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Hintergrund
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungs-Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Getriebe. Sie betrifft insbesondere eine Schaltungs-Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Getriebe, das in einem Fahrzeug eingebaut ist, welches dazu imstande ist, die Motor-Leistungseigenschaften gemäß Fahrer-Betätigungen umzuschalten.
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2. Stand der Technik
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Stufenlos verstellbare Getriebe (CVTs), wie z. B. CVTs vom Riementyp und CVTs vom Toroidtyp, die stufenlos die Getriebeübersetzung verändern können, finden in jüngster Zeit weite Verbreitung als Automatikgetriebe im Automobilbereich. Ein stufenlos verstellbares Getriebe vom Riementyp weist Folgendes auf: eine Primärscheibe, die an einer Eingangswelle vorgesehen ist, eine Sekundärscheibe, die an einer Ausgangswelle vorgesehen ist, und eine Antriebsübertragungskomponente, wie z. B. einen Riemen oder eine Kette, die um die Scheiben gewickelt ist. Die Getriebeübersetzung wird stufenlos verändert, indem die Nutbreite der Scheiben verändert wird. Dadurch wird der Durchmesser der Position verändert, wo die Antriebsübertragungskomponente entlanggeführt wird.
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Die Getriebeübersetzung solcher stufenlos verstellbaren Getriebe wird gemäß Parametern gesteuert, welche den Betriebszustand des Fahrzeugs angeben, wie z. B. die Position des Gaspedals und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Das bedeutet, dass die Motor-Solldrehzahl (oder die Turbinen-Solldrehzahl oder die Solldrehzahl der Primärscheibe) auf diesen Parametern basierend eingestellt werden, und dass die Getriebeübersetzung so eingestellt wird, dass die tatsächliche Motordrehzahl zu der Solldrehzahl hin konvergiert.
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Auch verwenden die herkömmlichen stufenlos verstellbaren Getriebe im Allgemeinen eine Kickdown-Steuerung (siehe z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2004-125 072 A ), welche eine Steuerung für schnelle Beschleunigung ist, und zwar für den Fall, dass der Fahrer auf das Gaspedal tritt, um eine Beschleunigung anzufordern, und insbesondere für den Fall, in welchem sich die Drosselklappenposition etwa bei einer mittleren Position befindet oder jenseits davon liegt.
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Andererseits haben in jüngster Zeit Fahrzeuge praktische Verwendung erlangt, welche es dem Fahrer ermöglichen, Motor-Leistungseigenschaften gemäß ihrer Vorlieben umzuschalten. Insbesondere haben Fahrzeuge praktische Verwendung erlangt, welche es dem Fahrer ermöglichen, die Motor-Leistungseigenschaften optional aus beispielsweise drei Modi auszuwählen. Dies sind ein Normalmodus, der zum normalen Fahren geeignet ist, ein Sparmodus (oder Wirtschaftlichkeitsmodus), in welchem das Ausgangs-Drehmoment niedrig gehalten wird, um die Kraftstoff-Reichweite beizubehalten, und ein Leistungsmodus, welcher die Priorität auf die Leistung legt.
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Dieser Leistungsmodus zeigt Ausgangseigenschaften mit gutem Ansprechverhalten, und zwar durchgängig von einer niedrigeren Geschwindigkeit bis zu einer hohen Geschwindigkeit (siehe z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2007-278 266 A ).
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Falls nun ein Fahrer beispielsweise einen Vorgang während der Kickdown-Steuerung des stufenlos verstellbaren Getriebes durchführt (während einer raschen Beschleunigung), um die Ausgangseigenschaften (den Ausgangsmodus) in Richtung einer höheren Motorleistung umzuschalten (z. B. ein Vorgang, in welchem aus dem oben beschriebenen Normalmodus oder Sparmodus in den Leistungsmodus umgeschaltet wird), dann kann angenommen werden, dass der Fahrer wünscht, aggressiver zu fahren.
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Daher kann erwogen werden, dass es wünschenswert ist, den Fahrer in die Lage zu versetzen, dass er physisch die Ergebnisse des Umschaltvorgangs im Hinblick auf die Motor-Leistungseigenschaften während des Kickdowns deutlicher spürt. Die oben beschriebenen herkömmlichen stufenlos verstellbaren Getriebe haben jedoch nicht berücksichtigt, dem Fahrer solch ein Schaltgefühl zu vermitteln.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte des oben beschriebenen Problems konzipiert. Demgemäß ist es ihre Aufgabe, eine Schaltungs-Steuerungsvorrichtung eines stufenlos verstellbaren Getriebes anzugeben, die dazu imstande ist, es einem Fahrer zu ermöglichen, dass er die Ergebnisse des Schaltungsvorgangs der Motor-Leistungseigenschaften während des Kickdowns des stufenlos verstellbaren Getriebes zum Erhöhen der Motorleistung deutlicher spürt.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Schaltungs-Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Getriebe an, welches eine Umschaltvorgang-Annahmeeinheit aufweist, die Schaltvorgänge der Ausgangseigenschaften entgegennimmt, welche von einem Fahrer in Hinblick auf die Motor-Leistungseigenschaften ausgeführt werden, und eine Kickdown-Steuerungseinheit, welche eine erste Kickdown-Steuerung durchführt, in welcher die Getriebeübersetzung eines stufenlos verstellbaren Getriebes zu einer niedrigen Seite hin verändert wird, um die Motordrehzahl zu erhöhen, und zwar in dem Fall, in welchem ein Gaspedal bis zu einem gewissen Niveau oder jenseits davon gedrückt wird.
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In dem Fall, in welchem – während der Ausführung der ersten Kickdown-Steuerung – die Umschaltvorgang-Annahmeeinheit einen Umschaltvorgang entgegennimmt, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors erhöht wird, bestimmt die Kickdown-Steuerungseinheit erneut, ob oder ob nicht die erste Kickdown-Steuerung gestartet werden soll.
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In dem Fall, in welchem die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl während der Ausführung der ersten Kickdown-Steuerung erreicht, kann die Kickdown-Steuerungseinheit eine zweite Kickdown-Steuerung durchführen, um die Getriebeübersetzung nach oben zu verändern. In dem Fall, in welchem – während der Ausführung der zweiten Kickdown-Steuerung – die Umschaltvorgang-Annahmeeinheit einen Umschaltvorgang entgegennimmt, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors erhöht wird, kann die Kickdown-Steuerungseinheit die zweite Kickdown-Steuerung lösen.
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In dem Fall, in welchem das Gaspedal während der Ausführung der ersten Kickdown-Steuerung gelöst wird, kann die Kickdown-Steuerungseinheit eine dritte Kickdown-Steuerung ausführen, um die Getriebeübersetzung beizubehalten. In dem Fall, in welchem – während der Ausführung der dritten Kickdown-Steuerung – die Umschaltvorgang-Annahmeeinheit einen Umschaltvorgang entgegennimmt, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors erhöht wird, kann die Kickdown-Steuerungseinheit die Getriebeübersetzung beibehalten.
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In dem Fall, in welchem – während der Ausführung irgendeiner von der ersten Kickdown-Steuerung, der zweiten Kickdown-Steuerung und der dritten Kickdown-Steuerung – die Umschaltvorgang-Annahmeeinheit einen Umschaltvorgang entgegennimmt, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors verringert wird, kann die Kickdown-Steuerungseinheit mit der Steuerung fortfahren.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Schaltungs-Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Getriebe gemäß einer Implementierung veranschaulicht;
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2 ein Diagramm, das Getriebeübersetzungs-Einstellungen des stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der Implementierung veranschaulicht;
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3 ein Diagramm zum Erläutern von Steuerungsmodi für die Kickdown-Steuerung (erster, zweiter und dritter Kickdown-Modus); und
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4 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsprozeduren für die Kickdown-Steuerung durch die Schaltungs-Steuerungsvorrichtung des stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der Implementierung veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung
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Eine Implementierung der vorliegenden Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Komponenten, die gleich oder äquivalent sind, sind in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die gleichen Komponenten in den Zeichnungen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren redundante Bezeichnung wird weggelassen.
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Zunächst wird die Konfiguration einer Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der Implementierung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In den Zeichnungen ist 1 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 für ein stufenlos verstellbares Getriebe veranschaulicht, und ein stufenlos verstellbares Getriebe 30 oder dergleichen, mit welchem die Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 des stufenlos verstellbaren Getriebes verwendet wird.
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Ein Motor 10 kann von einem beliebigen Typ sein, und die Beschreibung ist beispielhaft auf einen Vierzylinder-Boxermotor gerichtet. Der Motor 10 ist so ausgebildet, dass er dazu imstande ist, zwischen drei Ausgangs-Eigenschaftsmodi (zwischen drei Stufen) umzuschalten. Genauer gesagt: Der Motor 10 ist so eingestellt, dass sich dessen Ausgangs-Drehmoment im Allgemeinen linear mit dem Niederdrück-Wert des Gaspedals (mit der Gaspedal-Position) verändert.
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Das Umschalten zwischen einem Normalmodus, welcher für das normale Fahren geeignet ist, einem Sparmodus, in welchem das Ausgangs-Drehmoment niedrig gehalten wird, um sowohl ein leichtes Fahren als auch eine gute Kraftstoff-Reichweite zu erzielen (Wirtschaftlichkeitsmodus), und einem Leistungsmodus, welcher die Priorität auf die Leistung legt und Ausgangseigenschaften mit einem guten Ansprechverhalten durchgängig von einer niedrigen Geschwindigkeit bis zu einer hohen Geschwindigkeit zeigt, kann mittels eines Umschalters 61 vorgenommen werden, welcher als Umschaltvorgang-Annahmeeinheit der vorliegenden Erfindung dient.
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Der Ausgangsmodus-Umschalter 61 ist z. B. in der Mittelkonsole oder dergleichen angeordnet. Von diesen Modi hat der Leistungsmodus die größte Motorleistung. Danach folgt der Normalmodus. Der Sparmodus (Wirtschaftlichkeitsmodus) hat die kleinste Motorleistung aller Ausgangsmodi.
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Ein Nockenwinkel-Sensor 11 ist in der Nähe einer Nockenwelle des Motors 10 angeordnet, um die Zylinder des Motors 10 zu unterscheiden. Ein Kurbelwinkel-Sensor 12, der die Drehposition einer Kurbelwelle 10a des Motors 10 detektiert, ist in der Nähe der Kurbelwelle 10a angeordnet. Ein Impulsgeber-Rotor 13 ist an dem einen Ende der Kurbelwelle 10a angeordnet. Der Impulsgeber-Rotor 13 hat zahnähnliche Vorsprünge, die alle 10° vorgesehen sind, mit Ausnahme von zwei Positionen, so dass sich insgesamt 34 Vorsprünge ergeben.
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Der Kurbelwinkel-Sensor 12 detektiert die Drehpositionen der Kurbelwelle 10a durch die Anwesenheit/Abwesenheit der Vorsprünge an dem Impulsgeber-Rotor 13. Konfigurationen vom magnetischen Aufnahmetyp werden bevorzugt als Nockenwinkel-Sensor 11 und Kurbelwinkel-Sensor 12 verwendet. Der Nockenwinkel-Sensor 11 und der Kurbelwinkel-Sensor 12 sind mit einer später noch beschriebenen Motor-Steuerungseinheit 60 (nachstehend als „ECU” bezeichnet) verbunden.
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Eine Ausgangswelle 15 des Motors 10 ist mit dem stufenlos verstellbaren Getriebe 30 verbunden, welches die Antriebskraft von dem Motor 10 konvertiert und ausgibt, und zwar über einen Drehmomentwandler 20 mit einer Kupplungsfunktion und einer Drehmoment-Verstärkungsfunktion.
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Der Drehmomentwandler 20 ist so konfiguriert, dass er hauptsächlich ein Pumpenflügelrad 21, eine Turbinen-Auskleidung 22 und einen Stator 23 aufweist. Das Pumpenflügelrad 21, das mit der Ausgangswelle 15 verbunden ist, erzeugt eine Ölströmung, und die Turbinen-Auskleidung 22, die so angeordnet ist, dass sie dem Pumpenflügelrad 21 gegenüberliegt, nimmt die Kraft von dem Motor 10 über das Öl entgegen, um die Ausgangswelle anzutreiben. Der Stator 23, der zwischen diesen beiden angeordnet ist, vergleichmäßigt die Auslassströmung (den Rückfluss) von der Turbinen-Auskleidung 22 und führt sie zum Pumpenflügelrad 21 zurück. Dadurch erzeugt er einen Drehmoment-Verstärkungseffekt.
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Der Drehmomentwandler 20 weist außerdem eine Lock-up-Kupplung 24 auf, welche den Eingang und den Ausgang in einen direkt gekuppelten Zustand bringt. Der Drehmomentwandler 20 vergrößert das Drehmoment der Antriebskraft von dem Motor 10, wenn die Lock-up-Kupplung 24 nicht eingerückt ist (sich in einem nicht eingerückten Zustand befindet), und er überträgt es an das stufenlos verstellbare Getriebe 30. Er überträgt die Antriebskraft von dem Motor 10 direkt auf das stufenlos verstellbare Getriebe 30, wenn die Lock-up-Kupplung 24 eingerückt ist (sich in einem eingerückten Zustand befindet).
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Die Drehzahl (Turbinendrehzahl) der Turbinen-Auskleidung 22, die den Drehmomentwandler 20 bildet, wird von einem Turbinen-Drehzahlsensor 56 detektiert. Die detektierte Turbinendrehzahl wird an eine später noch beschriebene Getriebe-Steuerungseinheit 40 (nachstehend als „TCU” bezeichnet) ausgegeben. Beispielsweise wird eine Magnetaufnehmer-Konfiguration bevorzugt als Turbinen-Drehzahlsensor 56 verwendet.
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Das stufenlos verstellbare Getriebe 30 weist eine Primärwelle 32, die mit einer Ausgangswelle 25 des Drehmomentwandlers 20 über ein Untersetzungsgetriebe 31 verbunden ist, und eine Sekundärwelle 37 auf, die parallel zu der Primärwelle 32 angeordnet ist.
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Die Primärwelle 32 ist mit einer Primärscheibe 34 versehen. Die Primärscheibe 34 weist eine feste Scheibe 34a auf, welche an der Primärwelle 32 befestigt ist, und eine bewegliche Scheibe 34b, welche in der Axialrichtung der Primärwelle 32 verschiebbar beweglich in Bezug auf die feste Scheibe 34a ist, so dass der Abstand zwischen den konischen Flächen der Scheiben 34a und 34b, d. h. die Nutbreite der Scheiben, verändert werden kann.
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Andererseits weist die Sekundärwelle 37 eine Sekundärscheibe 35 auf. Die Sekundärscheibe 35 weist eine feste Scheibe 35a, welche an der Sekundärwelle 37 angeordnet ist, und eine bewegliche Scheibe 35b auf, welche in der Axialrichtung der Sekundärwelle 37 verschiebbar beweglich in Bezug auf die feste Scheibe 35a ist, so dass die Nutbreite der Scheiben verändert werden kann.
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Eine Kette 36 ist um die Primärscheibe 34 und die Sekundärscheibe 35 gewickelt, um die Antriebskraft zu übertragen. Die Getriebeübersetzung wird stufenlos verändert, indem die Nutbreiten der Primärscheibe 34 und der Sekundärscheibe 35 verändert werden, indem das Verhältnis des Umschlingungsradius der Kette 36 verändert wird, welche auf den Scheiben 34 und 35 entlanggeführt ist (Scheibenverhältnis). Die Getriebeübersetzung i kann durch i = Rs/Rp ausgedrückt werden, wobei Rp der Teilkreisradius der Kette 36 in Bezug auf die Primärscheibe 34 und Rs der Teilkreisradius in Bezug auf die Sekundärscheibe 35 ist.
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Es wird eine Hydraulikkammer 34c in der Primärscheibe 34 (beweglichen Scheibe 34b) ausgebildet, und eine Hydraulikkammer 35c wird in der Sekundärscheibe 35 (bewegliche Scheibe 35b) ausgebildet. Die Nutbreiten der Primärscheibe 34 und der Sekundärscheibe 35 werden eingestellt und verändert, indem der Primäröldruck verändert und abgestimmt wird, welcher in die Hydraulikkammer 34c der Primärscheibe 34 eingelassen wird, und indem der Sekundäröldruck verändert und abgestimmt wird, welcher in die Hydraulikkammer 35c der Sekundärscheibe 35 eingelassen wird.
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Der Öldruck, um das stufenlos verstellbare Getriebe 30 dazu zu veranlassen, die Geschwindigkeit zu verändern, d. h. der oben erwähnte Primäröldruck und der oben erwähnte Sekundäröldruck, wird von einem Ventilkörper 50 (Steuerungsventil) gesteuert. Der Ventilkörper 50 stellt den Öldruck des Öls ein, das von einer Ölpumpe ausgelassen wird, indem es einen Ölkanal öffnet und schließt, der innerhalb des Ventilkörpers 50 ausgebildet ist, und zwar unter Verwendung eines Schieberventils und eines Magnetventils (eines elektromagnetischen Ventils), um das Schieberventil zu bewegen.
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Der Ventilkörper 50 versorgt folglich die Hydraulikkammer 34c der Primärscheibe 34 und die Hydraulikkammer 35c der Sekundärscheibe 35 mit Öldruck. Der Ventilkörper 50 führt den Öldruck beispielsweise auch einem Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus zu, welcher zwischen der Vorausfahrt und der Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs umschaltet, usw.
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Ein Schalthebel (Auswahlhebel) 51, der Betätigungen durch den Fahrer entgegennimmt, um auf den Automatik-Schaltungsmodus („D”-Bereich) oder den manuellen Schaltungsmodus („M”-Bereich) umzuschalten, ist auf dem Boden (der Mittelkonsole) oder dergleichen des Fahrzeugs vorgesehen. Der Schalthebel 51 ist mit einem Bereichsschalter 59 versehen, welcher so angeschlossen ist, dass er in Verbindung mit dem Schalthebel 51 wirkt, um die ausgewählte Position des Schalthebels 51 zu detektieren.
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Der Bereichsschalter 59 ist mit der TCU 40 verbunden, und die ausgewählte Position des Schalthebels 51, die detektiert worden ist, wird von der TCU 40 eingelesen. Der Schalthebel 51 wird verwendet, um zusätzlich zu dem ”D”-Bereich und dem ”M-”Bereich zwischen einem Park-Bereich („P”-Bereich), einem Rückwärtsfahrt-Bereich („R”-Bereich) und einem Neutral-Bereich („N”-Bereich) umzuschalten.
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Der Schalthebel 51 weist einen M-Bereichsschalter 52 auf, welcher eingeschaltet ist, wenn sich der Schalthebel 51 auf Seiten des „M”-Bereichs befindet, d. h. im manuellen Schaltungsmodus, und er ist ausgeschaltet, wenn sich der Schalthebel 51 auf Seiten des „D”-Bereichs befindet, d. h. im Automatik-Schaltungsmodus. Der M-Bereichsschalter 52 ist ebenfalls mit der TCU 40 verbunden.
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Andererseits sind hinter einem Lenkrad 53 ein Plus(+)-Paddel-Schalter 54 und ein Minus(–)-Paddel-Schalter 55 vorgesehen, welche Gangwechselvorgänge (Gangwechselanforderungen) von einem Fahrer entgegenzunehmen, wenn der manuelle Gangschaltungsmodus ausgewählt worden ist. Nachstehend können der Plus-(+)Paddel-Schalter 54 und der Minus-(–)Paddel-Schalter 55 kollektiv als „Paddel-Schalter 54 und 55” bezeichnet werden. Der Plus-(+)Paddel-Schalter 54 wird verwendet, um manuell hochzuschalten, und der Minus-(–)Paddel-Schalter 55 wird verwendet, um manuell herunterzuschalten.
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Der Plus-(+)Paddel-Schalter 54 und der Minus-(–)Paddel-Schalter 55 sind mit der TCU 40 verbunden, und Schaltsignale der Paddel-Schalter 54 und 55, die von den Paddel-Schaltern 54, 55 ausgegeben werden, werden von der TCU 40 eingelesen. Die TCU 40 ist auch mit einem Primärscheiben-Rotationssensor 57 versehen, der die Drehzahl der Primärscheibe 34 detektiert, mit einem Ausgangswellen-Rotationssensor (Fahrzeug-Sensor) 58, der die Drehzahl der Sekundärwelle 37 detektiert, usw.
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Wie oben beschrieben, hat das stufenlos verstellbare Getriebe 30 zwei Getriebeschaltungsmodi, welche mittels des Schalthebels 51 selektiv umschaltbar sind, und zwar einen Automatik-Gangschaltungsmodus und einen manuellen Gangschaltungsmodus. Der Automatik-Gangschaltungsmodus wird ausgewählt, indem der Schalthebel 51 in den D-Bereich gebracht wird. In diesem Modus wird die Getriebeübersetzung automatisch gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs verändert.
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Der manuelle Gangschaltungsmodus wird ausgewählt, indem der Schalthebel 51 in den M-Bereich gebracht wird, und in diesem Modus wird das Übersetzungsverhältnis von dem Fahrer umgeschaltet, der Getriebe-Schaltvorgänge durchführt, indem er die Paddel-Schalter 54 und 55 betätigt.
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Die Schaltungssteuerung des stufenlos verstellbaren Getriebes 30 wird von der TCU 40 durchgeführt. Die TCU 40 steuert den Antrieb des Magnetventils (des elektromagnetischen Ventils) des oben erwähnten Ventilkörpers 50. Dadurch stellt es den Öldruck ein, der der Hydraulikkammer 34c der Primärscheibe 34 und der Hydraulikkammer 35c der Sekundärscheibe 35 zugeführt wird, um so die Getriebeübersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes 30 zu verändern.
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Die TCU 40 ist kommunizierend mit der ECU 60 verbunden, welche den Motor 10 zentral steuert, und zwar z. B. über ein Controller-Area-Netzwerk 100 (CAN).
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Die TCU 40 und die ECU 60 sind so ausgebildet, dass sie Folgendes aufweisen: einen Mikroprozessor, der Berechnungen durchführt; ein ROM, das Programme usw. speichert, um den Mikroprozessor dazu zu veranlassen, verschiedene Prozesse auszuführen; einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), welches verschiedene Daten, wie z. B. Berechnungsergebnisse und dergleichen speichert; ein Backup-RAM, welches den Speicherinhalte mittels einer 12 V-Batterie beibehält; eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle usw.
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Der oben erwähnte Ausgangsmodus-Umschalter 61 ist mit der ECU 60 verbunden. Ebenfalls mit der ECU 60 verbunden sind verschiedenartige Sensoren, wie z. B. ein Gaspedal-Sensor 62, der dazu konfiguriert ist, die Position des Gaspedals zu detektieren, welches der Wert ist, um welchen das Gaspedal herabgedrückt worden ist, ein Luftstrommesser (nicht dargestellt), um den Wert der angesaugten Luft zu detektieren, einen Kühlmittel-Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Kühlmittels für den Motor 10, einen Sensor für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis usw.
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Die ECU 60 unterscheidet die Zylinder aufgrund des Ausgangssignals von dem Nockenwinkel-Sensor 11, und sie berechnet die Motordrehzahl aus der Veränderung der Drehposition der Kurbelwelle 10a, die mittels der Ausgabe des Kurbelwinkel-Sensors 12 detektiert worden ist. Die ECU 60 bezieht ferner verschiedenartige Informationen aus den Detektionssignalen, die von den verschiedenen oben erwähnten Sensoren eingegeben worden sind, wie z. B. die Ansaugluftmenge, die Position des Gaspedals, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs, die Motor-Kühlmitteltemperatur usw.
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Die ECU 60 steuert außerdem den Motor 10 auf zentrale Weise, indem sie den Wert der Kraftstoffeinspritzung und den Zündzeitpunkt steuert, und indem sie verschiedene Einrichtungen steuert, und zwar auf der Basis der verschiedenen Arten von erhaltenen Informationen.
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Die ECU 60 schaltet zwischen den Motor-Leistungseigenschaften (Ausgangsmodi) in drei Stufen (Leistungsmodus, Normalmodus und Sparmodus) um, indem sie beispielsweise zwischen einem Kennfeld für die Kraftstoffeinspritzungsmenge und einem Kennfeld für den Zündzeitpunkt usw. umschaltet, und zwar gemäß der Position des Modus-Wählschalters 61. Die Kennlinien für den Leistungsmodus sind so eingestellt, dass die Motorleistung die größte aller drei Ausgangsmodi ist.
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Die Kennlinien für den Sparmodus sind wiederum so eingestellt, dass die Motorleistung die kleinste aller drei Ausgangsmodi ist. Die Kennlinien für den Normalmodus sind so eingestellt, dass die ausgegebene Motorleistung zwischen derjenigen des Leistungsmodus und derjenigen des Sparmodus liegt. Die ECU 60 übermittelt Informationen, wie z. B. die Motordrehzahl, die Position des Ausgangsmodus-Umschalters 61 (oder Ausgangsmodus (Normalmodus/Sparmodus/Leistungsmodus)), die Position des Gaspedals usw., und zwar an die TCU 40 über das CAN-Netzwerk 100.
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In dem Fall, dass der Automatik-Gangschaltungsmodus ausgewählt worden ist, folgt die TCU 40 einer Gangschaltungs-Kennlinie, um automatisch stufenlos gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs umzuschalten (beispielsweise gemäß der Position des Gaspedals, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw.). Die Gangschaltungs-Kennlinie, die dem Automatik-Gangschaltungsmodus entspricht, ist im ROM der TCU 40 gespeichert. 2 ist ein Kennliniendiagramm der Gangschaltungs-Eigenschaften, das das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.
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Die horizontale Achse in 2 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit (in km/h) an, und die vertikale Achse gibt die Motordrehzahl (in Umdrehungen pro Minute) an. Die acht durchgezogenen Linien zeigen jeweils das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl in jedem Gang (Drehzahl) und die Fahrzeuggeschwindigkeit für den Fall, dass die Getriebeübersetzung unverändert ist (d. h. Getriebeübersetzungs-Eigenschaften, wenn der manuelle Gangschaltungsmodus vorliegt). Im Automatik-Gangschaltungsmodus wird eine beliebige Getriebeübersetzung von einer ersten Drehzahl (niedrig) bis zu einer achten Drehzahl (Overdrive) in 2 (der Bereich, der mit einer mit einem Punkt strichpunktierten Linie in 2 dargestellt ist) automatisch gemäß dem Fahrzeug-Fahrmodus eingestellt.
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Wenn andererseits der manuelle Gangschaltungsmodus ausgewählt ist, dann steuert die TCU 40 die Getriebeübersetzung auf der Basis von Schaltungsvorgängen, die von den Paddel-Schaltern 54 und 55 entgegengenommen werden.
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Insbesondere hat die TCU 40 eine Funktion, um die Getriebeübersetzung im Automatik-Gangschaltungsmodus zu steuern, um es dem Fahrer zu ermöglichen, die Ergebnisse eines Schaltvorgangs der Motor-Leistungseigenschaften (des Ausgangsmodus) während der Kickdown-Steuerung zum Erhöhen der Leistung des Motors 10 als eine Veränderung des Schaltungsverhaltens zu fühlen. Zu diesem Zweck weist die TCU 40 funktional eine Kickdown-Steuerungseinheit 41 auf. In der TCU 40 werden die Funktionen der Kickdown-Steuerungseinheit 41 mittels eines Programms verwirklicht, das im ROM gespeichert ist und von dem Mikroprozessor ausgeführt wird.
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Für den Fall, dass das Gaspedal bis zu einem gewissen Niveau oder jenseits davon gedrückt wird, führt der Splitter, also die Kickdown-Steuerungseinheit 41 eine Kickdown-Steuerung durch, wobei die Getriebeübersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes 30 nach unten verändert wird, und wobei die Motordrehzahl schnell erhöht wird (erster Kickdown-Modus). Die Kickdown-Steuerungseinheit 41 fungiert folglich als Kickdown-Steuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die Kickdown-Steuerung weist die folgenden drei Steuerungsmodi auf, wie in 3 dargestellt. Die eine davon ist der erste Kickdown-Modus, in welchem die Motordrehzahl (Turbinen-Drehzahl, Drehzahl der Primärscheibe) erhöht wird, indem die Getriebeübersetzung gangabwärts verändert wird, oder indem die Getriebeübersetzung verändert (oder fixiert) wird, so dass sie dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
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Dieser erste Kickdown-Modus dient als Kickdown-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung (siehe Zeitpunkt t0 bis t1 und Zeitpunkt t2 bis t3 in 3). Ein weiterer ist ein zweiter Kickdown-Modus, bei welchem die Motordrehzahl (Turbinen-Drehzahl, Drehzahl der Primärscheibe) verringert wird, indem die Getriebeübersetzung gangaufwärts verändert wird (d. h., indem die Getriebeübersetzung eins höher gesetzt wird), wenn die Motordrehzahl die vorbestimmte Drehzahl (z. B. eine Drehzahlbegrenzung) erreicht hat, wenn der erste Kickdown-Modus anliegt (oder wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist).
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Dieser zweite Kickdown-Modus dient als die zweite Kickdown-Steuerung der vorliegenden Erfindung (siehe Zeitpunkt t1 bis t2 in 3). Der weitere ist ein dritter Kickdown-Modus, bei welchem die Getriebeübersetzung gehalten wird, und zwar für den Fall, dass das Herabdrücken des Gaspedals plötzlich gelöst wird, wenn der erste Kickdown-Modus anliegt (oder einer von erstem Kickdown-Modus und zweitem Kickdown-Modus anliegt). Dieser dritte Kickdown-Modus dient als die dritte Kickdown-Steuerung der vorliegenden Erfindung (siehe Zeitpunkt t3 in 3).
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Für den Fall, dass die Kickdown-Steuerungseinheit 41 einen Umschaltvorgang von dem Ausgangsmodus-Umschalter 61 entgegennimmt, während sie den ersten Kickdown-Modus durchführt, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird (d. h. Umschalten vom Sparmodus zu einem von Normalmodus und Leistungsmodus, oder Umschalten vom Normalmodus zum Leistungsmodus), dann beginnt die Kickdown-Steuerungseinheit 41 erneut mit der Kickdown-Steuerungsbestimmung (der ersten Kickdown-Steuerungsbestimmung). In diesem Fall sind die Kickdown-Bedingungen, wie z. B. die Drosselklappenposition usw. bereits etabliert worden, so dass die Kickdown-Steuerungseinheit 41 mit der Kickdown-Steuerung (den ersten Kickdown-Modus) erneut von Anfang an beginnt.
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Wenn die Motordrehzahl die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat (z. B. eine Drehzahlbegrenzung), wenn der erste Kickdown-Modus anliegt (oder wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist), dann führt die Kickdown-Steuerungseinheit 41 den zweiten Kickdown-Modus aus, in welchem die Getriebeübersetzung gangaufwärts verändert wird, wie oben beschrieben.
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Die Kickdown-Steuerungseinheit 41 führt dann wiederholt den ersten Kickdown-Modus und den zweiten Kickdown-Modus aus. Dadurch führt sie gestufte Gangschaltungsvorgänge aus, und zwar auf die gleiche Weise wie in einem gestuften Automatikgetriebe (AT).
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Für den Fall, dass die Kickdown-Steuerungseinheit 41 einen Umschaltvorgang entgegennimmt, während der zweite Kickdown-Modus anliegt, um die Ausgangseigenschaften so zu verändern, dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird, dann löst die Kickdown-Steuerungseinheit 41 den zweiten Kickdown-Modus (die Kickdown-Steuerung) und kehrt zu einer normalen Gangschaltungssteuerung zurück.
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Für den Fall, dass das Herabdrücken des Gaspedals plötzlich gelöst wird, während der erste Kickdown-Modus anliegt (oder in einem von erstem Kickdown-Modus und zweitem Kickdown-Modus), dann führt die Kickdown-Steuerungseinheit 41 den dritten Kickdown-Modus (Haltemodus) aus, in welchem die Getriebeübersetzung beibehalten wird, wie oben beschrieben.
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Für den Fall, dass die Kickdown-Steuerungseinheit 41 einen Umschaltvorgang entgegennimmt, während der dritte Kickdown-Modus anliegt, um die Ausgangseigenschaften so umzuschalten, dass die Leistung der Motors 10 erhöht wird, dann fährt die Kickdown-Steuerungseinheit 41 damit fort, die gleiche Getriebeübersetzung zu dieser Zeit beizubehalten.
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Für den Fall, dass die Kickdown-Steuerungseinheit 41 einen Umschaltvorgang von dem Ausgangsmodus-Umschalter 61 entgegennimmt, während sie eine Kickdown-Steuerung durchführt (irgendeine von dem ersten Kickdown-Modus, dem zweiten Kickdown-Modus und dem dritten Kickdown-Modus), um die Ausgangseigenschaften so umzuschalten, dass die Leistung des Motors 10 verringert wird (d. h. eine Umschaltung vom Leistungsmodus in einen von Normalmodus und Sparmodus, oder eine Umschaltung vom Leistungsmodus in den Normalmodus), dann fährt die Kickdown-Steuerungseinheit 41 mit der Ausführung derjenigen Kickdown-Steuerung fort (irgendeiner von dem ersten Kickdown-Modus, dem zweiten Kickdown-Modus und dem dritten Kickdown-Modus), welche zu dieser Zeit ausgeführt werden.
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Nachstehend werden die Vorgänge der Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 für ein stufenlos verstellbares Getriebe unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das die Kickdown-Verarbeitungsprozeduren mittels der Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 für ein stufenlos verstellbares Getriebe veranschaulicht. Diese Verarbeitung wird in bestimmten Zeitintervallen wiederholt (z. B. alle 10 ms), und zwar bei der TCU 40.
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Zunächst wird im Schritt S100 bestimmt, ob eine Kickdown-Steuerung (irgendeiner von dem ersten Kickdown-Modus, dem zweiten Kickdown-Modus und dem dritten Kickdown-Modus) ausgeführt wird. Für den Fall, dass die Kickdown-Steuerung ausgeführt wird, wird mit dem Ablauf im Schritt S102 fortgefahren. Für den Fall, dass andererseits die Kickdown-Steuerung nicht durchgeführt wird, endet der Ablauf.
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Im Schritt S102 wird bestimmt, ob oder ob nicht sich der Steuerungsmodus für die Kickdown-Steuerung im ersten Kickdown-Modus befindet. Der erste Kickdown-Modus ist vorstehend bereits detailliert beschrieben. Daher wird eine erneute detaillierte Beschreibung hier weggelassen. Falls der erste Kickdown-Modus anliegt, wird mit dem Ablauf im Schritt S104 fortgefahren. Falls andererseits der erste Kickdown-Modus nicht anliegt, wird mit dem Ablauf im Schritt S108 fortgefahren.
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Im Schritt S104 wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Umschaltvorgang zum Umschalten der Ausgangseigenschaften angenommen worden ist, so dass die Leistung des Motors erhöht wird, d. h. ob oder ob nicht der Ausgangsmodus in Richtung Erhöhung der Motorleistung (verbessern der Performanz) umgeschaltet wurde.
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Für den Fall, dass der Ausgangsmodus in Richtung einer Erhöhung der Motorleistung umgeschaltet worden ist, wird mit dem Ablauf im Schritt S106 fortgefahren. Für den Fall wiederum, dass der Ausgangsmodus nicht umgeschaltet worden ist, und für den Fall, dass der Ausgangsmodus in Richtung einer Verringerung der Motorleistung umgeschaltet worden ist, endet der Ablauf.
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Es wird im Schritt S106 wieder bestimmt, ob oder ob nicht die Kickdown-Steuerung (der erste Kickdown-Modus) wieder gestartet werden soll. In diesem Fall sind die Kickdown-Bedingungen, wie z. B. die Drosselklappenposition usw. bereits etabliert worden, so dass die Kickdown-Steuerung (der erste Kickdown-Modus) erneut von Anfang an gestartet wird. Danach endet der Ablauf.
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Für den Fall wiederum, dass im obigen Schritt S102 bestimmt wird, dass sich der Steuerungsmodus für die Kickdown-Steuerung nicht im ersten Kickdown-Modus befindet, wird im Schritt S108 bestimmt, ob oder ob nicht sich der Steuerungsmodus für die Kickdown-Steuerung im zweiten Kickdown-Modus befindet. Der zweite Kickdown-Modus ist vorstehend bereits detailliert beschrieben. Daher wird dessen detaillierte Beschreibung hier weggelassen. Falls der zweite Kickdown-Modus anliegt, wird mit dem Ablauf im Schritt S110 fortgefahren. Falls andererseits der zweite Kickdown-Modus nicht anliegt, endet der Ablauf.
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Im Schritt S110 wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Umschaltvorgang zum Umschalten der Ausgangseigenschaften angenommen worden ist, so dass die Leistung des Motors erhöht wird, d. h. ob oder ob nicht der Ausgangsmodus in Richtung Erhöhung der Motorleistung (verbessern der Performanz) umgeschaltet worden ist.
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Für den Fall, dass der Ausgangsmodus in Richtung einer Erhöhung der Motorleistung umgeschaltet worden ist, wird mit dem Ablauf im Schritt S112 fortgefahren. Für den Fall wiederum, dass der Ausgangsmodus nicht umgeschaltet worden ist, und für den Fall, dass der Ausgangsmodus in Richtung einer Verringerung der Motorleistung umgeschaltet worden ist, endet der Ablauf.
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Im Schritt S112 wird die Kickdown-Steuerung (der zweite Kickdown-Modus) gelöst, die Schaltungs-Steuerungsvorrichtung 1 kehrt zur normalen Gangschaltungssteuerung zurück, und der Ablauf endet.
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Wie oben beschrieben, gilt gemäß einer Implementierung Folgendes: Für den Fall, dass – während der Ausführung des ersten Kickdown-Modus – ein Umschaltvorgang angenommen wird, um die Ausgangseigenschaften so umzuschalten, dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird, wird erneut bestimmt, ob oder ob nicht die Kickdown-Steuerung (die erste Kickdown-Steuerung) gestartet werden soll.
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Folglich kann das Fahrzeug beschleunigt werden, indem die Kickdown-Steuerung (die erste Kickdown-Steuerung) erneut gestartet wird, und die Motordrehzahl erhöht sich sehr schnell. Dies ermöglicht es dem Fahrer, dass er die Ergebnisse eines Umschaltvorgangs der Motor-Leistungseigenschaften deutlicher spürt, und zwar während der Kickdown-Steuerung des stufenlos verstellbaren Getriebes 30, um die Leistung des Motors 10 zu erhöhen.
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Gemäß der Implementierung gilt außerdem Folgendes: Für den Fall, dass – während der Ausführung des zweiten Kickdown-Modus – ein Umschaltvorgang angenommen wird, um die Ausgangseigenschaften so umzuschalten, dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird, dann wird der zweite Kickdown-Modus – d. h. die Hochschalt-Steuerung – gelöst. Folglich wird eine Abnahme der Motordrehzahl infolge des Hochschaltens gestoppt.
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Für den Fall, dass die Motor-Leistungseigenschaften umgeschaltet werden, um die Leistung des Motors 10 während der Kickdown-Steuerung zu erhöhen, was ebenfalls ein Hochschalten mit sich bringt, kann demgemäß der Fahrer die Ergebnisse des Schaltens als eine Veränderung des Schaltverhaltens fühlen.
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Andererseits gilt gemäß der Implementierung Folgendes: Für den Fall, dass – während der Ausführung des dritten Kickdown-Modus – ein Umschaltvorgang angenommen wird, um die Ausgangseigenschaften so umzuschalten, dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird, dann wird die Getriebeübersetzung beibehalten.
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In einer Situation, wie z. B. der, in welcher der Wert des Herabdrückens des Gaspedals plötzlich unmittelbar vor dem Einfahren in eine Kurve gelöst wird, wird demgemäß die Getriebeübersetzung beibehalten, und zwar sogar dann, wenn ein Umschaltvorgang angenommen wird, um die Ausgangseigenschaften umgeschaltet werden, so dass die Leistung des Motors 10 erhöht wird. Demgemäß kann eine Veränderung der Traktion während der Einfahrt in eine Kurve unterbunden werden, und die Beschleunigung kann auf das Herausfahren aus der Kurve hin angemessen gestartet werden.
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Gemäß der Implementierung wird für den Fall, dass ein Umschaltvorgang während der Kickdown-Steuerung (irgendeiner von erstem Kickdown-Modus, zweitem Kickdown-Modus und drittem Kickdown-Modus) angenommen wird, um die Ausgangseigenschaften umzuschalten, so dass die Leistung des Motors 10 verringert wird, mit der gerade ausgeführten Kickdown-Steuerung fortgefahren. In solch einem Fall wird demgemäß verhindert, dass dem Fahrer ein unnötiges Beschleunigungsverhalten (Beschleunigungsgefühl) vermittelt wird, indem mit dem gerade ausgeführten Steuerungsmodus (mit der gerade ausgeführten Kickdown-Steuerung) fortgefahren wird.
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Während eine Implementierung der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Implementierung beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
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Während die vorliegende Erfindung beispielsweise in der obigen Implementierung mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT) vom Kettentyp verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung z. B. auch mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe vom Riementyp oder mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe vom Toroidtyp verwendet werden, und zwar anstelle eines stufenlos verstellbaren Getriebes vom Kettentyp.
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Während die Konfiguration der Implementierung anhand der Ausgangseigenschaften des Motors 10 beschrieben ist, der in drei Stufen umschaltbar ist, kann auch eine Konfiguration ausgeführt werden, in welcher die Ausgangseigenschaften in zwei Stufen oder in vier oder mehr Stufen umschaltbar sind.
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Während die ECU 60, die den Motor 10 steuert, in der obigen Implementierung als eine von der TCU 40 separate Hardware beschrieben ist, welche die Schaltungs-Steuerungsvorrichtung des stufenlos verstellbaren Getriebes 30 steuert, kann auch eine integrierte Hardwarekonfiguration verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltungs-Steuerungsvorrichtung
- 10
- Motor
- 10a
- Kurbelwelle
- 11
- Nockenwinkel-Sensor
- 12
- Kurbelwinkelsensor
- 13
- Zeitgeber-Rotor
- 15
- Ausgangswelle
- 20
- Drehmomentwandler
- 21
- Pumpenflügelrad
- 22
- Turbinen-Auskleidung
- 23
- Stator
- 24
- Lock-up-Kupplung
- 25
- Ausgangswelle
- 30
- Stufenlos verstellbares Getriebe
- 31
- Untersetzungsgetriebe
- 32
- Primärwelle
- 34
- Primärscheibe
- 34a
- feste Scheibe
- 34b
- bewegliche Scheibe
- 34c
- Hydraulikkammer
- 35
- Sekundärscheibe
- 35a
- feste Scheibe
- 35b
- bewegliche Scheibe
- 35c
- Hydraulikkammer
- 36
- Kette
- 37
- Sekundärwelle
- 40
- Übertragungs-Steuerungseinheit
- 41
- Kickdown-Steuerungseinheit
- 50
- Ventilkörper (Steuerungsventil)
- 51
- Schalthebel (Auswahlhebel)
- 52
- M-Bereichsschalter
- 53
- Lenkrad
- 54
- Plus(+)-Paddel-Schalter
- 55
- Minus(–)-Paddel-Schalter
- 56
- Turbinen-Geschwindigkeitssensor
- 57
- Primärscheiben-Rotationssensor
- 58
- Ausgangswellen-Rotationssensor (Fahrzeugsensor)
- 60
- Motor-Steuerungseinheit (ECU)
- 61
- Umschalter
- 62
- Gaspedal-Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004-125072 A [0004]
- JP 2007-278266 A [0006]
