DE10037451B4

DE10037451B4 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10037451B4
Application number: DE10037451A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Hitachi Kayano; Toshimichi Mito Minowa; Hiroshi Hitachi Sakamoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: US6603214B1; US20030146028A1; DE10037451A1; US6969339B2; JP2001050379A

Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit
– einer Startkupplung (202) zum Übertragen eines Motordrehmoments auf eine Antriebswelle (205),
– mehreren Zahnrädern (206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215) zum Übertragen des Motordrehmoments von der swelle (205) auf eine Abtriebswelle (301), und
– mehreren Klauenkupplungen (220A, 220C),
wobei die Steuervorrichtung eine Funktion zum Schalten eines automatischen Schaltmodus, in dem ein Getriebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage einer vorgegebenen Schaltkennlinie gesteuert wird, und zum Schalten eines manuellen Schaltmodus aufweist, in dem ein Getriebeübersetzungsverhältnis gemäß einem manuellen Betrieb gewählt wird, wobei das Reduktionsmaß eines Schaltstoßes im manuellen Schaltmodus geringer ist als im automatischen Schaltmodus, dadurch gekennzeichnet, dass
im automatischen Schaltmodus während eines Schaltvorganges eine Schaltkupplung (225) und/oder ein Motorgenerator (229) derart gesteuert werden, dass ein der Motordrehmomentkennlinie entsprechendes Abtriebswellendrehmoment von vor einem Schaltbeginn bis nach einem Schaltende anliegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Mit dieser kann Gang durch eine automatische Schaltoperation anhand eines üblichen Schaltkennfeldes und durch eine manuelle Schaltoperation wechseln kann.
Im Stand der Technik führt ein Automatikgetriebe durch Wiedergewinnung des Schaltkennfeldes unter Verwendung von Erfassungswerten wie z. B. einer Fahrgeschwindigkeit und einer Motorlast als Parameter und durch Auswählen und Einlegen des optimalen Gangs die Schaltoperation automatisch aus.
Bei einem solchen Automatikgetriebe ist es schwierig, den optimalen Gang in allen Arten von Fahrzuständen auszuwählen, da die Schaltkennlinie auf der Grundlage eines allgemeinen Fahrzustands gesetzt wird. Es besteht das Problem, daß der Gang einheitlich festgelegt wird, obwohl das Betätigungsmaß des Gaspedals und die Öffnung der Drosselklappe erfaßt werden, um den Willen eines Fahrers wiederzugeben.
Obwohl darüber hinaus eine Schaltkennlinie vorhanden ist, bei der ein hoher Wert auf den Kraftstoffverbrauch gelegt wird, oder bei der ein hoher Wert auf die Leistungsfähigkeit gelegt wird, ist es außerdem schwierig, festzustellen, ob die Schaltkennlinie entsprechend den Wünschen des Fahrers vollständig erreicht ist.
Dann wurde ein Automatikgetriebe vorgeschlagen, bei dem der Fahrer den Schalthebel betätigen und einen beliebigen Gang einlegen kann.
Ferner ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 58-207556 ein Automatikgetriebe offenbart, bei dem das Motordrehmoment reduziert wird, um den Schaltstoß zu reduzieren, wenn der Gang gewechselt wird.
Bei diesen Automatikgetrieben wird das Motordrehmoment unter Verwendung der Drehzahl der Getriebeantriebswelle oder der Motordrehzahl als Parameter reduziert, wenn sich die Drehzahl auf der Grundlage des Ausgangs des Zeitgebers ändert oder wenn der Gang gewechselt wird. Das Maß der Reduktion des Motordrehmoments war konstant oder wurde auf einen Wert gesetzt, der der Motorlast entspricht.
Wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 58-207556 offenbart ist, wird der Schaltstoß selbstverständlich im manuellen Schaltmodus reduziert, wenn die Reduktionssteuerung für das Motordrehmoment auf das Automatikgetriebe mit einem manuellen Schaltmodus angewendet wird. Ferner besteht das Problem, daß kein Schaltgefühl (direktes Gefühl und lebhafter Lauf) erhalten wird, das ein Fahrer im manuellen Schaltmodus wünscht, in dem die sportliche Fahrweise als Hauptzweck angenommen wird, wobei sich ein unangenehmes Schaltgefühl ergibt.
Die JP-A-08-207 325 betrifft eine Steuervorrichtung für ein automatisches Fahrzeuggetriebe. Ein vom Fahrer beabsichtigtes sportliches Schaltgefühl soll durch eine verminderte Schaltstoßreduktion während eines manuellen Schaltmodus verglichen mit einem automatischen Schaltmodus erreicht werden. Hierzu wird der Motor von der elektronischen Steuereinrichtung gesteuert.
Die JP-A-10-184 885 betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Automatikgetriebe. Auch hier soll ein vom Fahrer beabsichtigtes sportliches (Schalt-)Gefühl verwirklicht werden, im Einklang mit einem komfortablen Schalten und einer ausreichenden Ansprechzeit. Hierzu wird eine Steuereinrichtung mit einer Schalteinrichtung vorgesehen, mit der ein manueller Schaltmodus einstellbar ist. In Abhängigkeit von der erfassten Bedienungsgeschwindigkeit des Schalthebels wird im manuellen Schaltmodus eine Einrückgeschwindigkeit einer Reibungskupplung berechnet und der auf die Reibungskupplung wirkende Öldruck entsprechend gesteuert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schaltstoß bei einem Gangwechsel zu verringern, wobei der Schaltstoß weniger stark verringert wird, wenn von einem Fahrer gewünscht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Funktion aufweist zum Reduzieren des Schaltstoßes, wenn der Gang gewechselt wird durch Steuern des Getriebes des Fahrzeuges. Die Steuervorrichtung führt das Umschalten zwischen einem manuellen Schaltmodus, in dem der Gang des Fahrzeugs auf der Grundlage eines durch eine manuelle Operation erzeugten Schaltbefehls gewechselt werden kann, und einem automatischen Schaltmodus, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage einer vorgegebenen Schaltkennlinie gesteuert werden kann, aus. Somit kann das Reduktionsmaß des Schaltstoßes zwischen dem manuellen Schaltmodus und dem automatischen Schaltmodus geändert werden.
Als Ergebnis ist es möglich, das Schaltgefühl (direktes Gefühl und lebhafter Lauf) zu erhalten, das ein Fahrer wünscht, während der Schaltstoß reduziert ist, selbst wenn der Getriebemodus vom automatischen Schaltmodus in den manuellen Schaltmodus umgeschaltet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
2 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerung der Schaltkupplung 225 zwischen einem automatischen Schaltmodus und einem manuellen Schaltmodus umgeschaltet wird.
3 zeigt ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Schaltkupplung 225 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
4 zeigt ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Schaltkupplung 225 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
5 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 103 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
6 zeigt ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 103 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
7 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der Klauenkupplungen 220A und 220C zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
8 zeigt ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Klauenkupplungen 220A und 220C zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
9 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
10 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der Startkupplung 202 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
11 zeigt ein Zeitablaufdiagramm der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Startkupplung 202 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
12 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
13 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen des Motorgenerators 229 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
14 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
15 zeigt ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen des Hilfsmotors 232 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die 1 bis 15 erläutert.
Eine Ausführungsform der Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug verwendet, wird mit Bezug auf 1 erläutert.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird ein Motor als eine Stromerzeugungseinheit verwendet, wobei ein Zahnradgetriebe als Kraftübertragungseinheit verwendet wird.
Eine Steuereinheit (C/U) 405 ist versehen mit einer Drosselklappensteuereinheit (ETC/U) zum Steuern einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe 103, einer Motorsteuereinheit (ENGC/U) 402 zum Steuern eines Motors 101 und einer Getriebesteuereinheit (ATC/U) 403 zum Steuern eines Getriebes.
Der Motor 101 besitzt einen Motordrehzahlsensor 102 zum Erfassen der Motordrehzahl sowie eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 zum Einstellen des Motordrehmoments. Der Motor 101 wird von der Motorsteuereinheit (ENGC/U) 402 gesteuert. Die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 wird von der Drosselklappensteuereinheit (ETC/U) 401 gesteuert.
Das Zahnradgetriebe umfaßt ein Schwungrad 201, eine Startkupplung 202, einen Startkupplungsaktuator 203, einen Draht 204, eine Antriebswelle 205, eine Abtriebswelle 301, Zahnräder 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, eine Klauenkupplung 220A für Erster-Zweiter-Gang, eine Klauenkupplung 220C für Dritter-Vierter-Gang, einen Schaltaktuator 221, einen Auswahlaktuator 222, eine Schaltgabel 223, 224, eine Schaltkupplung 225, einen Schaltkupplungaktuator 226 und einen Drehzahlsensor 300 für die Abtriebswelle. Die Klauenkupplung für Erster-Zweiter-Gang umfaßt eine Kupplungsnabe 216A, eine Hülse 217A, Synchronringe 218A, 218B und Getriebekeilnuten 219A, 219B. Ferner umfaßt die Klauenkupplung für Dritter-Vierter-Gang eine Kupplungsnabe 216C, eine Hülse 217C, Synchronringe 218C und Zahnradkeilnuten 219C.
Die Aktuatoren 203, 221, 222, 226, die im Zahnradgetriebe enthalten sind, werden durch den Öldruck oder einen Motor auf der Grundlage eines Signals von der Getriebesteuereinheit (ATC/U) 403 gesteuert.
Das Motorausgangsdrehmoment vom Motor 101 wird über das Schwungrad 201 und die Startkupplung 202 auf die Antriebswelle 205 des Zahnradgetriebes übertragen. Anschließend wird das Motordrehmoment über eines der Zahnräder 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215 zur Abtriebswelle 301 übertragen und schließlich auf die Räder übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Startkupplung 202, die das Motordrehmoment auf die Antriebswelle 205 des Zahnradgetriebes überträgt, wird vom Startkupplungsaktuator 203 eingerückt oder ausgerückt, um die Übertragbarkeit des Motordrehmoments zu steuern.
Die Fahrt zwischen dem ersten und dem vierten Gang wird bestimmt durch Bewegen eines der Zahnräder 210, 212, die auf der Antriebswelle 205 drehbar sind, oder der Zahnräder 207, 209, die auf der Abtriebswelle 301 drehbar sind, nämlich der Hülsen 217A, 217C der Gegenkupplungen (z. B. Klauenkupplungen) 220A, 220C mittels der Schaltgabeln 223, 224, und durch Einrücken einer der Zahnradkeilnuten 219A, 219B, 219C, 219D in die Kupplungsnabe 216A, 216C. Die Schaltgabeln 223, 224 werden vom Schaltaktuator 221 und dem Auswahlaktuator 222 angetrieben. Ferner sind die Synchronringe 218A, 218B, 218C, 218D vorgesehen, um die Kupplungsnaben 216A, 216C mit den Zahnradkeilnuten 219A, 219B, 219C, 219D zu synchronisieren.
Wenn das Getriebe im ersten Gang läuft, wird das Antriebswellendrehmoment der Antriebswelle 205 über das Zahnrad 206, das Zahnrad 207 und die Kupplungsnabe 216A auf eine Abtriebswelle 301 übertragen. Das Zahnrad 207 und die Kupplungsnabe 216A sind über die Hülse 217A miteinander verbunden. Wenn das Getriebe im zweiten Gang läuft, wird das Antriebswellendrehmoment der Antriebswelle 205 über das Zahnrad 208, das Zahnrad 209 und die Kupplungsnabe 216A auf die Abtriebswelle 301 übertragen. Das Zahnrad 209 und die Kupplungsnabe 216A sind über die Hülse 217A miteinander verbunden. Wenn das Getriebe im dritten Gang läuft, wird das Antriebswellendrehmoment der Antriebswelle 205 über die Kupplungsnabe 216C, das Zahnrad 210 und das Zahnrad 211 auf die Abtriebswelle 301 übertragen. Das Zahnrad 211 und die Kupplungsnabe 216C sind über die Hülse 217C verbunden. Wenn das Getriebe im vierten Gang läuft, wird das Antriebswellendrehmoment der Antriebswelle 205 über die Kupplungsnabe 216C, das Zahnrad 212 und das Zahnrad 213 auf die Abtriebswelle 301 übertragen. Das Zahnrad 207 und die Kupplungsnabe 216A sind über die Hülse 217A verbunden.
Wie oben erwähnt ist, sind die Klauenkupplungen 220A, 220C in jedem der Zahnräder vom ersten Gang bis zum vierten Gang vorgesehen. Nur ein Zahnrad ist mit den Klauenkupplungen 220A, 220C in Eingriff, während es läuft, wobei die anderen ausgekuppelt sind.
Ferner kann der fünfte Gang erhalten werden durch Verkuppeln der Antriebswelle 205 mit dem Zahnrad 214b mittels der Schaltkupplung 225. Die Schaltkupplung 225 wird vom Schaltkupplungaktuator 226 angetrieben. Es ist möglich, zu verhindern, daß ein Fahrer ein unangenehmes Gefühl erfährt, oder zu verhindern, daß ein Motor plötzlich aufheult, indem die Schaltkupplung 225 gesteuert wird, um somit das Getriebedrehmoment während des Gangwechsels zu steuern.
Signale von den Fahrzeugsensoren, wie z. B. einem Gaspedalsensor 406 zum Erfassen des Steuermaßes eines Gaspedals, einem Sperrschalter 407 zum Erfassen der Position eines Schalthebels, einem Abtriebswellendrehzahlsensor 300 zum Erfassen der Drehzahl der Abtriebswelle, einem Modusschalter 408 zum Umschalten zwischen dem manuellen Schaltmodus und dem automatischen Schaltmodus, einem Plus-Schalter 409 zum Anheben des Gangbereiches um 1 im automatischen Schaltmodus und einem Minus-Schalter 410 zum Absenken des Gangbereiches um 1 im manuellen Schaltmodus, werden in die ATC/U 403 eingegeben, die über Kommunikati onsleitungen 404 wie z. B. ein CAN (Steuerbereichnetz) mit der ENGC/U 402 und der ETC/U 401 verbunden ist.
Die ATC/U 403 erkennt den Betriebszustand aus den jeweils aufgenommenen Signalen und steuert den Zustand der Startkupplung und die Gangposition entsprechend. Die Startkupplung 202 ist während der Fahrt mit konstantem Gang oder bei einem Schalten in Eingriff gesteuert. Ferner steuert die ATC/U 403 die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 über die ETC/U 401, so daß der Motor 101 nicht aufheulen kann, wenn im automatischen Schaltmodus der Gang gewechselt wird. Ferner steuert die ATC/U 403 die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 und die Schaltkupplung 225, um sanft vom Getriebedrehmoment unmittelbar vor dem Schalten zum Getriebedrehmoment unmittelbar nach dem Schalten überzugehen. Außerdem wird der Korrekturwert des Zündzeitpunkts von der ATC/U 403 zur ENGC/U 402 gesendet, um den Zündzeitpunkt zu steuern. Im manuellen Schaltmodus führt die ATC/U 403 eine Steuerung durch, die sich von derjenigen im automatischen Schaltmodus unterscheidet. Das heißt, der Schaltstoß, die Schaltzeit und dergleichen werden zwischen dem manuellen Schaltmodus und dem automatischen Schaltmodus verändert, um sie auf geeignete Werte zu setzen, wodurch das sportliche Schaltgefühl erhalten wird, das der Fahrer wünscht. Die Startkupplung 202 ist während der Fahrt mit konstantem Gang oder beim Schalten in Eingriff.
In 2 ist ein Flußdiagramm gezeigt, mit dem die Steuerung der Schaltkupplung 225 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet wird. Dieses Programm wird mit einer konstanten Zykluszeit von ungefähr 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 1001 wird ermittelt, ob ein Schaltbefehl vorliegt. Falls nicht, wird die Schaltsteuerung nicht ausgeführt, wobei die Verarbeitung im Schritt 1005 zurückkehrt. Wenn ein Schaltbefehl vorliegt, wird im Schritt 1002 ermittelt, ob der automatische Schaltmodus oder der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, wird die Schaltkupplung 225 im Schritt 1003 im manuellen Modus gesteuert, wobei die Verarbeitung im Schritt 1005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, wird die Schaltkupplung 225 im Schritt 1004 im automatischen Modus gesteuert, wobei die Verarbeitung im Schritt 1005 zurückkehrt. Durch die obenerwähnte Steuerung wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Schaltkupplung 225 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 3 gezeigt. Diese Figur zeigt ein Beispiel für das Hochschalten vom ersten Gang in den zweiten Gang. Die durchgezogene Linie bezeichnet die Operation jedes Teils im automatischen Schaltmodus, während die gestrichelte Linie einen manuellen Schaltmodus bezeichnet. Die Abszisse zeigt die Zeit.
Das Gaspedalsteuermaß APS wird als konstant angenommen, wie in (A) der 3 gezeigt ist. Die Drosselklappenöffnung TVO wird als eine Funktion des Steuermaßes APS des Gaspedals angenommen, außer während des Schaltens. Zum Beispiel gilt: Drosselklappenöffnung TVO = a·Gaspedalsteuermaß APS + b(a und b sind Konstanten).
Wie in (B) in 3 gezeigt, steigt die Motordrehzahl Ne und die Fahrgeschwindigkeit VSP an, unter der Annahme, daß die Drosselklappenöffnung TVO vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 konstant ist, wie in (C) und (D) der 3 gezeigt ist. Wie in (F) der 3 gezeigt ist, ändert sich die Soll-Gangposition vom ersten Gang zum zweiten Gang und das Schalten beginnt zum Zeitpunkt t1, wenn die Fahrgeschwindigkeit VSP eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht und die Schaltforderung erfüllt.
Wenn das Schalten beginnt, wird die Drosselklappenöffnung TVO zuerst vorübergehend geschlossen, wie in (B) der 3 gezeigt ist. Ferner wird das Zahnrad 207 mittels der Erster-Zweiter-Gang-Klauenkupplung 220A ausgekuppelt und das Drehmoment der Klauenkupplung auf der Seite des ersten Gangs auf 0 eingestellt, wie in (G) der 3 gezeigt ist. Selbstverständlich befindet sich die Dritter-Vierter-Gang-Klauenkupplung 220C in einer Neutralstellung. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Last, die auf die Schaltkupplung 225 ausgeübt wird, im automatischen Schaltmodus an. Diese ausgeübte Last wird erhalten von der Motordrehmomentkennlinie. Diese ausgeübte Last wirkt so, daß das Abtriebswellendrehmoment, das sich ausgehend vor dem Beginn des Schaltens bis nach dem Ende des Schaltens spannt, sich sanft ändern kann. Andererseits wird die ausgeübte Last im manuellen Schaltmodus nicht an die Schaltkupplung 225 angelegt, wobei das Abtriebswellendrehmoment während des Schaltens auf 0 eingestellt ist, wie in (J) der 3 gezeigt ist.
Wie in (H) der 3 gezeigt, wird als nächstes das Zahnrad 209 mittels der Erster-Zweiter-Gang-Klauenkupplung 220A zum Zeitpunkt t3 eingekuppelt, so daß das Klauenkupplungsdrehmoment auf der Seite des zweiten Gangs übertragen werden kann. Gleichzeitig wird die Schaltkupplung 225 im automatischen Schaltmodus ausgerückt, wie in (I) der 3 gezeigt ist, wobei das Schaltkupplungsdrehmoment auf 0 eingestellt wird.
Durch Steuern des Getriebes wie oben beschrieben, wird es möglich, den Gang zu wechseln, ohne ein unangenehmes Gefühl und einen Schaltstoß im automatischen Schaltmodus hervorzurufen. Wie in (C) der 3 gezeigt, spürt der Fahrer den Schaltstoß nach dem Zeitpunkt t3 im manuellen Schaltmodus, da der Motor schnell aufheult und die Synchronisation der Motordrehzahl während der Zeitspanne von t1 bis t3 nicht durchgeführt werden kann. Außerdem wird es durch diese Steuerung möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft durchzuführen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht. Außerdem wird der Verschleiß der Schaltkupplung 225 im manuellen Schaltmodus reduziert und deren Haltbarkeit verbessert.
Ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit der die Steuerungen der Schaltkupplung 225 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 4 gezeigt. Die Operation des automatischen Schaltmodus ist der 3 ähnlich. Im manuellen Schaltmodus wird eine ausgeübte Last, die sich von derjenigen im automatischen Schaltmodus unterscheidet, an die Schaltkupplung während der Zeitspanne t1–t3 angelegt, wie in (I) der 4 gezeigt ist. Wenn das Getriebe auf diese Art gesteuert wird, tritt der Schaltstoß, der der ausgeübten Last entspricht, nach dem Zeitpunkt t3 im manuellen Schaltmodus auf, da die Synchronisation der Motordrehzahl nicht durchgeführt werden kann. Diese ausgeübte Last wird erhalten aus der Geschwindigkeit, mit der ein Plus-Schalter 409 und ein Minus-Schalter 410 gedrückt werden, deren Festigkeit und deren Frequenz, sowie einer Funktion der ausgeübten Last, die im automatischen Schaltmodus gesetzt ist, und dergleichen. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 103 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 5 gezeigt. Dieses Programm wird mit einem konstanten Zyklus von 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 2001 wird ermittelt, ob ein Schaltbefehl vorliegt. Falls nicht, wird die Steuerung des Schaltens nicht durchgeführt, wobei die Verarbeitung im Schritt 2005 zurückkehrt. Wenn ein Schaltbefehl vorliegt, wird im Schritt 2002 ermittelt, ob der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, wird die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 im Schritt 2003 im manuellen Modus gesteuert, wobei die Verarbeitung im Schritt 1005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, wird anschließend die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 103 im Schritt 2004 im automatischen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 2005 zurückkehrt. Durch eine Steuerung auf diese Art wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 103 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 6 gezeigt.
Die Operation des automatischen Schaltmodus ist der 3 ähnlich. Wenn das Gaspedalsteuermaß APS geändert wird, nachdem der Schaltbefehl zum Zeitpunkt t1 erzeugt worden ist, wie in 6(a) gezeigt, wird die Drosselklappenöffnung TVO entsprechend den Betriebszuständen gesteuert, wie z. B. der Motordrehzahl Ne während der Zeitspanne t1 bis t3, wenn der Gang im automatischen Schaltmodus gewechselt wird, wie in (B) der 6 gezeigt ist. Mit anderen Worten, es spiegelt sich nicht in der Drosselklappenöffnung TVO wider, ob der Fahrer auf das Gaspedal tritt oder nicht. Andererseits wird die Drosselklappenöffnung TVO als Funktion des Gaspedalsteuermaßes APS während der Zeitspanne t1 bis t3 gesteuert, wenn der Gang im manuellen Schaltmodus gewechselt wird, wie in (B) der 6 gezeigt ist. Die Schaltkupplung 225 wird auf der Grundlage eines der Zeitablaufdiagramme gesteuert, die in den 3 und 4 gezeigt sind. Da die Motordrehzahl Ne und dergleichen durch den Willen des Fahrers oder das Gaspedalsteuermaß festgelegt werden kann, während der Gang gewechselt wird, kann eine sportliche Schaltoperation erhalten werden, in der sich der Wille des Fahrers widerspiegelt wird.
Ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der Klauenkupplungen 220A und 220C zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 7 gezeigt. Dieses Programm wird mit einem konstanten Zyklus von ungefähr 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 3001 wird ermittelt, ob ein Schaltbefehl vorliegt. Falls nicht, wird die Schaltsteuerung nicht ausgeführt, wobei die Verarbeitung im Schritt 3005 zurückkehrt. Wenn ein Schaltbefehl vorliegt, wird im Schritt 3002 ermittelt, ob der automatische Schaltmodus oder der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, werden anschließend die Klauenkupplungen 220A und 220C im Schritt 3003 im manuellen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 3005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, werden anschließend die Klauenkupplungen 220A und 220C im Schritt 3004 im automatischen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 3005 zurückkehrt. Durch eine Steuerung auf diese Art wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Klauenkupplungen 220A und 220C zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, wird im folgenden beschrieben. Die Operation des automatischen Schaltmodus ist der 3 ähnlich. Wie in (K) der 8 gezeigt, wird die Neutralbefehlszeit Δtn des Befehls der Erster-Zweiter-Gang-Klauenkupplung im manuellen Schaltmodus geändert. Als Ergebnis wird die Abschlußzeit des Schaltvorgangs zum Zeitpunkt 0t2 geändert. Diese Neutralbefehlszeit Δtn kann erhalten werden aus der Geschwindigkeit, mit der ein Plus-Schalter 409 und ein Minus-Schalter 410 gedrückt werden, deren Stärke und deren Frequenz, sowie einer Funktion der Neutralbefehlszeit Δta, die im automatischen Schaltmodus gegeben ist, und dergleichen. Ferner ist es möglich, die Neutralbefehlszeit Δtn auf 0 zu setzen und den Neutralbefehl zu löschen. Durch Steuerung auf diese Art kann der Schaltstoß nach dem Zeitpunkt t2 auftreten, wie in (J) der 8 gezeigt ist. Als Ergebnis wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
9 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. In dieser Ausführungsform ist ferner ein Startkupplungspedalsensor 411 vorgesehen zum Erfassen eines Steuermaßes des Startkupplungspedals, sowie einen Startkupplungspedalaktuator 412 zum Positionieren des Startkupplungpedals und Begrenzen seiner Operation. Die allgemeine Operation ist dieselbe wie in 1. Zusätzlich zur allgemeinen Operation wird ein Signal des Startkupplungssignalsensors 411 in die ATC/U 403 eingegeben. Im manuellen Schaltmodus steuert die ATC/U 403 den Startkupplungsaktuator 203 gemäß einem Ausgangssignal vom Startkupplungspedalsensor 411 und rückt die Startkupplung 202 ein bzw. aus. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, eine sportliche Schaltoperation durchzuführen, die der Fahrer wünscht, da sich der Wille des Fahrers in den Steuerungen der Startkupplung 202 im manuellen Schaltmodus widerspiegelt. Während das automatischen Schaltmodus steuert die ATC/U 403 den Startkupplungsaktuator 412 so, daß die Position des Startkupplungspedals fest ist, wobei die Steuerung der Startkupplung 202 ungültig gemacht wird. Die feste Position eines Startkupplungspedals befindet sich auf demselben Niveau wie die Fußstütze. Durch die Steuerung auf diese Art wird sichergestellt, daß die Startkupplung eingerückt/ausgerückt ist und im automatischen Schaltmodus sicher läuft. Ferner kann ein Fahrer in entspannter Weise fahren, da das Startkupplungspedal als Fußstütze verwendet werden kann.
Ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen der Startkupplung 202 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 10 gezeigt. Dieses Programm wird mit einem konstanten Zyklus von ungefähr 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 4002 wird ermittelt, ob der automatische Schaltmodus oder der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, wird die Startkupplung 202 im Schritt 4003 im manuellen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 4005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, wird die Startkupplung 202 im Schritt 4004 im automatischen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 4005 zurückkehrt. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, eine sportliche Schaltoperation durchzuführen, die der Fahrer wünscht, da sich der Wille des Fahrers im manuellen Schaltmodus in den Steuerungen der Startkupplung 202 widerspiegelt.
Ein Beispiel des Zeitablaufdiagramms der Schaltoperation, mit dem die Steuerungen der Startkupplung 220 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 11 gezeigt. Die Operation des automatischen Schaltmodus ist der 3 ähnlich. Die ATC/U 403 steuert das Drehmoment der Startkupplung entsprechend dem Steuermaß des Startkupplungspedals während der Zeitspanne t1 bis t2 im manuellen Schaltmodus, wie in (L) und (M) der 11 gezeigt ist. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, eines sportliche Schaltoperation durchzuführen, die der Fahrer wünscht, da sich der Wille des Fahrers im manuellen Schaltmodus in den Steuerungen der Startkupplung 202 widerspiegelt. Während des automatischen Schaltmodus steuert die ATC/U 403 den Startkupplungspedalaktuator 412, um die Position des Startkupplungspedals zu fixieren, und um die Steuerung der Startkupplung 202 ungültig zu machen.
12 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Zusätzlich zu der in 9 gezeigten Konstruktion sind ein Motorgenerator 229 zum Ausgeben eines Drehmoments der Abtriebswelle, wenn gestartet wird oder der Gang gewechselt wird, eine Motorgeneratorkupplung 228 zum Übertragen des Ausgangsdrehmoments des Motorgenerators 229 und einen Motorgeneratorkupplungaktuator 227 zum Steuern der Motorgeneratorkupplung 228 vorgesehen. Die allgemeine Operation ist dieselbe wie diejenige der 9. Ferner wird im manuellen Schaltmodus der Motorgenerator 229 so gesteuert, daß er einen größeren Schaltstoß erzeugt als im automatischen Schaltmodus. Durch die Steuerung wie oben beschrieben, wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Flußdiagramm, mit dem die Steuerungen des Motorgenerators 229 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 13 gezeigt. Dieses Programm wird mit einem konstanten Zyklus von ungefähr 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 5001 wird ermittelt, ob ein Schaltbefehl vorliegt. Falls nicht, wird die Schaltsteuerung nicht ausgeführt und die Verarbeitung kehrt im Schritt 5005 zurück. Wenn ein Schaltbefehl vorliegt, wird im Schritt 5002 ermittelt, ob der automatische Schaltmodus oder der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, wird der Motorgenerator 229 im Schritt 5003 im manuellen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 5005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, wird der Motorgenerator 229 im Schritt 5004 im automatischen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 5005 zurückkehrt. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
14 zeigt die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs, das die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Zusätzlich zu der in 9 gezeigten Konstruktion ist ein Hilfsmotor 232 vorgesehen zum Ausgeben eines Drehmoments der Abtriebswelle, wenn gestartet wird oder der Gang gewechselt wird. Eine Schaltkupplung 225 ist nicht vorgesehen. Die allgemeine Operation ist dieselbe wie diejenige der 9. Ferner wird im manuellen Schaltmodus der Motorgenerator 229 so gesteuert, daß er einen größeren Schaltstoß erzeugt als im automatischen Schaltmodus. Durch die Steuerung auf diese Art wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.
Ein Flußdiagramm, bei dem die Steuerungen eines Hilfsmotors 232 zwischen dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus umgeschaltet werden, ist in 15 gezeigt. Dieses Programm wird mit einem konstanten Zyklus von ungefähr 1–10 ms freigegeben und ausgeführt. Im Schritt 6001 wird ermittelt, ob ein Schaltbefehl vorliegt. Falls nicht, wird die Schaltsteuerung nicht ausgeführt und die Verarbeitung kehrt im Schritt 6005 zurück. Wenn ein Schaltbefehl vorliegt, wird im Schritt 6002 ermittelt, ob der automatische Schaltmodus oder der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist. Wenn der manuelle Schaltmodus in Betrieb ist, wird anschließend der Hilfsmotor 232 im Schritt 6003 im manuellen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 6005 zurückkehrt. Wenn der automatische Schaltmodus in Betrieb ist, wird anschließend der Hilfsmotor 232 im Schritt 6004 im automatischen Modus gesteuert, woraufhin die Verarbeitung im Schritt 6005 zurückkehrt. Durch die Steuerung wie oben beschrieben, wird es möglich, den Schaltstoß zu reduzieren und die Schaltoperation im automatischen Schaltmodus sanft zu machen. Ferner wird es möglich, im manuellen Schaltmodus eine sportliche Schaltoperation mit angemessenem Schaltstoß durchzuführen, den der Fahrer wünscht.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit – einer Startkupplung (202) zum Übertragen eines Motordrehmoments auf eine Antriebswelle (205), – mehreren Zahnrädern (206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215) zum Übertragen des Motordrehmoments von der swelle (205) auf eine Abtriebswelle (301), und – mehreren Klauenkupplungen (220A, 220C), wobei die Steuervorrichtung eine Funktion zum Schalten eines automatischen Schaltmodus, in dem ein Getriebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage einer vorgegebenen Schaltkennlinie gesteuert wird, und zum Schalten eines manuellen Schaltmodus aufweist, in dem ein Getriebeübersetzungsverhältnis gemäß einem manuellen Betrieb gewählt wird, wobei das Reduktionsmaß eines Schaltstoßes im manuellen Schaltmodus geringer ist als im automatischen Schaltmodus, dadurch gekennzeichnet, dass im automatischen Schaltmodus während eines Schaltvorganges eine Schaltkupplung (225) und/oder ein Motorgenerator (229) derart gesteuert werden, dass ein der Motordrehmomentkennlinie entsprechendes Abtriebswellendrehmoment von vor einem Schaltbeginn bis nach einem Schaltende anliegt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitspanne zum Halten der Klauenkupplung (220A, 220C) in einer Neutralposition entsprechend dem manuellen Schaltmodus und dem automatischen Schaltmodus verändert wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitspanne zum Halten der Klauenkupplung (220A, 220C) in einer Neutralposition im manuellen Schaltmodus kürzer ist als im automatischen Schaltmodus.