DE19545750C2

DE19545750C2 - Verfahren zum Steuern des Antriebsdrehmomentes

Info

Publication number: DE19545750C2
Application number: DE19545750A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kuroiwa; Seiji Suda; Masami Shida; Masahide Sakamoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: DE19545750A1; US5816976A; JPH08156652A; KR960023716A; KR100362605B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehmo mentsteuerung für ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe.

Bei einem Steuerverfahren zum Steuern eines Antriebsdrehmomentes unter Verwen dung einer konventionellen Vorrichtung, wovon eine beispielsweise in der JP 2-20817 B2 beschrieben ist, werden ein Zeitpunkt zum Starten und ein Beenden des Steuerns eines Motorleistungsabfalls zum Zweck des Reduzierens eines Schaltstoßes auf der Basis einer Motordrehzahl zu Beginn des Schaltens erhalten. Wie es in der JP 5-5688 B2 z. B. beschrieben ist, werden die Zeitpunkte zum Starten und Beenden des Steuerns des Motorleistungsabfalls, und zwar zum Zweck des Reduzieren des Schaltstoßes, auf der Basis eines Verhältnisses zwischen einer Eingangswellendrehzahl des Getriebes (die Turbinendrehzahl) und einer Ausgangswellendrehzahl (der Fahrzeuggeschwin digkeit) bestimmt. Das heißt, die Zeitgabe wird in Abhängigkeit vom Getriebever hältnis bestimmt. Wie es in der JP 4-81658 B2 be schrieben ist, wird die Zeitgabe zum Starten einer Steuerung zur Reduzierung des Schaltstoßes durch das vorherige Verfahren bestimmt, welches in der JP 2-20817 B2 be schrieben ist, während die Zeitgabe zur Beendigung der Steuerung durch das letztere Verfahren bestimmt wird, welches in der JP 5-5688 B2 beschrieben ist. Außerdem wird als ein Steuerverfahren zum Absenken der Motorleistung einer konventionellen Vor richtung das folgende Verfahren im allgemeinen angewendet, bei welchem ein Spei cher, welcher gewöhnliche charakteristische Daten einer Motorsteuervorrichtung speichert, auf einen anderen Speicher geschaltet wird, welcher charakteristische Da ten zur Steuerung beim Schalten speichert, wie es aus der JP 5-7213 B2 ersichtlich ist.

Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens zur Reduzie rung eines Schaltstoßes einer konventionellen Technik beschreibt, bei welchem ein Zündzeitpunkt als Steuergröße verwendet wird, um eine Motorleistung zu reduzie ren. Zunächst wird die Beziehung zwischen einem Eingriffsvorgang eines Getriebes bzw. Getrieberades und einer Änderung der Wellenform eines Abtriebswellen drehmomentes eines Getriebes in einem Verfahren erklärt, in welchem eine Zünd zeitpunkt-Verzögerungssteuerung nicht ausgeführt wird. Zunächst wird ein Schaltbe fehl gegeben, woraufhin sich der Leitungsdruck ändert, um einen Solenoid zum Schalten zu betätigen. Ein Einkuppeln und ein Auskuppeln der kraftschlüssigen bzw. Reibungseingriffselemente wie z. B. einer Kupplung mit dem entsprechenden Über setzungs- bzw. Getriebeverhältnis, beginnt zum Zeitpunkt t₀, so daß das Abtriebs wellendrehmoment sofort kleiner wird. Das Außereingriffgelangen bzw. Auskuppeln der im Eingriff befindlichen Getrieberäder endet vor dem Schalten des Getriebes zum Zeitpunkt ts und wechselt über auf den Drehmomentübertragungsweg des Ge triebes nach dem Schalten des Getriebes. Im Ergebnis ändert sich das oben erwähnte Übersetzungsverhältnis allmählich von einem Übersetzungsverhältnis vor dem Schalten in ein Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten, wie es durch die Linie A in Fig. 3 gezeigt ist.

Das Abtriebswellendrehmoment steigt plötzlich an, wenn die Zeit ts verstreicht, und dann wird das Drehmoment fast ein konstanter Wert infolge der Beschränkung bzw. Begrenzung auf ein Einkuppelgrenzdrehmoment der Reibungseingriffselemente wie z. B. einer Kupplung. Diese Kupplung rutscht während dieser Periode. Wenn das Abtriebswellendrehmoment das Schaltübersetzungsverhältnis zum Zeitpunkt tf er reicht, verringert sich das Abtriebswellendrehmoment scharf und wird ein gewöhnli cher bzw. normaler Wert. Das Intervall zwischen den Zeitpunkten t₀ ~ ts wird eine Drehmomentphase genannt, während das Intervall zwischen den Zeitpunkten ts ~ tf eine Trägheitsphase genannt wird.

Auf der anderen Seite hat der Leitungsdruck den Wert PL während einer gewissen Zeitperiode von einem Schaltbefehl an. Bei dem konventionellen Steuerverfahren wird das Abtriebswellendrehmoment in dieser Trägheitsphase gesteuert, um das Ab triebswellendrehmoment zu unterdrücken. In dem Fall, in welchem eine Verzöge rungssteuerung auf den Zündzeitpunkt angewendet wird, wird die Wellenform zu der als gestrichelte Linie in Fig. 3 dargestellten Form.

Wenn ein Drehmoment eines Motors durch Hinzufügen der Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunktes reduziert wird, arbeitet das Getriebe rascher, wenn der Lei tungsdruck während des Schaltens derselbe Wert wie TL ist, im Fall, wenn keine Verzögerungssteuerung angewendet wird. Dann wird das Übersetzungsverhältnis so wie in Linie B in Fig. 3, und das Abtriebswellendrehmoment in der Trägheitsphase geringfügig kleiner um _ΔT₀ im Vergleich zu dem Fall, in welchem keine Verzöge rungssteuerung vorliegt. Die Zeit zum Schalten verkürzt sich auf _Δtus _⇒ _Δtus'. Die Zeitpunkte des Starts und des Endes der Verzögerungssteuerung zum Zündzeitpunkt sind die Punkte t1 und t2, wo das vorliegende Übersetzungsverhältnis durch die Schnittniveaus S1 und S2 des Übersetzungsverhältnisses, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, läuft, deren Niveau vorbestimmt ist.

Der Wert der Verzögerungsgröße _ΔΘig zum Zündzeitpunkt wird im voraus festgelegt und ist konstant. Während eine Schalttaktzeit durch Hinzufügen der Verzögerungs steuerung zum Zündzeitpunkt verkürzt wird, verringert sich deshalb der Schaltstoß nicht scharf, da die Reduzierung des Abtriebswellendrehmomentes in der Trägheits phase sehr klein ist.

Allgemein wird durch Hinzufügen einer Reduzierungssteuerung des Leitungsdruc kes während des Schaltens zu einer Verzögerungssteuerung zum Zündzeitpunkt eine merkliche Reduzierung des Schaltstoßes realisiert. Der Leitungsdruck während des Schaltens wird verkleinert auf PL', während die Schalttaktzeit als _Δtus festgelegt wird. Folglich reduziert sich das Abtriebswellendrehmoment während der Trägheits phase stark um die Größe _ΔT₀', wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall ändert sich das Übersetzungsverhältnis zur Linie A in Fig. 3.

Die Zeitpunkte zum Starten und zum Beenden einer Verzögerungssteuerung sind die Zeitpunkte t1' und t2' an den Schnittniveaus S1 und S2 des obigen Übersetzungsver hältnisses. Wie oben erklärt, wurde der Schaltstoß in der Vergangenheit durch Aus führen der Steuerung des Drehmoment-Herunterschaltens für ein Motordrehmoment reduziert. Bei dem oben erwähnten konventionellen Verfahren der Reduzierung des Schaltstoßes, wie es durch die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie in Fig. 4 gezeigt ist, gab es ein Problem. Das heißt es war schwierig, die Zeitpunkte zum Starten und Beenden einer Verzögerung zum Zündzeitpunkt, insbesondere den Zeit punkt zum Beenden, zu optimieren. Der Grund dafür ist wie folgt.

Ein Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase in dem Anfangsstadium sollte schrittweise oder impulsweise durch die Rotationsträgheit eines Motors und eine Übertragung erhöht werden, welche aus den Kenngrößen der Übersetzungsverhältni sänderung in Abhängigkeit von der Zeit, wie in Fig. 3 gezeigt, angenommen werden. Das Abtriebswellendrehmoment ist jedoch eine Kenngröße, welche rechts durch den Einfluß der inkrementalen Kenngrößen ansteigen, welche die hydraulischen Kenn größen sind, welche auf die Kupplung in Abhängigkeit von der Zeit des Eingriffs drehmomentes einer Kupplung wirken. Auf der anderen Seite verringert sich, wenn der Gangeingriff beendet ist, das Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase während der letzteren Periode schrittweise.

Wie oben erwähnt, erhöht sich das Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase in der Anfangsstufe allmählich. Das Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase während der letzteren Periode verringert sich jedoch stark. Das heißt, es handelt sich um asymmetrische Drehmomentcharakteristiken bezüglich der Zeit. Das Abtriebs drehmoment weist zeitabhängige Verzögerungscharakteristiken bezüglich der Zei tänderung der Zündzeitpunkt-Korrekturgröße auf, d. h. der zeitweiligen Verzögerung scharakteristiken eines Abtriebswellen-Übertragungsdrehmomentes. Deshalb verzö gert sich, wenn die Steuerung bei einer konventionellen Zünd-Korrekturzeit als C in Fig. 4 ausgeführt wird, das Motorabtriebsdrehmoment in dem Maße einer konstanten Größe zum Zeitpunkt t schrittweise.

Wenn eine Verzögerungsgröße schrittweise zum Zeitpunkt t auf 0 zurückgeführt wird, nimmt das Abtriebswellendrehmoment die Charakteristiken C und C' an, wel che in Fig. 4 dargestellt sind, und zwar infolge des Überlagerns der zeitweiligen Ver zögerungscharakteristiken auf das Abtriebswellendrehmoment. Das heißt, die an steigenden Charakteristiken sind verzögernde Charakteristiken, jedoch die abfallen den Charakteristiken werden Unterschreitungen. Wenn die Steuerung bei einer kon ventionellen Zünd-Korrekturzeit wie D in Fig. 4 ausgeführt wird, überschreiten als nächstes die ansteigenden Charakteristiken ein klein wenig, jedoch nicht so stark, während die abfallenden Charakteristiken schrittweise nach einem starken Anstieg des Drehmomentes nach unten gehen.

Wie es aus der obigen Erklärung ersichtlich ist, gibt es keinen großen Unterschied in der Wellenform des Abtriebswellendrehmomentes, selbst wenn ein Verzögerungs startzeitpunkt ein wenig von t1 bis t1' abweicht. Wenn jedoch der Zeitpunkt t2 als eine Verzögerungsendzeit etwas früh auftritt, dann erhöht sich das Abtriebswellen drehmoment sofort stark, und verringert sich danach auf einen vorbestimmten Wert. Auf der anderen Seite gibt es, wenn der Zeitpunkt t2 verzögert wird, ein Problem dahingehend, daß der geeignetste Endzeitpunkt nicht erzielt werden kann, da das Abtriebswellendrehmoment sofort unterschreitet. Diese Erfindung beruht auf den konventionellen technischen Problemen.

Aus der DE 195 09 139 A1 ist ein Verfahren zur Regelung des Motordrehmo ments bei automatisierten Schaltvorgängen bei mechanischen Schrittgetrieben bekannt. Das beschriebene Verfahren basiert darauf, daß das Motordrehmoment im Zahneingriff des Getriebes reduziert wird, wobei das vom Motor abgegebene Drehmoment vor dem Auslegen eines Ganges abgesenkt wird und vor dem Aus legen eines Ganges das vom Motor abgegebene Drehmoment auf ein Nullmo mentniveau geregelt wird. Unter Nullmomentniveau ist dabei ein im Getriebe re duziertes Übertragungsmoment zu verstehen.

In der DE 43 34 928 A1 sind eine Steuervorrichtung und ein Verfahren zum au tomatischen Getriebeschalten beschrieben, welche der Reduzierung des beim Schalten auftretenden Schaltstoßes dienen. Das Steuerverfahren dient dabei zum Festlegen eines Antriebsdrehmomentes unmittelbar vor dem Beginn des Schaltens und eines Antriebsdrehmomentes unmittelbar nach der Beendigung des Schaltens auf einen nahezu gleichen Wert. Die Steuervorrichtung ist so aufgebaut, daß wäh rend des Schaltens das Motordrehmoment verringert wird, um eine Antriebs drehmomentvariation zu unterdrücken, die aus einer Trägheitsvariation resultiert, und das Motordrehmoment vor einer spezifischen Periode ab der Beendigung des Schaltens ausgegeben wird, das höher ist als das normale Drehmoment, um es erneut auf das normale Motordrehmoment nach der spezifischen Periode nach Beendigung des Schaltens festzusetzen. Die Zeitdauer der Drehmomentsteuerung ist hierbei eine Funktion der Größe bzw. des Betrags des Herunterschaltens, wo bei die Beeinflussung des Antriebsdrehmoments über die Regelung der Dros selöffnung erfolgt.

Aus der DE 43 33 589 A1 ist eine Vorrichtung zur Reduzierung des Mo tordrehmoments bei Hochschaltvorgängen im Schaltungsintervall bei einem Au tomatikgetriebe bekannt, bei der der Betrag der Reduzierung des Motordrehmo ments während eines Schaltvorgangs entsprechend einem Sollwert-Verlauf einer der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges entsprechenden Größe geregelt wird. Der Sollwert-Verlauf der der Längsbeschleunigung entsprechenden Größe beginnt bei einem Zeitpunkt, zu dem die der Längsbeschleunigung entsprechende Größe kurzzeitig auf einen ersten Minimal-Wert abgesunken ist.

In der DE 42 10 626 C2 ist eine Einrichtung zum Steuern eines Rückschaltablaufs bei einem elektronisch gesteuerten Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen be schrieben. Bei dieser Einrichtung wird ein Motordrehmoment-Reduzierungs- Gradient vorgegeben, von dem bei einem Rückschaltablauf der Zeitraum zur Motordrehmoment-Reduzierung abhängt. Das Motordrehmoment wird innerhalb eines Zeitraumes vor Erreichen der Synchronwinkelgeschwindigkeit reduziert, wobei ein Soll-Motordrehmoment vorbestimmt ist, das bei Erreichen der Syn chronwinkelgeschwindigkeit vorliegen muß, um bei Erreichen der Synchronwin kelgeschwindigkeit einen kleinstmöglichen Motorwinkelgeschwindigeits- Gradienten zu bewirken. Eine Motordrehmoment-Differenz, um die das Mo tordrehmoment reduziert wird, wird durch Subtraktion dieses Soll- Motordrehmoments vom Ist-Motordrehmoment bei Beginn des Rückschaltablaufs berechnet, und der Zeitpunkt vor Erreichen der Synchronwinkelgeschwindigkeit wird aus dieser Motordrehmoment-Differenz und einem vorgegebenen Mo tordrehmomentreduzierungs-Gradienten berechnet.

Aus der DE 42 10 416 A1 ist schließlich eine Steuervorrichtung für einen Motor und ein Automatikgetriebe bekannt, wobei die Verringerung von Schaltstößen ausschließlich durch eine Verminderung des Motor-Ausgangsdrehmoments er reicht wird. Dabei wird eine Enddrehzahl nach dem Schalten vorherbestimmt. Die verwendete Steuervorrichtung dient der Überwachung der Eingangsdrehzahl und als Grundlage zum Bestimmen einer Zeitsteuerung oder eines Zeitabschnitts, bei welcher bzw. bei welchem die Verminderung des Motor-Ausgangsdrehmoments eingeleitet wird. Der Endzeitpunkt der Drehmomentherabsetzung wird mit dem Zeitpunkt des Endes des Gangschaltvorganges während sowohl hoher wie niedri ger Drehzahlen identifiziert, so daß der Zeitpunkt oder die Zeitsteuerung der Drehmoment-Herabsetzung normalisiert ist.

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Antriebsdrehmomentfluktuation durch Steuern eines Motordrehmomentes zu unterdrücken, um dadurch das Gefühl der Geschwindigkeitsänderung, wie z. B. des Gangschaltens eines kontinuierlich varia blen Getriebes (CVT = continuous variable transmission), usw. durch Reduzieren des Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlschaltstoßes zu verbessern und die Lebensdau er einer entsprechenden Kupplung ebenfalls zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den ab hängigen Ansprüchen definiert.

Der Verzögerungsstartzeitpunkt wird auf den optimalen Zeitpunkt gesetzt, während die ansteigenden und die abfallenden Charakteristiken der Wellenformen des Ab triebswellendrehmomentes zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsänderung eines Fahrzeuges sanft durch Einstellung des Verzögerungsendzeitpunktes und der Verzö gerungsgröße gemacht werden. Im Ergebnis kann ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehmoment-Steuerung, bei welchem ein Schaltstoß vernünftig reduziert werden kann, geschaffen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehment-Steuerung für ein Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf:

a) Bestimmen und Ausgeben von zumindest zwei Motordrehmoment- Steuerzeitpunkten eines durch einen Motor während eines Gangwechsels erzeugten Drehmomentes;
b) Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmoment-Steuergröße in Ant wort auf den ausgegebenen Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt;
c) Steuern des Motordrehmomentes während des Gangwechsels in Antwort auf die ausgegebene Motordrehmoment-Steuergröße durch
- a) Reduzieren des Motordrehmomentes um eine bestimmte Größe beim ersten Motorsteuerzeitpunkt,
- b) Erhöhen des Motordrehmomentes beim zweiten Motorsteuer zeitpunkt, und
- c) Zurückführen des Motordrehmomentes auf den Zustand vor dem ersten Motorsteuerzeitpunkt.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels werden zumindest drei Mo tordrehmoment-Steuerzeitpunkte (S1, S2, S3) des durch den Motor während des Gangwechsels erzeugten Drehmoments bestimmt und ausgegeben, wobei der zweite Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S2) durch den dritten Motordrehmo ment-Steuerzeitpunkt (S3) vorherbestimmt wird und eine zeitlich variable Ände rung des Motordrehmomentes zwischen dem dritten Motordrehmoment- Steuerzeitpunkt (S3) und dem zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S2) mittels des vorherbestimmten Wertes berechnet wird; und Steuern des Mo tordrehmomentes beim dritten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S3) gemäß der zeitlich variablen Änderung des Motordrehmomentes zwischen dem dritten Mo todrehmoment-Steuerzeitpunkt (S3) und dem zweiten Motordrehmoment- Steuerzeitpunkt (S2).

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegen den Erfindung ist die Motordrehmoment-Steuergröße während des Gangwechsels die Änderung des Zündzeitpunktes. Eine Berechnungseinrichtung für den Mo tordrehmoment-Steuerzeitpunkt gibt zumindest drei Zeitsignale in der nachfolgen den Weise aus. Übersetzungsverhältnisse der Eingangswellendrehzahl des Getriebes zu der Abtriebswellendrehzahl des Getriebes bzw. umgekehrt werden zu verschiede nen Zeitintervallen berechnet, und die berechneten Verhältnisse werden mit den Schnittniveauwerten verglichen, welche vorher festgelegt und im voraus bei jedem Berechnungszyklus gespeichert werden, wodurch die Änderungszeit des Mo tordrehmomentes bestimmt wird.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Motordrehmoment- Steuergröße während des Gangwechsels die Änderung der Kraftstoffmenge.

Eine Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße bestimmt Kor rekturgrößen und Ausgangssignale entsprechend den Korrekturgrößen auf der Basis der Korrektur der Drehmomentreduzierungen des Motors, welche im voraus festge legt und gespeichert werden, sowie Änderungsraten des Übersetzungsverhältnisses mit von der Berechnungseinrichtung für den Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt gelieferten Zeitsignalen.

Die Steuereinrichtung für das Motordrehmoment gibt auf der Basis von Signalen von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmomentsteuerung Signale des Zündzeitpunktes oder der Kraftstoff-Korrektur von Kraftstoff als ein Element zum Korrigieren der Motordrehmomentsteuerung aus. Gemäß dieser Erfindung werden die ansteigenden und abfallenden Charakteristiken der Wellenformen des Abtriebs wellendrehmoments glatt, so daß eine merkliche Reduzierung des Schaltstoßes ver wirklicht werden kann.

Die Steuerung wird mittels eines Mikrocomputers ausgeführt, in welchen notwendi ge Informationen und Daten, welche in einem Speicher gespeichert sind, eingegeben werden.

Wenn ein Zündzeitpunkt als ein Element des Steuerns des Motordrehmomentes zur Korrektur des Motordrehmomentes verwendet wird, wird der Verzögerungsstartzeit punkt eines Zündzeitpunktes für eine Drehmoment-reduzierung des Motors schritt weise für eine optionale Verzögerungszeit-Verzögerungsgröße ausgeführt, welche im voraus festgelegt wird. Wenn die Verzögerungsgröße allmählich absinkt und nach dem sie durch den Nullpunkt läuft, wird der Verzögerungsendzeitpunkt mittels eines zeitlich variablen Neigungswinkels vorverstellt, bis Motorklopfen nicht mehr statt findet.

Wenn bezüglich des vorverstellten Wertes der vorher festgelegte Wert, welcher zuvor gespeichert wurde, erreicht ist, wird er zu dem Zustand der Verzögerungsgröße 0 mit dem zeitvariablen Neigungswinkel zurückgeführt. Auf diese Weise werden die Wel lenformen sowohl der ansteigenden als auch der abfallenden Charakteristik des Ab triebswellendrehmomentes glatt, und sie werden glatter als die, welche mittels des konventionellen Verfahrens erhalten werden, so daß eine merkliche Reduzierung des Schaltstoßes realisiert werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfin dung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Systemdiagramm dieser Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm einer Drehmomentsteuervorrichtung, auf welche die Erfindung angewendet ist;

Fig. 3 zeigt das Zeitdiagramm für ein Verfahren zum Reduzieren eines konven tionellen Hochschaltstoßes;

Fig. 4 ist eine Figur, welche ein Verfahren einer Stoßreduzierung bei einem kon ventionellen Hochschalten mit dem dieser Erfindung vergleicht, welche ein Zeitdiagramm unter Verwendung des Zündzeitpunktes als ein Element für die Motordrehmomentsteuerung zeigt;

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm für ein Verfahren zum Reduzieren eines Hoch schaltstoßes entsprechend dieser Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Zeitdiagramm für das Bestimmungsverfahren des Korrekturzeit punktes auf der Basis der Motordrehzahl und des Signals der Fahrzeugge schwindigkeit gemäß dieser Erfindung;

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm für ein weiteres Verfahren zum Reduzieren eines Hochschaltstoßes; und

Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm für noch ein weiteres Verfahren zum Reduzieren eines Hochschaltstoßes.

Fig. 1 stellt ein Systemdiagramm dieser Erfindung dar, in welchem Bezugsziffer 1 einen Motor, 2 ein Automatikgetriebe (AT), 3 eine Antriebswelle, 4 ein Differential, 5 eine Antriebswelle, 6 einen Hydraulikkreis des AT, 7 eine AT Steuereinheit, wel che mit einem Mikrocomputer (ATCU) versehen ist, 8 eine Motorsteuereinheit, wel che mit einem Mikrocomputer (ECU) versehen ist, 9 einen Luftfilter, 11 eine Dros selklappen-Steuerungsvorrichtung, 12 eine Ansaugleitung und 13 eine Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff bezeichnen.

Das Innere des AT 2 ist des weiteren in einen Drehmomentwandler 14 und einen Getriebestrang 15 unterteilt, welcher mit einem Turbinensensor 16 zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes versehen ist, d. h. einer Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 14, sowie mit einem Antriebswellen-Drehzahlsensor 17 zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes.

Informationen von z. B. einem Kurbelwinkelsenor 27, einem Luftstromsensor 10 und einem Drosselklappenöffnungssensor 18 werden in die ECU 8 eingegeben, und ver schiedene Berechnungen von z. B. einem Motordrehzahlsignal usw. werden ausge führt. Danach wird ein Drosselklappen-Betätigungssignal an die Einspritzdüse 13 zum Steuern einer Kraftstoffmenge ausgegeben. Des weiteren wird ein Drosselklap pen-Betätigungssignal an das Leerlaufdrehzahl-Steuerventil ISC 19 zur Steuerung eines Korrekturluftvolumens ausgegeben, wodurch der Zündzeitpunkt durch Ausge ben eines Signals an die Zündkerze, welche in der Figur nicht gezeigt ist, gesteuert wird.

Andererseits werden Signale in das AT 7 von dem Antriebswellen-Drehzahlsensor 17 des Getriebes, AT-Öltemperatursensoren 28, der Motordrehzahl von der ECU 8 und dem Drosselöffnungsgradsignal usw. eingegeben, während Berechnungen für Ausgangssignale von z. B. dem Hydraulikkreis 6, dem Drosselöffnungsgradsignal des Hydraulikdruck-Umschaltmagnetventils 20, des Antriebssignals des ISC 19 und eines Signals zum Korrigieren des Zündzeitpunktes ausgeführt werden.

Ein grundlegendes Beispiel des oben erwähnten ATC 7 oder der ECU 8 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Steuervorrichtung weist zumindest eine CPU 21, ein ROM 23, ein RAM 24, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 26 und einen Bus 22 auf, welcher mit den obigen Elementen in Verbindung steht. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine LAN-Steuerschaltung 25 notwendig, um mittels der LAN eine Verbindung mit dem ATC 7 und der ECU 8 herzustellen. Durch Integrieren der ATCU 7 und der ECU 8 in eine CPU kann selbst eine CPU, welche beide Funktionen der ATCU und der ECU hat, die gewünschten Ergebnisse dieser Erfindung erzielen.

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens für einen Hochschalt stoß und seine Reduzierung gemäß dieser Erfindung. Eine Schaltsteuerung beginnt mit einem Schaltbefehl, und ein Antriebssignal des Leitungsdruck-Magnetventils wird auf den Leitungsdruck PL' beim Schalten geändert, wenn ein Schaltbefehl ge geben wird. Der Zeitbereich _Δttf, während dessen ein Ändern beibehalten wird, ist länger eingestellt als der tatsächliche Schaltendzeitpunkt tf mittels einer Fließzeit, und zwar als eine Zugabe bzw. Toleranz. Obwohl es nicht gezeigt ist, arbeitet, wenn ein Schaltbefehl gegeben wird, ein Hydraulikdruck-Umschaltmagnetventil 20, und der Eingriff der Eingriffsreibelemente, wie z. B. einer Kupplung und einer Bremse zum Schalten wird begonnen. Folglich beginnt der Eingriff eines Getrieberades zum Schalten. Das heißt, der Eingriff und die Freigabe, d. h. das Außereingriffgelangen der Reibungseingriffselemente, wie z. B. der Kupplung, beginnt zum Zeitpunkt t₀. Im Ergebnis wird das Abtriebswellendrehmoment sofort klein. Und danach endet das Freigeben bzw. Auskuppeln des eingreifenden Getrieberades zum Zeitpunkt ts vor einem Schalten und wird in den Drehmoment-Übertragungsweg eines Getriebes nach dem Schalten geändert. Durch dieses Umschalten ändert sich das Überset zungsverhältnis allmählich zu einem Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten gegenüber dem Übersetzungsverhältnis vor dem Schalten. Das Abtriebswellen drehmoment erhöht sich rasch, nachdem der Zeitpunkt ts vorüber ist.

Auf der anderen Seite wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Verhältnis der Eingangswel lendrehzahl zur Abtriebswellendrehzahl, d. h. dem Übersetzungsverhältnis, welches durch den Turbinensensor 16 und den Erfassungssensor für die Getriebeabtriebs wellendrehzahl, d. h. dem Antriebswellen-Drehzahlsensor 17, durch Berechnen eines vorbestimmten Zeitintervalls, wie z. B. 10 ms, erhalten. Nachdem geschaltet worden ist, wird das bei jedem festen Zeitintervall erhaltene Übersetzungsverhältnis mit dem Wert der ersten Schnittebene S1 verglichen, welcher im voraus festgelegt und ge speichert wird. Wenn ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis kleiner wird als das gemäß S1, beginnt die Drehmoment-Herunterschaltsteuerung eines Motors. Das heißt, eine Korrekturgröße beim Zündzeitpunkt wird im voraus festgelegt, und der Motor wird durch eine gespeicherte Verzögerungsgröße _ΔΘigR gesteuert. Danach wird der Wert des zweiten Schnittniveaus S2, welcher im voraus festgelegt und ge speichert wird, mit dem Übersetzungsverhältnis verglichen, welches zu jedem festen Zeitintervall erhalten wird. Wenn das bestimmte Übersetzungsverhältnis kleiner wird als der Wert von S2, wird die Größe eines Drehmomentherunterschaltens eines Mo tors, d. h. die Korrekturgröße des Zündzeitpunktes allmählich geändert.

Ein Verfahren zum Ändern der Korrekturgröße wird nachfolgend erläutert.

Wenn das Übersetzungsverhältnis kleiner wird als der Wert von S2, wird die benö tigte Zeit _Δt von S1 zu S2 berechnet. Wenn die Änderung _Δg eines Übersetzungs verhältnisses von S1 zu S2 und die Änderung des Übersetzungsverhältnisses bekannt sind, kann die Zeit _Δt', welche zum Erreichen des dritten Schnittniveaus S3 benötigt wird, welches unmittelbar vor dem Ende des Schaltens liegt, durch Berechnen von _Δt' = _Δtx_Δg'/_Δg vorherbestimmt werden. Deshalb wird die benötigte Zeit _Δtx von S2 zu S3 durch _Δtx = _Δt' - _Δt erhalten. Wenn die Verzögerungsgröße so festgelegt wird, daß sie durch den Punkt 0 beim Punkt S3 läuft, wird der zeitlich veränderliche Ände rungswinkel _ΔΘ der Korrekturgröße beim Zündzeitpunkt nach S2 automatisch durch sowohl die Verzögerungsgröße _ΔΘigR und die benötigte Zeit _Δtx zwischen S2 bis S3 erhalten.

Durch schrittweises Substrahieren der Vorverstellgröße von der Verzögerungsgröße _ΔΘigR entsprechend diesem _ΔΘ können Änderungen, wie in Fig. 5 gezeigt, der Kor rekturgröße der Einspritzzeit nach S2 erhalten werden. Die Korrekturgröße der Ein spritzzeit nach S3 steigt allmählich um eine Vorverstellgröße gemäß dem zeitlich variablen Änderungswinkel _ΔΘ der Korrekturgröße bei dem obigen Zündzeitpunkt an. Wenn die Korrekturgröße den Vorverstellwert _ΔΘigA erreicht, welcher im voraus festgelegt und gespeichert wird, verringert sich die Vorverstellung allmählich, so daß die Korrekturgröße bei dem Zündzeitpunkt zu der neu festgelegten Zeit _Δtf zu 0 wird.

Das obige Beispiel dieser Erfindung wird durch Vergleich mit dem konventionellen Beispiel gemäß Fig. 4 erklärt.

Das Steuerverfahren dieser Erfindung, welches durch Korrigieren der Einspritzzeit ausgeführt wird, ist in Fig. 4 gezeigt. Der Verzögerungsstartzeitpunkt des obigen Beispiels wird schrittweise ausgeführt, z. B. zum Zeitpunkt t1" während der Zeitperi ode zwischen t1 ~ t1'. Der Verzögerungsendzeitpunkt verringert sich allmählich um eine Verzögerungsgröße zum Zeitpunkt t2'. Nachdem die Verzögerungsgröße zum Zeitpunkt t2 durch 0 gelaufen ist, wird der Winkel mit einem Neigungswinkel bzw. Verstellungswinkel in Abhängigkeit von der Zeit vorverstellt, und zwar unmittelbar bis vor das Auftreten des Motorklopfens. Wenn der vorher bestimmte Vorverstell wert, welcher im voraus gespeichert wird, erreicht ist, wird der Vorverstellwinkel auf den Verzögerungszustand Null zurückgeführt, welche in der Zeitperiode t1 ~ t1' mit dem Neigungswinkel in Abhängigkeit von der Zeit auftrat. Auf diese Weise werden die Wellenformen der ansteigenden und der abfallenden Abtriebswellendrehmo mente wie E und E', in welchen die Korrekturgrößen der Zündzeit glatter werden als C, D für das ansteigende Abtriebswellendrehmoment und C, D, c' und d' für das ab fallende Abtriebswellendrehmoment. Ihre Charakteristiken werden ebenfalls glatt.

In den in Fig. 1 und Fig. 5 gezeigten Beispielen weist das System den Turbinensen sor 16 auf, diese Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Aufbau kann zu anderen verschiedenen Aufbauformen geändert werden. Wenn eine Information be züglich einer Motordrehzahl Ne und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales Vsp vorhanden sind, kann nahezu dieselbe Steuerung ausgeführt werden wie die in dem obigen Beispiel erwähnte.

Fig. 6 zeigt eine Technik bzw. ein entsprechendes Verfahren. Es versteht sich, daß der Steuerzeitpunkt entsprechend den Schnittniveaus von S1, S2 und S3 mittels an derer Verfahren ohne die Verwendung von Informationen des Übersetzungsverhält nisses des Turbinensensors bestimmt werden könnten. In dem Beispiel gemäß Fig. 6 wird der Zeitpunkt unter Verwendung von zwei Signalen, der Motordrehzahl Ne und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vsp, bestimmt. Der Zeitpunkt entsprechend S1 wird unter Verwendung von Informationen über die Motordrehzahl Ne bestimmt. Nachdem ein Schaltbefehl gegeben wird, wird der neueste Wert der Motordrehzahl, welcher in jeder Abtastperiode erhalten wird, mit dem letzten Wert verglichen. Wenn der neueste Wert kleiner ist als der letzte Wert, wird der letzte Wert als die maximale Motordrehzahl N_max zum Zeitpunkt des Schaltens festgelegt, welcher sofort im RAM 24 gespeichert wird. Dann wird der Zeitpunkt, wenn der neueste Wert Nenew der Motordrehzahl der Formel (N_max - _ΔN_max) ≧ Nenew genügt, als der Steuerzeitpunkt festgelegt, welcher dem Schnittniveau von S1 entspricht. Dabei wird dann _ΔN_max festgelegt und zuvor im ROM 23 gespeichert.

Der Steuerzeitpunkt entsprechend den Schnittniveaus von S2 und S3 wird unter Verwendung eines simulierten Schlupfverhältnisses ex bestimmt, wobei das simu lierte Schlupfverhältnis ex wie folgt erhalten wird.

ex = (VSP × (Übersetzungsverhältnis nach Schalten)/Ne) (1)

wobei VSP × (Übersetzungsverhältnis nach Schalten) der Anzahl von Turbinenum drehungen Nt nach dem Getriebeschalten entspricht, d. h. es kann durch die Formel ex = Nt/Ne ausgedrückt werden. Das Übersetzungsverhältnis ist äquivalent dem Schlupfverhältnis eines Drehmomentwandlers. Genauer ausgedrückt, entspricht das Übersetzungsverhältnis einem Schlupfverhältnis nach Schalten. VSP und Ne sind Werte, welche durch Berechnung jeder Abtastperiode erhalten werden.

In Fig. 6 wird der Wert ex gemäß Gleichung (1) durch Einfügen des Übersetzungs verhältnisses des Zeitpunktes berechnet, in welchem das Schalten für das Überset zungsverhältnis nach dem Schalten beendet ist, und zwar zum Zeitpunkt des Gebens des Schaltbefehls. Deshalb wird bei Geben des Schaltbefehls das simulierte Schlupf verhältnis ex schrittweise kleiner. Wenn Ne über N_max hinausläuft und beginnt, sich zu verringern, endet das Verringern von Ne zum Zeitpunkt des Endens des Schal tens, und der Wert ex sättigt sich, indem er etwa einen konstanten Wert erreicht. So mit wird das simulierte Schlupfverhältnis, welches dem Schnittniveau von S1 ent spricht, als Sex1 festgelegt und in RAM 24 gespeichert. Der Zeitpunkt, bei welchem der Wert ex größer wird als das erste vorbestimmte Schnittniveau Sex2, welches im voraus gespeichert wird, wird als der Steuerzeitpunkt entsprechend dem Schnittni veau S2 festgelegt. Die benötigte Zeit _Δt zwischen Sex1 und Sex2 wird simultan gemessen. Die Zeit (_Δt oder _Δtx gemäß Fig. 6) zum Erreichen von Sex3 ab dem zweiten Schnittniveau Sex2, welches im voraus festgelegt und gespeichert wurde, wird durch eine Vorausberechnung derart bestimmt, daß die Steuerung ähnlich der nach Fig. 5 durch Anwenden des Steuerzeitpunktes entsprechend dem Schnittniveau von S3 ausgeführt werden kann.

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für eine Erläuterung eines weiteren Verfahrens zur Re duzierung des Hochschaltstoßes gemäß dieser Erfindung. Als Informationen zum Bestimmen des Steuerzeitpunktes wird ein Übersetzungsverhältnis als ein Beispiel genauso wie in Fig. 5 angewendet, es kann jedoch ein simuliertes Schlupfverhältnis ähnlich Fig. 6 verwendet werden.

Das Verfahren einer Reduzierung gemäß Fig. 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündzeitpunkt-Korrekturgröße von _ΔΘigR (Verzögerung) auf _ΔΘigA (Vorverstel lung) schrittweise durch den Steuerzeitpunkt des obigen S3 geändert wird. Später wird die Zündzeitpunkt-Korrekturgröße nach mehreren Zeitintervallen dicht an Null gebracht. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Größe der Vorverstellung _ΔΘigA', welche mehr vorverstellt ist als _ΔΘigA gemäß Fig. 5. Es ist wünschenswert, eine zeitweilige Verzögerungscharakteristik zu kompensieren, welche eine Motorabtriebsdrehmo mentcharakteristik in Abhängigkeit von der zeitlich veränderlichen Änderung (Stu fenänderung) der Korrekturgröße der Einspritzzeit ist. Im Ergebnis ist es möglich, einen raschen Anstieg des Drehmomentes zu unterdrücken, welcher unmittelbar vor dem Ende des Schaltens oder dem Unterschreiten des Drehmomentes auftritt, wel ches unmittelbar nach dem Schalten auftritt, wie in Fig. 4 gezeigt.

Während der Zündzeitpunkt als ein Beispiel eines Steuerparameters (Elementes) einer Motordrehmomentsteuerung während des Schaltens erklärt wird, ist in der obi gen Erläuterung diese Erfindung nicht darauf begrenzt. Fast gleiche Effekte bzw. Wirkungen bei dem oben erwähnten Beispiel können durch Steuern der Kraftstoff menge erzielt werden.

Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für das Verfahren zur Reduzierung des Hochschaltstoßes unter Verwendung der Kraftstoffmenge als Steuerparameter (Element) einer Mo tordrehmomentsteuerung während des Schaltens. Grundlegend wird dieses Verfah ren der Reduzierung des Hochschaltstoßes von der Zündzeitpunkt-Korrekturgröße gemäß Fig. 7 auf die Korrekturgröße der Kraftstoffmenge geändert, und deshalb können die Steuerzeitpunkte für S1, S2 und S3 vollkommen die gleichen sein. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Verfahren wird eine Kraftstoffmenge _ΔTi von der normalen Kraftstoffmenge beim Zeitpunkt S1 subtrahiert; und dann wird die Kraftstoffkor rekturgröße schrittweise ab der Subtraktion von _ΔTi zur Addition von _ΔTi' bei dem Steuerzeitpunkt S3 geändert. Danach wird die Kraftstoffkorrekturgröße für jedes Zeitintervall dicht an Null gebracht.

Bei dem Verfahren der Reduzierung unter Verwendung der Kraftstoffmenge ist es möglich, den Hochschaltstoß durch Korrigieren einer Kraftstoffmenge zu steuern und einzustellen, was ähnlich der Korrektur des Zündzeitpunktes des Verfahrens unter Verwendung eines Zündzeitpunktes gemäß Fig. 5 ist.

Gemäß der Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment und dem Verfahren zum Steuern des Antriebsdrehmomentes des Fahrzeuges gemäß der Erfindung kann die Drehmomentsteuerung des Motors durch Festlegen der optimierten Charakteristiken von sowohl dem Steuerzeitpunkt für die Motordrehmomentsteuerung während des Schaltens als auch der Steuergröße ausgeführt werden. Somit kann der Schaltstoß stark reduziert werden, und zwar im Vergleich mit dem konventionellen, während der Zeitaufwand zum Festlegen des Steuerzeitpunktes der Drehmomentsteuerung des Motors während des Schaltens kleiner als bei der konventionellen Vorrichtung ausgeführt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehmomentsteuerung für ein Fahrzeug, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Bestimmen und Ausgeben von zumindest zwei Motordrehmoment- Steuerzeitpunkten (S1, S2) eines durch einen Motor während eines Gangwechsels erzeugten Drehmomentes;
b) Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmoment-Steuergröße in Antwort auf den ausgegebenen Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt;
c) Steuern des Motordrehmomentes während des Gangwechsels in Antwort auf die ausgegebene Motordrehmoment-Steuergröße durch
- a) Reduzieren des Motordrehmomentes um eine bestimmte Größe beim ersten Motorsteuerzeitpunkt (S1),
- b) Erhöhen des Motordrehmomentes beim zweiten Motor steuerzeitpunkt (S2), und
- c) Zurückführen des Motordrehmomentes auf den Zustand vor dem ersten Motorsteuerzeitpunkt (S1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches des weiteren die Schritte aufweist:

a) Bestimmen und Ausgeben von drei Motordrehmoment-Steuerzeit punkten (S1, S2, S3) des durch den Motor während des Gang wechsels erzeugten Drehmomentes;
- a) wobei der zweite Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S2) durch den dritten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S3) vorherbe stimmt wird und
- b) eine zeitlich variable Änderung des Motordrehmomentes zwi schen dem dritten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S3) und dem zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S2) mittels des vorherbestimmten Wertes berechnet wird; und
b) Steuern des Motordrehmomentes beim dritten Motordrehmoment- Steuerzeitpunkt (S3) gemäß der zeitlich variablen Änderung des Motordrehmomentes zwischen dem dritten Motodrehmoment-Steuer zeitpunkt (S3) und dem zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt (S2).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Motordrehmoment- Steuergröße während des Gangwechsels die Änderung des Zündzeitpunk tes ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Motordrehmoment- Steuergröße während des Gangwechsels die Änderung der Kraftstoff menge ist.