DE102013104331A1

DE102013104331A1 - Fahrzeugsteuereinheit

Info

Publication number: DE102013104331A1
Application number: DE102013104331A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Nishida; Koichi Inoue; Hiroki Tanaka; Keisuke Ajimoto; Shinya Yasunaga
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP5457495B2; US20130297159A1; CN103381817A; JP2013231496A; DE102013104331B4; CN103381817B; US8849525B2

Abstract

Es wird eine Fahrzeugsteuereinheit angegeben. Die Fahrzeugsteuereinheit (100) sieht einen Automatikmodus vor, der ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Fahrzeugs (1) automatisch bestimmt, und sieht ferner einen temporären manuellen Modus vor, der bei einer Fahrerbetätigung ein beliebiges aus mehreren vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen auswählt und einen Betriebsmodus in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs (1) automatisch in den Automatikmodus umschaltet. Wenn ein Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus durch einen Herunterschaltvorgang umgeschaltet wird, der ein Übersetzungsverhältnis in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis in einem Getriebe (50) ändert, und eine Motordrehzahl niedriger als eine in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Referenzdrehzahl ist, wählt die Fahrzeugsteuereinheit (100) ein beliebiges der vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse derart aus, dass die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Fahrzeugsteuerungstechnologie zum Übertragen von mechanischer Kraft, die über eine Motorausgangswelle von einem Verbrennungsmotor empfangen wird, auf Antriebsräder unter Durchlaufung eines Vorgangs, bei dem ein Getriebe zum Ändern einer Drehzahl veranlasst wird.
2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Ein Kraftfahrzeug, bei dem von einem Verbrennungsmotor über eine Motorausgangswelle empfangene mechanische Kraft auf die Antriebsräder übertragen wird, weist typischerweise ein Getriebe auf, das die über die Motorausgangswelle empfangene mechanische Kraft nach einem Prozess der Änderung einer Drehzahl (und zwar einer Änderung des Drehmoments) auf die Antriebsräder überträgt. Beispiele für ein solches Getriebe sind ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT), das Übersetzungsverhältnisse in stufenloser Weise ändern kann, sowie ein Schaltgetriebe, das eine Drehzahl unter selektiver Verwendung von einem Gang aus einer Vielzahl von Gängen (Übersetzungsverhältnissen) ändert.
Ein mit einem solchen Getriebe ausgestattetes Fahrzeug weist typischerweise einen Betriebsmodus (der im folgenden als Automatikmodus bezeichnet wird) auf, bei dem ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch bestimmt wird. Ein solchen Fahrzeug weist auch noch einen anderen Betriebsmodus (der im folgenden als manueller Modus bezeichnet wird) auf, in dem ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen in Abhängigkeit von einer Fahrerbetätigung ausgewählt wird und somit das gewählte Übersetzungsverhältnis zum Ändern einer Drehzahl in dem Getriebe verwendet wird.
Technologien zum Umschalten eines Betriebsmodus zwischen Automatikmodus und manuellem Modus gemäß einer Betätigung durch den Fahrer sind bereits vorgeschlagen worden (siehe z. B. die japanischen Patentveröffentlichungen JP 3 656 482 B und JP 3 218 962 B ).
Die JP 3 656 482 B schlägt vor, dass zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den manuellen Modus ein Übersetzungsverhältnis (feststehendes Übersetzungsverhältnis) in dem manuellen Modus unmittelbar nach dem Schaltvorgang in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis als ein Übersetzungsverhältnis in dem Automatikmodus unmittelbar vor dem Schaltvorgang gebracht wird, so dass die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle (Getriebeeingangsdrehzahl) gleich einem vorbestimmten Niveau oder höher als dieses ist.
Ferner schlägt die JP 3 218 962 B vor, dass zum Zeitpunkt der Änderung eines Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den manuellen Modus ein in den manuellen Modus zu verbringendes Übersetzungsverhältnis auf ein Niveau gebracht wird, das möglichst nahe bei sowie niedriger (oder höher) als ein Übersetzungsverhältnis ist, das in dem Automatikmodus vorgegeben worden ist.
Bei der in der JP 3 218 962 B beschriebenen Technologie erfolgt das Umschalten von dem Automatikmodus in den manuellen Modus, wenn der Fahrer einen Getriebewählhebel (Schalthebel) von einer Position im Bereich ”D”, mit der das Fahrzeug in den Automatikmodus versetzt wird (siehe 8 in JP 3 218 962 B ) , in eine Position des manuellen Modus verlagert und er ferner den Getriebewählhebel in eine ”–”-Position, die ein Herunterschalten bezeichnet, oder in eine ”+”-Position verlagert, die ein Hochschalten bezeichnet.
Weiterhin schlägt die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 11-257 485 A eine Technologie zum Umschalten eines Automatikmodus in einen temporären manuellen Modus durch Betätigung eines Herunterschalt-Schalters oder eines Hochschalt-Schalters vor, die an einem Lenkrad vorgesehen sind, ohne dass der Fahrer dazu veranlasst wird, den Getriebewählhebel in die Position eines Bereichs ”M” zu verbringen, in der das Fahrzeug in den manuellen Modus versetzt wird.
Die JP 11-257 485 A beschreibt eine Technik, bei der in einem ”temporären manuellen Modus” der Betriebsmodus von dem temporären manuellen Modus nach dem Verstreichen einer ”vorbestimmten Zeit”, die in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird, automatisch in den Automatikmodus geschaltet wird.
Manuelle Betriebsmoden beinhalten einen Modus, in dem ein manueller Modus durch eine Fahrerbetätigung beendet und in einen Automatikmodus geschaltet wird, beispielsweise indem der Fahrer einen Getriebewählhebel von einer Position in dem Bereich ”M” für einen manuellen Modus in eine Position in dem Bereich ”D” für den Automatikmodus verlagert, wie dies in der JP 3 218 962 B beschrieben ist, sowie einen Modus, in dem nach Betätigung eines an einem Lenkrad vorgesehenen Schalters der manuelle Modus automatisch beendet und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs in den Automatikmodus geschaltet wird, die dies in der JP 11-257 485 A beschrieben ist.
Mit anderen Worten, die manuellen Moden beinhalten einen ”selektiven manuellen Modus”, in dem ein Umschalten in den Automatikmodus durch eine vorbestimmte Fahrerbetätigung erfolgt, sowie einen ”temporären manuellen Modus”, in dem ein Umschalten in den Automatikmodus in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch stattfindet.
Bei dem temporären manuellen Modus handelt es sich um einen Modus, bei dem nach dem temporären Verbringen des Automatikmodus in den manuellen Modus ein Umschalten in den Automatikmodus automatisch stattfindet, wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs eine vorbestimmte Bedingung zum Beenden des Modus erfüllt. Im Vergleich zu dem selektiven manuellen Modus wird aus diesem Grund der temporäre manuelle Modus häufig so konfiguriert, dass die Fahrerbetätigungen einfacher werden und diese gleichzeitig die Absicht des Fahrers zu einer Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs exakter widerspiegeln.
Wenn ein Fahrer also versucht, einen Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus umzuschalten, indem er Übersetzungsverhältnisse durch eine Paddelschalterbetätigung oder einen Herunterschaltvorgang auf niedrigere Übersetzungsverhältnisse umschaltet, ist es somit wünschenswert, eine Steuerung in einer derartigen Weise auszuführen, dass sich die Absicht des Fahrers hinsichtlich einer Verlangsamung des Fahrzeugs in den Übersetzungsverhältnissen exakter widerspiegelt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten Situation erfolgt, und ihre Aufgabe besteht in der Schaffung eines Fahrzeugsteuerungstechnologie, mit der sich eine Fahrerabsicht exakter in Übersetzungsverhältnissen widerspiegeln kann, wenn ein Schaltvorgang von dem Automatikmodus in einen temporären manuellen Modus durch einen Herunterschaltvorgang stattfindet.
Gemäß einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugsteuereinheit für ein Fahrzeug, bei dem von einem Verbrennungsmotor über eine Motorausgangswelle empfangene mechanische Kraft auf Antriebsräder übertragen wird und dabei ein Prozess durchlaufen wird, in dem ein Getriebe zum Ändern einer Drehzahl veranlasst wird, wobei die Fahrzeugsteuereinheit das Getriebe steuern kann.
Die Fahrzeugsteuereinheit sieht einen Automatikmodus, in dem ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch bestimmt wird und das bestimmte Übersetzungsverhältnis zum Ändern einer Drehzahl in dem Getriebe verwendet wird, sowie einen manuellen Modus vor, in dem ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen in Abhängigkeit von einer Fahrerbetätigung ausgewählt wird und das ausgewählte Übersetzungsverhältnis zum Ändern einer Drehzahl in dem Getriebe verwendet wird.
Der manuelle Modus umfasst einen temporären manuellen Modus, in dem ein Umschaltvorgang in den Automatikmodus in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch stattfindet, wobei zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus durch einen Herunterschaltvorgang, durch den ein Übersetzungsverhältnis in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis geändert wird – wenn eine Motordrehzahl, bei der es sich um eine Drehzahl der Motorausgangswelle handelt, niedriger ist als eine Referenzdrehzahl, bei der es sich um einen Schwellenwert handelt, der in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird –, ein beliebiges von der Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen derart ausgewählt wird, dass die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist.
Vorzugsweise kann dann, wenn eine Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen vorhanden ist, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist, ein näher bei dem schnellsten Übersetzungsverhältnis liegendes Übersetzungsverhältnis ausgewählt werden.
Vorzugsweise kann die Referenzdrehzahl mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit auf ein höheres Niveau gesetzt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuereinheit kann die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs verändert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuereinheit kann die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von einem Gradienten einer Straßenoberfläche geändert werden, auf der das Fahrzeug fährt.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuereinheit kann die Referenzdrehzahl in dem Maße auf ein höheres Niveau geändert werden, in dem eine Gefällestrecke, auf der das Fahrzeug fährt, steiler wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteuereinheit kann die Referenzdrehzahl in dem Maße auf ein niedrigeres Niveau geändert werden, in dem das Gaspedal-Betätigungsausmaß größer wird.
Zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus in den temporären manuellen Modus ermöglicht es die Fahrzeugsteuereinheit, dass die Motordrehzahl nach einem Herunterschalten gleich einer oder höher als eine vorbestimmte Referenzdrehzahl ist. Infolgedessen kann der Motor nach dem Herunterschalten eine gewisse Rotationslast oder einen gewissen Motorbremsvorgang durch die Motorausgangswelle erzeugen, so dass sich die Absicht des Fahrers hinsichtlich einer Verlangsamung des Fahrzeugs in exakterer Weise in dem Übersetzungsverhältnis nach dem Herunterschalten widerspiegeln kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Konfiguration eines Fahrzeugs und eines Getriebesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Systemkonfiguration eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3A, 3B Diagramme zur Erläuterung eines manuellen Modus, wie er durch eine Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wobei eine Vielzahl vorbestimmter Übersetzungsverhältnisse dargestellt ist;
4 ein Diagramm zur Erläuterung eines selektiven manuellen Modus, wie er durch eine Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wobei ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Herunterschalten ausgewählt wird;
5 ein Diagramm zur Erläuterung eines selektiven manuellen Modus, wie er durch eine Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wobei ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Hochschalten ausgewählt wird;
6 ein Diagramm zur Erläuterung eines temporären manuellen Modus, wie er durch eine Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wobei ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Hochschalten ausgewählt wird;
7 ein Diagramm zur Erläuterung eines temporären manuellen Modus, wie er durch eine Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wobei ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Herunterschalten ausgewählt wird;
8 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderung einer Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der ein Fahrzeug fährt, in einem temporären manuellen Modus, der von einer Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen wird; und
9 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderung einer Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Ausmaß einer Gaspedalbetätigung durch einen Fahrer zusätzlich zu dem Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der ein Fahrzeug fährt, in einem temporären manuellen Modus, der von einer Fahrzeugsteuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung (im folgenden als ”Ausführungsbeispiel” bezeichnet) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird typischerweise unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beschrieben, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Im Umfang der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Modifikationen möglich. Als erstes werden ein Fahrzeug und ein Getriebesystem gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 erläutert. Dabei zeigt 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Konfiguration des Fahrzeugs und des Getriebesystems gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Ein Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Verbrennungsmotor 5 als Motor zum Antreiben von Antriebsrädern 9 ausgestattet. Bei dem Verbrennungsmotor 5 handelt es sich um eine Wärmekraftmaschine, die Energie eines Kraftstoffs in mechanische Energie umwandelt und die mechanische Energie abgibt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor 5 um eine Kolbenmaschine, bei der sich ein Kolben in einem Zylinder hin und her bewegt.
Der Verbrennungsmotor 5 besitzt ein Kraftstoff-Einspritzsystem, eine Zündvorrichtung und einen Drosselklappe, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und alle durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit 100 (im folgenden als ”Steuereinheit” bezeichnet) gesteuert werden.
Der Verbrennungsmotor 5 gibt mechanische Kraft über eine Motorausgangswelle 6 unter der Steuerung der Steuereinheit 100 ab. Die Motorausgangsleistung von dem Verbrennungsmotor 5 wird durch die Steuereinheit 100 gesteuert. In den nachfolgenden Beschreibungen wird die mechanische Kraft, die der Verbrennungsmotor 5 über die Motorausgangswelle 6 abgibt, als ”Motorausgangsleistung” bezeichnet, während die Drehzahl der Motorausgangswelle 6 als ”Motordrehzahl” bezeichnet wird.
Das Fahrzeug 1 besitzt ein Transmissions- bzw. Getriebesystem 10, das die von dem Verbrennungsmotor 5 über die Motorausgangswelle 6 empfangene mechanische Kraft auf die Antriebsräder 9 überträgt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt das Getriebesystem 10 einen Drehmomentwandler 20, der die mechanische Kraft von dem Verbrennungsmotor 5 unter Erhöhung eines Drehmoments mittels eines darin enthaltenen Arbeitsfluids übertragen kann, einen Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 20, der die mechanische Kraft von dem Drehmomentwandler 20 unter Umschaltung der Rotationsrichtung übertragen kann, sowie ein Getriebe 50, das die mechanische Kraft von dem Verbrennungsmotor 5 unter Änderung einer Anzahl von Umdrehungen bzw. Drehzahl auf die Antriebsräder 9 übertragen kann.
Dem Getriebesystem 10 wird die mechanische Kraft von dem Verbrennungsmotor 5 über die Motorausgangswelle 10 und eine Eingangswelle 11 desselben zugeführt, und das Getriebesystem 10 überträgt die mechanische Kraft auf die Antriebsräder 9.
Bei dem Drehmomentwandler 20 handelt es sich um eine hydraulische Kraftübertragungseinrichtung, die ein Pumpenlaufrad 22, einen Turbinenläufer 24 und einen Stator 25 besitzt und die mechanische Kraft von dem Pumpenlaufrad 22 unter Vervielfachung des Drehmoments mittels eines darin enthaltenen Arbeitsfluids zu dem Turbinenläufer 24 übertragen kann. Der Drehmomentwandler 20 überträgt die über das Pumpenlaufrad 22 empfangene mechanische Kraft zu dem Turbinenläufer 24 über ein Arbeitsfluid (z. B. ein Automatikgetriebefluid (ATF)).
Das Arbeitsfluid strömt von dem Pumpenlaufrad 22 zu dem Turbinenläufer 24 und von dort wieder in das Pumpenlaufrad 22, wobei der Stator 25 zum Ändern der Richtung veranlasst wird, in die das Arbeitsfluid strömt. Der Drehmomentwandler 20 ist derart ausgebildet, dass er das Drehmoment vervielfachen kann, das von dem Pumpenlaufrad 22 zu dem Turbinenläufer 24 übertragen wird.
Das Pumpenlaufrad 22 ist mit einem Element verbunden, das als Eingang des Drehmomentwandlers 20 wirkt, nämlich der Eingangswelle 11 des Getriebesystems 10. Die Eingangswelle 11 ist mit dem Pumpenlaufrad 22 derart verbunden, dass sich diese in integraler Weise miteinander drehen. Der Turbinenläufer 24 ist mit einer Eingangswelle 31 des Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 verbunden.
Der Stator 25 ist mit einer Einwegkupplung 27 verbunden, die zum Zusammenwirken mit einem Element ausgebildet ist, bei dem es sich von den das Getriebesystem 10 bildenden Elementen um ein stationäres Element handelt (das im folgenden als stationäres Element bezeichnet wird). Ein Beispiel für ein solches Element ist ein Gehäuse, in dem das Getriebesystem 10 untergebracht ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Drehmomentwandler 20 eine Überbrückungskupplung 28 auf, bei der es sich um eine Kupplung handelt, die das Pumpenlaufrad 22 und den Turbinenläufer 24 miteinander koppeln kann. Wenn die Überbrückungskupplung 28 eingerückt ist, drehen sich das Pumpenlaufrad 22 und der Turbinenläufer 24 in integraler Weise miteinander, so dass die Motorausgangsleistung von dem Verbrennungsmotor 5 geradewegs von dem Turbinenläufer 24 zu dem Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 übertragen wird.
In der vorliegenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem eine Kupplung (z. B. die Überbrückungskupplung 28 oder eine Vorwärtskupplung 40) deaktiviert ist, um dadurch die Kraftübertragung zwischen antreibenden rotierenden Elementen und angetriebenen rotierenden Elementen zu unterbrechen, als ”gelöster Zustand” bezeichnet. Dagegen wird ein Zustand, in dem die Kupplung aktiviert ist, um die antreibenden und angetriebenen rotierenden Elemente zu veranlassen, sich in integraler Weise miteinander mit der gleichen Drehzahl rotationsmäßig zu bewegen, als ”gekoppelter Zustand” bezeichnet.
Darüber hinaus wird ein Zustand, in dem die antreibenden und die angetriebenen rotierenden Elemente miteinander in Eingriff stehen bzw. zusammenwirken, um für eine Drehmomentübertragung zwischen diesen zu sorgen, als ”Eingriffszustand” bezeichnet. Mit anderen Worten, der ”Eingriffszustand” schließt den ”gekoppelten Zustand” ein.
In der vorliegenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem eine Bremse (z. B. eine Rückwärtsbremse 46) aktiviert wird, um eine Rotation eines sich bewegenden Körpers zu stoppen, als ”Stoppzustand” bezeichnet. Dagegen wird ein Zustand, in dem die Bremse deaktiviert ist, um einen Bewegungskörper zum Ausführen einer freien Rotation in Relation zu einem stationären Körper zu veranlassen, als ”deaktivierter Zustand” bezeichnet. Ferner wird ein Zustand, in dem ein sich bewegender Körper und ein stationärer Körper miteinander in Kontakt treten, um den sich bewegenden Körper abzubremsen, als ”Bremszustand” bezeichnet. Mit anderen Worten, der ”Bremszustand” schließt den ”Stoppzustand” ein.
Der Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 ist aus Planetenrädern vom Doppelritzel-Typ (Doppelplaneten-Typ) gebildet, die ein mit der Eingangswelle 31 verbundenes Sonnenrad 34, ein mit dem Sonnenrad 34) kämmendes inneres Planetenritzel 35, ein mit dem inneren Planetenritzel 35 kämmendes äußeres Planetenritzel 36, einen Planetenträger 38, der das innere Planetenritzel 35 und das äußere Planetenritzel 36 drehbar abstützt, sowie ein Hohlrad 39 aufweisen, das mit dem äußeren Planetenritzel 36 kämmt. Der Planetenträger 38 ist mit einer Eingangswelle 51 (im folgenden als Getriebeeingangswelle bezeichnet) des Getriebes 50 verbunden, das im folgenden noch beschrieben wird.
Ferner weist der Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 die Vorwärtskupplung 40, bei der es sich um eine Kupplung handelt, die das Sonnenrad 34 und den Planetenträger 38 eines Planetenradmechanismus miteinander koppeln kann, sowie die Rückwärtsbremse 46 auf, bei der es sich um eine Bremse handelt, die die Rotation des Hohlrads 39 des Planetenradmechanismus bremsen kann. Der Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 veranlasst das Sonnenrad 34, den Planetenträger 38 und das Hohlrad 39 zur gemeinsamen Rotation, wenn die Vorwärtskupplung 40 in den gekoppelten Zustand verbracht wird und gleichzeitig auch die Rückwärtsbremse 46 in den gelösten Zustand verbracht wird.
Dies ermöglicht dem Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 die Übertragung von über die Eingangswelle 31 empfangener Motorausgangsleistung zu der Getriebeeingangswelle 51, ohne dass irgendeine Änderung bei der Rotationsrichtung und der Rotationsgeschwindigkeit hervorgerufen wird.
Wenn dagegen die Vorwärtskupplung 40 in den gelösten Zustand gebracht wird und gleichzeitig die Rückwärtsbremse 46 in den Stoppzustand gebracht wird, dreht sich der Planetenträger 38 in der entgegengesetzten Richtung zu dem Sonnenrad 34. Dies ermöglicht dem Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30 die Übertragung der über die Eingangswelle 31 empfangenen Motorausgangsleistung zu der Getriebeeingangswelle 51 unter Umkehr der Rotationsrichtung.
Wenn die Vorwärtskupplung 40 in den gelösten Zustand gebracht wird und gleichzeitig die Rückwärtsbremse 46 in den gelösten Zustand gebracht wird, ist die mechanische Kraftübertragung zwischen dem Sonnenrad 34 und dem Planetenträger 38 unterbrochen. Der gekoppelte Zustand/gelöste Zustand für die Vorwärtskupplung 40 und der Stoppzustand/deaktivierte Zustand für die Rückwärtsbremse 46 werden durch die Steuereinheit 100 in koordinierter Weise gesteuert.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt das Getriebe 50 ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT), das Übersetzungsverhältnisse in stufenloser Weise ändern kann. Das Getriebe 50 besitzt eine Getriebeeingangswelle 51, der mechanische Kraft über die Motorausgangswelle 6 zugeführt wird, eine Eingangsscheibe 52 (Primärscheibe), die koaxial mit der Getriebeeingangswelle 51 vorgesehen ist und sich synchron mit der Getriebeeingangswelle 51 dreht, eine Ausgangswelle 53 (die im folgenden als Getriebeausgangswelle bezeichnet wird), die in einem vorbestimmten Abstand von der Getriebeeingangswelle 51 parallel zu dieser vorgesehen ist und mechanische Kraft an einen Untersetzungsmechanismus 80 abgibt.
Das Getriebe 50 besitzt ferner eine Ausgangsscheibe 54 (Sekundärscheibe), die koaxial mit der Getriebeausgangswelle 53 vorgesehen ist und sich synchron mit der Getriebeausgangswelle 53 dreht, sowie ein Kraftübertragungselement 55 (in 1 in gestrichelter Linie dargestellt), das um die Eingangsscheibe 52 und die Ausgangsscheibe 54 herumgeführt ist, so dass es zwischen diesen läuft und von der Getriebeeingangswelle 51 erhaltene mechanische Kraft zu der Getriebeausgangswelle 53 überträgt. Das Kraftübertragungselement 55 kann einen Metallriemen oder eine Metallkette aufweisen.
Das Getriebe 80 weist ferner folgendes auf: eine Ausgangsscheibe 54 (Sekundärscheibe), die koaxial mit der Getriebeausgangswelle 53 vorgesehen ist und sich synchron mit der Getriebeausgangswelle 53 dreht, sowie ein Kraftübertragungselement 55 (in 1 in unterbrochener Linie dargestellt), das um die Eingangsscheibe 52 und die Ausgangsscheibe 54 herumgeführt ist, so dass es zwischen diesen läuft und die von der Getriebeeingangswelle 51 erhaltene mechanische Kraft zu der Getriebeausgangswelle 53 überträgt. Das Kraftübertragungselement 55 kann einen Metallriemen oder eine Metallkette beinhalten.
Das Getriebe 50 wird aktiviert, wenn es mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, wobei durch Ändern der Scheibenbreite der Eingangsscheibe 52 ein ”Umschlingungsdurchmesser” geändert werden kann, der durch das um die Eingangsscheibe 52 herumgeschlungene Kraftübertragungselement 55 erzeugt wird. Gleichermaßen kann durch Ändern der Scheibenbreite der Ausgangsscheibe 54 das Getriebe 50 einen ”Umschlingungsdurchmesser” ändern, der durch das um die Ausgangsscheibe 54 herumgeschlungene Kraftübertragungselement erzeugt wird.
Bei dem Getriebe 50 kann eine Änderung der Scheibenbreiten der Eingangsscheibe 52 und der Ausgangsscheibe 54 eine Änderung der Umschlingungsdurchmesser des Kraftübertragungselements 55 bei den Scheiben 52 bzw. 54 unter der Steuerung der Steuereinheit 100 hervorrufen. Das Verhältnis (Ro/Ri) des Umschlingungsdurchmessers Ro des Kraftübertragungselements 55 bei der Ausgangsscheibe 54 zu dem Umschlingungsdurchmesser Ri des Kraftübertragungselements 55 bei der Eingangsscheibe 52 ist das Übersetzungsverhältnis (Ni/No), bei dem es sich um ein Verhältnis der Drehzahl Ni der Getriebeeingangswelle 51 zu der Drehzahl No der Getriebeausgangswelle 53 handelt. Das Getriebe 50 kann das Übersetzungsverhältnis (Ni/No) in stufenloser Weise ändern, indem die Riemenbreite von mindestens einer der Eingangsscheibe 52 und der Ausgangsscheibe 54 stufenlos verändert wird.
Das Getriebe 50 überträgt die mechanische Kraft, die ihm über die Getriebeeingangswelle 51 zugeführt wird, von der Getriebeausgangswelle 53 zu dem Untersetzungsmechanismus 80 unter Änderung der Drehzahl (und zwar des Drehmoments) zwischen der Eingangsscheibe 52 und der Ausgangsscheibe 54. Wie vorstehend beschrieben, wird dem Getriebe 50 die mechanische Kraft über die Motorausgangswelle 6 und die Getriebeeingangswelle 51 zugeführt, wobei das Getriebe 50 die mechanische Kraft unter Veränderung der Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit auf die Antriebsräder 9 überträgt.
Der Untersetzungsmechanismus 80 besitzt ein Antriebszahnrad 82, das mit der Getriebeausgangswelle 53 verbunden ist, ein angetriebenes Zahnrad 84, das mit dem Antriebszahnrad 82 kämmt, sowie ein Differential-Antriebszahnrad 86, das mit dem angetriebenen Zahnrad 84 verbunden ist. Das Differential-Antriebszahnrad 86 kämmt mit einem Hohlrad 94, das an einem Differentialgehäuse 92 eines Differentials 90 befestigt ist. Der Untersetzungsmechanismus 80 überträgt die über die Getriebeausgangswelle 83 empfangene mechanische Kraft unter Reduzierung einer Drehzahl (d. h. Erhöhung eines Drehmoments) zu dem Differential 90.
Das Differential 90 überträgt die mechanische Kraft von dem Untersetzungsmechanismus 80 auf eine linke und eine rechte Antriebswelle 99, und zwar unter Verteilung der mechanischen Kraft auf die Antriebswellen 99. Die Antriebswellen 99 sind mit den Antriebsrädern 9 verbunden. Die von dem Motor 5 über die Motorausgangswelle 6 empfangene mechanische Kraft wird über das Getriebesystem 10, d. h. bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel über den Drehmomentwandler 20, den Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 30, das Getriebe 50, den Untersetzungsmechanismus 80 und das Differential 90, auf die Antriebsräder 9 übertragen. Die auf die Antriebsräder 9 übertragene mechanische Kraft erzeugt Traktion [N] in Form von Reibung zwischen den Antriebsrädern 9 und einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug 1 fährt, zum Antreiben des Fahrzeugs 1.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration überträgt das Fahrzeug 1 die von dem Motor 5 abgegebene und über die Motorausgangswelle 6 empfangene mechanische Kraft auf die Antriebsräder 9, wobei das Getriebe 50 zum Ändern der Drehzahl veranlasst wird. Insbesondere weist das Fahrzeug 1 die vorstehend genannte Steuereinheit 100 auf, die das Übersetzungsverhältnis (Ni/No) bei dem Getriebe 50 steuert. Die Konfiguration der Fahrzeugsteuereinheit 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Dabei zeigt 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Systemkonfiguration des Fahrzeugs 1, das die Fahrzeugsteuereinheit 100 aufweist.
Die Steuereinheit 100 besitzt eine CPU als zentrale Verarbeitungseinheit, einen RAM als Hauptspeicher und einen ROM als Zusatzspeicher (Speichereinheit), obwohl diese Einrichtungen in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Steuerungsverarbeitungsprogramme zum Steuern von verschiedenen vorstehend beschriebenen Einheiten, die der Steuerung unterzogen werden, sowie in den Steuerungsverarbeitungsprogrammen vorgegebene Steuerparameter (die im folgenden als Steuerparameter bezeichnet werden) werden vorab in dem ROM der Steuereinheit 100 gespeichert. Eine Variable, die in dem RAM in einem Vorgang der vorstehend genannten Steuerungsverarbeitung vorgegeben ist, wird als ”Steuervariable” bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt, wird der Steuereinheit 100 als Steuervariable ein Signal für eine Gaspedalposition von einem Gaspedal-Positionssensor 102 zugeführt, der die Position eines von einem Fahrer betätigten Gaspedals detektiert und das Ausmaß der Gaspedalbetätigung (das im folgenden als Gaspedal-Betätigungsausmaß bezeichnet wird) schätzt.
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer als ”Gaspedalbetätigung” bezeichnet. Ferner wird der Steuereinheit 100 als Steuervariable ein Signal für eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsräder 9 von einem Radgeschwindigkeitssensor 104 zugeführt, der die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsräder 9 detektiert und eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 (wobei diese nachfolgend als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet wird) schätzt.
Weiterhin wird der Steuereinheit 100 als Steuervariable ein Signal für eine Motordrehzahl von einem Kurbelwellen-Positionssensor 106 zugeführt, der eine Rotationswinkelposition der Motorausgangswelle 6 des Motors 5 detektieren kann und die Motordrehzahl schätzt. Außerdem schätzt die Steuereinheit 100 auf der Basis der vorstehend genannten Steuervariablen das auf die Motorausgangswelle 6 wirkende Drehmoment (das im folgenden als Motordrehmoment bezeichnet wird) als Steuervariable.
Außerdem wird der Steuereinheit 100 als Steuervariable ein Signal für eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 von einem Beschleunigungssensor 108 zugeführt, der eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 detektieren kann und eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 schätzt. Das Fahrzeug 1 weist ein Lenkrad 64 auf, das von dem Fahrer betätigt wird.
Der Steuereinheit 100 wird als Steuervariable ein Signal für einen Lenkwinkel des Lenkrads 64 von einem Lenkwinkelsensor 110 zugeführt, der eine Lenkwinkelposition des Lenkrads detektiert und einen Lenkwinkel des Lenkrads 64 schätzt. Ferner schätzt die Steuereinheit 100 auf der Basis der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 einen Gradienten einer Straßenoberfläche (wobei dieser im folgenden als ”Straßengradient” bezeichnet wird), auf der das Fahrzeug 1 fährt, als Steuervariable.
Wie in 2 veranschaulicht ist, weist das Fahrzeug 1 einen Getriebewählhebel 60 auf, der von dem Fahrer betätigt wird. Durch das Anordnen des Wählhebels 60 in einer Gasse 62 in einer entsprechenden Position kann der Fahrer einen der Fahrbereiche des Fahrzeugs 1 auswählen, dem diese Position entspricht.
Die Fahrbereiche umfassen einen Bereich ”Vorwärtsfahrt” (der im folgenden als Bereich D bezeichnet wird und in den beigefügten Zeichnungen mit ”D” benannt ist), der dem Fahrzeug 1 das Fahren in Vorwärtsrichtung ermöglicht, einen neutralen Bereich (der im folgenden als Bereich ”N” bezeichnet wird und in den beigefügten Zeichnungen mit ”N” benannt ist, der eine Kraftübertragung zwischen der Motorausgangswelle 6 des Motors 5 und den Antriebsrädern 9 unterbricht bzw. trennt, sowie einen Bereich ”Rückwärts” (der im folgenden als Bereich ”R” bezeichnet wird und in den beigefügten Zeichnungen die Bezeichnung ”R” trägt), der dem Fahrzeug 1 das Fahren in Rückwärtsrichtung ermöglicht.
Darüber hinaus umfassen die Fahrbereiche einen Bereich ”Parken” (der nachfolgend als Bereich P bezeichnet wird), der dann ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug 1 stillsteht, wie z. B. beim Parken, und eine Rotationsbewegung der Antriebsräder 9 verhindert.
Die Schaltgasse 62 besitzt eine Schaltgasse 62m für den manuellen Modus, die dem Fahrer die Auswahl eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses ermöglicht, das vorab vorgegeben worden ist. Die Schaltgasse 62m für den manuellen Modus weist eine Minus-Position (in der Zeichnung durch ”M–” dargestellt) auf, der dem Fahrer ein Schalten in ein Übersetzungsverhältnis für niedrigere Drehzahlen ermöglicht, eine Plus-Position (in der Zeichnung durch ”M+” dargestellt), die dem Fahrer das Schalten in ein Übersetzungsverhältnis für höhere Drehzahlen ermöglicht, sowie eine neutrale Position (in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie M dargestellt), die sich zwischen der Plus-Position und der Minus-Position und damit in unmittelbarer Nähe zu einer Position befindet, bei der es sich um den D-Bereich handelt (nachfolgend als ”D-Bereichs-Position” bezeichnet).
Wenn der Fahrer den Getriebewählhebel 60 in der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus aus dem in 2 darstellten Bereich D in die neutrale Position verlagert (die in der Zeichnung durch die strichpunktierte Linie M dargestellt ist), trifft die Steuereinheit 100 die Feststellung, dass ein Vorgang zum Ändern eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 50 auf ein Übersetzungsverhältnis für niedrigere Drehzahlen stattgefunden hat (wobei dies nachfolgend als Herunterschaltvorgang bezeichnet wird).
In diesem Fall schaltet die Steuereinheit 100 einen Betriebsmodus von dem ”Automatikmodus” in einen ”selektiven manuellen Modus”. Der ”Automatikmodus” und der ”selektive manuelle Modus” werden nachfolgend noch ausführlich beschrieben. Ein Vorgang zum Ändern eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 50 in ein Übersetzungsverhältnis für höhere Drehzahlen wird im folgenden als ”Hochschaltvorgang” bezeichnet.
Paddelschalter 66 und 69, die dem Fahrer eine Betätigung derselben ermöglichen, ohne seine Hände vom Lenkrad 64 zu nehmen, sind nahe beim Lenkrad 64 vorgesehen. Der Paddelschalter 66 (der im folgenden als Minus-Paddelschalter bezeichnet wird) ist ein Schalter, mit dem der Fahrer in ein Übersetzungsverhältnis für niedrigere Drehzahlen herunterschalten kann, während der Paddelschalter 68 (der im folgenden als Plus-Paddelschalter bezeichnet wird) ein Schalter ist, mit dem der Fahrer in ein Übersetzungsverhältnis für höhere Drehzahlen hochschalten kann.
Wenn der Fahrer den Minus-Paddelschalter 66 betätigt, während sich der Wählhebel 60 des Getriebes in dem D-Bereich befindet, trifft die Steuereinheit 100 die Feststellung, dass der Herunterschaltvorgang stattgefunden hat. Wenn dies der Fall ist, schaltet die Steuereinheit 100 einen Betriebsmodus von dem ”Automatikmodus” in einen ”temporären manuellen Modus”. Der ”temporäre manuelle Modus” wird später noch im Detail beschrieben.
Eine Wählscheibe 70, die von dem Fahrer betätigt wird, ist in der Nähe der Schaltgasse 62 des Wählhebels 60 des Getriebes vorgesehen. Durch das Einstellen der Wählscheibe 70 in eine vorbestimmte Position kann der Fahrer einen der Betriebsmoden des Fahrzeugs 1 auswählen, der der ausgewählten vorbestimmten Position entspricht.
Die Betriebsmoden, die durch die Wählscheibe 70 ausgewählt werden können, beinhalten einen sportlichen/rasanten Modus (der nachfolgend als ”S#-Modus” bezeichnet wird), in dem der Motor 5 eine derartige Änderung des Motordrehmoments erzeugt, dass sich ein rasches Ansprechen auf eine Gaspedalbetätigung durch den Fahrer ergibt und gleichzeitig oberste Priorität für eine bessere Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs 1 gibt.
Weiterhin umfassen die Betriebsmoden, die durch die Wählscheibe 70 ausgewählt werden können, einen intelligenten Modus (der im folgenden als ”i-Modus” bezeichnet wird), bei dem durch Setzen der obersten Priorität auf einen sparsameren Kraftstoffverbrauch der Motor 5 eine derartige Änderung in der Motordrehzahl erzeugt, dass sich ein langsameres Ansprechen auf eine Gaspedalbetätigung durch den Fahrer als in dem S#-Modus ergibt.
Darüber hinaus umfassen die Betriebsmoden, die durch die Wählscheibe 70 ausgewählt werden können, einen sportlichen Modus (der nachfolgend als S-Modus bezeichnet wird), der sich auf halbem Wege zwischen dem S#-Modus und dem i-Modus befindet und in dem der Motor 5 eine derartige Änderung des Motordrehmoments erzeugt, dass sich über den gesamten Bereich der Motordrehzahl ein rasches Ansprechen auf eine Gaspedalbetätigung durch den Fahrer ergibt.
Durch das Drehen der Wählscheibe 70 in eine vorbestimmte Position kann der Fahrer einen der Betriebsmoden (z. B. den S-Modus oder den S#-Modus) auswählen, der dieser vorbestimmten Position entspricht. Ferner kann der Fahrer den i-Modus durch Drücken der Wählscheibe 70 auswählen.
Die Steuereinheit 100 des vorstehend beschriebenen Fahrzeugs 1 ermittelt das Gaspedal-Betätigungsausmaß durch den Fahrer, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl, das Motordrehmoment, die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 sowie den Straßengradienten als Steuervariable, die den Betriebszustand des Fahrzeugs 1 anzeigen.
Ferner ermittelt die Steuereinheit 100 als Steuervariable, die eine Betätigung durch den Fahrer anzeigen (Steuer-Flags), die Position des Getriebewählhebels 60 in der Schaltgasse 62 (einschließlich der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus), den Lenkwinkel des Lenkrads 64, die Betätigung des Minus-Paddelschalters 66 oder des Plus-Paddelschalters 68, die Position der Wählscheibe 70 und dergleichen.
Auf der Basis dieser Steuervariablen und Steuerparameter bestimmt die Steuereinheit 100 ein Übersetzungsverhältnis (Ni/No) zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50 und steuert die Breiten der Eingangsscheibe 52 und der Ausgangsscheibe 54 des Getriebes 50, um dadurch das festgelegte Übersetzungsverhältnis vorzugeben.
Automatikmodus
Wenn sich der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D befindet und die Paddelschalter 66 und 68 nicht betätigt werden, führt die Steuereinheit 100 den ”Automatikmodus” aus, in dem ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 automatisch festgelegt wird und das auf diese Weise festgelegte Übersetzungsverhältnis zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50 verwendet wird.
Die Steuereinheit 100 bestimmt ein Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 50 auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs 1 (z. B. das Gaspedal-Betätigungsausmaß, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl und das Motordrehmoment) einschließlich des Betriebszustands des Motors 5 (Motordrehzahl und Motordrehmoment).
Solange sich der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D befindet und die Paddelschalter 66 und 68 nicht betätigt werden, steuert die Steuereinheit 100 das Getriebe 50 im Automatikmodus. Da es sich bei dem Getriebe 50 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT) handelt, ermöglicht die Steuereinheit 100 dem Getriebe 50 eine Änderung eines Übersetzungsverhältnisses in stufenloser Weise, wenn die Steuereinheit 100 das Getriebe 50 im Automatikmodus steuert.
Wenn der Getriebewählhebel 60 von dem Bereich D in die neutrale Position (in 2 durch die strichpunktierte Linie M dargestellt) in der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus verlagert wird, behält die Steuereinheit 100 das in dem vorstehend genannten Automatikmodus verwendete Übersetzungsverhältnis in unveränderter Weise bei.
Mit anderen Worten, unabhängig von der anschließenden Änderung im Betriebszustand des Fahrzeugs 1 behält die Steuereinheit 100 das unmittelbar vor Auswahl der neutralen Position (in 2 durch die strichpunktierte Linie M dargestellt) verwendete Übersetzungsverhältnis zur Änderung der Drehzahl in dem Getriebe 50 bei.
Manueller Modus
Wenn der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D aus der in 2 durch die strichpunktierte Linie M dargestellten neutralen Position in die Plus-Position (M+) oder die Minus-Position (M–) in der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus verlagert wird oder wenn der Minus-Paddelschalter 66 oder der Plus-Paddelschalter 68 betätigt wird, während sich der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D befindet, stellt die Steuereinheit 100 fest, dass ein Herunterschaltvorgang oder ein Hochschaltvorgang erfolgt ist.
Zu diesem Zeitpunkt sieht die Steuereinheit 100 einen ”manuellen Modus” vor, in dem ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen ausgewählt wird und das auf diese Weise ausgewählte ”vorbestimmte Übersetzungsverhältnis” zum Ändern der Drehzahl verwendet wird. Der manuelle Modus wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3B noch ausführlich beschrieben. Die 3A und 3B zeigen Diagramme zur Erläuterung eines manuellen Modus, wie er von einer Fahrzeugsteuereinheit bereitgestellt wird, unter Veranschaulichung einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen.
Der manuelle Modus umfasst eine Vielzahl von vorab vorgegebenen ”vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen”. Die 3A und 3B veranschaulichen Beispiele von sechs vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhalten die Übersetzungsverhältnisse in absteigender Reihenfolge der Übersetzungsverhältnisse ein erstes Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”erster Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen mit 1^ter dargestellt ist), ein zweites Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”zweiter Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen mit 2^ter dargestellt ist), ein drittes Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”dritter Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen mit 3^ter dargestellt ist), ein viertes Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”vierter Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen mit 4^ter dargestellt ist), ein fünftes Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”fünfter Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen mit 5^ter dargestellt ist) sowie ein sechstes Übersetzungsverhältnis (das im folgenden als ”sechster Gang” bezeichnet wird und in den Zeichnungen als 6^ter dargestellt ist).
Der sechste Gang, der ein Untersetzungsverhältnis von weniger als 1,0 aufweist, ist ein Overdrive-(OD-) bzw. Schnellgang-Übersetzungsverhältnis, das die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 53 in Relation zu der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 51 erhöht. Mit anderen Worten, von einer Vielzahl von vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das langsamste Übersetzungsverhältnis der erste Gang, während das schnellste (Schnellgang) Übersetzungsverhältnis der sechste Gang ist.
In 3A sind die vorbestimmten Übersetzungsverhältnis, d. h. der erste Gang, der zweite Gang, der dritte Gang, der vierte Gang, der fünfte Gang und der sechste Gang auf feststehende Werte eingestellt, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist. Wie in 3B dargestellt ist, können z. B. der zweite bis fünfte Gang derart konfiguriert sein, dass sie mit steigender Motordrehzahl schneller (die Schnellgang-Charakteristik) werden (wie dies in strichpunktierten Linien dargestellt ist).
Die vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse werden vorab anhand von Adaptionsexperimenten festgelegt und als Steuerparameter in dem ROM der Steuereinheit 100 gespeichert. Die vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse können als Steuervariable in dem RAM der Steuereinheit 100 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 gespeichert werden.
In dem manuellen Modus wählt die Steuereinheit 100 ein beliebiges Übersetzungsverhältnis aus der Vielzahl von (sechs) vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen in Abhängigkeit von einer Fahrerbetätigung aus und verwendet das auf diese Weise ausgewählte vorbestimmte Übersetzungsverhältnis zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der manuelle Modus den ”selektiven manuellen Modus”, der durch eine Fahrerbetätigung beendet wird und in den Automatikmodus umgeschaltet wird, sowie den ”temporären manuellen Modus”, der beendet und in den Automatikmodus umgeschaltet wird, wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs 1 vorbestimmte Bedingungen erfüllt.
Der selektive manuelle Modus wird unter Bezugnahme auf die 1, 2, 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines selektiven manuellen Modus, wie er von der Fahrzeugsteuereinheit vorgesehen wird, wobei ein beliebiges von einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen zum Herunterschalten ausgewählt wird.
5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines selektiven manuellen Modus, wie er von der Fahrzeugsteuereinheit vorgesehen wird, bei dem ein beliebiges von einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen zum Hochschalten ausgewählt wird.
Selektiver manueller Modus
Wenn der Getriebewählhebel 60 aus dem Bereich D in die neutrale Position (in 2 durch die strichpunktierte Linie M dargestellt) verlagert wird und zu diesem Zeitpunkt ein Übersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 1 zwischen dem vierten und dem fünften Gang liegt, jedoch näher bei dem vierten Gang ist, wie dies durch einen Punkt M in 4 dargestellt ist, gelangt die Steuereinheit 100 zu der Einschätzung, dass es sich bei dem Übersetzungsverhältnis um den vierten Gang handelt.
Wenn zu diesem Zeitpunkt der Getriebewählhebel 60 in der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus in die Minus-Position (M–) geschoben wird, trifft die Steuereinheit 100 die Entscheidung, dass ein Herunterschaltvorgang ausgeführt wird, und sie wählt den dritten Gang (in 4 durch einen Punkt M – 1 dargestellt) aus, der im Untersetzungsverhältnis um eine Stufe niedriger ist als der vierte Gang, so dass die Steuereinheit 100 somit herunterschaltet (wie dies durch einen Pfeil D in 4 dargestellt ist), so dass sich das dritte Übersetzungsverhältnis bzw. der dritte Gang ergibt.
Der Getriebewählhebel 60, der von dem Fahrer in die Minus-Position (M–) verlagert worden ist, wird dabei automatisch in die neutrale Position zurückgeführt. Wenn der Getriebewählhebel 60 anschließend erneut in die Minus-Position (M–) geschoben wird, wählt die Steuereinheit 100 den zweiten Gang (in 4 durch einen Punkt M – 2 dargestellt) aus, der im Untersetzungsverhältnis um eine Stufe höher ist als der dritte Gang, so dass die Steuereinheit 100 erneut herunterschaltet, so dass sich das zweite Übersetzungsverhältnis bzw. der zweite Gang ergibt.
Wenn dagegen der Getriebewählhebel 60 in der Schaltgasse 62m für den manuellen Modus in die Plus-Position (M+) verlagert wird, beurteilt die Steuereinheit 100 dies als Ausführung eines Hochschaltvorgangs, und sie wählt den fünften Gang (in 5 durch einen Punkt M + 1 dargestellt), der im Untersetzungsverhältnis um eine Stufe niedriger ist als der vierte Gang, wobei die Steuereinheit 100 auf diese Weise hochschaltet (in 5 durch einen Pfeil U dargestellt), so dass sich das fünfte Übersetzungsverhältnis bzw. der fünfte Gang ergibt.
Der von dem Fahrer in die Plus-Position (M+) verlagerte Getriebewählhebel 60 wird dabei automatisch in die neutrale Position zurückgeführt. Wenn anschließend der Getriebewählhebel 60 erneut aus der neutralen Position in die Plus-Position (M+) verlagert wird, wählt die Steuereinheit 100 den sechsten Gang (der in 5 durch einen Punkt M + 2 dargestellt ist), der im Untersetzungsverhältnis um eine Stufe schneller (Schnellgang) als der fünfte Gang ist, wobei sie somit wiederum hochschaltet, so dass sich das sechste Übersetzungsverhältnis bzw. der sechste Gang ergibt.
Wie vorstehend beschrieben, wird dann, wenn der Fahrer den Getriebewählhebel 60 von dem Bereich D in die neutrale Position (in 2 durch die strichpunktierte Linie dargestellt) verlagert und diesen ferner in die Plus-Position (M+) oder die Minus-Position (M–) schiebt und dadurch das Fahrzeug in den manuellen Modus versetzt, der manuelle Modus durch die Steuereinheit 100 beendet und in den Automatikmodus umgeschaltet, wenn der Getriebewählhebel 60 durch den Fahrer von der neutralen Position in den Bereich D zurückgeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei einem der manuellen Moden, der beendet und in den Automatikmodus umgeschaltet wird, um den selektiven manuellen Modus.
Temporärer manueller Modus
Ein ”temporärer manueller Modus” gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1, 2, 6 und 7 beschrieben. 6 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des temporären manuellen Modus, wie er von der Fahrzeugsteuereinheit vorgesehen wird, wobei ein beliebiges aus einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Hochschalten ausgewählt wird.
7 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des temporären manuellen Modus, wie er von der Fahrzeugsteuereinheit vorgesehen wird, wobei ein beliebiges von einer Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen für ein Herunterschalten ausgewählt wird.
Wenn sich der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D befindet und ein Übersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 1 zwischen dem vierten und dem fünften Gang liegt, sich jedoch näher bei dem fünften Gang befindet, wie dies durch einen Punkt T in 6 dargestellt ist, trifft die Steuereinheit 100 die Einschätzung, dass es sich bei dem Übersetzungsverhältnis um den fünften Gang handelt. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Fahrer den Plus-Paddelschalter 68 betätigt, beurteilt die Steuereinheit 100 dies als Ausführung eines Hochschaltvorgangs, und sie schaltet den Automatikmodus in den temporären manuellen Modus um.
Beim Umschalten in den temporären manuellen Modus wählt die Steuereinheit 100 den sechsten Gang (in 6 durch einen Punkt (+) dargestellt), der im Übersetzungsverhältnis um eine Stufe schneller (Schnellgang) ist als der fünfte Gang, so dass sie somit hochschaltet (in 6 durch einen Pfeil U dargestellt), so dass sie in das sechste Übersetzungsverhältnis bzw. den sechsten Gang hochschaltet.
Wenn dagegen der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D ist und ein Übersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 1 zwischen dem vierten und dem fünften Gang liegt, sich jedoch näher bei dem fünften Gang befindet, wie dies in 7 durch einen Punkt T dargestellt ist, gelangt die Steuereinheit 100 zu der Einschätzung, dass es sich bei dem Übersetzungsverhältnis um den fünften Gang handelt.
Wenn der Fahrer zu diesem Zeitpunkt den Minus-Paddelschalter 66 betätigt, bewertet die Steuereinheit 100 dies als Ausführung eines Herunterschaltvorgangs, und sie schaltet von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus um.
Beim Umschalten auf den temporären manuellen Modus wählt die Steuereinheit 100 ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50 aus den vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen aus, die niedriger als der fünfte Gang sind und gleich der oder höher als eine ”Referenzdrehzahl” sind, die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird.
Bei der Referenzdrehzahl (in 6 und 7 durch gestrichelte Linien dargestellt) handelt es sich um einen Schwellenwert für die Motordrehzahl, der in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto höher ist die Referenzdrehzahl. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 100 gibt die Referenzdrehzahl mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit als höheren Wert vor. Dies hat zur Folge, dass die Motordrehzahl nach einem Herunterschalten mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird.
Wenn das Gaspedal-Betätigungsausmaß nach dem Herunterschalten Null beträgt, kann ferner die in dem Motor 5 auftretende Rotationslast der Motorausgangswelle 6, d. h. die ”Motorbremse”, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit in Übereinstimmung gelangen. Wenn das Gaspedal-Betätigungsausmaß nach dem Herunterschalten gleich einem oder höher als ein vorbestimmtes Niveau ist, wird die Motordrehzahl auf der Referenzdrehzahl oder einer höheren Drehzahl gehalten, um dadurch das Fahrzeug 1 für eine Beschleunigung bereit machen.
Eine Tabelle (die im folgenden als Referenzdrehzahl-Tabelle bezeichnet wird), die bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeiten entsprechende Referenzdrehzahlen zuordnet, wird vorab anhand von Adaptionsexperimenten oder dergleichen bestimmt und als Steuerparameter in dem ROM der Steuereinheit 100 gespeichert. Die Referenzdrehzahl kann als Steuervariable in dem RAM der Steuereinheit 100 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 konfiguriert werden.
Wenn bei dem Beispiel eines Punkts T in 7 eine Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen vorhanden ist, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl nach dem Herunterschalten ist, wie z. B. der vierte Gang (durch einen Punkt M4 dargestellt), der dritte Gang (durch einen Punkt M3 dargestellt) sowie der zweite Gang (durch einen Punkt M2 dargestellt), wählt die Steuereinheit 100 den vierten Gang (Punkt M4) aus, der unter diesen vorbestimmten Gängen (vierter, dritter und zweiter Gang), bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist, näher bei dem schnellsten Gang (Schnellgang) ist, und sie verwendet den somit ausgewählten vierten Gang zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50.
Durch die Auswahl des vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses (vierter Gang), das näher bei dem schnellsten Gang liegt, aus den vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen, bei denen die Motordrehzahl die Referenzdrehzahl nach dem Herunterschalten überschreitet, kann eine übermäßig hohe Motordrehzahl nach dem Herunterschalten vermieden werden.
Nach dem Herunterschalten verwendet die Steuereinheit 100 das ausgewählte vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (vierter Gang) zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50. In dem darauffolgenden temporären manuellen Modus sieht die Steuereinheit 100 ein automatisches Beenden und Umschalten des temporären manuellen Modus auf den vorstehend beschriebenen Automatikmodus vor, wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs 1 vorbestimmte Bedingungen für ein solches Beenden erfüllt.
Insbesondere trifft die Steuereinheit 100 dann, wenn das Fahrzeug 1 längs einer geraden Linie mit einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, die Feststellung, dass die vorbestimmten Bedingungen zum Beenden erfüllt sind, und sie schaltet von dem temporären manuellen Modus in den Automatikmodus.
Eine Bestimmung dahingehend, ob das Fahrzeug 1 längs einer geraden Linie fährt oder nicht, kann auf der Basis davon erfolgen, ob der vorgenannte Lenkwinkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht. Ob die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist, wird ferner auf der Basis davon bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, kann die Steuereinheit 100 auch die Feststellung treffen, dass die vorbestimmten Bedingungen zum Beenden erfüllt sind, und den temporären manuellen Modus auf den Automatikmodus umschalten. Eine Bestimmung hinsichtlich einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf der Basis davon erfolgen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder unter diesem liegt.
Die Bedingungen zum Beenden des temporären manuellen Modus sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Bedingungen beschränkt. Es kann auch eine Kombination aus verschiedenen Steuervariablen, die den Betriebszustand des Fahrzeugs 1 angegeben, für die Bedingungen zum Beenden verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei einem der manuellen Moden, der in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 beendet und auf den Automatikmodus umgeschaltet wird, um den temporären manuellen Modus.
Obwohl bei dem Beispiel der 7 das näher bei dem schnellsten Gang liegende vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (vierter Gang) aus den vorbestimmten Gängen (vierter, dritter und zweiter Gang) ausgewählt wird, bei denen die Motordrehzahl die Referenzdrehzahl nach dem Herunterschalten übersteigt, ist die Auswahl eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses in Zuordnung zu dem Herunterschalten in dem temporären manuellen Modus nicht darauf beschränkt.
Wenn z. B. der Fahrer das Fahrzeug 1 in dem S-Modus hält, kann die Steuereinheit 100 ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis (dritter Gang) auswählen, das um eine Stufe niedriger ist als das schnellste vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (vierter Gang), während dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug 1 in dem S#-Modus hält, die Steuereinheit 100 ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis (zweiter Gang) auswählen kann, das um zwei Stufen langsamer ist als das schnellste vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (vierter Gang).
Ändern der Referenzdrehzahlen in Abhängigkeit von dem Straßengradienten
In dem Beispiel der 7 wird die Referenzdrehzahl unter Zurückgreifen auf eine Tabelle (die im folgenden als Referenzdrehzahl-Tabelle bezeichnet wird) bestimmt, die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeiten Referenzdrehzahlen zuordnet und als Steuerparameter in dem ROM der Steuereinheit 100 gespeichert ist, jedoch ist ein Verfahren zum Vorgeben einer Referenzdrehzahl durch die Steuereinheit 100 nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann die Steuereinheit 100 die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straßenoberfläche variieren, auf der das Fahrzeug 1 fährt, wobei dies nachfolgend anhand der 8 und 9 beschrieben wird.
8 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung, dass Referenzdrehzahlen in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, in dem von der Fahrzeugsteuereinheit bereitgestellten temporären manuellen Modus variiert werden.
9 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung, dass Referenzdrehzahlen in Abhängigkeit von dem Gaspedal-Betätigungsausmaß durch den Fahrer zusätzlich in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, in dem von der Fahrzeugsteuereinheit bereitgestellten temporären manuellen Modus variiert werden.
Wie in 8 dargestellt, weist die Steuereinheit 100 zwei Referenzdrehzahlen auf, von denen die eine einem steilen Gefälle entspricht, auf dem das Fahrzeug 1 fährt, und die andere einem sanften Gefälle entspricht. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 100 weist eine Referenzdrehzahl für ein steiles Gefälle auf (wobei diese im folgenden als Referenzdrehzahl des steilen Gefälles bezeichnet wird), die in 8 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, und weist ferner eine Referenzdrehzahl für ein sanftes Gefälle auf (wobei diese im folgenden als Referenzdrehzahl des sanften Gefälles bezeichnet wird), die in 8 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.
Wie bei der vorstehend genannten Referenzdrehzahl sind auch die Referenzdrehzahlen für das steile Gefälle und das sanfte Gefälle derart vorgegeben, dass sie mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit höher werden. Eine Tabelle (die im folgenden als Referenzdrehzahl-Tabelle für das steile Gefälle bezeichnet wird), die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeiten Referenzdrehzahlen des steilen Gefälles zuordnet, sowie eine Tabelle (die im folgenden als Referenzdrehzahl-Tabelle für das sanfte Gefälle bezeichnet wird), die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeiten Referenzdrehzahlen des sanften Gefälles zuordnet, werden vorab anhand von Adaptionsexperimenten bestimmt und als Steuerparameter in dem ROM der Steuereinheit 100 gespeichert.
Wenn sich der Getriebewählhebel 60 in dem Bereich D befindet und sich ein Übersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 1 zwischen dem vierten und dem fünften Gang befindet, jedoch näher bei dem fünften Gang liegt, wie dies durch einen Punkt T in 8 gezeigt ist, trifft die Steuereinheit 100 die Entscheidung, dass es sich bei dem Übersetzungsverhältnis um den fünften Gang handelt.
Wenn der Fahrer zu diesem Zeitpunkt den Minus-Paddelschalter 66 betätigt, schaltet die Steuereinheit 100 von dem Automatikmodus auf den temporären manuellen Modus um. Wenn in den temporären manuellen Modus geschaltet wird, ermittelt die Steuereinheit 100 den Gradienten einer Straßenoberfläche als Steuervariable.
Wenn zum Zeitpunkt des Umschaltens in den temporären manuellen Modus festgestellt wird, dass es sich bei einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, um ein sanftes Gefälle handelt, berechnet die Steuereinheit 100 eine einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Referenzdrehzahl für das sanfte Gefälle unter Zurückgreifen auf die Referenzdrehzahl-Tabelle für das sanfte Gefälle.
Wenn die einem Schalten in den temporären manuellen Modus zugeordnete Motordrehzahl niedriger ist als die Referenzdrehzahl für das sanfte Gefälle, berechnet die Steuereinheit 100 ferner vorbestimmter Übersetzungsverhältnisse, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl für das sanfte Gefälle nach dem Herunterschalten ist.
Bei diesem Beispiel umfassen die vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl für das sanfte Gefälle ist, den vierten Gang (in 8 durch einen Punkt G dargestellt), den dritten Gang (in 8 durch einen Punkt S dargestellt) sowie den zweiten Gang.
Die Steuereinheit 100 wählt aus den vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen (dem vierten, dritten und zweitem Gang) den vierten Gang aus, der sich näher bei dem schnellsten Gang befindet, und schaltet auf das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis des auf diese Weise ausgewählten vierten Gangs herunter.
Wenn jedoch zum Zeitpunkt des Schaltens in den temporären manuellen Modus festgestellt wird, dass eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ein steiles Gefälle aufweist, berechnet die Steuereinheit 100 eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Referenzdrehzahl für ein steiles Gefälle unter Zurückgreifen auf die Referenzdrehzahl-Tabelle für das steile Gefälle.
Wenn die einem Schalten in den temporären manuellen Modus zugeordnete Motordrehzahl niedriger ist als die Referenzdrehzahl für ein steiles Gefälle, berechnet die Steuereinheit 100 ferner vorbestimmter Übersetzungsverhältnisse, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl für das steile Gefälle nach dem Herunterschalten ist.
Bei dem vorliegenden Beispiel beinhalten die vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl für das steile Gefälle sind, den dritten Gang (in 8 durch den Punkt S dargestellt) sowie den zweiten Gang. Die Steuereinheit 100 wählt aus den vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen (dem dritten und dem zweiten Gang) den dritten Gang aus, der näher bei dem schnellsten Gang liegt, und schaltet auf das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis des somit ausgewählten dritten Gangs herunter.
Wenn der Automatikmodus während einer Fahrt auf einem relativ steilen Gefälle in den temporären manuellen Modus umgeschaltet wird, kann durch Ausführung der Steuerung in der vorstehend beschriebenen Weise der Motor 5 eine höhere ”Motorbremskraft” nach dem Herunterschalten erzeugen. Während einer Fahrt auf einem relativ sanften Gefälle kann die Motordrehzahl dagegen daran gehindert werden, auf eine relativ hohe Drehzahl anzusteigen, so dass der Motor 5 somit weniger Geräusch abgeben kann.
Bei einem in 8 veranschaulichten Beispiel stellt die Steuereinheit 100 zum Zeitpunkt des Umschaltens von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus fest, ob ein Gefälle, auf dem das Fahrzeug 1 fährt, steiler ist oder nicht, und in Abhängigkeit von dieser Feststellung schaltet sie zwischen den Tabellen um und ändert somit die Referenzdrehzahl, wobei jedoch das Verfahren zum Ändern der Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straßenoberfläche nicht darauf beschränkt ist.
Die Referenzdrehzahl kann derart vorgegeben sein, dass sie mit zunehmender Steilheit eines Gefälles, auf dem das Fahrzeug fährt, höher wird. Beispielsweise ist es auch bevorzugt, dass die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Ausmaß eines Gefälles (Steilheit) kontinuierlich variiert wird.
Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ändert die Steuereinheit 100 zum Zeitpunkt des Umschaltens von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus die Referenzdrehzahl auf ein höheres Niveau, und zwar in dem Ausmaß, in dem ein Gefälle, auf dem das Fahrzeug fährt, steiler wird; jedoch ist das Verfahren zum Variieren der Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Gradienten einer Straße nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann die Referenzdrehzahl derart vorgegeben sein, dass sie mit zunehmender Steilheit einer Steigung, auf der das Fahrzeug fährt, höher wird. Eine solche Vorgabe der Referenzdrehzahl erlaubt beim Umschalten eines Betriebsmodus auf den temporären manuellen Modus während einer Fahrt auf einer steilen Steigung, dass die Motordrehzahl nach dem Herunterschalten auf ein relativ höheres Niveau gebracht wird, so dass das Fahrzeug 1 eine bessere Beschleunigungsleistung erreichen kann.
Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ändert die Steuereinheit 100 die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem ”Gradienten einer Straße”, der einem Umschalten von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus zugeordnet ist, jedoch ist das Verfahren zum Ändern der Referenzdrehzahl nicht darauf beschränkt.
Die Referenzdrehzahl kann in Abhängigkeit von der Steuervariablen geändert werden, die den Betriebszustand des Fahrzeugs 1 angibt. Beispielsweise kann die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Gaspedal-Betätigungsausmaß durch den Fahrer zusätzlich zu dem Gradienten einer Straße geändert werden.
Wie in 9 dargestellt, kann dann, wenn zum Zeitpunkt des Umschaltens von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus festgestellt wird, dass das Gaspedal-Betätigungsausmaß Null ist, d. h. dass der Fahrer die Absicht hat, das Fahrzeug 1 langsamer zu fahren, die Steuereinheit 100 die Referenzdrehzahl für eine steile Steigung (in strichpunktierter Linie dargestellt) sowie die Referenzdrehzahl für eine sanfte Steigung (durch gestrichelte Linie dargestellt) gemäß der Darstellung in 8 ohne jegliche Modifikationen verwenden.
Zusätzlich dazu kann bei Feststellung, dass das Gaspedal-Betätigungsausmaß 10% beträgt, d. h. dass der Fahrer keine Verlangsamung des Fahrzeugs 1 beabsichtigt, die Steuereinheit 100 die Referenzdrehzahl für eine steile Steigung sowie die Referenzdrehzahl für eine sanfte Steigung auf niedrigere Niveaus ändern als bei der Feststellung, dass das Gaspedal-Betätigungsausmaß Null beträgt, wie dies in 9 in unterbrochener Linie dargestellt ist, bei der zwei Punkte auf einen Strich folgen.
Ein derartiges Vorgeben der Referenzdrehzahl, wenn der Fahrer nach dem Herunterschalten keine Verlangsamung des Fahrzeugs 1 beabsichtigt, kann eine Erhöhung der Motordrehzahl nach dem Herunterschalten verhindern, wobei infolgedessen verhindert ist, dass der Motor 5 eine höhere Motorbremskraft erzeugt.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Fahrzeugsteuereinheit 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Fahrzeug 1 verwendet, das die von dem Verbrennungsmotor 5 über die Motorausgangswelle 6 empfangene mechanische Kraft auf die Antriebsräder 9 überträgt, wobei das Getriebe 50 zum Ändern der Drehzahl veranlasst wird.
Die Fahrzeugsteuereinheit 100 ist somit in der Lage, das Getriebe zu steuern, und ist zum Bereitstellen des ”Automatikmodus”, in dem ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 automatisch bestimmt wird und das auf diese Weise bestimmte Übersetzungsverhältnis zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe verwendet wird, sowie des ”manuellen Modus” ausgebildet, in dem ein beliebiges von einer Vielzahl (sechs) von vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen (Gänge eins bis sechs) ausgewählt wird und das auf diese Weise ausgewählte, vorbestimmte Übersetzungsverhältnis zum Ändern der Drehzahl in dem Getriebe 50 verwendet wird.
Der manuelle Modus umfasst den ”selektiven manuellen Modus”, der durch eine Fahrerbetätigung beendet wird und in den Automatikmodus umgeschaltet wird, sowie den ”temporären manuellen Modus”, der in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 beendet wird und in den Automatikmodus umgeschaltet wird.
Wenn zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus in einem ”Herunterschaltvorgang”, der ein Übersetzungsverhältnis auf ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 50 ändert, eine ”Motordrehzahl”, bei der sich um die Drehzahl der Motorausgangswelle 6 handelt, niedriger als die ”Referenzdrehzahl” ist, bei der es sich um eine in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Schwelle für die Motordrehzahl handelt, ist die Fahrzeugsteuereinheit 100 dafür konfiguriert, ein beliebiges aus der Vielzahl von (sechs) vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen in einer derartigen Weise auszuwählen, dass die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist.
Zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus in den temporären manuellen Modus ermöglicht die Fahrzeugsteuereinheit 100, dass die Motordrehzahl nach dem Herunterschalten gleich der oder höher als eine vorbestimmte Referenzdrehzahl ist. Infolgedessen erzeugt der Motor 5 ein bestimmtes Maß einer Rotationslast oder Motorbremskraft durch die Motorausgangswelle 6 nach dem Herunterschalten, so dass sich die Intention des Fahrers zu einer Verlangsamung des Fahrzeugs 1 in dem Übersetzungsverhältnis nach dem Herunterschalten exakter widerspiegeln kann.
Wenn mehr als ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, bei dem die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist, wählt die Fahrzeugsteuereinheit 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus der Vielzahl der vorbestimmten Übersetzungsverhältnisse ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis aus, das näher bei dem schnellsten Gang ist. Somit kann verhindert werden, dass eine übermäßig hohe Motordrehzahl nach dem Herunterschalten sowie eine daraus resultierende übermäßig hohe Bremskraft auf den Motor 5 wirken.
Darüber hinaus ist die Fahrzeugsteuereinheit 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dafür konfiguriert, mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere Referenzdrehzahl vorzugeben. Auf diese Weise kann eine auf den Motor 5 wirkende Motorbremskraft nach dem Herunterschalten der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen.
Bei dem Getriebe 50 handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT), jedoch ist ein Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann bei einem beliebigen Getriebe angewendet werden, dass die über die Motorausgangswelle 6 empfangene mechanische Kraft nach einem Vorgang zum Ändern einer Drehzahl auf die Antriebsräder 9 übertragen kann.
Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem Schaltgetriebe Anwendung finden, bei dem eine Drehzahl durch selektive Verwendung eines beliebigen von einer Vielzahl von Gängen (Gangstufen) geändert wird. Wenn die vorliegende Erfindung bei einem Schaltgetriebe verwendet wird, entspricht ”eine Vielzahl von vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen” gemäß der vorliegenden Erfindung einer Vielzahl von Gängen (Gangstufen), die das Schaltgetriebe bilden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
5: Verbrennungsmotor
6: Motorausgangswelle
9: Antriebsrad
10: Getriebesystem
11: Eingangswelle
20: Drehmomentwandler
22: Pumpenlaufrad
24: Turbinenläufer
25: Stator
27: Einwegkupplung
28: Überbrückungskupplung
30: Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus
31: Eingangswelle
34: Sonnenrad
35: inneres Planetenritzel
36: äußeres Planetenritzel
38: Planetenträger
39: Hohlrad
40: Vorwärtskupplung
46: Rückwärtsbremse
50: Getriebe
51: Getriebeeingangswelle
52: Eingangsscheibe (Primärscheibe)
53: Ausgangswelle (Getriebeausgangswelle)
54: Ausgangsscheibe (Sekundärscheibe)
55: Kraftübertragungselement
60: Wählhebel
62: Schaltgasse
62m: Schaltgasse für manuellen Modus
64: Lenkrad
66: Paddelschalter
68: Paddelschalter
70: Wählscheibe
80: Untersetzungsmechanismus
82: Antriebszahnrad
84: angetriebenes Zahnrad
86: Differential-Antriebszahnrad
90: Differential
92: Differentialgehäuse
94: Hohlrad
99: Antriebswellen
100: Steuereinheit
102: Gaspedal-Positionssensor
104: Radgeschwindigkeitssensor
106: Kurbelwellen-Positionssensor
108: Beschleunigungssensor
110: Lenkwinkelsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3656482 B [0004, 0005]
JP 3218962 B [0004, 0006, 0007, 0007, 0010]
JP 11-257485 A [0008, 0009, 0010]

Claims

Fahrzeugsteuereinheit (100) für ein Fahrzeug (1), bei dem eine von einem Verbrennungsmotor (5) über eine Motorausgangswelle (6) empfangene mechanische Kraft auf Antriebsräder übertragen wird und dabei ein Prozess durchlaufen wird, in dem ein Getriebe (50) zum Ändern einer Drehzahl veranlasst wird, wobei die Fahrzeugsteuereinheit (100) das Getriebe (50) steuern kann, wobei die Fahrzeugsteuereinheit (100) dafür konfiguriert ist, einen Automatikmodus bereitzustellen, in dem ein Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch bestimmt wird und das bestimmte Übersetzungsverhältnis zum Ändern einer Drehzahl in dem Getriebe (50) verwendet wird, sowie einen manuellen Modus bereitzustellen, in dem ein beliebiges aus einer Vielzahl von vorab vorgegebenen, vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen in Abhängigkeit von einer Fahrerbetätigung ausgewählt wird und das ausgewählte Übersetzungsverhältnis zum Ändern einer Drehzahl in dem Getriebe (50) verwendet wird, – wobei der manuelle Modus einen temporären manuellen Modus umfasst, in dem ein Umschaltvorgang in den Automatikmodus in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs automatisch stattfindet, und zum Zeitpunkt des Umschaltens eines Betriebsmodus von dem Automatikmodus in den temporären manuellen Modus durch einen Herunterschaltvorgang, durch den ein Übersetzungsverhältnis in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis geändert wird – wenn eine Motordrehzahl, bei der es sich um eine Rotationsgeschwindigkeit der Motorausgangswelle (6) handelt, niedriger ist als eine Referenzdrehzahl, bei der es sich um einen Schwellenwert handelt, der in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird –, ein beliebiges aus der Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen derart ausgewählt wird, dass die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist.
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach Anspruch 1, wobei dann, wenn eine Vielzahl von vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen, bei denen die Motordrehzahl gleich der oder höher als die Referenzdrehzahl ist, ein näher bei dem schnellsten Übersetzungsverhältnis liegendes Übersetzungsverhältnis ausgewählt wird.
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzdrehzahl mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit auf ein höheres Niveau gesetzt wird.
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs (1) verändert wird.
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Referenzdrehzahl in Abhängigkeit von einem Gradienten einer Straßenoberfläche geändert wird, auf der das Fahrzeug (1) fährt.
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Referenzdrehzahl in dem Maße auf ein höheres Niveau geändert wird, in dem eine Gefällestrecke, auf der das Fahrzeug (1) fährt, steiler wird
Fahrzeugsteuereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Referenzdrehzahl in dem Maße auf ein niedrigeres Niveau geändert wird, in dem ein Gaspedal-Betätigungsausmaß größer wird.