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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein synchronisiertes
Automatikgetriebe zum automatischen Umschalten mehrerer Gänge bei
einer Brennkraftmaschine.
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In
DE 34 43 038 C2 ist
ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Motordrossel in einem
automatischen Antriebsaggregat für
Automobile beschrieben unter Verwendung eines Mikrocomputers. Das
Verfahren umfasst folgende Schritte: Aufnehmen der Gaspedalposition,
der Motordrehzahl, des Kupplungshubes an einem Kupplungsstellantrieb, der
Schalthebelposition und des Getriebeganges. Das Verfahren umfasst
ferner das Aufnehmen der Kupplungsposition nahe der Kupplung und
der Eingangswellendrehzahl, einen Vergleich aller Sensordaten mit
einer vorbestimmten Betriebsgeschwindigkeitskarte der Motordrossel
und einer Getriebekarte, welche in einem Speicher des genannten
Mikrocomputers gespeichert sind. Es erfolgt ein Berechnen der Betriebsgeschwindigkeit
der Motordrossel für
verschiedene Fahrbedingungen, und ein Steuern des Betriebs der Motordrossel
durch einen Stellantrieb, aufgrund eines Steuersignals, welches
von der Betriebsgeschwindigkeitskarte für die Motordrossel erzeugt
wird.
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Ein
weiteres Verfahren ist in der japanischen Veröffentlichung einer ungeprüften Patentanmeldung Nr.
35633/985,
JP-A-60-35633 ,
beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren wird die Kupplungslöserate bzw.
die Kupplungslösegeschwindigkeit
und die Geschwindigkeit des Schließvorgangs einer Drosselklappe
nach dem Beginn des Gangwechselvorgangs geändert, abhängig von dem Ausmaß der Betätigung oder
der Position eines Gaspedals, welches als Regelparameter dient.
Jedoch treten bei dieser Regelung eines synchronisierten Automatikgetriebes,
bei der der Hub des Gaspedals mit Regelparameter verwendet wird,
die folgenden Schwierigkeiten auf. Allgemein ist keine zufriedenstellende
Korrelation zwischen dem Schließvorgang
der Kupplung und dem Schließvorgang
der Drosselklappe vorhanden. Im einzelnen kann bei Betätigen des
Gaspedals während
eines Zeitraums, in welchem die Drosselklappe zum Bewegen in Schließrichtung
gesteuert wird, nach dem Beginn eines Gangwechselvorgangs eine Situation
auftreten, dass die Kupplung immer noch nicht freigegeben ist, obwohl
die Drosselklappe die geschlossene Position erreicht hat. Andererseits kann
die Kupplung die freigegebene Position einnehmen, bevor die Drosselklappe
die geschlossene Position erreicht hat. Dies führt dazu, dass einerseits eine
drastische Verzögerung
der Brennkraftmaschine und daher des Kraftfahrzeugs auftritt, und/oder
ein sogenanntes Durchgehen der Brennkraftmaschine auftritt.
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Demnach
besteht das technische Problem der vorliegenden Erfindung in der
Schaffung einer Steuer- bzw.
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Regeleinrichtung
für ein
synchronisiertes Automatikgetriebe, die bei einem Gangwechselein Durchgehen
bzw. ein Verzögern
der Brennkraftmaschine vermeiden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe gelöst
durch eine Steuereinrichtung für ein
synchronisiertes Automatikgetriebe bei einer Brennkraftmaschine
gemäß Patentanspruch
1. Die Brennkraftmaschine wird betrieben mit einer elektromagnetischen
Kupplung, die in Ansprechen auf einen der elektromagnetischen Kupplung
zugeführten Erregerstrom
alternativ einen Drehmomentübertragungszustand
und einen Drehmomentunterbrechungszustand annehmen kann, ferner
einen Gaspedalpositionssensor zum Feststellen des Betätigungshubs
eines Gaspedals, einen Brennkraftmaschinendrehzahlsensor zum Feststellen
der Drehzahl der Brennkraftmaschine, und eine elektronisch gesteuerte
Drosselklappe zum Einstellen der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine
auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Gaspedalpositionssensors.
Die Steuereinrichtung enthält
eine Steuereinheit, die bei Beginn eines Gangswechselvorgangs die
Schließgeschwindigkeit
der Drosselklappe in Abhängigkeit
von dem Drosselklappenöffnungsgrad
und somit von der Position des Gaspedals zum Zeitpunkt des Beginns
des Gangwechselvorgangs bestimmt. Zudem steuert die Steuereinheit das
Freigeben der Kupplung so, dass die elektrisch gesteuerte Drosselklappe
ihre vollständig
geschlossene Position sicher einnimmt, wenn die elektromagnetische
Kupplung eine freigegebene Position einnimmt.
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Somit
erfolgt gemäß der vorliegenden
Erfindung der Zeitpunkt zum Beginnen des Kupplungslösevorgangs
auf der Grundlage der Schließgeschwindigkeit
der Drosselklappe. Diese wird wiederum auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungsgrads zum
Zeitpunkts des Beginns des Gangwechselvorgangs und auf der Grundlage
der Zeit bestimmt, welche die Kupplung für das Freigeben oder Lösen benötigt. Die
Zeit zum Lösen
der Kupplung wird bestimmt auf der Grundlage des Kupplungserregerstroms
und der Brennkraftmaschinendrehzahl. Infolge dieser Ausbildung der
Steuereinheit können
eine schnelle Verzögerung
der Brennkraftmaschine, ein Durchgehen der Brennkraftmaschine oder
weitere Probleme, die bei herkömmlichen
synchronisierten Automatikgetrieben infolge der unzulänglichen
Beziehung zwischen der Kupplungseinrückposition und der geschlossenen
Position der Drosselklappe auftreten, wirksam vermieden werden.
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Zudem
lässt sich
eine Beeinträchtigung
des Komforts in Bezug auf den Gangwechselvorgang infolge des Auftretens
einer schnellen Verzögerung wirksam
verhindern.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ermittelt
die Steuereinheit eine Kupplungslösezeit, die die Kupplung benötigt, um
sich zu lösen,
auf der Grundlage der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Erregerstroms
der Kupplung.
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Hierdurch
lässt sich
eine Beeinträchtigung des
Komforts in Bezug auf den Gangwechselvorgang infolge des Auftretens
einer zu schnellen Verzögerung
der Brennkraftmaschine bzw. des vorgenannten Durchgangseffekts der
Brennkraftmaschine zufriedenstellend behindert.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bestimmt die Steuereinheit eine Drosselklappenschließzeit anhand
eines Drosselklappenöffnungsgrads
der ermittelten Drosselklappenschließgeschwindigkeit. Sie bestimmt
dann, wenn die Drosselklappenschließzeit kleiner als die Kupplungslösezeit ist,
bezogen auf den Beginn des Gangwechselvorgangs, die Verzögerungsfreigabe der
Kupplung. Andernfalls, wenn die Drosselklappenschließzeit größer als
die Kupplungslösezeit
ist, bestimmt die Steuereinheit, bezogen auf den Beginn des Gangwechselvorgangs,
eine verzögerte
Freigabe der Kupplung, wobei die Verzögerung mindestens der Differenz
zwischen der Drosselklappenschließzeit und der Kupplungslösezeit entspricht.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug
auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus einer Steuereinrichtung für ein synchronisiertes
Automatikgetriebe gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 den
Aufbau eines Synchronisiermechanismus für den Gangwechsel von einem
ersten auf den zweiten Gang gemäß dem in 1 gezeigten
synchronisierten Automatikgetriebe;
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3 eine
schematische Ansicht der Ausbildung einer Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit und
einer Schalt/Auswahlpositionssensoreinheit in dem in 1 dargestellten,
synchronisierten Automatikgetriebe;
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4 eine
graphische Darstellung der Beziehungen zwischen Schaltpositionen
einer Schaltgabel und den Ausgangseigenschaften eines Schaltpositionssensors
in dem synchronisierten Automatikgetriebe gemäß der Erfindung;
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5 eine
graphische Darstellung der Beziehungen zwischen ausgewählten Positionen
der Schaltgabel und den Ausgangseigenschaften eines Auswahlpositionssensors
in dem synchronisierten Automatikgetriebe gemäß der Erfindung;
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6 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
eines Drosselklappenschließsteuervorgangs
und eines Kupplungslösesteuervorgangs
nach Beginn eines Gangwechsels in dem synchronisierten Automatikgetriebe
gemäß der Erfindung;
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7 eine
graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Drosselklappenöffnungsgrad zu
jenem Zeitpunkt, an welchem ein Gangwechselvorgang begonnen wird,
und der Drosselklappenschließgeschwindigkeit
bei dem synchronisierten Automatikgetriebe gemäß der Erfindung; und
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8 eine
graphische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Kupplungserregerstrom
zu jenem Zeitpunkt, an welchem mit dem Gangwechselvorgang begonnen
wird, und der Kupplungslösezeit zu
jenem Zeitpunkt, wenn mit dem Gangwechselvorgang begonnen wird,
bei verschiedenen Brennkraftmaschinendrehzahlen als Parameter, bei
dem synchronisierten Automatikgetriebe gemäß der Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen anhand dessen beschrieben, was momentan als bevorzugte
oder typische Ausführungsformen
der Erfindung angesehen wird. In der folgenden Beschreibung bezeichnen
gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile. Weiterhin
wird darauf hingewiesen, daß in
der folgenden Beschreibung derartige Begriffe wie "links", "rechts", "vorn" und "hinten" und dergleichen
zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, jedoch die
Erfindung nicht einschränken
sollen.
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1 zeigt
den Aufbau einer Steuer- oder Regeleinrichtung (wobei nachstehend
die Begriffe Steuern und Regeln die gleichen Vorgänge bezeichnen
sollen, es sei denn, es wäre
ausdrücklich
etwas anderes angegeben) für
ein synchronisiertes Automatikgetriebe gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 1 allgemein
eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (meist einfach als
Brennkraftmaschine bezeichnet) bezeichnet, mit 2 eine elektromagnetische
Kupplung (nachstehend meist einfach als Kupplung bezeichnet), mit 3 insgesamt
das synchronisierte Automatikgetriebe, und mit 4 eine Steuereinheit.
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Die
Brennkraftmaschine 1 weist ein Ansaugrohr 10 auf,
in welchem eine Drosselklappe 11 vorgesehen ist. Der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 11 wird durch einen Drosselklappenpositionssensor 9 festgestellt,
der auf dem Ansaugrohr 10 an einem Ort in der Nähe der Drosselklappe 11 angebracht
ist, und das Ausgangssignal des Drosselklappenpositionssensors 9 wird
der Steuereinheit 4 zugeführt.
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Weiterhin
wird der Betätigungshub
des Gaspedals (nicht gezeigt), das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs
betätigt
wird, bei welchem das vorliegende Brennkraftmaschinensystem vorgesehen
ist, von einem Gaspedalpositionssensor 13 festgestellt. Im
einzelnen ist der Gaspedalpositionssensor 13 so ausgebildet,
daß er
ein Ausgangssignal erzeugt, welches den Gaspedalbetätigungshub
angibt, wobei dieses Signal ebenfalls der Steuereinheit 4 zugeführt wird.
Die Steuereinheit 4 verarbeitet das Ausgangssignal des
Gaspedalpositionssensors 13, um arithmetisch eine gewünschte Drosselklappenöffnungsposition
zu bestimmen, welche dem Gaspedalbetätigungshub entspricht, worauf
die Steuereinheit 4 die Drosselklappe 11 über ein
Drosselklappenbetätigungsglied 12 über eine
Rückkopplungsschleife
auf der Grundlage der Abweichung oder Differenz zwischen der voranstehend
geschilderten, gewünschten Drosselklappenöffnungsposition
und dem Öffnungsgrad
oder der Position der Drosselklappe steuert, die von dem Drosselklappenpositionssensor 9 festgestellt
wird, um hierdurch zu veranlassen, daß der Öffnungsgrad oder die Position
der Drosselklappe mit der gewünschten
Drosselklappenöffnungsposition übereinstimmt.
Weiterhin ist ein Brennkraftmaschinendrehzahlsensor 15 vorgesehen,
der in der Nähe der
Kurbelwelle 21 der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um
deren Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) festzustellen. Ein Rückwärtsgangschalter 16 ist
in der Nähe
eines Innenzahnrads 100c einer Gangschalteinheit 100 vorgesehen,
die nachstehend noch genauer erläutert
wird, und dient zur Feststellung des Eingriffs zwischen dem Innenzahnrad 100c und
einem angetriebenen Zahnrad 37a eines Rückwärtsgang-Getriebezuges 37,
der ebenfalls nachstehend genauer erläutert wird.
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Die
elektromagnetische Kupplung 2 ist zwischen der Kurbelwelle 21 der
Brennkraftmaschine 1 und einer Eingangswelle 22 des
synchronisierten Automatikgetriebes 3 angeordnet, um die Übertragung/Unterbrechung
der Bewegung oder des Drehmoments von der Kurbelwelle 21 auf
die Eingangswelle 22 des synchronisierten Automatikgetriebes 3 zu
steuern. Der elektromagnetischen Kupplung 2 wird ein Kupplungserregerstrom
zugeführt,
der proportional zu dem Drehmoment ist, welches von der Kupplung übertragen
werden soll, gesteuert durch die Steuereinheit 4, um hierdurch
das Drehmoment der Kurbelwelle 21 auf die Eingangswelle 22 des
synchronisierten Automatikgetriebes 3 in Form eines gesteuerten
Drehmoments zu übertragen.
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Von
dem synchronisierten Automatikgetriebe 3 wird angenommen,
daß es
als Fünfganggetriebe mit
Zwischenwelle oder Vorlegewelle ausgebildet ist, und beispielsweise
fünf Gruppen
von Vorwärtsganggetriebezügen 33 bis 36 und 38 und
eine Gruppe aus einem Rückwärtsganggetriebezug 37 aufweist,
sowie eine Gangschalteinheit 100, die mehrere Innenzahnräder 100a bis 100c aufweist,
um eine Umschaltung der Kupplung zwischen den Getriebezügen und einer
Ausgangswelle 32 durchzuführen. Bei dem dargestellten,
synchronisierten Automatikgetriebe 3 wird weiterhin angenommen,
daß die
Gangschalteinheit 100 drei Innenzahnräder aufweist. Das Drehmoment, das
von der Kurbelwelle 21 mit Hilfe der elektromagnetischen
Kupplung 2 auf die Eingangswelle 22 übertragen
wird, wird an eine Zwischenwelle 31, die parallel zur Eingangswelle 22 angeordnet
ist, mit Hilfe eines primären
Getriebezuges 33 übertragen,
der am weitesten vorn liegt (am weitesten links in 1).
Die Ausgangswelle 32 ist koaxial zur Eingangswelle 22 angeordnet.
Drehbar auf der Ausgangswelle 32 sind angetriebene Zahnräder 33a bis 36a sowie 38a der Vorwärtsgänge 33 bis 36 und 38 vorgesehen,
und zusätzlich
das angetriebene Zahnrad 37a des Rückwärtsgangs 37. Andererseits
sind fest auf der Zwischenwelle 31, die parallel zur Ausgangswelle 32 verläuft, angetriebene
Zahnräder 33b bis 36b der Vorwärtsgänge 33 bis 36 und 38 vorgesehen,
sowie ein Antriebszahnrad 37c des Rückwärtsgangs 37, welches
im Eingriff mit einem Zwischenzahnrad 37b steht, das wiederum
im Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 37a steht. Weiterhin
ist ein erstes Innenzahnrad 100a axial beweglich und drehfest
auf der Ausgangswelle 32 an der Vorderseite des dritten Gangs 34 vorgesehen
(also zwischen dem primären Getriebezug 33 und
dem dritten Gang 34), ist ein zweites Innenzahnrad 100b axial
beweglich und drehfest auf der Ausgangswelle 32 zwischen
dem zweiten Gang 35 und dem ersten Gang 36 vorgesehen,
und ist ein drittes Innenzahnrad 100c axial beweglich und
drehfest auf der Ausgangswelle 32 zwischen dem Rückwärtsgang 37 und
dem fünften
Gang 38 vorgesehen. Das erste Innenzahnrad 100a ist
so ausgebildet, daß es
entlang der Ausgangswelle 32 mit Hilfe einer nachstehend
noch genauer erläuterten Schaltgabel 101 bewegt
werden kann, um hierdurch mit dem angetriebenen Zahnrad 33a des
primären Getriebezuges 33 gekuppelt
zu werden, wodurch die Eingangswelle 22 des Automatikgetriebes
und dessen Ausgangswelle 32 direkt miteinander gekuppelt werden.
In diesem Fall dient das erste Innenzahnrad 100a als das
Zahnrand für
den vierten Gang. Der Drehmomentübertragungsweg
und das Untersetzungs- oder Übersetzungsverhältnis (Untersetzungsverhältnis des
primären
Getriebezugs, multipliziert mit dem Untersetzungsverhältnis des
jeweiligen Ganges) ändern
sich in Abhängigkeit
davon, welches der angetriebenen Zahnräder 33a bis 36a und 38a der
Vorwärtsgänge 33 bis 36 und 38 oder
das angetriebene Zahnrad 37a des Rückwärtsgangs 37 ausgewählt ist,
gesteuert durch die Steuereinheit 4. Im einzelnen wird
die Gangschalteinheit 100 mit Hilfe der Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5 zur Gangumschaltung
geschaltet, die durch das Ausgangssignal der Steuereinheit 4 gesteuert
wird, wodurch der Gangwechselvorgang durch den Freigabevorgang zum
Freigeben des mechanischen Eingriffs der Zahnräder, die momentan im Betrieb
sind, und dem Kupplungsvorgang, um den Eingriff der darauffolgenden
Gangzahnräder
zu bewirken, erzielt wird. Hierbei wird das Kämmen oder der Eingriff zwischen dem
angetriebenen Zahnrad 37a des Rückwärtsgangs 37 und dem
Innenzahnrad 100c durch den Rückwärtsgangschalter 16 festgestellt.
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Der
Steuereinheit 4 werden ein Schalthebelpositionssignal,
welches die Position eines Schalthebels 14 angibt, der
von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt wird, das Ausgangssignal
des Gaspedalpositionssensors 13, das den Betätigungshub oder
die Position (des nicht dargestellten) Gaspedals angibt, und das
Ausgangssignal des Ausgangswellendrehzahlsensors 8 des
Automatikgetriebes zugeführt,
wobei dieser Sensor so ausgebildet ist, daß er die Drehzahl (Umdrehungen
pro Minute) der Ausgangswelle 32 des Getriebes feststellt.
In Reaktion auf diese Signale bestimmt die Steuereinheit 4 arithmetisch
die Gangstufe, die für
den momentan vorhandenen Fahrzustand des Fahrzeugs geeignet ist, auf
der Grundlage eines Gangschaltmusters (nicht dargestellt) des Getriebes,
um dann ein geeignetes Steuersignal an die Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5 auszugeben,
um die Gangschalteinheit 100 zu schalten, während die
geschaltete/ausgewählte
Position des Schalthebels 4 mit Hilfe der Schalt/Auswahlpositionssensoreinheit 6 festgestellt wird.
Daher wird die Gangschalteinheit 100 durch die Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5 geschaltet, die
durch das Ausgangssignal der Steuereinheit 4 gesteuert
wird, wodurch der Gangwechselvorgang durch den Freigabevorgang zum
Freigeben des mechanischen Kämmens
oder Eingriffs der Zahnräder des
momentanen Gangs und den Kupplungsvorgang, um die Zahnräder der
gewünschten
oder Ziel-Gangstufe zum Eingriff zu veranlassen, erzielt wird.
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Der
synchronisierte Zustand der Gangschalteinheit 100 kann
auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Eingangswellendrehzahl
(Umdrehungen pro Minute) des Getriebes und von dessen Ausgangswellendrehzahl
bestimmt werden, wobei die Drehzahlen durch den Eingangswellendrehzahlsensor 7 und
den Ausgangswellendrehzahlsensor 8 festgestellt werden.
Zur Gangänderung
wird die Drosselklappe 11 zu einer vorbestimmten Drosselklappenposition
geschlossen, mit Hilfe des Drosselklappenbetätigungsgliedes 12,
während
der der elektromagnetischen Kupplung 2 zugeführte Erregerstrom
unterbrochen wird, wodurch das synchronisierte Automatikgetriebe
in den Zustand ohne Drehmomentübertragung
eingestellt wird. In diesem Zustand wird der Gangwechselvorgang
durchgeführt.
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2 erläutert den
Betriebsablauf bei der Gangschalteinheit 100 nach einer Änderung
vom ersten Gang (dem ersten Geschwindigkeitsbereich) auf den zweiten
Gang (zweiten Geschwindigkeitsbereich) bei dem synchronisierten Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der ersten Geschwindigkeitsstufe
kämmt das
zweite Innenzahnrad 100b der Gangschalteinheit 100 mit
dem Synchronisierring 102 und dem Synchronisierkegel 103 des
ersten Gangs, wodurch das Drehmoment von dem ersten Gang an die
Ausgangswelle 32 des Getriebes über das zweite Innenzahnrad 100b übertragen
wird. Wenn ein Befehl zur Gangumschaltung vom ersten Gang oder Bereich
auf den zweiten Gang oder Bereich ausgegeben wird, wird die Schaltgabel 100 dazu
veranlaßt,
auf den zweiten Gang umzuschalten, mit Hilfe der Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5,
gesteuert durch die Steuerung 4, was dazu führt, daß der mechanische
Eingriff zwischen dem zweiten Innenzahnrad 100b und dem
ersten Gang gelöst wird,
worauf der Synchronisierring 102 für den zweiten Gang dazu veranlaßt wird,
sich zum zweiten Gang hin zu bewegen, und zwar durch das zweiten Innenzahnrad 100b,
damit er gegen den Synchronisierkegel 103 gedrückt wird.
Hierdurch werden die Ausgangswelle 32 des Getriebes und
die Welle des zweiten Gangs zur synchronen Drehung veranlaßt, was
zum mechanischen Eingriff zwischen dem zweiten Innenzahnrad 100b einerseits
und den Zahnrädern
des Synchronisierrings 102 und des Synchronisierkegels 103 andererseits
führt.
Damit ist der Gangwechselvorgang von dem ersten Geschwindigkeitsbereich
auf den zweiten Geschwindigkeitsbereich beendet.
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3 zeigt
schematisch den Aufbau der Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5 und
der Schalt/Auswahlpositionssensoreinheit 6 in dem synchronisierten
Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
aus 3 hervorgeht, weist die Schalt/Auswahlbetätigungsgliedeinheit 5 ein Schaltbetätigungsglied 5a zum
Antrieb oder Betätigen
der Schaltgabel 101 sowie ein Auswahlbetätigungsglied 5b zum
selektiven Antrieb der Schaltgabel 101 auf. Das Schaltbetätigungsglied 5a weist
einen Schaltmotor 51 zur Bewegung der Schaltgabel 101 in
Axialrichtung der Ausgangswelle 32 auf, und ein Untersetzungsgetriebe 53 zur Übertragung
der Antriebskraft des Schaltmotors 51 an die Schaltgabel 101 mit
Untersetzung. Andererseits weist das Auswahlbetätigungsglied 5b einen
Auswahlmotor 52 zur Bewegung der Schaltgabel 101 in
Drehrichtung auf, und ein Untersetzungsgetriebe 54 zur Übertragung
der Antriebskraft des Auswahlmotors 52 auf die Schaltgabel 101 mit
Untersetzung.
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Die
Schalt/Auswahlpositionssensoreinheit 6 weist einen Schaltpositionssensor 61 auf,
der in der Nähe
des Untersetzungsgetriebes 53 des Schaltbetätigungsgliedes 5a angeordnet
ist, um die Schaltposition der Schaltgabel 101 festzustellen,
und einen Auswahlpositionssensor 62, der in der Nähe des Untersetzungsgetriebes 54 des
Auswahlbetätigungsgliedes 5b angeordnet
ist, um die ausgewählte
Position der Schaltgabel 101 festzustellen.
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Der
Schaltvorgang wird unter Steuerung durch die Steuereinheit 4 auf
die nachstehend geschilderte Art und Weise durchgeführt. Die
Schaltgabel 101 wird in Axialrichtung der Ausgangswelle 32 des
Automatikgetriebes durch den Schaltmotor 51, der in dem
Schaltbetätigungsglied 5a vorgesehen
ist, mit Hilfe des Untersetzungsgetriebes 53 bewegt. In diesem
Fall wird die Verschiebungsposition der Schaltgabel 101 durch
den Schaltpositionssensor 61 festgestellt, worauf ein Signal,
welches die geschaltete oder verschobene Position angibt, auf die
Steuereinheit 4 rückgekoppelt
wird. Anders ausgedrückt wird
eine Rückkopplungssteuerung
oder -regelung in Bezug auf die verschobene oder geschaltete Position durchgeführt.
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Auf ähnliche
Weise wird der Auswahlvorgang unter Steuerung durch die Steuereinheit 4 auf die
nachstehend geschilderte Art und Weise durchgeführt. Die Schaltgabel 101 wird
in Drehrichtung der Ausgangswelle 32 des Automatikgetriebes
durch den Auswahlmotor 52, der in dem Auswahlbetätigungsglied 5b vorgesehen
ist, mit Hilfe des Untersetzungsgetriebes 54 so angetrieben
oder bewegt, daß die Schaltgabel 101 selektiv
mit einem der Innenzahnräder 100a bis 100c der
Gangschalteinheit 100 in Eingriff gelangt. In diesem Fall
wird die ausgewählte
Position der Schaltgabel 100 durch den Auswahlpositionssensor 62 festgestellt,
worauf ein Signal, welches die ausgewählte Position angibt, auf die
Steuereinheit 4 rückgekoppelt
wird. Anders ausgedrückt
wird ein Rückkopplungssteuerung
oder -regelung für
die ausgewählte
Position durchgeführt.
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4 ist
eine Darstellung der Beziehungen zwischen den geschalteten Positionen
der Schaltgabel 101 und den Ausgangseigenschaften des Schaltpositionssensors 61,
der voranstehend beschrieben wurde. In der 1 ist mit
VYA ein Lernspannungswert bezeichnet, der die geschaltete Position
im ersten, dritten und fünften
Gang angibt, mit VYB ein Lernspannungswert, der die geschaltete
Position in der Neutralposition (Leerlaufstellung) angibt, und mit VYC
ein Lernspannungswert, der die geschaltete Position im zweiten und
vierten Gang und im Rückwärtsgang
angibt.
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5 zeigt
graphisch die Beziehungen zwischen den ausgewählten Positionen der Schaltgabel 101 und
den Ausgangseigenschaften des Auswahlpositionssensors 62,
der ein Lernspannungswert bezeichnet, der die ausgewählte Position
im ersten und zweiten Gang angibt, mit VXB ein Lernspannungswert,
der die ausgewählte
Position im dritten und vierten Gang (einschließlich der Neutralposition)
anzeigt, und mit VXC ein Lernspannungswert, der die ausgewählte Position
im fünften
Gang und im Rückwärtsgang
angibt.
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Nunmehr
erfolgt eine Beschreibung des Betriebsablaufs bei dem synchronisierten
Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von 6,
in welcher ein Flußdiagramm
dargestellt ist, das einen Drosselklappenschließsteuervorgang und einen Kupplungsfreigabesteuervorgang
nach Beginn des Gangwechselvorgangs erläutert.
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In 6 erfolgt
in einem Schritt S110 eine Entscheidung, ob der Gangwechselvorgang
begonnen wurde oder nicht, mit Hilfe eines Gangwechselvorgangsstartentscheidungsunterprogramms
(Schritt S100). Wenn die Entscheidung im Schritt S110 zu einem bejahenden
Ergebnis "JA" führt, dann
wird die Schließrate
oder Schließgeschwindigkeit
der Drosselklappe auf der Grundlage der Position des Gaspedals festgelegt.
Dann wird die Zeit A, die zum vollständigen Schließen der
Drosselklappe benötigt
wird, entsprechend dem folgenden Ausdruck bestimmt: A
= (momentaner Öffnungsgrad
der Drosselklappe – Öffnungsgrad
der vollständig
geschlossenen Drosselklappe)/festgelegte Drosselklappenschließgeschwindigkeit.
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Weiterhin
wird die Kupplungslösezeit
(also die Zeit, welche die Kupplung benötigt, um sich zu lösen) B arithmetisch
auf Weiterhin wird die Kupplungslösezeit (also die Zeit, welche
die Kupplung benötigt,
um sich zu lösen)
B arithmetisch auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl
und des Erregerstroms bestimmt, worauf eine Gangwechselmarke auf "1" in einem Schritt S120 eingestellt wird.
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Wenn
andererseits der Entscheidungsschritt S110 das negative Ergebnis "NEIN" zur Folge hat, so geht
die Verarbeitung durch Überspringen
des Schritts S120 zu einem Schritt S130 über. Im Schritt S130 wird entschieden,
ob der Gangwechsel freigeschaltet ist (also ob die Gangwechselmarke
auf "1" eingestellt ist
oder nicht). Wenn bei diesem Entscheidungsschritt S130 eine positive
Antwort "JA" vorhanden ist, dann
werden die Zeit A, die zum vollständigen Schließen der
Drosselklappe benötigt
wird, und die Kupplungslösezeit
B miteinander verglichen. Für A < B geht die Verarbeitung
zu einem Schritt S160 über,
in welchem die Kupplung zu dem gelösten Zustand freigegeben wird.
Wenn andererseits der Entscheidungsschritt S140 dazu führt, daß A ≥ B ist, so wird
die Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt des Beginns des Gangwechselvorgangs
und dem momentanen Zeitpunkt vergangen ist, mit der Zeitdifferenz oder
dem Zeitraum gemäß A – B verglichen,
in einem Schritt S150. Wenn die voranstehend erwähnte, verstrichene Zeit länger als
der Zeitraum (A – B)
ist, so geht die Verarbeitung zum Schritt S160 über, in welchem die Kupplung
zu dem Lösezustand
freigegeben wird. Andererseits geht, es sei denn, daß die voranstehend
geschilderte, verstrichene Zeit nicht die Zeitdifferenz (A – B) überschreitet,
die Verarbeitung zu einem Schritt S170 über. Weiterhin wird, nachdem
die Kupplung in dem Schritt S160 gelöst wurde, der Vorgang gemäß Schritt
S170 durchgeführt.
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Im
Schritt S170 wird der Drosselklappenöffnungsgrad in dem Strombetriebszyklus
arithmetisch auf der Grundlage des folgenden Ausdrucks festgelegt: Drosselklappenöffnungsgrad im momentanen Betriebszyklus
= Drosselklappenöffnungsgrad
im vorherigen Betriebszyklus – (Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit × A).
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In
diesem Zusammenhang soll unter dem Begriff "Drosselklappenschließgeschwindigkeit" die Abnahmerate
des Drosselklappenöffnungsgrads während des
Betriebs in einem Zyklus verstanden werden. Daraufhin erfolgt in
einem Schritt S180 eine Abfrage, ob der Gangwechselvorgang beendet
wurde. Führt
dieser Abfrageschritt S180 zum Ergebnis "JA",
so wird ein Schritt S190 durchgeführt, um die Gangwechselmarke
zu löschen,
womit die Verarbeitung beendet ist. Wenn andererseits das Ergebnis des
Schrittes S180 "NEIN" ist, so wird die
Verarbeitung beendet, ohne die Gangwechselmarke zu löschen.
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7 erläutert graphisch
die Beziehung zwischen dem Drosselklappenöffnungsgrad zu jenem Zeitpunkt,
an welchem mit dem Gangwechselvorgang begonnen wird, und der Schließrate oder Schließgeschwindigkeit
der Drosselklappe.
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8 zeigt
graphisch die Beziehungen zwischen dem Kupplungserregerstrom zu
jenem Zeitpunkt, an welchem mit dem Gangwechselvorgang begonnen
wird, und der Kupplungslösezeit,
mit verschiedenen Brennkraftmaschinendrehzahlen (1000, 2000, 3000
und 5000 Umdrehungen pro Minute) als Parameter.
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Durch
den voranstehend geschilderten Steuervorgang wird zuerst die Schließrate oder
Schließgeschwindigkeit
der Drosselklappe in Abhängigkeit von
dem Drosselklappenöffnungsgrad
zu jenem Zeitpunkt bestimmt, an welchem mit dem Gangwechselvorgang
begonnen wird, und dann wird die Kupplung zum gelösten Zustand
hin freigegeben (also zu jenem Zustand, in welchem die Kupplung
kein Drehmoment überträgt), und
zwar zu jenem Zeitpunkt, an welchem die Drosselklappe vollständig geschlossen ist.
Daher kann eine Fehlanpassung zwischen dem Drosselklappenöffnungsgrad
und der Größe des Drehmoments,
das über
die Kupplung übertragen wird,
wirksam unterdrückt
werden, selbst falls sich der Drosselklappenöffnungsgrad ändern sollte,
nachdem mit dem Gangwechselvorgang begonnen wurde.
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Da
die Kupplung in den gelösten
Zustand gleichzeitig mit dem vollständigen Schließen der Drosselklappe
freigegeben wird, kann eine drastische Änderung der Brennkraftmaschinendrehzahl, beispielsweise
deren rapide Verzögerung
nach dem Freigeben der Kupplung, abgemildert werden, wobei das voranstehend
geschilderte Durchgehen der Brennkraftmaschine verhindert wird.
Daher läßt sich ein
komfortabler Gangwechselvorgang erreichen.