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Die
Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeuge und insbesondere auf die
Steuerung des Antriebstrangs von Kraftfahrzeugen.
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Fahrzeuge
verwenden typischerweise einen Drehmomentwandler, um Drehmoment
zwischen einem Motor und einem Automatikgetriebe zu übertragen.
Zur Verbesserung der Kraftstaffökonomie
weisen Drehmomentwandler typischerweise eine Wandlerüberbrückungskupplung
auf. Unter bestimmten Betriebsbedingungen wird die Kupplung geschlossen,
um eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe herzustellen.
Bestimmte Typen von Drehmomentwandlern verwenden zwei Hydraulikkreise, um
die Möglichkeit
zu bieten, den Wandler zu überbrücken, wenn
ein bestimmter Wert an positivem Drehmoment zu übertragen ist. Diese Fähigkeit
erlaubt Überbrückungen
während
des Fahrens mit gleichmäßiger Geschwindigkeit.
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Die
Erfinder haben erkannt, daß es
wünschenswert
ist, den Drehmomentwandler zu überbrücken, wenn
zur Verbesserung der Motorbremsung, zur Minderung von Bremsenabnutzung,
zur Verbesserung des Fahrkomforts und zur Minderung des Kraftstoffverbrauchs
hohe negative Drehmomentwerte übertragen
werden. Die Erfinder haben des weiteren bei Verwendung eines Drehmomentwandlers
des oben beschriebenen Typs einen potentiellen Nachteil des obigen
Ansatzes erkannt. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, daß ein solcher
Drehmomentwandler schwer zu überbrücken ist,
wenn der Antriebsstrang hohe negative Drehmomentwerte überträgt. Insbesondere
ist der für
das Einkuppeln der Kupplung verfügbare
hydraulische Druck niedrig, wenn hohe negative Drehmomente übertragen
werden, und es besteht die Möglichkeit,
daß der
Drehmomentwandler nicht ordnungsgemäß überbrückt wird. So werden die potentiellen
Vorteile nicht nur nicht erreicht, sondern es kann auch die Lebensdau er
der Kupplung verschlechtert werden, wenn ein Einkuppeln der Kupplung
bei einem solchen (hohen negativen) Drehmoment versucht wird.
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Ein
solches Verfahren, bei welchem die Wandlerüberbrückungskupplung erst dann eingekuppelt
wird, wenn bereits hohe negative Drehmomente übertragen werden, ist auch
in der Druckschrift
US
5547438 A als Stand der Technik beschrieben und als negativ
erkannt worden. Zur Behebung der oben beschriebenen Probleme wird
in dieser Druckschrift vorgeschlagen, die Wandlerüberbrückungskupplung
zu einem Zeitpunkt einzukuppeln, bei welchem der Antriebsmotor noch
ein positives Drehmoment zur Verfügung stellt. Hierdurch kann
jedoch der Fahrkomfort beim Übergang
durch den Nulldrehmomentpunkt beeinträchtigt werden.
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Die
Nachteile früherer
Ansätze
werden durch ein Verfahren zur Steuerung des Antriebsstrangs eines
Fahrzeuges überwunden,
wobei der Antriebsstrang einen Motor aufweist, der über einen
eine Wandlerüberbrückungskupplung
aufweisenden Drehmomentwandler mit einem Getriebe verbunden ist.
Das Verfahren umfaßt
die Feststellung, ob ein Zustand gegeben ist, bei dem eine negative
Antriebsstrang-Ausgangsleistung gewünscht wird, die niedriger ist
als ein vorherbestimmter Wert, und als Reaktion auf diese Feststellung
das Einkuppeln der Überbrückungskupplung
nachdem das Motordrehmoment über
den Nulldrehmomentpunkt hinaus verringert wurde und vor der Bereitstellung
der genannten negativen Antriebsstrang-Ausgangsleistung.
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Indem
die Überbrückungskupplung
eingekuppelt wird, bevor die gewünschte
negative Antriebsstrang-Ausgangsleistung geliefert wird, ist es möglich, den
Drehmomentwandler auch dann zu überbrücken, wenn
der Drehmomentwandler bei Übertragung
großer
negativer Drehmomente schwer zu überbrücken ist.
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Ein
Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es, wenn dies gewünscht wird,
möglich
ist, das negative Antriebsstrangdrehmoment auf einen gewünschten Wert
einzustellen und sogar einen Maximalwert bereitzustellen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es durch das Überbrücken des
Drehmomentwandlers im Bereich des negativen Antriebsstrang-Ausgangsleistung
möglich
ist, einen sanften Übergang
durch den Nulldrehmomentpunkt sicherzustellen und damit die potentiell
schädlichen
Wirkungen des Getriebezahnradspiels auf den Fahrkomfort zu minimieren.
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Es
ist des weiteren wichtig anzumerken, daß es mehrere Möglichkeiten
gibt, mit denen bestimmt wird, ob ein Zustand gegeben ist, bei dem
eine negative Antriebsstrang-Ausgangsleistung gewünscht wird,
die niedriger ist als ein vorherbestimmter Wert. Beispielsweise
kann dies direkt ausgehend von einem Soll-Drehmomentwert erfolgen,
der ausgehend von einem durch den Fahrer ausgelösten Signal berechnet wird.
Alternativ kann die Bestimmung ausgehend von einem Soll-Motordrehmoment
erfolgen, das von einem Motorsteuergerät berechnet wird. Oder es kann
einfach aufgrund bestimmter Umstände
erfolgen, von denen bekannt ist, daß bei deren Vorliegen die negative
Antriebsstrang-Ausgangsleistung mit Sicherheit niedriger wird als
ein vorherbestimmter Wert.
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Weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen
aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezugnahme auf
die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigen:
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1–2 Blockdiagramme
einer Ausführungsform,
bei der die Erfindung auf vorteilhafte Weise genutzt wird;
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3–18 Ablaufdiagramme
auf hohem Niveau für
verschiedene Betriebsvorgänge,
die durch einen Teil der in 1 dargestellten
Ausführungsform
ausgeführt
werden;
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19 eine
grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Betriebsweise und
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20–23 Blockdiagramme
von Drehmomentwandlern, die erfindungsgemäß verwendet werden können.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird der Innenverbrennungsmotor 10,
der hier unter besonderer Bezugnahme auf 2 näher beschrieben
wird, als über
die Kurbelwelle 13 mit dem Drehmomentwandler 11 verbunden
dargestellt. Der Drehmomentwandler 11 ist über die
Getriebe-Eingangswelle 17 auch mit dem Getriebe 15 verbunden.
Der Drehmomentwandler 11 besitzt eine (in den 20–23 beschriebene)
Wandlerüberbrückungskupplung,
die eingekuppelt, ausgekuppelt oder teilweise eingekuppelt sein
kann. Wenn die Kupplung entweder ausgekuppelt oder teilweise eingekuppelt
ist, wird der Drehmomentwandler als freigegeben bezeichnet. Das Getriebe 15 weist
ein elektronisch gesteuertes Getriebe mit einer Mehrzahl wählbarer
diskreter Übersetzungsverhältnisse
auf. Das Getriebe 15 weist auch mehrere andere Zahnräder auf,
wie zum Beispiel eine (nicht dargestellte) Achsantriebs-Untersetzung.
Das Getriebe 15 ist über
die Achse 21 auch mit dem Reifen 19 verbunden.
Der Reifen 19 bildet die Schnittstelle zwischen dem (nicht
dargestellten) Fahrzeug und der Straße 23. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Getriebe 15 folgende vom Fahrer wählbare Optionen
auf: Parkstellung (P), Rückwärtsgang
(R), Leerlaufstellung (N), Fahrstellung (D) und niedrige Fahrstufe
(L). Der Fahrer wählt diese
Stellungen über
einen Getriebe-Wählhebel.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform
ist der Hebel als PRNDL-Hebel bekannt, der den verschiedenen Optionen
entspricht. Insbesondere in der Park- oder Leerlaufstellung überträgt das Getriebe 15 vom
Getriebeeingang zum Getriebeausgang kein Drehmoment. In der Fahrstellung
kann ein Getriebesteuergerät
das Getriebe so steuern, daß beliebige
Vorwärtsgang-Untersetzungsverhältnisse
gewählt
werden. Im Rückwärtsgang
wird ein einzelnes Rückwärtsgangrad
gewählt.
In der niedrigen Fahrstufe kann durch das elektronische Steuergerät nur ein
niedriger Satz von Vorwärtsgang-Untersetzungsverhältnissen
gewählt
werden. Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt auf der Grundlage
dieser Offenbarung verschie dene weitere Getriebe-Wählhebeltypen
mit verschiedenen Optionssätzen,
die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können. So kann es zum Beispiel
die Optionen niedrige Fahrstufe rund niedrige Fahrstufe 2 geben.
Der Getriebe-Wählhebel
kann auch an der Lenksäule
oder zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz angeordnet sein.
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Der
Innenverbrennungsmotor 10 weist eine Mehrzahl von Zylindern
auf, von denen ein Zylinder in 2 dargestellt
wird. Das elektronische Motorsteuergerät 12 steuert den Motor 10.
Der Motor 10 weist einen Verbrennungsraum 30 und
Zylinderwände 32 mit
dem darin angeordneten und mit der Kurbelwelle 13 verbundenen
Kolben 36 auf. Der Verbrennungsraum 30 steht über das
Einlaßventil 52 bzw.
Auslaßventil 54 mit
dem Ansaugkrümmer 44 und
dem Auspuffkrümmer 48 in
Verbindung. Die Lambdasonde 16 ist oberhalb eines Katalysators 20 mit
dem Auspuffkrümmer 48 des
Motors 10 verbunden.
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Der
Ansaugkrümmer 44 steht über die
Drosselklappenplatte 66 mit dem Drosselklappengehäuse 64 in
Verbindung. Die Drosselklappenplatte 66 wird durch den
Elektromotor 67 gesteuert, der ein Signal vom EGS-Treiber 69 empfängt. Der
EGS-Treiber 69 empfängt
ein Steuersignal (DC) vom Steuergerät 12. Der Ansaugkrümmer 44 wird
auch mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse 68 dargestellt,
die damit verbunden ist und entsprechend der Pulsbreite des Signals (fpw)
vom Steuergerät 12 Kraftstoff
zuführt.
Der Kraftstoff-Einspritzdüse 68 wird
Kraftstoff über
ein an sich bekanntes (nicht dargestelltes) Kraftstoffsystem zugeführt, welches
einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe sowie eine (nicht dargestellte)
Kraftstoff-Verteilerleitung umfaßt.
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Der
Motor 10 weist des weiteren eine an sich bekannte verteilerlose
Zündanlage 88 auf,
die mittels der Zündkerze 92 als Reaktion
auf das Steuergerät 12 im
Verbrennungsraum 30 einen Zündfunken erzeugt. Bei der hier
beschriebenen Ausführungsform ist
das Steuergerät 12 ein
an sich bekannter Mikrocomputer, welcher eine Mikroprozessoreinheit 102, Signaleingänge und
Signalausgänge 104,
einen elektronischen Speicherchip 106, bei dem es sich
in diesem besonderen Beispiel um einen elektronisch programmierbaren
Speicher handelt, einen Direktzugriffsspeicher 108 sowie
einen an sich bekannten Datenbus aufweist.
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Das
Steuergerät 12 empfängt neben
den weiter oben besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit
dem Motor 10 verbundenen Sensoren, darunter Messungen des
induzierten Luftmassenstroms (MAF) von dem mit dem Drosselklappengehäuse 64 verbundenen
Luftmassensensor 110, Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von
dem mit dem Kühlmantel 114 verbundenen
Temperatursensor 112, eine Messung der Drosselklappenstellung
(TP) von dem mit der Drosselklappenplatte 66 verbundenen Drosselklappenstellungssensor 117;
eine Messung der Turbinendrehzahl (Wt) vom Turbinendrehzahlsensor 119,
wobei die Turbinendrehzahl die Drehzahl der Welle 17 mißt, und
ein Profilzündungsaufnehmersignal
(PIP) von dem mit der Kurbelwelle 13 verbundenen Hallsensor 118 zur
Anzeige einer Motordrehzahl (N).
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird das Gaspedal 130 weiter
als mit dem Fuß des
Fahrers 132 in Verbindung stehend dargestellt. Die Gaspedalstellung
(PP) wird durch den Pedalstellungssensor 134 gemessen und
an das Steuergerät 12 gesendet.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform,
bei der keine elektronisch gesteuerte Drosselklappe vorgesehen ist,
kann ein (nicht dargestelltes) Luftumleitventil eingebaut werden,
wodurch eine geregelte Luftmenge um die Drosselklappenumlenkplatte 62 herum
geleitet werden kann. Bei dieser alternativen Ausführungsform
empfängt
das (nicht dargestellte) Luftumleitventil vom Steuergerät 12 ein
(nicht dargestelltes) Steuersignal.
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Die 2–17 beschreiben
verschiedene vom Steuergerät 12 ausgeführte Routinen.
Die Routinen laufen vorzugsweise in der Reihenfolge ab, in der sie
numeriert sind, sofern sie nicht von einer früheren Routine aufgerufen werden.
Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt jedoch auf der Grundlage dieser
Offenbarung deutlich, daß verschiedene
Merkmale der Figuren und verschiedene Berechnungen in den unterschiedlichsten
Reihenfolgen neu angeordnet werden können, ohne den Anwendungsbereich der
Erfindung zu verlassen.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird nunmehr eine Routine
zur Bestimmung des Soll-Motordrehmoments für die Anwendung im Rahmen des
Motorsteuerungssystems beschrieben. Im Verfahrensschritt 310 wird
zunächst
aufgrund der Pedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ein vom
Fahrer angefordertes Raddrehmoment oder abgegebenes Wellendrehmoment
berechnet. Insbesondere wird das vom Fahrer angeforderte Drehmoment
(tqo_arb_req) als zweidimensionale Nachschlagetabelle als Funktion
der Pedalstellung (PP) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (vspd) berechnet.
Bei Schritt 312 wird als nächstes ein Grenzdrehmoment
(tqo_arb_lim) bestimmt. Dieses abgegebene Grenzdrehmoment kann aus
verschiedenen Quellen stammen, zum Beispiel der Fahrzeug-Geschwindigkeitsbegrenzung, der
Antischlupfregelung oder einer Fahrzeugstabilitätsregelung. Wenn das Getriebesteuergerät das abgegebene
Grenzausgangsdrehmoment zuführt,
kann dieses Drehmoment das zulässige
Höchstdrehmoment
darstellen, welches durch das Getriebe übertragen werden kann. Danach
berechnet bei Schritt 314 die Routine eine Fahrer-Motordrehmomentanforderung
für Handschaltgetriebe
und Automatikgetriebe in Leerlaufstellung, Parkstellung oder vom
Fahrer gewählten
Gängen
(tqe_dd_req). Zu beachten ist, daß tqe_dd_req ein anderer Parameter
ist als der bei Schritt 310 berechnete, wenn tqe_arb_req
für Automatikgetriebe
berechnet wird und wenn sich das Getriebe in einer anderen als der
Leerlauf- oder Parkstellung befindet. Als nächstes wandelt bei Schritt 316 die
Routine die Fahrer-Raddrehmomentanforderung und das Grenzdrehmoment
unter Verwendung des Gesamtübersetzungsverhältnisses
G1 (welches das Übersetzungsverhältnis, das
Drehmomentwandler-Drehmomentverhältnis,
den Getriebewirkungsgrad umfaßt)
und des Drehmomentverlustparameters LÖSS, die vorzugsweise die Reibung
darstellen, in eine Motordrehmomentanforderung um. Danach wählt die
Routine bei Schritt 318 den Maximalwert von tqe_dd_req
aus. Auf diese Weise korrigiert die Routine die entsprechende Motordrehmomentanforderung
unter Berücksichtigung
der Frage, ob das Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem Handschaltgetriebe
ausgerüstet
ist. Außerdem
erlaubt die Routine den Betrieb von Automatikgetrieben in einem
Modus, wie der Leerlauf- oder Parkstellung, wenn der Motor nicht
für den
Antrieb mit den Rädern
verbunden ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 4A und 4B wird
nunmehr eine Routine beschrieben, die eine Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve
berechnet und die Drehmomentanforderung in der Weise filtert und
begrenzt, daß sich
daraus verschiedene Vorteile ergeben, wie später beschrieben wird. Zunächst berechnet
bei Schritt 410 eine Routine die Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve
aufgrund der Stellung des Wählhebels
(PRNDL), der Fahrzeuggeschwindigkeit (vspd) und des Bremspedals
(BOO).
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Insbesondere
berechnet die Routine die Fahrzeughöchstgeschwindigkeit während einer Schubabschaltung
(tq_vs_des_mx). Wie weiter unten noch beschrieben wird, dient diese
Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve
der Bestimmung, ob ein negatives Motor drehmoment benötigt wird.
Der Fachmann auf diesem Gebiet wird auf der Grundlage dieser Offenbarung
erkennen, daß zur
Erreichung einer Soll-Fahrzeugverhaltenskurve verschiedene andere Parameter
wie Beschleunigung oder Verzögerung angewandt
werden können.
Alternativ könnten
Timer verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein gewählter Betriebszustand
bis zu einem eingestellten Zeitpunkt erreicht ist.
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Unter
Bezugnahme auf 4A fährt die Routine mit dem Schritt 412 fort,
wo ermittelt wird, ob sich die Drosselklappe in geschlossener Stellung
befindet. Dies geschieht zum Beispiel durch Kontrolle der Zustandsvariablen
APP. Die Zustandsvariable APP ist auf minus 1 eingestellt, wenn
zum Beispiel PP unter einem vorherbestimmten Wert liegt, der anzeigt,
daß der
Fahrer das Pedal nicht betätigt,
oder wenn der Pedalwinkel fast vollständig freigegeben ist. Mit anderen
Worten bestimmt bei dieser Implementierung die Routine, ob der Fahrer
das Pedal vollständig
freigegeben hat, was dem Fachmann auf diesem Gebiet als geschlossene
Drosselklappe bekannt ist. Wenn die Antwort bei Schritt 412 Ja
lautet, fährt die
Routine mit Schritt 414 fort, wo das Soll-Motordrehmoment dem
Wert nach begrenzt wird. Bei Schritt 416 wird anschließend das
angeforderte Drehmoment auf einen Mindestwert von Null begrenzt.
Der Parameter tqe_daspot bezeichnet den Mindestanteil des angeforderten
Drehmoments. Die Gleichung bei Schritt 414 bewirkt eine
Funktion zweiter Ordnung, die im Hinblick auf das Fahrgefühl vorzuziehen
ist. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird auf der Grundlage dieser
Offenbarung erkennen, daß verschiedene
Filterverfahren angewandt werden könnten, zum Beispiel ein Tiefpaßfilter
erster Ordnung oder ein Wertbegrenzungsfilter.
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Lautet
die Antwort bei Schritt 412 Nein, fährt die Routine in 4b mit Schritt 430 fort. Mit
anderen Worten berechnet die Routine, wenn der Fahrer nicht einen
Zustand mit geschlossener Drosselklappe, das heißt in einer Teillast- oder
Vollaststellung, gewählt hat,
das wertbegrenzte Drehmoment als einen Teil der Differenz zwischen
dem aktuellen Fahrerbedarf und dem zulässigen Mindestdrehmoment (tqe_desmaf),
die, wie weiter unten beschrieben, teilweise von der Aussetzerlinie
her bestimmt wird. Als nächstes
erfolgt bei Schritt 432 eine Bestimmung im Hinblick darauf,
ob das temporärere
gefilterte Drehmoment (tqe_daspot_tmp) höher ist als das gefilterte Solldrehmoment
(tqe_daspot). Je nach dem Ergebnis von Schritt 432 wird
ein temporärer
Multiplikator eingestellt. Dieser temporäre Multiplikator justiert insbesondere
eine Filterzeitkonstante für
die Filterung des Motordrehmoments. Die Filterkonstante wird, je nachdem,
ob das Soll-Motordrehmoment
zunimmt oder abnimmt, auf verschiedene Werte eingestellt. Bei Schritt 434 wird
der Multiplikator für
eine Drehmomentzunahme eingestellt. Bei Schritt 436 wird
der Multiplikator für
eine Reduzierung des Soll-Drehmoments eingestellt. Die Schritte 438, 440 und 432 beschreiben
die Details des Filtervorgangs für
das Soll-Motordrehmoment. Die Zeitkonstante (tcdasf) wird bei Schritt 438 berechnet.
Anschließend
wird die Filterkonstante als Funktion der Erfassungszeit und des
Parameters (tcdasf) berechnet. Schließlich wird bei Schritt 442 das
gefilterte Soll-Motordrehmoment mit einem Tiefpaßfilter (LPF) berechnet. Der
Fachmann auf diesem Gebiet wird auf der Grundlage dieser Offenbarung
erkennen, daß anstelle
eines Tiefpaßfilters
verschiedene Filtertypen verwendet werden können, zum Beispiel Wertbegrenzungsfilter oder
Voreilungs-/Nacheilungsfilter.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird nunmehr eine Routine
beschrieben, die die Bestimmung des Soll-Motordrehmoments aus den 4a und 4b fortsetzt. Zunächst wird mit Schritt 510 bestimmt,
ob das angeforderte Motordrehmoment aus Schritt 318 (tqe_arb_req)
kleiner ist als das gefilterte Soll-Motordrehmoment (tqe_daspot). Wenn die
Antwort bei Schritt 510 Nein lautet, fährt die Routine mit Schritt 512 fort,
wo eine Zustandsvariable (tq_dd_limit) auf Null gesetzt wird. Andernfalls
wird das Soll-Motordrehmoment bei Schritt 514 auf den gleichen
Wert eingestellt wie das gefilterte Motordrehmoment. Als nächstes wird
mit Schritt 516 die Zustandsvariable (tq_dd_limit) auf
minus Eins gesetzt. Auf diese Weise findet das gefilterte Motordrehmoment
ungeachtet des Pedalwinkels als Mindestanteil auf das vom Fahrer
angeforderte Motordrehmoment Anwendung.
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Unter
Bezugnahme auf 6 wird nunmehr eine Routine
beschrieben, um zu bestimmen, ob der Fahrer die Stellung der geschlossenen
Drosselklappe gewählt
hat, wobei in diesem Fall die Motor- und Fahrzeugsteuerungsvorgänge für geschlossene Drosselklappe
ausgeführt
werden. Zunächst
wird bei Schritt 610 eine Zustandsvariable initialisiert (tq_dd_mode
= Null). Dieser Schritt wird nur bei eingeschalteter Zündung oder
unter Teillastbedingungen ausgeführt.
Diese Zustandsvariable wird im Zustandsautomaten für geschlossene
Drosselklappe verwendet, um zu bestimmen, welcher Zustand ausgeführt wird.
Wie weiter unten noch beschrieben wird, ist der Zustandsautomat
vom Fall Null bis zum Fall 6 operativ. Die Zustandsvariable
tq_dd_mode bestimmt, welcher Fall ausgeführt wird.
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Bei
Schritt 612 erfolgt über
die Zustandsvariable APP eine Bestimmung daraufhin, ob ein Schubabschaltungszustand
vorliegt. Mit anderen Worten findet eine Bestimmung daraufhin statt,
ob die gemessene Gaspedalstellung kleiner ist als ein vorherbestimmter
Wert, der anzeigt, daß das
Pedal vollständig
freigegeben ist. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird auf der Grundlage
dieser Offenbarung verschiedene Möglichkeiten erkennen, um festzustellen,
ob ein Zustand mit geschlossener Drosselklappe oder ein Schubabschaltungszustand
vorliegt. So könnten
beispielsweise Bestimmungen aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit
oder Beschleunigung, aufgrund des Motordrehmoments oder verschiedene andere
Verfahren Anwendung finden.
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Unter
Bezugnahme auf 6 bestimmt die Routine, wenn
die Antwort bei Schritt 612 Nein lautet, ob der Zustand
Teillast oder Vollast ist, und führt
die in 14 beschriebene Routine aus.
Wenn die Antwort bei Schritt 612 Ja lautet, fährt die
Routine mit Schritt 614 fort, wo festgestellt wird, ob
die Zustandsvariable trg_n_t_flg WAHR ist. Mit anderen Worten bestimmt
die Routine, ob sich der Motor im Modus Motordrehzahlregelung mit
geschlossenem Regelkreis befindet. Es gibt verschiedene Stellen,
an denen sich der Motor im Modus Motordrehzahlregelung mit geschlossenem
Regelkreis befindet, zum Beispiel bei manuellem Einzug, wenn das
Getriebe eine zum künftigen Übersetzungsverhältnis passende Motordrehzahl
anfordert, wenn die aktuelle Fahrstufe keine Motorbremsung bewirkt,
wie dies weiter unten beschrieben wird, oder während eines Einkupplungsvorgangs
von der Leerlaufstellung zur Fahrstellung. Während eines Einkupplungsvorgangs
von der Leerlaufstellung zur Fahrstellung oder bei manuellem Einzug
(wobei der Fahrer die gewählte
PRNDL-Stellung verändert),
kann das Getriebe den eigentlichen Fahrstufenwechsel hinauszögern, bis
die Motordrehzahl eine Soll-Motordrehzahl erreicht hat. Bei diesen
Beispielen kann die Soll-Motordrehzahl so gewählt werden, daß sie gleich
der Synchrondrehzahl im künftigen Übersetzungsverhältnis ist.
Auf diese Weise wird der Getriebeverschleiß minimiert, da das Übersetzungsverhältnis bei
der Motordrehzahl hergestellt werden kann, die in der Nähe der Motordrehzahl liegt,
welche nach Beendigung des Fahrstufenwechsels erreicht wird. Bei
einem anderen Beispiel wird aufgrund der Tatsache, daß die aktuelle
Fahrstufe keine Motorbremsung bewirkt, das Soll-Motordrehmoment
in der Weise be rechnet, daß die
Getriebe-Eingangsdrehzahl gleich der gemessenen Getriebe-Ausgangsdrehzahl,
oder etwas darunter, multipliziert mit dem aktuellen Übersetzungsverhältnis des Getriebes,
ist. Auf diese Weise tritt keine Verzögerung ein, und der Lastwechselschlag
wird minimiert, wenn wieder ein positives abgegebenes Antriebsstrangdrehmoment
angelegt wird. Anders ausgedrückt
kann die Soll-Motordrehzahl auf die Synchrondrehzahl (oder knapp
darunter) eingestellt werden, wobei die Synchrondrehzahl von dem
Getriebezustand (dem gewählten Übersetzungsverhältnis) und der
Getriebeausgangsdrehzahl abhängt.
Ein derartiges Verfahren kann Anwendung finden, wenn das aktuell
gewählte Übersetzungsverhältnis keine
Motorbremsung beinhaltet. Bei dieser Drehzahlregelung, wie sie weiter
unten beschrieben wird, wird ein Solldrehmoment in der Weise ausgewählt, daß sich der Drehzahlfehler
dem Nullwert annähert.
Wie beschrieben, kann die Drehmomentregelung mittels verschiedener
Motorbetriebsparameter, wie Luft-/Kraftstoff-Verhältnis,
Zündzeitpunktverstellung,
Drosselklappenwinkel oder mittels einer anderen verfügbaren Drehmomentmeßgröße bewerkstelligt
werden.
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Wenn
die Antwort bei Schritt 614 Nein lautet, wird der Zustandsautomat
aufgerufen und der Fall ausgeführt,
der dem derzeitigen Zustand der Zustandsvariable tq_dd_mode des
Schritts 616 entspricht. Andernfalls fährt die Routine mit Schritt 618 fort,
wo die Zustandsvariable auf 7 gesetzt wird. Dann wird das Soll-Motordrehmoment
mittels eines PI-Reglers, der dem Fachmann auf diesem Gebiet als
Proportional-Integral-Regler
bekannt ist, aufgrund eines Motordrehzahlfehlers berechnet, der
aus der Differenz zur Soll-Motordrehzahl (Ndes minus N) errechnet
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 7 wird nunmehr der Fall Null
des Zustandsautomaten beschrieben. Im allgemeinen wird der Fall Null
für die
Initialisierung des Zustandsautomaten aufgerufen. Zunächst wird mit
Schritt 710 bestimmt, ob das angeforderte korrigierte Drehmoment
höher ist
als ein kleines positives kalibrierbares Motordrehmoment (TQE_SML_POS). Lautet
die Antwort bei Schritt 710 Ja, so wird die Zustandsautomatenvariable
bei Schritt 712 auf 1 gesetzt. Andernfalls wird die Zustandsautomatenvariable
bei Schritt 714 auf 2 gesetzt.
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Unter
Bezugnahme auf 8 wird nunmehr der Fall 1 des
Zustandsautomaten beschrieben. Wie oben beschrieben, wird der Fall 1 aufgerufen,
wenn die Zustandsvariable tqe_dd_mode mit Schritt 616 gleich
1 ist. Bei Schritt 810 erfolgt eine Bestimmung daraufhin,
ob das Soll-Motordrehmoment kleiner als das kalibrierbare kleine
positive Drehmoment (TQE_SML_POS) oder diesem gleichwertig ist. Wenn
die Antwort bei Schritt 810 Ja lautet, wird bei Schritt 812 die
Zustandsvariable tqe_dd_mode auf 2 gesetzt.
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Unter
Bezugnahme auf 9 wird nunmehr der Fall 2 des
Zustandsautomaten beschrieben. Zunächst erfolgt bei Schritt 910 eine
Bestimmung dahingehend, ob die aktuelle Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (vspd) höher ist
als die Summe der zulässigen Höchstgeschwindigkeit
während
des Schubabschaltungszustands (tq_vs_des_mx) zuzüglich des zulässigen Überdrehzahlfehlers
(vsdeltogoneg). Der zulässige Überdrehzahlfehler
kann ein Einzelwert sein oder kann mit den Motorbetriebsparametern
variieren. Je nach dem gewählten Übersetzungsverhältnis und
der gewählten
Fahrzeuggeschwindigkeit kann es zum Beispiel wünschenswert sein, unterschiedliche Schwellenwerte
für den
zulässigen Überdrehzahlfehler
zu haben. Ein derartiger Ansatz kann zahlreiche Schaltvorgänge bzw.
hektisches Hin- und Herschalten vermindern. Wenn die Antwort bei
Schritt 910 Ja lautet, wird die Zustandsautomatenvariable (tq_dd_mode)
auf einen Wert gleich 3 gesetzt. Mit anderen Worten führt, wenn
die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitsverlauf,
zuzüglich
des Toleranzwerts, ist, der Zustandsautomat dann im nächsten Aufruf von
Schritt 616 den Fall 3 aus, welcher einen Drehmomentdurchgang
vom positiven abgegebenen Antriebsstrangdrehmoment auf das negative
abgegebene Antriebsstrangdrehmoment, wie weiter unten mit besonderer
Bezugnahme auf 10 näher beschrieben, ausführt. Wie
oben beschrieben, wird der Fachmann auf diesem Gebiet auf der Grundlage
dieser Offenbarung erkennen, daß verschiedene
andere Fahrzeugparameter verwendet werden können, um die Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve
zu berechnen und zu ermitteln, ob die Ist-Fahrzeugverhaltenskurve unter der Soll-Fahrzeugverhaltenskurve
liegt.
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Wenn
die Antwort bei Schritt 910 Nein lautet, fährt die
Routine mit Schritt 914 fort, wo bestimmt wird, ob der
Drehmomentwandler überbrückt ist.
Lautet die Antwort bei Schritt 914 Nein, so fährt die
Routine mit Schritt 918 fort. Bei Schritt 918 wird
ein positives abgegebenes Drehmoment erzeugt, welches eine Regelung
mit geschlossenem Regelkreis unter Verwendung der Drehmomentwandler-Eingangs- und/oder
-Ausgangsdrehzahlen umfaßt.
In diesem besonderen Fall wird eine Soll-Motordrehzahl so berechnet,
daß sie
höher ist
als die gemessene Drehmomentwandler-Ausgangs- oder Turbinendrehzahl. Diese
Soll-Motordrehzahl wird mit einem Proportional-Integral(PI)-Regler mit geschlossenem
Regelkreis zur Berechnung einer Soll-Motordrehmomentanforderung
verwendet. Auf diese Weise bewirkt die Regelung die Aufrechterhaltung
eines positiven Ausgangsdrehmoments. Der Parameter (TQ_N_SML_POS)
ist ein kalibrierbarer Parameter zur Schaffung eines Sicherheitsfaktors,
der unbeabsichtigte Nulldrehmomentdurchgänge aufgrund externer Faktoren,
wie der Straßensteigung,
minimiert. Mit anderen Worten besteht der Zweck des Reglers dar in,
eine Motordrehzahl aufrechtzuerhalten, die höher ist als die Drehmomentwandler-Ausgangsdrehzahl.
Der Fachmann auf diesem Gebiet wird aufgrund dieser Offenbarung
erkennen, daß zusätzliche
Rückführvorgänge einbezogen
werden können,
wobei eine solche Rückführung von
Sensoren, wie einem Drehmomentsensor, einem Luftmassensensor oder anderen,
bei der Drehmoment- oder Drehzahlregelung verwendeten Sensoren,
ausgehen könnte.
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Alternativ
wird bei überbrücktem Drehmomentwandler
das korrigierte Soll-Motordrehmoment auf das kleine positive Drehmoment (TQE_SML_POS)
eingestellt. In diesem Fall wird der Antriebsstrang so gesteuert,
daß er
ein positives Ausgangsdrehmoment abgibt und unbeabsichtigte Übergänge durch
den Drehmomentnullpunkt minimiert werden. Da der Drehmomentwandler überbrückt ist,
findet eine Regelung mit offenem Regelkreis statt, bei der keine
Rückführung von
den Drehmomentwandler-Eingangs-
und -Ausgangsdrehzahlen aufgrund eines Drehmomentmodells Anwendung findet.
Für die
Drehmomentregelung können
jedoch auch andere Rückführungsvariablen
verwendet werden, wie zum Beispiel ein Drehmomentsensor oder ein
Luftmassenstromsensor. Insbesondere kann das vom Antriebsstrang übertragene
Drehmoment (Motorausgangsdrehmoment, Übertragungsdrehmoment oder
Raddrehmoment) aufgrund solcher Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel
Luftmasse, Krümmerdruck,
Motordrehzahl, Zündzeitpunktverstellung,
Kühlmitteltemperatur
und anderer Betriebsbedingungen, geschätzt werden.
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Durch
eine solche Regelung zur Aufrechterhaltung der positiven abgegebenen
Antriebsstrangausgangsleistung werden unbeabsichtigte Nulldrehmomentdurchgänge minimiert,
und es kann ein verbessertes Fahrzeugfahrgefühl erreicht werden.
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Unter
Bezugnahme auf 10 wird nunmehr der Fall 3 des
Zustandsautomaten beschrieben. Zunächst wird bei Schritt 1010 bestimmt,
ob das korrigierte angeforderte Motordrehmoment kleiner ist als
ein kleines negatives Ausgangsdrehmoment (TQE_SML_NEG) oder ob das
kleine negative Drehmoment ein vorherbestimmter kalibrierbarer Parameter
ist. Lautet die Antwort bei Schritt 1010 Ja, so wird die
Zustandsautomatenvariable tq_dd_mode bei Schritt 1012 auf
4 gesetzt. Andernfalls wird das angeforderte Motordrehmoment bei
Schritt 1014 langsam dekrementiert, so daß es den
Nulldrehmomentpunkt allmählich
passiert. Auf diese Weise geht die Routine, sobald das negative
Motordrehmoment vorhanden ist, auf Fall 4 über, und
bis zum Erreichen des negativen Motordrehmoments bewirkt die Routine
einen allmählichen
Rückgang
von dem kleinen positiven Drehmoment auf das kleine negative Drehmoment,
so daß ein
Lastwechselschlag am Nulldrehmomentpunkt minimiert wird.
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Unter
Bezugnahme auf 11 wird nunmehr der Fall 4 des
Zustandsautomaten beschrieben. Zunächst wird bei Schritt 1110 bestimmt,
ob ein großes
negatives Motordrehmoment benötigt
wird, indem festgestellt wird, ob die Zustandsvariable (rdy_very_neg)
WAHR ist. Typischerweise wird die Zustandsvariable von der Getriebesteuerung
auf WAHR gesetzt, um anzuzeigen, daß der Drehmomentwandler überbrückt ist.
Mit anderen Worten können
verschiedene Drehmomentwandler-Typen nicht überbrückt werden, wenn der Antriebsstrang
große negative
Drehmomente überträgt. Somit
kann die Erfindung große
negative Motordrehmomente verhindern, bis der Drehmomentwandler überbrückt wird, wenn
ein solcher Drehmomentwandler Verwendung findet. Wenn die Antwort
bei Schritt 1110 Ja lautet, wird die Zustandsautomatenvariable
(tq_dd_mode) bei Schritt 1112 auf 5 gesetzt. Andernfalls
wird bei Schritt 1114 bestimmt, ob der Drehmomentwandler überbrückt ist.
Wenn der Drehmomentwandler überbrückt ist,
wird das erforderliche Motordrehmoment auf einen kleinen negativen
Wert (TQE_SML_NEG) eingestellt, bei dem es sich um einen vorherbestimmten
kalibrierbaren Wert handelt. Bei Schritt 1116 wird das
negative Motordrehmoment im offenen Regelkreis ohne Rückführung von
den Drehmomentwandler-Eingangs- und -Ausgangsdrehzahlen erzeugt. Andernfalls
findet bei Schritt 1118 eine Motordrehzahlregelung mit
geschlossenem Regelkreis statt, wobei die Soll-Motordrehzahl mit
einem Wert berechnet wird, der etwas kleiner ist als die Drehmomentwandler-Ausgangsdrehzahl.
Bei Schritt 1118 wird die Rückführung von den Drehmomentwandler-Eingangs-
und -Ausgangsdrehzahlen somit zur Minimierung unbeabsichtigter Nulldrehmomentübergänge benutzt.
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Unter
Bezugnahme auf 12 wird nunmehr der Fall 5 des
Zustandsautomaten beschrieben. Bei Schritt 1210 wird bestimmt,
ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (vspd) höher ist als der höchstzulässige Wert
der Fahrzeuggeschwindigkeitskurve (tq_vs_des_mx). Wenn die Antwort
bei Schritt 1210 Ja lautet, fährt die Routine mit Schritt 1212 fort,
bei dem die Zustandsautomatenvariable (tq_dd_mode) auf 6 gesetzt
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 13 wird nunmehr der Fall 6 des
Zustandsautomaten beschrieben. Bei Schritt 1310 wird zunächst bestimmt,
ob die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit (vspd) geringer ist als
es der Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve zuzüglich eines vorherbestimmten
kalibrierbaren Wertes (TQ_VS_DESHYS) entspricht. Wenn die Antwort
bei Schritt 1310 Ja lautet, fährt die Routine mit Schritt 1312 fort,
bei dem die Zustandsautomatenvariable (tq_dd_mode) auf 5 gesetzt
wird. Andernfalls fährt
die Routine mit Schritt 1314 fort, bei dem zur Erzeugung
des Soll-Verzögerungswerts
und der Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve die Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit
mit geschlossenem Regelkreis stattfindet.
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Insbesondere
wird ein dem Fachmann auf diesem Gebiet als Proportional-Integral-Regler
bekannter PI-Regler mit der zulässigen
Soll-Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
und der Ist-Geschwindigkeit
zur Berechnung des Soll-Motordrehmoments verwendet. Auf diese Weise
ergibt die Motordrehmomentregelung eine Soll-Fahrzeugverhaltenskurve.
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Wenn
der Zustandsautomat aufgerufen und keiner der Fälle ausgeführt wird, ist der Ersatzfall
der Fall Null.
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Unter
Bezugnahme auf die 14a und 14b wird nunmehr eine Routine für die Begrenzung
des Soll-Motordrehmomentwerts bei steigender Soll-Antriebsstrangausgangsleistung
beschrieben. Bei Schritt 1410 wird bestimmt, ob das Soll-Motordrehmoment höher ist
als das aktuell angeforderte Motordrehmoment. Mit anderen Worten
wird bestimmt, ob die Soll-Motorleistungsabgabe
zunimmt. Lautet die Antwort bei Schritt 1410 Ja, so wird
bei Schritt 1412 bestimmt, ob das aktuell angeforderte
Motordrehmoment kleiner als oder ebenso groß wie ein kleiner negativer
Drehmomentwert (TQE_SML_NEG) ist. Lautet die Antwort bei Schritt 1412 Ja,
so fährt
die Routine mit Schritt 1414 fort, wo das Soll-Motordrehmoment
dem Wert nach auf einen ersten, von der Funktion G1 bestimmten Wert
begrenzt wird. Mit anderen Worten wird, wenn das Soll-Motordrehmoment zunimmt,
jedoch negativ und kleiner ist als ein vorherbestimmtes negatives
Motordrehmoment, so der Soll-Motordrehmoment-Anstieg
auf einen ersten vorherbestimmten Wert begrenzt, wobei der vorherbestimmte
Wert von dem gewählten
Getrieberad oder dem aktuellen Übersetzungsverhältnis abhängt. Wenn
die Antwort bei Schritt 1412 Nein lautet, fährt die
Routine mit Schritt 1416 fort, wo bestimmt wird, ob das
aktuell angeforderte Motordrehmoment kleiner ist als ein kleiner
positiver kalibrierbarer Wert (TQE_SML_POS). Mit anderen Worten
wird bestimmt, ob das aktuell angeforderte Motordrehmoment in der
Nähe des
Nulldrehmomentpunkts liegt. Lautet die Antwort bei Schritt 1416 Ja,
fährt die
Routine mit Schritt 1418 fort, wo der Soll-Motordrehmoment-Anstiegswert
aufgrund der Funktion G2 begrenzt wird. Im allgemeinen ist der höchstzulässige Drehmoment-Anstiegswert
in diesem Bereich (in der Nähe
des Nulldrehmomentpunkts) geringer als der zulässige Motordrehmoment-Anstiegswert
außerhalb
dieses Bereichs. Lautet die Antwort bei Schritt 1416 Nein,
fährt die
Routine mit Schritt 1420 fort, wo der Motordrehmoment-Anstiegswert aufgrund
der Funktion G3 auf einen dritten vorherbestimmten Wert begrenzt
wird. Anders ausgedrückt
ist dieser zulässige
Drehmoment-Anstiegswert höher
als der Wert bei den vom Nulldrehmomentbereich entfernten Bereichen.
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Auf
diese Weise liefert die Erfindung je nach dem aktuellen Motordrehmomentwert
drei verschiedene Motordrehmoment-Anstiegsgrenzwerte. Insbesondere wenn
das Soll-Motordrehmoment
zunimmt und einen großen
negativen Wert aufweist, wird es dem Wert nach auf einen ersten
Wert begrenzt. Wenn das Soll-Motordrehmoment auf einen Wert in der
Nähe des
Nulldrehmomentpunkts ansteigt, wird es dem Wert nach auf einen zweiten,
im allgemeinen kleineren Wert begrenzt. Wenn schließlich das Soll-Motordrehmoment
zunimmt und einen großen positiven
Wert aufweist, wird es dem Wert nach auf einen dritten Wert begrenzt.
Außerdem
kann jede Kombination der drei oben genannten Wertbegrenzungen verwendet
werden. So kann das Motordrehmoment beispielsweise nur beim Übergang
durch den Nulldrehmomentpunkt begrenzt sein, oder das Motordrehmoment
kann nur beim Übergang
durch den Nulldrehmomentpunkt und beim Anstieg über das Nulldrehmoment hinaus
begrenzt sein, das Motordrehmoment kann nur beim Übergang
durch den Nulldrehmomentpunkt und bei Zunahme unter dem Nulldrehmoment
begrenzt sein. Darüber
hinaus können
Begrenzungswerte als Funktion des aktuellen oder gewählten Übersetzungsver hältnisses
eingestellt werden, da je nach der tatsächlich benutzten Fahrstufe
oder aufgrund der gewählten
Fahrstufe, wie sie am Wählhebel
(PRNDL) zu erkennen ist, andere Begrenzungswerte angemessen sein
können. Der
Begrenzungswert kann, wie hier beschrieben, auch für eine Verminderung
des Drehmoments beim Durchgang durch den Nulldrehmomentbereich verwendet
werden.
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Von
Schritt 1414 geht die Routine zu Schritt 1422,
wo bestimmt wird, ob das aktuell angeforderte Motordrehmoment höher ist
als das im Wert begrenzte Motordrehmoment. Lautet die Antwort Ja,
so wird das Soll-Motordrehmoment auf den gleichen Wert wie das wertbegrenzte
Drehmoment eingestellt, und eine Begrenzungswert-Zustandsvariable (tq_dd_limit)
wird auf 1 gesetzt. Andernfalls wird die Zustandsvariable bei den
Schritten 1424 und 1426 auf Null gesetzt. Von
Schritt 1418 geht die Routine zu Schritt 1428,
wo die gleiche Bestimmung wie bei Schritt 1422 erfolgt.
Lautet die Antwort bei Schritt 1428 Ja, wird das Soll-Motordrehmoment
auf den gleichen Wert wie das wertbegrenzte Motordrehmoment eingestellt,
und die Zustandsvariable (tq_dd_limit) wird bei Schritt 1430 auf
2 gesetzt. Andernfalls wird die Zustandsvariable bei Schritt 1432 auf
Null gesetzt. Vom Schritt 1420 aus erfolgt die gleiche
Bestimmung wie bei den Schritten 1422 und 1428 bei
Schritt 1434. Lautet die Antwort bei Schritt 1434 Ja,
wird das Soll-Motordrehmoment auf den gleichen Wert wie der Begrenzungswert
eingestellt, und die Zustandsvariable wird bei Schritt 1436 auf
3 gesetzt. Andernfalls wird die Zustandsvariable bei Schritt 1438 auf
Null gesetzt.
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Unter
Bezugnahme auf 15 wird nunmehr eine Routine
für die
Abwägung
zwischen verschiedenen Drehmomentgrenzen und der wertbegrenzten
Soll-Drehmomentanforderung. beschrieben. Bei den Schritten 1510, 1512 und 1514 wird
die wertbegrenzte Soll-Motordrehzahlanforderung mit den verschiedenen
maximalen Drehzahlgrenzen verglichen, die verhindern, daß die Motordrehzahl über einen
vorherbestimmten Wert (tqe_rpm_lim) ansteigt und die Anforderung
eines Drehmoments verhindern, welches höher ist als das durch das Getriebe übertragene
zulässige
Höchstdrehmoment
(tqe_max-tran).
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Unter
Bezugnahme auf die 16a und 16b wird
eine Routine zur Steuerung der Motordrehzahl bei Aufrechterhaltung
eines Mindest-Luftdurchsatzbedarfs beschrieben. Insbesondere liefert
die nachstehende Routine ein Verfahren, welches bei einem schnellen
Rückgang
des erforderlichen Motordrehmoments das Abwürgen des Motors verhindert.
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Bei
Schritt 1610 wird zunächst
die Anti-Abwürg-Drehmomentlinie
(tqe_antistal) berechnet, die dem indizierten Mindestdrehmoment
entspricht, welches als Funktion der Motordrehzahl abzüglich der Soll-Leerlaufdrehzahl
und der Drehmomentregelgröße (tq_source)
zulässig
ist. Der Parameter tq_source ist die dominierende Determinante der
Drehmomentreduzierung, d. h. sie entscheiden, ob das Drehmoment
durch Fahrzeug-Geschwindigkeitsbegrenzung, Antischlupfregelung
oder Schaltmodulation begrenzt wird. Je nachdem, welcher Grenzwert
die Regelung bewerkstelligt, kann somit eine aggressivere Haltung in
bezug darauf eingenommen werden, wie nahe der Motor an der Anti-Abwürg-Drehmomentlinie
betrieben wird.
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Als
nächstes
wird bei Schritt 1612 die korrigierte Soll-Motordrehmomentanforderung
mit der Anti-Abwürg-Drehmomentlinie
verglichen, und der größte dieser
Parameter wird gewählt.
Danach werden bei Schritt 1614 das äquivalente indizierte Motordrehmoment
bei dem zulässigen
Mindestluftdurchsatz und der Kennfeld-Zündzeitpunkt aufgerufen, bei dem
Zündaussetzer
auftreten. Dieser Wert wird als Funktion der Motor drehzahl bestimmt.
Danach wird bei den Schritten 1616 und 1618 die
Transformation der erforderlichen Motor-Leerlaufluftdurchsatzmenge bestimmt.
Zunächst
wird ein Multiplikator (idle_am_mul) als Funktion der Differenz
zwischen der Soll-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl sowie
der Differenz zwischen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und
einer Mindest-Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Leerlaufdrehzahlregelung wirksam
wird (minmph), bestimmt. 16c zeigt
ein Tabellenbeispiel, woraus hervorgeht, daß der zulässige Mindestluftdurchsatz
mit zurückgehender
Fahrzeug-Geschwindigkeitsdifferenz
oder Motordrehzahldifferenz allmählich
so angeglichen wird, daß er schließlich dem
unter Leerlaufbedingungen benötigten
Luftdurchsatz entspricht.
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Bei
Schritt 1618 wird anschließend der Multiplikator so verwendet,
daß der
für die
Aufrechterhaltung der Soll-Motordrehzahl unter Leerlaufbedingungen
benötigte
Luftdurchsatz eingestellt wird. Bei Schritt 1619 wird dann
dieser angepaßte
Luftdurchsatz mittels Division durch die Zylinderzahl (numcyl_0),
die Motordrehzahl (N) und die Luftmenge, die den Zylinder bei Standardtemperatur
und -druck (sarchg) ausfüllt,
in einen Lastwert umgewandelt. Als nächstes wird bei Schritt 1620 diese Soll-Last
mit Hilfe des Umwandlungsfaktors (TQ_2_LOAD) in ein Drehmoment umgewandelt. Schließlich werden
bei Schritt 1622 der infolge von Aussetzern zurückzuführende Drehmoment-Maximalwert
und das auf den Mindestluftdurchsatz auf den Mindestluftdurchsatz
zurückzuführende Drehmoment,
bei dem die Motorleerlaufdrehzahlregelung gewährleistet ist, ausgewählt.
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Unter
Bezugnahme auf 16b wird dieses ausgewählte Drehmoment
dann bei Schritt 1624 in eine Luftdurchsatzanforderung
umgewandelt. Bei Schritt 1626 wird diese ausgewählte Drehmomentanforderung
durch Subtraktion der Drehmomentverluste (tqe_los) anschließend von
einem indizierten Drehmoment in eine Motorbremsmomentanforderung
umgewandelt. Schließlich
wird bei Schritt 1634 die Motordrehmomentanforderung zur
Planung des benötigten
Luftdurchsatzes für
die elektronische Drosselklappensteuerung mit dem Maximalwert des bei
Schritt 1626 bestimmten Parameters und der aktuellen Motorbremsanforderung
ausgewählt.
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Auf
diese Weise kann der Motorluftdurchsatz, wenn Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen
von einem Leerlaufdrehzahlregelbereich entfernt sind, erfindungsgemäß auf einen
Wert unterhalb des zur Aufrechterhaltung der Leerlaufdrehzahl benötigten Motorluftdurchsatzes
reduziert werden. Dadurch sind große negative Motorbremsmomente
zur Aufrechterhaltung der Fahrzeugverhaltenskurve unter den verschiedensten
Fahrzeugbetriebsbedingungen möglich.
Während
sich jedoch die Fahrzeugbetriebsbedingungen einem Motorleerlaufdrehzahlbereich nähern, wird
der Luftdurchsatz auf ein erforderliches Motorleerlauf-Drehzahlregelungsniveau
erhöht.
Auf diese Weise ist es trotz der auf das Krümmervolumen zurückzuführenden
Motorluftdurchsatzverzögerungen
möglich,
sowohl eine robuste Leerlaufdrehzahlregelung beizubehalten als auch
eine hohe negative Motorbremsleistung bereitzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird nunmehr eine Routine
zur Berechnung einer Soll-Fahrzeugverhaltenskurve beschrieben, welche
bei Schritt 410 aus 4a aufgerufen
wird. Zunächst
wird festgestellt, ob die Zustandsvariable (APP) kleiner als Null
ist. Mit anderen Worten wird bei Schritt 1710 bestimmt,
ob eine geschlossene Drosselklappe (Schubabschaltungszustand) vorliegt.
Lautet die Antwort bei Schritt 1710 Ja, so wird die Soll-Beschleunigung mit
geschlossener Drosselklappe (ct_accl_des) als Funktion der aktuellen
Fahrzeuggeschwindigkeit und der gewählten Wahlhebelstellung (PRNDL)
berechnet.
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Danach
wird bei Schritt 1714 bestimmt, ob das Bremspedal freigegeben
ist. Lautet die Antwort bei Schritt 1714 Ja, so wird bei
Schritt 1716 bestimmt, ob die Dauer der Bremspedalbetätigung (boo_duration)
länger
als Null ist, was auf ein erfolgtes erstes Durchlaufen der Routine
seit Betätigung der
Bremse hinweist. Lautet die Antwort bei Schritt 1716 Ja,
wird mit Schritt 1718 der Fahrzeug-Geschwindigkeitsfreigabewert
(vs_on_release) auf den gleichen Wert wie den aktuellen Fahrzeug-Geschwindigkeitswert
eingestellt, und die letzte Bremsbetätigungsdauer wird auf den gleichen
Wert wie den aktuellen Bremsbetätigungsdauerwert
eingestellt. Als nächstes
wird bei Schritt 1720 bestimmt, ob die erste Bremsbetätigungsdauer
(boo_1st) länger
ist als eine vorherbestimmte Dauer (tq_boo_long) und ob die Zustandsvariable
(tq_frz_vsboo) wahr ist. Die Zustandsvariable (tq_frz_vsboo) ist
eine Auswahl-Zustandsvariable,
welche die Verwendung der Bremsdauer bei der Bestimmung der zulässigen Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeitskurve
erlaubt. Der Parameter (tq_boo_long) bezeichnet die Bremsdauer, nach
der die zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeitskurve
konstant gehalten wird. Mit anderen Worten wird sich, wenn der Fahrer
die Bremse nur antippt, die zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
nach Freigabe der Bremse weiter in Richtung auf Null bewegen. Wenn
der Fahrer das Bremspedal jedoch für länger als einen vorherbestimmten
Wert betätigt,
bleibt die zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
bei der Fahrzeuggeschwindigkeit nach Freigabe der Bremse. Dadurch
erhält
der Fahrer die Möglichkeit,
unter Verwendung der Bremse auf einem langen Gefälle eine Sollgeschwindigkeit
einzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird die zulässige Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit bei Schritt 1722 auf
den Parameter vs_on_release eingestellt, wenn die Antwort bei Schritt 1720 Ja
lautet. Lautet die Antwort bei Schritt 1720 Nein, so wird bei
Schritt 1724 die zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit auf
die vorher eingestellte zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
zuzüglich
einer Sollbeschleunigung, multipliziert mit der Erfassungszeit, eingestellt.
Der Schritt 1724 bezeichnet den Punkt, an dem sich die
zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
allmählich
in Richtung Null bewegt.
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Wenn
die Antwort bei Schritt 1710 Nein lautet, werden sowohl
die Bremsbetätigungsdauer
wie auch die erste Bremsbetätigungsdauer
auf Null eingestellt, und die Soll-Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
wird bei Schritt 1720 auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
eingestellt. Wenn die Antwort bei Schritt 1714 Nein lautet,
wird die Soll-Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, und die Bremsbetätigungsdauer
wird bei Schritt 1722 um die Erfassungszeit inkrementiert.
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Auf
diese Weise wird die Soll-Fahrzeugverhaltenskurve aufgrund der aktuellen
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Stellung des Wählhebels (PRNDL) bestimmt.
Die Soll-Fahrzeugverhaltenskurve wird außerdem aufgrund der Betätigung des Bremspedals
angepaßt.
Insbesondere wird die Betätigungsdauer
des Bremspedals für
die Anpassung der Soll-Fahrzeugverhaltenskurve benutzt. So wird
in einigen Fällen
die Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve
bei betätigtem
Pedal verringert und bei Freigabe des Bremspedals auf den Wert der
Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Dadurch kann eine verbesserte
Fahrleistung erreicht werden, da alle für den vom Fahrer gewünschten
Fahrzustand charakteristischen Parameter berücksichtigt werden.
-
Unter
Bezugnahme auf 17B wird nunmehr ein Beispiel
für die
Betriebsweise bei freigegebenem Gaspedal (d. h. bei Betrieb mit
geschlossener Drosselklappe) beschrieben. Die obere Grafik zeigt das
Bremsbetätigungssignal
und die untere Grafik zeigt die zulässige Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeitskurve.
Zum Zeitpunkt t1 wird die Bremse betätigt und bei t2 losgelassen.
Während
die Bremse betätigt wird,
wird die zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, und somit
läuft kein
Regelvorgang ab. Da die Zeitdifferenz Δt1 kleiner ist als die vorherbestimmte Bremsdauer,
geht die Erhöhung
der zulässigen
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
dann weiter, bis die Bremse bei t3 wieder betätigt wird. Die Bremse wird dann
bei t4 losgelassen. Da die Zeitdifferenz Δt1 größer ist als die vorherbestimmte
Bremsdauer, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Loslassen bei
t4 erfaßt
und als zulässige
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
gehalten.
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Unter
Bezugnahme auf 18 wird eine Routine beschrieben,
mit der in einigen Fällen
ermittelt wird, ob der Drehmomentwandler überbrückt werden sollte. Die Routine
bestimmt insbesondere, ob der Drehmomentwandler während eines
Vorgangs mit geschlossener Drosselklappe überbrückt werden kann. Bei Schritt 1810 wird
zunächst
bestimmt, ob der Zustandsautomat im Fall 3 steht und ob der Drehmomentwandler
zur Zeit freigegeben ist. Lautet die Antwort bei Schritt 1810 Ja,
kann der Drehmomentwandler bei Schritt 1820 überbrückt werden.
Mit anderen Worten kann der Drehmomentwandler überbrückt werden, wenn das Motordrehmoment
unterhalb eines kleinen, vorherbestimmten negativen Drehmomentwerts
liegt. Oder noch anders ausgedrückt
kann der Drehmomentwandler also überbrückt werden,
nachdem das Fahrzeug den Nulldrehmomentpunkt durchlaufen hat. Dies
ist besonders dann von Vorteil, wenn eine Freigabe des Drehmomentwandlers
erwünscht
ist, wenn der Fahrer das Gaspedal wieder betätigt und eine positive Antriebsstrangausgangsleistung
anfordert. Insbesondere in dieser Situation kann der Drehmomentwandler
freigegeben werden und somit schnell eine Antriebsstrangausgangsleistung
liefern, wodurch sich der Fahrzeugleistungseindruck verbessert.
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Unter
Bezugnahme auf 19 wird nunmehr eine Grafik
dargestellt, die die typische erfindungsgemäße Betriebsweise zeigt. In
der Grafik ist das Motorbremsmoment gegen die Zeit für einen Schubabschaltungsvorgang
aufgetragen. Die gestrichelte Linie veranschaulicht den Soll-Motordrehmomentwert,
der zum Beispiel von dem durch den Fahrer betätigten Element aus bestimmt
wird. Die durchgehende Linie bezeichnet das tatsächlich erzeugte Motordrehmoment.
Zum Zeitpunkt T1 läßt der Fahrer das
Pedal los, und die Schubabschaltungssituation beginnt. Nach der
Erfindung, wie sie hier beschrieben wird, reduzieren die Algorithmen
zunächst
das Motordrehmoment um einen vorherbestimmten Wert. Dann wird das
Motordrehmoment allmählich
um einen vorherbestimmten Wert verringert, der durch eine ausgewählte Schubabschaltungs-Drehmomentminderungskurve
bestimmt wird. Das Motordrehmoment wird reduziert, bis es einen
kleinen positiven Wert (TQE_SML_POS) erreicht. Dieses kleine positive
Drehmoment wird dadurch gehalten, daß die Drehmomentwandler-Eingangsdrehzahl
höher als die
Drehmomentwandler-Ausgangsdrehzahl gehalten wird. Zum Zeitpunkt
T2 erfolgt dann eine Entscheidung zur Erzeugung eines negativen
Motordrehmoments aufgrund des tendenziellen Fahrzeugverhaltens.
Zum Zeitpunkt T2 wird insbesondere die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit
höher als
die zulässige Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit zuzüglich eines vorherbestimmten
kalibrierbaren Werts. Ab dem Zeitpunkt T2 wird das Motordrehmoment
allmählich
mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit über den Nulldrehmomentpunkt
hinaus verringert. In diesem Bereich kann die Drehmomentlinie unter
Verwendung der Drehmomentwandler-Eingangs- und -Ausgangsdrehzahlen
auch verwendet werden, um den Nulldrehmomentpunkt zu erkennen und
das Motordrehmomentmodell lernend zu aktualisieren. Zum Zeitpunkt
T3 wird dann ein kleines negatives Drehmoment dadurch gehalten,
daß die
Drehmomentwandler-Ausgangsdrehzahl höher gehalten wird als die Drehmomentwandler-Eingangsdrehzahl.
Dieses kleine negative Drehmoment wird für eine kurze Zeit gehalten,
bis bei Zeitpunkt T4 entschieden wird, den Drehmomentwandler zu überbrücken, um
hohe negative Drehmomente bereitzustellen. Zum Zeitpunkt T4 wird
der Drehmomentwandler überbrückt. Dann wird
das negative Drehmomentniveau so gewählt, daß die Soll-Fahrzeug-Geschwindigkeitskurve aufrechterhalten
wird. Das negative Drehmomentniveau wird so gewählt, daß die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit im allgemeinen
unter der zulässigen
Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit
liegt.
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Unter
Bezugnahme auf die 20 und 21 wird
nunmehr der Zwei-Kreis-Drehmomentwandler 11a dargestellt. 20 zeigt
den Zwei-Kreis-Drehmomentwandler mit ausgekuppelter Kupplung, während 21 den
Zwei-Kreis-Drehmomentwandler mit eingekuppelter Kupplung zeigt.
Der Zwei-Kreis-Drehmomentwandler 11a wird so dargestellt,
daß er
eine Eingangswelle 13a, die mit der Motorkurbelwelle 13 verbunden
ist, und eine Ausgangswelle 17a, die mit einer Getriebe-Eingangswelle 17 verbunden
ist, aufweist. Der Zwei-Kreis-Drehmomentwandler 11a weist
eine Wandlerkupplung 200a auf. Der Zwei-Kreis-Drehmomentwandler 11a wird ausgekuppelt,
indem die Betätigungsseite
der Kupplung mit Druck beaufschlagt wird. Der Druck wird durch die
Laufradseite des Wandlers abgelassen. Die ausströmende Flüssigkeit wird einem Kühler zugeführt. Insbesondere
muß der
Kupplungsbetätigungsdruck
gegen die Pumpwirkung des Laufrads arbeiten. Zur Betätigung der
Wandlerkupplung wird der Flüssigkeitsstrom
umgekehrt.
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Unter
Bezugnahme auf die 22 und 23 wird
nunmehr ein Drei-Kreis-Drehmomentwandler 11b dargestellt. 22 zeigt
den Drei-Kreis-Drehmomentwandler mit ausgekuppelter Kupplung, während 23 den
Drei-Kreis-Drehmomentwandler mit eingekuppelter Kupplung zeigt.
Der Drei-Kreis-Drehmomentwandler 11b wird so dargestellt,
daß er
eine Eingangswelle 13b, die mit der Motorkurbelwelle 13 verbunden
ist, und eine Ausgangswelle 17b, die mit einer Getriebe-Eingangswelle 17 verbunden
ist, aufweist. Der Drei-Kreis-Drehmomentwandler 11b weist
eine Wandlerkupplung 200b auf. In 22 wird
Flüssigkeit
sowohl der Laufradseite als auch dem Wandlerkupplungs-Steuerkreis zugeführt; dadurch
wird ein Einkuppeln der Kupplung verhindert. Der Zweck der Öffnung 202b auf
der Wandlereinlaßseite
besteht darin, die Höhe
des Drucks auf der Wandlerseite der Kupplung zu reduzieren. Der
hydraulische Druck in der vorderen Kammer wird höher als der Druck in der hinteren
Kammer, wodurch die Wandlerkupplung von der Wandlerabdeckung ferngehalten
und die Überbrückung freigegeben
wird. Nach 23 kann während des Überbrückungsmodus Flüssigkeit
durch den Kupplungssteuerkreis zum Austritt strömen, so daß der Wandlerkupplungskolben
anziehen kann. Der hydraulische Druck auf der Wandlerseite der Kupplung
bewirkt, daß die
Wandlerkupplung fest an die Wandlerabdeckung angepreßt wird.
Es kommt zur Überbrückung, und
Leistung wird ohne Flüssigkeitsschlupf
direkt auf das Getriebe 15 übertragen. Der Wandler wird
ohne Öffnung
direkt mit Öl
versorgt. Die Wandlerausgangsleistung wird durch die Öffnung 204b begrenzt, um
sicherzustellen, daß sich
der Druck auf der Wandlerseite der Überbrückungskupplung aufbaut.
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Die
Erfinder haben festgestellt, daß sich
der Drehmomentwandler 11a bei der Übertragung eines hohen negativen
Drehmoments (das Laufrad rotiert wesentlicher langsamer als die
Turbine) schwerer überbrücken läßt als der
Drehmomentwandler 11b. Eine mögliche Erklärung dafür ist, daß, wenn das Laufrad langsamer
rotiert als die Turbine, die Turbine eher Öl in das Laufrad preßt als umgekehrt.
Dann ist es schwierig, auf der Turbinenseite einen Druck aufzubauen,
um die Kupplung anzupressen.
-
Der
Fachmann auf diesem Gebiet wird jedoch auf der Grundlage dieser
Offenbarung erkennen, daß das
erfindungsgemäße Verfahren
nicht auf Zwei-Kreis-Drehmomentwandler begrenzt ist. Insbesondere
ist dieses Merkmal der Erfindung auf jeden Drehmomentwandler anwendbar,
der bei der Übertragung
hoher negativer Drehmomentwerte schwer zu überbrücken wäre. Diese Schwierigkeit kann
beispielsweise darauf zurückzuführen sein,
daß kein
hydraulischer Druck aufgebaut oder daß kein hydraulischer Druck
abgelassen werden kann. Typischerweise verfügt dieser Drehmomentwandlertyp
nicht über genügend hydraulischen
Druck, um bei der Übertragung
eines vorherbestimmten negativen Drehmoments überbrückt werden zu können. Dieses
vorherbestimmte negative Drehmoment kann mit Hilfe der Drehmomentwandler-Eingangs-
und -Ausgangsdrehzahlen bestimmt werden. Ist die Ausgangsdrehzahl
zum Beispiel um einen vorherbestimmten Wert höher als die Eingangsdrehzahl,
verfügt
der Drehmomentwandler nicht über
einen für
eine Überbrückung ausreichenden
hydraulischen Druck.
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Die
Erfinder haben außerdem
erkannt, daß es
möglich
ist, einen ”Lastwechselschlag” dadurch
zu minimieren, daß beim
Durchgang durch den Nulldrehmomentpunkt (oder den Getriebe-Spielbereich) ein
freigegebener Drehmomentwandler nicht überbrückt wird. Gleichzeitig kann
eine maximale Verfügbarkeit
des negativen Antriebsstrang-Drehmoments durch den überbrückten Drehmomentwandler
dadurch gewährleistet
werden, daß der
Drehmomentwandler nach dem Durchgang durch den Spielbereich überbrückt wird.