DE112008003136B4

DE112008003136B4 - Steuervorrichtung für Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE112008003136B4
Application number: DE112008003136.3T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Shiiba; Seiji Kuwahara; Nobufusa Kobayashi; Ichiro Kitaori; Toshihiro Fukumasu; Atsushi Yoshimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2028-10-18
Also published as: KR101033755B1; JP2009103288A; KR20090079967A; US20100004094A1; DE112008003136T5; WO2009054329A1; JP4281832B2; US7900533B2; CN101595332B; CN101595332A

Abstract

Eine Steuervorrichtung (30) eines Automatikgetriebes (13) kann in eine erste Steuerbetriebsart und in eine zweite Steuerbetriebsart zur Steuerung eines Getriebegangverhaltnisses (SR) des Automatikgetriebes (13) gesetzt werden. Die Steuervorrichtung (30) in der zweiten Steuerbetriebsart andert das Getriebegangverhaltnis (SR) automatisch. Die Steuervorrichtung (30) erlangt einen Indexwert und eine obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) einer Drehzahl (Nout) einer Getriebeausgangswelle. Die Steuervorrichtung (30) in der ersten Steuerbetriebsart erlaubt, das Getriebegangverhältnis (SR) zu andern, wenn ein Betätigungselement (22) betrieben wird, um das Getriebegangverhältnis (SR) zu erhöhen und der Indexwert gleich oder kleiner als die obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) ist. Die Steuervorrichtung (30) hat einen Setzabschnitt (S13), welcher die obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) setzt. Der Setzabschnitt (S13) setzt die obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) auf der Grundlage der Fahrzeugbeschleunigung (AR), wenn die Steuervorrichtung (30) in der ersten Steuerbetriebsart ist und das Betätigungselement betätigt wird, um das Getriebegangverhältnis (SR) zu erhöhen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe. Das Getriebegangverhältnis des Automatikgetriebes kann durch einen Fahrer manuell geändert werden.
HINTERGRUNDTECHNIK
In vielen Fällen ist ein Automatikgetriebe zwischen der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und einer Achswelle des Fahrzeugs angeordnet. Eine ECU (elektronische Steuereinheit) steuert automatisch das Getriebegangverhältnis des Automatikgetriebes gemäß einem Fahrzeuglaufzustand, wie beispielsweise einem Betätigungsmaß eines Fahrpedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
Beispielsweise sind in manchen Fällen an dem Lenkrad ein Herunterschalthebel und ein Heraufschalthebel bereitgestellt, um es dem Fahrer zu ermöglichen, das Getriebegangverhältnis manuell zu schalten.
Ist die Maschinendrehzahl hoch und führt der Fahrer eine manuelle Betätigung zum Herunterschalten aus, oder er erhöht das Getriebegangverhältnis, kann die Maschinendrehzahl übermäßig hoch werden (Überdrehung). Das heißt, die Maschine kann überdrehen.
Bei einer in dem Patentdokument 1 offenbarten Steuervorrichtung wird die Änderung des Getriebegangverhältnisse verhindert, wenn die Maschinendrehzahl größer als eine obere Grenzgeschwindigkeit ist. Das heißt, die Steuervorrichtung schaltet nicht herunter, auch wenn der Fahrer manuell eine Betätigung zum Herunterschalten vornimmt. Dementsprechend wird eine Maschinenüberdrehung vermieden.
Im Allgemeinen tritt eine kleine Zeitdifferenz zwischen der Zeit, wenn der Fahrer manuell einen Betätigung vornimmt, um eine Änderung des Getriebegangverhältnisses anzufordern, und der Zeit auf, wenn das Getriebegangverhältnis tatsächlich geändert wird. Sogar während einer derartigen Getriebegangverhältnisänderungsdauer ändert sich die Maschinendrehzahl von Augenblick zu Augenblick. Das heißt, während einer Getriebegangverhältnisänderungsdauer ist der Änderungszustand der Maschinendrehzahl nicht konstant. Daher ist es zur Verhinderung einer Maschinenüberdrehung in jedem Fall erforderlich, die obere Grenzgeschwindigkeit als klein zu setzen. Das heißt, die obere Maschinengrenzdrehzahl wird auf einen kleinen Wert gesetzt, um eine Spanne zuzulassen.
Jedoch reduziert ein Setzen der oberen Maschinengrenzdrehzahl auf einen kleinen Wert, um einen Spanne zuzulassen, den Fahrzeugbetriebsbereich, in welchem ein Herunterschalten zulässig ist, was die Fahrzeugmanövrierbarkeit herabsetzt.

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungspatentveröffentlichung Nr. 10-89466

Die Druckschrift WO 2006/030591 (äquivalent zu DE 11 2005 001 876 T5 ) offenbart eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, bei dem zwei unterschiedliche Steuerungsbetriebsarten ausgewählt werden können, nämlich eine Automatikbetriebsart und eine manuelle Betriebsart. Eine manuelle Betätigung, d. h. Herauf- und Herunterschalten, kann durch einen Schalthebel durchgeführt werden.
Die Druckschrift DE 100 52 880 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern eines selbsttätig schaltenden Getriebes, wobei zwei verschiedene Steuerbetriebsarten, nämlich eine automatische und eine manuelle Betriebsart, vorgesehen sind. Für den Fall, dass das Fahrzeug für die Steuerung erkennbare Betriebsgrenzen (Überdrehen, Abwürgen oder ähnliches) für den gerade in der manuellen Betriebsart eingelegten Getriebegang erreicht, wird auch ohne Schaltbefehl des Fahrers ein Schalten ausgelöst, um das Fahrzeug wieder in die zulässigen Betriebsgrenzen zu bringen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten einer Maschinenüberdrehung zu verhindern, und den Fahrzeugbetriebsbereich sicherzustellen (zu erweitern), in welchem ein Herunterschalten durch eine manuelle Betätigung zugelassen wird.
Diese Aufgabe wird durch Steuervorrichtung eines Automatikgetriebes gelöst, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einer Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm eines Herunterschalterlaubnisvorgangs, der durch die ECU von 1 ausgeführt wird; und
3 ist ein in der ECU von 1 gespeichertes Schaltkennfeld, welches die Beziehung zwischen einer Fahrzeugbeschleunigung und einer oberen Grenzgeschwindigkeit zeigt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, hat ein Fahrzeug 10 eine Maschine 11, ein Automatikgetriebe 13, Antriebräder 15, eine Schalthebelvorrichtung 19, ein Lenkrad 20 und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 30. Die ECU 30 ist eine Steuervorrichtung des Automatikgetriebes 13.
Eine Kurbelwelle 12 ist eine Antriebswelle, welche sich von der Maschine 11 erstreckt, welche eine Verbrennungskraftmaschine ist. Die Drehung der Kurbelwelle 12 wird durch das Automatikgetriebe 13 geändert. Das Automatikgetriebe 13 hat eine Getriebeausgangswelle 23, welche eine Ausgangswelle ist. Die Drehung der Getriebeausgangswelle 23 wird durch eine Achswelle 14 an die Antriebsräder 15 übertragen.
Das Automatikgetriebe 13 hat ein Gehäuse 13a. Das Gehäuse 13a beherbergt einen Drehmomentwandler 16 und einen Planetengetriebezug 17. Das heißt, die Drehung der Kurbelwelle 12 wird durch den Drehmomentwandler 16, den Planetengetriebezug 17 und die Achswelle 14, in der Reihenfolge, auf die Antriebsräder 15 übertragen. Der Planetengetriebezug 17 hat eine Vielzahl von Planetenantrieben.
Das Automatikgetriebe 13 ist vom Vielstufentyp, der eine Vielzahl von Gängen ST hat. Das Automatikgetriebe 13 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat acht Vorwärtsgänge, welche einen ersten Gang bis achten Gang umfassen. Das Getriebegangverhältnis SR wird von dem ersten Gang zu dem achten Gang verringert. Das heißt, das Getriebegangverhältnis SR in dem achten Gang ist kleiner als das Getriebegangverhältnis SR in dem ersten Gang. Der achte Gang ist ein Gang mit höherer Drehzahl als der erste Gang. Der erste Gang stellt das größte Getriebegangverhältnis SR dar und der achte Gang stellt das kleinste Getriebegangverhältnis SR dar. Das heißt, der erste Gang ist der Gang ST mit der niedrigsten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und der achte Gang ist der Gang ST mit der höchsten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl. Der Gang wird heruntergeschaltet, wenn das Getriebegangverhältnis von dem achten Gang in Richtung des ersten Gangs geändert wird. Wird der Gang heruntergeschaltet, wird der Gang ST in einen niedrigeren Gang und zum Erhöhen des Getriebegangverhältnisses SR geschaltet. Andererseits wird der Gang heraufgeschaltet, wenn das Getriebegangverhältnis von dem ersten Gang in Richtung des achten Gangs geschaltet wird. Wenn der Gang heraufgeschaltet wird, wird der Gang ST in einen höheren Gang und zum Verringern des Getriebegangverhältnisses SR geschaltet.
Das Automatikgetriebe 13 hat eine Vielzahl von Kupplungsvorrichtungen. Jede Kupplungsvorrichtung hat ein elektromagnetisches Ventil, das ein Schaltventil ist, und einen Multiplattenhydraulikkupplungsmechanismus. Jeder Hydraulikkupplungsmechanismus ist in dem Automatikgetriebe 13 bereitgestellt. Jeder Hydraulikkupplungsmechanismus schaltet einen Zustand von einem einer Vielzahl von Gängen des Planetengetriebezuges 17 zwischen einem fixierten Zustand und einem gelösten Zustand in Bezug auf das Gehäuse 13a oder in Bezug auf eine Eingangswelle 17a des Planetengetriebezuges 17. Mit anderen Worten, jeder Hydraulikkupplungsmechanismus schaltet den Zustand des Gangs des Planetengetriebezuges 17 zwischen einem gekoppelten Zustand und einem nichtgekoppelten Zustand in Bezug auf das Gehäuse 13a oder in Bezug auf die Eingangswelle 17a.
Für das Automatikgetriebe 13 ist ein Steuerventil 18 bereitgestellt. Jedes Schaltventil ist für das Steuerventil 18 bereitgestellt. Das Steuerventil 18 hat darin eine Hydraulikschaltung. Beispielsweise wird, wenn die ECU 30 den Zustand des Schaltventils zwischen einem Anregungszustand und einem Nichtanregungszustand schaltet, ein Hydraulikpfad der Hydraulikschaltung geschaltet. Als eine Folge wird ein Zustand jedes Hydraulikkupplungsmechanismus zwischen einem Eingreifzustand und einem gelösten Zustand bzw. Freigabezustand geschaltet. Dementsprechend wird der Gang ST geändert.
Elektromagnetische Ventile, die zwei Regelventile sind, sind für das Steuerventil 18 bereitgestellt, das sich von den Schaltventilen unterscheidet. Der dem Hydraulikkupplungsmechanismus zugeführte Öldruck wird durch Steuerung eines Öffnungsmaßes der Regelventile gesteuert.
In der Nähe eines Fahrersitzes des Fahrzeugs 10 ist eine Schalthebelvorrichtung 19 bereitgestellt. Beispielsweise kann der Fahrer die Betätigungsstellung der Schalthebelvorrichtung 19 manuell schalten. Die Betätigungsstellung der Schalthebelvorrichtung 19 umfasst eine Parkstellung (P-Stellung), eine Rückwärtsstellung (R-Stellung), eine Leerlaufstellung (N-Stellung), eine Automatikgetriebestellung (D-Stellung) und eine Handgetriebestellung (M-Stellung). Die P-Stellung und die N-Stellung werden ausgewählt, wenn das Fahrzeug 10 gestoppt ist. Die R-Stellung wird ausgewählt, wenn sich das Fahrzeug 10 nach hinten bewegt. Die D-Stellung und die M-Stellung werden ausgewählt, wenn sich das Fahrzeug 10 nach vorne bewegt.
Die D-Stellung wird ausgewählt, wenn der Fahrer eine Automatikgetriebebetriebsart auswählt. Die M-Stellung wird ausgewählt, wenn der Fahrer eine Handgetriebebetriebsart auswählt. In der Automatikgetriebebetriebsart schaltet die ECU 30 den Gang ST automatisch gemäß dem Fahrzeuglaufzustand. In der Handgetriebebetriebsart schaltet der Fahrer den Gang ST manuell.
An dem Fahrersitz ist ein Lenkrad 20 bereitgestellt. An dem Lenkrad sind ein Heraufschalter 21 und ein Herunterschalter 22 bereitgestellt. Der Heraufschalter 21 und der Herunterschalter 22 sind Betätigungselemente, welche zum manuellen Ändern der Vorwärtsgänge betätigt werden. Jedes Mal, wenn der Heraufschalter 21 einmal betätigt wird, wird ein Signal zum Heraufschalten des Gangs ST an die ECU 30 übertragen. Andererseits wird jedes Mal, wenn der Herunterschalter 22 einmal betätigt wird, ein Signal zum Herunterschalten des Gangs ST an die ECU 30 übertragen.
Die ECU 30 schaltet den Zustand des elektromagnetischen Ventils des Automatikgetriebes 3 gemäß der ausgewählten Stellung der Schalthebelvorrichtung 19, um den Gang ST zu schalten. Die ECU 30 steuert das Automatikgetriebe 13, um die Kurbelwelle 12 und die Antriebsräder 15 zu trennen, wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der N-Stellung oder der P-Stellung befindet. Andererseits schaltet die ECU 30 das Automatikgetriebe 13 in dem Rückwärtsgang, wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der R-Stellung befindet. Die ECU 30 schaltet das Automatikgetriebe 13 zu einem des ersten Gangs bis achten Gangs, wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der D-Stellung oder der M-Stellung befindet.
Befindet sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der D-Stellung, schaltet die ECU 30 automatisch den Vorwärtsgang gemäß dem Laufzustand des Fahrzeugs. Der Laufzustand des Fahrzeugs umfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und das Fahrpedalbetätigungsmaß ACC. Das Fahrpedalbetätigungsmaß ACC stellt ein Herabdrückmaß des Fahrpedals dar. Die ECU 30 wählt den Vorwärtsgang auf der Grundlage eines Schaltkennfelds aus, das im Voraus gespeichert ist. Das Schaltkennfeld zeigt Herunterschaltlinien und Heraufschaltlinien. Die Heraufschaltlinien und die Herunterschaltlinien sind Schaltlinien, welche durch eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und dem Fahrpedalbetätigungsmaß ACC bestimmt werden. Die Schaltlinien unterteilen das Schaltkennfeld in mehrere Bereiche. Falls sich der Fahrzeugbetriebsbereich derart ändert, dass er eine Schaltlinie auf dem Schaltkennfeld kreuzt, schaltet die ECU 30 den Gang ST derart, dass er dem Betriebsbereich nach dem Kreuzen entspricht. Die ECU 30 wählt einen höheren Gang ST für eine größere Fahrzeuggeschwindigkeit SPD aus. Die ECU 30 wählt einen höheren Gang ST für ein größeres Fahrpedalbetätigungsmaß ACC aus. Wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der D-Stellung befindet, wird die Automatikgetriebebetriebsart des Automatikgetriebes 13 als eine zweite Steuerbetriebsart bezeichnet.
Andererseits versucht die ECU 30, wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der M-Stellung befindet und der Fahrer den Heraufschalter 21 oder den Herunterschalter 22 betätigt, den Vorwärtsgang zu schalten. Befindet sich die Schalthebelvorrichtung 19 in der M-Stellung und wird der Herunterschalter 22 betätigt, wird die Steuerbetriebsart des Automatikgetriebes 13 als eine erste Steuerbetriebsart bezeichnet. Das heißt, die erste Steuerbetriebsart gibt einen Zustand an, in welchem der Herunterschalter 22 in der Handgetriebebetriebsart betätigt wird.
Die ECU 30 verhindert das Auftreten des Schaltstoßes, und sie schaltet den Gang ST sanft, wenn sich die Schalthebelvorrichtung 19 in einer beliebigen der D-Stellung oder der M-Stellung befindet. Mit anderen Worten, wenn der Vorwärtsgang geschaltet wird, ändert die ECU 30 den Zustand von einem der Kupplungsmechanismen von dem Eingreifzustand in den Freigabezustand und ändert einen anderen Kupplungsmechanismus von dem Freigabezustand in den Eingreifzustand. Mit anderen Worten, die ECU 30 führt die Getriebesteuerung durch Erzielen des freigegebenen Kupplungsmechanismus und des eingreifenden Kupplungsmechanismus zu der gleichen Zeit aus. Daher steuert die ECU 30 einen Öldruck von Öl, welches der freigegebenen Kupplungsvorrichtung zugeführt wird, und einen Öldruck von Öl, welches der eingreifenden Kupplungsvorrichtung zugeführt wird, durch Steuern des Öffnungsmaßes des Regelventils.
Für das Fahrzeug 10 sind ein Fahrpedalsensor 31, ein erster Drehzahlsensor 32, ein zweiter Drehzahlsensor 33, ein Beschleunigungssensor 34 und ein Schaltstellungssensor 35 bereitgestellt. Der Fahrpedalsensor 31 erfasst das Fahrpedalbetätigungsmaß ACC. Der erste Drehzahlsensor 32 erfasst die Drehzahl der Kurbelwelle 12 oder die Maschinendrehzahl NE. Der zweite Drehzahlsensor 33 erfasst die Getriebedrehzahl Nout. Die Getriebedrehzahl Nout ist eine Drehzahl einer Getriebeausgangswelle 23. Der Beschleunigungssensor 34 wird zur Berechnung einer Fahrzeugbeschleunigung AR verwendet. Der Schaltstellungssensor 35 erfasst eine Betätigungsstellung der Schalthebelvorrichtung 19. Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels erlangt die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD auf der Grundlage der Getriebedrehzahl Nout.
Das Fahrzeug 10 ist mit einer ECU (elektronischen Steuereinheit) 30 ausgestattet, welche einen Mikrocomputer aufweist. Die ECU 30 empfängt Ausgabesignale von den Sensoren 31 bis 35, dem Heraufschalter 21 und dem Herunterschalter 22. Die ECU 30 führt verschiedenste Berechnungen auf der Grundlage der Ausgabesignale aus, und sie steuert die Maschine 11 und das Automatikgetriebe 13 auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses.
Die ECU 30 führt einen Herunterschalterlaubnisvorgang aus, der in 2 gezeigt ist. Der Herunterschalterlaubnisvorgang verhindert ein Überdrehen der Maschine, wenn der Gang heruntergeschaltet wird. Das Überdrehen der Maschine ist ein Phänomen, dass die Drehzahl der Kurbelwelle 12 die zulässige Drehzahl überschreitet, wenn der Gang ST ein Gang geringerer Geschwindigkeit ist.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Herunterschalterlaubnisvorgangs. Die ECU 30 führt den Herunterschalterlaubnisvorgang jeden vorbestimmten Zyklus unter der Bedingung aus, dass für die Schalthebelvorrichtung 19 die M-Stellung ausgewählt ist.
Wie in 2 gezeigt, bestimmt die ECU 30, ob der Herunterschalter 22 betätigt worden ist (Schritt S11). Die ECU 30 beendet den Vorgang zeitweise, wenn es bestimmt wird, dass der Herunterschalter 22 nicht betätigt worden ist (NEIN bei Schritt S11).
Andererseits erfasst die ECU 30, wenn es bestimmt wird, dass der Herunterschalter 22 betätigt worden ist (JA bei Schritt S11), die Fahrzeugbeschleunigung AR (Schritt S12). Die ECU 30 setzt eine obere Grenzgeschwindigkeit Lim unter Bezugnahme auf das Schaltkennfeld auf der Grundlage der erfassten Fahrzeugbeschleunigung AR und dem erfassten Gang ST (Schritt S13). Die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim unter Verwendung des Gangs ST, unter der Annahme, dass der Gang ST gemäß der Betätigung des Herunterschalters 22 geschaltet worden ist. Die ECU 30, welche Schritt S13 ausführt, funktioniert als ein Setzabschnitt.
Das Schaltkennfeld wird zur Berechnung der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim verwendet, und die ECU 30 speichert das Schaltkennfeld im Voraus. Das Schaltkennfeld wird erzeugt, indem mittels Versuchen die Beziehung zwischen dem Fahrzeugbetriebsbereich, welcher durch die Fahrzeugbeschleunigung AR und den Gang ST bestimmt ist, und dem oberen Grenzwert der Geschwindigkeit SPD erlangt, welche das Überdrehen der Maschine nach Schalten des Getriebegangverhältnisses verhindert.
3 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim und der Fahrzeugbeschleunigung AR des Schaltkennfelds. Wie in 3 gezeigt, wird die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit kleiner werdender Fahrzeugbeschleunigung AR größer. Die obere Grenzgeschwindigkeit Lim wird mit Zunahme bzw. Erhöhung der Fahrzeugbeschleunigung AR verringert. Das heißt, die Beziehung zwischen der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim und der Fahrzeugbeschleunigung AR ist durch einen polygonen Liniengraph repräsentiert, der in Richtung der rechten Seite nach unten geht. Der absolute Wert der Graphsteigung der oberen Geschwindigkeit Lim, wenn die Fahrzeugbeschleunigung AR positiv ist, ist größer als der absolute Wert der Graphsteigung der oberen Grenzgeschwindigkeit, wenn die Fahrzeugbeschleunigung AR negativ ist. Das heißt, der Graph der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim fällt stärker bzw. abrupter während der Fahrzeugbeschleunigung als während der Fahrzeugverlangsamung.
Mit anderen Worten, während einer Fahrzeugbeschleunigung wird die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit kleiner werdendem absolutem Wert der Fahrzeugbeschleunigung AR größer gesetzt. Andererseits wird während einer Fahrzeugverlangsamung die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit größer werdendem absolutem Wert der Fahrzeugbeschleunigung AR oder mit größer werdender Verlangsamung der Fahrzeuggeschwindigkeit größer gesetzt. Das Schaltkennfeld hat die Beziehung zwischen der Fahrzeugbeschleunigung AR und der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim, die in 3 gezeigt ist, für jeden Gang ST (den ersten Gang bis zu dem achten Gang). Die obere Grenzgeschwindigkeit Lim wird mit kleiner werdendem Gang nach dem Schalten kleiner gesetzt, das heißt, mit größer werdendem Getriebegangverhältnis SR.
Die ECU 30 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder kleiner als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim nach Setzen der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim ist (Schritt S14 in 2).
Die ECU 30 erlaubt, dass der Gang heruntergeschaltet wird (S15), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder kleiner als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ist (JA bei Schritt S14). Das heißt, die ECU 30 bestimmt, dass das Überdrehen der Maschine nicht auftreten wird, auch wenn der Gang ST geändert wird. Daher schaltet die ECU 30 den Gang ST herunter.
Andererseits unterbindet die ECU 30, dass der Gang heruntergeschaltet wird (Schritt S16), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD größer als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ist (NEIN bei Schritt S14). Das heißt, die ECU 30 bestimmt, dass es eine große Wahrscheinlichkeit gibt, dass das Überdrehen auftritt, wenn der Gang ST geändert wird. Daher ändert die ECU 30 den Gang nicht in einen niedrigeren Gang. Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels löscht die Herunterschaltanforderung.
Mit anderen Worten, nachdem es die ECU 30 ein Herunterschalten des Gangs auf der Grundlage des Vergleichs der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und der oberen Grenzgeschwindigkeit Lim selektiv erlaubt oder unterbindet, beendet die ECU 30 den Vorgang zeitweise.
Hiernach werden Vorteile des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert, während das Ausführungsbeispiel mit Vergleichsbeispielen verglichen wird.
Die Maschinendrehzahl NE, wenn das Getriebegangverhältnis des Automatikgetriebes 13 geändert worden ist, wird bestimmt, indem die Getriebedrehzahl Nout, wenn das Getriebegangverhältnis geändert worden ist, mit dem Getriebegangverhältnis SR multipliziert wird. Eine Dauer von der Zeit, wenn der Heraufschalter 21 oder der Herunterschalter 22 betätigt wird, bis zu der Zeit, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, wird als eine Getriebegangverhältnisänderungsdauer bezeichnet. Die Getriebedrehzahl Nout kann zunehmen, falls die Getriebegangverhältnisänderungsdauer mit der Fahrzeugbeschleunigung übereinstimmt, und die Getriebedrehzahl Nout kann abnehmen, falls die Getriebegangverhältnisänderungsdauer mit der Fahrzeugverlangsamung übereinstimmt. Je größer die Fahrzeugbeschleunigung AR ist, desto größer wird das Zunahmemaß bzw. Erhöhungsmaß der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer. Andererseits wird mit kleiner werdender Fahrzeugbeschleunigung AR der absolute Wert des Verringerungsmaßes der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer größer. Je größer der absolute Wert der Fahrzeuggeschwindigkeitsverringerungsrate wird, desto größer wird der absolute Wert des Verringerungsmaßes der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer. Das heißt, das Maß einer Änderung der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer ändert sich gemäß der Fahrzeugbeschleunigung AR, wenn der Heraufschalter 21 oder der Herunterschalter 22 betätigt wird.
Wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird, erlaubt die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Herunterschalten unter der Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder kleiner als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ist, wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird.
Nun werden die folgenden Vergleichsbeispiele betrachtet. Bei Vergleichsbeispielen ist die obere Grenzgeschwindigkeit Lim auf einen konstanten Wert gesetzt, ohne dass die Fahrzeugbeschleunigung AR berücksichtigt wird. Das heißt, bei Vergleichsbeispielen kann die obere Grenzgeschwindigkeit unnötig verringert werden. Mit anderen Worten, bei Vergleichsbeispielen ist die obere Grenzgeschwindigkeit derart gesetzt, dass das Maschinenüberdrehen nicht auftritt, auch wenn die Getriebedrehzahl Nout in jedem Fall nach der Betätigung des Herunterschalters 22 maximal zunimmt. Daher wird bei Vergleichsbeispielen, wenn die Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer verringert wird, die obere Grenzgeschwindigkeit unnötig klein. Die Getriebedrehzahl Nout kann während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer verringert werden, falls die Getriebegangverhältnisänderungsdauer mit der Fahrzeugverlangsamung übereinstimmt.

(1) Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gemäß der Fahrzeugbeschleunigung AR, wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird. Das heißt, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim unter Berücksichtigung der Getriebedrehzahl Nout, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird. Daher ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die obere Grenzgeschwindigkeit Lim näher an der oberen Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gesetzt, welche ein Maschinenüberdrehen verhindern kann, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, verglichen mit den Vergleichsbeispielen. Daher wird der Fahrzeugbetriebsbereich, in welchem ein Herunterschalten durch manuelle Betätigung zugelassen wird, sichergestellt (vergrößert), während das Auftreten von Überdrehen der Maschine verhindert wird.

Bei Vergleichsbeispielen ist es oft der Fall, dass der Gang ST tatsächlich nicht geändert wird, auch wenn der Fahrer den Herunterschalter 22 betätigt. Mit anderen Worten, die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs kann verringert werden. Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verhindert die Verringerung der Manövrierbarkeit des Fahrzeugs, um die Betriebsspanne sicherzustellen (zu vergrößern), in welchem das Herunterschalten durch die manuelle Betätigung ausgeführt werden kann.

(2) Wie in 3 gezeigt, setzt die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit kleiner werdender Fahrzeugbeschleunigung AR, wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird, größer. Daher setzt die ECU 30, wenn das Fahrzeug beschleunigt, die obere Grenzgeschwindigkeit Lim derart, dass je kleiner das Maß einer Zunahme der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisschaltdauer wird, die obere Grenzgeschwindigkeit Lim desto größer wird. Das heißt, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit kleiner werdender Getriebedrehzahl Nout, wenn das Getriebegangverhältnis geschaltet ist, größer. Mit anderen Worten, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit größer werdender oberer Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, welche ein Überdrehen der Maschinendrehung verhindert, größer. Wenn das Fahrzeug verlangsamt, setzt die ECU 30 die obere Grenzgeschwindigkeit Lim derart, dass je größer das Maß einer Verringerung der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer ist, die obere Grenzgeschwindigkeit Lim desto größer wird. Das heißt, auch wenn das Fahrzeug verlangsamt, setzt die ECU 30 die obere Grenzgeschwindigkeit Lim derart, dass je kleiner die Getriebevorrichtungsdrehzahl Nout ist, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, das heißt, je größer die obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD ist, welche ein Überdrehen der Maschinendrehzahl verhindert, desto größer wird die obere Grenzgeschwindigkeit Lim.

Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gemäß der Beziehung zwischen der Fahrzeugbeschleunigung AR, wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird, und dem Maß einer Änderung der Getriebedrehzahl Nout während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer. Das heißt, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gemäß der Getriebedrehzahl Nout, wenn das Getriebegangverhältnis des Automatikgetriebes 13 geändert wird.

(3) Die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit größer werdendem Getriebegangverhältnis SR, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, kleiner. Daher setzt die ECU 30 verglichen mit einem Fall, in welchem die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ohne Berücksichtigung des Gangs ST auf einen konstanten Wert gesetzt wird, die obere Grenzgeschwindigkeit Lim näher an die obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, welche das Auftreten von Überdrehen der Maschinendrehung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verhindern kann.

Beispielsweise ist in manchen Fällen, falls die Gänge ST, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, voneinander verschieden sind, die Maschinendrehzahl NE, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, verschieden, auch wenn die Getriebedrehzahl Nout und die Fahrzeugbeschleunigung AR bei Betätigung des Herunterschalters 22 dieselben sind. Das heißt, falls die Gänge ST, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, voneinander verschieden sind, ist die Beziehung zwischen der Getriebedrehzahl Nout und der Maschinendrehzahl NE verschieden. Das heißt, falls die Getriebevorrichtung eine Vielzahl von Getriebedrehzahlen Nout mit demselben Wert hat, wird die Maschinendrehzahl NE, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, mit größer werdendem Getriebegangverhältnis SR oder mit kleiner werdendem Gang ST größer.
Es sei angenommen, dass die obere Grenzgeschwindigkeit nur gemäß der Fahrzeugbeschleunigung AR gesetzt wird, wenn der Herunterschalter 22 betätigt wird, ohne dass das Getriebegangverhältnis SR berücksichtigt wird. Es sei insbesondere angenommen, dass die obere Grenzgeschwindigkeit derart gesetzt wird, dass die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gesetzt wird, damit Überdrehen der Maschinendrehung verhindert wird, wenn der Gang beispielsweise von dem zweiten Gang in den ersten Gang heruntergeschaltet wird. In diesem Fall kann die obere Grenzgeschwindigkeit Lim unnötig klein sein, wenn der Gang beispielsweise von dem achten Gang in den siebenten Gang heruntergeschaltet wird, wenn der Gang von dem siebenten Gang in den sechsten Gang heruntergeschaltet wird, und wenn der Gang von dem dritten Gang in den zweiten Gang heruntergeschaltet wird. Wenn der Gang in den niedrigsten Gang heruntergeschaltet wird, wird die Maschinendrehzahl NE, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, am größten. Das heißt, die obere Grenzgeschwindigkeit wird auf einen geeigneten Wert gesetzt, wenn der Gang in den niedrigsten Gang heruntergeschaltet wird. Die zulässige Spanne der oberen Grenzgeschwindigkeit ist jedoch übermäßig groß, wenn der Gang zu einem anderen Gang ST als dem niedrigsten Gang heruntergeschaltet wird.
Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim jedoch auf der Grundlage des Gangs ST. Wird angenommen, dass der Gang ST gemäß der Betätigung des Herunterschalters 22 geändert wird, dann setzt die ECU 30 die obere Grenzgeschwindigkeit Lim auf der Grundlage des Gangs ST. Mit anderen Worten, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit größer werdendem Getriebegangverhältnis SR, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, kleiner. Das heißt, die ECU 30 setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim mit niedriger werdendem Gang ST, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, oder mit größer werdender Maschinendrehzahl NE, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird, kleiner. Daher wird die obere Grenzgeschwindigkeit Lim verglichen mit einem Fall, in welchem die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ohne Berücksichtigung des Gangs ST auf einen konstanten Wert gesetzt wird, näher an die obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gesetzt, welche das Auftreten von Überdrehen der Maschinendrehung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verhindert kann.
In ähnlicher Weise ist in einigen Fällen, falls die Gänge ST nach Änderung des Getriebegangverhältnisses verschieden sind, die Beziehung zwischen dem Änderungsmaß der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer und das Änderungsmaß der Maschinendrehzahl verschieden, auch wenn die Getriebedrehzahl Nout und die Fahrzeugbeschleunigung AR bei Betätigung des Herunterschalters 22 dieselben sind. Mit anderen Worten, mit größer werdendem Getriebegangverhältnis SR wird die Änderung der Maschinendrehzahl NE in Bezug auf eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer größer. Daher wird der absolute Wert des Verringerungsmaßes der Maschinendrehzahl NE während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer bei Verlangsamung des Fahrzeugs umso größer, je größer das Getriebegangverhältnis SR wird. Zudem wird das Zunahmemaß der Maschinendrehzahl NE während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer bei Beschleunigung des Fahrzeugs umso größer, je größer das Getriebegangverhältnis SR wird.
Die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim jedoch auf der Grundlage des Gangs ST. Daher wird die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gesetzt, damit sie dem Änderungsmaß der Maschinendrehzahl NE während der Getriebegangverhältnisänderungsdauer entspricht. Das heißt, die ECU 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels setzt die obere Grenzgeschwindigkeit Lim gemäß dem Gang ST, damit sie der Maschinendrehzahl NE entspricht, wenn das Getriebegangverhältnis geändert wird.
Das vorangehende Ausführungsbeispiel kann wie folgt modifiziert werden.
Die ECU 30 muss nicht notwendigerweise die von dem Fahrer vorgenommene Herunterschaltanforderung löschen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD größer als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ist. Die ECU 30 kann die Ausführung des Herunterschaltens verzögern, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder geringer als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ist.
Die ECU 30 muss nicht unbedingt die Getriebedrehzahl Nout als die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD verwenden, sondern sie kann die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehzahl der Antriebsräder 15 erlangen.
Die ECU 30 kann die Fahrzeugbeschleunigung AR auf der Grundlage des Änderungsmaßes der Getriebedrehzahl Nout berechnen. Die ECU 30 kann die Fahrzeugbeschleunigung AR auf der Grundlage des Fahrpedalbetätigungsmaßes ACC, des Gangs ST, der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD oder des Herabdrückmaßes des Bremspedals abschätzen.
Der Indexwert der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 23 kann ein beliebiger Parameter der Parameter Drehzahl der Achswelle 14, Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, Drehzahl der Eingangswelle 17a des Planetengetriebezuges 17 und der Maschinendrehzahl NE sein. Die ECU 30 bestimmt, ob die Ausführung des Herunterschaltens unterbunden oder erlaubt wird.
Die ECU 30 kann im Voraus drei konstante Werte für die obere Grenzgeschwindigkeit bestimmen und die obere Grenzgeschwindigkeit zwischen den drei Werten gemäß der Fahrzeugbeschleunigung AR ändern. Die drei Werte der oberen Grenzgeschwindigkeit umfassen einen Wert, welcher während der Fahrzeugverlangsamung (Beschleunigung AR < 0) verwendet wird, einen Wert, welcher Verwendung findet, wenn das Fahrzeug normal läuft (Beschleunigung = 0), und einen Wert, der während einer Fahrzeugbeschleunigung (Beschleunigung AR > 0) verwendet wird.
Die ECU 30 kann die obere Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 in einer Sportbetriebsart größer als die obere Grenzgeschwindigkeit in einer Normalbetriebsart setzen. Ein Fahrer betätigt manuell einen Schalter, der in der Nähe eines Fahrersitzes bereitgestellt ist, um die Sportbetriebsart oder die Normalbetriebsart auszuwählen. In der Normalbetriebsart wird das Getriebegangverhältnis SR mit einem Fokus auf dem Komfort des Fahrers geschaltet. In der Sportbetriebsart macht der Fahrer die Betätigung, damit der Fokus auf dem Ansprechen einer Änderung des Getriebegangverhältnisses liegt. In diesem Fall wird der Fahrzeugbetriebsbereich, in welchem das Herunterschalten in der Sportbetriebsart ausgeführt wird, größer als der Fahrzeugbetriebsbereich gesetzt, in welchem das Herunterschalten in der Normalbetriebsart ausgeführt wird. Das heißt, der Fahrer führt das Herunterschalten in der Sportbetriebsart leicht bzw. ohne Umstände aus. Daher ändert sich die Fahrantwort bzw. das Fahransprechen schnell, damit es der Auswahl der durch den Fahrer vorgenommenen Fahrbetriebsart entspricht.
Die ECU 30 kann die obere Grenzgeschwindigkeit Lim, wenn das Herunterschalten in der Handgetriebebetriebsart (M-Stellung) ausgeführt wird, größer als die obere Grenzgeschwindigkeit Lim setzen, wenn das Herunterschalten in der Automatikgetriebebetriebsart (D-Stellung) ausgeführt wird. In diesem Fall ist der Fahrzeugbetriebsbereich, in welchem das Herunterschalten in der Handgetriebebetriebsart ausgeführt wird, größer als der Fahrzeugbetriebsbereich, in welchem das Herunterschalten in der Automatikgetriebebetriebsart ausgeführt wird. Daher ändert sich die Fahrantwort schnell, damit sie der Fahrbetätigung bzw. dem Fahrbetrieb des Fahrers entspricht.
Die ECU 30 kann die obere Grenzgeschwindigkeit Lim nur in der Handgetriebebetriebsart (M-Stellung) setzen, und sie muss die obere Grenzgeschwindigkeit in der Automatikgetriebebetriebsart (D-Stellung) nicht setzen. Die ECU 30 kann die obere Grenzgeschwindigkeit Lim nur in der Normalbetriebsart setzen und muss nicht die obere Grenzgeschwindigkeit Lim in der Sportbetriebsart setzen. Dies vereinfacht die Steuerung und reduziert Verfahrensschritte.
Die ECU 30 kann die obere Grenzgeschwindigkeit Lim ohne Berücksichtigung des Gangs ST setzen.
Das Automatikgetriebe 13 kann ein kontinuierlich variables Getriebe sein, welches das Getriebegangverhältnis SR auf eine kontinuierliche Weise ändert. Mit anderen Worten, das Automatikgetriebe 13 muss kein Vielstufengetriebe sein, sondern es kann das Getriebegangverhältnis SR in einigen Stufen durch die manuelle Betätigung des Fahrers ändern.
Das Automatikgetriebe 13 kann derart konfiguriert sein, dass die obere Grenze des Gangs ST bei dem höchsten Gang und der kleinste Wert des Getriebegangverhältnisses SR durch die manuelle Betätigung des Betätigungselements geändert werden.

Claims

Steuervorrichtung eines Automatikgetriebes, wobei die Steuervorrichtung (30) in eine erste Steuerbetriebsart oder eine zweite Steuerbetriebsart zur Steuerung eines Getriebegangverhältnisses des Automatikgetriebes (13) gesetzt werden kann, wobei die Steuervorrichtung das Getriebegangverhältnis automatisch ändert, wenn sie sich in der zweiten Steuerbetriebsart befindet, wobei das Automatikgetriebe in einem Fahrzeug (10) montiert ist, wobei das Fahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine (11), eine Achse und ein Betätigungselement (21, 22) umfasst, und die Verbrennungskraftmaschine eine Maschinenausgangswelle (12) umfasst, wobei das Automatikgetriebe eine Getriebeausgangswelle (23) umfasst, wobei die Steuervorrichtung einen Indexwert und eine obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) der Drehzahl der Getriebeausgangswelle erlangt, wobei das Automatikgetriebe zwischen der Maschinenausgangswelle und der Achse bereitgestellt ist, wobei der Indexwert eine Drehzahl einer Achswelle (14), eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Drehzahl einer Eingangswelle (17a) eines Planetengetriebezuges (17) oder eine Maschinendrehzahl (NE) ist, wobei es die Steuervorrichtung (30) in der ersten Steuerbetriebsart erlaubt, das Getriebegangverhältnis zu ändern, falls das Betätigungselement (21, 22) betrieben wird, um das Getriebegangverhältnis zu erhöhen und der Indexwert gleich oder kleiner als die obere Grenzgeschwindigkeit ist, wobei die Steuervorrichtung (30) einen Setzabschnitt zum Setzen der oberen Grenzgeschwindigkeit umfasst, und wobei, wenn sich die Steuervorrichtung in der ersten Steuerbetriebsart befindet und das Betätigungselement betätigt wird, um das Getriebegangverhältnis zu erhöhen, der Setzabschnitt eine Fahrzeugbeschleunigung (AR) des Fahrzeugs erfasst und die obere Grenzgeschwindigkeit (Lim) derart setzt, dass sie größer wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung kleiner wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Setzabschnitt die obere Grenzgeschwindigkeit derart setzt, dass sie kleiner wird, wenn das Getriebegangverhältnis größer wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Steuerbetriebsart eine Handgetriebebetriebsart ist, in welcher das Getriebegangverhältnis gemäß einer manuellen Betätigung des Betätigungselements geändert wird, und wobei die zweite Steuerbetriebsart eine Automatikgetriebebetriebsart ist, in welcher die Steuervorrichtung (30) das Getriebegangverhältnis gemäß dem Laufzustand des Fahrzeugs automatisch ändert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Automatikgetriebe (13) ein Vielstufengetriebe mit einer Vielzahl von Gängen ist, wobei das Betätigungselement (21, 22) betätigt wird, um den Gang zu ändern, und wobei eine Erhöhung des Getriebegangverhältnisses angibt, dass der Gang in einen niedrigeren Gang gesetzt wird.