DE102007033497A1

DE102007033497A1 - Automatikgetriebe, und Einrichtung und Verfahren zu dessen Steuerung

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Publication number: DE102007033497A1
Application number: DE102007033497A
Authority: DE
Inventors: Shusaku Fuji Katakura; Masaaki Fuji Uchida; Yoshinobu Fuji Kawamoto; Tomoaki Fuji Honma; Sadamu Fuji Fujiwara
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2008-01-24
Also published as: JP4278665B2; FR2904078A1; JP2008025635A; US20080021622A1; FR2904078B1; US7840329B2

Abstract

Ein Automatikgetriebe weist zumindest einen Eingangsabschnitt auf, einen Ausgangsabschnitt, ein erstes und ein zweites Reibeingriffselement sowie eine Steuerung. Der Eingangsabschnitt empfängt ein Eingangsdrehmoment von einer Antriebseinheit. Das erste Reibeingriffselement weist einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand auf, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt dreht. Das zweite Reibeingriffselement weist einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand auf, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt dreht. Die Steuerung steuert zumindest einen Gangschaltvorgang von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis auf das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis. Die Steuerung steuert das erste und das zweite Reibeingriffselement und die Antriebseinheit so, dass ein Trägheitsdrehmoment ausgeschaltet wird, das infolge des Gangschaltvorgangs auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Automatikgetriebe mit mehreren Reibeingriffselementen, und eine Einrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines derartigen Automatikgetriebes, und spezieller das Ausschalten eines Trägheitsdrehmoments, das infolge einer Änderung eines Drehzustands während eines Gangschaltungsvorgangs hervorgerufen wird.
Üblicherweise erfordert ein Gangschaltvorgang bei einem Automatikgetriebe das Umschalten eines Reibeingriffselements, beispielsweise einer Kupplung, von einem ausgekuppelten (ausgerückten) Zustand zu einem eingekuppelten (eingerückten) Zustand oder von einem eingekuppelten Zustand zu einem ausgekuppelten Zustand. Es wird angestrebt, einen derartigen Gangschaltungsvorgang glatt und schnell durchzuführen, damit kein Gangschaltstoß hervorgerufen wird, durch geeigneten Betrieb des Reibungseingriffselements. Im Falle des Heraufschaltens eines Automatikgetriebes ist es erwünscht, ein Trägheitsdrehmoment abzufangen, das infolge einer Änderung des Drehzustands des Automatikgetriebes hervorgerufen wird.
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-184410 beschreibt eine Vorgehensweise zum Heraufschalten eines Automatikgetriebes. Bei dieser Vorgehensweise wird ein Heraufschaltvorgang dadurch durchgeführt, dass eine einzukuppelnde Kupplung durch Zufuhr eines Fluiddrucks P_A eingekuppelt wird, und eine auszukuppelnde Kupplung durch Unterbrechung der Zufuhr eines Fluiddrucks P_B ausgekuppelt wird. Dieses Umschalten der Kupplung wird dadurch durchgeführt, dass der Fluiddruck P_A zu einem Sollwert P_TA erhöht wird, und dann der Fluiddruck P_A mit einer Änderungsrate ΔP_TA erhöht wird, bis eine Änderung der Eingangsdrehzahl tatsächlich erfasst wird (ΔN ≥ dNs), nachdem der Fluiddruck P_A den Sollwert P_TA erreicht hat. Der Sollwert P_TA, der einem Zustand entspricht, unmittelbar bevor sich die Eingangsdrehzahl zu ändern beginnt, wird auf Grundlage eines Eingangsdrehmoments berechnet. Die Änderungsrate ΔP_TA wird auf Grundlage einer Sollrate für die Änderung der Eingangsdrehzahl berechnet. Wenn der Fluiddruck P_A den Sollwert P_TA erreicht, fängt ein Brennkraftmaschinendrehmoment (Motordrehmoment) TC an, abzusinken. Die Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmoments TC dient dazu, ein Trägheitsdrehmoment abzufangen, das durch eine Änderung der Eingangsdrehzahl hervorgerufen wird.
Bei einem Automatikgetriebe können Situationen auftreten, bei denen es unmöglich ist, ein Trägheitsdrehmoment abzufangen, das durch eine Änderung des Drehzustands hervorgerufen wird. Diese Situationen umfassen eine derartige Situation, bei welcher ein Gaspedal geringfügig betätigt oder vollständig freigegeben wird, so dass keine weitere Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmoments möglich ist, da sich das Brennkraftmaschinendrehmoment bereits auf dem Minimum befindet.
In derartigen Situationen wird ein Heraufschalten so durchgeführt, dass das Trägheitsdrehmoment infolge von Reibung absinken kann, oder durch Ausschalten des Abfangens des Trägheitsdrehmoments, wodurch ein Gangschaltstoß hervorgerufen wird. Ein derartiges ausreichendes Absinken des Trägheitsdrehmoments infolge von Reibung erfordert einen relativ langen Zeitraum. Wenn das Automatikgetriebe bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, kann ein derartiger Gangschaltstoß das Gefühl beim Schalten und die Fahrqualität negativ beeinflussen, und verursacht erhebliches Reißen und Beschädigungen in dem Automatikgetriebe.
Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Automatikgetriebes, einer Schaltsteuereinrichtung und eines Verfahrens zum Steuern eines Automatikgetriebes, mit welchen ein Gangschaltvorgang schnell und glatt durchgeführt werden kann, durch Abfangen eines Trägheitsdrehmoments, das infolge einer Änderung des Drehzustands während eines Gangschaltvorgangs hervorgerufen wird, selbst in solchen Situationen, in welchen es unmöglich ist, das gesamte Trägheitsdrehmoment nur durch Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmoments abzufangen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Automatikgetriebe auf: einen Eingangsabschnitt zum Empfang eines Eingangsdrehmoments von einer Antriebseinheit; einen Ausgangsabschnitt; ein erstes Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; ein zweites Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; und eine Steuerung zum Steuern eines Gangschaltungsvorgangs von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis zu dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement so steuert, dass zumindest ein erster Abschnitt eines Trägheitsdrehmoments ausgeglichen wird, das sich infolge des Gangschaltvorgangs ergibt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die Antriebseinheit so steuert, dass ein zweiter Abschnitt des Trägheitsdrehmoments ausgeglichen wird. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: das erste und das zweite Reibeingriffselement so steuert, dass das Trägheitsdrehmoment mit Ausnahme des zweiten Anteils ausgeglichen wird; einen maximal möglichen Wert des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments bestimmt; und dann, wenn der maximal mögliche Wert gleich einem Wert ungleich Null ist, ein Verteilungsverhältnis bestimmt, das kleiner als Eins und größer als Null ist; und den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments dadurch bestimmt, dass das Trägheitsdrehmoment mit dem Verteilungsverhältnis multipliziert wird. Die Steuerung kann so ausgelegt sein, dass sie das Verteilungsverhältnis im Verlauf der Zeit nach Null hin ändert, wenn der maximal mögliche Wert des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments gleich Null ist. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments dadurch bestimmt, dass das Trägheitsdrehmoment mit dem Verteilungsverhältnis multipliziert wird, wenn der maximal mögliche Wert des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments größer als Null ist und kleiner als ein Bezugswert. Die Steuerung kann so ausgebildet werden, dass sie das Verteilungsverhältnis im Verlauf der Zeit auf Eins ändert, wenn der maximal mögliche Wert des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments größer ist als ein Bezugswert. Der Gangschaltvorgang kann ein Herunterschalten sein, und die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die Antriebseinheit so steuert, dass das gesamte Trägheitsdrehmoment ausgeglichen wird. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie eine Verzögerung der Reaktion der Antriebseinheit und des ersten und des zweiten Reibeingriffselements kompensiert, wenn die Antriebseinheit und das erste und das zweite Reibeingriffselement gesteuert werden. Der Gangschaltvorgang kann ein Heraufschalten sein; das erste Reibeingriffselement kann einen ausgekuppelten oder ausgerückten Zustand aufweisen, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; das zweite Reibeingriffselement kann einen ausgekuppelten oder ausgerückten Zustand aufweisen, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; und die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement zu ihren jeweiligen eingekuppelten oder eingerückten Zuständen parallel steuert, um so den ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments auszuschalten. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: die Antriebseinheit so steuert, dass ein zweiter Anteil des Trägheitsdrehmoments ausgeglichen wird; den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments maximiert; und das erste und das zweite Reibeingriffselement so steuert, dass das Trägheitsdrehmoment mit Ausnahme des zweiten Anteils ausgeglichen wird. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: eine erste und eine zweite Drehmomentkapazitätskorrektur in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis festlegt; und das erste und das zweite Reibeingriffselement so steuert oder verwirklicht, dass eine Drehmomentkapazität des ersten Reibeingriffselements durch eine erste Drehmomentkapazitätskorrektur korrigiert wird, und eine Drehmomentkapazität des zweiten Reibeingriffselements durch eine zweite Drehmomentkapazitätskorrektur korrigiert wird. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die erste und die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur unter Verwendung der folgenden Gleichungen festlegt:
wobei: ΔC₁ die erste Drehmomentkapazitätskorrektur bezeichnet; ΔC₂ die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur bezeichnet; r₁ das erste Getriebeuntersetzungsverhältnis bezeichnet; r₂ das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis bezeichnet; und I_nω ∙_in den zumindest ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments bezeichnet. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die erste und zweite Drehmomentkapazitätskorrektur dadurch korrigiert, dass eine Multiplikation mit einem Korrekturfaktor von kleiner als Eins erfolgt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie den Korrekturfaktor in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs variiert. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: bestimmt, ob ein Zustand vorhanden ist oder nicht, bei welchem eine Eingangsdrehzahl des ersten Reibeingriffselements niedriger ist als dessen Ausgangsdrehzahl, und eine Eingangsdrehzahl des zweiten Reibeingriffselements höher ist als dessen Ausgangsdrehzahl; und dann, wenn festgestellt wird, dass die Bedingung erfüllt ist, das erste und das zweite Reibeingriffselement zu ihren jeweiligen eingekuppelten oder eingerückten Zuständen parallel steuert, um den ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments auszugleichen. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: einen gewünschten Weg der Änderung einer Eingangsdrehzahl während des Gangschaltvorgangs festlegt; eine Sollrate der Änderung der Eingangsdrehzahl in Abhängigkeit von dem gewünschten Weg festlegt; und das Trägheitsdrehmoment in Abhängigkeit von der Sollrate der Änderung der Eingangsdrehzahl festlegt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: Information in Bezug auf eine gewünschte Dynamikcharakteristik der Änderungsrate einer Eingangsdrehzahl speichert; eine Gesamtdrehzahländerung der Eingangsdrehzahl festlegt, die infolge des Gangschaltvorgangs auftritt; eine Sollrate der Änderung der Eingangsdrehzahl in Abhängigkeit von der gesamten Drehzahländerung und der gewünschten Dynamikcharakteristik bestimmt; und das Trägheitsdrehmoment in Abhängigkeit von der Sollrate der Änderung der Eingangsdrehzahl bestimmt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die gesamte Drehzahländerung als eine Differenz zwischen einer Ausgangsdrehzahl des ersten Reibeingriffselements und einer Ausgangsdrehzahl des zweiten Reibeingriffselements bestimmt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: einen Wert einer Eingangsdrehzahl des zweiten Reibeingriffselements speichert, wenn der Gangschaltvorgang beginnt; und die gesamte Drehzahländerung als eine Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einer Ausgangsdrehzahl des zweiten Reibeingriffselements bestimmt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: eine erste Bezugsdrehzahl in Abhängigkeit von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis und einer Drehzahl des Ausgangsabschnitts festlegt; eine zweite Bezugsdrehzahl in Abhängigkeit von dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis und der Drehzahl des Ausgangsabschnitts festlegt; und die gesamte Drehzahländerung als eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Bezugsdrehzahl festlegt. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie: einen Wert einer Eingangsdrehzahl des zweiten Reibeingriffselements, wenn der Gangschaltvorgang beginnt, speichert; eine Bezugsdrehzahl in Abhängigkeit von dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis und einer Drehzahl des Ausgangsabschnitts festlegt; und die gesamte Drehzahländerung als eine Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und der Bezugsdrehzahl festlegt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist eine Einrichtung zum Steuern eines Automatikgetriebes auf: einen Eingangsabschnitt zum Empfangen eines Eingangsdrehmoments von einer Antriebseinheit; einen Ausgangsabschnitt; ein erstes Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; und ein zweites Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen, wobei vorgesehen sind: eine Steuerung zum Steuern eines Gangschaltvorgangs von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis zu dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass das erste und das zweite Reibeingriffselement so gesteuert werden, dass zumindest ein erster Anteil eines Trägheitsdrehmoments ausgeglichen wird, das sich infolge der Gangumschaltung ergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes, welches aufweist: einen Eingangsabschnitt zur Aufnahme eines Eingangsdrehmoments von einer Antriebseinheit; einen Ausgangsabschnitt; ein erstes Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; ein zweites Reibeingriffselement, das einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand aufweist, der es dem Ausgangsabschnitt ermöglicht, sich mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis in Bezug auf den Eingangsabschnitt zu drehen; und eine Steuerung zum Steuern einer Gangumschaltung von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis auf das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis, folgende Schritte: Steuern des ersten und des zweiten Reibeingriffselements so, dass zumindest ein erster Anteil eines Trägheitsdrehmoments ausgeglichen wird, der sich infolge der Gangumschaltung ergibt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Automatikgetriebes mit einer Schaltsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Ganganordnung eines Automatikgetriebes gemäß den Ausführungsformen;
3 eine schematische Darstellung eines Zustands des Automatikgetriebes von 2;
4 eine schematische Darstellung eines anderen Zustands des Automatikgetriebes von 2;
5 eine schematische Darstellung eines entsprechenden Automatikgetriebes, das eine vereinfachte Konstruktion im Vergleich zu einer Gangumschaltung aufweist, die bei den Ausführungsformen vorgesehen ist;
6A, 6B und 6C Zeitablaufdiagramme, die ein Beispiel dafür zeigen, wie sich ein Eingangsdrehmoment, eine Eingangswellendrehzahl, und ein Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes von 5 im Verlauf der Zeit beim Heraufschalten ändern;
7A, 7B und 7C Zeitablaufdiagramme, welche ein anderes Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl, und das Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit während eines Heraufschaltvorgangs ändern;
8A, 8B und 8C Zeitablaufdiagramme, die ein weiteres Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl, und das Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit während eines Heraufschaltvorgangs ändern;
9 eine Darstellung, die eine allgemeine Beziehung bei einer Kupplung zwischen der Eingangsdrehzahl, der Ausgangsdrehzahl, der Drehmomentkapazität und dem übertragenen Drehmoment zeigt;
10 eine Darstellung, die zeigt, wie ein Eingriff oder ein Einkuppeln einer Kupplung dazu dient, die Eingangswellendrehzahl in drei unterschiedlichen Zuständen zu ändern, bei der Beziehung zwischen der Eingangswellendrehzahl, der Ausgangsdrehzahl einer ersten Kupplung, und der Ausgangsdrehzahl einer zweiten Kupplung bei dem Automatikgetriebe von 5;
11 ein Blockdiagramm eines Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zum Berechnen einer gewünschten Drehmomentkapazitätskorrektur für sowohl eine erste als auch zweite Kupplung zum Verringern des Drehmoments gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zeigt, zur Berechnung einer gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage einer Brennkraftmaschine und einer gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage einer Kupplung zum Trägheitsdrehmomentausgleich gemäß der ersten Ausführungsform;
13 ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zeigt, zur Berechnung einer korrigierten Drehmomentkapazität sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung gemäß der ersten Ausführungsform;
14A, 14B und 14C Zeitablaufdiagramme, welche ein Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl und das Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit während der Steuerung bei einem Heraufschaltvorgang gemäß der ersten Ausführungsform ändern;
15A, 15B und 15C Zeitablaufdiagramme, die ein weiteres Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl und das Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit bei Steuerung während eines Heraufschaltvorgangs gemäß der ersten Ausführungsform ändern;
16 ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zeigt, zur Berechnung einer Solldifferenzgeschwindigkeit mit einer gewünschten Dynamikcharakteristik, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zeigt, zur Berechnung einer Solldifferenzgeschwindigkeit mit einer gewünschten Dynamikcharakteristik, gemäß einem abgeänderten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
18 ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung von 1 zeigt, zur Berechnung einer Solldifferenzgeschwindigkeit mit einer gewünschten Dynamikcharakteristik, gemäß einem anderen, abgeänderten Beispiel für die zweite Ausführungsform;
19A, 19B und 19C Zeitablaufdiagramme, die ein Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit bei Steuerung während eines Heraufschaltvorgangs gemäß der zweiten Ausführungsform ändern;
20A, 20B und 20C Zeitablaufdiagramme, die ein Beispiel dafür zeigen, wie sich das Eingangsdrehmoment, die Eingangswellendrehzahl und das Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit bei der Steuerung während eines Heraufschaltvorgangs ändern, gemäß der zweiten Ausführungsform;
21 ein Blockdiagramm, das eine Abänderung des Abschnitts der Schaltsteuereinrichtung von 12 zeigt; und
22 ein Blockdiagramm, das eine andere Abänderung des Abschnitts der Schaltsteuereinrichtung von 12 zeigt.
Zuerst werden nachstehend das Prinzip und die grundlegende Konstruktion eines Automatikgetriebes mit einer Schaltsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Der Begriff "Drehzahl" bezeichnet nachstehend allgemein eine Umdrehungsgeschwindigkeit. Das Automatikgetriebe weist mehrere Reibeingriffselemente (Kupplungen) auf, welche eine Drehung von einer Brennkraftmaschine (externen Antriebseinheit) auf eine Antriebsradgruppe übertragen, die nicht dargestellt ist, durch Eingriff oder Einkuppeln einiger der Reibeingriffselemente. Die Schaltsteuereinrichtung steuert Gangumschaltungen des Automatikgetriebes.
2 zeigt schematische eine Ganganordnung eines Viergang-Automatikgetriebes. Wie in 2 gezeigt, weist das Automatikgetriebe eine Eingangswelle 11 und eine Ausgangswelle 12 auf, die an einem ersten bzw. zweiten Ende in Axialrichtung angeordnet sind, und ein erstes und ein zweites Planetengetriebe 21 und 22, die in Reihe zwischen der Eingangswelle 11 und der Ausgangswelle 12 angeordnet sind. Das erste Planetengetriebe 21 weist ein Sonnenrad 21S auf, ein Hohlrad 21R, und einen Träger 21C, zum Tragen eines Planetenritzels, das im Kämmeingriff mit dem Sonnenrad 21S und dem Hohlrad 21R steht. Das zweite Planetengetriebe 22 weist ein Sonnenrad 22S auf, ein Hohlrad 22R, und einen Träger 22C, zum Tragen eines Planetenritzels, das sich im Kämmeingriff mit dem Sonnenrad 22S und dem Hohlrad 22R befindet.
Zwischen dem Sonnenrad 21S und einem Gehäuse 13 weist eine Kupplung (Bremse) 23 als ein Reibeingriffselement einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand auf, der es dem Sonnenrad 21S ermöglicht, ortsfest bezüglich einer Drehung gehalten zu werden. Eine Kupplung 24 ist zwischen dem Sonnenrad 21S und der Eingangswelle 11 angeordnet, und weist als ein Reibeingriffselement einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand auf, der es dem Sonnenrad 21S ermöglicht, sich als Einheit zusammen mit der Eingangswelle 11 zu drehen. Eine Kupplung 25 ist zwischen dem Träger 21C und der Eingangswelle 11 angeordnet, und weist einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand auf, der es dem Träger 21C ermöglicht, sich als Einheit zusammen mit der Eingangswelle 11 zu drehen. Eine Kupplung (Bremse) 26 ist zwischen dem Träger 21C und dem Gehäuse 13 angeordnet, und weist einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand auf, der es dem Träger 21C ermöglicht, ortsfest bezüglich einer Drehung gehalten zu werden. Eine Kupplung 27, die zwischen dem Träger 21C und dem Hohlrad 22R angeordnet ist, weist einen eingekuppelten oder eingerückten Zustand auf, der es dem Träger 21C ermöglicht, sich als Einheit zusammen mit dem Hohlrad 22R zu drehen. Das Hohlrad 21R ist fest mit dem Träger 22C gekuppelt. Das Sonnenrad 22S ist fest mit der Eingangswelle 11 gekuppelt. Der Träger 22C ist fest mit der Ausgangswelle 12 gekuppelt.
3 zeigt das voranstehend geschilderte Automatikgetriebe im ersten Gang, bei welchem die Kupplungen 26 und 27 eingekuppelt sind, und die Kupplungen 23, 24 und 25 ausgekuppelt sind. 4 zeigt das Automatikgetriebe im zweiten Gang, bei welchem die Kupplungen 23 und 27 eingekuppelt sind, und die Kupplungen 24, 25 und 26 ausgekuppelt sind. Daher wird ein Umschalten vom ersten Gang zum zweiten Gang dadurch durchgeführt, dass die Kupplung 27 im eingekuppelten Zustand gehalten wird, die Kupplungen 24 und 25 im jeweiligen ausgekuppelten Zustand gehalten werden, die Kupplung 26 von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand umgeschaltet wird, und die Kupplung 23 vom ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand umgeschaltet wird.
5 zeigt schematisch ein entsprechendes Automatikgetriebe, das eine vereinfachte Konstruktion aufweist, in Bezug auf den Gangumschaltvorgang, der in den 3 und 4 gezeigt ist. Dieses Automatikgetriebe weist eine Eingangswelle 35 auf, eine Ausgangswelle 36, und zwei parallele Kraftübertragungswege dazwischen. Die Eingangswelle 35 dient als ein Eingangsabschnitt zum Empfangen eines Eingangsdrehmoments von einer Antriebseinheit. Die Ausgangswelle 36 dient als ein Ausgangsabschnitt zur Ausgabe eines Ausgangsdrehmoments. Einer der Kraftübertragungswege weist eine erste Kupplung 33 und eine Zahnradanordnung 31 auf, die in Reihe angeordnet sind. Der andere Kraftübertragungsweg weist eine zweite Kupplung 34 und eine Zahnradanordnung 32 auf, die in Reihe angeordnet sind. Die Zahnradanordnung 31 ermöglicht es der Ausgangswelle 36, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₁ in Bezug auf die Eingangswelle 35 im ersten Gang zu drehen. Die Zahnradanordnung 32 ermöglicht es der Ausgangswelle 36, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₂ in Bezug auf die Eingangswelle 35 im zweiten Gang zu drehen. Die erste Kupplung 33 wird wahlweise an einer Seite mit der Eingangswelle 35 verbunden, und an der anderen Seite mit der Ausgangswelle 36, über die Zahnradanordnung 31 und ein letztes Zahnrad 37. Entsprechend wird die zweite Kupplung 34 wahlweise an einer Seite mit der Eingangswelle 35 verbunden, und an der anderen Seite mit der Ausgangswelle 36, über die Zahnradanordnung 32 und ein endgültiges Zahnrad 37. Das endgültige oder letzte Zahnrad 37 führt zu einem Untersetzungsverhältnis r_f, das nachstehend als Eins angenommen wird. Anders ausgedrückt, weist die erste Kupplung 33 einen eingekuppelten Zustand auf, der es der Ausgangswelle 36 ermöglicht, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₁ in Bezug auf die Eingangswelle 35 zu drehen, und einen ausgekuppelten Zustand, der es der Ausgangswelle 36 ermöglicht, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₂ in Bezug auf die Eingangswelle 35 zu drehen, während die zweite Kupplung 34 einen eingekuppelten Zustand aufweist, der es der Ausgangswelle 36 ermöglicht, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₂ in Bezug auf die Eingangswelle 35 zu drehen, und einen ausgekuppelten Zustand, der es der Ausgangswelle 36 ermöglicht, sich mit einem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₁ in Bezug auf die Eingangswelle 35 zu drehen.
Die Umschaltung vom ersten Gang in den zweiten Gang bei dem Viergang-Automatikgetriebe der 2 bis 4 wird so angesehen, dass sie durch einen Prozess entsprechend einem Prozess durchgeführt wird, der das Umschalten der ersten Kupplung 33 von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand umfasst, und das Umschalten der zweiten Kupplung 34 von dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand bei dem Zweigang-Automatikgetriebe von 5. Dieser Prozess wird als "Kupplungsumschaltung" bezeichnet. Eine derartige Gangumschaltung erfordert Änderungen der Drehzahl innerer, sich drehender Teile, und ruft daher ein Trägheitsdrehmoment hervor. Im Falle eines Heraufschaltvorgangs drehen sich die inneren, sich drehenden Teile langsamer nach dem Heraufschalten als vor dem Heraufschalten. Daher ruft ein derartiges Heraufschalten ein positives Trägheitsdrehmoment hervor. Es wird angestrebt, ein derartiges Trägheitsdrehmoment auszuschalten (beim Heraufschalten auszugleichen). Um ein derartiges Trägheitsdrehmoment auszuschalten wird eine Trägheitssteuerphase (Trägheitsphase) vor oder nach einer Kupplungsumschaltphase vorgesehen, wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
Nachstehend werden drei Beispiele dafür beschrieben, wie ein Trägheitsdrehmoment, das infolge einer Drehzahländerung auftritt, während eines Heraufschaltvorgangs in dem Automatikgetriebe von 5 abgefangen wird, unter Bezugnahme auf die 6A, 6B, 6C, 7A, 7B, 7C, 8A, 8B und 8C. Jede der 6A, 7A und 8A zeigt, wie sich ein Eingangsdrehmoment T_in im Verlauf der Zeit ändert, wobei eine durchgezogene Linie das Eingangsdrehmoment T_in darstellt, eine gestrichelte Linie die Drehmomentkapazität (oder das übertragene Drehmoment) der ersten Kupplung (der auszukuppelnden Kupplung) T_C1 angibt, und eine gestrichelt und gepunktete Linie die Drehmomentkapazität (oder das übertragene Drehmoment) der zweiten Kupplung (der einzukuppelnden Kupplung) T_C2 angibt. Jede der 6B, 7B und 8B zeigt, wie sich eine Eingangswellendrehzahl ω_in ändert, wobei eine durchgezogene Linie die Eingangswellendrehzahl ω_in angibt, eine gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung ω_C1 angibt, und eine gepunktete und gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung ω_c2 darstellt. Jede der 6C, 7C und 8C zeigt, wie sich ein Ausgangsdrehmoment T₀ im Verlauf der Zeit ändert. Die 6A bis 8C zeigen Änderungen gegenüber dem Zustand, vor einem Zeitpunkt t₁, an welchem die Trägheitssteuerphase beginnt. Bei diesen Beispielen folgt die Trägheitssteuerphase der Kupplungsumschaltphase.
Bei dem Beispiel gemäß den 6A bis 6C wird, wie in 6A gezeigt, das Eingangsdrehmoment T_in während des Heraufschaltens konstant gehalten, ohne eine Brennkraftmaschinendrehzahl-Verringerungssteuerung. Die Trägheitssteuerphase beginnt zum Zeitpunkt t₁ und Ende an einem Temperatur t₂. Die Eingangswellendrehzahl ω_in wird im Wesentlichen von der ersten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 bis zur zweiten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_c2 während der Trägheitssteuerphase geändert, wie in 6B gezeigt. Die Verringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in wird dadurch durchgeführt, dass die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht wird, und diese konstant oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten wird, wie mit F61 in 6A gezeigt. Dieses überschüssige Drehmoment ist proportional zur Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl ω_in (oder proportional zur Beschleunigung der Eingangswelle 35). Anders ausgedrückt, ruft die Änderung der Eingangsdrehzahl ω_in ein Trägheitsdrehmoment hervor, welches die gleiche Größe aufweist wie das überschüssige Drehmoment. Das Trägheitsdrehmoment wird an die Ausgangswelle 36 als ein zusätzliches Ausgangsdrehmoment übertragen. Wie in 6C gezeigt, nimmt das Ausgangsdrehmoment T₀ allmählich ab, infolge der Differenz zwischen den Getriebeuntersetzungsverhältnissen vor dem Umschalten und nach dem Umschalten während der Kupplungsumschaltphase, wie mit F62 dargestellt, und nimmt dann infolge des Trägheitsdrehmoments zu, während der Trägheitssteuerphase, wie mit F63 dargestellt. Daher weist das Ausgangsdrehmoment T₀ eine Drehmomentänderung auf, die zu einem Stoß führt. Wenn das Automatikgetriebe bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, beeinflusst ein derartiger Stoß negativ die Fahrqualität.
Bei dem Beispiel der 7A bis 7C wird, wie in 7A gezeigt, das Eingangsdrehmoment T_in durch eine Brennkraftmaschinendrehmoment-Verringerungssteuerung verringert, wie mit F71 dargestellt. Die Verringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in in der Trägheitssteuerphase wird so durchgeführt, dass die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 auf oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in eingestellt wird, wie mit F72 in 7A dargestellt. Dieses überschüssige Drehmoment ist gleich der Verringerung des Eingangsdrehmoments T_in. Daher nimmt, wie in 7C gezeigt, das Ausgangsdrehmoment T₀ allmählich ab, infolge des Unterschiedes zwischen dem Getriebeuntersetzungsverhältnis vor der Umschaltung und nach der Umschaltung, während der Kupplungsumschaltphase, wie mit F73 dargestellt, und wird dann während der Trägheitssteuerphase konstant gehalten, wie mit F74 dargestellt. In diesem Fall wird das Trägheitsdrehmoment durch die Verringerung des Eingangsdrehmoments T- ausgeglichen, so dass kein Stoß auf die Ausgangswelle 36 einwirkt.
Allerdings gibt es Situationen, in denen es unmöglich ist, das Trägheitsdrehmoment durch eine Brennkraftmaschinendrehmoment-Verringerungssteuerung auszugleichen, wie in den 7A bis 7C. Diese Situationen umfassen eine Situation, bei welcher ein Heraufschaltvorgang in dem Zustand durchgeführt wird, dass ein Gaspedal geringfügig betätigt oder vollständig freigegeben wird, so dass keine weitere Brennkraftmaschinendrehmomentverringerung möglich ist, da kein Brennkraftmaschinendrehmoment vor dem Heraufschalten abgegeben wird. Die 8A bis 8C zeigen eine derartige Situation. Wie in 8A gezeigt, wird das Eingangsdrehmoment T_in durch eine Brennkraftmaschinendrehmoment-Verringerungssteuerung während der Trägheitsmomentsteuerphase verringert. Die Verringerung des Eingangsdrehmoments T_in ist begrenzt, wie mit F81 dargestellt, obwohl eine weitere Verringerung wünschenswert ist, wie mit F83 dargestellt. Um die Verringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in zu erzielen, wird die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht, und oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten, wie mit F82 in 8A dargestellt. Dieses überschüssige Drehmoment ist größer als die Verringerung des Eingangsdrehmoments T_in Daher nimmt, wie in 8C gezeigt, das Ausgangsdrehmoment T₀ allmählich ab, infolge der Differenz zwischen dem Getriebeuntersetzungsverhältnis vor dem Umschalten und nach dem Umschalten während der Kupplungsumschaltphase, wie durch F84 dargestellt, und nimmt dann während der Trägheitssteuerphase zu, wie mit F86 dargestellt, obwohl in gewissem Ausmaß durch die Brennkraftmaschinendrehmoment-Verringerungssteuerung verringert, wie mit F85 dargestellt, im Vergleich zum dem Beispiel der 6A bis 6C. Daher ist bei dem Ausgangsdrehmoment T₀ eine Drehmomentstufe vorhanden, wodurch ein Stoß hervorgerufen wird.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Ausgleich eines Trägheitsdrehmoments beschrieben, das sich infolge einer Gangumschaltung ergibt, durch Steuern von Kupplungen. 9 zerläutert eine allgemeine Beziehung bei einer Kupplung zwischen der Eingangsdrehzahl ω₁, der Ausgangsdrehzahl ω₂, der Drehmomentkapazität C, und dem übertragenen Drehmoment T_c. Die Beziehung wird durch die Gleichung (A) ausgedrückt. Tc = C·sign(ω1 – ω2) (A)wobei C die Drehmomentkapazität angibt (= (Reibungskoeffizient)·(angelegte Kraft)), und sign(x) einen Vorzeichenoperator bezeichnet, der das Vorzeichen der Variablen x angibt.
Gemäß Gleichung (A) hängt die Richtung des übertragenen Drehmoments von der Beziehung zwischen der Eingangswellendrehzahl ω₁ und der Ausgangswellendrehzahl ω₂ ab.
Die Gleichung (A) wird bei dem Zweigang-Getriebe eingesetzt, das in 5 gezeigt ist. 10 erläutert, wie ein Kupplungseingriff dazu dient, die Eingangswellendrehzahl ω_in in drei unterschiedlichen Zuständen zu ändern, nämlich jenen der Beziehung zwischen der Eingangswellendrehzahl ω_in, der ersten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1, und der Ausgangsdrehzahl ω_c2 der zweiten Kupplung, bei dem Automatikgetriebe von 5. Auf die Eingangswelle 35 wirkt das Eingangsdrehmoment T_in ein, das Kupplungsdrehmoment T_C1, und das Kupplungsdrehmoment T_C2.
10 zeigt einen ersten Zustand des Getriebes, bei welchem die Eingangswellendrehzahl ω_in höher ist als sowohl die erste Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 als auch die zweite Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C2. Im ersten Zustand wirken die beiden Kupplungsdrehmomente T_C1 und T_C2 in entgegengesetzter Richtung ein, zum Eingangsdrehmoment T_in, so dass die Eingangswellendrehzahl ω_in verringert wird. Daher nimmt die Eingangswellendrehzahl ω_in ab, wenn die beiden Kupplungen, nämlich die erste und die zweite Kupplung 33 und 34, sich im jeweiligen gleitenden Einkupplungszustand befinden.
10 zeigt weiterhin einen zweiten Zustand des Getriebes, bei welchem die Eingangswellendrehzahl ω_in höher ist als die Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung, und niedriger ist als die Ausgangsdrehzahl ω_C1 der ersten Kupplung. In dem zweiten Zustand wirkt sich das Kupplungsdrehmoment T_C1 in derselben Richtung wie das Eingangsdrehmoment T_in aus, so dass die Eingangswellendrehzahl ω_in erhöht wird, wogegen das Kupplungsdrehmoment T_C2 in der entgegengesetzten Richtung zum Eingangsdrehmoment T_in einwirkt, so dass die Eingangswellendrehzahl ω_in verringert wird. Daher nimmt die Eingangswellendrehzahl ω_in nicht immer ab, wenn sich die erste und die zweite Kupplung 33 bzw. 34 im jeweiligen Gleit-Einkupplungszustand befinden.
10 zeigt weiterhin einen dritten Zustand des Getriebes, bei welchem die Eingangswellendrehzahl ω_in niedriger ist als sowohl die Ausgangsdrehzahl ω_C1 der ersten Kupplung als auch die Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung. In dem dritten Zustand wirken das Kupplungsdrehmoment T_C1 als auch das Kupplungsdrehmoment T_C2 in derselben Richtung als Eingangsdrehmoment T_in, so dass die Eingangswellendrehzahl ω_in erhöht wird.
Nachstehend wird der voranstehend geschilderte, zweite Zustand des Getriebes geschildert, und wird beschrieben, wie die Kupplungsdrehmomentkapazitäten im Gleichgewicht festgelegt werden sollen, um das Trägheitsdrehmoment infolge einer Änderung der Eingangswellendrehzahl auszugleichen, und Schwankungen des Ausgangsdrehmoments zu verhindern.
Bei dem Zweigang-Getriebe, das in 5 gezeigt ist, wird eine Bewegungsgleichung in Bezug auf die Eingangswelle 35 durch die Gleichung (1) ausgedrückt, wogegen eine Bewegungsgleichung bezüglich der Ausgangswelle 36 durch die Gleichung (2) ausgedrückt wird. Tin = Tc1 + Tc2 + Iinω ∙in (1) T0 = r1(Tc1 – Ic1ω ∙c1) + r2(Tc2 – Ic2ω ∙c2) (2) wobei

T_in:: ein Eingangsdrehmoment zur Eingangswelle 35 ist,
T_C1:: das übertragene Drehmoment der ersten Kupplung 33 ist,
T_C2:: das übertragene Drehmoment der zweiten Kupplung 34 ist,
I_in:: das Trägheitsmoment der Eingangswelle 35 ist,
ω_in:: die Drehzahl der Eingangswelle 35 ist,
T₀:: ein Ausgangsdrehmoment für die Ausgangswelle 36 ist,
r₁:: ein Getriebeuntersetzungsverhältnis über einen Kraftübertragungsweg mit der ersten Kupplung 33 ist,
r₂:: ein Getriebeuntersetzungsverhältnis über einen Kraftübertragungsweg mit der zweiten Kupplung 35 ist,
I_C1:: das Trägheitsmoment des Kraftübertragungsweges mit der ersten Kupplung 33 ist,
I_C2:: das Trägheitsmoment des Kraftübertragungsweges mit der zweiten Kupplung 34 ist,
ω ∙_c1:: die Änderungsrate der Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung 33 ist, und
ω ∙_c2:: die Änderungsrate der Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung 34 ist.

Setzt man die Gleichung (A) sowohl bei der ersten als auch zweiten Kupplung 33 bzw. 34 ein, so ergibt sich die Gleichung (3). Tc1 = C1 × sign(ωin – ωc1) Tc2 = C2 × sign(ωin – ωc2) (3) wobei

C₁:: die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung 33 ist,
C₂:: die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung 34 ist,
ω_in:: die Drehzahl der Eingangswelle 35 ist,
ω_c1:: die Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung 33 ist,
ω_C2:: die Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung 34 ist, und
sign:: der Vorzeichenoperator ist.

Es wird angenommen, dass die erste Kupplung 33 eine auszukuppelnde Kupplung darstellt, und die zweite Kupplung 34 eine einzukuppelnde Kupplung darstellt, bei einem Heraufschalten des Getriebes. Wenn sich das Getriebe in dem zweiten Zustand befindet, ist die Beziehung ω_C1 > ω_in > ω_C2 erfüllt. Setzt man diese Beziehung in Gleichung (3) ein, so ergibt sich die Gleichung (4). Tc1 = –C1, Tc2 = C2 (4)
Nachstehend wird ein Heraufschalten bei verringerter Beschleunigung als Heraufschalten betrachtet, das erfolgt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Bei einem derartigen Heraufschalten mit verringerter Beschleunigung ermöglicht das Auskuppeln der auszukuppelnden Kupplung, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in durch das Eingangsdrehmoment T_in erhöht wird, während das Heraufschalten eine Verringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in erfordert. Daher wird dieses Heraufschalten durch eine vorherige Kupplungsumschaltphase ausgeführt, und eine nachfolgende Trägheitssteuerphase, bei welcher die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung dominant ist. Das Eingangsdrehmoment T_in ist normalerweise positiv. Angesichts der voranstehenden Umstände werden die Kupplungsdrehmomentkapazitäten unmittelbar vor der Trägheitssteuerphase durch die Gleichung (5) ausgedrückt. Wenn eine Drehmomentkapazitätskorrektur der ersten Kupplung ΔC₁ und eine Drehmomentkapazitätskorrektur der zweiten Kupplung ΔC₂ in der Trägheitssteuerphase vorgesehen sind, werden die Kupplungsdrehmomentkapazitäten durch die Gleichung (6) ausgedrückt. C1 = C10 = 0 C2 = C20 = |Tin| (5) C1 = C10 + ΔC1 = ΔC1 C2 = C20 + ΔC2 = |Tin| + ΔC2 (6)wobei C₁₀ die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung 33 unmittelbar vor dem Beginn der Trägheitssteuerphase ist, und C₂₀ die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung 34 unmittelbar vor Beginn der Trägheitssteuerphase ist.
Setzt man die Gleichung (6) in die Gleichung (1) ein, so ergibt sich die Gleichung (7). Unter der Annahme von T_in > 0 ergibt sich T_in = |T_in|. Setzt man dies in die Gleichung (7) ein, so ergibt sich die Gleichung (8). Tin = –ΔC1 + |Tin| + ΔC2 + Iinωin (7) Iinω ∙in = ΔC1 – ΔC2 (8)
Wenn die Gleichung (6) in die Gleichung (2) eingesetzt wird, ergibt sich die Gleichung (9). Damit keine Änderung des Ausgangsdrehmoments T₀ und der Ausgangswellendrehzahl ω_out durch die erste und zweite Kupplungsdrehmomentkapazitätskorrektur ΔC₁ bzw. ΔC₂ hervorgerufen wird, ist die Gleichung (10) erforderlich. Die Gleichung (10) beschränkt sich auf die Gleichung (11). T0 = r1ΔC1 + r2(|Tin| + ΔC2) – r1 2Ic1ω ∙c1 – r2 2Ic2ω ∙c2 (9) –r1ΔC1 + r2ΔC2 = 0 (10)
Einsetzen der Gleichung (8) in die Gleichung (11) ergibt die Gleichung (12). Die Gleichungen (11) und (12) reduzieren sich auf die Gleichung (13), in welcher ΔC₁ und ΔC₂ in Bezug zum Trägheitsdrehmoment I_inω ∙_in stehen.
Nachstehend wird eine Heraufschaltung bei verringerter Beschleunigung als ein Heraufschaltvorgang überlegt, der durchgeführt wird, während das Gaspedal freigegeben ist, nachdem das Gaspedal betätigt wurde, um das Getriebe herunterzuschalten. Bei einem derartigen Heraufschalten mit verringerter Beschleunigung ermöglicht das Auskuppeln der auszukuppelnden Kupplung, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in durch das Eingangsdrehmoment T_in verringert wird, welches negativ ist, währen das Heraufschalten eine Verringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in erforderlich macht. Daher wird dieses Heraufschalten so durchgeführt, dass eine vorherige Trägheitssteuerphase vorhanden ist, bei welcher die Drehmomentkapazität der auszukuppelnden Kupplung dominant ist, und durch eine nachfolgende Kupplungsumschaltphase. Das Eingangsdrehmoment T_in ist normalerweise negativ. Angesichts der voranstehend geschilderten Umstände werden die Kupplungsdrehmomentkapazitäten unmittelbar vor der Trägheitssteuerphase durch die Gleichung (14) ausgedrückt.
Wenn eine Drehmomentkapazitätskorrektur der ersten Kupplung ΔC₁ und eine Drehmomentkapazitätskorrektur der zweiten Kupplung ΔC₂ in der Trägheitsteuerphase bereitgestellt werden, werden die Kupplungsdrehmomentkapazitäten durch die Gleichung (15) ausgedrückt. C1 = C10 = |Tin| C2 = C20 = 0(14) C1 = C10 + ΔC1 = |Tin| + ΔC1 C2 = C20 + ΔC2 = ΔC2(15)
Das Einsetzen der Gleichung (15) in die Gleichung (1) ergibt die Gleichung (16). Die Annahme von T_in < 0 ergibt T_in = –|T_in|. Setzt man dies in die Gleichung (16) ein, ergibt sich die Gleichung (17). Tin = –ΔC1 – |Tin| + ΔC2 + Iinω ∙in (16) Iinω ∙in = ΔC1 – ΔC2 (17)
Die Gleichung (17) ist gleich der Gleichung (8). Daher gelten die Gleichungen (8) bis (13) auch im Falle eines Heraufschaltens bei verringerter Beschleunigung, wenn die Kupplungsumschaltphase auf die Trägheitssteuerphase folgt, im Vergleich zum Falle des Heraufschaltens mit verringerter Beschleunigung. Die voranstehenden Gleichungen (insbesondere die Gleichung (13)) dienen zum Berechnen einer Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment der ersten Kupplung zum Trägheitsdrehmomentausgleich ΔC₁ und einer Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment der ersten Kupplung zum Trägheitsdrehmomentausgleich ΔC₂ auf Grundlage der erwünschten Drehmomentverringerung in Abhängigkeit von der Kupplung. Die erste und zweite Kupplung 33 bzw. 34 werden so gesteuert, dass sie diese gewünschten Korrekturen erzielen, um so einen zugeordneten Anteil des Trägheitsdrehmoments auszugleichen.
1 zeigt schematisch ein Automatikgetriebe mit einer Schaltsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Schaltsteuereinrichtung weist eine Steuerung 1 (einen Trägheitsdrehmomentverteilungsabschnitt) auf, um Gangumschaltungen des Automatikgetriebes zu steuern. Die Steuerung 1 steuert eine Brennkraftmaschine (Motor) 2 als externe Antriebseinheit, und die erste und zweite Kupplung so, dass ein Trägheitsdrehmoment ausgeglichen wird, das sich infolge einer Änderung des Drehzustandes des Automatikgetriebes ergibt (um ein positives Trägheitsdrehmoment auszugleichen, oder ein negatives Trägheitsdrehmoment zu kompensieren). Die Steuerung ist eine elektrische Steuereinheit (ECU).
Wie aus Gleichung (13) hervorgeht, stellt die gewünschte Drehmomentkapazitätskorrektur für jede Kupplung das Produkt des Anfangsdrehmoments I_inω ∙_c1 und einer Verstärkung (eines Koeffizienten) dar, ausgedrückt anhand der Getriebeuntersetzungsverhältnisse r₁ und r₂, die durch Einkuppeln jeweiliger Kupplungen eingerichtet werden. Der Koeffizient ist als Bruch ausgedrückt, der einen Nenner mit der Differenz zwischen den Getriebeuntersetzungsverhältnissen (r₂ – r₁) aufweist. Daher nimmt, wenn der Term (r₂ – r₁) abnimmt, der Koeffizient zu, so dass die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment erhöht werden. Im Fall eines typischen Getriebes, das eine stufenweise Getriebeuntersetzungsverhältnisgruppe aufweist, ist der Term (r₂ – r₁) für ein Heraufschalten zwischen unteren Gängen, beispielsweise vom ersten Gang zum zweiten Gang oder vom zweiten Gang zum dritten Gang, größer als beim Heraufschalten zwischen höheren Gängen. Daher ist es sinnvoll, die Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment jeder Kupplung innerhalb eines zulässigen Bereiches im Falle eines Heraufschaltens zwischen höheren Gängen zu steuern.
Wenn die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment erzielt werden, werden die erste und zweite Kupplung 33 bzw. 34 zu einem jeweiligen Einkupplungszustand gesteuert, und zwar parallel, um so ein Trägheitsdrehmoment infolge eines Heraufschaltens auszuschalten (beim Heraufschalten auszugleichen). Anders ausgedrückt, wird das Trägheitsdrehmoment durch Steuern der ersten und zweiten Kupplung 33 bzw. 34 auf einen Zustand nahe einem Verriegelungszustand abgefangen, so dass die kinetische Energie des Trägheitsmoments in thermische Energie mittels Reibung umgewandelt wird. Daher ist es wünschenswert, die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment auf einen Wert so klein wie möglich zu unterdrücken.
Weiterhin ist es anzustreben, zunehmend eine Belastung der Brennkraftmaschine beim Ausgleich des Trägheitsdrehmoments zu unterdrücken, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, da unter derartigen Bedingungen das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine klein ist. Unter diesem Gesichtspunkt ermöglicht die Schaltsteuereinrichtung, dass die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigen, und unterdrückt die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist.
Nachstehend wird eine Schaltsteuereinrichtung zum Steuern von Kupplungen so, dass das Anfangsdrehmoment ausgeglichen wird, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 bis 15C beschrieben. 11 zeigt einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung zum Berechnen einer Kapazitätskorrektur für ein gewünschtes Drehmoment sowohl einer ersten als auch zweiten Kupplung 33 bzw. 34 zum Trägheitsdrehmomentausgleich.
Wie in 11 gezeigt, berechnet zuerst eine Berechnungsvorrichtung 101 eine Differenz (r₂ – r₁) auf Grundlage des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₁ vor dem Schalten und des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₂ nach dem Schalten. Eine Berechnungsvorrichtung 102 berechnet eine Verstärkung für die zweite Kupplung 34, durch Teilen des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₁ vor dem Schalten durch die Differenz (r₂ – r₁). Eine Berechnungsvorrichtung 130 berechnet eine Verstärkung für die erste Kupplung 33 durch Teilen des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₂ durch die Differenz (r₂ – r₁). Eine Berechnungsvorrichtung 104 berechnet eine gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage einer Kupplung auf Grundlage einer gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung und eines Korrekturfaktors zu deren Unterdrückung. Im Einzelnen korrigiert die Berechnungsvorrichtung 104 die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage einer Kupplung durch Multiplikation mit dem Korrekturfaktor. Der Korrekturfaktor ist in einem Kennfeldabschnitt 100 gespeichert. Der Korrekturfaktor wird auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges und der Gangauswahl festgelegt. Im einzelnen ist der Korrekturfaktor gleich Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, beginnt anzusteigen, wenn eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden ist, nimmt zu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und ist gleich einem Maximalwert von Eins, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Derartige Eigenschaften sind in Form eines Kennfeldes für jeden Gang vorher eingerichtet. Die Linien, welche den Korrekturfaktor festlegen, werden in positiver Richtung der Achse der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Kennfeld verschoben, wenn der ausgewählte Gang höher wird. Daher wird die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung zunehmend mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit unterdrückt, und zunehmend mit einem höheren, ausgewählten Gang unterdrückt.
Eine Berechnungsvorrichtung 105 berechnet eine Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment der zweiten Kupplung ΔC₂ durch Multiplizieren der gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung, korrigiert durch die Berechnungsvorrichtung 104, und der von der Berechnungsvorrichtung 102 berechneten Verstärkung. Entsprechend berechnet eine Berechnungsvorrichtung 106 eine Kapazitätskorrektur für ein gewünschtes Drehmoment der ersten Kupplung ΔC₁ durch Multiplizieren der gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung, korrigiert durch die Berechnungsvorrichtung 104, und der Verstärkung, die von der Berechnungsvorrichtung 103 berechnet wird. Daher werden die Kapazitätskorrekturen ΔC₁ und ΔC₂ für das gewünschte Drehmoment zunehmend mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit unterdrückt, und werden stärker unterdrückt, wenn der ausgewählte Gang hoch wird.
Bei der voranstehend geschilderten Berechnung der Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors wird ermöglicht, die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine und die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung ausgeglichen zu steuern, um zu verhindern, dass die Kapazitätskorrekturen für das gewünschte Drehmoment exzessiv zunehmen, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
12 zeigt einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung zur Berechnung einer gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine und einer gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung zum Trägheitsdrehmomentausgleich, auf Grundlage eines Trägheitsdrehmoments, das ausgeglichen werden soll. Normalerweise ist eine Drehmomentverringerung auf Grundlage einer Brennkraftmaschine auf innerhalb einer Obergrenze eingeschränkt, damit sich die Brennkraftmaschine weiter drehen kann. Diese obere Grenze wird auf Grundlage von Parametern berechnet, beispielsweise der Brennkraftmaschinendrehzahl, des Ausgangsdrehmoments, der Verbrennungsbetriebsart (einer mageren Verbrennungsbetriebsart, einer Verbrennungsbetriebsart mit theoretischem Luft/Kraftstoffverhältnis usw.), der Anzahl aktiver Zylinder, des Zündzeitpunkts, der Kühlmitteltemperatur, und des Betriebszustands von Hilfseinrichtungen, die an der Brennkraftmaschine angebracht sind. Ein Komparator 107 vergleicht das auszugleichende Trägheitsdrehmoment mit der maximal möglichen Drehmomentverringerung T_de auf Grundlage der Brennkraftmaschine, und gibt den kleineren Wert unter diesen beiden als eine gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine aus. Eine Berechnungsvorrichtung 108 berechnet eine gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung durch Subtrahieren des auszugleichenden Trägheitsdrehmoments von der gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine. Ein Komparator 109 vergleicht die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung mit Null, und gibt den größeren dieser beiden Werte als eine endgültige, gewünschte Drehmomentverringerung auf Kupplungsgrundlage aus. Dies erfolgt deswegen, da die Kupplungen keine negative Drehmomentkapazität aufweisen können.
Die Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment jeder Kupplung wird daher aus dem auszugleichenden Trägheitsdrehmoment entsprechend den Prozessen berechnet, die in den 11 und 12 gezeigt sind. 13 zeigt einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung zur Berechnung einer korrigierten Drehmomentkapazität sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung zum Trägheitsdrehmomentausgleich. In 13 wird die korrigierte Drehmomentkapazität jeder Kupplung dadurch berechnet, dass eine unkorrigierte Drehmomentkapazität und die Kapazitätskorrektur für das gewünschte Drehmoment addiert werden. Die unkorrigierte Drehmomentkapazität stellt eine Drehmomentkapazität dar, die dazu erforderlich ist, den Gangschaltvorgang ohne Berücksichtigung des Trägheitsdrehmoments durchzuführen. Die korrigierte Drehmomentkapazität jeder Kupplung wird dadurch erzielt, dass ein entsprechender Kupplungseinkuppeldruck der Kupplung zugeführt wird.
Die unkorrigierte Drehmomentkapazität jeder Kupplung ist so, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in linear abnimmt. Dies wird dadurch erreicht, dass die unkorrigierte Drehmomentkapazität so eingestellt wird, dass die Differenzgeschwindigkeit (ω_C1 – ω_in) linear zunimmt, oder die Differenzgeschwindigkeit (ω_in – ω_C2) linear abnimmt. Die voranstehend geschilderte
Berechnung der korrigierten Drehmomentkapazität jeder Kupplung wird durchgeführt, wenn die Beziehung ω_C1 > ω_in > ω_C2 erfüllt ist. Wie in 13 gezeigt, bestimmt nur dann, wenn ein Komparator 110 feststellt, dass die erste Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 höher ist als die Eingangswellendrehzahl ω_in, ein Komparator 111, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in höher ist als die zweite Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C2, und bestimmt ein Logikabschnitt 112, dass die Beziehung ω_C1 > ω_in > ω_C2 gilt, was zusätzlich ermöglicht, dass Schalter 113 und 114 es einem Addierer 115 ermöglichen, die korrigierte Drehmomentkapazität der ersten Kupplung 33 zu berechnen, und einem Addierer 116 ermöglichen, die korrigierte Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung 34 zu berechnen.
Die auf diese Art und Weise ausgebildete Schaltsteuereinrichtung arbeitet so, dass sie ein Trägheitsdrehmoment während eines Heraufschaltvorgangs des Automatikgetriebes folgendermaßen ausschaltet. Jede der 14A und 15A zeigt, wie sich das Eingangsdrehmoment T_in im Verlauf der Zeit ändert, wobei eine durchgezogene Linie das Eingangsdrehmoment T_in darstellt, eine gestrichelte Linie die Drehmomentkapazität darstellt (oder das übertragene Drehmoment), der ersten Kupplung (der auszukuppelnden Kupplung) T_C1, und eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie die Drehmomentkapazität (oder das übertragene Drehmoment) der zweiten Kupplung (der einzukuppelnden Kupplung) T_C2 darstellt. Jede der 14B und 15B zeigt, wie sich die Eingangswellendrehzahl ω_in im Verlauf der Zeit ändert, wobei eine durchgezogene Linie die Eingangswellendrehzahl ω_in darstellt, eine gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung ω_C1 darstellt, eine lang und kurz gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung ω_C2 darstellt. Jede der 14C und 15 zeigt, wie sich das Ausgangsdrehmoment T₀ im Verlauf der Zeit ändert. Die 14A bis 15C zeigen Änderungen seit dem Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt t₁, an welchem die Trägheitssteuerphase beginnt.
Bei dem Beispiel der 14A bis 14C wird ein Heraufschalten bei verringerter Beschleunigung durch eine vorherige Kupplungsumschaltphase und eine nachfolgende Trägheitssteuerphase durchgeführt. Wie in 14A gezeigt, wird das Eingangsdrehmoment T_in durch eine Brennkraftmaschinendrehmoment-Verringerungssteuerung während der Trägheitssteuerphase verringert. Die Verringerung des Eingangsdrehmoments T_in ist begrenzt, wie durch F142 dargestellt, obwohl eine weitere Verringerung wünschenswert ist, wie mit F144 dargestellt. Ein Zeitpunkt t₃ liegt dort, wenn die Eingangswellendrehzahl ω_in auf unterhalb der ersten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 abnimmt. Um die Drehzahlverringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in zu verwirklichen, wird die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht, und oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten, wie durch F143 dargestellt. Die Drehmomentkapazität der auszukuppelnden Kupplung T_C1 und der einzukuppelnden Kupplung T_C2 wird weiter erhöht, wie durch gestrichelte Muster von F141 und F145 dargestellt. Wie in 14C gezeigt, nimmt das Ausgangsdrehmoment T₀ allmählich ab, infolge der Differenz zwischen dem Getriebeuntersetzungsverhältnis vor dem Umschalten und nach dem Umschalten während der Kupplungsumschaltphase, wie durch F146 dargestellt, und wird dann konstant gehalten, mit Ausnahme eines momentanen Anstiegs während eines Zeitintervalls vom Zeitpunkt t₁ zum Zeitpunkt t₃. Dieses Zeitintervall ist deswegen vorhanden, da die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung unmöglich ist, während die Ausgangsdrehzahl ω_C1 der ersten Kupplung niedriger ist als die Eingangswellendrehzahl ω_in, wie mit F147 dargestellt. Daher dient die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine zum Ausgleichen eines Anteils des Ausgangsdrehmoments T₀, wie durch F148 dargestellt, wogegen die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung dazu dient, einen anderen Anteil des Ausgangsdrehmoments T₀ auszugleichen, der nicht durch die Brennkraftmaschine ausgeglichen werden kann, wie mit F149 dargestellt, wie dieses bei F140 gezeigt ist.
Bei dem Beispiel der 15A bis 15C wird ein Heraufschalten mit verringerter Beschleunigung durch eine vorherige Trägheitssteuerphase und eine nachfolgende Kupplungsumschaltphase verwirklicht. Während eines derartigen Heraufschaltens bei verringerter Beschleunigung befindet sich das Brennkraftmaschinendrehmoment normalerweise auf einem Minimum. Daher ist keine verfügbare Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine vorhanden. Wenn das Brennkraftmaschinendrehmoment negativ ist, erfordert das Trägheitsdrehmoment eine Erhöhung der Brennkraftmaschinendrehzahl, beispielsweise durch Beendigung einer Brennstoffzufuhr. Hierdurch können negativ andere Funktionen der Brennkraftmaschine beeinflusst werden. Selbst in derartigen Fällen ist es möglich, das gesamte Trägheitsmoment auszugleichen, das sich infolge einer Änderung des Drehzustandes ergibt, durch Steuern der Drehmomentkapazität der ersten und zweiten Kupplung 33 bzw. 34 ohne eine Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine, wie nachstehend geschildert. Wie in 15A gezeigt, wird der Absolutwert |T_in| des Eingangsdrehmoments konstant während des Heraufschaltens gehalten, wie mit F153 dargestellt. Ein Zeitpunkt t₄ liegt dort, wenn die Eingangswellendrehzahl auf unterhalb der Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung absinkt. Um die Drehzahlverringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in zu verwirklichen, wird die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht, und oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten, wie durch F152 dargestellt. Die Drehmomentkapazität der auszukuppelnden Kupplung T_C1 und der einzukuppelnden Kupplung T_C2 werden weiter erhöht, wie durch gestrichelte Muster von F151 und F154 dargestellt. Wie aus 15C hervorgeht, wird das Ausgangsdrehmoment T₀ konstant gehalten, während der Trägheitssteuerphase, mit Ausnahme eines momentanen Anstiegs (einer Verringerung der Größe) über ein Zeitintervall vom Zeitpunkt t₄ bis zum Zeitpunkt t₂, wie mit F156 dargestellt, und nimmt dann in der Größe ab, infolge der Differenz zwischen dem Getriebeuntersetzungsverhältnis vor der Umschaltung und nach der Umschaltung während der Kupplungsumschaltphase, wie mit F157 dargestellt. Dieses Zeitintervall ist deswegen vorhanden, da die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung unmöglich ist, während die Eingangswellendrehzahl ω_in niedriger ist als die Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung, wie bei F155 dargestellt. Daher dient die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung zum Ausgleich annähernd des gesamten Ausgangsdrehmoments T₀, wie bei F156 dargestellt.
Nachstehend wird eine Schaltsteuereinrichtung zum Steuern von Kupplungen beschrieben, zum Ausgleich des Trägheitsdrehmoments, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die 16 bis 20C. Bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, dass das Trägheitsdrehmoment unzureichend ausgeglichen wird, so dass eine Erhöhung des Ausgangsdrehmoments T₀ hervorgerufen wird, wenn die Beziehung der Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung ω_C1 > Eingangswellendrehzahl ω_in > Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung nicht erfüllt ist. Die zweite Ausführungsform betrifft eine Lösung dieses Problems. Speziell wird bei der zweiten Ausführungsform die Eingangswellendrehzahl ω_in so gesteuert, dass sie sich mit einer derartigen Dynamikcharakteristik ändert, dass die Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl ω_in zu Beginn und zum Ende der Änderung klein ist, wie in den 19B und 20B gezeigt, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, bei welcher sich die Eingangswellendrehzahl linear ändert.
Genauer gesagt, stellt die Schaltsteuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eine Soll-Eingangswellendrehzahl ω_in* ein, wie mit einer gestrichelten Linie in den 19B und 20B dargestellt, die entlang einer gekrümmten Linie abnimmt; stellt die unkorrigierte gewünschte Drehmomentkapazität jeder Kupplung so ein, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in der Soll-Eingangswellendrehzahl ω_in* folgt; stellt die Drehmomentkapazitätskorrektur jeder Kupplung so ein, dass ein Trägheitsdrehmoment ausgeglichen wird, das infolge einer Änderung der Soll-Eingangswellendrehzahl ω_in* auftritt; stellt die korrigierte gewünschte Drehmomentkapazität jeder Kupplung durch Addieren der unkorrigierten gewünschten Drehmomentkapazität und der Drehmomentkapazitätskorrektur ein; und steuert die erste und zweite Kupplung 33 und 34 so, dass die korrigierte gewünschte Drehmomentkapazität erreicht wird.
Obwohl bei der voranstehenden Beschreibung die Eingangswellendrehzahl ω_in direkt gesteuert wird, kann auch die Differenz bei der ersten Kupplung 33 zwischen der Eingangs und der Ausgangsdrehzahl (ω_C1 – ω_in) oder die Differenz bei der zweiten Kupplung 34 zwischen der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl (ω_in – ω_C2) gesteuert werden. In derartigen Fällen wird die Drehmomentkapazität jeder Kupplung so gesteuert, dass sich diese Differenzdrehzahl entlang einer gekrümmten Linie ändert (zunimmt oder abnimmt).
Die 16 bis 18 zeigen drei Beispiele für einen Abschnitt der Schaltsteuereinrichtung zur Berechnung einer Soll-Eingangswellendrehzahl (oder einer Soll-Differenzdrehzahl zwischen dem Eingang und dem Ausgang einer Kupplung) mit einer gewünschten Dynamikcharakteristik. In 16 berechnet eine Berechnungsvorrichtung 117 eine gesamte Drehzahländerung der Eingangswellendrehzahl, die infolge des Heraufschaltens auftritt (ω_C1 – ω_C2), auf Grundlage der ersten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 und der zweiten Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C2. Eine Ausgangssteuerung (ein Schalter) 118 gibt die gesamte Drehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) aus, nachdem ein Trägheitssteuerphasenstartsignal in die Ausgangssteuerung 118 eingegeben wurde, und gibt ein Signal aus, welches Null anzeigt, bis das Trägheitsteuerphasenstartsignal eingegeben wird. Während die Ausgangssteuerung 118 das Signal ausgibt, welches Null angibt, ist die Eingangswellendrehzahl ω_in ungesteuert. Nachdem das Trägheitssteuerphasenstartsignal eingegeben wurde, empfängt ein Soll-Differenzdrehzahl-Dynamikcharakteristikabschnitt 119 die gesamte Drehzahländerung (ω_C1 – ω_C2), und übt eine Dynamikcharakteristik auf die Soll-Differenzdrehzahl aus, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Ein Soll-Differenzbeschleunigungs-Dynamikcharakteristikabschnitt 120 empfängt die Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2), und übt eine Dynamikcharakteristik auf eine Soll-Differenzbeschleunigung aus, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Eine differentielle Beschleunigung einer Kupplung ist definiert als Änderungsrate einer Drehzahldifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Kupplung.
Der Soll-Differenzdrehzahl-Dynamikcharakteristikabschnitt 119 bestimmt eine gewünschte Änderung der Differenzdrehzahl der zweiten Kupplung, so dass sich die gewünschte Änderung in jedem Steuerzyklus ändert, und sich die Differenzdrehzahl bei der zweiten Kupplung (oder die Eingangswellendrehzahl ω_in) entlang einer gekrümmten Linie ändert. Eine Berechnungsvorrichtung 121 empfängt die gewünschte Änderung, und berechnet eine Soll-Differenzdrehzahl durch Subtrahieren der gewünschten Änderung von der Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2). Speziell stell der Soll-Differenzdrehzahl-Dynamikcharakteristikabschnitt 119 die gewünschte Änderung der Differenzdrehzahl bei der zweiten Kupplung vor Steuerzyklus so ein, dass sie klein zu Beginn der Trägheitssteuerphase ist, im Verlauf der Zeit in der ersten Hälfte allmählich ansteigt, im Verlauf der Zeit in der zweiten Hälfte allmählich abnimmt, und am Ende der Trägheitssteuerphase klein ist.
Der Soll-Differenzbeschleunigungs-Dynamikcharakteristikabschnitt 120 speichert eine gewünschte Dynamikcharakteristik der differentiellen Beschleunigung der zweiten Kupplung, die vorher erhalten wird, durch Differenzieren der Dynamikcharakteristik der Soll-Differenzdrehzahl, und bestimmt eine gewünschte differentielle Beschleunigung bei der zweiten Kupplung. Eine Berechnungsvorrichtung 122 multipliziert die gewünschte differentielle Beschleunigung bei der zweiten Kupplung mit einem Trägheitskoeffizienten, um das auszugleichende Trägheitsdrehmoment zu erhalten. Auf diese Weise bestimmt die Steuerung 1 einen gewünschten Änderungsweg der Eingangswellendrehzahl ω_in während des Gangschaltvorgangs; legt eine Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl in Abhängigkeit von dem gewünschten Weg fest; und legt das Trägheitsdrehmoment entsprechend der Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl fest.
In 17 wird die gewünschte Drehzahländerung während der Trägheitssteuerphase berechnet auf Grundlage der Ausgangswellendrehzahl ω_out, des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₁ vor dem Schalten, und des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₂ nach dem Schalten. Eine Berechnungsvorrichtung 123 berechnet die erste Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C1 durch Multiplizieren des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₁ vor dem Schalten und der Ausgangswellendrehzahl ω_out. Eine Berechnungsvorrichtung 124 berechnet die zweite Kupplungsausgangsdrehzahl ω_C2 durch Multiplizieren des Getriebeuntersetzungsverhältnisses r₂ nach dem Schalten und der Ausgangswellendrehzahl ω_out. Die übrigen Abschnitte in 17 sind ebenso ausgebildet wie in 16.
In 18 wird die erforderliche Drehzahländerung während der Trägheitssteuerphase berechnet auf Grundlage der Eingangswellendrehzahl ω_in und der Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung. Eine Haltevorrichtung 131 legt einen Wert der Eingangswellendrehzahl ω_in fest und speichert diesen, wenn das Trägheitssteuerphasen-Startsignal eingegeben wird. Die Berechnungsvorrichtung 117 berechnet die gesamte Drehzahländerung durch Subtrahieren der Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung von dem gespeicherten Wert der Eingangswellendrehzahl ω_in. Die übrigen Abschnitte in 18 sind ebenso ausgebildet wie in 16. Das Beispiel von 18 kann mit dem Beispiel von 17 kombiniert werden. Im Einzelnen kann die Steuerung 1 so ausgebildet sein, dass sie einen Wert der Eingangswellendrehzahl ω_in speichert, wenn das Trägheitssteuerphasen-Startsignal eingegeben wird; eine Bezugsdrehzahl entsprechend dem Getriebeuntersetzungsverhältnis r₂ nach dem Schalten und der Eingangswellendrehzahl ω_out festlegt; und die gesamte Drehzahländerung als eine Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und der Bezugsdrehzahl festlegt.
Die so ausgebildete Schaltsteuereinrichtung arbeitet so, dass sie ein Trägheitsdrehmoment während eines Heraufschaltens des Automatikgetriebes ausgleicht, wie nachstehend angegeben. Jede der 19A und 20A zeigt, wie sich das Eingangsdrehmoment T_in im Verlauf der Zeit ändert, wobei eine durchgezogene Linie das Eingangsdrehmoment T_in angibt, eine gestrichelte Linie die Drehmomentkapazität (oder das übertragene Drehmoment) der ersten Kupplung (der auszukuppelnden Kupplung) T_C1 angibt, und eine lang und kurz gestrichelte Linie die Drehmomentkapazität (oder das übertragene Drehmoment) der zweiten Kupplung (der einzukuppelnden Kupplung) T_C2 angibt. Jede der 19B und 20B zeigt, wie sich die Eingangswellendrehzahl ω_in im Verlauf der Zeit ändert, wobei eine durchgezogene Linie die Eingangswellendrehzahl ω_in bezeichnet, eine gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung ω_C1, und eine lang und kurz gestrichelte Linie die Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung ω_C2 angibt. Jede der 19C und 20C zeigt, wie sich die Ausgangsdrehzahl T₀ im Verlauf der Zeit ändert. Die 19A bis 20C zeigen Änderungen von vor dem Zeitpunkt t₁ aus, an welchem die Trägheitsteuerphase beginnt.
Bei dem Beispiel der 19A bis 19C wird ein Heraufschalten mit verringerter Beschleunigung durch eine vorherige Kupplungsumschaltphase und eine nachfolgende Trägheitssteuerphase durchgeführt. Wie in 19A gezeigt, wird das Eingangsdrehmoment T_in mittels Brennkraftmaschinendrehzahlabnahmesteuerung während der Trägheitssteuerphase verringert. Das Eingangsdrehmoment T_in beginnt langsam zu Beginn der Trägheitssteuerphase abzunehmen. Die Abnahme des Eingangsdrehmoments T_in ist begrenzt, obwohl eine weitere Abnahme wünschenswert ist, wie mit F193 dargestellt. Um die Drehzahlverringerung der Eingangswellendrehzahl zu verwirklichen, wird die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht und oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten, wie mit F192 dargestellt. Die Drehmomentkapazität der auszukuppelnden Kupplung T_C1 und der einzukuppelnden Kupplung T_C2 werden weiter erhöht, wie mit den gestrichelten Mustern F191 und F194 dargestellt. Wie in 19C gezeigt, nimmt das Ausgangsdrehmoment T₀ allmählich infolge der Differenz zwischen den Getriebeuntersetzungsverhältnissen vor dem Umschalten und nach dem Umschalten während der Kupplungsumschaltphase ab, wie mit F191 dargestellt, und wird danach konstant gehalten. Daher dient die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine dazu, einen Anteil des Ausgangsdrehmoments T₀ auszuschalten, wie durch F198 dargestellt, während die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung dazu dient, einen anderen Anteil des Ausgangsdrehmoments T₀ auszuschalten, wie durch F197 dargestellt. Bei diesem Beispiel gibt es selbst dann, wenn die Eingangswellendrehzahl ω_in höher ist als die Ausgangsdrehmoment ω_C1 der ersten Kupplung, so dass es unmöglich ist, das Trägheitsdrehmoment durch Einkuppeln der Kupplung auszuschalten, keine momentane Erhöhung des Ausgangsdrehmoments T₀, wie durch F196 dargestellt, da die Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl ω_in so gesteuert wird, dass sie nahe an Null zu Beginn der Trägheitssteuerphase ist.
Bei dem Beispiel der 20A bis 20C wird ein Heraufschalten mit verringerter Beschleunigung durch eine vorherige Trägheitssteuerphase und eine nachfolgende Kupplungsumschaltphase durchgeführt. Wie in 20A gezeigt, wird der Absolutwert des Eingangsdrehmoments T_in konstant gehalten, ohne eine Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine, während der Trägheitssteuerphase, wie durch F203 dargestellt. Ein Zeitpunkt t₅ ist dann, wenn die Eingangswellendrehzahl ω_in auf unterhalb der Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung absinkt. Um die Drehzahlverringerung der Eingangswellendrehzahl ω_in zu verwirklichen, wird die Drehmomentkapazität der einzukuppelnden Kupplung T_C2 erhöht und oberhalb des Eingangsdrehmoments T_in gehalten, wie durch F202 dargestellt. Die Drehmomentkapazität der auszukuppelnden Kupplung T_C1 und der einzukuppelnden Kupplung T_C2 werden weiter erhöht, wie durch die schraffierten Muster F201 und F204 dargestellt. Wie in 20C gezeigt, wird das Ausgangsdrehmoment T₀ während der Trägheitssteuerphase konstant gehalten, mit Ausnahme einer geringfügigen momentanen Erhöhung (Abnahme der Größe) während eines Zeitraums vom Zeitpunkt t₅ zum Zeitpunkt t₂, wie durch F206 dargestellt, und nimmt in der Größe infolge der Differenz zwischen den Getriebeuntersetzungsverhältnissen vor dem Schalten und nach dem Schalten während der Kupplungsumschaltphase ab, wie durch F207 dargestellt. Daher dient die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung zum Ausschalten eines Anteils des Ausgangsdrehmoments T₀, wie durch F205 dargestellt. Die momentane Erhöhung des Ausgangsdrehmoments T₀ während des Zeitraums vom Zeitpunkt t₅ zum Zeitpunkt t₂, wie durch F206 dargestellt, ist klein da die Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl ω_in so gesteuert wird, dass sie gegen Ende der Trägheitssteuerphase nahe an Null liegt.
Die Bereitstellung der Dynamikcharakteristik der Eingangswellendrehzahl dient zum Steuern eines Gangschaltvorgangs durch eine universelle Logik unabhängig von der Beziehung zwischen der Eingangswellendrehzahl ω_in, der Ausgangsdrehzahl ω_C1 der ersten Kupplung, und der Ausgangsdrehzahl ω_C2 der zweiten Kupplung, und zur geeigneten Steuerung des Zeitpunkts des Einkuppelns der Kupplung oder des Auskuppelns der Kupplung. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei unterschiedliche Arten von Dynamikcharakteristiken zur Verfügung gestellt. Die erste Dynamikcharakteristik betrifft die Soll-Eingangswellendrehzahl (oder Soll-Differenzdrehzahl), während die zweite Dynamikcharakteristik die Änderungsrate der Soll-Eingangswellendrehzahl (oder die Soll-Differenzbeschleunigung) betrifft. Die erste Dynamikcharakteristik wird dazu verwendet, einen Weg der Änderung der Soll-Eingangswellendrehzahl festzulegen. Die zweite Dynamikcharakteristik wird vorher zur Verfügung gestellt, durch Differenzieren der ersten Dynamikcharakteristik. Die zweite Dynamikcharakteristik wird dazu verwendet, die gewünschte Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl auf Grundlage der erforderlichen Drehzahländerung während des Gangschaltvorgangs zu berechnen. Die Bereitstellung der ersten und der zweiten Dynamikcharakteristik dient zur Berechnung der gewünschten Änderungsrate der Eingangswellendrehzahl ohne eine Differenzierberechnung, und zur Durchführung der erforderlichen Berechnungen auf stabile Art und Weise, wodurch verhindert wird, dass Rauschen negativ die Einschaltzeit-Berechnungsergebnisse beeinflusst.
21 zeigt eine Abänderung des Abschnitts der Schaltsteuereinrichtung von 12. In 21 legt ein Kennfeldabschnitt 200 ein Verteilungsverhältnis fest, auf Grundlage der maximal möglichen Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine zum Ausschalten des Trägheitsmoments. Eine Berechnungsvorrichtung 201 berechnet eine grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine durch Multiplizieren des Verteilungsverhältnisses und der maximal möglichen Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine. Ein Komparator 202 vergleicht die grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine mit dem auszuschaltenden Trägheitsdrehmoment, und gibt den kleineren dieser beiden Werte als eine zweite grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine aus. Eine Berechnungsvorrichtung 203 berechnet eine grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung durch Subtrahieren der zweiten grundlegenden, gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine von dem auszuschaltenden Trägheitsdrehmoment. Eine Berechnungsvorrichtung 204 legt eine endgültige, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine fest, durch Bereitstellung einer Kompensation der Verzögerung in Reaktion auf das Hydrauliksystem für die Kupplungsgruppe.
Ein Komparator 205 vergleicht Null mit der grundlegenden, gewünschten Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung, und gibt den größeren dieser beiden Werte aus. Eine Berechnungsvorrichtung 206 legt eine endgültige, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung fest, durch Bereitstellung einer Kompensation der Verzögerung bei der Reaktion des Brennkraftmaschinendrehmoments. Das Verteilungsverhältnis ist so eingestellt, dass die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung dominant ist, wenn die maximal mögliche Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine klein und weniger wirksam ist, und die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine dominant ist, wenn die maximal mögliche Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine ausreichend groß und wirksam ist. Die beiden Kompensationsvorgänge bei den Berechnungsvorrichtungen 204 und 206 dienen zum Synchronisieren der Betriebszeitpunkte der Brennkraftmaschine und der Kupplungsgruppe miteinander.
22 zeigt eine andere Modifikation des Abschnitts der Schaltsteuereinrichtung von 12. Diese Modifikation unterscheidet sich von der Modifikation von 21 wie nachstehend angegeben. In 22 legt ein Kennfeldabschnitt 300 ein Verteilungsverhältnis fest, auf Grundlage der maximal möglichen Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine zum Ausschalten des Trägheitsdrehmoments. Das Verteilungsverhältnis ist so eingestellt, dass es konstant kleiner als Eins ist, anders als beim Fall von 21. Eine Berechnungsvorrichtung 301 berechnet einen Ausgangswert durch Multiplizieren des Verteilungsverhältnisses und des auszuschaltenden Trägheitsdrehmoments. Der Komparator 202 vergleicht eine grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine (berechnet durch Multiplizieren der maximal möglichen Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine und des Verteilungsverhältnisses in der Berechnungsvorrichtung 201) mit dem Ausgangswert der Berechnungsvorrichtung 301, und gibt den kleineren dieser beiden Werte als eine zweite grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine aus. Selbstverständlich ist die zweite grundlegende, gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine konstant kleiner als das auszuschaltende Trägheitsdrehmoment. Daher wird die gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung auf einen Wert ungleich Null eingestellt, zumindest oberhalb des Produkts des auszuschaltenden Trägheitsdrehmoments und des Wertes von (1-maximales Verteilungsverhältnis), selbst wenn das auszuschaltende Trägheitsdrehmoment vollständig durch die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine abgedeckt werden kann.
Wenn der maximal mögliche Wert für die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine gleich einem Wert ungleich Null ist, kann das Verteilungsverhältnis so festgelegt werden, dass es kleiner als Eins und größer als Null ist. Wenn der maximal mögliche Wert gleich Null ist, kann das Verteilungsverhältnis im Verlauf der Zeit allmählich nach Null hin geändert werden. Wenn der maximal mögliche Wert größer als Null und kleiner als ein Bezugswert ist, kann die Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine dadurch festgelegt werden, dass das Trägheitsdrehmoment mit dem Verteilungsverhältnis multipliziert wird. Wenn der maximal mögliche Wert des zweiten Abschnitts des Trägheitsdrehmoments größer als ein Bezugswert ist, kann das Verteilungsverhältnis im Verlauf der Zeit allmählich nach Eins hin geändert werden. Bei den voranstehend geschilderten Verhältnissen wird kein momentanes und schnelles Schalten in dem Zustand des Getriebes während der Ausschaltung des Trägheitsdrehmoments hervorgerufen, wodurch sich möglicherweise ergebende Schwankungen der Drehzahl und des Drehmoments verhindert werden.
Obwohl die voranstehende Beschreibung das in 5 gezeigte, vereinfachte Zweigang-Getriebe betrifft, kann eine Schaltsteuereinrichtung für andere, unterschiedliche Arten von Getrieben ausgebildet sein, beispielsweise das in 2 gezeigte Viergang-Automatikgetriebe. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Eingangswellendrehzahl ω_in des Zweigang-Getriebes ersetzt wird durch die Eingangsdrehzahl jeder Kupplung des Viergang-Automatikgetriebes, und durch Berechnung einer Kupplungsdrehmoment-Kapazitätskorrektur zum Ausgleichen eines Trägheitsdrehmoments in Bezug auf eine unkorrigierte Drehmomentkapazität jeder Kupplung.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf einer früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-196135 , eingereicht am 18. Juli 2006. Der Gesamtinhalt dieser japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-196135 wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
Obwohl die Erfindung voranstehend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Fachleuten auf diesem Gebiet werden angesichts der voranstehend geschilderten Lehre Modifikationen und Änderungen der voranstehend geschilderten Ausführungsformen einfallen. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein.
FIGURENBESCHRIFTUNG
1:

1 – Steuerung
2 – Brennkraftmaschine

6A–6C, 7A–7C, 8A–8C:

INPUT TORQUE – Eingangsdrehmoment
INPUT SHAFT SPEED – Eingangswellendrehzahl
OUTPUT TORQUE – Ausgangsdrehmoment
CLUTCH CHANGEOVER PHASE – Kupplungsumschaltphase
INERTIA CONTROL PHASE – Trägheitssteuerphase
TIME – Zeit

10:

HIGH SPEED – Hohe Drehzahl
LOW SPEED – Niedrige Drehzahl
FIRST STATE – Erster Zustand
SECOND STATE – Zweiter Zustand
THIRD STATE – Dritter Zustand
OUTPUT SPEED OF FIRST CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung
OUTPUT SPEED OF SECOND CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung

11:

BEFORE-SHIFT GEHR RATIO – Untersetzungsverhältnis vor dem Gangschalten
AFTER SHIFT GEHR RATION – Untersetzungsverhältnis nach dem Gangschalten
VEHICLE SPEED – Fahrzeuggeschwindigkeit
GEAR SELECTION – Gangauswahl
DESIRED CLUTCH-BASED TORQUE REDUCTION – Gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung
CORRECTION FACTOR – Korrekturfaktor
REQUESTED TORQUE CAPACITY CORRECTION OF SECOND CLUTCH – Angeforderte Drehmomentkapazitätskorrektur der zweiten Kupplung
REQUESTED TORQUE CAPACITY CORRECTION OF FIRST CLUTCH – Angeforderte Drehmomentkapazitätskorrektur der ersten Kupplung

12:

MAXIMUM POSSIBLE ENGINE-BASED TORQUE REDUCTION – Maximal mögliche Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine
INERTIA TORQUE TO BE CANCELLED – Auszuschaltendes Trägheitsdrehmoment
DESIRED ENGINE-BASED TORQUE REDUCTION – Gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine
DESIRED CLUTCH-BASED TORQUE REDUCTION – Gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung

13:

OUTPUT SPEED OF FIRST CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung
INPUT SHAFT SPEED – Eingangswellendrehzahl
OUTPUT SPEED OF SECOND CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung
UNCORRECTED TORQUE CAPACITY OF FIRST CLUTCH – Unkorrigierte Drehmomentkapazität der ersten Kupplung
DESIRED TORQUE CAPACITY CORRECTION OF FIRST CLUTCH – Gewünschte Drehmomentkapazitätskorrektur der ersten Kupplung
UNCORRECTED TORQUE CAPACITY OF SECOND CLUTCH – Unkorrigierte Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung
DESIRED TORQUE CAPACITY CORRECTION OF SECOND CLUTCH – Gewünschte Drehmomentkapazitätskorrektur der zweiten Kupplung
CORRECTED TORQUE CAPACITY OF FIRST CLUTCH – Korrigierte Drehmomentkapazität der ersten Kupplung
CORRECTED TORQUE CAPACITY OF SECOND CLUTCH – Korrigierte Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung

14A–14C, 15A–15C

16:

INERTIA CONTROL PHASE START SIGNAL – Trägheitssteuerphasen-Startsignal
OUTPUT SPEED OF FIRST CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der ersten Kupplung
OUTPUT SPEED OF SECOND CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung
119 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzdrehzahl
120 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzbeschleunigung
COEFFICIENT OF INERTIA – Reibungskoeffizient
TARGET DIFFERENTIAL SPEED – Soll-Differenzdrehzahl
CLUTCH TORQUE CAPACITY – Kupplungsdrehmomentkapazität
INERTIA TORQUE TO BE CANCELLED – Auszuschaltendes Trägheitsdrehmoment

17:

INERTIA CONTROL PHASE START SIGNAL – Trägheitssteuerphasen-Startsignal
BEFORE-SHIFT GEAR RATIO – Untersetzungsverhältnis vor Gangumschaltung
AFTER-SHIFT GEAR RATIO – Untersetzungsverhältnis nach Gangumschaltung
OUTPUT SHAFT SPEED – Ausgangswellendrehzahl
119 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzdrehzahl
120 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzbeschleunigung
COEFFICIENT OF INERTIA – Trägheitskoeffizient
TARGET DIFFERENTIAL SPEED – Soll-Differenzdrehzahl
CLUTCH TORQUE CAPACITY – Kupplungsdrehmomentkapazität
INERTIA TORQUE TO BE CANCELLED – Auszuschaltendes Trägheitsdrehmoment

18:

INERTIA CONTROL PHASE START SIGNAL – Trägheitssteuerphasen-Startsignal
INPUT SHAFT SPEED – Eingangswellendrehzahl
OUTPUT SPEED OF SECOND CLUTCH – Ausgangsdrehzahl der zweiten Kupplung
Hold – Halten
119 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzdrehzahl
120 – Gewünschte Dynamikcharakteristik der Differenzbeschleunigung
COEFFICIENT OF INERTIA – Trägheitskoeffizient
TARGET DIFFERENTIAL SPEED – Soll-Differenzdrehzahl
CLUTCH TORQUE CAPACITY – Kupplungsdrehmomentkapazität
INERTIA TORQUE TO BE CANCELLED – Auszuschaltendes Trägheitsdrehmoment

19A–19C, 20A–20C:

INPUT TORQUE – Eingangsdrehmoment
INPUT SHAFT SPEED – Eingangswellendrehzahl
OUTPUT TORQUE – Ausgangsdrehmoment
CLUTCH CHANGEOVER PHASE – Kupplungsumschaltphase
INERTIAL CONTROL PHASE – Trägheitssteuerphase
TIME – Zeit

21:

MAXIMUM POSSIBLE ENGINE-BASED TORQUE REDUCTION – Maximal mögliche Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine
DISTRIBUTION RATIO – Verteilungsverhältnis
INERTIA TORQUE TO BE CANCELLED – Auszuschaltendes Trägheitsdrehmoment
204 – Kompensation der Verzögerung der Reaktion des Kupplungshydrauliksystems
DESIRED ENGINE-BASED TORQUE REDUCTION – Gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Brennkraftmaschine
206 – Kompensation der Verzögerung der Reaktion des Brennkraftmaschinendrehmoments
DESIRED CLUTCH-BASED TORQUE REDUCTION – Gewünschte Drehmomentverringerung auf Grundlage der Kupplung

22:

Claims

Automatikgetriebe, bei welchem vorgesehen sind: ein Eingangsabschnitt (35) zur Aufnahme eines Eingangsdrehmoments (T_in) von einer Antriebseinheit (2); ein Ausgangsabschnitt (36); ein erstes Reibeingriffselement (33), das einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) in einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; ein zweites Reibeingriffselement (34), das einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit einem weiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; und eine Steuerung (1) zum Steuern einer Gangumschaltung von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) auf das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂), wobei die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) so steuert, dass zumindest ein erster Anteil eines Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird, das infolge der Gangumschaltung auftritt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Antriebseinheit (2) so steuert, dass ein zweiter Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird.
Automatikgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: das erste und zweite Reibeingriffselement (33, 34) so steuert, dass das Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) mit Ausnahme des zweiten Anteils ausgeschaltet wird; einen maximal möglichen Wert (T_de) des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausschaltet; wenn der maximal mögliche Wert (T_de) gleich einem Wert ungleich Null ist, ein Verteilungsverhältnis (200) festlegt, das kleiner als Eins und größer als Null ist; und den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) durch Multiplizieren des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) mit dem Verteilungsverhältnis (200) festlegt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie das Verteilungsverhältnis (200) im Verlauf der Zeit allmählich nach Null hin ändert, wenn der maximal mögliche Wert (T_de) des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) gleich Null ist.
Automatikgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) durch Multiplizieren des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) mit dem Verteilungsverhältnis (200) festlegt, wenn der maximal mögliche Wert (T_de) des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) größer als Null und kleiner als ein Bezugswert ist.
Automatikgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie das Verteilungsverhältnis (200) allmählich im Verlauf der Zeit nach Eins hin ändert, wenn der maximal mögliche Wert (T_de) des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) größer ist als ein Bezugswert.
Automatikgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangschaltvorgang ein Heraufschalten ist, und die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Antriebseinheit (2) so steuert, dass das gesamte Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird.
Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie eine Verzögerung der Reaktion der Antriebseinheit (2) und des ersten und des zweiten Reibeingriffselements (33, 34) kompensiert, wenn sie die Antriebseinheit (2) und das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) steuert.
Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Gangschaltvorgang ein Heraufschalten ist; das erste Reibeingriffselement (33) einen ausgerückten oder ausgekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; das zweite Reibeingriffselement (34) einen ausgerückten oder ausgekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; und die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) zu ihrem jeweiligen eingerückten oder eingekuppelten Zustand parallel steuert, um den ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) auszuschalten.
Automatikgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass: sie die Antriebseinheit (2) so steuert, dass ein zweiter Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird; sie den zweiten Anteil (T_de) des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) maximiert; und sie das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) so steuert, dass sie das Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) mit Ausnahme des zweiten Anteils (T_de) ausschaltet.
Automatikgetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: eine erste und eine zweite Drehmomentkapazitätskorrektur (ΔC₁, ΔC₂) entsprechend dem ersten und dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁, r₂) festlegt; und das Steuern des ersten und des zweiten Reibeingriffselements (33, 34) dadurch durchführt, dass eine Drehmomentkapazität (C₁) des ersten Reibeingriffselements (33) durch die erste Drehmomentkapazitätskorrektur (ΔC₁) korrigiert wird, und eine Drehmomentkapazität des zweiten Reibeingriffselements (34) durch die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur (ΔC₂) korrigiert wird.
Automatikgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie die erste und die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur (ΔC₁, ΔC₂) unter Verwendung der folgenden Gleichungen festlegt:
wobei: ΔC₁ die erste Drehmomentkapazitätskorrektur angibt; ΔC₂ die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur angibt; r₁ das erste Getriebeuntersetzungsverhältnis angibt; r₂ das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis angibt; und I_inω ∙_in den zumindest ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments angibt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie die erste und die zweite Drehmomentkapazitätskorrektur (ΔC₁, ΔC₂) durch Multiplizieren mit einem Korrekturfaktor (100) von kleiner als Eins korrigiert.
Automatikgetriebe nach Anspruch 13 für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie den Korrekturfaktor (100) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ändert.
Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: festlegt, ob ein Zustand vorhanden ist oder nicht, bei welchem eine Eingangsdrehzahl (ω_in) des ersten Reibeingriffselements (33) niedriger als dessen Ausgangsdrehzahl (ω_C1) ist, und eine Eingangsdrehzahl (ω_in) des zweiten Reibeingriffselements (34) höher ist als dessen Ausgangsdrehzahl (ω_C2); und dann, wenn festgestellt wird, dass die Bedingung erfüllt ist, das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) zu ihrem jeweiligen eingerückten oder eingekuppelten Zustand parallel steuert, um den ersten Anteil des Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) auszuschalten.
Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: einen gewünschten Änderungsweg einer Eingangsdrehzahl (ω_in) während des Gangschaltvorgangs festlegt; eine Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl (ω ∙ / in*) entsprechend dem gewünschten Weg festlegt; und das Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) entsprechend der Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl (ω ∙ / in*) festlegt.
Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: Information in Bezug auf eine gewünschte Dynamikcharakteristik (120) der Änderungsrate einer Eingangsdrehzahl (ω ∙_in) speichert; eine Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) der Eingangsdrehzahl (ω_in) bestimmt, die infolge des Gangschaltvorgangs auftritt; eine Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl (ω ∙ / in*) entsprechend der Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) und der gewünschten Dynamikcharakteristik (120) festlegt; und das Trägheitsdrehmoment (I_inω ∙_in) entsprechend der Soll-Änderungsrate der Eingangsdrehzahl (ω ∙ / in*) festlegt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) als eine Differenz zwischen einer Ausgangsdrehzahl (ω_C1) des ersten Reibeingriffselements (33) und einer Ausgangsdrehzahl (ω_C2) des zweiten Reibeingriffselements (34) festlegt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: einen Wert einer Eingangsdrehzahl (ω_in) des zweiten Reibeingriffselements (34) speichert, wenn der Gangschaltvorgang beginnt; und die Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) als eine Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und einer Ausgangsdrehzahl (ω_C2) des zweiten Reibeingriffselements (34) bestimmt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: eine erste Bezugsdrehzahl (123) entsprechend dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) und einer Drehzahl (ω_out) des Ausgangsabschnitts (36) bestimmt; eine zweite Bezugsdrehzahl (124) entsprechend dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) und der Drehzahl (ω_out) des Ausgangsabschnitts (36) bestimmt; und die Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) als eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Bezugsdrehzahl (123, 124) bestimmt.
Automatikgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie: einen Wert einer Eingangsdrehzahl (ω_in) des zweiten Reibeingriffselements (34) speichert, wenn der Gangschaltvorgang beginnt; eine Bezugsdrehzahl (124) entsprechend dem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) und einer Drehzahl (ω_out) des Ausgangsabschnitts (36) bestimmt; und die Gesamtdrehzahländerung (ω_C1 – ω_C2) als eine Differenz zwischen dem gespeicherten Wert und der Bezugsdrehzahl bestimmt.
Einrichtung zum Steuern eines Automatikgetriebes, welches aufweist: einen Eingangsabschnitt (35) zum Empfangen eines Eingangsdrehmoments (T_in) von einer Antriebseinheit (2); einen Ausgangsabschnitt (36); ein erstes Reibeingriffselement (33), das einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; und ein zweites Reibeingriffselement (34), das eine eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht, wobei die Einrichtung aufweist: eine Steuerung (1) zum Steuern eines Gangschaltvorgangs von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) auf das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂), wobei die Steuerung (1) so ausgebildet ist, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement (33, 34) so steuert, dass zumindest ein erster Anteil eines Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird, das infolge des Gangschaltvorgangs auftritt.
Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes, welches aufweist: einen Eingangsabschnitt (35) zum Empfangen eines Eingangsdrehmoments (T_in) von einer Antriebseinheit (2); einen Ausgangsabschnitt (36); ein erstes Reibeingriffselement (33), das einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit einem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; ein zweites Reibeingriffselement (34), das einen eingerückten oder eingekuppelten Zustand aufweist, der es ermöglicht, dass sich der Ausgangsabschnitt (36) mit einem zweiten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂) in Bezug auf den Eingangsabschnitt (35) dreht; und eine Steuerung (1) zum Steuern eines Gangschaltvorgangs von dem ersten Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₁) auf das zweite Getriebeuntersetzungsverhältnis (r₂), wobei das Verfahren umfasst: Steuern des ersten und des zweiten Reibeingriffselements (33, 34) so, dass zumindest ein erster Anteil eines Trägheitsdrehmoments (I_inω ∙_in) ausgeschaltet wird, das infolge des Gangschaltvorgangs auftritt.