DE102008048439B4

DE102008048439B4 - Schaltungssteuervorrichtung für Automatikgetriebe und Steuerungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102008048439B4
Application number: DE102008048439.3A
Authority: DE
Inventors: Tomomasa IKEDA; Hiroki Kawakami
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: DE102008048439A1; US20090082933A1; US7933706B2

Abstract

Automatikgetriebe (7), umfassend:- eine Schaltvorrichtung, welche einen Schaltvorgang von einer aktuellen Getriebeposition zu einer Ziel-Getriebeposition durch wahlweises Eingreifen und Lösen einer Vielzahl von Reibelementen (15, 17, 19, 22, 23) durchführt;- eine Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung zum Berechnen eines aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23);- eine Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinrichtung (102), die eingerichtet ist, vor dem Start des Schaltvorgangs eine Wärmeerzeugungsmenge des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu prognostizieren, die während des Schaltvorgangs erzeugt wird;- eine Wärmebelastungs-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren eines Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) bei Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) und der von der Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinrichtung prognostizierten Wärmeerzeugungsmenge; und- eine Schaltvorgangverhinderungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, auf der Grundlage des von der Wärmebelastungs-Prognoseeinrichtung prognostizierten Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird,- wobei die Schaltvorgangverhinderungs-Bestimmungseinrichtung die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert werden soll, die auf der Grundlage der prognostizierten Wärmebelastung bei Beendigung des Schaltvorgangs getroffen wird, anhält, wenn ein Schaltungsmodus des Schaltvorgangs ein zweiter Schaltungsmodus ist, bei dem die Wärmeerzeugungsmenge kleiner als die eines ersten Schaltungsmodus ist, wobei, wenn der Schaltungsmodus des Schaltvorgangs der zweite Schaltungsmodus ist, die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23), berechnet durch die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung, getroffen wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe.
Hintergrund der Erfindung
n einem typischen herkömmlichen Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug wird die Drehung eines Verbrennungsmotors über einen Drehmomentwandler eingegeben, die Drehzahl durch eine Schaltvorrichtung mit einer Vielzahl von Planetengetrieben verändert und zu einer Antriebswelle oder einer Gelenkwelle (Achsenseite) ausgegeben.
Die Schaltvorrichtung dieser Art von Automatikgetriebe führt einen Schaltvorgang durch, indem die Drehung einer Eingangswelle zu einer bestimmten Getriebestufe oder einem Träger des Planetengetriebes gemäß einer Schaltposition übertragen wird und die Drehung der bestimmten Getriebestufe oder des Trägers in geeigneter Weise zu einer Ausgangswelle übertragen wird. Die Schaltvorrichtung umfasst ferner eine Vielzahl von Reibelementen, wie Kupplungen und Bremsen, um die Drehung der bestimmten Getriebestufe oder des Trägers während der Schaltung geeignet zu konvergieren, und führt eine vorbestimmte Schaltung durch, indem ein Drehmomentübertragungspfad gemäß der Eingriffs- und Ausrückkombinationen der Reibelemente umgeschaltet wird. Hydraulische Kupplungen und Bremsen, deren Eingriffszustand durch die Zufuhr und Ableitung von Öldruck gesteuert wird, werden typischerweise als Reibelemente verwendet.
Wenn ein Fahrzeug in der Nähe eines Grenzbereichs einer Fahrzeugfahrbedingung fährt, und wenn ein vorbestimmter Schaltvorgang in einem herkömmlichen Automatikgetriebe durchgeführt wird, kann sich die ausgewählte Getriebeposition verändern, so dass die Schaltung wiederholt wird. Wenn zum Beispiel ein 3-4- Schaltvorgang von einem dritten Gang in einen vierten Gang durchgeführt werden, wird der 3-4-Schaltvorgang vom dritten in den vierten Gang und ein 4-3-Schaltvorgang vom vierten Gang in den dritten Gang wiederholt, so dass sich die Getriebeposition ständig von drei auf vier auf drei auf vier usw. verändert.
Wenn Schaltvorgänge ständig in dieser Weise durchgeführt werden, werden die gleichen Reibelemente über einen langen Zeitraum wiederholt in und außer Eingriff gebracht, und somit steigt die Wärmebelastung, die auf die Reibelemente wirkt, an (die Temperatur steigt an). Dadurch können Verbrennungen an den Reibelementen auftreten, was schließlich zu einem Durchbrennen führt. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung „Wärmebelastung“ verwendet wird, um „Temperatur“ oder „Wärmeerzeugung“ zu bezeichnen.
In Reaktion auf dieses Problem offenbart die JP 3402220B , veröffentlicht vom Japanischen Patentamt, eine Technik, die einen Zeitgeber nutzt. Genauer gesagt wird ein Zeitgeber während eines fortlaufenden Schaltvorgangs heruntergezählt, und wenn der Zeitgeberwert einen vorbestimmten Wert erreicht, werden nachfolgende Schaltvorgänge verhindert, da angenommen wird, dass der Wärmebelastungszustand (die Temperatur) des Reibelements eine Durchbrenntemperatur erreicht hat. Wenn der fortlaufende Schaltvorgang endet, bevor der Zeitgeberwert den vorbestimmten Wert erreicht hat, wird der Zeitgeber auf einen feststehenden Gradienten hochgezählt, da angenommen wird, dass eine Wärmestrahlung im Gange ist.
Wenn somit der fortlaufende Schaltvorgang unmittelbar nach dem Ende des fortlaufenden Schaltvorgangs wieder aufgenommen wird, beginnt der Countdown des Zeitgeberwerts bei einem kleineren Wert als dem Anfangswert, und somit wird eine Steuerung durchgeführt, die die Menge der angesammelten Wärme in dem Reibelement berücksichtigt. DE 10 2004 008 361 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugen, bei welchen eine Wärmeentwicklung und ein Erwärmungszustand in einer Synchronisationseinrichtung für ein Automatikgetriebe ermittelt wird. In Abhängigkeit des Umstandes, ob eine Schaltsteuerung innerhalb der Synchronisationseinrichtung erfolgt oder nicht, wird entschieden, ob die Wärmemenge der Synchronisationseinrichtung während des Schaltvorgangs berechnet wird oder nicht. Wird keine Schaltsteuerung vorgenommen, wird die berechnete Wärmemenge initialisiert und die Verarbeitung beendet. Wird hingegen eine Schaltsteuerung vorgenommen, berechnet die Antriebsstrangsteuereinheit die Wärmemenge der Synchronisationseinrichtung während des Schaltvorgangs auf Basis gangspezifisch ermittelter Wärmemengen sowie auf Basis einer momentanen Wärmemenge. Weitere Gegenstände, welche für das Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreich sind, ergeben sich aus DE 199 12 862 C2 , DE 196 12 928 A1 , WO 01/06152 A1 und DE 602 01 951 T2 .
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch wird bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik nur Zeit als ein Parameter verwendet, ungeachtet der Art des Schaltvorgangs und des Eingangsdrehmoments, und die Art des nächsten Schaltvorgangs wird nicht berücksichtigt. Der vorbestimmte Wert des Zeitgeberwerts, bei dem Schaltvorgänge verhindert werden, ist so festgelegt, dass das Reibelement nicht beschädigt wird, ungeachtet der Art des nächsten Schaltvorgangs. Mit anderen Worten: der vorbestimmte Wert des Zeitgeberwerts wird auf einen Wert festgelegt, der einen ausreichenden Spielraum in Bezug auf eine Temperatur, bei der die Schädigung tatsächlich auftritt, aufweist, wodurch sichergestellt wird, dass das Reibelement nicht beschädigt wird, auch wenn ein Schaltvorgang, der einen maximalen Wärmeerzeugungswert erzeugt, durchgeführt wird. Deshalb wird der Schaltvorgang verhindert, auch wenn ein bestimmter Schaltvorgang keine starke Wärme erzeugen würde und das Reibelement die Schadenstemperatur nicht erreichen würde, wenn der Schaltvorgang durchgeführt würde, und dadurch verschlechtert sich das Fahrverhalten.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Verschlechterung des Fahrvertialtens zu verhindern, indem die Schaltungstoleranz verbessert wird.
Um das obige Ziel zu erreichen, stellt diese Erfindung ein Automatikgetriebe bereit, das umfasst: eine Schaltvorrichtung, welche einen Schaltvorgang von einer aktuellen Getriebeposition zu einer Ziel-Getriebeposition durch wahlweises Eingreifen und Lösen einer Vielzahl von Reibelementen durchführt, eine Schaltungssteuereinheit, die den Schaltvorgang in einem ersten Schaltungsmodus durchführt, eine Berechnungseinheit für die aktuelle Wärmebelastung, die einen aktuellen Wärmebelastungszustand des Reibelements berechnet, eine erste Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinheit, die vor dem Start des Schaltvorgangs eine Wärmeerzeugungsmenge des Reibelements prognostiziert, wenn der Schaltvorgang im ersten Schaltungsmodus durchgeführt wird, und eine erste Wärmebelastungs-Prognoseeinheit, die einen Wärmebelastungszustand des Reibelements bei Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements und der von der ersten Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinheit prognostizierten Wärmeerzeugungsmenge prognostiziert, wenn der Schaltvorgang im ersten Schaltungsmodus durchgeführt wird. Die Schaltungssteuereinheit führt den Schaltvorgang entweder in einem zweiten Schaltungsmodus durch, bei dem eine Wärmeerzeugungsmenge geringer ist als im ersten Schaltungsmodus, oder verhindert die Schaltung, wenn der Wärmebelastungszustand, der von der ersten Wärmebelastungs-Prognoseeinheit prognostiziert wurde, bei Beendigung des Schaltvorgangs gleich einem vorbestimmten hohen Belastungszustand ist.
Die Einzelheiten sowie andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden im Rest der Beschreibung dargelegt und sind in den beigefügten Zeichnungen gezeigt.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm, das den Aufbau des Automatikgetriebes gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist eine Ansicht, welche die Eingriffszustände der Reibelemente in jeder Getriebeposition der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist eine Ansicht, welche einen Schaltplan der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dieser Erfindung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Steuerung der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist eine Ansicht, die einen Kupplungstemperatur-Anfangswert in der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist eine Ansicht, die eine Kupplungstemperaturkennlinie in der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist eine Ansicht, die einen Rücksetzungsbestimmungszeitgeber der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
9 ist ein Zeitablaufdiagramm eines PYUP-Schaltvorgangs.
10 ist ein Zeitablaufdiagramm eines PYDOWN-Schaltvorgangs.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Kupplungstemperaturberechnungssteuerung in der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung zum Berechnen einer Wärmestrahlung während des Eingriffs zeigt.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schaltungssteuerung in der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schaltungssteuerung in der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
15 ist eine Übersicht, die eine erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgängen zeigt.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung zum Berechnen einer prognostizierten Temperatur während eines Aufwärtsschaltvorgangs zeigt.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung zum Berechnen einer Abwärts-Durchbrenntemperatur zeigt.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung zum Berechnen einer prognostizierten Temperatur während eines normalen Abwärtsschaltvorgangs zeigt.
19 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung zum Berechnen einer prognostizierten Temperatur während eines zweiten synchronisierten Schaltvorgangs zeigt.
20 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Aufwärtsschaltvorgangs.
21 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Abwärtsschaltvorgangs.
22 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Aktionen der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren usw. genau beschrieben. 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das den Aufbau einer Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. 2 ist ein vereinfachtes Diagramm, das den Aufbau des Automatikgetriebes zeigt. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Schaltungssteuervorrichtung eine Steuerung 1, verschiedene Sensoren einschließlich einem Eingangswellendrehzahlsensor (Turbinenwellendrehzahlsensor) 12, der eine Drehzahl NT einer Turbine 25 und einer Turbinenwelle 10 erfasst, einem Ausgangswellendrehzahlsensor (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 13, der eine Drehzahl No einer Ausgangswelle 28 erfasst, einem Öltemperatursensor 14, der eine Temperatur eines Automatikgetriebeöls (ATF) erfasst, einem Drosselklappensensor 30, der eine Drosselklappenöffnung eines Verbrennungsmotors, der nicht in den Figuren gezeigt ist, erfasst, einem Luftstromsensor 31, der eine Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors erfasst, und einem Motordrehzahlsensor 32, der eine Motordrehzahl NE erfasst, und einen Hydraulikkreislauf 11 eines Automatikgetriebes 7. Unter Verwendung der Steuerung 1 führt die Schaltungssteuervorrichtung eine Schaltungssteuerung durch, um eine gewünschte Ziel-Getriebeposition auf der Grundlage von Erfassungssignalen von den vorgenannten Sensoren 12, 13, 14, 30, 31, 32 usw. zu bestimmen und die Ziel-Getriebeposition über den Hydraulikkreislauf 11 zu erhalten.
Die Getriebeposition des Automatikgetriebes 7 wird gemäß den Eingriffsverhältnissen zwischen einer Planetengetriebeeinheit und einer Vielzahl von Reibelementen, einschließlich Hydraulikkupplungen, Hydraulikbremsen usw. bestimmt, die in dem Automatikgetriebe 7 vorgesehen sind. Zum Beispiel zeigt 1 einen Fall, bei dem das Automatikgetriebe 7 vier Getriebepositionen aufweist, und somit sind eine erste Kupplung 15, eine zweite Kupplung 17, eine dritte Kupplung 19, eine erste Bremse 22 und eine zweite Bremse 23 als Reibelemente vorgesehen. Das Automatikgetriebe 7 ist genauer in 2 gezeigt, In 2 entsprechend die Bezugszeichen, welche die jeweiligen Reibelemente bezeichnen, denen in 1.
Die Reibelemente 15, 17, 19, 22, 23 werden von der Steuerung 1 über den in 1 gezeigten Hydraulikkreislauf 11 gesteuert. Genauer gesagt ist eine Vielzahl von Magnetventilen, die in den Figuren nicht gezeigt sind, in dem Hydraulikkreislauf 11 vorgesehen, und durch geeignetes Ansteuern (Laststeuerung) dieser Magnetventile wird von einer Ölpumpe geliefertes ATF zu den Reibelementen 15, 17, 19, 22, 23 zugeführt. Die Steuerung 1 bestimmt eine Ziel-Getriebeposition auf der Grundlage der vom Drosselklappensensor 30 erfassten Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf der Grundlage der vom Ausgangswellendrehzahlsensor 13 erfassten Drehzahl No der Ausgangswelle 28 berechnet wird. Die Steuerung gibt dann ein Antriebssignal (Einschaltdauersignal) an die Magnetventile der Reibelemente 15, 17, 19, 22, 23, die zu einem Schaltvorgang zur bestimmten Ziel-Getriebeposition beitragen. Es sei angemerkt, dass der Druck des ATF von einem Regulierungsventil, das in den Figuren nicht gezeigt ist, auf einen vorbestimmten Öldruck (Leitungsdruck) geregelt wird, und das auf diesen Leitungsdruck eingestellte ATF wird zum Hydraulikkreislauf 11 zugeführt, um die entsprechenden Reibelemente 15, 17, 19, 22, 23 zu aktivieren.
Ein Schaltplan 3 ist in der Steuerung 1 vorgesehen. Außerdem ist ein Schalthebel (nicht gezeigt) zum Umschalten eines Betriebsmodus an dem Automatikgetriebe 7 befestigt, und ein Fahrer kann einen Schaltbereich, wie einen Parkbereich, einen Fahrtbereich (zum Beispiel erster bis vierter Gang), einen Leerlaufbereich und einen Rückwärtsbereich, manuell auswählen, indem er den Schalthebel betätigt.
Der Fahrtbereich umfasst zwei Schaltungsmodi, nämlich einen automatischen Schaltungsmodus und einen manuellen Schaltungsmodus. Wenn der automatische Schaltungsmodus ausgewählt ist, wird eine Schaltungsbestimmung gemäß dem Schaltplan 3 durchgeführt, der im voraus auf der Grundlage einer Drosselklappenöffnung θ_TH und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V festgelegt wird, und ein Schaltvorgang wird automatisch gemäß dieser Bestimmung implementiert. Wenn andererseits der manuelle Schaltungsmodus ausgewählt ist, wird die Getriebeposition zu einer vom Fahrer ausgewählten Getriebeposition geschaltet, ungeachtet des Schaltplans 3, und danach festgelegt.
Kennlinien, wie z. B. die in 4 gezeigten, werden in dem Schaltplan 3 aufgezeichnet. Während eines normalen Schaltvorgangs, bei dem der Schaltvorgang automatisch implementiert wird, wird eine Ziel-Getriebeposition, die der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V und der vom Drosselklappensensor 30 erfassten Drosselklappenöffnung θ_TH entspricht, auf der Grundlage des in 4 gezeigten Schaltplans 3 festgelegt. Die Reibelemente, einschließlich der oben beschriebenen ersten bis dritten Kupplung 15, 17, 19 und der ersten und zweiten Bremse 22, 23, werden von den Magnetventilen, die in diesen entsprechend eingestellt sind, gesteuert, und jede Getriebeposition wird automatisch durch Eingriffs- und Ausrückkombinationen, wie sie in 3 gezeigt sind, hergestellt. In 3 zeigten die Kreise an, dass die entsprechende Kupplung oder Bremse in Eingriff ist.
Wie in 3 gezeigt, wird ein zweiter Gang eingelegt, wenn die erste Kupplung 15 und die zweite Bremse 23 in Eingriff sind, und die zweite Kupplung 17, die dritte Kupplung 19 und die erste Bremse 22 getrennt sind. Ein Schaltvorgang vom zweiten Gang zum dritten Gang wird erzielt, indem die in Eingriff befindliche zweite Bremse 23 gelöst und die zweite Kupplung 17 in Eingriff gebracht wird. Der Eingriffszustand der Reibelemente 15, 17, 19, 22, 23 wird durch die Steuerung 1 gesteuert, und die Getriebeposition wird gemäß den Eingriffsverhältnissen zwischen den Reibelementen 15, 17, 19, 22, 23 bestimmt. Weiterhin wird eine Schaltungssteuerung durchgeführt, während der Zeitablauf des Eingreifens und Lösens in geeigneter Weise gemessen wird.
Während eines Schaltvorgangs wird ein Antriebssignal von der Steuerung 1 an jedes Magnetventil ausgegeben, und auf der Grundlage des Antriebssignals wird das Magnetventil mit einen vorbestimmten Lastwert (Einschaltdauer) angesteuert. Dadurch wird eine optimale Schaltungssteuerung durchgeführt, um so ein angenehmes Schaltgefühl zu erreichen.
Als Nächstes werden die Hauptteile dieses Ausführungsbeispiels genau beschrieben. Die Vorrichtung berechnet ständig einen aktuellen Wärmebelastungszustand (Temperatur) jedes Reibelements (wird nachfolgend einfach als „Kupplung“ bezeichnet). Wenn ein Schaltvorgang bestimmt wird, wird ein Temperaturanstieg T_INH der entsprechenden Kupplung während des Schaltvorgangs geschätzt, und auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird der Schaltvorgang entweder verhindert oder ermöglicht.
Genauer gesagt, wenn ein Betätigungspunkt eine Aufwärtsschaltungslinie und eine Abwärtsschaltungslinie des Schaltplans 3 ständig und wiederholt überschreitet, dann kann ein 3-4-Schaltvorgang und ein 4-3-Schaltvorgang wiederholt zwischen dem dritten Gang und dem vierten Gang durchgeführt werden, was zum Beispiel zu einem fortlaufenden 3-4-3-4...-Schaltvorgang führt. Ein fortlaufender 3-4-3-4...-Schaltvorgang kann in ähnlicher Weise durchgeführt werden, wenn der Fahrer den Schalthebel häufig zwischen dem dritten Gang und dem vierten Gang umschaltet.
Wenn ein fortlaufender Schaltvorgang in dieser Weise durchgeführt wird, wird eine bestimmte Kupplung (in dem Fall des fortlaufenden 3/4-Schaltvorgangs, die erste Kupplung 15 und die zweite Bremse 23, siehe 3) wiederholt in Eingriff gebracht und gelöst. Wenn ein Eingreifen und Lösen über einen kurzen Zeitraum in dieser Weise wiederholt durchgeführt wird, steigt die Wärmekapazität der Kupplung (die Temperatur steigt), und dadurch können Verbrennungen an der Kupplung oder der Bremse auftreten.
Wenn der Wärmebelastungszustand der Kupplung vorausberechnet bzw. prognostiziert wurde und Schaltvorgänge nur unter Verwendung eines Zeitgebers verhindert werden, ohne die Art des Schaltvorgangs, den Eingriffs-/Trennungszustand und das Eingangsdrehmoment zu berücksichtigen, wie im Stand der Technik, kann die genaue Temperatur der Kupplung und dergleichen nicht erhalten werden. Deshalb wird ein Schwellenwert für die Bestimmung, dass Schaltvorgänge zu verhindern sind, auf einen Wert festgelegt, der einen ausreichenden Spielraum aufweist, um sicherzustellen, dass die Kupplung eine Durchbrenntemperatur nicht erreicht, auch wenn ein Schaltvorgang, der eine maximale Wärmemenge erzeugt, durchgeführt wird. Dementsprechend können Schaltvorgänge verhindert werden, auch in einem Zustand, bei dem ein Schaltvorgang ermöglicht werden könnte, und dadurch wird das Fahrverhalten beeinträchtigt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Wärmebelastungszustand (die aktuelle Temperatur) jeder Kupplung berechnet, und wenn ein Schaltvorgang bestimmt wird, wird das Ansteigen der Temperatur der Kupplung vorausberechnet, so dass die Bestimmung, ob der Schaltvorgang verhindert oder ermöglicht werden soll, genau getroffen werden kann. Genauer umfasst die Steuerung 1, wie in 5 gezeigt, zusätzlich zum Schaltplan 3 eine Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur, um die aktuelle Temperatur jeder Kupplung zu berechnen, eine Berechnungseinrichtung 102 für den prognostizierten Temperaturanstieg, um den Temperaturanstieg T_INH der Kupplung während des nächsten Schaltvorgangs vorauszuberechnen, eine Berechnungseinrichtung 103 für die prognostizierte Temperatur, um eine prognostizierte Temperatur T_ES der Kupplung nach dem nächsten Schaltvorgang auf der Grundlage der aktuellen Temperatur und dem prognostizierten Temperaturanstieg der Kupplung zu bestimmen, eine Vergleichseinrichtung 109 zum Vergleichen der prognostizierten Temperatur T_ES mit einem vorbestimmten Schwellenwert, und eine Schaltvorgangverhinderungs-Schalteinrichtung 104 zum Ermöglichen oder Verhindern des nächsten Schaltvorgangs oder zum Umschalten zu einem anderen Schaltvorgang auf der Grundlage der Bestimmung durch die Vergleichseinrichtung 109, ob die prognostizierte Temperatur T_ES gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.
Die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur wird beschrieben.
Die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur berechnet und aktualisiert nacheinander die aktuelle Temperatur jeder Kupplung, deren Anfangswert auf eine ATF-Temperatur T_OIL festgelegt wird, die vom Öltemperatursensor 14 zum Zeitpunkt des Motorstarts erhalten wird. Der Grund für die Festlegung des Anfangswerts auf diese Weise ist, dass zum Zeitpunkt des Motorstarts angenommen werden kann, dass die Temperatur der jeweiligen Kupplungen des Getriebes 7 im Wesentlichen gleich der Öltemperatur T_OIL ist.
6 ist ein Diagramm, das die Eignung der Anwendung der Öltemperatur T_OIL als Anfangswert der Kupplungstemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts bekräftigt. In der Figur bezeichnet V_SP die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wie in der Figur gezeigt, wird die Temperatur der Kupplung (die der zweiten Bremse 23 in diesem Ausführungsbeispiel entspricht, siehe 3), die in Eingriff ist, wenn vom ersten Gang in den zweiten Gang geschaltet wird, absichtlich auf einer Temperatur gehalten (Durchbrenntemperatur), bei der Verbrennungen auftreten können, und in diesem Zustand wird die Fahrzeuggeschwindigkeit entlang eines feststehenden Gradienten verringert. Dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nach einem Herunterschalten in den ersten Gang gleich Null ist (V_SP=0), wird der Motor durch Schalten eines Zündschalters OFF (IGN-OFF) angehalten (siehe t1 in der Figur). Nach IGN-OFF wird der Motor neu gestartet (IGN-ON) (siehe t2) und ein Gaspedal wird vollständig geöffnet, um ein Heraufschalten in den zweiten Gang (seihe t3) durchzuführen.
Hierbei wurde ein Fall, bei dem zwischen dem Herabschalten in den ersten Gang (siehe t0) und dem Heraufschalten in den zweiten Gang (siehe t3) ungefähr 10 Sekunden benötigt werden, simuliert und es wurde bestätigt, dass ungefähr 10 Sekunden ausreichend sind, damit die Kupplungstemperatur zuverlässig auf ungefähr die Öltemperatur T_OIL in einer Ölwanne sinkt, da die Kupplungstemperatur entlang eines vorbestimmten Gradienten ab t0 allmählich abnimmt.
Somit wurde mittels Experiment bestätigt, dass auch dann, wenn der Motor unmittelbar nach dem Stoppen neu gestartet wird, die Kupplungstemperatur ungefähr die Öltemperatur T_OIlL erreicht, und somit die Öltemperatur T_OIlL als die Anfangstemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts festgelegt werden kann.
Nach dem Festlegen des Anfangswerts der Kupplungstemperatur in der oben beschriebenen Weise, berechnet die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur eine Kupplungstemperatur Tc unter Verwendung verschiedener Verfahren gemäß dem aktuellen Zustand der Kupplung. Genauer gesagt unterscheidet die Wärmebelastung (Wärmeerzeugungsmenge Tup) der Kupplung zwischen einem Eingriffszeitraum und einem Trennungszeitraum und außerdem zwischen einem Schaltungsübergangszeitraum und einem Beharrungszustandszeitraum. Die Wärmebelastung der Kupplung unterscheidet außerdem zwischen einem Heraufschalten und einem Herunterschalten. Wie in 5 gezeigt, umfasst die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur deshalb eine Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105 zum Berechnen der Wärmeerzeugung während eines Übergangs zwischen Eingreifen und Lösen der Kupplung und eine Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 zum Berechnen der Wärmestrahlung während der Eingriffs- und Trennungsbeharrungszustände. Ferner ist die Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105 mit einer Eingriffsübergangs-Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinheit 107 zum Berechnen der Wärmeerzeugung während eines Eingriffsübergangs und einer Trennungsübergangs-Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 108 zum Berechnen des Wärmestrahlungsmenge während eines Trennungsübergangs ausgestattet.
Es sei angemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel ein „Eingriffsübergang“ angibt, dass eine in Eingriff zu bringende Kupplung in einer Drehmomentphase oder einer Trägheitsphase ist, während ein „Trennungsübergang“ angibt, dass eine außer Eingriff zu bringende Kupplung sich in der Drehmomentphase oder der Trägheitsphase befindet. Außerdem bedeutet ein „Eingriffsbeharrungszustand“, dass die betroffene Kupplung vollständig in Eingriff und weder in der Drehmomentphase noch in der Trägheitsphase ist, ungeachtet dessen, ob ein Schaltbefehl ausgegeben wurde oder kein Schaltvorgang im Gange ist. Außerdem bedeutet ein „Trennungsbeharrungszustand“, dass die betroffene Kupplung vollständig gelöst (getrennt) ist.
7 ist eine Ansicht, die eine Kennlinie der tatsächlichen Temperaturveränderung beim Eingreifen und Lösen der Kupplung während eines Heraufschaltens darstellt. Wie in der Figur gezeigt, tritt der größte Temperaturanstieg zwischen dem Beginn des Kupplungseingriffs und dem Ende des Kupplungseingriffs auf. Außerdem ist der Temperaturveränderungsgradient zu diesem Zeitpunkt am größten. Sobald die Kupplung in Eingriff ist und in einen Beharrungszustand eintritt, nimmt die Temperatur entlang eines feststehenden Gradienten ab. Wenn das Lösen der Kupplung beginnt, heben sich die Temperaturverringerung bis zu diesem Punkt und ein Temperaturanstieg durch die Reibungswärme, die durch die relative Drehung der Kupplung erzeugt wird, gegenseitig auf, so dass die Temperatur im Wesentlichen konstant bleibt und eine Veränderung der Kupplungstemperatur minimal ist (in 7 gezeigt als feststehende Kupplungstemperatur Tc).
Sobald das Lösen der Kupplung vollendet ist (während eines Trennungsbeharrungszustands), fällt die Temperatur entlang einem vorbestimmten Gradienten. Zu diesem Zeitpunkt ist der Temperaturabnahmegradient nach dem Lösen der Kupplung (während des Trennungsbeharrungszustands) größer (die Neigung ist größer) als der Temperaturabnahmegradient nach dem Eingreifen der Kupplung (während des Eingriffsbeharrungszustands).
Somit berechnet die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur die Kupplungstemperatur Tc unter Berücksichtigung dieser Temperaturveränderungskennlinie. Die Berechnung der Kupplungstemperatur Tc durch die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur wird nun genauer beschrieben. Auf der Grundlage von Informationen von dem Schaltplan 3 gibt die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur die aktuelle Getriebeposition sowie die Ziel-Getriebeposition ein, wenn ein Schaltvorgang bestimmt wird. Die Turbinendrehzahl NT und die Motordrehzahl NE werden ebenfalls vom Turbinendrehzahlsensor 12 und dem Motordrehzahlsensor 32 in die Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur eingegeben.
Von der Vielzahl der Kupplungen kommen diejenigen Kupplungen, die im Eingriffsbeharrungszustand oder im Trennungsbeharrungszustand sind, nicht miteinander in Gleitkontakt, während sie noch Kapazität haben, da sie sich in einem Beharrungszustand befinden, und somit wird keine Reibungswärme in den Kupplungen erzeugt und deren Temperatur steigt nicht an. Somit wird die Wärmestrahlungsmenge von der Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 berechnet. Wenn hierbei kein Schaltvorgang durch das Getriebe 7 im Gange ist, entsprechen die Kupplungen im Eingriffsbeharrungszustand oder im Trennungsbeharrungszustand allen Kupplungen, und wenn ein Schaltvorgang im Gange ist, entsprechen die Kupplungen im Eingriffsbeharrungszustand und im Trennungsbeharrungszustand den Kupplungen, die nichts zum Schaltvorgang beitragen, zum Beispiel die dritte Kupplung 19 und die erste Bremse 22 bei einem Schaltvorgang vom zweiten Gang in den dritten Gang.
Die Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 berechnet eine Wärmestrahlungsmenge (Temperaturverringerungsspielraum) T_down auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichungen (1) und (2). Es sei angemerkt, dass bei der Steuerung der Steuerung 1 die Wärmeerzeugungsmenge T_up als + behandelt wird und die Wärmestrahlungsmenge als - behandelt wird, und deshalb ist in den nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) die Wärmestrahlungsmenge T_down<0.
Eingriffszustand: $T_{down} = - A \times t_{c} (T \leq t 1), T_{down} = - {Bxt}_{c} (t 1 \leq t)$
In der Gleichung (1) ist A eine Variable, B eine Konstante, t_c ein Intervall, t ist ein verstrichener Zeitraum nach der Beendigung des Schaltvorgangs, und t1 ist ein vorbestimmter Zeitraum.
Gelöster Zustand (kein Eingriff): $T_{down} = - {Cxt}_{c} (t \leq t1), T_{down} = - {Dxt}_{c} (t 1 \leq 1)$
In Gleichung (2) ist C eine Variable, D eine Konstante, t_c ein Intervall, t ist der verstrichene Zeitraum nach der Beendigung des Schaltvorgangs, und t1 ist der vorbestimmte Zeitraum.
Genauer gesagt berechnet die Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 die Wärmestrahlungsmenge T_down unter der Annahme, dass zwischen dem Erreichen eines Beharrungszustandes nach der Beendigung des Schaltvorgangs und dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums t1 die Kupplungstemperatur Tc entlang der Gradienten A und C, die Variable sind, abnimmt, und berechnet die Wärmestrahlungsmenge T_down unter der Annahme, dass nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums t1 ab der Beendigung des Schaltvorgangs die Kupplungstemperatur Tc entlang der Gradienten B und D, die Konstante sind, abnimmt. Die Variablen A und C sind Werte, die auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Kupplungstemperatur Tc und der Öltemperatur T_OIL bestimmt werden und so festgelegt werden, dass der Gradient ansteigt, wenn der Temperaturunterschied größer wird. Außerdem werden die konstanten Gradienten B, C so festgelegt, dass B > C, und so dass die Temperatur entlang eines steileren Gradienten im Trennungsbeharrungszustand abnimmt, wie in 7 gezeigt ist. Der Grund hierfür ist, dass es im Trennungsbeharrungszustand einfacher ist, Schmieröl zu einer Belagoberfläche der Kupplung zuzuführen, als im Eingriffsbeharrungszustand, und dadurch kann eine größere Wärmestrahlung durchgeführt werden.
Durch Addieren der aktuell berechneten Wärmestrahlungsmenge T_down zu der vorher berechneten aktuellen Kupplungstemperatur Tc wird die neue aktuelle Kupplungstemperatur Tc berechnet.
Wenn sich die Kupplung im Eingriffsbeharrungszustand oder im Trennungsbeharrungszustand befindet, fällt die Kupplungstemperatur entlang einem vorbestimmten Gradienten, wie in den Gleichungen (1) und (2) gezeigt, und somit wird eine Temperatur, die in der Realität nicht möglich ist (zum Beispiel eine Temperatur, die geringer als die Öltemperatur T_OIL ist), fälschlicherweise berechnet, wenn die von der Berechnung betroffene Kupplung über eine lange Zeit in einem Beharrungszustand verbleibt.
Deshalb ist die Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 mit einer Funktion ausgestattet, um die Berechnung der Wärmestrahlungsmenge T_down unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2) zurückzusetzen (oder einen unteren Grenzwert zu begrenzen), wenn die Kupplung über einen vorbestimmten Zeitraum im Eingriffsbeharrungszustand oder Trennungsbeharrungszustand verbleibt. Mit anderen Worten wird ein Rücksetzungsbestimmungszeitgeber, der in den Figuren nicht gezeigt ist, in der Wärmestrahlungsmengen-Berechnungseinrichtung 106 vorgesehen, und wenn bestimmt wird, dass der Eingriffsbeharrungszustand oder der Trennungsbeharrungszustand begonnen hat, beginnt der Zeitgeber zu zählen.
Wenn sich die Kupplung im Eingriffsbeharrungszustand oder im Trennungsbeharrungszustand befindet und die Zeitgeberzählung anzeigt, dass dieser Zustand über einen vorbestimmten Zeitraum unverändert geblieben ist, wird die Berechnung der Kupplungstemperatur Tc auf der Grundlage der Gleichungen (1) und (2) abgebrochen. Außerdem sollte in diesem Fall die Kupplungstemperatur Tc ausreichend angestiegen sein, um gleich der Öltemperatur T_OIL zu sein, und somit passt die Kupplungstemperatur Tc danach zur aktuellen Öltemperatur T_OIL .
Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc auf oder unter die Öltemperatur T_OIL fällt, auch wenn die Zeitgeberzählung den vorbestimmten Zeitraum nicht überschritten hat, dann wird danach festgelegt, dass Kupplungstemperatur Tc = Öltemperatur T_OIL .
Wenn andererseits der Zustand der Kupplung innerhalb des vorbestimmten Zeitraums nach dem Start der Zeitgeberzählung zu einem Eingriffsübergang oder einem Trennungsübergang wechselt, wird der Zeitgeber zurückgesetzt, so dass die Zählung zu ihrem Anfangswert zurückkehrt. Wenn die Kupplung dann von dem Übergangszustand in den Beharrungszustand zurückkehrt, wird die Zählung vom Anfangswert gestartet.
Nun wird unter Bezugnahme auf 8 eine Aktion des Rücksetzungsbestimmungszeitgebers beschrieben, wenn ein fortlaufender Schaltvorgang zwischen einem Nten Gang und einem N+1ten Gang durchgeführt wird. 8A ist eine Ansicht, die eine Veränderung der Kupplungstemperatur Tc darstellt, und 8B ist eine Ansicht, die das Zählen des Rücksetzungsbestimmungszeitgebers darstellt.
Wie in 8A gezeigt, steigt die Kupplungstemperatur Tc jedes Mal, wenn die Kupplung eingerückt wird, wenn ein fortlaufender Schaltvorgang auftritt. Es sei angemerkt, dass die Kupplungstemperatur Tc abnimmt, wenn die Kupplung sich in dem Eingriffsbeharrungszustand oder Trennungsbeharrungszustand befindet, aber wenn ein fortlaufender Schaltvorgang über einen kurzen Zeitraum durchgeführt wird, ist die Temperaturverringerung geringer als der Temperaturanstieg während des Kupplungseingriffsübergangs.
Wie in 8B gezeigt, wird inzwischen die Zeitgeberzählung jedes Mal zurückgesetzt, wenn ein Schaltvorgang begonnen hat (während eines Übergangs). In diesem Beispiel geht die Zeitgeberzählung weiter, wenn die Kupplung in den Eingriffsbeharrungszustand schaltet. Wenn die Zeitgeberzählung einen vorbestimmten Wert erreicht, wie in 8A gezeigt, wird danach bestimmt, dass die Kupplungstemperatur Tc auf die Öltemperatur T_OIlL gefallen ist, und somit wird die Kupplungstemperatur Tc auf die Ölwannentemperatur T_OIL gesetzt. Außerdem wird die Zeitgeberzählung auf einem festgelegten Wert oder einem Maximalwert, der größer als der festgelegte Wert ist, gehalten.
Als Nächstes wird die Berechnung der Temperatur (erzeugte Wärme) der Kupplung während eines Eingriffsübergangs oder eines Trennungsübergangs beschrieben.
In diesem Fall wird die aktuelle Temperatur der Kupplung periodisch von der Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105 berechnet. Als Erstes, wenn auf der Grundlage von Informationen vom Turbinendrehzahlsensor 12 usw. bestimmt wird, dass sich die Kupplung in einem Übergangszustand befindet, bestimmt die Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105, ob sich die Kupplung in einem Eingriffsübergangszustand oder einem Trennungsübergangszustand befindet.
Wenn bestimmt wird, dass sich die Kupplung in einem Eingriffsübergangszustand befindet (zum Beispiel die zweite Kupplung 17 während einem 2→3-Schaltvorgang), berechnet die in der Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105 vorgesehene Eingriffsübergangs-Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 107 die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung.
Auf der Grundlage von Informationen von dem Schaltplan 3 bestimmt die Eingriffsübergangs-Wärmeerzeugungs-Berechnungseinrichtung 107, ob der aktuelle Schaltvorgang ein Heraufschalten oder Herunterschalten ist. Wenn sich die Kupplung in einem Eingriffsübergangszustand befindet, unterscheidet sich die Wärmeerzeugungsmenge zwischen einem Heraufschalten und einem Herunterschalten deutlich. Genauer gesagt ist die Wärmeerzeugungsmenge größer, wenn sich die Kupplung in einem Eingriffsübergangszustand während eines Heraufschaltens befindet, als während einem Herunterschalten. Andererseits, wenn sich die Kupplung in einem Eingriffsübergangszustand während eines Herunterschaltens befindet, ist die Wärmeerzeugungsmenge kleiner als während einem Heraufschalten.
Der Grund hierfür ist, dass, wenn eine Kupplung auf der Trennungsseite während einem Herunterschalten gelöst wird, die Motordrehzahl durch eigene Kraft ansteigt, so dass eine Kupplung auf der Eingriffseite zu einem synchronisierten Zeitpunkt in Eingriff gelangt, und somit die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung auf der Eingriffseite kleiner ist als die Wärmeerzeugungsmenge T_up derselben während einem Heraufschalten.
Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel, wenn ein Heraufschalten während eines Eingriffsübergangszustands bestimmt wird, die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichung (3) berechnet, und wenn ein Herunterschalten bestimmt wird, wird die Wärmeerzeugungsmenge T_up auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichung (4) berechnet. $T_{up} = (Δ N \times T_{in} \times Δ t / 1000) \times A \times α$
$T_{up} = 0$
In Gleichung (3) ist ΔN eine relative Drehzahl der Kupplung, T_in ist ein Übertragungsdrehmoment der Kupplung, Δt ist ein sehr kurzer Schaltzeitraum, A ist eine Konstante zum Umwandeln einer Energiemenge in eine Temperatur, und α ist eine passende Konstante (Korrekturkoeffizient). Die relative Drehzahl ΔN der Kupplung wird auf der Grundlage der von dem Turbinendrehzahlsensor 12 erhaltenen Turbinendrehzahl NT, der vom Ausgangswellendrehzahlsensor 13 erhaltenen Ausgangswellendrehzahl No und einer Getriebeübersetzung der entsprechenden Getriebestufen des Getriebes berechnet. Ferner wird das Übertragungsdrehmoment der Kupplung aus den Lastwerten der Magnetventile berechnet, die in Bezug auf die entsprechenden Kupplungen vorgesehen sind, oder, mit anderen Worten, aus den Öldruckwerten.
Außerdem ist die Wärmeerzeugungsmenge T_up während eines Herunterschaltens auch während eines Eingriffsübergangs gering, und somit wird in diesem Ausführungsbeispiel die Wärmeerzeugungsmenge T_up während eines Herunterschaltens auf 0 gesetzt, wie in Gleichung (4) gezeigt. Der Grund hierfür ist, dass sich, wenn die Kupplung in einen Eingriffsübergangszustand eintritt, die vom Schmieröl erzeugte Temperaturverringerung (Wärmeerzeugung) und der durch die Wärmeerzeugung erzeugte relativ geringe Temperaturanstieg gegenseitig ausgleichen, wie oben angemerkt, und somit bleibt die Temperatur im Wesentlichen konstant.
Somit wird die aktuelle Kupplungstemperatur Tc während eines Heraufschaltens durch periodisches Berechnen der Wärmeerzeugungsmenge Tup, während der Schaltvorgang im Gange ist, und Addieren der im vorherigen Steuerungszeitraum berechneten Kupplungstemperatur Tc zur berechneten Wärmeerzeugungsmenge T_up berechnet. Wie oben beschrieben, wird der Anfangswert der Kupplungstemperatur Tc auf die ATF-Temperatur T_OIL festgelegt, die vom Öltemperatursensor 14 erhalten wird.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass sich die Kupplung in einem Trennungsübergangszustand befindet (z. B. die zweite Bremse 23 während eines 2->3 Schaltvorgangs), berechnet die in der Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 105 vorgesehene Trennungsübergangs-Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 108 die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung.
Auf der Grundlage von Informationen aus dem Schaltplan 3 bestimmt die Trennungsübergangs-Wärmeerzeugungsmengen-Berechnungseinrichtung 108, ob ein aktueller Schaltvorgang ein Aufwärtsschaltvorgang oder Abwärtsschaltvorgang ist. Wenn sich die Kupplung in einem Trennungsübergangszustand befindet, unterscheidet sich die Wärmeerzeugungsmenge deutlich zwischen einem Aufwärtsschaltvorgang und einem Abwärtsschaltvorgang. Im Gegensatz zu einem Eingriffsübergang ist die Wärmeerzeugungsmenge während eines Herunterschaltungs-Eingriffsübergangs größer als der bei einem Heraufschalten. Wenn sich die Kupplung während eines Heraufschaltens ein einem Trennungsübergangszustand befindet, ist die Wärmeerzeugungsmenge andererseits geringer als bei einem Herunterschalten.
Somit wird die Wärmeerzeugungsmenge Tup, wenn ein Aufwärtsschaltvorgang bestimmt wird, auf der Grundlage der obigen Gleichung (4) berechnet, und wenn ein Abwärtsschaltvorgang bestimmt wird, wird die Wärmeerzeugungsmenge T_up auf der Grundlage der Gleichung (3) berechnet.
Wenn ein Umschalten durch die Steuerung 1 bestimmt wird, während die aktuelle Kupplungstemperatur Tc auf die oben beschriebene Weise berechnet wird, wird der Temperaturanstieg T_INH der Kupplung, der zu dem Umschaltvorgang bei Durchführung des nächsten Schaltvorgangs vom aktuellen Temperaturzustand beiträgt, vorausberechnet.
Der Temperaturanstieg T_INH wird durch die in der Steuerung 1 vorgesehene Berechnungseinrichtung 102 für den prognostizierten Temperaturanstieg vorausberechnet. Hierfür umfasst die Berechnungseinrichtung 102 für den prognostizierten Temperaturanstieg, wie in 5 gezeigt, eine Berechnungseinrichtung 111 für den prognostizierten Temperaturanstieg beim Heraufschalten zum Vorausberechnen des Temperaturanstiegs T_INH der Kupplung während eines Heraufschaltens, eine Berechnungseinrichtung 112 für den prognostizierten Temperaturanstieg bei einem normalen Herabschalten zum Vorausberechnen des Temperaturanstiegs T_INH der Kupplung während eines normalen Herabschaltens, eine Berechnungseinrichtung 113 für den prognostizierten Temperaturanstieg beim PYDOWN-Schaltvorgang zum Vorausberechnen des Temperaturanstiegs T_INH der Kupplung während eines PYDOWN-Schaltvorgangs, der nachfolgend beschrieben wird, und eine zweite Berechnungseinrichtung 114 für den prognostizierten Temperaturanstieg bei einem synchronisierten Schaltvorgang zum Vorausberechnen des Temperaturanstiegs T_INH der Kupplung während eines zweiten synchronisierten Schaltvorgangs.
Wenn ein Aufwärtsschaltvorgang oder ein Abwärtsschaltvorgang von der Steuerung 1 bestimmt wird, wird der Temperaturanstieg T_INH prognostiziert, bevor ein Heraufschaltbefehl oder ein Herunterschaltbefehl tatsächlich ausgegeben wird. Von der jeweiligen Berechnungseinrichtung für den prognostizierten Temperaturanstieg verwendete Berechnungsverfahren werden nachfolgend beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, werden der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH und die von der Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur berechnete aktuelle Kupplungstemperatur Tc in die Berechnungseinrichtung 103 für die prognostizierte Temperatur eingegeben, wenn der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH während des nächsten Schaltvorgangs auf diese Weise durch die Berechnungseinrichtung 102 für den prognostizierten Temperaturanstieg berechnet wurde.
Der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH wird von der Berechnungseinrichtung 103 für die prognostizierte Temperatur zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc addiert, wodurch eine prognostizierte Temperatur T_ES bei Beendigung des nächsten Schaltvorgangs berechnet wird.
Weiterhin ist die Steuerung 1, wie in 5 gezeigt, mit einer Schwellenwertspeichereinrichtung 110 ausgestattet. Die Schwellenwertspeichereinrichtung 110 speichert eine Aufwärts-Durchbrenntemperatur und eine Abwärts-Durchbrenntemperatur. Die Aufwärts-Durchbrenntemperatur ist eine Temperatur, bei der die Kupplung durchbrennt, wenn die Kupplungstemperatur Tc überschritten wird, und wird während eines Heraufschaltens (nachfolgend auch als Aufwärtsschaltvorgang bezeichnet) verwendet, um zu bestimmen, ob die Kupplungstemperatur Tc nach dem Schaltvorgang die Aufwärts-Durchbrenntemperatur übersteigt. Die Abwärts-Durchbrenntemperatur ist eine niedrigere Temperatur als die Aufwärts-Durchbrenntemperatur, und wird während eines Herabschaltens verwendet (nachfolgend auch als Abwärtsschaltvorgang bezeichnet), um zu bestimmen, ob die Kupplungstemperatur Tc nach dem Schaltvorgang die Abwärtsschalttemperatur übersteigt, und wird erhalten durch Subtrahieren eines Temperaturanstiegs, welcher der von einem PYUP-Schaltvorgang erzeugten maximalen Wärmerzeugungsmenge T_up entspricht, von der Aufwärtsdurchbrenntemperatur. PYUP-Schaltvorgang bedeutet einen solchen Schaltvorgang, dass ein bestimmter Schaltvorgang in einem normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird, der eine geringere Wärmeerzeugungsmenge T_up erzeugt als ein normaler Aufwärtsschaltvorgang, und wird nachfolgend beschrieben.
In der Vergleichseinrichtung 109 wird die prognostizierte Temperatur T_ES mit der Aufwärts-Durchbrenntemperatur oder der Abwärts-Durchbrenntemperatur verglichen, und wenn bestimmt wird, dass die prognostizierte Temperatur T_ES gleich oder größer als die Aufwärts-Durchbrenntemperatur oder die Abwärts-Durchbrenntemperatur ist, wird der bestimmte Aufwärts- oder Abwärtsschaltvorgang entweder verhindert oder von der Schaltvorgangsverhinderungs-/Umschalteinrichtung 104 auf einen anderen Schaltvorgang umgeschaltet. Hierbei bezeichnet „ein anderer Schaltvorgang“ einen PYUP-Schaltvorgang, der sich auf einen in einem normalen Schaltungsmodus durchgeführten Aufwärtsschaltvorgang bezieht, oder einen PYDOWN-Schaltvorgang, der sich auf einen im normalen Schaltungsmodus durchgeführten Abwärtschaltvorgang bezieht. Wenn bestimmt wird, dass die prognostizierte Temperatur T_ES geringer als die Aufwärts-Durchbrenntemperatur oder die Abwärts-Durchbrenntemperatur ist, wird andererseits der bestimmte Schaltvorgang ermöglicht, und entweder ein Heraufschalten oder ein Herabschalten wird im normalen Schaltungsmodus durchgeführt.
Wie in 5 gezeigt, ist die Steuerung 1 weiterhin mit einer Berechnungseinrichtung 115 für die erlaubte Anzahl fortlaufender Richtungsänderungsschaltvorgänge ausgestattet. Eine Richtungsänderung zeigt an, dass ein Schaltvorgang in den Nten Gang erneut während eines Schaltvorgangs vom Nten Gang in den N+1ten Gang oder einen N-1ten Gang bestimmt wird. Wenn bestimmt wird, dass ein Schaltvorgang eine Richtungsänderung ist, wird die Anzahl der erlaubten fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgänge auf der Grundlage der aktuellen Kupplungstemperatur Tc berechnet, ohne den Temperaturanstieg T_INH der Kupplung vorauszuberechnen.
Eine aktuelle Anzahl von fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgängen wird dann in der Vergleichseinrichtung 109 mit der erlaubten Anzahl von fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgängen verglichen. Wenn bestimmt wird, dass die aktuelle Anzahl von fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgängen gleich oder größer als die erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgängen ist, wird die Durchführung des bestimmten Heraufschaltens oder Herunterschaltens verhindert. Wenn jedoch bestimmt wird, dass die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgänge kleiner ist als die erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgängen, dann wird die Durchführung des bestimmten Heraufschaltens oder Herabschaltens ermöglicht.
Durch die oben beschriebene Steuerung wird der nächste Aufwärts- oder Abwärtsschaltvorgang verhindert oder der Schaltungsmodus wird vom normalen Schaltungsmodus in einen anderen Schaltungsmodus umgeschaltet, wenn eine Gefahr besteht, dass Verbrennungen an einer Kupplung auftreten, und wenn bestimmt wird, dass keine Gefahr einer Verbrennung an der Kupplung besteht, wird das Heraufschalten oder Herabschalten ermöglicht. Dadurch können Schaltvorgänge in geeigneter Weise gemäß dem Wärmebelastungszustand der Kupplung verhindert oder ermöglicht werden.
Der PYUP-Schaltvorgang und der PYDOWN-Schaltvorgang werden nun beschrieben. Der PYUP-Schaltvorgang und der PYDOWN-Schaltvorgang sind Schaltungsmodi, bei denen das Eingangsdrehmoment identisch zu dem Schaltungsmodus eines normalen Aufwärtschaltvorgangs und eines normalen Abwärtsschaltvorgangs ist, aber die Schaltzeit ist kürzer, was zur einer entsprechenden Verringerung der Wärmeerzeugungsmenge T_up führt. Insbesondere wird die Schaltzeit verkürzt, indem der Zunahmegradient und der Abnahmegradient des Öldrucks verringert werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung nachfolgend der Begriff „Heraufschalten“ verwendet wird, um ein Umschalten zu einer hohen Getriebeseitenposition zu bezeichnen. Der Begriff „Aufwärtsschaltvorgang“ bezeichnet einen Aufwärtsschaltvorgang, der im normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird, und wird hauptsächlich verwendet, um Unterschiede zu einem Aufwärtsschaltvorgang, der in einem anderen Schaltungsmodus durchgeführt wird (z. B. ein PYUP-Schaltvorgang), klarzustellen. In ähnlicher Weise wird der Begriff „Herunterschalten“ verwendet, um ein Umschalten zu einer niedrigen Getriebeseitenposition zu bezeichnen. Der Begriff „Abwärtsschaltvorgang“ bezeichnet einen Abwärtsschaltvorgang, der im normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird, und wird hauptsächlich verwendet, um Unterschiede zu einem Abwärtsschaltvorgang, der in einem anderen Schaltungsmodus durchgeführt wird (z. B. ein PYDOWN-Schaltvorgang) klarzustellen.
Als erstes wird ein PYUP-Schaltvorgang unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Getriebeübersetzungsverhältnis, einen Öldruckbefehlswert einer Kupplung auf der Trennungsseite, einen Öldruckbefehlswert einer Kupplung auf der Eingriffsseite und eine Motordrehmomentveränderung während eines PYUP-Schaltvorgangs zeigt, bei dem die unterbrochenen Linien den normalen Schaltungsmodus (einen normalen Aufwärtsschaltungsvorgang) anzeigen und die durchgehenden Linien den Schaltungsmodus mit geringer Wärmeerzeugungsmenge (einen PYUP-Schaltvorgang) anzeigen.
Wie durch die durchgehenden Linien in 9 gezeigt, wird die Kupplung auf der Eingriffsseite so gesteuert, dass der Öldruckanstiegsgradient während der Drehmomentphase (t1 bis t2) und der Öldruckanstiegsgradient während der Trägheitsphase (t2 bis t3) größer sind als diejenigen des normalen Schaltungsmodus (einem normalen Aufwärtsschaltvorgang). Außerdem wird die Kupplung auf der Trennungsseite gesteuert, um den Öldruckabnahmegradienten während der Drehmomentphase (t1 bis t2) zu erhöhen. Der Grund hierfür ist, dass eine Blockierung auftreten kann, wenn die Kupplung auf der Trennungsseite noch Kapazität hat, während die Kupplung auf der Eingriffseite beginnt, Kapazität aufzunehmen.
Während ein Zeitraum von (t4-t1) erforderlich ist, um das Übersetzungsverhältnis im normalen Schaltungsmodus (einem normalen Aufwärtsschaltvorgang) von Nten Gang zum N+1ten Gang zu schalten, benötigt der PYUP-Schaltvorgang nur einen Zeitraum von (t3-t1), und somit kann der Schaltvorgang um einen Zeitraum (t4-t3) verkürzt werden. Dadurch verringert sich die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung auf der Eingriffsseite gemäß dem verkürzten Zeitraum.
Eine Motordrehmoment-Verringerungssteuerung wird während der Trägheitsphase eines Aufwärtsschaltvorgangs durchgeführt, aber während eines PYUP-Schaltvorgangs wird die Drehmomentverringerungsmenge größer festgelegt, und somit kann ein Anstieg des Schaltungsrucks unterdrückt werden, auch wenn die Kupplung auf der Eingriffsseite in kurzer Zeit während eines PYUP-Schaltvorgangs in Eingriff gebracht wird.
Ein PYDOWN-Schaltvorgang wird nun in ähnlicher Weise unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Getriebeübersetzungsverhältnis und eine Veränderung des Öldruckbefehlswerts der Kupplung auf der Trennungsseite und des Öldruckbefehlswerts der Kupplung auf der Eingriffsseite während eines PYDOWN-Schaltvorgangs zeigt. In 10 zeigen die unterbrochenen Linien den normalen Schaltungsmodus (einen normalen Abwärtsschaltvorgang) an und die durchgehenden Linien zeigen den Schaltungsmodus mit geringer Wärmeerzeugungsmenge (einen PYDOWN-Schaltvorgang) an.
Wie durch die durchgehenden Linien in 10 gezeigt, wird die Kupplung auf der Trennungsseite so gesteuert, dass der Öldruckabnahmegradient vom Start des Schaltvorgangs bis zum Start der Trägheitsphase (t1 bis t2) und der Öldruckanstiegsgradient während der Trägheitsphase (t2 bis t3) größer sind als diejenigen des normalen Schaltungsmodus. Außerdem wird die Kupplung auf der Eingriffsseite gesteuert, um den Öldruckanstiegsgradienten während der Trägheitsphase (t2 bis t3) zu erhöhen.
Während ein Zeitraum von (t6-t1) für das Übersetzungsverhältnis zum Umschalten vom Nten Gang in den N-1ten Gang während eines normalen Schaltvorgangs benötigt wird, benötigt ein PYDOWN-Schaltvorgang nur einen Zeitraum von (t4-t1), und somit kann der Schaltvorgang um einen Zeitraum (t6-t4) verkürzt werden. Dadurch verringert sich die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung auf der Trennungsseite gemäß dem verkürzten Zeitraum.
Die von der Steuerung 1 durchgeführte Steuerung, die oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der 11 bis 18 genauer beschrieben. Es sei angemerkt, dass die in 11 bis 18 gezeigten Abläufe bei jeder Kupplung durchgeführt werden.
Als Erstes wird unter Bezugnahme auf 11 der Inhalt der Steuerung der Berechnungseinrichtung 101 für die aktuelle Temperatur beschrieben.
In einem Schritt S1 werden Informationen wie z. B. die aktuelle Motordrehzahl NE, die Turbinendrehzahl NT, die Öltemperatur T_OIL und die Fahrzeuggeschwindigkeit No erhalten.
In einem Schritt S2 wird bestimmt, ob die Kupplung im Eingriffsbeharrungszustand, im Trennungsübergangszustand, im Trennungsbeharrungszustand oder im Eingriffsübergangszustand ist.
Wenn sich die Kupplung im Eingriffsbeharrungszustand befindet, geht die Routine weiter zu einem Schritt S3, wobei der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber hochgezählt wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S4, bei dem eine Eingriffszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down berechnet wird. Die Berechnung der Eingriffszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die Kupplung sich in einem Trennungsübergangszustand befindet, geht die Routine weiter zu einem Schritt S5, in dem bestimmt wird, ob die Schaltungsart ein Aufwärtsschaltvorgang oder ein Abwärtsschaltvorgang ist. Wenn die Schaltungsart ein Abwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S6, in dem der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gelöscht wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S7, in dem eine Trennungszeitraum-Wärmeerzeugungsmenge T_up berechnet wird. Die Trennungszeitraum-Wärmeerzeugungsmenge T_up wird auf der Grundlage der Gleichung (3) berechnet. Wenn die Schaltungsart ein Aufwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S8, in dem der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gelöscht wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S9, in dem die Wärmeerzeugungsmenge T_up auf der Grundlage von Gleichung (4) auf 0 gesetzt wird.
Wenn sich die Kupplung im Trennungsbeharrungszustand befindet, geht die Routine weiter zu einem Schritt S10, in dem der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber hochgezählt wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S11, in dem eine Trennungszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down berechnet wird. Die Berechnung der Trennungszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down wird nachfolgend beschrieben.
Wenn sich die Kupplung im Eingriffsübergangszustand befindet, geht die Routine weiter zu einem Schritt S12, in dem bestimmt wird, ob die Schaltungsart ein Aufwärtsschaltvorgang oder ein Abwärtsschaltvorgang ist. Wenn die Schaltungsart ein Abwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu Schritt S8, in dem der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gelöscht wird. Die Routine geht dann weiter zu Schritt S9, in dem die Wärmeerzeugungsmenge T_up auf der Grundlage von Gleichung (4) auf 0 gesetzt wird. Wenn die Schaltungsart ein Aufwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S13, bei dem der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gelöscht wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S14, in dem die Eingriffszeitraum-Wärmeerzeugungsmenge T_up auf der Grundlage der Gleichung (3) berechnet wird.
In einem Schritt S15 wird bestimmt, ob der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gleich oder größer als ein Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum ist. Wenn der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber gleich oder größer als der Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S16, in dem die aktuelle Kupplungstemperatur Tc auf die Öltemperatur T_OIL festgelegt wird. Der Prozessablauf wird dann beendet.
Wenn der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber kleiner als der Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S17, in dem entweder die Wärmeerzeugungsmenge T_up oder die Wärmestrahlungsmenge T_down zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc hinzuaddiert wird. Es sei angemerkt, dass die Wärmestrahlungsmenge T_down ein negativer Wert ist. Hierbei ist der Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum ein Zeitraum, der lang genug ist, um zu bestimmen, dass die Kupplungstemperatur Tc ausreichend abgenommen hat, um gleich der Öltemperatur T_OIL zu sein, nachdem die Kupplung über einen vorbestimmten Zeitraum andauernd im Eingriffsbeharrungszustand oder Trennungsbeharrungszustand verblieben ist.
In einem Schritt S18 wird bestimmt, ob die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gleich oder geringer als die Öltemperatur T_OIL ist. Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gleich oder geringer als die Öltemperatur T_OIL ist, geht die Routine weiter zu Schritt S16, in dem die aktuelle Kupplungstemperatur Tc auf die Öltemperatur T_OIL gesetzt wird. Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc höher als die Öltemperatur T_OIL ist, wird der Prozessablauf beendet. Mit anderen Worten: In der Realität ist es unwahrscheinlich, dass die Kupplungstemperatur Tc unter die Öltemperatur T_OIL fällt, und deshalb wird die Kupplungstemperatur Tc auf die Öltemperatur T_OIL gesetzt, wenn die berechnete Kupplungstemperatur Tc geringer als die Öltemperatur T_OIL ist.
Die Berechnung der Eingriffszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down in Schritt S4 der 11 wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 12 beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Trennungszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down des Schritts S11 unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens berechnet wird, das bei der nachfolgend beschriebenen Berechnung der Eingriffszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down verwendet wird.
In einem Schritt S101 wird bestimmt, ob ein Schaltvorgang gerade beendet wurde. Wenn ein Schaltvorgang gerade beendet wurde, geht die Routine weiter zu einem Schritt S102, und wenn ein Schaltvorgang nicht gerade beendet wurde, geht die Routine weiter zu einem Schritt S103.
In Schritt S102 wird der Temperaturabnahmegradient auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Kupplungstemperatur Tc und der Öltemperatur T_OIL festgelegt. Der Temperaturabnahmegradient entspricht A und C in Gleichungen (1) und (2), und ist so festgelegt, dass er ansteigt, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Kupplungstemperatur Tc und der Öltemperatur T_OIL größer wird.
In Schritt S103 wird der Zeitgeber gezählt.
In einem Schritt S104 wird bestimmt, ob der Zeitgeber auf oder über einem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der Zeitgeber auf oder über dem vorbestimmten Wert liegt, geht die Routine weiter zu einem Schritt S105, in dem der Temperaturabnahmegradient auf einen vorbestimmten Gradienten (einen feststehenden Wert) gesetzt wird.
In einem Schritt S106 wird die aktuelle Eingriffszeitraum-Wärmestrahlungsmenge T_down aus der verstrichenen Zeit seit dem Start des Schaltvorgangs (dem Wert des Zeitgebers) und dem Temperaturabnahmegradienten berechnet, woraufhin der Prozessablauf endet. Hierbei entspricht der vorbestimmte Wert t1 in den Gleichungen (1) und (2) und gibt die Zeit an, die für den Temperaturabnahmegradienten erforderlich ist, um im Wesentlichen konstant zu werden, ungeachtet der Temperatur zu Beginn der Wärmestrahlung. Der vorbestimmte Wert wird zum Beispiel auf 5 Sekunden festgelegt.
Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf 13 und 14 die Inhalte der Steuerung der Berechnungseinrichtung 102 für den prognostizierten Temperaturanstieg, der Berechnungseinrichtung 103 für die prognostizierte Temperatur, der Berechnungseinrichtung 115 für die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgänge, der Vergleichseinrichtung und der Schaltvorgang-Verhinderungs/Umschalteinrichtung 104 beschrieben.
In einem Schritt S21 wird bestimmt, ob ein Schaltvorgang bestimmt wurde. Wenn ein Schaltvorgang bestimmt wurde, geht die Routine weiter zu einem Schritt S22, und wenn kein Schaltvorgang bestimmt wurde, wird der Prozessablauf beendet.
In Schritt S22 wird bestimmt, ob der bestimmte Schaltvorgang ein Richtungsänderungsschaltvorgang ist. Wenn der bestimmte Schaltvorgang ein Richtungsänderungsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S50, und wenn der bestimmte Schaltvorgang kein Richtungsänderungsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S23. Ein Richtungsänderungsschaltvorgang zeigt an, dass ein Schaltvorgang zum Nten Gang während einer Durchführung eines Schaltvorgangs vom Nten Gang zum N+1ten Gang oder N-1ten Gang erneut bestimmt wird.
In Schritt S23 wird bestimmt, ob der Schaltvorgang ein Aufwärtsschaltvorgang oder ein Abwärtsschaltvorgang ist. Wenn der Schaltvorgang ein Aufwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S24, und wenn der Schaltvorgang ein Abwärtsschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S29.
In Schritt S24 wird ein prognostizierter Aufwärtsschaltungs-Temperaturanstieg berechnet. Der prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperaturanstieg ist der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH der Kupplung, die während des Aufwärtsschaltvorgangs in Eingriff gebracht werden soll, und dessen Berechnungsverfahren wird nachfolgend genau beschrieben.
In einem Schritt S25 wird eine prognostizierter Aufwärtsschaltungs-Temperatur T_ES bestimmt, indem der prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperaturanstieg zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc hinzuaddiert wird.
In einem Schritt S26 wird bestimmt, ob die prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperatur T_ES gleich oder größer als die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, oder in anderen Worten, ob die prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperatur T_ES innerhalb eines Temperaturbereichs gleich oder über der Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur liegt. Wenn die prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperatur T_ES geringer als die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S27, in dem ein Aufwärtsschaltvorgang im normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird. Wenn die prognostizierte Aufwärtsschaltungs-Temperatur T_ES gleich oder höher als die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S28, in dem ein PYUP-Schaltvorgang im Schaltungsmodus mit geringer Wärmeerzeugungsmenge durchgeführt wird. Hierbei wird ein normaler Aufwärtsschaltvorgang, der im normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird, ausgeführt, indem der Öldruck so festgelegt wird, dass der Fahrer keinen Schaltungsruck verspürt. Bei einem PYUP-Schaltvorgang wird die Anstiegsrate des zur Kupplung zugeführten Öldrucks über die eines normalen Aufwärtsschaltvorgangs erhöht, um die zum Eingreifen der Kupplung benötigte Zeit zu verkürzen. Es sei angemerkt, dass während eines PYUP-Schaltvorgangs die Drehmomentverringerungsmenge des Motors über die eines normalen Aufwärtsschaltvorgangs hinaus erhöht wird. Dadurch kann ein Anstieg des Schaltungsrucks unterdrückt werden, und da das Eingangsdrehmoment abnimmt, verringert sich auch die Wärmeerzeugungsmenge T_up .
Wenn aber in Schritt S23 bestimmt wird, dass der Schaltvorgang ein Abwärtsschaltvorgang ist, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt S29, in dem eine Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur berechnet wird. Ein Berechnungsverfahren zum Berechnen der Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur wird nachfolgend genau beschrieben.
In Schritt S30 wird bestimmt, ob das Herunterschalten durch ein Herabdrücken des Gaspedals verursacht wurde. Wenn ja, geht die Routine weiter zu einem Schritt S40, wenn nicht, geht die Routine weiter zu einem Schritt S31.
In Schritt S31 wird ein prognostizierter Temperaturanstieg für einen normalen Abwärtsschaltvorgang berechnet. Der prognostizierte Temperaturanstieg für den normalen Abwärtsschaltvorgang ist der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH der Kupplung, die während eines normalen Herunterschaltens außer Eingriff gebracht wird, und dessen Berechnungsverfahren wird nachfolgend genau beschrieben.
In einem Schritt S32 wird eine prognostizierte Temperatur T_ES für einen normalen Abwärtsschaltvorgang bestimmt, indem der prognostizierte Temperaturanstieg für den normalen Abwärtsschaltvorgang zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc hinzuaddiert wird.
In einem Schritt S33 wird bestimmt, ob die prognostizierte Temperatur T_ES für den normalen Abwärtsschaltvorgang gleich oder größer als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, oder mit anderen Worten, ob die prognostizierte Temperatur T_ES für den normalen Abwärtsschaltvorgang innerhalb eines Temperaturbereichs auf oder über der Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur liegt. Wenn die prognostizierte Temperatur T_ES für den normalen Abwärtsschaltvorgang geringer als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S34, in dem ein normaler Abwärtsschaltvorgang durchgeführt wird. Wenn die prognostizierte Temperatur T_ES für den normalen Abwärtsschaltvorgang gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S35.
In Schritt S35 wird ein prognostizierter Temperaturanstieg für einen PYDOWN-Schaltvorgang berechnet. Der prognostizierte Temperaturanstieg für den PYDOWN-Schaltvorgang ist der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH der Kupplung, die während eines PYDOWN-Schaltvorgangs außer Eingriff gebracht wird, und dessen Berechnungsverfahren wird nachfolgend genau beschrieben. Ein PYDOWN-Schaltvorgang ist ein Schaltvorgang, bei dem die Zeit, die zum Lösen bzw. Trennen der Kupplung benötigt wird, verkürzt ist, indem die Abnahmerate des zur Kupplung zugeführten Öldrucks über die eines normalen Abwärtsschaltvorgangs, der im normalen Schaltungsmodus durchgeführt wird, erhöht wird.
In einem Schritt S36 wird eine prognostizierte Temperatur T_ES für einen PYDOWN-Schaltvorgang bestimmt, indem der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH für den PYDOWN-Schaltvorgang zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc hinzuaddiert wird.
In einem Schritt S27 wird bestimmt, ob die prognostizierte Temperatur T_ES für den PYDOWN-Schaltvorgang gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, oder mit anderen Worten, ob die prognostizierte Temperatur T_ES für den PYDOWN-Schaltvorgang innerhalb eines Temperaturbereichs auf oder über der Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur liegt. Wenn die prognostizierte Temperatur T_ES für den PYDOWN-Schaltvorgang niedriger als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S38, in dem ein PYDOWN-Schaltvorgang durchgeführt wird. Wenn die prognostizierte Temperatur T_ES für den PYDOWN-Schaltvorgang gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S39, in dem die Ausführung des bestimmten Abwärtsschaltvorgangs verhindert wird.
Wenn jedoch in Schritt S30 bestimmt wird, dass das Herunterschalten durch ein Herabdrücken des Gaspedals verursacht wurde, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt S40, in dem bestimmt wird, ob eine Gaspedalöffnung vor Bestimmung eines Schaltvorgangs in Schritt S21 gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Öffnung ist, und ob die Veränderungsgeschwindigkeit der Gaspedalöffnung gleich oder höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, geht die Routine weiter zu einem Schritt S46, und wenn eine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S41. Die vorbestimmte Öffnung ist im Wesentlichen auf Null gesetzt, und die vorbestimmte Geschwindigkeit ist auf einen ausreichenden Wert gesetzt, um ein schnelles Herabdrücken eines Gaspedals zu bestimmen. Mit anderen Worten sind diese Bedingungen erfüllt, wenn ein schnelles Herabdrücken durchgeführt wird, aus einem Zustand, bei dem die Gaspedalöffnung im Wesentlichen vollständig geschlossen ist. Dieser Fall entspricht einem Fall, bei dem eine erste Synchronisierungssteuerung durchgeführt wird, und somit geht die Routine weiter zu Schritt S46. Ein Fall, in dem die obigen Bedingungen nicht erfüllt sind, entspricht einem Fall, bei dem eine zweite Synchronisierungssteuerung durchgeführt wird, und somit geht die Routine weiter zu Schritt S41.
Die erste Synchronisierungssteuerung und die zweite Synchronisierungssteuerung dienen dazu, die einzurückende Kupplung in Eingriff zu bringen, nachdem die Motordrehzahl und die Drehzahl der Kupplung während eines Herunterschaltens synchronisiert wurden. In der ersten Synchronisierungssteuerung wird die Kupplung auf der Trennungsseite schnell ausgerückt, ohne die Kupplung schleifen zu lassen, oder mit anderen Worten: Der zur Kupplung zugeführte Öldruck wird schrittweise reduziert. In der zweiten Synchronisierungssteuerung wird die Kupplung ausgerückt, während sie schleift, oder in anderen Worten: Der zur Kupplung zugeführte Öldruck wird allmählich verringert, mit dem Ziel, ein Gefühl des Ausgangsdrehmomentverlustes zu beseitigen.
In Schritt S41 wird ein zweiter prognostizierter Temperaturanstieg T_INH für einen synchronisierten Schaltvorgang berechnet. Der zweite prognostizierte Temperaturanstieg für den synchronisierten Schaltvorgang ist der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH der Kupplung, die während eines Schaltvorgangs, der gemäß der zweiten Synchronisierungssteuerung durchgeführt wird, getrennt wird, und ein Berechnungsverfahren hierfür wird nachfolgend genau beschrieben.
In einem Schritt S42 wird eine zweite prognostizierte Temperatur T_ES für den synchronisierten Schaltvorgang bestimmt, indem der zweite prognostizierte Temperaturanstieg T_INH für den synchronisierten Schaltvorgang zur aktuellen Kupplungstemperatur Tc hinzuaddiert wird.
In einem Schritt S43 wird bestimmt, ob die zweite prognostizierte Temperatur T_ES für den synchronisierten Schaltvorgang gleich oder größer als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist. Wenn die zweite prognostizierte Temperatur T_ES für den synchronisierten Schaltvorgang geringer als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S44, in dem ein Schaltvorgang entsprechend der zweiten Synchronisierungssteuerung durchgeführt wird. Wenn die zweite prognostizierte Temperatur T_ES für den synchronisierten Schaltvorgang gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S45, in dem die Ausführung des vorbestimmten Abwärtsschaltvorgangs verhindert wird.
Wenn jedoch in Schritt S40 bestimmt wird, dass die Gaspedalöffnung vor der Bestimmung eines Schaltvorgangbefehls gleich oder kleiner als die vorbestimmte Öffnung ist und die Veränderung der Geschwindigkeit der Gaspedalöffnung gleich oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, dann geht die Routine weiter zu Schritt S46, in dem die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gelesen wird.
In einem Schritt S47 wird bestimm, ob die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist. Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc niedriger als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S48, in dem ein Schaltvorgang entsprechend der ersten Synchronisierungssteuerung durchgeführt wird, und wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S49, in dem ein Abwärtsschaltvorgang verhindert wird.
Wenn in Schritt S22 bestimmt wird, dass der bestimmte Schaltvorgang ein Richtungswechselschaltvorgang ist, geht die Routine weiter zu Schritt S50 in 14, in dem bestimmt wird, ob der Schaltvorgang ein Aufwärtsschaltvorgang oder ein Abwärtsschaltvorgang ist. Wenn ein Aufwärtsschaltvorgang bestimmt wird, geht die Routine weiter zu einem Schritt S51, und wenn ein Abwärtsschaltvorgang bestimmt wird, geht die Routine weiter zu einem Schritt S57. In Schritt S50 bedeutet, ähnlich wie in Schritt S23, ein Aufwärtsschaltvorgang nur ein Eingriffsübergangszustand-Heraufschalten und ein Abwärtsschaltvorgang bedeutet nur ein Trennungsübergangszustand-Herunterschalten.
In Schritt S51 wird die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gelesen.
In einem Schritt S52 wird die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgänge entsprechend der Kupplungstemperatur Tc während eines Aufwärtsschaltvorgangs gelesen. Die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungsänderungsschaltvorgänge wird auf der Grundlage der Kupplungstemperatur Tc durch Bezugnahme auf einen in 15 gezeigten Plan bestimmt.
Der in 15 gezeigte Plan ist in vier Bereiche unterteilt, die der Kupplungstemperatur Tc entsprechen, nämlich ein S-Bereich, ein A-Bereich, ein B-Bereich und ein C-Bereich. Die erlaubte Anzahl der Richtungsänderungsschaltvorgänge wird gemäß dem Bereich, in dem die aktuelle Kupplungstemperatur Tc liegt, bestimmt. Im S-Bereich ist die Kupplungstemperatur Tc gleich oder höher als die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur. Im A-Bereich ist die Kupplungstemperatur Tc niedriger als die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur und gleich oder höher als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur. Im B-Bereich ist die Kupplungstemperatur Tc niedriger als die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur und gleich oder höher als eine Temperatur, die durch Subtrahieren einer maximalen Wärmeerzeugungsmenge T_up während des Aufwärtsschaltungszeitraums von der Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur erhalten wird. Im C-Bereich ist die Kupplungstemperatur Tc niedriger als die Temperatur, die durch Subtrahieren der maximalen Wärmeerzeugungsmenge T_up während des Aufwärtsschaltungszeitraums von der Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur erhalten wird.
Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc im S-Bereich liegt, tritt eine Verbrennung der Kupplung auf, und somit wird ein Richtungswechselschaltvorgang verhindert und die erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgängen wird auf Null gesetzt. Wenn sich die aktuelle Kupplungstemperatur Tc im A-Bereich befindet, kann ein einziger Richtungswechselschaltvorgang verursachen, dass die Kupplungstemperatur Tc in den S-Bereich eintritt, und somit wird ein Richtungswechselschaltvorgang verhindert und die erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgängen wird auf Null gesetzt. Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc im B-Bereich liegt, kann ein Aufwärts-Richtungswechselschaltvorgang, der während eines Herunterschaltens durchgeführt wird, ein nachfolgendes Herunterschalten begrenzen, und somit wird die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgange auf Eins gesetzt. Wenn die aktuelle Kupplungstemperatur Tc im C-Bereich liegt, gibt es keine Notwendigkeit, die Anzahl der Richtungswechselschaltvorgänge zu begrenzen, aber hier wurde die erlaubte Anzahl von fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgängen z. B. auf fünf gesetzt.
Zurückkehrend zu 14 wird in einem Schritt S53 bestimmt, ob die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge kleiner als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge ist. Wenn die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge kleiner ist als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge, geht die Routine weiter zu einem Schritt S54, in dem die Anzahl der fortlaufenden Schaltvorgänge erhöht wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S55, in dem ein Heraufschalten durchgeführt wird. Wenn die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge gleich oder größer als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt S56, in dem ein Heraufschalten verhindert wird.
Wenn jedoch ein Abwärtsschaltvorgang in Schritt S50 bestimmt wird, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt S57, in dem die aktuelle Kupplungstemperatur Tc gelesen wird.
In einem Schritt S58 wird die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge entsprechend der Kupplungstemperatur Tc während eines Abwärtsschaltvorgangs gelesen. Die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Abwärts-Richtungswechselschaltvorgänge wird in ähnlicher Weise wie die in Schritt S52 bestimmte erlaubte Anzahl der Aufwärts-Richtungswechselvorgänge bestimmt, unterscheidet sich aber davon, wenn die Kupplungstemperatur Tc im B-Bereich liegt. Ein Abwärts-Richtungswechselschaltvorgang, der während eines Heraufschaltens durchgeführt wird, kann nachfolgend zu einem erzwungenen Heraufschalten führen, um ein zu hochtouriges Laufen des Motors zu verhindern, und unter Berücksichtigung dieses Heraufschaltens wird ein Richtungswechselschaltvorgang verhindert.
In einem Schritt S59 wird bestimmt, ob die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge kleiner als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge ist. Wenn die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge geringer als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S60, in dem die Anzahl der fortlaufenden Schaltvorgänge erhöht wird. Die Routine geht dann weiter zu einem Schritt S61, in dem ein Herunterschalten durchgeführt wird. Wenn die aktuelle Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge gleich oder größer als die erlaubte Anzahl der fortlaufenden Richtungswechselschaltvorgänge ist, geht die Routine weiter zu einem Schritt S62, in dem ein Herunterschalten verhindert wird.
Als Nächstes wird der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH für den Aufwärtsschaltvorgang in Schritt S24 der 13 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 16 und das Zeitablaufdiagramm der 20 beschrieben. Das Zeitablaufdiagramm in 20 zeigt (a) eine Ziel-Getriebeposition NxtGP, (b) eine aktuelle Getriebeposition CurGP, (c) die Turbinendrehzahl NT, (d) die Ausgangsdrehzahl No (Fahrzeuggeschwindigkeit), (e) die Beschleunigung, (f) die relative Drehzahl, (g) das Übertragungsdrehmoment der Kupplung, und (h) die Veränderung des Öldrucks, der der Kupplung zugeführt wird. Ein Zeitraum t1 bis t2 ist ein Vorbereitungszeitraum, ein Zeitraum t2 bis t3 ist ein Drehmomentphasen-Zielzeitraum, und ein Zeitraum t3 bis t4 ist ein Trägheitsphasen-Zielzeitraum. „Vorbereitung“ bezieht sich auf den Zeitraum, der sich vom Schaltbefehl bis zur Vollendung eines Kolbenhubs der Kupplung erstreckt.
In einem Schritt S201 wird die Beschleunigung zu Beginn der Vorbereitung ((e) in 20; t1) berechnet. Die Beschleunigung zu Beginn der Vorbereitung wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Vorbereitung und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem vorbestimmten vorhergehenden Zeitpunkt berechnet.
In einem Schritt S202 wird der Vorbereitungszeitraum (t2-t1) gelesen. Der Vorbereitungszeitraum wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Drehmoments bestimmt, und in diesem Ausführungsbeispiel wird ein Vorbereitungszeitraum-Backupzeitgeber, der für die Schaltungssteuerung vorgesehen ist, gelesen.
In einem Schritt S203 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase ((d) in 20; t2) berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase wird berechnet, indem ein Wert, erhalten durch Multiplizieren des Vorbereitungszeitraums mit der Beschleunigung zu Beginn der Vorbereitung, zu der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Vorbereitung hinzuaddiert wird.
In einem Schritt S204 wird das Turbinendrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase berechnet. Das Turbinendrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase wird berechnet, indem auf einen vorab gespeicherten Drehungs-Drehmoment-Umwandlungsplan auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT Bezug genommen wird, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase und dem Getriebeübersetzungsverhältnis bestimmt wird.
In einem Schritt S205 wird der Drehmomentphasen-Zielzeitraum (t3-t2) der Schaltungssteuerung auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase und des Turbinendrehmoments gelesen.
In einem Schritt S206 wird das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase ((g) in 20; t2) berechnet. Das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase gleicht eine Rückstellfeder der Kupplung aus, und da kein Öldruck zu Beginn der Drehmomentphase zugeführt wird, ist das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase Null.
In einem Schritt S207 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase ((d) in 20; t3) berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase wird berechnet, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase zu einem Wert hinzuaddiert wird, der durch Multiplizieren des Drehmomentphasen-Zielzeitraums mit der Beschleunigung zum Beginn der Vorbereitung erhalten wird.
In einem Schritt S208 wird das Turbinendrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase berechnet. Das Turbinendrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase wird durch Bezugnahme auf einen Drehungs-Drehmoment-Umwandlungsplan auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT berechnet, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase und dem Getriebeübersetzungsverhältnis bestimmt wird.
In einem Schritt S209 wird das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase ((g) in 20; t3) berechnet. Das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase wird berechnet, indem ein Verteilungsverhältnis mit dem Turbinendrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase multipliziert wird. Das Verteilungsverhältnis ist ein Verhältnis zwischen dem Drehmoment, das von der Vielzahl der in Eingriff befindlichen Kupplungen in einer bestimmten Getriebeposition empfangen wird, und dem Eingangsdrehmoment.
In einem Schritt S210 wird das Durchschnitts-Drehmomentphasen-Übertragungsdrehmoment ((g) in 20) berechnet. Das Durchschnitts-Drehmomentphasen-Übertragungsdrehmoment wird berechnet, indem ein Wert, erhalten durch Addition des Übertragungsdrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase zum Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Drehmomentphase, halbiert wird. Mit anderen Worten: das Durchschnitts-Drehmomentphasen-Übertragungsdrehmoment wird als ein Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments zu Beginn der Drehmomentphase und des Übertragungsdrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase berechnet.
In einem Schritt S211 wird der Öldruck zu Beginn der Trägheitsphase ((h) in 20; t2) berechnet. Der Öldruck zu Beginn der Trägheitsphase wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (8) berechnet.
$\begin{array}{l} (Ö ldruck zu Beginn der Tr ä gheitsphase) = (Ü bertragungsdrehmoment zu \\ Beginn der Tr ä gheitsphase) / (A \times μ \times D \times N) + F / A \end{array}$
Hierbei ist A ein Oberflächenbereich, µ ist ein Reibungskoeffizient, D ist ein effektiver Durchmesser, N ist eine Belagsanzahl, und F ist die Belastung der Rückstellfeder.
In einem Schritt S212 wird eine Öldruckneigung zu Beginn der Trägheitsphase aus dem Schaltungssteuerplan auf der Grundlage des Turbinendrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase gelesen.
In einem Schritt S213 wird ein Durchschnitts-Trägheitsphasen-Öldruck berechnet. Der Durchschnitts-Trägheitsphasen-Öldruck wird auf der Grundlage des Öldrucks zu Beginn der Trägheitsphase, der Öldruckneigung zu Beginn der Trägheitsphase und des Trägheitsphasen-Zielzeitraums berechnet. Es sei angemerkt, dass der Trägheitsphasen-Zielzeitraum eine Konstante ist.
In einem Schritt S214 wird ein Durchschnitts-Trägheitsphasen-Übertragungsdrehmoment ((g) in 20) auf der Grundlage des Durchschnitts-Trägheitsphasen-Öldrucks berechnet.
In einem Schritt S215 wird eine relative Drehzahl zu Beginn der Drehmomentphase ((f) in 20; t2) berechnet. Die relative Drehzahl zu Beginn der Drehmomentphase wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (9) berechnet.
$\begin{array}{l} (relative Drehzahl zu Beginn der Drehmomentphase) = {A \times \\ (Augangsdrehzahl No zu Beginn der Drehmomentphase) + B \times (Turbinendrehzahl \\ NT zu Beginn der Drehmomentphase)} \times 2 π / 60 \end{array}$
Hierbei sind A und B relative Drehungsberechnungskonstanten, die im voraus aus einer kollinearen Kurve bestimmt werden.
In einem Schritt S216 wird die relative Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase ((f) in 20; t3) berechnet. Die relative Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (10) berechnet.
$\begin{array}{l} (relative Drehzahl zu Beginn der Tr ä gheitsphase) = {A \times (Augangsdrehzahl \\ No zu Beginn der Trägheitsphase) + B \times (Turbinendrehzahl NT zu Beginn der \\ Tr ä gheitsphase)} \times 2 π / 60 \end{array}$
In einem Schritt S217 wird eine Durchschnitts-Drehmomentphasen-Relativdrehzahl ((f) in 20) berechnet. Die Durchschnitts-Drehmomentphasen-Relativdrehzahl wird berechnet, indem ein Wert, erhalten durch Addieren der relativen Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase zu der relativen Drehzahl zu Beginn der Drehmomentphase, halbiert wird. Mit anderen Worten: Die Durchschnitts-Drehmomentphasen-Relativdrehzahl wird als ein Durchschnittswert der relativen Drehzahl zu Beginn der Drehmomentphase und der relativen Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase berechnet.
In einem Schritt S218 wird eine Durchschnitts-Trägheitsphasen-Relativdrehzahl ((f) in 20) berechnet. Die Durchschnitts-Trägheitsphasen-Relativdrehzahl wird berechnet, indem die relative Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase halbiert wird. Am Ende der Trägheitsphase ist die relative Drehzahl Null, und deshalb wird die Durchschnitts-Trägheitsphasen-Relativdrehzahl als ein Durchschnittswert der relativen Drehzahl zu Beginn und zum Ende der Trägheitsphase berechnet, indem die relative Drehzahl zu Beginn der Trägheitsphase halbiert wird.
In einem Schritt S219 wird die Wärmeerzeugungsmenge T_up berechnet. Die Wärmeerzeugungsmenge T_up wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (11) berechnet.
$\begin{array}{l} (W ä {rmeerzeugungsmenge T}_{up}) = {[(Drehmomentphasen-Zeitraum) × \\ (Durchschnitts-Drehmomentphasen-Relativdrehzahl) × (Durchschnitts- \\ Drehmomentphasen - Ü bertragungsdrehmoment) × (Durchschnitts-Tr ä gheitsphasen- \\ Ü bertragungsdrehmoment)} /1000× (Q - T Umwandlungskoeffizient) \end{array}$
Hierbei ist der Q-T Umwandlungskoeffizient ein Koeffizient zum Umwandeln von [J], was eine Einheit ist, erhalten durch Multiplikation von Zeit, der relativen Drehzahl und des Drehmoments, in [°C]. Während der Einheitsumwandlung wird der Koeffizient nach der Umwandlung in [kJ] angewandt, und wird deshalb im voraus durch 1000 dividiert.
Als Nächstes wird die Berechnung der Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur in Schritt S29 der 13 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 17 beschrieben.
In einem Schritt S301 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit nach einem Schaltvorgang in den N-1ten Gang berechnet.
In einem Schritt S302 wird die Beschleunigung nach einem Schaltvorgang in den N-1ten Gang berechnet. Die Beschleunigung wird auf der Grundlage des Turbinendrehmoments, das durch Bezugnahme auf den Drehungs-Drehmoment-Umwandlungsplan bestimmt wird, nach der Bestimmung der Turbinendrehzahl NT aus der in Schritt S301 bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
In einem Schritt S303 wird die Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit vom-N-1ten Gang in den Nten Gang berechnet. Die Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit vom n-1ten Gang in den Nten Gang ist die Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn ein Aufwärtsschaltvorgang in den Nten Gang bestimmt wird, und wird unter Bezugnahme auf den Schaltplan berechnet.
In einem Schritt S304 wird eine Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit-Erreichungszeit vom N-1ten Gang in den Nten Gang berechnet. Die Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit-Erreichungszeit vom N-1ten Gang zum Nten Gang wird auf der Grundlage der in Schritt S302 berechneten Beschleunigung berechnet.
In einem Schritt S305 wird ein Wärmestrahlungskoeffizient berechnet. Der Wärmestrahlungskoeffizient wird auf der Grundlage der bei einem Herunterschalten erzeugten Wärmeerzeugungsmenge T_up und der aktuellen Kupplungstemperatur Tc berechnet, und ist so festgelegt, dass er größer wird, wenn die Temperatur nach der Beendigung eines Herunterschaltens ansteigt.
In einem Schritt S306 wird die Wärmestrahlungsmenge T_down bis zum Erreichen der Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit vom N-1ten Gang in den Nten Gang berechnet. Die Wärmestrahlungsmenge T_up wird durch Multiplizieren der Umschaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit-Erreichungszeit vom N-1ten Gang zum Nten Gang mit dem Wärmestrahlungskoeffizienten berechnet.
In einem Schritt S307 wird eine Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur berechnet. Die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur wird als der niedrigere Wert der Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur und eines Werts berechnet, erhalten durch Addieren einer Temperaturverringerung aufgrund der Wärmestrahlungsmenge T_down bis zum Erreichen der Schaltvorgang-Fahrzeuggeschwindigkeit vom N-1ten Gang zum Nten Gang zu einer Basis-Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur.
Hierzu wird die Berechnung des prognostizierten Temperaturanstiegs T_INH für den normalen Abwärtsschaltvorgang in Schritt S31 der 13 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 18 und das Zeitablaufdiagramm der 21 beschrieben. Das Zeitablaufdiagramm in 12 zeigt (a) die Turbinendrehzahl NT, (b) die Ausgangsdrehzahl No (Fahrzeuggeschwindigkeit), (c) die Beschleunigung, (d) die relative Drehzahl, und (e) Veränderungen des Übertragungsdrehmoments der Kupplung. Der Zeitraum t1 bis t2 ist der Trägheitsphasen-Zielzeitraum.
In einem Schritt S401 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase ((b) in 21; t1) berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase wird berechnet, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Vorbereitung zu einem Wert hinzuaddiert wird, der durch Multiplizieren des Vorbereitungszeitraums mit der Beschleunigung zu Beginn der Vorbereitung erhalten wird.
In einem Schritt S402 wird das Turbinendrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase berechnet, indem auf den Drehungs-Drehmoment-Umwandlungsplan auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT Bezug genommen wird, welche aus der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase und dem Getriebeübersetzungsverhältnis bestimmt wird.
In einem Schritt S403 wird das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase ((e) in 21; t1) berechnet. Das Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase wird berechnet, indem das Verteilungsverhältnis mit dem Turbinendrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase multipliziert wird.
In einem Schritt S404 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Ende der Trägheitsphase ((b) in 21); t2) berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Ende der Trägheitsphase wird auf der Grundlage der aktuellen Beschleunigung, des Vorbereitungszeitraums und des Trägheitsphasen-Zielzeitraums berechnet.
In einem Schritt S405 wird das Turbinendrehmoment zum Ende der Trägheitsphase berechnet. Das Turbinendrehmoment zum Ende der Trägheitsphase wird durch Bezugnahme auf den Drehungs-Drehmoment-Umwandlungsplan auf der Grundlage der Turbinendrehzahl NT berechnet, welche aus der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Ende der Trägheitsphase und dem Getriebeübersetzungsverhältnis bestimmt wird.
In einem Schritt S406 wird das Übertragungsdrehmoment zum Ende der Trägheitsphase ((e) in 21; t2) berechnet. Das Übertragungsdrehmoment zum Ende der Trägheitsphase wird berechnet, indem das Verteilungsverhältnis und ein Sicherheitsfaktor mit dem Turbinendrehmoment zum Ende der Trägheitsphase multipliziert wird. Der Sicherheitsfaktor ist eine Konstante zum Bestimmen des Öldrucks beim Trennen der Kupplung während eines Herunterschaltens und wird auf der Grundlage des Turbinendrehmoments zum Ende der Trägheitsphase und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
In einem Schritt S407 wird das Durchschnitts-Trägheitsphasen-Übertragungsdrehmoment ((e) in 21) berechnet. Das Durchschnitts-Trägheitsphasen-Übertragungsdrehmoment wird berechnet, indem ein Wert, erhalten durch Addieren des Übertragungsdrehmoments zum Ende der Trägheitsphase zum Übertragungsdrehmoment zu Beginn der Trägheitsphase, halbiert wird. Mit anderen Worten: Das Durchschnitts-Trägheitsphasen-Übertragungsdrehmoment wird als ein Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase und des Übertragungsdrehmoments zum Ende der Trägheitsphase berechnet.
In einem Schritt S408 wird eine Durchschnitts-Trägheitsphasen-Relativdrehzahl ((d) in 21) berechnet. Die Durchschnitts-Trägheitsphasen-Relativdrehzahl wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (12) berechnet.
$\begin{array}{l} (Durchschnitts-Tr ä gheitsphasen-Relativdrehzahl) = {A \times (Ausgangsdrehzahl \\ No zu Beginn der Tr ä gheitsphase) + B \times (Turbinendrehzahl NT zu Beginn der \\ Tr ä gheitsphase)} × π / 60 \end{array}$
Hierbei sind A und B Relativdrehungs-Berechnungskonstanten, die im voraus aus einer kollinearen Kurve bestimmt wurden.
In einem Schritt S409 wird die Wärmeerzeugungsmenge T_up berechnet. Die Wärmeerzeugungsmenge T_up wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (13) berechnet.
$\begin{array}{l} (W ä {rmeerzeugungsmenge T}_{up}) = {(Tr ä gheitsphasenzeitraum) \times \\ (Durchschnitts - Tr ä gheitsphasen - Relativdrehzahl) \times (Durchschnitts-Tr ä gheitsphasen- \\ Ü bertragungsdrehmoment)} / 1000 \times (Q-T Umwandlungskoeffizient) \end{array}$
Die Berechnung des prognostizierten Temperaturanstiegs T_INH für den PYDOWN-Schaltvorgang in Schritt S35 der 13 ist ähnlich zu der Berechnung des prognostizierten Temperaturanstiegs T_INH für den normalen Abwärtsschaltvorgang, der oben beschrieben wurde, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, dass der in Schritt S404 verwendete Trägheitsphasen-Zielzeitraum kürzer als der des normalen Abwärtsschaltvorgangs ist.
Als Nächstes wird die Berechnung des zweiten prognostizierten Temperaturanstiegs T_INH für den synchronisierten Schaltvorgang in Schritt S41 der 13 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 19 beschrieben.
In einem Schritt S501 wird die relative Drehzahl zwischen der Turbinendrehzahl NT und der Ausgangsdrehzahl No berechnet.
In einem Schritt S502 wird ein Ziel-Übertragungsdrehmoment der zu trennenden Kupplung berechnet.
In einem Schritt S503 wird ein Ziel-Schaltzeitraum berechnet.
In einem Schritt S504 wird die prognostizierte Wärmeerzeugungsmenge T_up berechnet. Die prognostizierte Wärmerzeugungsmenge T_up wird durch Multiplizieren der relativen Drehzahl, des Ziel-Übertragungsdrehmoments und des Ziel-Schaltzeitraums berechnet.
Als Nächstes werden Vorgänge der Schaltungssteuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf das in 22 gezeigte Zeitablaufdiagramm beschrieben. Sofern nicht anders angegeben, sollen die Begriffe Aufwärtsschaltvorgang und Abwärtsschaltvorgang Schaltvorgänge bezeichnen, die im normalen Schaltungsmodus durchgeführt werden, wobei der Fokus auf dem Schaltungsruck liegt. 22 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Temperaturveränderung in einer bestimmten Kupplung zeigt, und verdeutlicht einen Zustand, bei dem Aufwärts-Schaltvorgänge und Abwärts-Schaltvorgänge zwischen dem Nten Gang und dem N+1ten Gang wiederholt werden und eine Wärmestrahlung nach jedem Schaltvorgang durchgeführt wird.
Wenn ein Aufwärts-Schaltungsbefehl zu einem Zeitpunkt t1 ausgegeben wird, wird der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH für den Aufwärtsschaltvorgang berechnet, und da die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem Aufwärtsschaltvorgang, die durch Addieren der aktuellen Kupplungstemperatur Tc zum prognostizierten Temperaturanstieg T_INH für den Aufwärtsschaltvorgang erhalten wird, die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur nicht übersteigt, wird ein Aufwärtsschaltvorgang durchgeführt.
Wenn ein Abwärts-Schaltungsbefehl zu einem Zeitpunkt t2 ausgegeben wird, wird der prognostizierte Temperaturanstieg T_INH für den Abwärtsschaltvorgang berechnet, und da die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem Abwärtsschaltvorgang, die durch Addieren der aktuellen Kupplungstemperatur Tc zum prognostizierten Temperaturanstieg T_INH für den Abwärtsschaltvorgang erhalten wird, die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur nicht übersteigt, wird ein Abwärtsschaltvorgang durchgeführt.
Aufwärts- und Abwärtsschaltvorgänge werden danach in ähnlicher Weise wiederholt, und wenn ein Aufwärtsschaltvorgang zu einem Zeitpunkt t3 bestimmt wird, wird die prognostizierte Temperatur T_ES nach dem Aufwärtsschaltvorgang berechnet. Da diese prognostizierte Temperatur T_ES die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur übersteigt, wird ein PYUP-Schaltvorgang, der mit der niedrigen Wärmeerzeugungsmenge ausgeführt wird, durchgeführt. Dadurch nimmt die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung ab und somit wird ein Durchbrennen, verursacht wenn die Kupplungstemperatur die Aufwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur übersteigt, vermieden.
Danach tritt die Kupplung in einen Eingriffsbeharrungszustand ein und strahlt allmählich Wärme ab. Die Wärmestrahlungsmenge T_down zu diesem Zeitpunkt, oder mit anderen Worten der Temperaturabnahmegradient, wird auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der Kupplungstemperatur unmittelbar nach einem Heraufschalten, durchgeführt ab dem Zeitpunkt t3, und der Öltemperatur T_OIL bestimmt.
Wenn ein Abwärtsschaltvorgang zu einem Zeitpunkt t4 bestimmt wird, wird die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem Abwärtsschaltvorgang, durchgeführt im normalen Schaltungsmodus, berechnet, und da diese prognostizierte Temperatur T_ES die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur übersteigt, wird die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem PYDOWN-Schaltvorgang, durchgeführt im Schaltungsmodus mit geringer Wärmeerzeugungsmenge, berechnet. Jedoch übersteigt auch die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem PYDOWN-Schaltvorgang die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur, und somit wird die Ausführung des bestimmten Abwärtsschaltvorgangs verhindert.
Wenn ein Abwärtsschaltvorgang erneut zu einem Zeitpunkt t5 bestimmt wird, wird die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem im normalen Schaltungsmodus durchgeführten Abwärtsschaltvorgang berechnet, und da diese prognostizierte Temperatur T_ES die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur übersteigt, wird die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem PYDOWN-Schaltvorgang berechnet. In diesem Fall übersteigt die prognostizierte Temperatur T_ES nach einem PYDOWN-Schaltvorgang, der in dem Schaltungsmodus mit geringer Wärmeerzeugungsmenge durchgeführt wurde, nicht die Abwärtsschaltungs-Durchbrenntemperatur, und somit wird ein PYDOWN-Schaltvorgang durchgeführt.
Danach tritt die Kupplung in den Trennungsbeharrungszustand ein und strahlt allmählich Wärme ab. Die Wärmestrahlungsmenge T_down zu diesem Zeitpunkt, oder mit anderen Worten der Temperaturabnahmegradient, wird auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der Kupplungstemperatur unmittelbar nach einem Abwärtsschaltvorgang, durchgeführt ab dem Zeitpunkt t5, und der Öltemperatur T_OIL bestimmt.
Wenn der Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum nach dem Zeitpunkt t5 abläuft, oder wenn die Kupplungstemperatur auf oder unter die Öltemperatur T_OIL fällt, dann wird die Kupplungstemperatur auf der Öltemperatur T_OIL (einem feststehenden Wert) gehalten.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die durch einen Schaltvorgang erzeugte Wärmeerzeugungsmenge T_up und die Kupplungstemperatur Tc bei Beendigung des Schaltvorgangs vor dem Start des Schaltvorgangs prognostiziert bzw. vorausberechnet, und auf der Grundlage der prognostizierten Kupplungstemperatur Tc wird der Schaltvorgang entweder ermöglicht oder verhindert. Dadurch kann die Schaltungstoleranz verbessert werden, wodurch eine Verschlechterung des Fahrverhaltens verhindert wird. Außerdem wird während der Synchronisierungssteuerung oder einem Richtungswechselschaltvorgang, bei denen die Wärmeerzeugungsmenge T_up des Schaltvorgangs verringert ist, die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, getroffen auf der Grundlage der prognostizierten Kupplungstemperatur Tc bei Beendigung des Schaltvorgangs, angehalten. Somit kann eine Situation, bei der der prognostizierte Wert der Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung deutlich vom tatsächlichen Wert abweicht, so dass Schaltvorgänge übermäßig oft verhindert werden, vermieden werden.
Weiterhin wird bei einem Richtungswechselschaltvorgang der Schaltvorgang auf der Grundlage der aktuellen Kupplungstemperatur Tc der Kupplung entweder ermöglicht oder verhindert, und somit wird eine übermäßig häufige Verhinderung von Richtungswechselschaltvorgängen, bei denen die Wärmeerzeugungsmenge T_up kleiner ist als bei einem normalen Schaltvorgang, vermieden werden, während die Kupplung geschützt ist.
Außerdem wird während der Synchronisierungssteuerung eine unmittelbare Wegnahme und eine unmittelbare Zufuhr von Öldruck, der zur Kupplung zugeführt wird, durchgeführt, und somit ist die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung viel kleiner als bei einem normalen Schaltvorgang. Bei dieser Art von Synchronisierungssteuerung wird die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert werden soll, auf der Grundlage der aktuellen Kupplungstemperatur Tc anstatt der prognostizierten Kupplungstemperatur Tc durchgeführt, und somit kann durch die Synchronisierungssteuerung eine übermäßig häufige Verhinderung des Schaltvorgangs vermieden werden, während die Kupplung geschützt wird.
Weiterhin werden die durch einen Schaltvorgang erzeugte Wärmeerzeugungsmenge T_up und die Kupplungstemperatur Tc bei Beendigung des Schaltvorgangs vor Beginn des Schaltvorgangs vorausberechnet, und auf der Grundlage der prognostizierten Kupplungstemperatur Tc wird ein Schaltvorgang entweder ermöglicht oder verhindert. Dadurch kann die Schaltungstoleranz erhöht werden, und eine Verschlechterung der Fahreigenschaften kann verhindert werden. Weiterhin wird die Wärmeerzeugungsmenge T_up der Kupplung während des Schaltvorgangs auf der Grundlage eines Durchschnittswerts des Übertragungsdrehmoments der Kupplung und eines Durchschnittswerts der relativen Drehzahl der Kupplung vorausberechnet, und somit kann eine Verbesserung der Prognosegenauigkeit erreicht werden, während die Berechnungsbelastung im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Prognose durch integrierte Hydraulikdaten durchgeführt werden, verringert ist.
Weiterhin werden die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Turbinendrehmoment, das Übertragungsdrehmoment der Kupplung und die relative Drehzahl auf der Grundlage der Beschleunigung vor dem Beginn des Schaltvorgangs vorausberechnet, und außerdem werden auch der Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments der Kupplung und der Durchschnittswert der relativen Drehzahl der Kupplung vorausberechnet. Somit kann die Datenmenge verringert werden, und Dateneinstellungen werden vereinfacht.
Während eines Aufwärtsschaltvorgangs wird außerdem ein Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments der Trägheitsphase auf der Grundlage der Neigung des zur Kupplung zugeführten Öldrucks zu Beginn der Trägheitsphase und der ZielZeitraum der Trägheitsphase berechnet, und somit kann die Berechnungsbelastung verringert werden, während die Prognosegenauigkeit erhalten bleibt.
Bis der Zeitgeber einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Temperaturabnahmegradient während der Wärmestrahlung auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der Kupplungstemperatur Tc nach der Beendigung des Schaltvorgangs und der Öltemperatur T_OIL festgelegt, und wenn der Zeitgeber den vorbestimmten Wert erreicht hat oder diesen überschreitet, wird der Temperaturabnahmegradient auf einen festen vorbestimmten Gradienten festgelegt, ungeachtet der Kupplungstemperatur Tc nach Beendigung des Schaltvorgangs und der Öltemperatur T_OIL . Somit wird in einem Bereich, in dem die Kupplungstemperatur Tc vom Beginn der Wärmestrahlung bis zu dem Punkt, an dem der Zeitgeber den vorbestimmten Wert erreicht, vergleichsweise hoch ist, die Prognosegenauigkeit der aktuellen Temperatur verbessert, so dass eine Verschlechterung der Fahreigenschaften verhindert werden kann. Nachdem der Zeitgeber den vorbestimmten Wert erreicht hat, ist die Kupplungstemperatur Tc niedrig und der Temperaturabnahmegradient kann als im Wesentlichen konstant betrachtet werden, ungeachtet der Kupplungstemperatur Tc zu Beginn der Wärmestrahlung. Durch Einsetzen eines festen vorbestimmten Gradienten kann das Datenvolumen verringert werden.
Weiterhin ist der auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Kupplungstemperatur Tc und der Öltemperatur T_OIL festgelegte Temperaturabnahmegradient so eingestellt, dass er größer wird, wenn die Kupplungstemperatur Tc bei Beendigung des Schaltvorgangs ansteigt, und dadurch kann die aktuelle Kupplungstemperatur Tc mit einem höheren Grad an Genauigkeit berechnet werden.
Weiterhin ist der vorbestimmte Gradient auf einen kleineren Gradienten gesetzt, als der Temperaturabnahmegradient, der auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Kupplungstemperatur Tc und der Öltemperatur T_OIL festgelegt wird, und somit kann die aktuelle Kupplungstemperatur Tc mit einem höheren Grad an Genauigkeit berechnet werden.
Wenn der Rücksetzungsbestimmungszeitgeber den Kupplungsrücksetzungs-Einstellzeitraum erreicht oder übersteigt, wird ferner die Kupplungstemperatur Tc auf Öltemperatur T_OIL gesetzt. Wenn ein bestimmter Zeitraum nach dem Beginn der Wärmestrahlung verstrichen ist, kann somit bestimmt werden, dass die Kupplungstemperatur Tc auf eine Temperatur in der Nähe der Öltemperatur T_OIL gefallen ist, und somit wird in diesem Fall die Berechnung der Kupplungstemperatur Tc angehalten, was eine Verringerung der Berechungsbelastung ermöglicht.
Wenn die berechnete Kupplungstemperatur Tc auf oder unter die Öltemperatur T_OIL fällt, wird die Berechnung angehalten und die Kupplungstemperatur Tc wird als Öltemperatur T_OIL festgelegt, wodurch Berechnungen verhindert werden, nach denen die Kupplungstemperatur Tc geringer als die Öltemperatur T_OIL ist, was ein in der Realität unmögliches Ergebnis ist.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung 2007-250251 , eingereicht am 26. September 2007, welche hiermit in ihrer Gesamtheit durch diesen Verweis aufgenommen wird.

Claims

Automatikgetriebe (7), umfassend: - eine Schaltvorrichtung, welche einen Schaltvorgang von einer aktuellen Getriebeposition zu einer Ziel-Getriebeposition durch wahlweises Eingreifen und Lösen einer Vielzahl von Reibelementen (15, 17, 19, 22, 23) durchführt; - eine Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung zum Berechnen eines aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23); - eine Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinrichtung (102), die eingerichtet ist, vor dem Start des Schaltvorgangs eine Wärmeerzeugungsmenge des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu prognostizieren, die während des Schaltvorgangs erzeugt wird; - eine Wärmebelastungs-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren eines Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) bei Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) und der von der Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinrichtung prognostizierten Wärmeerzeugungsmenge; und - eine Schaltvorgangverhinderungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, auf der Grundlage des von der Wärmebelastungs-Prognoseeinrichtung prognostizierten Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, - wobei die Schaltvorgangverhinderungs-Bestimmungseinrichtung die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert werden soll, die auf der Grundlage der prognostizierten Wärmebelastung bei Beendigung des Schaltvorgangs getroffen wird, anhält, wenn ein Schaltungsmodus des Schaltvorgangs ein zweiter Schaltungsmodus ist, bei dem die Wärmeerzeugungsmenge kleiner als die eines ersten Schaltungsmodus ist, wobei, wenn der Schaltungsmodus des Schaltvorgangs der zweite Schaltungsmodus ist, die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23), berechnet durch die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung, getroffen wird.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 1, wobei der zweite Schaltungsmodus durchgeführt wird, wenn eine neue Schaltvorgangbestimmung während des Schaltvorgangs von der aktuellen Getriebeposition zur Ziel-Getriebeposition getroffen wird, so dass die Ziel-Getriebeposition zur aktuellen Getriebeposition verändert wird.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Synchronisierungssteuereinrichtung zum Durchführen einer Synchronisierungssteuerung, wenn der Schaltvorgang ein Abwärtsschaltvorgang ist, um eine Drehzahl eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, so dass eine relative Drehzahl eines Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf einer Seite, die durch den Schaltvorgang in Eingriff zu bringen ist, vor dem Schaltvorgang auf Null gesetzt wird, und um sicherzustellen, dass ein Reibelement (15, 17, 19, 22, 23) auf einer Seite, die durch den Schaltvorgang außer Eingriff zu bringen ist, nicht schleift, wobei der zweite Schaltungsmodus ein Schaltungsmodus ist, der die Synchronisierungssteuerung begleitet.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 1, wobei die Wärmeerzeugungsmengen-Prognoseeinrichtung die Wärmeerzeugungsmenge des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf der Grundlage eines Durchschnittswerts eines Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) und eines Durchschnittswerts einer relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) während des Schaltvorgangs vorausberechnet.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn einer Drehmomentphase und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn einer Trägheitsphase auf der Grundlage einer Beschleunigung vor dem Beginn des Schaltvorgangs; eine Turbinendrehmoment-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren eines Turbinendrehmoments zu Beginn der Drehmomentphase und eines Turbinendrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase; eine Übertragungsdrehmoment-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren eines Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Drehmomentphase und eines Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Trägheitsphase auf der Grundlage des Turbinendrehmoments zu Beginn der Drehmomentphase und des Turbinendrehmoments zu Beginn der Trägheitsphase; und eine Relativdrehzahl-Prognoseeinrichtung zum Prognostizieren einer relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Drehmomentphase und einer relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Trägheitsphase auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Drehmomentphase und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Trägheitsphase, wobei der Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) während des Schaltvorgangs auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Drehmomentphase und des Übertragungsdrehmoments des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Trägheitsphase berechnet wird, und der Durchschnittswert der relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf der Grundlage der relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Drehmomentphase und der relativen Drehzahl des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) zu Beginn der Trägheitsphase berechnet wird.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 4, wobei, wenn der Schaltvorgang ein Aufwärtsschaltvorgang ist, der Durchschnittswert des Übertragungsdrehmoments der Trägheitsphase auf der Grundlage einer Neigung eines zum Reibelement (15, 17, 19, 22, 23) zugeführten Öldrucks zu Beginn der Trägheitsphase und eines Zielzeitraums der Trägheitsphase berechnet wird.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Öltemperatur-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Öltemperatur des Automatikgetriebes (7), wobei die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung den Wärmebelastungszustand des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf der Grundlage eines Abnahmegradienten des Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) und eines verstrichenen Zeitraums nach der Beendigung des Schaltvorgangs berechnet, und der Abnahmegradient ein erster Abnahmegradient ist, der auf der Grundlage des Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs und der Öltemperatur von der Beendigung des Schaltvorgangs bis zum Verstreichen eines ersten vorbestimmten Zeitraums festgelegt wird, und ein konstanter zweiter Abnahmegradient ist, ungeachtet des Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs und der Öltemperatur, sobald der erste vorbestimmte Zeitraum nach der Beendigung des Schaltvorgangs verstrichen ist.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 7, wobei der erste Abnahmegradient als ein größerer Gradient festgelegt wird, wenn der Wärmebelastungszustand bei Beendigung des Schaltvorgangs zunimmt.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 7, wobei der zweite Abnahmegradient kleiner ist als der erste Abnahmegradient.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 7, wobei der Wärmebelastungszustand eine Temperatur ist, und die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung die Berechnung des Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) anhält und den aktuellen Wärmebelastungszustand des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf die Öltemperatur setzt, wenn ein zweiter vorbestimmter Zeitraum, der länger als der erste vorbestimmte Zeitraum ist, nach Beendigung des Schaltvorgangs verstrichen ist.
Automatikgetriebe (7) nach Anspruch 7, wobei der Wärmebelastungszustand eine Temperatur ist, und die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung die Berechnung des Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) anhält und den aktuellen Wärmebelastungszustand des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf die Öltemperatur setzt, wenn der Wärmebelastungszustand des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) auf oder unter die Öltemperatur fällt.
Schaltungssteuerverfahren für ein Automatikgetriebe (7), das einen Schaltvorgang von einer aktuellen Getriebeposition zu einer Ziel-Getriebeposition durch wahlweises Eingreifen oder Lösen einer Vielzahl von Reibelementen (15, 17, 19, 22, 23) durchführt, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen eines aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23); vor dem Beginn des Schaltvorgangs, Prognostizieren einer Wärmeerzeugungsmenge des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) während des Schaltvorgangs; Prognostizieren eines Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) bei Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23) und der prognostizierten Wärmeerzeugungsmenge; und Bestimmen, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, auf der Grundlage des prognostizierten Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs, und während der Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert werden soll, Anhalten der Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert werden soll, die auf der Grundlage des prognostizierten Wärmebelastungszustands bei Beendigung des Schaltvorgangs getroffen wird, wenn ein Schaltungsmodus des Schaltvorgangs ein zweiter Schaltungsmodus ist, bei dem die Wärmeerzeugungsmenge geringer ist als die eines ersten Schaltungsmodus, wobei, wenn der Schaltungsmodus des Schaltvorgangs der zweite Schaltungsmodus ist, die Bestimmung, ob der Schaltvorgang ermöglicht oder verhindert wird, auf der Grundlage des aktuellen Wärmebelastungszustands des Reibelements (15, 17, 19, 22, 23), berechnet durch die Berechnungseinrichtung für die aktuelle Wärmebelastung, getroffen wird.