzeuggeschwindigkeit V repräsentiert, wenn die Gangstellung des Automatikgetriebes der vierte (OD) Gang und das Drosselventil völlig geschlossen ist; einen Vervielfacher 52c zum Berechnen einer maximalen Verzögerungskraft F_DMAX im vierten Gang (OD) durch Multiplizieren der maximalen Verzögerung α_MAX mit einer Kenndatenspeichertabelle, die eine Beziehung zwischen Verzögerung α und Fahrzeuggeschwindigkeit V darstellt, wenn die Gangstellung des Automatikgetriebes 3 der vierte (OD) Gang und das Drosselventil völlig geschlossen ist; einen Vervielfacher 52c zum Berechnen einer maximalen Verzögerungskraft F_DMAX im vierten Gang (OD) durch Multiplizieren der maximalen Verzögerung α_MAX, berechnet anhand eines Bruttogeschwindigkeitsreduzierverhältnisses (Verhältnis vierter Gang x Verhältnis letzter Gang); und ein Subtrahierglied 52d zum Berechnen der Verzögerungskraftmarge F_DM durch Subtrahieren der maximalen Verzögerungskraft F_DMAX vom Verzögerungskraftbedarfswert F_D.
Ferner, da der Schwellenwerteinstellteil 53A, wie in 3 gezeigt, den geschätzten Störwert dv^– empfängt, repräsentiert im Wesentlichen den von dem robusten Kompensator 51c ausgegebenen Fahrbahngradienten, bezieht sich der Schwellenwerteinstellteil 53A auf die Kenndatenspeichertabelle, die die Beziehung zwischen dem geschätzten Störwert dv^– und den Zurück- und Hochschaltschwellenwerten TH_D und TH_U repräsentiert.
Man stellt fest, dass in der in 4 gezeigten Kenndatentabelle der Zurückschaltschwellenwert TH_D eine Kennlinie LD zeigt, so dass dann, wenn das Fahrzeug auf einer flachen Fahrbahn fährt, d.h. bei einem Gefällegradienten von 0%, ein Maximalwert von TH_DMAX angezeigt wird, und wenn der Gefällegradient sehr mäßig bis zu etwa 4% reduziert wird, die Kennlinie LD sehr geringfügig reduziert wird, und wenn der Gefällegradient bei einem relativ steilen Gradienten in einem Bereich von 4% bis etwa 14% und wiederum um 14% oder mehr reduziert wird. Andererseits hat in der in 4 gezeigten Kenndatentabelle der Hochschaltschwellenwert TH_U eine weitere Kennlinie, so dass, wenn das Fahrzeug auf einem Gefällegradienten von 0% fährt, ein Maximalwert TH_UMAX angezeigt wird, der die Hälfte des Maximalwertes TH_DMAX beträgt, wenn der Gefällegradient um einen relativ mäßigen Betrag reduziert wird, wenn der Gefällegradient in einem Bereich von 4% bis 14% reduziert wird, dann wird die Linie LU um einen sehr mäßigen Gradienten reduziert. Während der Gefällegradient von 4% auf 14% geht, wird die Größe einer Differenz zwischen dem Zurückschaltschwellenwert TH_D und dem Hochschaltschwellenwert TH_D so eingestellt, dass sie wie in 4 gezeigt größer wird.
Der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 empfängt die vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechnete relative Geschwindigkeit ΔV, die vom Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 berechnete Verzögerungskraftmarge F_DM und die Zurück- und Hochschaltschwellenwerte TH_D und TH_U, die vom Schwellenwerteinstellteil 53A eingestellt werden, und ermittelt auf der Basis dieser Parameter, ob eine Umschaltung in den Overdrive OD möglich ist.
Der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 führt eine Umschaltpositionsermittlungsverarbeitung durch, die als Timer-Interrupt-Verarbeitung für jede vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Millisekunden), wie in 5 gezeigt, durchgeführt wird.
Zunächst liest in Schritt S1 der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, d.h. die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, die vom Verzögerungskraftmargenkalkulator 52 berechnete Verzögerungskraftmarge F_DM. Im nächsten Schritt S2 liest der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, nämlich die CPU 20a des Reglers 20, die vom Schwellenwerteinstellteil 53A eingestellten Hoch- und Zurückschaltschwellenwerte TH_D und TH_U und ermittelt auf der Basis dieser Parameter, ob eine Umschaltung in den Overdrive OD möglich ist.
Der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 führt eine Umschaltpositionsermittlungsverarbeitung durch, die als eine Timer-Interrupt-Verarbeitung für jede vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Millisekunden), wie in 5 gezeigt, ausgeführt wird.
Zunächst liest in Schritt S1 der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, d.h. die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, die vom Verzögerungskraftmargenkalkulator 52 berechnete Verzögerungskraftmarge F_DM.
Im nächsten Schritt S2 liest der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, nämlich die CPU 20a des Reglers 20, die Hoch- und Zurückschaltschwellenwerte TH_D und TH_U, die vom Schwellenwerteinstellteil 53A eingestellt werden, und die Routine geht über auf Schritt S3.
In Schritt S3 liest die CPU 20a des Reglers 20 die von der A/T-Steuerung 10 eingegebene aktuelle Gangstellungsinformation, um zu ermitteln, ob der vierte Gang (OD) oder der dritte Gang eingestellt ist, und die Routine geht über zu Schritt S4.
In Schritt S4 ermittelt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, ob die Verzögerungskraftmarge F_DM gleich oder kleiner als der Zurückschaltschwellenwert TH_D ist.
Wenn in Schritt S4 F_DM > TH_D ist, dann ermittelt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, dass die Marge in der Verzögerungskraft ausreichend ist, und die Timer-Interrupt-Routine wird beendet. Wenn F_DM ≤ T_HD ist, dann geht die Routine über auf Schritt S5. In Schritt S5 ermittelt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, ob ΔV < 0 ist.
Wenn die relative Geschwindigkeit ΔV positiv ist (ΔV > 0), dann ermittelt der Nachfahr/-folgeregler 20, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs hoch und der Fahrzeugabstand L lang ist, so dass keine Verzögerungsregelung erforderlich ist, und die Timer-Interrupt-Routine wird direkt beendet.
Wenn ΔV ≤ 0 ist, dann wird der Fahrzeugabstand L kurz, so dass sich die Fahrzeuge einander nähern, und die Routine geht über auf Schritt S6.
In Schritt S6 wird die vierte (OD) Gangstellung storniert. So gibt beispielsweise der Nachfahr/-folgeregler 20 das OD-Sperrsteuersignal CS mit einem Logikwert von „1" an die Automatikgetriebesteuerung 10 aus, um die Timer-Interrupt-Routine zu beenden.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S3 anzeigt, dass die Gangstellung der dritte Gang ist, dann geht die Routine in Schritt S7.
Die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20 ermittelt, ob die Verzögerungskraftmarge F_DM gleich oder größer als der Hochschaltschwellenwert TH_U ist.
Wenn F_DM < TH_U ist, dann ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, dass keine Verzögerungskraftmarge vorliegt, selbst bei Rückkehr in die vierte Gangstellung, und die Timer-Interrupt-Routine wird direkt beendet. Wenn F_DM ≥ TH_U ist, dann ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, dass eine Rückkehr in den vierten Gang eine ausreichende Verzögerungskraft ergibt, und die Routine geht zu Schritt S8.
In Schritt S8 ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, ob die relative Geschwindigkeit ΔV gleich oder größer als ein voreingestellter Wert ΔVs ist (z.B. – 3 km/h). Wenn in Schritt S8 ΔV < ΔVs (nein) ist, dann ermittelt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20, dass ein Zustand, in dem sich das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, fortbesteht, und die Routine wird direkt beendet. Wenn ΔV ≥ ΔVs ist, dann ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, dass die Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug fast ganz konvergiert ist, und die Routine geht zu Schritt S9. In Schritt S9 ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, ob der den Fahrbahngradienten repräsentierende geschätzte Störwert dv^– unter einem Einstellwert θs liegt.
Wenn in Schritt S9 dv^– ≥ θ s ist (ja), dann geht die Routine zu Schritt S10, wo der den Fahrbahngradienten repräsentierende geschätzte Störwert dv^– unter dem Einstellwert θs liegt. Wenn dv^– ≥ θ s ist, dann ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, dass das Fahrzeug weiter auf einem Gefälle fährt, und die Timer-Interrupt-Routine wird direkt beendet.
Wenn in Schritt S9 dv^– < θ s ist (nein), dann ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, dass das Fahrzeug wieder auf einer etwa flachen Fahrbahn fährt, und die Routine geht zu Schritt S10.
In Schritt S10 wird die laufende Timer-Interrupt-Routine nach dem OD-Sperrsteuersignal CS z.B. vom Logikwert „0" beendet, damit die Rückkehr in den vierten Gang an die Automatikgetriebesteuerung 10 ausgegeben werden kann.
Man stellt fest, dass der Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52, der Schwellenwerteinstellteil 53A und der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 den Umschaltpositionsermittlungsteil bilden.
Als Nächstes wird nachfolgend ein Vorgang der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in der oben beschriebenen ersten Ausgestaltung beschrieben.
Man nehme einmal an, das Fahrzeug fährt beispielsweise mit einer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h zum Zeitpunkt t1 in 6A (d.h. mit konstanter Geschwindigkeit), das Automatikgetriebe 3 steht im vierten Gang (OD), es gibt kein vorausfahrendes Fahrzeug in der vorderen Breitenrichtung des Fahrzeugs auf einem Gefälle mit einem relativ geringen Gefällegradienten. Da bei einer solchen Fahrbedingung kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, wird der vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfasste Fahrzeugabstand L unendlich. Da bei einer solchen Fahrbedingung wie oben beschrieben kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, wird der vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfasste Fahrzeugabstand L unendlich. Da ein Begrenzer (nicht dargestellt) für den Fahrzeugabstandssensor 12 vorhanden ist, bleibt der Fahrzeugabstand L, wie in 6B gezeigt, ständig auf maximal 120 Meter.
Der vom Zielfahrzeugabstandseinstellteil 42 eingestellte Zielfahrzeugabstand L* wird, wie in 6B, durch eine gestrichelte Linie angedeutet auf 40 Meter eingestellt. Die vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechnete relative Geschwindigkeit ΔV bleibt, wie in 6C gezeigt, auf „0".
Die vom Subtrahierglied 52d des Verzögerungskraftmargen-Rechenteils 52 ausgegebene Verzögerungskraftmarge F_DM beträgt, wie in 6D gezeigt, etwa + 800 N (N:Newton)).
Der Öffnungswinkel des Drosselventils TVO, der vom Motorleistungsregler 9 berechnet wird, wird, wie in 6E gezeigt, auf etwa 8° eingestellt, und die Gangstellung des Automatikgetriebes 3 wird, wie in 6E gezeigt, in den vierten Gang eingestellt.
Zu diesem Zeitpunkt beträgt die vom Subtrahierglied 52d des Verzögerungskraftmargen-Rechenteils 52 ausgegebene Verzögerungskraftmarge F_DM + 800 N (Newton), wie aus 6D hervorgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Öffnungswinkel TVO des vom Motorleistungsregler 9 gesteuerten Drosselventils entsprechend auf etwa 8°, wie in 6E gezeigt, eingestellt. Zusätzlich wird die Gangstellung des Automatikgetriebes 3, wie in 6E gezeigt, im Einklang mit dem Öffnungswinkel TVO des Drosselventils in den vierten Gang (OD) eingestellt.
Da das Fahrzeug auf einem Gefälle mit einer geringen Zahl von Gefällen fährt, wird der geschätzte Störwert dv^– mit einem relativ großen positiven Wert gemäß der Größe des Gefälles vom robusten Kompensator 51C ausgegeben und mittels des Subtrahiergliedes 51B von dem vom Modellanpassungskompensator 51A ausgegebenen Antriebskraftbefehlswert F_OR subtrahiert. Demzufolge hat die vom Subtrahierglied 51B ausgegebene Zielantriebskraft F* einen kleinen Wert im Vergleich zu dem Fall, in dem das Fahrzeug auf der flachen horizontalen Straße fährt, und storniert die durch das auf dem Gefälle fahrende Fahrzeug entstehende Beschleunigung.
Da also der geschätzte Störwert dv^– bei der Fahrt des Fahrzeugs auf dem Gefälle mit geringem Gradienten einen kleinen Wert hat, wird der Zurückschaltschwellenwert TH_D, der mit Bezug auf die in 4 gezeigte Kenndatenspeichertabelle berechnet wird, als der relativ große Wert so nahe wie die flache Straße eingestellt, und der Hochschaltschwellenwert TH_U wird auf einen relativ großen Wert eingestellt, der aber kleiner ist als der Zurückschaltschwellenwert TH_D.
Man nehme an, dass unter der oben beschriebenen Bedingung das Fahrzeug, dessen Geschwindigkeit in 6A durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist, das vorausfahrende Fahrzeug eingeholt hat, das stetig mit einer konstanten Geschwindigkeit von beispielsweise 70 km/h fährt, und die relative Geschwindigkeit ΔV zum vorausfahrenden Fahrzeug, die vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechnet wurde, – 8 m/s zum Zeitpunkt t2 beträgt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die vom Fahrzeugabstandsregelteil 43 berechnete Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, wie durch eine gestrichelte Linie in 6A angedeutet, allmählich reduziert.
Demgemäß wird die vom Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51 berechnete Zielantriebskraft F* durch einen relativ großen Gradienten, wie in 6D gezeigt, verringert. Somit wird der Öffnungswinkel TVO des Drosselventils so geregelt, dass der Wert TVO, wie in 6E gezeigt, abrupt auf 0 Grad geschlossen wird. Zum Zeitpunkt t3 hat die Zielantriebskraft F* einen negativen Wert. Zu diesem Zeitpunkt zeigt der Wert von TVO den völlig geschlossenen Zustand an und die durch die Motorbremsung bewirkte Bremskraft wird aufgebaut.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Fahrzeug auf der flachen horizontalen Straße ohne Gefälle fährt, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs allmählich gemäß der Reduzierung der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, wie in 6A gezeigt, reduziert, und die relative Geschwindigkeit ΔV wird in positiver Richtung allmählich von – 7 m/s auf null (ΔV→0) erhöht, wie in 6C gezeigt ist.
Andererseits wird der Verzögerungskraftbedarfswert F_D, der durch den Tiefpassfilter 52a am Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 passiert ist, wie durch die gestrichelte Linie in 6D angedeutet mit einer Phasennacheilung bis zu einer Reduzierung der Zielantriebskraft F* mäßig verringert. Demgemäß wird die Verzögerungskraftmarge F_DM mit einer Versatzvariable verringert, die der maximalen Verzögerungskraft F_DMAX mit Bezug auf den Verzögerungskraftbedarfswert FD entspricht, wie durch die strichpunktierte Linie in 6D angedeutet wird.
Wenn dann zum Zeitpunkt t4 die Verzögerungskraftmarge FDM kleiner wird als der Zurückschaltschwellenwert THD, dann geht die im Umschaltpositionssteuerverfahren von 5 gezeigte Routine von Schritt S5 zu Schritt S6, so dass das OD-Sperrsteuersignal CS des Logikwertes „1" an die Automatikgetriebesteuerung 10 ausgegeben wird. Demzufolge kommt es im Automatikgetriebe 3 zum Zurückschalten vom vierten Gang in den dritten Gang. Demzufolge kann die durch das Motorbremsen bewirkte Bremskraft erhöht werden.
Daher nähert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, und der Fahrzeugabstand L wird im Wesentlichen gleich dem Zielfahrzeugabstand L* gemacht, ohne ein Überschwingen, bei dem der Zielfahrzeugabstand L* überquert wird.
Dann besteht eine Erhöhungstendenz der Zielantriebskraft F* aufgrund der Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die durch die Erhöhung der Bremskraft aufgrund der Motorbremsung verursacht wird. Demgemäß wird die Verzögerungskraftmarge allmählich erhöht. Selbst dann, wenn die Verzögerungskraftmarge zum Zeitpunkt t5 über dem Zurückschaltschwellenwert TH_D liegt, ist die Gangstellung in dem in 5 gezeigten Umschaltsteuerverfahren der dritte Gang, und die Routine geht von Schritt S3 zu Schritt S7. Da die dritte Gangstellung nicht über dem Hochschaltschwellenwert TH_U liegt, der größer ist als der Zurückschaltschwellenwert TH_D, wird der dritte Gang beibehalten.
Danach befindet sich zum Zeitpunkt t4' gemäß 7B die Verzögerungskraftmarge über dem Hochschaltschwellenwert TH_U, und die relative Geschwindigkeit ΔV wird gleich oder größer als der Einstellwert ΔVs gemacht.
Dann erfolgt, wie in 7B gezeigt, ein früheres Zurückschalten vom vierten Gang (OD) in den dritten Gang. Daher kann die Bremskraft durch die starke Motorbremsung früher auf das Fahrzeug wirken. Deshalb kann mit Sicherheit ein Fall verhindert werden, bei dem der Fahrzeugabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug während der Fahrt auf einem Gefälle mit steilem Gradienten (einem relativ hohen Gradienten) abrupt verkürzt wird, so dass das Fahrzeug dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl verleiht.
Danach wird, wenn die Fahrt des Fahrzeugs auf dem Gefälle fortgesetzt wird, so dass das Gefälle größer ist als der Einstellwert θ s, die Timer-Interrupt-Routine direkt von Schritt S9 in dem in 5 gezeigten Umschaltsteuerverfahren beendet, selbst wenn die Verzögerungskraftmarge F_DM zu dem in 7A gezeigten Zeitpunkt t5' über dem Hochschaltschwellenwert TH_U liegt. Somit wird der dritte Gang beibehalten und ein Schaltpendelphänomen während der Fahrt des Fahrzeugs auf dem Gefälle kann verhindert werden.
Außerdem wird, wenn in den dritten Gang zurückgeschaltet wird, der Gradient des Gefälles auf dem Gefälle reduziert, so dass der geschätzte Störwert dv^– einen kleineren Wert anzeigt und unter den Einstellwert θ s reduziert wird, die Routine des Umschaltsteuerverfahrens gemäß 5 geht von Schritt S9 zu Schritt S10. In Schritt S10 wird das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0" von Schritt S9 an Schritt S10 ausgegeben. In Schritt S10 wird das OD-Spensteuersignal CS mit dem Logikwert „0" an die A/T-Steuerung 10 ausgegeben, so dass das Automatikgetriebe 3 wieder zurück in den vierten Gang (OD) geschaltet wird.
Ferner haben in einem Fall, in dem das Fahrzeug auf einer flachen horizontalen Fahrbahn fährt, sowohl der Zurückschalt- als auch der Hochschaltschwellenwert TH_D und TH_U größere Werte als die, die eingestellt wurden, als das Fahrzeug auf dem Gefälle fuhr, so dass es schwierig wird, den aktuellen Gang zurückzuschalten. Demzufolge kann ein unbeabsichtigtes oder unerwünschtes Zurückschalten verhütet werden und beim Fahrer des Fahrzeugs stellt sich während der Fahrt kein unangenehmes Gefühl ein.
Wie oben beschrieben, werden in der ersten Ausgestaltung der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung der Zurückschaltschwellenwert THD und/oder der Hochschaltschwellenwert TH_U variabel nach der Größe des Gradienten des Gefälles eingestellt, auf dem das Fahrzeug fährt. Im Einzelnen, wenn der Gradient des Gefälles zunimmt, dann werden sowohl der Zurückschalt- als auch der Hochschaltschwellenwert TH_D und TH_U reduziert, so dass es leicht zu einem Zurückschalten im Automatikgetriebe kommt, damit das Zurückschalten früher als gewöhnlich erfolgt. Demzufolge kann die durch das Motorbremsen bewirkte Bremskraft verhindert werden, um die Fahrzeugabstandsregelleistung zu verbessern.
Da der Differentialwert zwischen dem Zurückschaltschwellenwert TH_D und dem Hochschaltschwellenwert TH_U mit Zunahme des Gradienten des Gefälles größer wird, wird es schwierig, von der aktuellen Gangposition in die höhere Gangposition hochzuschalten. So kann mit Sicherheit immer das Schaltpendelphänomen verhindert werden. Daher, da der Fall, bei dem die Größe des Gefällegradienten unter dem Einstellwert θ s liegt, als die Bedingung hinzugefügt wird, so dass der Hochschaltvorgang nach dem Zurückschaltvorgang während der Fahrt des Fahrzeugs auf dem Gefälle durchgeführt wird.
Daher wird in dem Fall, in dem das Fahrzeug kontinuierlich auf dem Gefälle fährt, dessen Gradient gleich oder größer ist als der Einstellwert θ s, der Zurückschaltzustand fortgesetzt, so dass es zu keinem Schaltpendelphänomen kommt.
In der ersten Ausgestaltung werden sowohl der Zurückschalt- als auch der Hochschaltschwellenwert TH_D und TH_U kontinuierlich gemäß der Größe des Gradienten des Gefälles variiert, auf dem das Fahrzeug fährt, d.h. der geschätzte Störwert dv^–. Aber sowohl der Zurückschalt- als auch der Hochschaltschwellenwert TH_D und TH_U können stufenweise im Einklang mit einer Zunahme des Gradienten des Gefälles variiert werden.
In der ersten Ausgestaltung wird die Größe des Fahrbahngradienten des Gefälles anhand des von dem robusten Kompensator 51C ausgegebenen geschätzten Störwertes dv^– geschätzt.
Es kann jedoch ein Neigungsmesser an der Fahrzeugkarosserie installiert werden, um damit den Gradienten des Gefälles direkt zu messen. Alternativ kann, mit einer zuvor gemessenen Gradienteninformation, die in einem Fahrzeugnavigationssystem gespeichert ist, die Gradienteninformation zum Erfassen der Größe des Gradienten des vorliegenden Gefälles verwendet werden.
Ferner werden in der ersten Ausgestaltung der Zurückschalt- und Hochschaltvorgang zwischen dem vierten Gang (OD) und dem dritten Gang durchgeführt. Aber der Zurückschalt- und der Hochschaltvorgang können auch zwischen anderen als den oben beschriebenen Gangstellungen erfolgen. Die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Typen des Automatikgetriebes 3 anwendbar, ein stufenlos veränderliches Getriebe des Riementyps oder ein stufenlos veränderliches Getriebe des Toroidtyps.
Ferner werden in der ersten Ausgestaltung der Fahrzeugabstandsregelteil 40 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 50 von der in 1B gezeigten Hardware gebildet. Diese Regelteile 40 und 50 können durch Software gebildet werden.
Auf ähnliche Weise können auch, obwohl der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 das in 5 gezeigte Umschaltpositionssteuerverfahren durchführt, elektronische Schaltungen einer Kombination aus einem digitalen Computer, einem digitalen Komparator, OR-Schaltungen usw. verwendet werden.
In der ersten Ausgestaltung steuert der Nachfahr/-folgeregler 20 die durch das Fahrzeugbremssystem ausgeübte Bremskraft durch die Bremssteuerung 8, die den Bremsflüssigkeitsdruck jeder Scheibenbremse 7 während der Fahrzeugverzögerungsregelung regelt.
Die Fahrzeugbremssteuerung kann jedoch auch nur mittels der Motorbremsung durch die Schließsteuerung des Drosselventils und den Zurückschaltvorgang des Automatikgetriebes erfolgen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb zusätzlich zu einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb anwendbar.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung gemaß der vorliegenden Erfindung ist auf eine Drehantriebsquelle wie z.B. einen Elektromotor zusätzlich zu dem in der ersten Ausgestaltung beschriebenen Motor oder auf ein Hybridfahrzeug anwendbar, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor als Drehantriebsquelle verwendet.
2. AUSGESTALTUNG
8 zeigt ein Funktionsschaltblockdiagramm der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Man stellt fest, dass jedes Schaltungsblockdiagramm der in 8 gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung allgemein dasselbe ist, wie das in 2 gezeigte; das in der ersten bevorzugten Ausgestaltung beschrieben ist, aber anstelle des Schwellenwerteinstellteils 53A ist ein Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53B vorgesehen.
Somit werden der Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteil 53B und sein zugehöriger Teil 54 nachfolgend beschrieben.
Der Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53B empfängt den geschätzten Störwert dv^–, der im Wesentlichen den Gradienten der Fahrbahn repräsentiert, auf der das Fahrzeug fährt, von dem robusten Kompensator 51, und führt das in 9 gezeigte Hochschaltsperrsteuerverfahren durch, um das Spensteuersignal CS auszugeben.
Der in 9 gezeigte Hochschaltsteuervorgang wird als Timer-Interrupt-Routine für jede vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Millisekunden) ausgeführt.
In einem ersten Schritt SS1 liest die CPU 20a des Reglers 20 (d.h. der Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53B) den geschätzten Störwert dv^–, der den Fahrbahngradienten repräsentiert.
In Schritt SS2 ermittelt die CPU 20a des Reglers 20, ob der Fahrbahngradient dvs (der eingestellte Wert) einem relativ großen Gefällegradienten (z.B. 10%) entspricht.
Wenn in Schritt SS2 dv^– ≥ dvs ist, dann ermittelt der Regler 20, dass das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt, und die Routine geht über auf Schritt SS3.
In Schritt SS3 wird ein Zählwert N eines Software-Zählers um eins inkrementiert, und die Routine geht zu Schritt SS4.
In Schritt SS4 ermittelt der Regler 20, ob der Zählwert von N gleich oder größer als ein eingestellter Zählwert Ns ist (Ns entspricht beispielsweise 60 Sekunden).
Wenn in Schritt SS4 N < Ns ist, dann geht die Routine zu Schritt SS6. Wenn in Schritt SS4 N ≥ Ns ist, dann geht die Routine zu Schritt SS5. In Schritt SS5 wird der Zählwert N Ns (N = Ns) zugewiesen, und die Routine geht zu Schritt SS6.
In Schritt SS6 wird das Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „1" an den Umschaltpositionsermittlungsteil 54 ausgegeben, und der Timer-Interrupt-Vorgang wird beendet und kehrt zu einer vorbestimmten Hauptprogrammroutine zurück.
Wenn andererseits in Schritt SS2 dv^– < dvs ist, dann ermittelt der Regler 20, dass das Fahrzeug auf der flachen horizontalen Straße oder einem Gefälle mit einem relativ kleinen Fahrbahngradienten fährt. Dann geht die Routine zu Schritt SS7.
In Schritt SS7 ermittelt der Regler 20, ob der Zählwert N null oder positiv ist. Wenn in Schritt SS7 N > 0 ist, dann geht die Routine zu Schritt SS8. In Schritt SS8 wird der Zählwert N um eins dekrementiert (N = N – 1), und die Routine geht zu Schritt SS6.
Wenn in Schritt SS7 N = 0 ist, dann geht die in 9 gezeigte Routine zu Schritt SS9, wo das Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0" an den Umschaltpositionsermittlungsteil 54 ausgegeben wird, und die aktuelle Timer-Interrupt-Routine wird beendet und kehrt zur Hauptprogrammroutine zurück.
Der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 schaltet zwischen dem vierten Gang (OD) und dem dritten Gang auf der Basis der relativen Geschwindigkeit ΔV um, die vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 des Fahrzeugabstandsregelteils 30, dem Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 und dem vom Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53 ausgegebenen Sperrsteuersignal CS berechnet wurde.
Der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 führt den in 10 gezeigten Schaltpositionsermittlungsvorgang als Timer-Interrupt-Routine für jede vorbestimmte Zeit (10 Millisekunden) durch.
In Schritt SS11 liest die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20 (d.h. der Umschaltpositionserrnittlungsteil 54) den Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 und die in 10 gezeigte Routine geht zu Schritt SS12, wo der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 das Sperrsteuersignal CS liest, das vom Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53 ausgegeben wurde, und die Routine geht zu Schritt SS13.
In Schritt SS13 liest der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 die von der A/T-Steuerung 10 eingegebene aktuelle Gangstellungsinformation und ermittelt, ob die aktuelle Gangstellung der vierte Gang (OD) oder der dritte Gang ist, d.h. OD EIN oder OD AUS.
Wenn die aktuelle Gangstellung OD EIN (d.h. der vierte Gang (OD)) ist (ja), dann geht die Routine von 10 zu Schritt SS14. In Schritt SS14 ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, ob die Verzögerungskraftmarge F_DM gleich oder kleiner als der Zurückschaltschwellenwert TH_D ist. Wenn in Schritt SS14 F_DM > TH_D ist, dann ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, dass die Marge der Verzögerungskraft ausreicht, und die aktuelle Routine wird beendet.
Wenn in Schritt SS14 F_DM ≤ TH_D ist, dann ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, dass es keine ausreichende Marge in der Verzögerungskraft gibt, und die Routine geht zu Schritt SS15.
In Schritt SS15 ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, ob die relative Geschwindigkeit ΔV „0" oder negativ anzeigt.
Wenn in Schritt SS15 ΔV > 0 ist, dann ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs höher ist als die des Fahrzeugs, und der Fahrzeugabstand L wird länger, so dass die Verzögerungsregelung für das Fahrzeug nicht benötigt wird, und die vorliegende Routine wird beendet.
Wenn in Schritt SS15 ΔV < 0 ist (ja), dann geht die Routine zu Schritt SS16, da die Tendenz besteht, dass der Fahrzeugabstand L kurz wird, das Fahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert und die Verzögerungsregelung benötigt wird. In Schritt SS16 gibt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, d.h. der Nachfahr/-folgeregler 20, das OD-Sperrsteuersignal CS an die A/T-Steuerung 10 mit dem Logikwert „1" aus, so dass der vierte Gang (OD) storniert und die Timer-Interrupt-Routine beendet wird.
Darüber hinaus geht, wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt SS13 anzeigt, dass die derzeitige Gangstellung der dritte Gang ist, die aktuelle Routine zu Schritt SS17.
In Schritt SS17 ermittelt der Regler 20, d.h. der Teil 54, dass das OD-Sperrsteuersignal CS den Logikwert „1" hat. Wenn in Schritt SS17 CS = „1" ist (ja), dann ermittelt der Teil 54, dass der Hochschaltvorgang gesperrt ist, und die Timer-Interrupt-Routine wird beendet.
Wenn in Schritt SS17 CS = „0" ist (nein), dann ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, dass das Hochschalten freigegeben ist, und die Routine geht zu Schritt SS18.
In Schritt SS18 ermittelt der Teil 54, ob F_DM ≥ TH_U ist.
Wenn in Schritt SS18 F_DM < TH_U ist, dann ermittelt der Teil 54 selbst dann, wenn die Gangstellung wieder der vierte Gang (OD) ist, dass es keine Marge der Verzögerungskraft gibt, und die aktuelle Routine wird beendet. Wenn in Schritt SS18 F_DM ≥ TH_U ist, dann ermittelt der Teil 54 selbst dann, wenn die Gangstellung wieder der vierte Gang ist, dass es eine ausreichende Marge in der Verzögerungskraft gibt, und die Routine geht zu Schritt SS19.
In Schritt SS19 ermittelt der Regler 20, ob ΔV ≥ ΔVs ist (ΔVs bedeutet einen aktuellen Wert für die relative Geschwindigkeit ΔV, z.B. – 3 km/h).
Wenn in Schritt SS19 ΔV < ΔVs ist (nein), dann ermittelt Teil 54, dass sich das Fahrzeug weiter dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, und die aktuelle Routine wird beendet.
Wenn in Schritt SS19 ΔV ≥ ΔVs ist (ja), dann ermittelt Teil 54, dass die Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug fast konvergiert ist, und die Routine geht zu Schritt SS20.
In Schritt SS20 ermittelt Teil 54, ob der den Fahrbahngradienten repräsentierende geschätzte Störwert dv^– unter dem Einstellwert θ s ist, der den relativ kleinen Gefällegradienten repräsentiert.
Wenn in Schritt SS20 dv^– ≥ 0 s (nein) ist, dann ermittelt der Nachfahr/-folgeregler 20, dass das Fahrzeug weiter auf dem Gefälle fährt, und die aktuelle Routine wird beendet. Wenn in Schritt SS20 dv^– < θs ist (ja), dann ermittelt der Regler 20, dass das Fahrzeug auf der im Wesentlichen flachen Fahrbahn fährt, und die Routine geht zu Schritt SS21.
In Schnitt SS21 gibt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20 beispielsweise das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0" zum Freigeben der Rückkehr in den vierten Gang (OD) an die A/T-Steuerung 10 aus und die aktuelle Routine wird beendet.
Als Nächstes wird ein Vorgang der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in der zweiten Ausgestaltung mit Bezug auf die 6A bis 6E und die 11A bis 11F beschrieben.
Man nehme einmal an, dass das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt, dessen Gradient relativ gering ist, es ist kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden, das Automatikgetriebe 3 ist in den vierten Gang (OD) geschaltet, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs ist eine konstante Reisegeschwindigkeit von beispielsweise 100 km/h und der Zählwert N des Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteils 53 wird zu dem in 11A gezeigten Zeitpunkt t11 auf „0" gesetzt.
Man stellt fest, dass, da unter den oben beschriebenen Fahrbedingungen kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, der vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfasste Fahrzeugabstand L unendlich ist. Da jedoch der Begrenzer (nicht dargestellt) vorgesehen ist, wird der Fahrzeugabstand L auf 120 Meter (siehe 6B) gehalten, d.h. seinem Maximalwert. Somit wird der Zielfahrzeugabstand L*, der vom Zielfahrzeugabstandseinstellteil 42 eingestellt wird, auf 40 Meter eingestellt (wie durch die gestrichelte Linie in 6B dargestellt ist).
Die vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 berechnete relative Geschwindigkeit ΔV wird auf „0" gehalten (wie in 6C gezeigt). Die vom Subtrahierglied 52d des Verzögerungskraftmargen-Rechenteils 52 ausgegebene Verzögerungskraftmarge F_DM wird auf „0" gehalten (siehe 6C).
Die vom Subtrahierglied 52d des Verzögerungsmargen-Rechenteils 52 ausgegebene Verzögerungskraftmarge FDM zeigt etwa + 800 N an (wie in 6D gezeigt).
Der vom Motorleistungsregler 9 errechnete (Offnungswinkel des Drosselventils TVO wird auf etwa 8° eingestellt (siehe 6E), und das Automatikgetriebe 3 wird, wie in 6E gezeigt, in den vierten Gang geschaltet.
Zu diesem Zeitpunkt zeigt die vom Subtrahierglied 52d des Verzögerungskraftmargen-Rechenteils 52 ausgegebene Verzögerungskraftmarge F_DM + 800 N (Newton) an, wie aus 6D hervorgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Öffnungswinkel TVO des vom Motorleistungsregler 9 gesteuerten Drosselventils entsprechend auf etwa 8° eingestellt, wie in 6E zu sehen ist. Außerdem wird das Automatikgetriebe 3, wie in 6E, im Einklang mit dem Öffnungswinkel TVO des Drosselventils in den vierten Gang (OD) geschaltet.
Da das Fahrzeug auf einem Gefälle mit einer geringen Zahl von Gefällen fährt, wird der geschätzte Störwert dv^– mit einem relativ großen positiven Wert im Einklang mit der Größe des Gefälles vom robusten Kompensator 51C ausgegeben und mittels des Subtrahiergliedes 51B von dem Antriebskraftbefehlswert F_OR subtrahiert, der vom Modellanpassungskompensator 51A ausgegeben wird. Demzufolge zeigt die vom Subtrahierglied 51B ausgegebene Zielantriebskraft F* einen kleinen Wert im Vergleich zu dem Fall an, in dem das Fahrzeug auf einer flachen horizontalen Straße fährt, und storniert die Beschleunigung, die sich dadurch ergibt, dass das Fahrzeug auf dem Gefälle fährt.
Andererseits, da das Fahrzeug im Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteil 53 auf einem Gefälle mit geringem Gradienten fährt und der geschätzte Störwert dv^– ist entsprechend klein. Daher geht, da in Schritt SS2 in 9 dv^– < dvs ist, die Routine von 9 auf Schritt SS7. Da der Zählwert N auf „0" zurückgesetzt wurde, geht die Routine in Schritt S9, wo das Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0" an den Umschaltpositionsermttlungsteil 54 ausgegeben wird.
Man nehme unter dem oben beschriebenen Zustand an, dass das Fahrzeug, dessen Geschwindigkeit in 6A durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, das vorausfahrende Fahrzeug eingeholt hat, das stetig mit einer konstanten Geschwindigkeit von beispielsweise 70 km/h fährt, und die relative Geschwindigkeit ΔV zum vorausfahrenden Fahrzeug, vom Relativgeschwindigkeitsrechenteil 41 errechnet, zum Zeitpunkt t2 – 8 m/s beträgt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die durch den Fahrzeugabstandsregelteil 43 errechnete Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* allmählich reduziert, wie durch eine gestrichelte Linie in 6A angedeutet ist.
Demgemäß wird die vom Fahrzeuggeschwindigkeitsservoteil 51 berechnete Zielantriebskraft F* durch einen in 6D gezeigten relativ großen Gradienten verringert. Daher wird der Öffnungswinkel TVO des Drosselventils so geregelt, dass der Wert TVO abrupt auf 0 Grad geschlossen wird, wie in 6E zu sehen ist. Zum Zeitpunkt t3 zeigt die Zielantriebskraft F* einen negativen Wert an. Zu diesem Zeitpunkt zeigt der Wert von TVO den völlig geschlossenen Zustand an, und es wird die durch das Motorbremsen bewirkte Bremskraft aufgebaut.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Fahrzeug auf einer flachen horizontalen Straße ohne Gefälle fährt, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs im Einklang mit der Reduzierung der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, wie in 6A gezeigt, allmählich reduziert, und die relative Geschwindigkeit ΔV wird in positiver Richtung von – 7 m/s auf null (ΔV → 0) erhöht, wie in 6C zu sehen ist.
Andererseits wird der Verzögerungskraftbedarfswert F_D, der durch den Tiefpassfilter 52a im Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 passiert ist, wie durch die gestrichelte Linie in 6D angedeutet mit einer Phasennacheilung bis zu einer Reduzierung der Zielantriebskraft F* mäßig verringert. Demgemäß wird die Verzögerungskraftmarge F_DM mit einer Versatzvariablen, die der maximalen Verzögerungskraft F_DMAX entspricht, mit Bezug auf den Verzögerungskraftbedarfswert F_D verringert, wie in 6D durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist.
Wenn zum Zeitpunkt t4 die Verzögerungskraftmarge FDM kleiner wird als der Zurückschaltschwellenwert THD, dann geht die im Umschaltpositionssteuervorgang von 5 gezeigte Routine von Schritt S5 auf Schritt S6 über, so dass das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „1" an die Automatikgetriebesteuerung 10 ausgegeben wird. Demzufolge wird im Automatikgetriebe 3 vom vierten Gang in den dritten Gang zurückgeschaltet. Demzufolge kann die durch das Motorbremsen bewirkte Bremskraft erhöht werden.
Somit nähert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* und der Fahrzeugabstand L folgt dem Zielfahrzeugabstand L* ohne großen Rückstand des Ist-Fahrzeugabstands L zum Zielfahrzeugabstand L*. Dann neigt, aufgrund der Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die durch die Erhöhung der Bremskraft aufgrund des Motorbremsens verursacht wird, die Zielantriebskraft F* dazu anzusteigen. Demzufolge wird die Verzögerungskraftmarge F_DM allmählich erhöht. Selbst wenn die Verzögerungskraftmarge F_DM den Zurückschaltschwellenwert TH_D zum Zeitpunkt t5 überschreitet, geht die in 10 gezeigte Umschaltpositionssteuerroutine von Schritt SS13 zu Schritt SS17 über. Da das OD-Sperrsteuersignal CS weiter den Logikwert „0" hat, geht die Routine von 10 zu Schritt SS18. Da die Verzögerungskraftmarge F_DM den Hochschaltschwellenwert TH_U, der größer ist als der Zurückschaltschwellenwert TH_D, nicht überschreitet, bleibt das Automatikgetriebe 3 im dritten Gang.
Danach geht, wenn die Verzögerungskraftmarge F_DM den Hochschaltschwellenwert TH_U überschreitet und die relative Geschwindigkeit ΔVs gleich oder höher ist als der Einstellwert ΔVs, das Fahrzeug auf dem Gefälle mit dem kleinen Gradienten fährt, so dass der geschätzte Störwert dv^– im Wesentlichen gleich null ist und unterhalb des Einstellwertes θ s liegt, die in 10 gezeigte Routine über die Schritte SS17, SS18 und SS19 zu SS20. Da in Schritt SS20 dv^– < θ s ist, geht die Routine zu Schritt SS21, wo das Automatikgetriebe 3 von der A/T-Steuerung 10 wieder in den vierten Gang (0D) geschaltet wird, und das OD-Sperrsteuersignal CS kehrt auf den Logikwert „0" zurück.
Zu diesem Zeitpunkt wird zwar die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs unter die Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs reduziert, aber die Zielantriebskraft F* ist wieder positiv. Da der Motorleistungsregler 9 zum allmählichen Erhöhen des Drosselventilöffnungswinkels TVO verwendet wird, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs erhöht, um sie im Wesentlichen gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit zu machen, wenn der Fahrzeugabstand L im Wesentlichen gleich dem Zielfahrzeugabstand L* ist, um dem vorausfahrenden Fahrzeug mit dem Zielfahrzeugabstand L* zu folgen.
Wie oben beschrieben, in einem Fall, bei dem das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt und das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0", das einen Hochschaltvorgang im Automatikgetriebe 3 ermöglicht, aufgrund des geringen Gefällegradienten vom Umschaltpositionsermittlungsteil 54 ausgegeben wird, ist es nicht leicht, nach dem Zurückschalten vom vierten Gang (OD) in den dritten Gang wieder hochzuschalten. Ein geeignetes Hochschalten, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu geben, kann erzielt und der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
Andererseits, wenn das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug auf dem Gefälle mit einem relativ steilen Gradienten (z.B. etwa 15°) zu einem Zeitpunkt t11 in 11A folgt, dann geht die in 9 gezeigte Routine von Schritt SS2 zu Schritt SS3, so dass der Zählwert von (N) immer dann inkrementiert wird, wenn die Zählzeit für jede Timer-Interrupt-Periode zu Ende ist, wie in 11B dargestellt ist. Dann wird das OD-Sperrsteuersignal CS auf den Logikwert „1" wie in 11C gezeigt eingestellt. Danach wird zum Zeitpunkt t12, wenn der Zählwert von N den Einstellwert Ns erreicht, der Einstellwert Ns gehalten.
Darüber hinaus steigt die relative Geschwindigkeit ΔV in negativer Richtung wie in 11D gezeigt an und der Fahrzeugabstand wird verkürzt. Die Verzögerungskraftmarge F_DM wird wie in 11E gezeigt reduziert. Wenn zum Zeitpunkt t13 die Verzögerungskraftmarge F_DM unter den Zurückschaltschwellenwert TH_D reduziert wird, dann geht die Routine in dem in 10 gezeigten Umschaltvorgang von Schritt SS14 zu Schritt SS15. Da ΔV < 0 ist, geht die Routine von Schritt SS15 zu Schritt SS16, wo das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „1" an die A/T-Steuerung 10 ausgegeben wird. Dann erfolgt der Zurückschaltvorgang vom vierten Gang (OD) in den dritten Gang wie in 11F gezeigt.
In dem oben beschriebenen Fahrzustand geht, wenn der geschätzte Störwert dv^– unter dem Einstellwert von dvs ist, da der Gradient des Gefälles zum Zeitpunkt t14 wie in 11A gezeigt klein wird, die Routine im Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellmessvorgang von 9 von Schritt SS2 zu Schritt SS8. Da N > 0 ist, geht die Routine von 9 zu Schritt SS9. Wenn der Zählwert N um eins dekrementiert wird, geht die Routine von 9 zu Schritt SS7, um das OD-Sperrsteuersignal CS auf dem Logikwert „1" zu halten.
Wie oben beschrieben, wird während des mäßigen Gefällegradienten der Zählwert N sequentiell reduziert, der geschätzte Störwert dv^– fällt unter den Einstellwert θ s ab, während das Gefälle gering wird und sich einer flachen Fahrbahn nähert. Dann wird selbst dann, wenn die Hochschaltbedingung erfüllt ist, d.h. die Verzögerungskraftmarge F_DM ist über dem Hochschaltschwellenwert TH_U und die relative Geschwindigkeit ΔV ist gleich oder größer als der Einstellwert ΔVs, das OD-Sperrsteuersignal CS auf dem Logikwert „1" gehalten, der Hochschaltvorgang wird gesperrt und der dritte Gang wird beibehalten.
Wenn danach der Gefällegradient zum Zeitpunkt t16 anzusteigen beginnt und der geschätzte Störwert dv^– erhöht wird, so dass er gleich oder höher als der Einstellwert dvs ist, dann wird mit dem Inkrementieren des Zählwerts N begonnen. Wenn der Zählwert N den Einstellwert Ns erreicht hat, dann wird der Einstellwert Ns zu einem Zeitpunkt t15 wie in 11B gezeigt gehalten.
Als Nächstes, wenn die Größe des Gradienten des Gefälles mäßig wird und der geschätzte Störwert dv^– zum Zeitpunkt t17 unter dem Einstellwert dvs ist, dann wird mit dem Verringern des Zählwertes N begonnen. Da der geschätzte Störwert dv^– den kleinen Wert behält, erreicht der Zählwert N zum Zeitpunkt t18 „0". Zu diesem Zeitpunkt wird das OD-Sperrsteuersignal CS auf den Logikwert „0" zurückgebracht. Demgemäß geht im Umschaltsteuervorgang von 10 die Routine von Schritt SS17 zu Schritt SS18. Da ΔV ≥ ΔVs und dv^– < θ s ist, geht die Routine zu Schritt SS21, wo das OD-Sperrsteuersignal CS mit dem Logikwert „0" zur A/T-Steuerung 10 ausgegeben wird, so dass das Automatikgetriebe 3 in den vierten Gang (OD) hochgeschaltet wird.
Wie oben beschrieben, wenn in der zweiten Ausgestaltung das Fahrzeug auf dem Gefälle mit einem größeren als dem vorbestimmten Gefällegradienten fährt, dann wird der Zählwert N des als Zeitmesszähler dienenden Software-Zählers zum Messen der kontinuierlichen Laufzeitdauer inkrementiert.
Wenn das Gefälle mäßig und sein Gradient kleiner als der vorbestimmte Gefällegradient wird, dann wird der Zählwert N dekrementiert. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Zählwert N „0" erreicht, wird das OD-Sperrsteuersignal CS auf den Logikwert „0" zurückgebracht.
Demzufolge wird der Sperrzustand des Hochschaltvorgangs aufgehoben. Also wird in einem Fall, in dem das Fahrzeug gerade auf einem langen Gefälle fährt und der Gefällegradient der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, klein oder flach ohne Gradient und danach wieder steil wird, der Zurückschaltzustand selbst dann fortgesetzt, wenn der Hochschaltzustand selbst dann fortgesetzt wird, wenn die Hochschaltbedingung mit dem kleinen Gefällegradienten erfüllt ist. Demzufolge kann das Schaltpendelphänomen mit Sicherheit verhütet werden.
Man stellt fest, dass die Hochschaltsperrzustandszeitdauer zwar mit dem Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellblock 53 softwaremäßig eingestellt wird, aber der Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil kann durch die Hardware des elektronischen Schaltkomplexes wie z.B. ein Komparator, ein Taktsignalgenerator, ein Auf-/Abwärtszähler usw. gebildet werden.
Darüber hinaus kann, obwohl der Zählwert N wie in der zweiten Ausgestaltung beschrieben inkrementiert wird, ein voreingestellter Wert eingestellt werden, wenn ein Gefällegradient gleich oder größer als der vorbestimmte Gefällegradient erfasst wird. Dann kann der voreingestellte Wert in der Dekrementierrichtung gezählt werden, und er kann in der Inkrementierrichtung gezählt werden, wenn der Gefällegradient mäßig ist. Wenn der voreingestellte Wert überschritten wird, dann kann das Sperrsteuersignal CS auf den Logikwert „0" zurückgebracht werden.
Ferner können, obwohl in der zweiten Ausgestaltung der Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53 und der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 individuell berechnet werden, die Funktionen dieser Teile 53 und 54 auch integral durchgeführt werden. Die Funktion des Verzögerungskraftmargen-Rechenteils 52 kann integral zusammen mit diesen Teilen durchgeführt werden, oder die Funktionen dieser Teile 53 und 54 können integral zusammen mit dem Fahrzeugabstandsregelteil 40 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 50 durchgeführt werden.
3. AUSGESTALTUNG
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung in einer dritten bevorzugten Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter hauptsächlicher Bezugnahme auf 12 beschrieben.
In der dritten Ausgestaltung, wenn das Fahrzeug auf einem steilen Gefälle mit einem großen Gradienten und einer großen Zahl von Haarnadelkurven fährt, das Schaltpendelphänomen, das im Allgemeinen auftreten würde, wenn das vorausfahrende Fahrzeug nicht mehr an jeder Kurve von dem Fahrzeugabstandssensor 12 erfasst werden kann, die in der entsprechenden einen der Haarnadelkurven gefahren wird.
In der dritten Ausgestaltung wird die Hochschaltsperrzeitdauer vom Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteil 53 im Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 51 mit Bezug auf eine Sperrzeitdauereinstellkarte eingestellt, die die Beziehung zwischen dem geschätzten Störwert dv^– und der in 12 gezeigten Hochschaltsperrzeitdauer auf der Basis des geschätzten Störwertes dv^– eingestellt, die im Wesentlichen den Gradienten des Gefälles repräsentiert. Dann wird gemäß dem Bezug auf die Sperrzeitdauereinstellkarte ein weiterer in 13 gezeigter Umschaltsteuervorgang mittels des Umschaltpositionsermittlungsteils 54 durchgeführt.
Im Übrigen sind Struktur und Ablauf in der dritten Ausgestaltung wie in der ersten oder der zweiten Ausgestaltung beschrieben.
12 zeigt die Hochschaltsperrzeiteinstellkarte.
Wie in 12 gezeigt, bedeutet die laterale Achse den geschätzten Störwert dv^–, der dem Gefällegradienten entspricht, und die longitudinale Achse bedeutet die Hochschaltsperrzeitdauer.
Wenn das Fahrzeug auf einer flachen Fahrbahn fährt, wo der geschätzte Störwert dv^– null ist, dann beträgt die Hochschaltsperrzeitdauer T_UI null.
Die Hochschaltsperrzeitdauer T_UI wird mit der Zunahme des geschätzten Störwertes dv^– bis zu einem Wert, der dem Gefälle entspricht, z.B. 5%, relativ mäßig erhöht. Die Hochschaltsperrzeitdauer TUI wird mit einer vorbestimmten Anstiegsrate, die höher ist als die auf 5% wie oben beschrieben, erhöht, während der geschätzte Störwert dv^– auf einen Wert erhöht wird, der dem Gefällegradienten von beispielsweise 15% entspricht. Dann wird, während der geschätzte Störwert dv^– den Wert überschreitet, der dem Gefälle von 15% entspricht, die Hochschaltzeitdauer auf konstant gesetzt.
13 zeigt den vom Umschaltpositionsermittlungsteil 54 ausgeführten Umschaltsteuervorgang.
Im Vergleich zu dem in 10 gezeigten Fließschema wurde der in 10 gezeigte Schritt SS17 weggelassen, aber die Schritte SS31, SS32, SS33 und SS34 wurden zwischen die Schritte SS20 und SS21 gesetzt.
Im Einzelnen, in Schritt SS31 ermittelt die CPU 20a des Nachfahr/-folgereglers 20 (d.h. der Umschaltpositionsermittlungsteil 54), ob der Verzögerungskraftbedarfswert F_D zurückgesetzt wurde.
In Schritt S33 wird der Umschaltpositionsermittlungsteil 54 dekrementiert, wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt SS31 anzeigt, dass der Verzögerungskraftbedarfswert F_D nicht zurückgesetzt wird, und der voreingestellte Wert wird auf den Zählwert N des Sperrzählers gesetzt.
In Schritt SS34 ermittelt der Umschaltpositionsermittlungsteil 54, ob der Zählwert N = 0 ist. Wenn in Schritt SS34 N = 0 ist, dann geht die Routine zu Schritt SS21.
Die übrigen Schritte sind dieselben wie die mit den gleichen Schrittnummern in 10, und auf eine ausführliche Beschreibung davon wird hierin verzichtet.
Da in der dritten Ausgestaltung die Hochschaltsperrzeitdauer T_DI am Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteil 53 auf null gesetzt wird, wenn das Fahrzeug auf der flachen Fahrbahn fährt, wird, wenn der in 13 gezeigte Umschaltsteuervorgang ausgeführt wird und das vorausfahrende Fahrzeug abbremst, der vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfasste Fahrzeugabstand L kurz.
Wenn die Verzögerungskraftmarge FDM einen negativen Wert hat und unter den Zurückschaltschwellenwert THD abfällt, dann wird das Automatikgetriebe 3 vom vierten Gang (OD) zurückgeschaltet, um die Verzögerungskraft aufgrund des Motorbremsens zu erhöhen.
Daher wird der Fahrzeugabstand wieder auf den richtigen Wert zurückgebracht. Wenn die Hochschaltbedingung erfüllt ist, dann geht die in 13 gezeigte Routine über die Schritte SS18 bis SS20 zu SS31. Da der Verzögerungskraftbedarfswert F_D nicht zurückgesetzt wird, geht die Routine über zu Schritt SS33. Da jedoch der Zählwert N null ist, erfolgt in Schritt SS33 eine Dekrementierung um eins, aber die Routine geht über Schritt SS34 zu Schritt SS21. Dann wird in Schritt SS21 das OD-Sperrsteuersignal TS auf den Logikwert „0" gesetzt, um das Getriebe mit Hilfe der A/T-Steuerung 10 vom dritten Gang in den vierten Gang (OD) hochzuschalten.
Andererseits, angenommen das Fahrzeug fährt auf einer flachen Fahrbahn, die Gangstellung wird in den dritten Gang zurückgeschaltet, und ein Erfassen des vorausfahrenden Fahrzeugs mit dem Fahrzeugabstandssensor 12 ist nicht möglich, weil das Fahrzeug rechts oder links abbiegt oder um eine der Haarnadelkurven fährt, dann ist in diesem Fall, da ein ausreichender Fahrzeugabstand L in Bezug auf den Zielfahrzeugabstand L* gegeben ist, die Hochschaltbedingung erfüllt und ein System bestehend aus einem Modellanpassungskompensator 51A, dem robusten Kondensator 51 und dem Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 wird zurückgesetzt.
Somit ist die von einem Subtrahierglied 51B ausgegebene Zielantriebskraft F* null und der Verzögerungskraftbedarfswert FD vom Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 wird auf „0" zurückgesetzt.
Da die Hochschaltbedingung zu einem Zeitpunkt, an dem der Umschaltsteuervorgang von 13 ausgeführt wird, erfüllt ist, geht die Routine über die Schritte SS18 bis SS20 zu Schritt SS31. Da der Verzögerungskraftbedarfswert FD auf „0" zurückgesetzt wird, geht die Routine zu Schritt SS32, so dass der Sperrzähler auf die Hochschaltsperrzeitdauer T_UI zurückgesetzt wird.
Darüber hinaus geht, da „0" selbst dann fortgesetzt wird, wenn in Schritt SS33 eine Dekrementierung erfolgt, die Routine zu Schritt SS21, wo das OD-Sperrsteuersignal TS mit dem Logikwert „0" an die A/T-Steuerung 10 ausgegeben wird, so dass die Gangstellung des Automatikgetriebes 3 vom dritten Gang wieder auf den vierten Gang (OD) zurückgestellt wird.
In einem Fall, in dem das Fahrzeug auf dem steilen Gefällegradienten mit der großen Zahl von Kurven fährt, hat jedoch der geschätzte Störwert dv^– den großen Wert. Im Einklang mit der Größe des geschätzten Störwertes T_UI, die im Hochschaltzeitdauer-Einstellteil 53 eingestellt wird, zeigt den großen Wert gemäß dem Gefällegradienten an.
Wenn also das vorausfahrende Fahrzeug zu der Zeit, während der das Umschaltsteuerverfahren in 13 ausgeführt wird, um eine Kurve fährt und das vorausfahrende Fahrzeug kann das vorausfahrende Fahrzeug nicht mit dem Fahrzeugabstandssensor 12 erfassen kann, dann ist die Hochschaltbedingung auf dieselbe Weise erfüllt wie in dem Fall der flachen Fahrbahn, und der Verzögerungskraftbedarfswert FD, der vom Tiefpassfilter 51a im Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 ausgegeben wird, wird auf „0" zurückgesetzt.
Da also der Spenzähler auf den Voreinstellwert voreingestellt wird, der der Hochschaltspenzeitdauer T_UI entspricht, geht die Routine zu Schritt SS33.
Selbst wenn der Zählwert N dekrementiert wird, ergibt der Zählwert N einen erheblich größeren Wert als null. Daher geht die in 13 gezeigte Routine zu Schritt SS34 und wird danach direkt beendet.
Da das Sperrsteuersignal TS den Zustand des Logikwertes „1" fortsetzt, wird das Automatikgetriebe 3 in dem Getriebezustand des Zurückschaltens in den dritten Gang gehalten.
Da der Verzögerungskraftbedarfswert FD nicht von der nachfolgenden Timer-Interrupt-Periode zurückgesetzt wird, wird das Dekrementieren des Zählwertes N in Schritt S33 fortgesetzt. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug vor dem Ablauf der Hochschaltsperrzeitdauer TUI vom Fahrzeugabstandssensor 12 erfasst wird, dann wird die Verzögerungskraftmarge unter den Zurückschaltschwellenwert THD reduziert. Da der Timer-Interrupt-Vorgang direkt von Schritt SS18 in 13 beendet wird, wird das Steuersignal TS auf dem Logikwert „1" gehalten, und das Automatikgetriebe 3 hält den Zurückschaltzustand mit dem Automatikgetriebe 3 im dritten Gang.
Danach geht, wenn der Fahrzeugfahrzustand in den Zustand eintritt, in dem die Hochschaltbedingung erfüllt ist, die in 13 gezeigte Routine von Schritt SS31 zu Schritt SS33.
Die Dekrementierverarbeitung des Zählwertes N wird fortgesetzt. Wenn der Fahrzeugfahrzustand nicht zu einem Zustand wird, in dem das vorausfahrende Fahrzeug erst erfasst werden kann, wenn der Zählwert N null erreicht, dann geht die in 13 gezeigte Routine zu einem Zeitpunkt, an dem der Zählwert N null beträgt, zu Schritt SS21. In Schritt SS21 wird das Sperrsteuersignal TS auf den Logikwert „0" zurückgebracht, und das Automatikgetriebe 3 kehrt in den vierten Gang (OD) zurück.
Wenn wie oben beschrieben, in der dritten Ausgestaltung das Fahrzeug auf dem steilen Gefälle mit vielen Haarnadelkurven hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug herfährt und das vorausfahrende Fahrzeug mit dem Fahrzeugabstandssensor 12, mit dem es ausgestattet ist, nicht erfassen kann, dann wird der Verzögerungskraftbedarfswert F_D zurückgesetzt. Selbst wenn das Fahrzeug in den Zustand eintritt, in dem die Hochschaltbedingung erfüllt ist, wird das Hochschalten so lange gesperrt, bis die Hochschaltspenzeitdauer T_UI, die in Einklang mit dem Gefälle eingestellt wurde, abgelaufen ist. Demzufolge kann das Schaltpendelphänomen sicher verhindert werden, und beim Fahrzeugfahrer stellt sich kein unangenehmes Gefühl ein.
Darüber hinaus kann das Fahrzeug, da die Hochschaltsperrzeitdauer T_DI proportional zur Größe des Gefällegradienten eingestellt wird, in dem steilen Gefälle um eine Kurve fahren und es ist leicht, mit einer relativ geringen Geschwindigkeit für diese Gangstellung des Automatikgetriebes 3 zu fahren.
Selbst wenn es lange dauert, um das vorausfahrende Fahrzeug wieder zu erfassen, kann ein Hochschaltvorgang der A/T-Steuerung verhindert und ein Schaltpendeln sicher verhütet werden.
Obwohl in der dritten Ausgestaltung der Voreinstellwert, der der Hochschaltsperrzeitdauer T_UI entspricht, in dem Umschaltsteuervorgang im Umschaltpositionsermittlungsteil 54 auf den Sperrzähler voreingestellt wird, kann das Zählen des Sperrzählers zu einem Zeitpunkt gestartet werden, an dem die Verzögerungskraftmarge FD zurückgesetzt wird, und es kann ermittelt werden, ob der Zählwert einen Wert erreicht hat, der der Hochschaltsperrzeitdauer TUI entspricht.
Darüber hinaus kann anstelle des Sperrzählers ein Software-Timer verwendet werden, um zu ermitteln, ob die Hochschaltsperrzeitdauer abgelaufen ist.
Ferner werden in der dritten Ausgestaltung die Funktionen des Hochschaltsperrzeitdauer-Einstellteils 53 und des Umschaltpositionsermittlungsteils 54 individuell und separat durchgeführt. Diese Funktionen können jedoch auch integral mit dem Verzögerungskraftmargen-Rechenteil 52 durchgeführt werden. Oder alternativ können die Berechnungen in den Teilen 53, 54 und 55 im Fahrzeugabstandsregelteil 40 und im Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil 50 einbezogen sein.
Die übrigen Vorteile im Falle der dritten Ausgestaltung und Modifikationen im Falle der zweiten und der dritten Ausgestaltung sind dieselben wie die im Falle der ersten Ausgestaltung beschriebenen.
Man stellt fest, dass der Logikwert „1" des in 9 gezeigten OD-Sperrsteuersignals CS bedeutet, dass die Sperrung der Hochschaltung vom dritten Gang (entspricht einem unteren Gang) in den vierten Gang (OD), der Logikwert „0" des OD-Sperrsteuersignals CS gemäß 9 bedeutet, dass das Zurückschalten vom dritten Gang in den vierten Gang (OD) möglich ist, der Logikwert „1" des in 10 gezeigten Umschaltsteuersignals TS bedeutet, dass der OD (Overdrive) storniert ist, so dass das Zurückschalten vom vierten Gang (OD) in den dritten Gang durchgeführt wird, und der Logikwert „0" des in 10 gezeigten Umschaltsteuersignals TS bedeutet, dass der OD aktiv (wieder hergestellt) wird, so dass ein Hochschalten nach dem Zurückschalten vom dritten Gang in den vierten Gang (OD) erfolgt.

Claims

Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Detektor (13, 30) zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs; einen Rechenteil (51), der eine Ziel-Fahrzeugantriebskraft (F*) errechnet, um den erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) im Wesentlichen gleich einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*) zu machen; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil (50), der eine Antriebskraft, die durch eine Drehantriebskraftquelle (2) und ein Übersetzungsverhältnis eines Fahrzeuggetriebes (3) ausgeübt wird, und gleichzeitig eine Bremskraft, die durch ein Fahrzeugbremssystem (7, 8) ausgeübt wird, wenn die Ziel-Fahrzeugantriebskraft negativ ist, auf der Basis der errechneten Zielfahrzeugantriebskraft (F*) regelt; dadurch gekennzeichnet, dass: die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung Folgendes umfasst: einen Detektor (12, 21) zum Erfassen eines Fahrzeugabstands (L) zwischen einem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug; einen Rechenteil (43), der eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*) errechnet, um den erfassten Wert des Fahrzeugabstands (L) im Wesentlichen gleich einem Zielfahrzeugabstand (L*) zu machen; und einen Fahrbahngradientendetektor zum Erfassen eines Gradienten eines Gefälles, auf dem das Fahrzeug fährt; der Fahrgeschwindigkeitsregelteil (50) einen Umschaltbegrenzer beinhaltet, um die Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebs (3) selbst unter einer Umschaltbedingung gemäß dem vom Fahrbahngradientendetektor erfassten Fahrbahngradienten zu begrenzen; und wobei der Umschaltbegrenzer Folgendes umfasst: einen Verzögerungskraftmargenkalkulator (52) zum Errechnen einer Verzögerungskraftmarge F_DM auf der Basis der Ziel-Fahrzeugantriebskraft (F*); einen Umschaltschwellenwerteinstellteil (53A), der einen Umschaltschwellenwert der Verzögerungskraftmarge einstellt, mit Bezug auf den das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes (3) im Einklang mit der Größe des erfassten Gradienten eines Gefälles umgeschaltet werden soll, auf dem das Fahrzeug fährt; und einen Umschaltpositionsermittlungsteil (54) zum Ermitteln des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes, auf das das aktuelle Übersetzungsverhältnis umgeschaltet wird, auf der Basis der Verzögerungskraftmarge F_DM und des Umschaltschwellenwertes.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Umschaltschwellenwerteinstellteil (53A) einen Zurückschaltschwellenwert-Einstellteil aufweist, der einen Zurückschaltschwellenwert TH_D der Verzögerungskraftmarge einstellt, mit Bezug auf den das Getriebe (3) von einem höheren Gang in einen tieferen Gang zurückgeschaltet werden soll, so dass mit dem Ansteigen der Größe des erfassten Fahrbahngradienten das Zurückschalten leichter wird, um den Zeitpunkt des Zurückschaltens im Vergleich zu dem vorzuziehen, wenn der erfasste Gradient im Wesentlichen null ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwellenwerteinstellteil (53A) einen Hochschaltschwellenwert-Einstellteil aufweist, der einen Hochschaltschwellenwert TH_U der Verzögerungskraftmarge einstellt, mit Bezug auf den von dem tieferen Gang in den höheren Gang hochgeschaltet werden soll, so dass mit zunehmender Größe des erfassten Fahrbahngradienten des Gefälles ein Hochschalten nach dem Zurückschalten schwieriger wird, so dass das Fahrzeuggetriebe später als gewöhnlich hochgeschaltet wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Fahrbahngradientendetektor ein Fahrbahngradientenschätzglied zum Schätzen des Fahrbahngradienten des Gefälles anhand des erfassten Wertes der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines geschätzten Störwertes aufweist, der gemäß der Zielfahrzeugantriebskraft geschätzt wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Umschaltpositionsermittlungsteil Folgendes erfasst: einen Ist-Gangstellungsermittler, um anhand eines logischen Wertes eines Overdrive-Signals im Fahrzeuggetriebe zu ermitteln, ob die aktuelle Gangstellung des Fahrzeuggetriebes der vierte (OD) Gang oder der dritte Gang ist; einen ersten Komparator zum Vergleichen der Verzögerungskraftmarge F_DM mit dem Zurückschaltschwellenwert TH_D, wenn die Ist-Gangstellung der vierte (OD) Gang ist, um zu ermitteln, ob die Verzögerungskraftmarge gleich oder größer ist als der Zurückschaltschwellenwert TH_D; einen zweiten Komparator zum Vergleichen der relativen Geschwindigkeit ΔV mit null, wenn der erste Komparator ermittelt, dass F_DM ≥ TH_D ist, um zu ermitteln, ob die relative Geschwindigkeit ΔV gleich null oder negativ ist; und einen OD-Löschsignalgenerator zum Erzeugen und Ausgeben eines OD-Löschsignals mit einem Logikwert von „1" an das Fahrzeuggetriebe zum Umschalten des vierten (OD) Gangs in den dritten Gang, wenn der zweite Komparator ermittelt, dass ΔV ≤ 0 ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Umschaltpositionsermittlungsteil ferner einen dritten Komparator zum Vergleichen der Verzögerungskraftmarge mit dem Hochschaltschwellenwert umfasst, wenn der Ist-Gangstellungsermittler ermittelt, dass die aktuelle Gangstellung der dritte Gang ist; einen vierten Komparator zum Vergleichen der relativen Geschwindigkeit ΔV mit einem vorbestimmten relativen Geschwindigkeitswert ΔVs, wenn der dritte Komparator ermittelt, dass F_DM ≥ TH_U ist; einen fünften Komparator zum Vergleichen des geschätzten Störwertes dv^–, der im Wesentlichen den Gradienten des Gefälles repräsentiert, auf dem das Fahrzeug fährt, mit einem Ist-Gradientenwert θs, wenn der vierte Komparator ermittelt, dass ΔV ≥ Vs ist; und einen OD-Rückstellsignalgenerator zum Erzeugen und Ausgeben des OD-Löschsignals mit einem Logikwert von „0" an eine Automatikgetriebesteuerung zum Umschalten des aktuellen dritten Gangs hinauf in den vierten (OD) Gang, wenn der fünfte Komparator ermittelt, dass dv^– < θs ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Kennlinie (LD) des Zurückschaltschwellenwertes TH_D derart ist, dass bei Zunahme des Gradienten des Gefälles der Zurückschaltschwellenwert von einem maximalen Zurückschaltschwellenwert TH_DMAX kleiner wird, der eingestellt wird, wenn der erfasste Gradient des Gefälles etwa null ist, und eine Kennlinie (LU) des Hochschaltschwellenwertes TH_U derart ist, dass bei zunehmendem Gradienten des Gefälles der Hochschaltschwellenwert von einem maximalen Hochschaltschwellenwert TH_UMAX kleiner wird, der eingestellt wird, wenn der erfasste Gradient etwa null ist, wobei der maximale Zurückschaltschwellenwert etwa zweimal so groß ist wie der maximale Hochschaltschwellenwert TH_UMAX.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verzögerungskraftmargenkalkulator (52) eine maximale Verzögerungskraft (F_DMAX), die auf der Basis der Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*) errechnet wird, von einem Verzögerungskraftbedarfswert (F_D) subtrahiert, der auf der Basis der Zielfahrzeugantriebskraft (F*) abgeleitet wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Umschaltbegrenzer des Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteils (50) Folgendes umfasst: einen Teil zum Messen der Gefällegradient-Laufzeitdauer, der eine Zeitdauer misst, während der das Fahrzeug kontinuierlich auf einem Gefälle fährt, dessen Gradient vom Fahrbahngradientendetektor erfasst wird; und einen Hochschaltsperrteil, der ein Hochschalten von einem tieferen Gang in einen höheren Gang des Getriebes (3) nach dem Zurückschalten von dem höheren Gang in den tieferen Gang für eine Hochschalt-Sperrzeitdauer sperrt, die gemäß der gemessenen Zeitdauer eingestellt wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Hochschaltsperrteil einen Hochschaltspenzeitdauer-Einstellteil (53B) aufweist, der die Hochschaltspenzeitdauer gemäß der kontinuierlichen Zeitdauer einstellt, für die das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt, dessen Gradientengröße gleich oder größer als eine vorbestimmte Größe ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Umschaltbegrenzer einen Getriebezurückschaltsteuerteil beinhaltet, der das Zurückschalten des Fahrzeuggetriebes (3) steuert, wenn eine errechnete Verzögerungskraftmarge (F_DM) über einem vorbestimmten Schwellenwert (TH_D) liegt, wobei die Verzögerungskraftmarge (F_DM) anhand einer Subtraktion einer maximalen Verzögerungskraft (F_DMAX), errechnet auf der Basis der Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*), von einem Verzögerungskraftbedarfswert (F_D) errechnet wird, der auf der Basis der Zielfahrzeugantriebskraft (F*) abgeleitet wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelteil (50) Folgendes umfasst: einen Verzögerungskraftmargenkalkulator zum Errechnen der Verzögerungskraftmarge (F_DM) anhand einer Differenz zwischen einem Verzögerungskraftbedarfswert (F_D) auf der Basis der Zielfahrzeugantriebskraft (F*) und einer maximalen Verzögerungskraft (F_DMAX) auf der Basis der Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*); einen Umschaltpositionsermittlungsteil (54), der die Verzögerungskraftmarge (F_DM) mit einem vorbestimmten Schwellenwert (TH_D) vergleicht, um eine Umschaltposition des Fahrzeuggetriebes (3) zu ermitteln; und einen Hochschaltsperrteil, der ein Hochschalten von einem tieferen Gang in einen höheren Gang des Fahrzeuggetriebes nach einem Zurückschalten von dem höheren Gang in den tieferen Gang von einem Zeitpunkt, an dem der Verzögerungskraftbefehlswert (F_D) zurückgestellt wird, bis zu einem Zeitpunkt sperrt, an dem eine Hochschaltspenzeitdauer, die gemäß dem erfassten Fahrbahngefällegradienten eingestellt wurde, verstrichen ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Hochschaltsperrteil die Hochschaltsperrzeitdauer mit zunehmender Größe des erfassten Fahrbahngefällegradienten verlängert.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Hochschaltsperrteil die Hochschaltsperrzeitdauer auf ihrer maximalen Zeitdauer hält, wenn die Größe des erfassten Fahrbahngefällegradienten größer wird als eine vorbestimmte Größe.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Fahrbahngradientendetektor ein Fahrbahngradientenschätzglied zum Schätzen des Fahrbahngefällegradienten anhand des erfassten Wertes der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) und eines geschätzten Störwertes schätzt, der gemäß der Zielantriebskraft (F*) geschätzt wird.
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelverfahren, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs; Errechnen einer Zielfahrzeugantriebskraft (F*), um den erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) im Wesentlichen gleich einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*) zu machen; und Regeln einer Antriebskraft, die von einer Drehantriebskraftquelle und einem Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes ausgeübt wird, und gleichzeitig Regeln einer Bremskraft, die von einem Fahrzeugbremssystem ausgeübt wird, wenn die Zielfahrzeugantriebskraft negativ ist, auf der Basis der errechnten Zielfahrzeugantriebskraft (F*); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Erfassen eines Fahrzeugabstands (L) zwischen einem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug; Errechnen einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit (V*), um den erfassten Wert des Fahrzeugabstands (L) im Wesentlichen gleich einem Zielfahrzeugabstand (L*) zu machen; Erfassen eines Gradienten eines Gefälles, auf dem das Fahrzeug fährt; Begrenzen der Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes selbst unter einer Umschaltbedingung gemäß dem Fahrbahngradienten; Errechnen einer Verzögerungskraftmarge (F_DM) auf der Basis der Zielfahrzeugantriebskraft (F*); Einstellen eines Umschaltschwellenwertes der Verzögerungskraftmarge, mit Bezug auf den das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes umgeschaltet werden soll, gemäß der Größe des erfassten Gradienten eines Gefälles, auf dem das Fahrzeug fährt; und Ermitteln des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes, auf das das aktuelle Übersetzungsverhältnis umgeschaltet wird, auf der Basis der Verzögerungskraftmarge (F_DM) und des Umschaltschwellenwertes.