DE19804630A1 - Steuerungsvorrichtung für automatische Getriebe - Google Patents
Steuerungsvorrichtung für automatische GetriebeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungs- bzw. Re
gelungsvorrichtung für automatische Getriebe und insbesonde
re eine Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung für automa
tische Getriebe, welche die Zielwerte der Turbinendrehzahl
und des sich ändernden Drehmoments der Getriebeausgangswelle
einstellt und eine gegenseitige Beeinflussung der Steue
rungsgrößen der Turbinendrehzahl und des Drehmoments der Ge
triebeausgangswelle verhindert.
Bei üblicherweise verwendeten automatischen Fahrzeuggetrie
ben wird die Motordrehzahl über einen Drehmomentwandler
übertragen und an eine Gelenk- bzw. Antriebswelle (achssei
tig) durch einen Gangschaltmechanismus mit mehreren Plane
tenradsätzen abgegeben.
Die Stufen der Drehzahländerung bei einem hydraulisch ge
steuerten automatischen Getriebe werden durch Öldruckzufuhr
zu Reibungseingriffselementen oder durch Unterbrechen der
Öldruckzufuhr zu den Reibungseingriffselementen geschaltet.
Bei der Zufuhr oder der Unterbrechung von Öldruck zu den
Reibungseingriffselementen ist es von großer Bedeutung, daß
die Reibungseingriffselemente eine geeignete Übergangs- bzw.
instationäre Charakteristik aufweisen, um den Stoß bzw. Ruck
der Drehzahländerung zu verringern.
Eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung für ein automati
sches Getriebe ist beispielsweise in der japanischen offen
gelegten Patentanmeldung Nr. 63-212137 offenbart. Bei dieser
Steuerungsvorrichtung wird die Drehzahl eines Elementes,
dessen Drehzahl durch Ausführen einer Drehzahländerung (bei
spielsweise der Drehzahl der Turbinenwelle, jeder Kupplung
und der Bremstrommel eines automatischen Getriebes, und der
Motordrehzahl) geändert wird, ermittelt und der Eingriffs
übergangsöldruck auf das Reibungseingriffselement wird
gesteuert, so daß die ermittelte Drehzahl des Elementes sich
entlang der Ortskurve (locus) einer Zieldrehzahl ändert,
welcher das Element nach einer Drehzahländerung folgen soll.
Die Zieldrehzahl kann jeder Steuerungswert sein, der sich
bei einer Drehzahländerung ändert. Beispielsweise kann er
die Turbinendrehzahl oder ein Änderungsverhältnis eines
Übersetzungsverhältnisses oder ein Änderungsverhältnis der
Motordrehzahl sein. Durch das Ausführen der oben erwähnten
Steuerung wird die Drehzahländerungszeit konstant gehalten,
wodurch auf die Kompatibilität einer Verringerung des Dreh
zahländerungsrucks und einer Verbesserung der Haltbarkeit
der Reibungseingriffselemente abgezielt wird.
Eine andere Steuerungsvorrichtung ist beispielsweise in der
japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 61-119433 of
fenbart. Bei dieser Steuerungsvorrichtung wird das abgegebe
ne Drehmoment des Motors gesteuert, so daß, wenn eine Dreh
zahländerung ausgeführt wird, sich beispielsweise das Dreh
moment der Getriebeausgangswelle optimal ändert. Durch diese
Steuerung zielt die Steuerungsvorrichtung darauf ab, die
Ortskurve einer Änderung des Drehmoments der Abgabewelle zu
ändern, so daß der Fahrer nicht das Gefühl einer physikali
schen Störung hat, selbst wenn eine laufende Änderung bei
den sich im Eingriff befindenden Elementen auftritt oder
Herstellungsschwankungen (Qualitätsschwankung) der herge
stellten Teile auftreten.
Bei der in der oben erwähnten ersten Veröffentlichung (JP
63-212137) beschriebenen Steuerungsvorrichtung wird die
Energie (d. h. die Trägheitskraft des automatischen Getriebes
und das vom Motor abgegebene Eingangsdrehmoment), welche
durch die Reibungseingriffselemente absorbiert wird, gleich
sein, wenn ein Punkt, an dem eine Drehzahländerung ausge
führt wird, der gleiche ist, und dementsprechend kann eine
Verringerung des Drehzahländerungsrucks und eine Verbes
serung der Haltbarkeit der Reibungseingriffselemente bis zu
einem bestimmten Grad erhalten werden. Jedoch gibt es für
die Einstellung eines Zielwerts eine Grenze.
Das heißt, wenn die Drehzahländerung ausgeführt wird, treten
sowohl eine Drehzahlschwankung als auch eine Drehmoment
schwankung durch das Schalten einer Kombination von Zahnrä
dern zwischen dem Eingang und dem Ausgang des automatischen
Getriebes auf. Diese Schwankungen verursachen den Drehzahl
änderungsruck. Um den Drehzahländerungsruck zu verringern,
können die Reibungseingriffselemente andererseits zum Bei
spiel gleiten bzw. rutschen. Das Gleiten bewirkt jedoch das
Vorhandensein von Energie und eine Erhöhung des Betrages an
erzeugter Wärme, so daß die Haltbarkeit der Eingriffsele
mente verschlechtert wird. Zusätzlich verlängert sich die
Drehzahländerungszeit und verschlechtert damit das An
sprechen bzw. die Reaktion. Aus diesem Grund werden, in dem
Fall, in dem die vorher erwähnten Zielwerte eingestellt
werden, diese in einem geeigneten Bereich eingestellt, in
welchem ein Kompromiß zwischen einer Verringerung des Dreh
zahländerungsrucks und einer Verbesserung der Haltbarkeit
der Reibungseingriffselemente erreicht wird.
Also wäre es denkbar, daß die in der vorher erwähnten
zweiten Veröffentlichung (JP 61-119433) beschriebene Steue
rung parallel zur in der vorher erwähnten ersten
Veröffentlichung (JP 63-212137) ausgeführt wird. Bei der
Steuerungsvorrichtung der oben erwähnten zweiten
Veröffentlichung wird das Drehmoment der Getrie
beausgangswelle erfaßt und eine Eingangsdrehmomentgröße des
Motors während einer Drehzahländerung geändert, um die
Energie, welche durch die Reibungseingriffselemente
absorbiert wird, zu verringern. Deshalb ist es bei
paralleler Ausführung dieser Steuerung möglich, eine Dreh
zahländerung in einer kurzen Zeit und mit geringerem Dreh
zahländerungsruck vollständig auszuführen.
Für den Fall, in dem die Steuerung der ersten Veröffentli
chung und die Steuerung der zweiten Veröffentlichung einfach
gleichzeitig parallel ausgeführt werden, treten jedoch die
folgenden Probleme infolge einer gegenseitigen Beeinflussung
zwischen den Steuerungsgrößen auf.
Werden die beiden Steuerungen parallel ausgeführt, wird die
Drehzahl eines Elementes ermittelt, dessen Drehzahl durch
Ausführen einer Drehzahländerung (beispielsweise der Turbi
nenwelle des automatischen Getriebes) geändert wird, und der
Eingriffsübergangsöldruck auf die Reibungseingriffselemente
wird gesteuert, so daß die ermittelte Drehzahl des Elementes
sich entlang der Ortskurve einer Zieldrehzahl ändert, wel
cher das Elemente nach einer Drehzahländerung folgen soll.
Gleichzeitig wird das Drehmoment der Ausgangswelle des auto
matischen Getriebes ermittelt und die Eingangsdrehmoment
größe vom Motor während einer Drehzahländerung (mit anderen
Worten das Motorausgangsdrehmoment) wird gesteuert, so daß
das ermittelte Drehmoment der Getriebeausgangswelle optimal
wird. Deshalb werden bei dieser Steuerung der Eingriffsüber
gangsöldruck und das Motorausgangsdrehmoment als Steuerungs
größen verwendet. Die Turbinendrehzahl wird mit dem Ein
griffsübergangsöldruck gesteuert und das Drehmoment der Ge
triebeausgangswelle wird mit dem Motorausgangsdrehmoment ge
steuert.
Beispielsweise in dem Fall, in dem das Drehmoment der Ge
triebeausgangswelle größer als ihr Zielwert ist und die Tur
binendrehzahl kleiner als der Zielwert ist, wird das Aus
gangsdrehmoment des Motors in fallender Richtung gesteuert,
um das Drehmoment der Getriebeausgangswelle zu verringern,
wohingegen der Eingriffsübergangsöldruck in fallender Rich
tung gesteuert wird, um die Turbinendrehzahl zu erhöhen. Aus
diesem Grund fällt das Drehmoment der Getriebeausgangswelle
zu weit vom Zielwert ab und die Turbinendrehzahl steigt
nicht bis zum Zielwert an. Letzendlich stören sich die
beiden Steuerungswerte, der Eingriffsübergangsöldruck und
das Motorausgangsdrehmoment, gegenseitig und dementsprechend
wird die Steuerung eines Falles mit zwei Zielwerten nicht in
ausreichendem Maße erreicht.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Steuerungs
vorrichtung für ein automatisches Getriebe zu schaffen, die
die durch eine Drehzahländerung zu ändernden Zielwerte (bei
spielsweise Turbinendrehzahl während einer Drehzahländerung)
und einen Parameter einstellt, dessen Wert sich parallel zu
einem Drehzahländerungsvorgang (zum Beispiel das Drehmoment
der Getriebeausgangswelle) ändert, und die die gegenseitige
Beeinflussung der Zielwerte verhindert und dadurch verläßlich
die Kompatibilität einer Verringerung des Drehzahlände
rungsrucks und einer Verbesserung der Haltbarkeit der Rei
bungseingriffselemente ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Steuerungs
vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vor
teilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Erfindungsgemäß weist eine Steuerungs- bzw. Regelungsvor
richtung für ein automatisches Getriebe eine Öldrucksteue
rungsvorrichtung zur Steuerung des Eingriffsübergangsöl
drucks auf, welcher Reibungseingriffselementen zugeführt
wird, so daß eine Größe, die durch eine Drehzahländerung
geändert wird, entlang einer Ortskurve (locus) eines vor
bestimmten Zielwerts geändert wird. Eine Motordrehmoment-
Steuerungsvorrichtung steuert eine Änderungsgröße des Motor
ausgangsdrehmoments während einer Drehzahländerung, so daß
ein Parameter, dessen Wert sich parallel mit einem Dreh
zahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscha
rakteristik aufweist. Weiter ist eine Öldruckkorrekturvor
richtung vorgesehen, welche den Eingriffsübergangsöldruck
basierend auf der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmo
ments bei der Steuerung des Eingriffsübergangsöldrucks kor
rigiert. Eine Motordrehmomentkorrekturvorrichtung korrigiert
die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments basierend
auf dem Eingriffsübergangsöldruck bei Steuerung der Ände
rungsgröße des Motorausgangsdrehmoments.
Die Zielwerte von Größen, welche durch eine Drehzahländerung
geändert werden (z. B. die Turbinendrehzahl während einer
Drehzahländerung) und ein Parameter, dessen Wert sich paral
lel mit einem Drehzahländerungsvorgang (z. B. Drehmoment der
Getriebeausgangswelle) ändert, werden optimal eingestellt
und eine Störung bzw. gegenseitige Beeinflussung zwischen
den Störungsgrößen kann ebenfalls verhindert werden, und
dementsprechend kann die Kompatibilität einer Verringerung
des Drehzahländerungsrucks und einer Verbesserung der
Haltbarkeit von Reibungseingriffselementen verläßlich
erhalten werden.
Vorzugsweise ist die durch eine Drehzahländerung geänderte
Größe die Turbinendrehzahl eines Drehmomentwandlers des au
tomatischen Getriebes. Die Öldrucksteuerungsvorrichtung
stellt einen Zielwert ein, so daß die Turbinendrehzahl mit
einem vorbestimmten Drehzahländerungsverhältnis während
einer Drehzahländerung geändert wird, um eine Drehzahlände
rung in einer vorbestimmten Zeit abzuschließen, und steuert
den Eingriffsübergangsöldruck, der den Reibungseingriffsele
menten zugeführt wird, so daß sich die Turbinendrehzahl
entlang des Zielwerts ändert. Daher wird der Eingriffsüber
gangsöldruck auf die Reibungseingriffselemente in einfacher
Weise entsprechend der Turbinendrehzahl gesteuert und es
können die vorher erwähnten Vorteile erhalten werden.
Bevorzugt ist der Parameter, dessen Wert sich parallel mit
einem Drehzahländerungsvorgang ändert, das Drehmoment einer
Ausgangswelle des automatischen Getriebes. Die Motordrehmo
ment-Steuerungsvorrichtung stellt einen Zielwert ein, so daß
das Drehmoment der Ausgangswelle gleichmäßig bzw. weich von
der aktuellen Drehzahländerungsstufe zur nächsten Dreh
zahländerungsstufe geschaltet wird, und steuert die Ände
rungsgröße des Motorausgangsdrehmoments, so daß es sich
entlang des Zielwerts ändert. Daher wird das Drehmoment der
Getriebeausgangswelle durch das einfach zu regelnde Aus
gangsdrehmoment des Motors in einfacher Weise geregelt und
die vorher erwähnten Vorteile können erhalten werden.
Vorteilhaft weisen die erfindungsgemäße Steuerung bzw. Rege
lung des Eingriffsübergangsöldrucks und die Steuerung bzw.
Regelung der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments
wenigstens eine Optimalwertsteuerung (feedforward control)
oder eine Prozeß- bzw. Feedback-Steuerung (feedback control)
auf. Dadurch kann eine hohe Genauigkeit bei der Drehzahlän
derungsregelung erhalten werden.
Bevorzugt ist die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmo
ments mindestens eine Änderungsgröße aus einer Änderungs
größe der Motorzündverstellung, einer Änderungsgröße der
Treibstoffeinspritzung, einer Änderungsgröße der Motorven
tilsteuerung oder einer Änderungsgröße der Motoransaugluft.
Somit kann das Motorausgangsdrehmoment einfach und genau
geändert werden und das Drehmoment der Getriebeausgangswelle
kann geregelt werden.
Vorzugsweise wird, wenn eine Periode endet, welche den Ein
griffsübergangsöldruck steuert, der den Reibungseingriffs
elementen zugeführt wird, so daß die durch eine Drehzahlän
derung geänderte Größe sich entlang einer Ortskurve eines
vorbestimmten Zielwerts ändert, und wenn eine Periode endet,
welche die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments wäh
rend einer Drehzahländerung steuert, so daß ein Parameter,
dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang
ändert, eine optimale Änderungscharakteristik aufweist, der
Eingriffsübergangsöldruck verringert, um eine Erhöhung des
Ausgangsdrehmoments zu verhindern, die durch das Ende eines
Drehmomentverringerungsvorgangs verursacht wird. Anschlie
ßend wird der Eingriffsübergangsöldruck mit einer bestimmten
Steigung erhöht. Dadurch kann der Eingriff zwischen den Rei
bungseingriffselementen sanft ausgeführt werden, wenn der
Drehzahländerungssvorgang beendet ist, und eine Verringerung
des Drehzahländerungsrucks und eine Vergrößerung der Halt
barkeit der Reibungseingriffselemente kann in verläßlicherer
Weise erhalten werden.
Bevorzugt wird die Abweichung zwischen dem letzten Steue
rungswert und dem aktuellen Steuerungswert registriert bzw.
gelernt und die registrierte bzw. gelernte Abweichung als
ein Lernwert für die nächste Drehzahländerung verwendet.
Durch die Lernkorrektur kann eine hohe Genauigkeit der Dreh
zahländerungsregelung erhalten werden.
Vorteilhaft kann das Ausgangsdrehmoment des automatischen
Getriebes, welches während einer Drehzahländerung erhöht
wird, vorhergesagt bzw. im Voraus bestimmt werden. Das im
Voraus bestimmte Ausgangsdrehmoment wird als ein Zielwert
für das Ausgangsdrehmoment eingesetzt. Deshalb können kleine
Drehzahländerungungen in Übereinstimmung mit einer Erhöhung
des Drehmoments der Getriebeausgangswelle ausgeführt werden
und eine Verringerung des Drehzahländerungsrucks sowie eine
Verbesserung der Haltbarkeit der Reibungseingriffselemente
kann in verläßlicherer Weise erhalten werden.
Die obigen und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be
schreibung in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung ver
ständlicher. In der Zeichnung ist:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Steuerungs-
bzw. Regelungssystems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine Optimalwertsteuerung
zeigt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine Feedbacksteuerung zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Drehmomentausgangscharakteri
stiken eines präskriptiven Modells zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm, das die Turbinendrehzahlcharakteristi
ken eines präskriptiven Modells zeigt;
Fig. 6 ein Blockdiagramm, das eine Steuerungs- bzw. Rege
lungsvorrichtung für automatische Getriebe eines
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
zeigt, welche bei Fahrzeugen verwendet wird;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das ein Drehzahländerungsre
gelungsprogramm zeigt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das das Drehzahländerungsre
gelungsprogramm zeigt;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das das Drehzahländerungsre
gelungsprogramm zeigt;
Fig. 10 ein Blockdiagramm, das die Berechnung einer Ziel
drehzahl zeigt;
Fig. 11 ein Blockdiagramm, das die Einstellung eines Ziel
ausgangsdrehmoments zeigt;
Fig. 12 ein Blockdiagramm, das die Einstellung eines
Anfangsdrucks zeigt;
Fig. 13 ein Blockdiagramm, das die Berechnung eines
Lernkorrekturwerts zeigt;
Fig. 14 ein Steuerungsdiagramm das die Regelung der Dreh
zahländerung zeigt; und
Fig. 15 ein Steuerungsdiagramm das die Regelung der Dreh
zahländerung zeigt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Zuerst wird das Steuerungs- bzw. Regelungssystem der vorlie
genden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist ein systematisches Blockdiagramm zur Erläuterung
des Steuerungs- bzw. Regelungssystems der vorliegenden Er
findung. In dieser Figur werden gemäß der Erfindung zwei
Zielwerte eingestellt: Beispielsweise die Größe, die durch
eine Drehzahländerung geändert wird (z. B. Turbinendrehzahl
NTBN eines automatischen Getriebes) und ein Parameter,
dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang
ändert (z. B. Drehmoment der Ausgangswelle TRQOUT eines auto
matischen Getriebes). Eine Zielturbinendrehzahl NTBNR und
ein Zieldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTR werden
in eine Optimalwertsteuerung (K) und ebenfalls in ein
präskriptives bzw. vorgeschriebenes Modell (Gm) eingegeben.
Es sei angemerkt, daß die Zielturbinendrehzahl NTBNR und das
Zieldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTR durch die
Fahrbedingungen eines Fahrzeugs bestimmt werden.
Die Optimalwertsteuerung (K) führt eine Optimalwertsteuerung
der Turbinendrehzahl und des Drehmoments der Getriebeaus
gangswelle entsprechend den Zielwerten aus und gibt Optimal
wertsignale UCTRL1 und RTDTRQ1 aus. Andererseits werden eine
Modell-Turbinendrehzahl NTBNM entsprechend der Zielturbinen
drehzahl NTBNR durch das präskriptive Modell (Gm) einge
stellt und ausgegeben, so daß der Steigung der Turbinendreh
zahl konstant ausgeführt wird, um eine Drehzahländerung in
einer vorbestimmten Zeit zu beenden. Ebenfalls wird ein
Modelldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTM entspre
chend dem Zieldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTR
durch das präskriptive Modell (Gm) eingestellt und ausgege
ben, um das Drehmoment der Getriebeausgangswelle sanft bzw.
gleichmäßig auf eine Drehzahlstufe (z. B. erstes Drehzahl-
Drehmoment auf zweites Drehzahl-Drehmoment) zu übertragen,
wenn die Drehzahl geändert wird.
Die Turbinendrehzahl NTBN und das Drehmoment der Getriebe
ausgangswelle TRQOUT werden als Ausgangssignale des automa
tischen Getriebes (P) ermittelt, welches ein Steuerobjekt
ist. Die Abweichung zwischen der Turbinendrehzahl NTBN und
der Modellturbinendrehzahl NTBNM und die Abweichung zwischen
dem Drehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUT und dem
Modelldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTM werden
mittels eines Rechners berechnet und in eine
Feedbacksteuerung (C2) eingegeben. Es sei angemerkt, daß die
Abweichung zwischen der Turbinendrehzahl NTBN und der
Modellturbinendrehzahl NTBNM als ΔNTBN berechnet wird, und
daß die Abweichung zwischen dem Drehmoment der Getriebeaus
gangswelle TRQOUT und dem Modelldrehmoment der Getriebeaus
gangswelle TRQOUTM als ΔTRQOUT berechnet wird.
Die Drehzahlabweichung ΔNTBN und die Drehmomentabweichung
ΔTRQOUT werden in die Feedbacksteuerung (C2) eingegeben,
welche ihrerseits Rückführungssignale (Feedbacksignale)
UCTRL2 und RTDTRQ2 ausgibt, so daß jeweils die Turbinendreh
zahl NTBN und das Drehmoment der Getriebeausgangswelle
TRQOUT aus der Modellturbinendrehzahl NTBNM und dem
Modelldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTM
zusammengesetzt sind.
Anschließend werden die Ausgangssignale der Optimalwert
steuerung (K), die Ausgangssignale der Feedbacksteuerung
(C2) und ein Sequenzsignal UCTRL0 addiert, um Getriebe
steuersignale UCTRL und RTDTRQ zu erzeugen. Das automatische
Getriebe (P) wird durch die Steuersignale UCTRL und RTDTRQ
gesteuert. Es sei angemerkt, daß das Sequenzsignal UCTRL0
ein Signal ist, das dem automatischen Getriebe (P) einen
vorbestimmten Öldruck angibt, wenn eine Drehzahländerung
beginnt.
Bei der Steuerung des automatischen Getriebes (P), welche
durch das vorher beschriebene System ausgeführt wird, ist
die Optimalwertsteuerung (K) derart gestaltet, daß zwei
Steuerungsgrößen relativ zur Turbinendrehzahl und dem Dreh
moment der Getriebeausgangswelle (d. h. Eingriffsübergangsöl
druck auf die Reibungseingriffselemente und Motorausgangs
drehmoment) sich gegenseitig nicht beeinflussen. In
ähnlicher Weise ist die Feedbacksteuerung (C2) gestaltet, so
daß sich ihre Ausgangssignale UCTRL2 und RTDTRQ2 nicht ge
genseitig beeinflussen. Darüberhinaus stellt das präskrip
tive Modell (Gm) die Optimalwerte von zwei Steuerungsgrößen
relativ zur Turbinendrehzahl und dem Drehmoment der Getrie
beausgangswelle von den beiden Ausgangspunkten einer Ver
ringerung des Drehzahländerungsrucks und einer Vergrößerung
der Haltbarkeit der Reibungseingriffselemente ein. Somit
sind die Zielwerte einer Größe, welche durch eine Drehzahl
änderung (z. B. Turbinendrehzahl während einer Drehzahlände
rung) geändert wird, und ein Parameter, dessen Wert sich
parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang (z. B. Drehmoment
der Getriebeausgangswelle) ändert, optimal eingestellt.
Ebenfalls wird eine Störung bzw. gegenseitige Beeinflussung
zwischen den beiden Steuerungsgrößen verhindert und die
Kompatibilität einer Verringerung des Drehzahländerungsrucks
und einer Verbesserung der Haltbarkeit der Reibungsein
griffselemente wird in verläßlicher Weise erhalten.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 eine Beschrei
bung des speziellen Aufbaus der Optimalwertsteuerung (K) ge
geben.
Wie in der Figur gezeigt, weist die Optimalwertsteuerung (K)
vier arithmetische Blöcke auf und ist derart aufgebaut, daß
sie sich gegenseitig nicht beeinflussende Blöcke K12 und K21
aufweist. Die Steuerungsgrößen der Turbinendrehzahl und des
Drehmoments der Getriebeausgangswelle sind Parameter, die
sich gegenseitig stören bzw. beeinflussen können. Die Opti
malwertsteuerung (K) muß deshalb so aufgebaut sein, daß sich
zwei Ausgangswerte UCTRL1 und RTDTORQ1 relativ zu zwei Ziel
werten (d. h. Zielturbinendrehzahl NTBNR und Zieldrehmoment
der Getriebeausgangswelle TRQOUTR) nicht gegenseitig beein
flussen. Aus diesem Grund ist die Optimalwertsteuerung (K),
welche die sich nicht beeinflussenden Blöcke K12 und K21
aufweist, wie folgt aufgebaut:
Zuerst wird die Optimalwertsteuerung (K) durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt.
Zuerst wird die Optimalwertsteuerung (K) durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt.
K = P0 -1 Gm (P0: Nominalmodell) (1)
Daher sind die Turbinendrehzahl NTBN und das Drehmoment der
Getriebeausgangswelle TRQOUT durch die folgende Gleichung
(2) mit Bezug auf die Zielturbinendrehzahl NTBNR und das
Zieldrehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUTR ausge
drückt.
Wenn Gm aus Gleichung (2) durch eine Diagonalmatrix ausge
drückt wird, wird die folgende Gleichung (3) erhalten.
Daher gilt für die Turbinendrehzahl NTBN und das Drehmoment
der Getriebeausgangswelle TRQOUT.
NTBN = Gm11 × NTBNR (4)
TRQOUT = Gm22 × TRQOUTR (5)
TRQOUT = Gm22 × TRQOUTR (5)
Aus den Gleichungen (4) und (5) wird deutlich, daß sich die
Zielwerte (NTBNR und TRQOUTR) gegenseitig nicht beeinflus
sen. Daher ist es ausreichend, wenn die Optimalwertsteuerung
(K) wie in der folgenden Gleichung (6) ausgeführt ist.
Nachfolgend wird der spezielle Aufbau der Feedbacksteuerung
(C2) unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
In der Figur weist die Feedbacksteuerung (C2) vier arith
metische Blöcke auf und ist derart aufgebaut, daß sie sich
gegenseitig nicht beeinflussende Blöcke C12 und C21 auf
weist. D.h., die Feedbacksteuerung (C2) ist, wie die Opti
malwertsteuerung (K), derart aufgebaut, daß die Ausgangs
werte UCTRL2 und RTDTORQ2 der Feedbacksteuerung (C2) sich
gegenseitig nicht beeinflussen.
Anfänglich kann die Feedbacksteuerung (C2) durch die
folgenden Gleichungen (7) und (8) ausgedrückt werden.
C2 = Q(1 - P0Q)-1 (P0: Nominalmodell) (7)
C2 = Q(1 - P0Q)-1 (P0: Nominalmodell) (7)
Q = WqP0 -1 (8)
Daher wird die Regelkreis-Übertragungsfunktion vom präskrip
tiven Modellsignal zum Ausgangssignal durch die folgende
Gleichung (9) ausgedrückt.
Wenn Wq in Gleichung (9) durch eine Diagonalmatrix ausge
drückt wird, wird die folgende Gleichung (10) erhalten.
Daher wird aus der Turbinendrehzahl NTBN und dem Drehmoment
der Getriebeausgangswelle TRQOUT:
NTBN = Gq11 × NTBNM (11)
TRQOUT = Gq22 × TRQOUTM (12)
Aus den Gleichungen (11) und (12) ist ersichtlich, daß sich
die Modellturbinendrehzahl NTBNM und das Modelldrehmoment
der Getriebeausgangswelle TRQOUTM des präskriptiven Modells
nicht gegenseitig beeinflussen.
Daher ist es ausreichend, wenn die Feedbacksteuerung (C2)
wie in der folgenden Gleichung (13) ausgeführt ist.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Beispiels des
präskriptiven Modells Gm unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und
5.
Das präskriptive Modell Gm weist zwei Ausgänge auf: Die Tur
binendrehzahl und das Drehmoment der Getriebeausgangswelle.
Da die Drehzahländerungsleistung eines automatischen Getrie
bes durch die beiden Ausgänge charakteristiert ist, ist es
wichtig, wie das präskriptive Modell Gm aufgebaut ist. In
diesem Fall kann, da das präskriptive Modell Gm beliebig
aufgebaut sein kann, wenn Steuerungsbeschränkungen beseitigt
werden, die Drehzahländerungsleistung eines automatischen
Getriebes positiv gesteuert werden. Das präskriptive Modell
Gm wird durch eine Transferfunktionsmatrix ausgedrückt, wie
in der vorher gezeigten Gleichung (3) gezeigt. Zu Beginn ist
das Ausgangsdrehmoment TRQOUTM des präskriptiven Modells
entlang einer wie in Fig. 4 gezeigten Kurve mit Bezug auf
das Zieldrehmoment TRQOUTR ausgelegt, um das Drehmoment der
Getriebeausgangswelle auf eine Drehzahländerungsstufe (z. B.
vom ersten Drehzahl-Drehmoment zum zweiten Drehzahl-Drehmo
ment) sanft zu übertragen, wenn die Drehzahl geändert wird.
Wenn nun ein Operator S als Ausdruck einer Transferfunktion
verwendet wird, entspricht die vorher erwähnte Gm 22 einer
quadratischen Kurve, so daß sie in der folgenden Gleichung
(14) ausgedrückt werden kann,
.
.
Gm22 = BM2/(S2 + AM2 . S + BM2) (14)
wobei AM'' und BM2 Koeffizienten bzw. Beiwerte sind.
Um die Drehzahländerung eines automatischen Getriebes in
einer vorbestimmten Zeit zu beenden, ist auch der Zielwert
NTBNR der Turbinendrehzahl vorgegeben, so daß die Steigung
der Turbinendrehzahl während einer Drehzahländerung konstant
ist, und die Turbinendrehzahl NTBNM des präskriptiven Mo
dells entlang einer wie in Fig. 5 gezeigten Kurve ausgelegt
ist, so daß die Modellturbinendrehzahl NTBNM dem Turbinen
drehzahl-Zielwert NTBNR folgt. Wenn nun ein Operator S als
Ausdruck einer Transferfunktion verwendet wird, entspricht
die vorher erwähnte Gm11 einer quadratischen Kurve, wie sie
in der folgenden Gleichung (15) ausgedrückt ist,
Gm11 = (CM1 . S + DM1)/(S4 + AM1 . S3
+ BM1 . S2 + CM1 . S + DM1) (15)
wobei AM1, BM1, CM1 und DM1 Koeffizienten bzw. Beiwerte
sind.
Da die Turbinendrehzahl NTBNM des präskriptiven Modells eine
Eigenschaft der Überreaktion aufweist, wird der Zeitpunkt,
zu dem die Berechnung gestartet wird, vorgezogen, so daß die
Turbinendrehzahl NTBNM des präskriptiven Modells vor dem
Startpunkt der Feedbacksteuerung konvergiert, wodurch genug
Zeit vorhanden ist, den Einfluß der Eigenschaft der Über
reaktion zu eliminieren.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail be
schrieben.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerungs- bzw. Re
gelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe eines Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt, die für
Fahrzeuge verwendet wird. In der Figur bezeichnet das Be
zugszeichen 1 einen Motor. Die Antriebskraft des Motors 1
wird auf den Drehmomentwandler 3 eines automatischen Getrie
bes 2 übertragen und der Antriebsstrang 4 des automatischen
Getriebes 2 wird über den Drehmomentwandler 3 angetrieben.
Der Drehmomentwandler 3 besteht aus einem Pumpenrad, einem
Turbinenrad, einem Leitrad und einer am Leitrad abgestützten
Freilaufkupplung. Der Drehmomentwandler 3 verstärkt die
Drehung der Kurbelwelle des Motors 1 in einem vorbestimmten
Wandlerbereich und überträgt die Drehung auf eine Eingangs
welle des Antriebsstrangs 4, die als Zusatz- bzw. Nebenge
triebe des automatischen Getriebes 2 dient (zweite Halbstufe
des Getriebemechanismus). Da der Drehmomentwandler 3 aus dem
Stand der Technik wohlbekannt ist, wird eine Darstellung
sowie eine weitere detaillierte Beschreibung fortgelassen.
Die Drehzahl des Turbinenrads im Drehmomentwandler 3 wird
durch einen Turbinendrehzahlsensor 5 erfaßt und in eine
Drehzahländerungs-Regelungs- bzw. Steuerungseinheit 6 einge
geben. Das automatische Getriebe 2 weist zusätzlich zum
vorher erwähnten Antriebsstrang 4 (Nebengetriebe) eine
Öldrucksteuerung 7 zur Steuerung des Öldrucks und einen
Öldrucksolenoid bzw. -elektromagnet 8 auf. Das automatische
Getriebe gibt Drehung der Getriebeeingangswelle durch
Schalten der Betriebspositionen mehrerer Reibungseingriffs
elemente, welche innerhalb des Antriebsstrangs 4 angeordnet
sind, um eine Drehzahländerungsregelung durch Stufen auszu
führen, an eine Ausgangswelle 9 ab.
Die Rotationskraft der Ausgangswelle 9 wird über ein Diffe
rential auf die Hinterräder übertragen und das Fahrzeug wird
angetrieben. Die Drehzahl der Ausgangswelle 9 (welche der
Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht), wird durch einen
Fahrzeugdrehzahlsensor 10 ermittelt und der Drehzahlände
rungs-Steuerungseinheit 6 eingegeben. Das Ausgangswellen
drehmoment der Ausgangswelle 9 wird durch einen Ausgangs
drehmomentsensor 11 ermittelt und der Drehzahländerungs-
Steuerungseinheit 6 eingegeben.
Die Drehzahländerungs-Steuerungseinheit 6 besteht aus einem
Mikrocomputer und führt basierend auf Signalen des Turbinen
drehzahlsensors 5, des Fahrzeugdrehzahlsensors 10 und des
Ausgangsdrehmomentsensors 11 eine arithmetische Verarbeitung
durch, welche für die Drehzahländerungsregelung des automa
tischen Getriebes 2 notwendig ist, und gibt dann ein Steue
rungssignal an den Öldruck-Elektromagneten 8 aus. Der Öl
druck-Elektromagnet 8 steuert den Öldruck im Öldruckregler
7, um die Arbeitsstellungen der im Antriebsstrang 4 angeord
neten Reibungseingriffselemente durch den Öldruck zu schal
ten, wodurch die Drehzahländerungsregelung des automatischen
Getriebes 2 in Stufen durchgeführt wird. Die arithmetische
Verarbeitung der Drehzahländerungsregelung in der Drehzahl
änderungs-Steuerungseinheit 6 wird durch ein Steuerungspro
gramm ausgeführt, welches später beschrieben wird.
Wenn die Drehzahländerungsregelung ausgeführt wird, wird ei
ne Anweisung zur Verringerung des Drehmoments von der Dreh
zahländerungs-Steuerungseinheit 6 zu einer Motorsteuerungs
einheit 12 ausgegeben. Die Motorsteuerungseinheit 12 weist
einen Mikrocomputer auf, welcher basierend auf Sensoraus
gaben von beispielsweise einem Luft-Kraftstoffsensor, einem
Drosselklappenöffnungsgradsensor oder einem Ansaugluft
mengensensor (nicht gezeigt) die Verbrennungsregelung des
Motors 1 steuert, und ebenfalls basierend auf einer An
weisung der Drehzahländerungs-Steuerungseinheit 6 die Ver
stellung des Zündzeitpunkts von Zündkerzen 13a bis 13d
steuert, um das Motordrehmoment zu verringern. Es sei
angemerkt, daß ein Steuerungsparameter zur Verringerung des
Motordrehmoments nicht auf die Zündzeitpunktverstellung
beschränkt ist, sondern daß das Motordrehmoment durch Ände
rung anderer Parameter (z. B. dem Drosselklappenöffnungsgrad,
der Kraftstoffeinspritzmenge, der Motorventilsteuerung oder
einer Änderung der Menge der Motoransaugluft) gesteuert wer
den kann. Mit anderen Worten es kann jeder Parameter verän
dert werden, solange er das Motordrehmoment verringern kann.
Die Drehzahländerungs-Steuerungseinheit 6, die Öldruckrege
lungseinheit 7 und der Öldruck-Elektromagnet 8 bilden ein
Mittel zur Öldrucksteuerung und ein Mittel zur Öldruckkor
rektur. Des weiteren bilden die Drehzahländerungs-Steu
erungseinheit 6 und die Motorsteuerungseinheit 12 Mittel zur
Motordrehmomentsteuerung und Mittel zur Motordrehmomentkor
rektur.
In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
die sich durch eine Drehzahländerung ändernde Größe die Tur
binendrehzahl des automatischen Getriebes 2 und ein Para
meter, dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungs
vorgang ändert, ist das Ausgangswellendrehmoment des automa
tischen Getriebes 2. Es sei angemerkt, daß ein Element,
welches sich bei einer Drehzahländerung ändert, nicht auf
die Turbinenwelle des automatischen Getriebes 2 beschränkt
ist, sondern auch Kupplungselemente oder ein Bremselement
des automatischen Getriebes sein kann. Ebenso kann als ein
Zielwert jede Größe ausgewählt werden, solange sie sich bei
einer Drehzahländerung ändert. Beispielsweise kann dies ein
Änderungsverhältnis in der Turbinendrehzahl oder der Über
setzung oder ein Änderungsverhältnis der Motordrehzahl sein.
Nachfolgend wird ein Drehzahländerungsvorgang beschrieben,
welcher infolge des Ausführens eines Drehzahländerungssteue
rungs- bzw. -regelungsprogramms durchgeführt wird.
Die Fig. 7 bis 9 sind Flußdiagramme, die ein Drehzahlände
rungsregelungsprogramm zeigen. Dieses Programm wird wieder
holt ausgeführt, z. B. einmal in einer vorbestimmten Zeit
periode (z. B. 10 ms).
Die Fig. 10 bis 13 sind Blockdiagramme, die zeigen, wie eine
vorbestimmte Variable im Ablauf des Drehzahländerungsre
gelungsprogramms berechnet wird, und die Fig. 14 und 15 sind
Steuerungs- bzw. Taktdiagramme (Timingdiagramme), die
zeigen, wie die Drehzahländerung gesteuert wird.
Bei der Beschreibung der Verarbeitung jedes Schritts des
Drehzahländerungsregelungsprogramms wird eine Beschreibung
eines Drehzahländerungsvorgangs gegeben, wobei auf die in
den Fig. 14 und 15 gezeigten Drehzahländerungsregelungspro
gramme Bezug genommen wird. Vor der Beschreibung des Dreh
zahländerungsregelungsprogramms erfolgt eine Beschreibung
der in den Fig. 14 und 15 gezeigten Drehzahländerungszeit
punkte bzw. Zeitbereiche A bis F.
Der Zeitpunkt A ist der Zeitpunkt, bei dem eine Berechnung
für die Drehzahländerungsregelung gestartet wird, bevor eine
Drehzahländerung beginnt, und entspricht einem Punkt zur
Vorbereitung der Drehzahländerung.
Der Zeitpunkt B ist ein Drehzahländerungsstart-Zeitpunkt und
entspricht einem Drehzahländerungsstartpunkt zu der Zeit,
bei der die Ausgangsdrehzahl NOUT der Getriebeausgangswelle
9 eine Drehzahländerungsstart-Ausgangsdrehzahl NOUT1 über
schreitet.
Der Zeitpunkt C ist der Zeitpunkt, bei dem eine Drehmoment
phase nach dem Start einer Drehzahländerung endet, und ent
spricht einem Trägheitsphasenstartpunkt.
Der Zeitpunkt D ist der Zeitpunkt, bei dem die Drehmoment
phase nach dem Beginn einer Drehzahländerung endet und in
eine Trägheitsphase übergeht und dann der Maximalwert
TRQOUTMAX des Ausgangsdrehmoments TRQOUT auftritt, und ent
spricht einem Startpunkt zur Drehmomentverringerung.
Der Zeitpunkt E ist der Zeitpunkt, bei dem die Trägheitspha
se während einer Drehzahländerung endet und ist der Endpunkt
der Optimalwertsteuerung und der Feedbacksteuerung und eben
falls der Endpunkt der Drehmomentverringerung.
Der Zeitpunkt F ist der Zeitpunkt, bei dem eine Drehzahlän
derung endet (Endpunkt der Drehzahländerungsregelung).
Wenn das Drehzahländerungsregelungsprogramm gestartet wird,
werden im Schritt S10 basierend auf Signalen vom Turbinen
drehzahlsensor 5, dem Fahrzeugdrehzahlsensor 10 und dem Aus
gangsdrehmomentsensor 11 die Turbinendrehzahl Nt, die Fahr
zeuggeschwindigkeit N0 und das Ausgangswellendrehmoment T0
des automatischen Getriebes 2 ermittelt. Als die jeweiligen
ermittelten Werte werden die Turbinendrehzahl NTBN, die Aus
gangsdrehzahl NOUT und das Ausgangsdrehmoment TRQOUT erhal
ten. Als nächstes wird im Schritt S12 unterschieden, ob die
Ausgangsdrehzahl NOUT eine vorbestimmte Drehzahl NOPRE zur
Vorbereitung der Drehzahländerung überschritten hat oder
nicht. Die Drehzahl NOPRE zur Vorbereitung der Drehzahlände
rung wird auf einen etwas kleineren Wert als die Ausgangs
drehzahl NOUT1 für den Start der Drehzahländerung einge
stellt, und ist ein Referenzwert für den Start der Berech
nung für eine Drehzahländerung zu dem Zeitpunkt, zu dem die
Ausgangsdrehzahl NOUT die Drehzahl NOPRE zur Vorbereitung
der Drehzahländerung überschritten hat.
Wenn die Ausgangsdrehzahl NOUT die Drehzahl NOPRE zur Vor
bereitung der Drehzahländerung nicht überschritten hat, geht
Schritt 12 zum Schritt 10 zurück und eine Schleife von
Schritt 10, Schritt 12 und dem Rücksprung (RETURN)-Schritt
wird nochmals wiederholt.
Verarbeitungsschleife (2); Periode vom Drehzahländerungsvor
bereitungszeitpunkt A bis vor den Drehzahländerungszeitpunkt
B:
Wenn die Ausgangsdrehzahl NOUT die Drehzahl NOPRE zur Vorbe
reitung der Drehzahländerung überschreitet, folgt auf
Schritt S12 der Schritt S14. Im Schritt S14 wird eine Ziel
drehzahländerungszeit TIMESET eingestellt. Die Zieldrehzahl
änderungszeit TIMESET ist eine gewünschte Drehzahländerungs
zeit und wird auf den am besten geeignetsten Wert unter Be
rücksichtigung des Drehzahländerungsrucks und der Haltbar
keit der Reibungseingriffselemente eingestellt. Beispiels
weise wird die Zieldrehzahländerungszeit TIMESET abhängig
von der Art der Drehzahländerung auf einen gewünschten Wert
von im Voraus zugeordneten oder tabellierten Werten einge
stellt. Es sei angemerkt, daß die Zieldrehzahländerungszeit
TIMESET der Periode der Trägheitsphase bis zum Drehzahlände
rungsregelungsende entspricht, mit Ausnahme der Drehmoment
phase, die erhalten wird, wenn eine Drehzahländerung gestar
tet wird.
Im Schritt S14 wird das präskriptive Modell Gm eingestellt.
Das präskriptive Modell Gm wird, abhängig von der Art der
Drehzahländerung, wie die Zieldrehzahländerungszeit TIMESET
auf einen gewünschten Wert aus im Voraus einander zuge
ordneten oder tabellierten Werten eingestellt.
Als nächstes wird im Schritt S16 die Zieldreh- bzw. Ziel
winkelbeschleunigung DNTBNR berechnet. Vor der Berechnung
der Zieldrehbeschleunigung DNTBNR werden das Motordrehmoment
TRQENG und das Referenzausgangsdrehmoment TRQOUTB durch die
folgenden Gleichungen (16) und (17) aus dem aktuellen Aus
gangsdrehmoment TRQOUT berechnet.
TRQENG = K5 × TRQOUT (16)
Aus der Gleichung (16) wird das Motordrehmoment TRQENG durch
Multiplikation des aktuellen Ausgangsdrehmoments TRQOUT mit
einem vorbestimmten Drehmomentverhältnis (Koeffizient) K5
berechnet. Das heißt, daß das Motordrehmoment TRQENG aus dem
aktuellen Ausgangsdrehmoment TRQOUT geschätzt bzw.
überschlagen wird.
TRQOUTB = K8 × TRQENG (17)
Aus der Gleichung (17) wird das Referenzausgangsdrehmoment
TRQOUTB durch Multiplikation des berechneten Motordrehmo
ments TRQENG mit einem vorbestimmten Drehmomentverhältnis K8
berechnet. Es sei angemerkt, daß das Referenzausgangsdrehmo
ment TRQOUTB das Ausgangsdrehmoment ist, welches zu dem
Zeitpunkt erhalten wird, zu dem die Turbinendrehbeschleuni
gung 0 wird.
Die Zieldrehbeschleunigung DNTBNR wird basierend auf der
folgenden Gleichung (18) unter Verwendung des Referenzaus
gangsdrehmoment TRQOUTB berechnet.
DNTBNR = [(R2ND - R1ST)/(TIMESET)] × NOUT
+ (R2ND/I2) × TRQOUTB (18)
+ (R2ND/I2) × TRQOUTB (18)
wobei R1ST das erste Drehzahlübersetzungsverhältnis, R2ND
das zweite Drehzahlübersetzungsverhältnis, NOUT die Aus
gangsdrehzahl, TRQOUTB das Referenzausgangsdrehmoment,
TIMESET die Zieldrehzahländerungszeit und I2 ein Koeffizient
ist.
Als nächstes wird im Schritt S18 das Ausgangsdrehmoment
TRQOUT2ND der nächsten Stufe (das erhalten wird, wenn eine
Drehzahländerung beendet ist) basierend auf der folgenden
Gleichung (19) berechnet. Da eine Beschreibung für den Fall
gegeben wird, bei dem die Drehzahl von einer ersten Drehzahl
auf eine zweite Drehzahl übergeht, ist die nächste Stufe die
zweite Drehzahl.
TRQOUT2ND = K6 × K7 × TRQENG (19)
Aus der Gleichung (19) wird das Ausgangsdrehmoment TRQOUT2ND
zu einem Zeitpunkt des Endes einer Drehzahländerung (d. h.
des Ausgangsdrehmoments der nächsten Stufe) durch Multipli
kation des vorher erwähnten Motordrehmoments TRQENG mit vor
bestimmten Drehmomentverhältnissen K6 und K7 berechnet.
Im Schritt S20 werden die Zieldrehzahl NTBNR und das Ziel
ausgangsdrehmoment TRQOUTR berechnet. Die Zieldrehzahl NTBNR
wird gemäß dem in einem Blockdiagramm zur Variablendifferen
tiation von Fig. 10 gezeigten Vorgang berechnet. Gemäß der
Figur wird die Zieldrehbeschleunigung DNTBNR zuerst inte
griert (1/S), wodurch die Drehmomentphase erhalten wird.
Ebenso wird basierend auf der folgenden Gleichung (20) ein
Zielübersetzungsverhältnis GEARR aus der Zieldrehzahlände
rungszeit TIMESET, welche der Periode der Trägheitsphase bis
zum Ende einer Drehzahländerung entspricht, berechnet.
GEARR = {[(R2ND - R1ST)/(TIMESET - TIMER1)]
× TIMER2} + R1STR (20)
Das berechnete Zielübersetzungsverhältnis GEARR und die Aus gangsdrehzahl NOUT werden addiert, wodurch die Trägheits phase erhalten wird. Aus der vorher berechneten Drehzahlpha se und der Trägheitsphase wird die Zieldrehzahl NTBNR be rechnet. Somit kann die Zieldrehzahl NTBNR durch die folgen de Gleichung (21) ausgedrückt werden.
NTBNR = DNTBNR × dt (21)
Das berechnete Zielübersetzungsverhältnis GEARR und die Aus gangsdrehzahl NOUT werden addiert, wodurch die Trägheits phase erhalten wird. Aus der vorher berechneten Drehzahlpha se und der Trägheitsphase wird die Zieldrehzahl NTBNR be rechnet. Somit kann die Zieldrehzahl NTBNR durch die folgen de Gleichung (21) ausgedrückt werden.
NTBNR = DNTBNR × dt (21)
Das Zielausgangsdrehmoment TRQOUTR wird gemäß der in einem
Blockdiagramm der Variablendifferentiation von Fig. 11 ge
zeigten Vorgang berechnet. In der Figur wird das Ausgangs
drehmoment TRQOUTH des Trägheitsdrehmoments zuerst basierend
auf der folgenden Gleichung (22) geschätzt.
TRQOUTH = TRQOUTB + (K9 × DNTBNR) (22)
wobei K9 ein Drehmomentverhältnis ist.
Andererseits wird das aktuelle Ausgangsdrehmoment TRQOUT
durch Berechnung des Motordrehmoments TRQENG0 aus der Ziel
drehbeschleunigung DNTBNR und eines Drehmomentverringerungs
befehlswerts RTDTRQ und anschließender Schätzung des zweiten
Drehzahl-Ausgangsdrehmoments TRQOUT2ND basierend auf dem be
rechneten Motordrehmoment TRQENG0 erhalten. Dann wird das
Zielausgangsdrehmoment TRQOUTR aus dem Zieldrehmoment
TRQOUTH und dem zweiten Drehzahl-Ausgangsdrehmoment
TRQOUT2ND während der Trägheitsphase berechnet.
Im Schritt S22 werden die Ausgangswerte UCTRL1 und RTDRQ1
der Optimalwertsteuerung berechnet und eingestellt. Die Aus
gangswerte UCTRL1 und RTDRQ1 der Optimalwertsteuerung werden
durch die folgende Gleichung (23) basierend auf der Ziel
drehzahl NTBNR und dem Zielausgangsdrehmoment TRQOUTR be
rechnet.
In diesem Fall wird der Ausgangswert UCTRL1 der Optimalwert
steuerung zum Beispiel UCTRL1 = K11 × NTBNR.
Im Schritt S24 werden die Ausgangswerte NTBNM und TRQOUTM
des präskriptiven Modells berechnet und eingestellt. Die
Ausgangswerte NTBNM und TRQOUTM des präskriptiven Modells
werden basierend auf der Zieldrehzahl NTBNR und dem Zielaus
gangsdrehmoment TRQOUTR gemäß der folgenden Gleichung (24)
berechnet.
In diesem Fall wird beispielsweise der Ausgangswert NTBNN
des präskriptiven Modells NTBNM = Gm11 × NTBNR. Um den Dreh
zahländerungsdruck nicht zu verschlimmern, ist es notwendig,
die Rotation des präskriptiven Modells der Zielrotation beim
Zeitpunkt D anzunähern.
Im Schritt S26 wird unterschieden, ob die Ausgangsdrehzahl
NOUT eine vorbestimmte Ausgangsdrehzahl NOUT1 für den Start
der Drehzahländerung (ein Drehzahländerungsstartpunkt) über
schritten hat oder nicht. Die Ausgangsdrehzahl NOUT1 für den
Start der Drehzahländerung ist ein Referenzpunkt, um zu ent
scheiden, ob eine Drehzahländerung eingetreten ist und eine
Drehzahländerung ist zu dem Zeitpunkt eingetreten, zu dem
die Ausgangsdrehzahl NOUT die Ausgangsdrehzahl NOUT1 für den
Start der Drehzahländerung überschritten hat. Wenn die Aus
gangsdrehzahl NOUT die Ausgangsdrehzahl NOUT1 für den Start
der Drehzahländerung nicht überschritten hat, kehrt Schritt
S26 zum Schritt S10 zurück und eine Schleife von Schritten
S10 bis S26 und ein Return-Schritt werden nochmals wieder
holt.
Wie vorher beschrieben, wird, wenn die Ausgangsdrehzahl NOUT
die Drehzahl NOPRE zur Vorbereitung der Drehzahländerung
überschreitet, die Berechnung für die Drehzahländerungs
regelung im Zeitpunkt A begonnen, bevor eine Drehzahlände
rung beginnt. Das heißt, die Einstellung der Zieldrehzahlän
derungszeit TIMESET, die Einstellung des präskriptiven Mo
dells Gm, die Berechnung der Zieldrehbeschleunigung DNTBNR,
die Berechnung des Ausgangsdrehelements TRQOUT2ND der
nächsten Stufe, die Berechnung der Zieldrehzahl NTBNR, die
Berechnung des Zielausgangsdrehmoments TRQOUTR, die Berech
nung der Ausgangswerte UCTRL1 und RTDTRQ1 der Optimalwert
steuerung und die Berechnung der Ausgangswerte NTBNM und
TRQOUTM des präskriptiven Modells Gm werden ausgeführt, wo
durch die Drehzahländerungsvorbereitung ausgeführt wird.
Diese Schleife wird bis zum Erreichen des Drehzahländerungs
zeitpunkt B wiederholt. Nach dem Erreichen des Drehzahlände
rungszeitpunkt B wird die nächste Verarbeitungsschleife (3)
ausgeführt.
Wenn die Ausgangsdrehzahl NOUT die Ausgangsdrehzahl NOUT1
für den Start der Drehzahländerung überschreitet, folgt im
Drehzahländerungszeitpunkt B im Schritt S26 der Schritt S28.
Im Schritt S28 wird unterschieden, ob die Trägheitsphase er
mittelt wurde und ebenfalls, ob der Maximaldrehmomentwert
ermittelt wurde oder nicht. Dies wird aus dem Grunde ausge
führt, um zu entscheiden, ob die Drehmomentphase infolge des
Beginns einer Drehzahländerung endet und dann der Maxi
malwert TRQOUTMAX des Ausgangsdrehmoment TRQOUT aufgetreten
ist. Die Trägheitsphase wird beispielsweise aus einem Über
setzungsverhältnis oder einem Ausgangsdrehmoment ermittelt.
Somit ist ein Trägheitsphasenstartpunkt bestimmt.
Für den Fall, daß die Trägheitsphase nicht ermittelt wird
(z. B. wenn die Drehmomentphase nicht beendet ist) oder für
den Fall, daß die Trägheitsphase ermittelt wird, aber der
Maximaldrehmomentwert nicht ermittelt wird, führt Schritt
S28 zum Schritt S30 weiter, in welchem eine Sequenzsteuerung
ausgeführt wird. Im Schritt S30 werden jeweils die Ausgangs
werte UCTRL1 und RTDTRQ1 der Optimalwertsteuerung und die
Ausgangswerte UCTRL2 und RTDTRQ2 der Feedbacksteuerung auf 0
gesetzt. Dadurch werden die Optimalwertsteuerung und die
Feedbacksteuerung der Turbinendrehzahl und des Ausgangsdreh
moments nicht ausgeführt. Als nächstes, im Schritt S32, wird
das aktuelle Ausgangsdrehmoment TRQOUT auf TRQOUTSH gehal
ten, und im Schritt S34 der Anfangsdruck UCTRL0 des Öldrucks
eingestellt, um die Betriebssequenzsteuerung auszuführen.
Der Anfangsöldruck UCTRL0 wird gemäß dem in einem Blockdia
gramm der Variablendifferentiation von Fig. 12 gezeigten
Vorgang berechnet. In der Figur wird zuerst das Motordrehmo
ment TRQENG basierend auf dem ermittelten Ausgangsdrehmo
mentwert TRQOUT geschätzt (TRQENG = K5 × TRQOUT) und an
schließend das Referenzausgangsdrehmoment TRQOUTB berechnet
(TRQOUTB = K8 × TRQENG). Anschließend wird die Zieldrehbe
schleunigung DNTBNR gemäß der vorher erwähnten Gleichung un
ter Verwendung des Referenzausgangsdrehmoments TRQOUTB be
rechnet.
Basierend auf dem Referenzausgangsdrehmoment TRQOUTB und der
Zieldrehbeschleunigung DNTBNR wird die Ausgangsdrehmoment
höhe TRQOUTH gemäß der folgenden Gleichung (25) berechnet.
TRQOUTH = TRQOUTB + K6 × DNTBNR (25)
wobei K6 ein Drehmomentverhältnis ist.
Aus der Ausgangsdrehmomenthöhe TRQOUTH wird das Drehmoment
der Kupplung berechnet und das Kupplungsdrehmoment wird in
Öldruck gewandelt, wodurch ein Anfangsöldruck-Befehlswert
UCTRL0 berechnet wird. Der Anfangsöldruckbefehlswert UCTRL0
wird durch die folgende Gleichung (26) ausgedrückt.
UCTRL0 = (K10 × K1 × TRQOUTH + K11)
× SAFE + LERN-UCTRL (26)
Anschließend führt der Schritt S34 zum Schritt S36 weiter,
in welchem der Betriebsöldruck UCTRL und die Drehmomentver
ringerungsausgabe RTDTRQ ausgegeben werden. Der Betriebsöl
druck UCTRL und die Drehmomentverringerungsausgabe RTDTRQ
werden durch die folgenden Gleichungen (27) und (28) berech
net.
UCTRL = UCTRL0 + UCTRL1 + UCTRL2
+ LERN-UCTRL (27)
RTDTRQ = RTDTRQ1 + RTDTRQ2 (28)
+ LERN-UCTRL (27)
RTDTRQ = RTDTRQ1 + RTDTRQ2 (28)
Somit wird der Betriebsöldruck UCTRL von der Drehzahlände
rungs-Steuerungseinheit 6 an den Öldruck-Elektromagneten 8
ausgegeben. Der Öldruck in der Öldruckregelungseinheit 7
wird gesteuert und die Betriebspositionen mehrerer Reibungs
eingriffselemente werden geschaltet, so daß eine mechanische
Drehzahländerung ausgeführt wird. Zusätzlich wird bei der
Ausführung der Drehzahländerungsregelung der Drehmomentver
ringerungsausgang RTDTRQ als ein Drehmomentverringerungs
befehl von der Drehzahländerungs-Steuerungseinheit 6 zur
Motorsteuerungseinheit 12 ausgegeben, und die Zündzeitpunkt
verstellung des Motors 1 wird durch die Motorsteuerungsein
heit 12 gesteuert, so daß das Motordrehmoment verringert
wird. In dieser Schleife wird eine Sequenz- bzw. Folgesteue
rung ausgeführt und, da die Ausgabewerte UCTRL1 und RTDTRQ1
der Optimalwertsteuerung und die Ausgabewerte UCTRL2 und
RTDTRQ2 der Feedbacksteuerung alle auf 0 gestellt wurden,
werden die Optimalwertsteuerung und die Feedbacksteuerung
nicht ausgeführt.
Im Schritt S38 wird ein nachfolgender Drehzahländerungs-
Lernkorrekturwert LERN-UCTRL gemäß der folgenden Gleichung
(29) eingestellt.
LERN-UCTRL = LERN-UCTRL + Δ (29)
Der nächste Drehzahländerungs-Lernkorrekturwert LERN-UCTRL
wird gemäß dem in einem Blockdiagramm der Variablendifferen
tiation von Fig. 13 gezeigten Vorgang berechnet. In der Figur
wird die Abweichung zwischen dem Ausgangsdrehmoment TRQOUTH
und dem Maximalausgangsdrehmoment TRQOUTMAX während der
Trägheitsphase (d. h. vor dem letzten Lerndrehmoment LERN-TRQ)
berechnet und die berechnete Abweichung und das letzte
Lerndrehmoment LERN-TRQ werden addiert, wodurch das aktuelle
Lerndrehmoment LERN-TRQ berechnet wird. Das berechnete ak
tuelle Lerndrehmoment LERN-TRQ wird zum aktuellen Drehzahl
änderungs-Lerndrehmoment LERN-UCTRL als Δ (Abweichung) ad
diert, wodurch der nächste Drehzahländerungs-Lernkorrektur
wert LERN-UCTRL erhalten wird.
In diesem Fall wandelt der nächste Drehzahländerungs-Lern
korrekturwert LERN-UCTRL die Anfangsabweichung LERN-TRQ des
ermittelten Drehmoments als Überfluß oder Fehlen von Be
triebsöldruck und verwendet die Anfangsabweichung LERN-TRQ
als einen Lernwert für die nächste Drehzahländerung. Die
Anfangsdrehmomentabweichung LERN-TRQ wird durch die folgende
Gleichung (30) berechnet.
LERN-TRQ = TRQOUTH - TRQOUTMAX (30)
Aus der berechneten Anfangsdrehmomentabweichung LERN-TRQ
wird der nächste Drehzahländerungs-Lernkorrekturwert LERN-UCTRL
wie folgt berechnet:
LERN-UCTRL = K10 × K1 × LERN-TRQ (31)
wobei K10 und K1 Drehmomentverhältnisse sind.
Wenn der Schritt S38 beendet ist, ist die aktuelle Routine
bzw. Programmteil beendet und der nächste Programmteil wird
wiederholt.
In dem vorher beschriebenen Fall, in dem nach dem Zeitpunkt
B die Trägheitsphase ermittelt wird, aber der Maximaldrehmo
mentwert nicht ermittelt wird, werden die Schritte S10 bis
S26, die Schritte S28 bis S34, Schritt S36 und eine Schleife
des Schritts S38 zum Return-Schritt wiederholt. Durch diesen
Vorgang wird der Anfangsbetriebsdruck UCTRL0 des Öldrucks an
den Öldruck-Elektromagnet 8 ausgegeben und die Zufuhr von
Öldruck zu den Reibungseingriffselementen im Antriebsstrang
4 wird durch die Öldruckregelungseinheit 7 geregelt, wodurch
die Eingriffskraft zwischen den Reibungselementen gesteuert
wird. Die vorher erwähnte Ausgangsdrehmomenthöhe TRQOUTH
wird bis zum Zeitpunkt D (TRQOUTH < - TRQOUT) aufrechterhal
ten und die Berechnung der Verarbeitungsschleife (1) wird
fortgeführt.
Wenn die Trägheitsphase (zum Beispiel das Drehmomentphasen
ende) und auch der Maximaldrehmomentwert ermittelt werden,
folgt nach Schritt S28 der Schritt S40. Im Schritt S40 wird
entschieden, ob die Trägheitsphase beendet worden ist oder
nicht. Wenn die Trägheitsphase nicht beendet wurde, folgt
nach Schritt S40 Schritt S42. Im Schritt S42 werden die Op
timalwertsteuerung und die Feedbacksteuerung gestartet.
Da in dieser Schleife ebenfalls der Maximaldrehmomentwert
ermittelt wurde, werden die Zieldrehzahl NTBNR und das Ziel
drehmoment (Ausgangsdrehmoment-Steigerungsgröße TRQOUTR und
Drehmomentgröße TRQOUT2ND der nächsten Stufe) im Schritt S20
berechnet.
Die Zieldrehzahl NTBNR wird mit der folgenden Gleichung (32)
berechnet.
NTBNR = GEAR × NOUT - NTBNRO (32)
Die Ausgangsdrehmomentsteigerungsgröße TRQOUTR wird mit der
folgenden Gleichung (33) berechnet.
TRQOUTR = (TRQOUT2ND - TRQOUTH) × SAFE (33)
wobei SAFE ein Korrekturverstärkungsfaktor ist.
Die Drehmomentgröße TRQOUT2ND der nächsten Stufe wird mit
der folgenden Gleichung (34) berechnet.
TRQOUT2ND = K6 × K7 × TRQENG0 (34)
Das Motordrehmoment TRQENG0 aus Gleichung (34) wird durch
die folgende Gleichung (35) berechnet.
Das Motordrehmoment TRQENG0 aus Gleichung (34) wird durch
die folgende Gleichung (35) berechnet.
TRQENG0 = (1 - K7) × TRQOUTSH + (1/K8) × TRQOUT
- K20 × DNTBNR × K21 × RTDTRQ (35)
Der Grund, warum die vorher erwähnte Berechnung ausgeführt wird, liegt darin, daß das sich während einer Drehzahlände rung erhöhende Ausgangsdrehmoment im Voraus bestimmt wird, und anschließend das im Voraus bestimmte Drehmoment als ein Zielwert verwendet wird. Andererseits kann das Ausgangsdreh moment TRQOUT2ND zum Zeitpunkt des Endes einer Drehzahlände rung nicht bestimmt werden, da das Drehmoment während einer Drehzahländerung schwankt. Aus diesem Grund wird das Motor drehmoment infolge von dem ermittelten Ausgangsdrehmoment, einem Drehmomentverringerungsbefehlswert und der Zieldrehbe schleunigung geschätzt.
Der Grund, warum die vorher erwähnte Berechnung ausgeführt wird, liegt darin, daß das sich während einer Drehzahlände rung erhöhende Ausgangsdrehmoment im Voraus bestimmt wird, und anschließend das im Voraus bestimmte Drehmoment als ein Zielwert verwendet wird. Andererseits kann das Ausgangsdreh moment TRQOUT2ND zum Zeitpunkt des Endes einer Drehzahlände rung nicht bestimmt werden, da das Drehmoment während einer Drehzahländerung schwankt. Aus diesem Grund wird das Motor drehmoment infolge von dem ermittelten Ausgangsdrehmoment, einem Drehmomentverringerungsbefehlswert und der Zieldrehbe schleunigung geschätzt.
Im Verarbeitungsablauf werden, um die Optimalwertsteuerung
und die Feedbacksteuerung im Schritt S42 zu beginnen, die
Ausgangswerte UCTRL1 und RTDRQ1 der Optimalwertsteuerung und
die Ausgangswerte UCTRL2 und RTDRQ2 der Feedbacksteuerung
ausgegeben. Da die Ausgangswerte UCTRL1 und RTDRQ1 der Opti
malwertsteuerung im vorher erwähnten Schritt S22 berechnet
worden sind, werden die festgelegten Ausgangswerte ausge
geben. Die Ausgangswerte UCTRL2 und RTDRQ2 der Feedback
steuerung werden mit der folgenden Gleichung (36) basierend
auf der Drehabweichung ΔNTBN und der Ausgangsdrehmo
mentabweichung ΔTRQOUT berechnet.
Im Schritt S36 werden der Betriebsöldruck UCTRL und die
Drehmomentverringerungsausgabe RTDTRQ ausgegeben. In diesem
Fall werden der Betriebsöldruck UCTRL und die Drehmomentver
ringerungsausgabe RTDTRQ mit den vorher erwähnten Gleichun
gen (25) und (26) berechnet. In dieser Routine werden, da
die Ausgangswerte UCTRL1 und RTDRQ1 der Optimalwertsteuerung
und die Ausgangswerte UCTRL2 und RTDRQ2 der Feedbacksteue
rung alle auf berechnete Werte eingestellt wurden, die Opti
malwertsteuerung und die Feedbacksteuerung ausgeführt. Somit
wird der Betriebsöldruck UCTRL von der Drehzahländerungs-
Steuerungseinheit 6 an den Öldruck-Elektromagneten 8 ausge
geben. Der Öldruck in der Öldruckregelungseinheit 7 wird
geregelt und die Betriebspositionen mehrerer Reibungsein
griffselemente werden geschaltet, so daß eine mechanische
Drehzahländerung ausgeführt wird.
Zusätzlich wird die Drehmomentverringerungsausgabe RTDTRQ
als ein Drehmomentverringerungsbefehl von der Drehzahlände
rungs-Steuerungseinheit 6 zur Motorsteuerungseinheit 12 wäh
rend der Durchführung der Drehzahländerungsregelung ausge
geben, und die Zündzeitpunktverstellung des Motors 1 wird
durch die Motorsteuerungseinheit 12 gesteuert, so daß das
Motordrehmoment verringert wird.
Als nächstes wird im Schritt S38 der nächste Drehzahlände
rungs-Lernkorrekturwert LERN-UCTRL gemäß Gleichungen (27)
eingestellt und der Schritt S38 kehrt zum Schritt S40 zu
rück. Deshalb wird in dem Fall, in dem die Optimalwertsteue
rung und die Feedbacksteuerung ausgeführt werden, eine Lern
korrektur durch die vorher erwähnte Steuerung ausgeführt.
Im Schritt S40 wird für den Fall, in dem die Trägheitsphase
beendet ist, im Schritt S44 unterschieden, ob ein TIMER3
größer als eine Drehzahländerungs-Endperiode ENDCTRL ist
oder nicht. Wenn der TIMER3 kleiner als die Drehzahlände
rungs-Endperiode ENDCTRL ist, folgt nach dem Schritt S44 der
Schritt S46. Im Schritt S46 werden die vorher erwähnte Opti
malwertsteuerung und die Feedbacksteuerung beendet und jeder
der jeweiligen Ausgangswerte UCTRL1, RTDRQ1, UCTRL2 und
RTDRQ2 werden auf 0 gesetzt. Als nächstes wird im Schritt
S48 eine Sequenzsteuerung für den Betriebsöldruck ausgeführt
und Schritt S36 sowie nachfolgende Schritte werden ausge
führt. Zu dieser Zeit ist der Zeitpunkt E der Endpunkt der
Optimalwertsteuerung und der Feedbacksteuerung und ebenfalls
der Endpunkt des Drehmomentverringerungsvorgangs. Zu dieser
Zeit wird ein Vorgang zur Verringerung des Öldrucks ausge
führt, um ein Ansteigen des Ausgangsdrehmoments, welches
durch das Ende des Drehmomentverringerungsvorgangs verur
sacht ist, zu verhindern. Die Öldruckverringerungsgröße UAO2
wird mit der folgenden Gleichung (37) berechnet.
UAO2 = K12 × RTDTRQ (37)
Anschließend wird der Öldruck mit einer bestimmten Steigung
erhöht, um ein Hoch- bzw. Überdrehen des Motors zu verhin
dern.
Im nächsten Programmteil und den anschließenden Programm
teilen folgt, wenn der TIMER3 größer als die Drehzahlände
rungs-Endperiode ENDCTRL wird, dem Schritt S44 der Schritt
S50. Im Schritt S50 wird die Drehzahländerungsregelung
beendet. Der Betriebsöldruck in der Sequenzsteuerung wird
auf einen Maximalwert UCTRLNAX eingestellt und der Schritt
S36 und die nachfolgenden Schritte werden ausgeführt.
Wie im vorhergehenden beschrieben wurde, wurden mit der vor
liegenden Erfindung zwei Steuerungsgrößen eingestellt: der
Eingriffsübergangsöldruck und das Motorausgangsdrehmoment.
Mit dem Eingriffsübergangsöldruck wird die Turbinendrehzahl
NTBN gesteuert und mit dem Motorausgangsdrehmoment wird das
Ausgangswellendrehmoment TRQOUT des automatischen Getriebes
2 gesteuert. Zusätzlich werden mit der vorliegenden Erfin
dung Größen, die sich durch eine Drehzahländerung ändern
(zum Beispiel der Zielwert der Turbinendrehzahl des automa
tischen Getriebes: NTBNR) und ein Parameter, dessen Wert
sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert (zum
Beispiel der Zielwert des Ausgangswellendrehmoments des au
tomatischen Getriebes: TRQOUTR), als Zielwerte eingestellt
und die Ausgangswerte der Optimalwert- und Feedbacksteue
rungen und die eines präskriptiven Modells werden berechnet.
In der Optimalwertsteuerung werden die Turbinendrehzahl NTBN
und das Getriebeausgangswellendrehmoment TRQOUT entsprechend
den jeweiligen Zielwerten gesteuert. Für die Ausgangswerte
des präskriptiven Modells wird, um eine Drehzahländerung in
einer vorbestimmten Zeit zu beenden, das präskriptive Modell
NTBNM der Turbinendrehzahl entsprechend dem Zielwert NTBNR
der Turbinendrehzahl eingestellt, so daß die Steigung der
Turbinendrehzahl NTBN konstant gehalten wird. Um das Dreh
moment der Getriebeausgangswelle während einer Drehzahlände
rung sanft bzw. glatt auf eine Drehzahländerungsstufe zu
überführen (zum Beispiel erstes Drehzahl-Drehmoment auf
zweites Drehzahl-Drehmoment) wird ebenfalls das präskriptive
Modell TRQOUTM des Drehmoments der Getriebeausgangswelle
eingestellt und entsprechend dem Zieldrehmoment der Ge
triebeausgangswelle TRQOUTR ausgegeben.
Des weiteren werden die Turbinendrehzahl NTBN und das Dreh
moment der Getriebeausgangswelle TRQOUT ermittelt und die
Abweichung zwischen dem ermittelten NTBN und dem präskrip
tiven Modell NTBNM und die Abweichung zwischen dem ermit
telten TRQOUT und dem präskriptiven Modell TRQOUTM werden
berechnet, wodurch eine Feedbacksteuerung durchgeführt wird.
Durch die Durchführung der Drehzahländerung des automati
schen Getriebes 2 in der vorher erläuterten Weise, wurde die
Optimalwertsteuerung derart ausgelegt, daß sich die beiden
Steuerungsgrößen bezüglich der Turbinendrehzahl und dem
Drehmoment der Getriebeausgangswelle nicht gegenseitig be
einflussen bzw. stören. Außerdem wurden für das präskriptive
Modell die Optimalwerte der beiden Steuerungsgrößen be
züglich der Turbinendrehzahl und dem Drehmoment der Getrie
beausgangswelle aus Sicht der beiden Standpunkte einer Ver
ringerung des Drehzahländerungsrucks und einer Verbesserung
der Haltbarkeit der Reibungseingriffselemente eingestellt.
Deshalb sind die Zielwerte der Größe, die durch eine Dreh
zahländerung geändert wird (z. B. Turbinendrehzahl während
einer Drehzahländerung: NTBNR) und ein Parameter, dessen
Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert
(z. B. Drehmoment der Getriebeausgangswelle: TRQOUTR) optimal
eingestellt und die gegenseitige Beeinflussung zwischen den
Steuerungsgrößen kann ebenfalls verhindert werden und folg
lich kann die Kompatibilität einer Verringerung des Dreh
zahländerungsrucks und einer Verbesserung der Haltbarkeit
der Reibungseingriffselemente verläßlich erhalten werden.
Selbst wenn zum Beispiel das Drehmoment der Getriebeaus
gangswelle größer als dessen Zielwert ist und auch die Tur
binendrehzahl geringer als ihr Zielwert ist, werden die
Zielwerte optimal eingestellt und die Turbinendrehzahl NTBN
wird durch den Eingriffsübergangsöldruck erhöht und das
Drehmoment der Getriebeausgangswelle TRQOUT wird durch das
Motorausgangsdrehmoment verringert, so daß Optimalzielwerte
erhalten werden. Zu diesem Zeitpunkt beeinflussen sich die
Steuerungsgrößen nicht gegenseitig. Deshalb kann durch die
vorliegende Erfindung die Situation verhindert werden, in
der das Drehmoment der Getriebeausgangswelle zu sehr ver
ringert wird und die Turbinendrehzahl nicht auf einen Ziel
wert erhöht werden kann, wie dies im Stand der Technik der
Fall ist. Somit kann die Steuerung des Falls mit zwei Ziel
werten in befriedigender Weise durchgeführt werden und eine
Verringerung des Drehzahländerungsrucks und eine Erhöhung
der Haltbarkeit von Reibungseingriffselementen sind
miteinander vereinbar.
Obwohl im oben erläuterten Ausführungsbeispiel die Motor
drehzahl von einer ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl
erhöht wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
Drehzahländerung beschränkt. Auch bei anderen Drehzahl
änderungen kann eine ähnliche Steuerung ausgeführt werden,
um eine gegenseitige Beeinflussung zwischen Steuerungsgrößen
zu verhindern. Selbst wenn die Motordrehzahl von einer
zweiten Drehzahl auf eine erste Drehzahl verringert wird,
können durch die Ausführung einer ähnlichen Steuerung
ähnliche Vorteile erhalten werden.
Zusammenfassend wurde insoweit eine Steuerungs- bzw. Rege
lungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe beschrieben.
Die Steuerungsvorrichtung weist einen Öldrucksteuerungsteil
zur Steuerung des Eingriffsübergangsöldrucks auf, der Rei
bungseingriffselementen zugeführt wird, so daß eine Größe,
die sich durch eine Drehzahländerung ändert, entlang einer
Ortskurve eines vorbestimmten Zielwerts geändert wird. Wei
ter weist die Steuerungsvorrichtung einen Motordrehmoment
steuerungsteil zur Steuerung einer Änderungsgröße des Motor
ausgangsdrehmoments während einer Drehzahländerung auf, so
daß ein Parameter, dessen Wert sich parallel zu einem Dreh
zahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscharak
teristik aufweist. Der Eingriffsübergangsöldruck wird ba
sierend auf der Änderungsgröße des Motordrehmoments bei der
Steuerung des Eingriffsübergangsöldrucks korrigiert und die
Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments wird basierend
auf dem Eingriffsübergangsöldruck bei der Steuerung der Änderungsgröße
des Motorausgangsdrehmoments korrigiert.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbei
spiel beschränkt sondern im Rahmen der Erfindung sind viel
fältige Abwandlungsmöglichkeiten möglich.
Claims (8)
1. Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe (2)
mit:
einer Öldrucksteuerung zur Steuerung eines Eingriffs übergangsöldrucks, welcher Reibungseingriffselementen zugeführt wird, so daß eine sich durch eine Drehzahlän derung ändernde Größe entlang einer Ortskurve eines vorbestimmten Zielwerts geändert wird;
einer Motordrehmomentsteuerung zur Steuerung einer Ände rungsgröße des Motorausgangsdrehmoments während einer Drehzahländerung, so daß ein Parameter, dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscharakteristik aufweist;
einer Öldruckkorrekturvorrichtung zur Korrektur des Ein griffsübergangsöldrucks basierend auf der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments bei der Steuerung des Ein griffsübergangsöldrucks; und
einer Motordrehmomentkorrekturvorrichtung zur Korrektur der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments basie rend auf dem Eingriffsübergangsöldruck bei der Steuerung der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments.
einer Öldrucksteuerung zur Steuerung eines Eingriffs übergangsöldrucks, welcher Reibungseingriffselementen zugeführt wird, so daß eine sich durch eine Drehzahlän derung ändernde Größe entlang einer Ortskurve eines vorbestimmten Zielwerts geändert wird;
einer Motordrehmomentsteuerung zur Steuerung einer Ände rungsgröße des Motorausgangsdrehmoments während einer Drehzahländerung, so daß ein Parameter, dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscharakteristik aufweist;
einer Öldruckkorrekturvorrichtung zur Korrektur des Ein griffsübergangsöldrucks basierend auf der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments bei der Steuerung des Ein griffsübergangsöldrucks; und
einer Motordrehmomentkorrekturvorrichtung zur Korrektur der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments basie rend auf dem Eingriffsübergangsöldruck bei der Steuerung der Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die sich durch eine Drehzahländerung ändernde Größe die
Turbinendrehzahl eines Drehmomentwandlers im automati
schen Getriebe ist und wobei die Öldrucksteuerung einen
Zielwert einstellt, so daß sich die Turbinendrehzahl
während einer Drehzahländerung mit einem vorbestimmten
Rotationsänderungsverhältnis ändert, um eine Drehzahlän
derung in einer vorbestimmten Zeit abzuschließen, und
den den Reibungseingriffselementen zugeführten Ein
griffsübergangsöldruck steuert, so daß sich die Turbi
nendrehzahl entlang des Zielwerts ändert.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Parameter, dessen Wert sich par
allel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert, ein
Drehmoment einer Ausgangswelle des automatischen Getrie
bes ist, und wobei die Motordrehmomentsteuerung einen
Zielwert einstellt, so daß das Getriebeausgangswellen
drehmoment von einer aktuellen Drehzahländerungsstufe zu
einer nächsten Drehzahländerungsstufe weich geschaltet
wird, und die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmo
ments gesteuert wird, um entlang des Zielwerts geändert
zu werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerung des Eingriffsüber
gangsöldrucks und die Steuerung der Änderungsgröße des
Motorausgangsdrehmoments mindestens eine Optimalwert
steuerung oder eine Feedbacksteuerung aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Änderungsgröße des Motoraus
gangsdrehmoments mindestens eine Änderungsgröße aus
einer Änderungsgröße des Motorzündzeitpunkts, einer Än
derungsgröße der Kraftstoffeinspritzung, einer Ände
rungsgröße der Ventilsteuerzeit und einer Änderungsgröße
der Motoransaugluft ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Eingriffsübergangsöldruck zur Verhinderung eines Anstieges des Ausgangsdrehmoments, welches durch ein Ende eines Drehmomentverringerungsvorgangs verursacht ist, verringert wird,
wenn eine Periode beendet ist, die den Eingriffsüber gangsöldruck steuert, der den Reibungseingriffselementen zugeführt wird, so daß eine Größe, welche sich durch eine Drehzahländerung ändert, entlang einer Ortskurve eines vorbestimmten Zielwerts geändert wird, und
wenn eine Periode beendet ist, die die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments während einer Drehzahlände rung steuert, so daß ein Parameter, dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscharakteristik aufweist, und
anschließend der Eingriffsübergangsöldruck mit einer be stimmten Steigung erhöht wird.
der Eingriffsübergangsöldruck zur Verhinderung eines Anstieges des Ausgangsdrehmoments, welches durch ein Ende eines Drehmomentverringerungsvorgangs verursacht ist, verringert wird,
wenn eine Periode beendet ist, die den Eingriffsüber gangsöldruck steuert, der den Reibungseingriffselementen zugeführt wird, so daß eine Größe, welche sich durch eine Drehzahländerung ändert, entlang einer Ortskurve eines vorbestimmten Zielwerts geändert wird, und
wenn eine Periode beendet ist, die die Änderungsgröße des Motorausgangsdrehmoments während einer Drehzahlände rung steuert, so daß ein Parameter, dessen Wert sich parallel zu einem Drehzahländerungsvorgang ändert, eine optimale Änderungscharakteristik aufweist, und
anschließend der Eingriffsübergangsöldruck mit einer be stimmten Steigung erhöht wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Abweichung zwischen dem letzten
Steuerungswert und dem aktuellen Steuerungswert regi
striert wird und die registrierte Abweichung als ein
Lernwert für die nächste Drehzahländerung verwendet
wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ausgangsdrehmoment des automa
tischen Getriebes, welches während einer Drehzahlände
rung ansteigt, im Voraus bestimmt wird und das im Voraus
bestimmte Ausgangsdrehmoment als ein Zielwert für das
Ausgangsdrehmoment eingesetzt wird.
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