DE19818031B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schaltstufenwechsels eines automatischen Getriebes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schaltstufenwechsels eines automatischen Getriebes Download PDF

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Abstract

Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe (2), mit
einer ersten Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung, mit welcher ein Schaltstufenwechsel basierend auf einem Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) ausführbar ist, und
einer zweiten Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung, mit welcher eine Herunterschalt-Steuerung ausführbar ist basierend auf einem Fahrzeugfahrwiderstand (RESIALL) und einer Vortriebskraft (F2), wenn keine Schaltstufenwechselanforderung durch die erste Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung vorliegt,
wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung die Herunterschalt-Steuerung ausführt, wenn der Fahrzeugfahnnriderstand (RESIALL) um einen ersten Schwellwert (S) oder mehr größer ist als die Vortriebskraft (F2) und außerdem der Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) gleich oder größer als ein zweiter Schwellwert (TVOSL) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Schaltstufenwechsels eines automatischen Getriebes in einem Automobil und insbesondere auf eine Technik, bei der auf der Basis eines Fahrzeug-Laufwiderstandes und einer Antriebskraft das automatische Getriebe herunterschaltet.
  • Die DE 195 33 305 A1 beschreibt ein elektronisch gesteuertes Automatikgetriebe. In Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern entsprechend abgespeicherter Kennfelder wird automatisch ein Gangwechsel gesteuert. Durch ein vom Fahrer willkürlich zu betätigendes Schaltelement wird ein vorgezogener Gangwechsel entsprechend der momentanen Gangwechseltendenz vorgenommen.
  • Die DE 44 40 706 C2 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe, bei welcher das Schaltverhalten an Berg- und Serpentinenfahrten angepasst ist. Durch das Bilden eines Berg-Faktors und zeit- und wegabhängiges Tiefpassfiltern werden die Hoch- und Rückschaltkennlinien in Anpassung an die jeweilige Fahrsituation verschoben. Zudem ist es möglich, eine Rückschaltung trotz Rückschalterfordernis nicht sofort auszulösen, und zwar in Abhängigkeit von Fahrpedalstellgeschwindigkeit und -auslenkung.
  • In konventioneller Weise wird zum raschen Herunterschalten bei Auftreten einer Steigerung des Fahrwiderstandes wie bei einer Steigung gemäß JP (nicht geprüfte Patentveröffentlichung) No. 7-239021 eine Vorrichtung zum Steuern des Schaltstufenwechsels für ein automatisches Getriebe vorgeschlagen, die so ausgebildet ist, dass sie einen Vergleich anstellt zwischen dem Fahrwiderstand und einer Antriebskraft und dann zwangsweise einen Herunterschaltvorgang durchführt, wenn die Antriebskraft kleiner ist als der Fahrwiderstand.
  • Bei dieser vorbeschriebenen Auslegung zum Durchführen eines erzwungenen Herunterschaltvorgangs auf der Basis eines Vergleiches zwischen dem Fahrwiderstand und der Antriebskraft wird gezwungenermaßen heruntergeschaltet, falls beispielsweise eine Bergaufsteigung sich von + 4 % auf + 8 % ändert, wobei diese Zunahme der Bergaufsteigung einen Auslöser ergibt.
  • Die nicht ausreichende Antriebskraft wird bei dem vorerwähnten, erzwungenen Herunterschalten rasch kompensiert. Jedoch wird das erzwungene Herunterschalten unabhängig von einer Fahroperation des Fahrers durchgeführt. Daraus ergibt sich ein Problem, weil der Fahrer das vorerwähnte Herunterschalten wie einen raschen Geschwindigkeitswechselempfindet.
  • Die vorliegende Erfindung trägt dem vorerwähnten Problem des Standes der Technik Rechnung. Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer solchen Änderung des Fahrwiderstandes eine genügende Antriebskraft herzustellen und herunterzuschalten, um die Antriebskraft sicherzustellen, derart, daß den Absichten des Fahrers Rechnung getragen wird.
    •
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einem Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 6.
  • Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Gangstufenwechsels eines automatischen Getriebes vorgeschlagen, wobei die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten festgestellt wird und eine Voraussetzung für einen Herunterschaltvorgang durchgeführt wird auf der Basis eines Fahrzeug-Fahrwiderstandes und einer Antriebskraft, jedoch nur dann, wenn der Fahrer die Absicht hat, einen Herunterschalt-Vorgang auszuführen.
  • Mit dieser Ausbildung wird nicht heruntergeschaltet, sofern der Fahrer keine Absicht hat, einen Herunterschaltvorgang auszuführen, und zwar auch in dem Fall, in dem die Anforderung an das Herunterschalten bereits auf der Basis des Fahrzeug-Fahrwiderstandes der Antriebskraft ausgegeben wäre. Nur wenn der Fahrer die Absicht hat, herunterzuschalten, wird auch tatsächlich heruntergeschaltet. Es ist deshalb möglich, dem Fahrer das Gefühl eines raschen Geschwindigkeitswechsels durch einen Herunterschalt-Vorgang auf der Basis des Fahrwiderstandes und der Antriebskraft zu ersparen.
  • In diesem erwähnten Fall wird die Anforderung an einen Herunterschalt-Vorgang ausgegeben, sobald ein summierter Wert der maximalen Antriebskraft bei einem gerade auftretenden Gangwechselschritt mit einem Schwellwert kleiner ist als der Fahrwiderstand.
  • Mit der vorerwähnten Ausbildung wird keine Anforderung an einen Herunterschaltvorgang ausgegeben, sobald eine Antriebskraft zum Sicherstellen einer Traktionsspanne gegeben ist in Bezug auf den Fahrwiderstand. Andererseits wird die Anforderung an einen Herunterschaltvorgang ausgegeben, sobald diese Traktionsspanne nicht mehr sichergestellt ist.
  • Weiterhin kann eine Beurteilung gemacht werden, die darin resultiert, dass der Fahrer die Absicht zum Herunterschalten hat, sobald die Motorbelastung oder der Motorlastzustand gleich oder höher ist als ein Schwellwert.
  • Bei der vorliegend erwähnten Ausbildung wird abgeschätzt, ob der Fahrer das Gefühl einer nicht ausreichenden Antriebskraft hat und eine Operation durchgeführt hat zum Erhöhen der Motorlast, und zwar falls die Motorlast gleich oder höher ist als der Schwellwert. Daraus wird dann beurteilt, daß es beim Fahrer die Absicht zum Herunterschalten gibt.
  • Der Schwellwert für die Motorlast kann geändert werden in Abstimmung auf die Fahrzeug-Betriebs-Konditionen.
  • Mit der vorerwähnten Ausbildung wird die Absicht zum Herunterschalten detektiert oder nicht-detektiert, abhängig von Fahrzeug-Betriebs-Konditionen, und zwar selbst bei derselben Motorlast. Es ist deshalb möglich, die Absicht zum Herunterschalten exakt zu beurteilen, unabhängig von einer Veränderung der Fahrzeug-Betriebs-Konditionen.
  • Die erwähnten Fahrzeug-Betriebs-Konditionen umfassen zumindest einen der Parameter: Fahrzeuggeschwindigkeit oder Schaltstufenwechselschritt.
  • Bei der vorerwähnten Ausbildung ändert sich das Niveau der Motorlast zum Detektieren der Absicht des Herunterschaltens in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem Schaltstufenwechselschritt. Bei einer allgemeinen Steuerung für automatische Gangstufenwechsel wird das Herunterschalten ausgeführt bei einem höheren Motorlaststatus und im Bereich der höheren Fahrzeuggeschwindigkeit. Deshalb wird ein Schwellwert der Motorlast zweckmäßigerweise im höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich auf einen größeren Wert eingestellt, um bei einem Motorlaststatus höher als im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten zu beurteilen.
  • Wenn weiterhin ein Gangstufenwechselschritt im niedrigen Geschwindigkeitsbereich situiert sein sollte, wird der Herunterschaltvorgang in einem höheren Motorlaststatus ausgeführt, deshalb ist der Schwellwert der Motorlast zweckmäßigerweise im niedrigen Geschwindigkeitsbereich auf einen höheren Wert gesetzt.
  • Der Schwellwert der Motorlast kann in Übereinstimmung mit Umgebungsbedingungen der Fahrt geändert werden.
  • Mit dieser Auslegung wird in Abhängigkeit von Fahrumgebungseinflüssen die Absicht zum Herunterschalten detektiert oder nicht-detektiert, und zwar sogar bei ein und derselben Motorlast. Es ist deshalb möglich, die Absicht zum Herunterschalten präzise zu beurteilen, unabhängig von einer Änderung der Fahrumgebungsbedingungen.
  • Die Fahrzeugfahr-Umgebungsbedingungen können umfassen eine Neigung oder Steigung einer Straßenoberfläche.
  • Mit dieser Auslegung ändert sich das Niveau der Motorlast zum Feststellen der Absicht des Herunterschaltens in Abhängigkeit von einer Neigung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt. Allgemein lässt sich sagen, dass bei einer steilen Bergaufneigung der Fahrer, der die Absicht hat, herunterzuschalten, kräftig auf das Gaspedal tritt. Aus diesem Grund wird der Schwellwert der Motorlast zweckmäßigerweise auf einen größeren Wert gesetzt, falls die Bergaufneigung steil sein sollte.
  • Die Motorlast kann detektiert werden auf der Basis einer Beschleunigeröffnung, die vom Fahrer betätigt wird.
  • Mit dieser Auslegung wird die Motorlast repräsentativ für eine Beschleunigeröffnung. Wenn die Beschleunigeröffnung gleich oder größer ist als der Schwellwert, wird die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten detektiert. Anstelle einer direkten Abtastung der Beschleuniger-Öffnung ist es möglich, das Öffnen oder Schließen einer Drosselklappenöffnung synchron mit der Betätigung des Gaspedals zu detektieren.
  • Um die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten zu detektieren, falls die tatsächliche Beschleunigeröffnung gleich oder größer als ein Schwellwert ist, der gesetzt wird in Übereinstimmung mit einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit, einem Steigungswiderstand der Straßenoberfläche und einem Schaltstufenwechselschritt, lässt sich die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten detektieren.
  • Mit dieser Auslegung wird die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten festgestellt in Abhängigkeit von dem Resultat der Überprüfung, ob die Beschleunigeröffnung, die im wesentlichen mit der Motorlast korrespondiert, gleich oder größer ist als der Schwellwert, der gesetzt worden ist in Übereinstimmung mit einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit, einem Neigungswiderstand der Straßenoberfläche und einem Schaltstufenwechselschritt.
  • Weitere Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus einer in den Zeichnungen gezeigten und nachstehend beschriebenen Ausführungsform. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm zum Darstellen einer System-Konfiguration einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ein Flußdiagramm zu einem vorhergehenden Teil einer Schaltstufenwechselsteuerroutine,
  • 3 ein Flußdiagramm für einen nachfolgenden Teil einer Schaltstufenwechselsteuerroutine,
  • 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung von Schaltmusterlinien,
  • 5 ein Diagramm zum Berechnen eines Turbinendrehmoments,
  • 6 ein Diagramm zum Berechnen eines Rollwiderstandes und eines Luftwiderstandes, und
  • 7 ein Diagramm zum Verdeutlichen eines Verfahrens zum Berechnen des Öffnungsgrades einer Drosselklappe wenn ein Herunterschaltvorgang ausgeführt ist.
  • Das Diagramm von 1 illustriert eine Systemkonfiguration eines Motors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:
    In 1 ist an einer Ausgangsseite eines Motors 1 ein automatisches Getriebe 2 vorgesehen. Das automatische Getriebe 2 weist einen Drehmomentwandler 3 an der Ausgangsseite des Motors 1, einen über den Drehmomentwandler 3 mit der Motorausgangsseite verbundenen Schaltstufenwechsler 4 eines Zahnradtyps, und einen hydraulischen Betätiger 5 auf, der unterschiedliche Schaltstufenänderungselemente in dem Schaltstufenwechsler 4 einrückt oder ausrückt.
  • Die Steuerung des Schaltdruckes des hydraulischen Betätigers für eine EIN/AUS-Steuerung wird durchgeführt mittels unterschiedlicher Magnetventile. Im vorliegenden Fall sind nur die Schaltmagnetventile 6A und 6B gezeigt.
  • Einer Steuereinheit 7 werden Signale von unterschiedlichen Sensoren zugeführt.
  • Bei diesen unterschiedlichen Sensoren gibt es einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 9, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Basis eines Rotationssignals detektiert, welches von einer Ausgangswelle 8 des automatischen Getriebes 2 abgegriffen wird.
  • Weiterhin ist ein Drosselklappensensor 11 eines Potientiometertypes vorgesehen zum Feststellen des Drosselklappen-Öffnungsgrades TVO eines Drosselklappenventils 10 im Lufteinlaßsystem des Motors 1. Der Öffnungsgrad TVO der Drosselklappe korrespondiert auch mit einer Beschleunigeröffnung und wird verwendet als ein Parameter, der die Motorlast repräsentiert.
  • Weiterhin ist an einer Kurbelwelle des Motors 1 oder an einer synchron mit der Kurbelwelle rotierenden Welle ein Kurbelwellendrehwinkelsensor 12 vorgesehen. Das Signal von dem Kurbelwellendrehwinkelsensor 12 ist ein Pulssignal für den jeweilgen Referenzkurbelwellendrehwinkel. Aus einer Periode dieses Pulssignales wird eine Motordrehzahl Ne (U/min) berechnet.
  • Die Steuereinheit 7 enthält einen integnerten Mikrocomputer und führt eine Schaltstufenwechselsteuerung auf der Basis von Signalen unterschiedlicher Sensoren durch.
  • Der Mikrocomputer setzt automatisch einen Schaltstufenwechselschritt von der Schaltstufe 1 zur Schaltstufe 4 in Übereinstimmung mit einer später erläuterten Schaltstufenwechselsteuerroutine, und steuert Kombinationen der EIN/AUS-Zustände der Schaltmagnetventile 6A und 6B derart, daß der Schaltstufenwechsler 4 des Zahnradtypes für einen Schaltstufenwechselschritt durch den hydraulischen Betätiger 5 gesteuert wird.
  • Es folgt nun eine Erklärung zu der Schaltstufenwechselsteuerungsroutine, die in den Flußdiagrammen der 2 und 3 gezeigt wird. Auch diese Routine wird durchgeführt für jede vorbestimmte Zeit.
  • In einem Schritt S1 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Basis des Signals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 9 detektiert. Im Schritt S2 wird auf der Basis des Signals vom Drosselklappensensor 11 der Öffnungsgrad TVO einer Drosselklappenventilöftnung detektiert, welcher eine bestimmte Motorlast indiziert.
  • Im Schritt S3 wird Bezug genommen auf das Schalt Diagramm von 4, in der ein Schaltstufenwechselschritt vorhergehend bestimmt ist in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und dem Drosselklappenventilöftnungsgrad TVO, um den Schaltstufenwechselschritt in Abhängigkeit zur gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und dem Drosselklappenventilöffnungsgrad TV auszuwählen.
  • In der Schaltmusterkarte von 4 verdeutlicht eine durchgezogene Linie eine Hochschaltlinie, während eine unterbrochene Linie eine Herunterschaltlinie angibt.
  • Im Schritt S4 werden der ausgewählte Schaltstufenwechselschritt und der gegenwärtige Geschwindigkeitswechselschritt verglichen. Dann wird beurteilt, ob es eine Anforderung für einen Schaltstufenwechsel gibt, oder nicht (Anforderung zum Hochschalten oder zum Herunterschalten). Wenn sich als Resultat dieses Vergleichs keine Anforde rung für einen Schaltstufenwechsel ergibt, dann schreitet die Steuerprozedur weiter zum Schritt S5. Im Fall einer Anforderung eines Schaltstufenwechsels schreitet die Steuerprozedur hingegen zum Schritt S18 fort.
  • Beim Schritt S5 wird Bezug genommen auf das Diagramm von 5. Es wird dann auf der Basis des gegenwärtigen Drosselklappenventil-Öffnungsgrades TVO und einer Turbinendrehgeschwindigkeit Nt ein Turbinendrehmoment Tt berechnet. In diesem Fall wird die Turbinenrotationsgeschwindigkeit Nt berechnet auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und einem Übersetzungsverhältnis CGRATIO der gegenwärtigen Schaltstufe.
  • Im Schritt S6 wird, basierend auf dem berechneten Turbinendrehmoment Tt eine aktuelle Antriebskraft F1 berechnet mit der folgenden Gleichung: F1 = Tt × CGRATIO × k,wobei CGRATIO ein Übersetzungsverhältnis der gegenwärtigen Schaltstufe und k eine Konstante sind, die bestimmt ist durch den Reifenradius oder dgl.
  • Im Schritt S7 wird ein Beschleunigungswiderstand RESIa auf der Basis der folgenden Gleichung berechnet: RESIa = ΔVSP × W × K,wobei ΔVSP eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, W ein Fahrzeuggewicht und K eine Konstante sind.
  • Beim Schritt S8 wird auf das Diagramm in 6 Bezug genommen. Es werden dann aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ein Rollwiderstand und ein Luftwiderstand RESIrI berechnet.
  • Im Schritt S9 wird ein Laufwiderstand RESIALL berechnet mittels der folgenden Gleichung und durch Subtrahieren des Beschleunigungswiderstandes RESIa, des Rollwiderstandes und des Luftwiderstandes RESIrI von der gegenwärtigen Antriebskraft F1: RESIALL = F1 – RESIa – RESIrI.
  • Beim Schritt S10 wird unter Bezugnahme auf das vorerwähnte Schaltmusterdiagramm ein Drosselklappenventilöffnungsgrad TVO erhalten korrespondierend mit der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Herunterschaltkurve von der gegenwärtigen Schaltstufe zu einer Schaltstufe im niedrigen Geschwindigkeitsbereich, und wird dieser Drosselklappen-Ventilöffnungsgrad bestimmt als TVODWN-CGP (der Herunterschaltdrosselklappenventilöffnungsgrad bei der gegenwärtigen Schaltstufe).
  • Unter Bezugnahme auf 7 wird insbesondere ein Drosselklappenventilöffnungsgrad TVODWM-CGP erhalten, der mit der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSPo auf der Herunterschaltlinie von der Schaltstufe 4 zur Schaltstufe 3 konespondiert, sofern die gegenwärtige Schaltstufe die Schaltstufe 4 und die gegenwärtige Fahrzeugeschwindigkeit VSP = VSPo ist. In 7 ist der Drosselklappenventilöffnungsgrad TVOo der gegenwärtige Drosselventilöffnungsgrad.
  • Beim Schritt S11 wird unter Bezugnahme auf die Karte von 5 ein Turbinendrehmoment TtCGP berechnet auf der Basis von TVODWN-CGP bei der gegenwärtigen Schaltstufe und der aktuellen Turbinenrotationsgeschwindigkeit Nt. Dieses Turbinendrehmoment TtCGP ist das maximale Turbinendrehmoment bei der gegenwärtigen Schaltstufe.
  • Im Schritt S12 wird die maximale Antriebskraft F2 bei der gegenwärtigen Schaltstufe berechnet auf der Basis des berechneten Turbinendrehmoments TtCGP gemäß nachfolgender Gleichung: F2 = TtCHP × CGRATIO × k, wobei CGRATIO ein Übersetzungsverhältnis für die gegenwärtige Schaltstufe (Schaltstufe 4) und k eine Konstante sind, die bestimmt ist durch einen Reifenradius oder dgl.
  • Im Schritt S13 wird ein Schwellwert S der Antriebskraft berechnet auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP bei der gegenwärtigen Schaltstufe. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto kleiner wird zweckmäßigerweise der vorerwähnte Schwellwert S gesetzt. Weiterhin wird zweckmäßigerweise der Schwellwert kleiner gesetzt bei einer höheren Schaltstufe.
  • Beim Schritt S 14 wird ein Vergleich angestellt zwischen der Summe (F2 + S) der maximalen Antriebskraft F2 bei der gegenwärtigen Schaltstufe (Schaltstufe 4) und dem Schwellwert S, sowie auch dem Laufwiderstand RESIALL.
  • Sofern der Vergleich resultiert mit F2 + S ≥ RESIALL, endet die gegenwärtige Routine.
  • Im Gegensatz dazu wird jedoch, sofern der Vergleich resultiert mit F2 + S ≤ RESIALL, eine Beurteilung durchgeführt, daß das Herunterschalten notwendig ist aufgrund nicht mehr ausreichender Antriebskraft. Die Anforderung zum Herunterschalten wird dann ausgegeben. Danach schreitet die Steuerprozedur fort zum Schritt S15 (Vorrichtung zum Ausgeben der Anforderung zum Herunterschalten).
  • Beim Schritt S15 wird in Abstimmung auf die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, dem Steigungswiderstand (Laufwiderstand RESIALL) und der Schaltstufeieine vorhergehend Bezugnahme gemacht auf ein Diagramm, in der ein Schwellwert TVOSL zum Beurteilen der Absicht des Fahrers zum Herunterschalten gespeichert ist, und zwar basierend auf dem Öffnungsgrad des Drosselklappenventils TVO. Dann wird der Schwellwert TVOSL gesetzt, der korrespondiert mit der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, dem Steigungswiderstand (Laufwiderstand RESIALL) und der Schaltstufe. Das vorerwähnte Diagramm für den SchweIlwert TC TVOSL) kann auf eine Weise so vorbereitet sein, daß für jede Schaltstufe ein Diagramm vorliegt, das den Schwellwert TVOSL speichert korrespondierend mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, dem Steigungswiderstand (Laufwiderstand RESIALL).
  • In einem herkömmlichen Schaltmuster ist der Schwellwert TVOSL zweckmäßiger größer gesetzt im höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, weil das Herunterschalten bei einem höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich in einem höheren Motorlaststatus ausgeführt wird, so daß die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten beurteilt wird für einen Motorlaststatus, der größer ist als im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich. Weiterhin wird heruntergeschaltet bei einem höheren Motorlaststatus als wenn die Schaltstufe situiert ist im niedrigeren Geschwindigkeitsbereich, da der Schwellwert TVOSL zweckmäßigerweise auf einen größeren Wert gesetzt ist für den niedrigeren Geschwindigkeitsbereich oder Schaltstufen-Wechselschrittbereich.
  • Ist die Bergaufsteigung sehr steil, dann wird weiterhin allgemein der Fahrer mit der Absicht zum Herunterschalten stärker auf das Gaspedal treten. Deshalb wird bei steiler Bergaufsteigung der Schwellwert TVOSL zweckmäßigerweise auf einen größeren Wert gesetzt.
  • Beim Schritt S16 wird ein Vergleich angestellt zwischen dem Schwellwert TVOSL und dem gegenwärtigen Drosselklappenventilöffnungsgrad TVO. Wenn der aktuelle Öffnungsgrad der Drosselklappe TVO gleich oder größer ist als der Schwellwert TVOSL (in anderen Worten, falls die Motorlast gleich oder höher als der Schwellwert sein sollte), wird die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten detektiert (Detektiervorrichtung für die Absicht zum Herunterschalten), und die Steuerprozedur schreitet fort zum Schritt S17. Dann wird ein Anforderungssignal zum Herunterschalten ausgegegeben und wird gezwungen heruntergeschaltet (Steuervorrichtung zum Herunterschalten).
  • Wenn, wie vorstehend erläutert, die maximale Antriebskraft F2 bei der gegenwärtigen Schaltstufe plus dem Schwellwert S kleiner ist als der Laufwiderstand RESIALL und wenn die Absicht des Fahrers zum Herunterschalten detektiert ist auf der Basis der Drosselklappenöffnung TVO, dann wird zum Kompensieren einer nicht ausreichenden Antriebskraft heruntergeschaltet, bevor gemäß dem gewöhnlichen Schaltmuster heruntergeschaltet würde.
  • Selbst wenn die maximale Antriebskraft F2 bei der gegenwärtigen Schaltstufe und dem Schwellwert S geringer ist als der Fahrwiderstand RESIALL und in einem Fall, in dem keine Absicht des Fahrers zum Herunterschalten auf der Basis des Öffnungsgrades TVO der Drosselklappe detektiert wird, wird kein gewaltsames Herunterschalten ausgeführt. Es ist deshalb möglich, zu verhindern, daß der Fahrer einen plötzlichen Geschwindigkeitswechsel oder Schaltstufenwechsel wahrnimmt aufgrund einer solchen Situation, bei der erzwungen heruntergeschaltet wird, unabhängig davon, ob der Fahrer die Absicht hatte, herunterzuschalten, oder nicht.
  • Andererseits wird beim Schritt S18 eine Beurteilung durchgeführt, ob die Anforderung für einen Schaltstufenwechsel eine Anforderung zum Hochschalten oder eine Anforderung zum Herunterschalten ist.
  • Gibt es dann die Anforderung zum Herunterschalten, dann schreitet die Steuerprozedur fort zum Schritt S30. Ein Signal für ein Herunterschalterfordemis wird abgegeben, um das Herunterschalten auszuführen.
  • Ist hingegen das Erfordernis zu einem Gangstufenwechsel das Hochschalten (beispielsweise von der Schaltstufe 3 zur Schaltstufe 4), dann schreitet die Steuerprozedur fort zum Schritt S19, um zu beurteilen, ob das Hochschalten zweckmäßig ist oder nicht.
  • Beim Schritt S19 wird Bezug genommen auf das Diagramm in 5. Das Turbinendrehmoment Tt wird berechnet auf der Basis des gegenwärtigen Öffnungsgrades TVO der Drosselklappe und der Turbinendrehgeschwindigkeit Nt. Die Tubinendrehgeschwindigkeit Nt wird berechnet aus der Fahrzeuggeschwindigkeit (Drehzahl U/min der Ausgangswelle) VSP und dem Übersetzungsverhältnis CGRATIO bei der gegenwärtigen Schaltstufe.
  • Im Schritt S20 wird die gegenwärtige Antriebskraft F1 basierend auf dem berechneten Turbinendrehmoment Tt berechnt gemäß folgender Gleichung: F1 = Tt × CGRATIO × k, wobei, CGRATIO ein Übersetzungsverhältnis bei der gegenwärtigen Schaltstufe und k eine Konstante sind, welche bestimmt ist durch einen Reifenradius oder dgl.
  • Im Schritt S 21 wird der Beschleunigungswiderstand RESIa berechnet gemäß folgender Gleichung: RESIa = ΔFSP × W × K,wobei Δ VSP eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, W eine Fahrzeuggewicht und K eine Konstante sind.
  • Im Schritt S22 wird Bezug genommen auf das Diagramm von 6 und wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ein Rollwiderstand plus ein Luftwiderstand RESIrI berechnet.
  • Beim Schritt S23 wird gemäß folgender Gleichung und durch Subtrahieren des Beschleunigungswiderstandes RESIa sowie des Rollwiderstandes des Luftwiderstandes RESIrI von der gegenwärtigen Antriebskraft F1 ein Laufwiderstand RESIALL berechnet: RESIALL = F1 – RESIa – RESIrI.
  • Beim Schritt S 24 wird unter Bezugnahme auf die vorerwähnte Schaltmusterkarte ein Öffnungsgrad TVO für die Drosselklappe festgestellt korrespondierend mit der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Herunterschalt-Kurve von der gegenwärtigen Schaltstufe zu einer nächsten Schaltstufe. Dieser Öffnungsgrad der Drosselklappe wird bestimmt als TRODWN-NGP wie in 7 (Öffnungsgrad der Drosselklappe zum Herunterschalten bei der nächsten Schaltstufe).
  • Im Schritt S25 wird unter Bezugnahme auf das Diagramm von 5 ein Turbinendrehmoment TtNGP berechnet auf der Basis von VODWN-NGP bei der nächsten Schaltstufe und auch die Turbinendrehgeschwindigkeit Nt. Das Turbinendrehmoment TtNGP ist das maximale Turbinendrehmoment bei der nächsten Schaltstufe (Schaltstufe 4).
  • Im Schritt S26 wird basierend auf dem berechneten Turbinendrehmoment TtNGP eine Antriebskraft F3 (die maximale Antriebskraft nach dem Schaltstufenwechsel) bei der nächsten Schaltstufe berechnet mit folgender Gleichung: F3 = TtNGP × NGRATIO × k,wobei NGRATIO ein Übersetzungsverhältnis der nächsten Schaltstufe und k eine Konstante sind, welche bestimmt ist durch einen Reifenradius oder dgl.
  • Beim Schritt S27 wird ein Schwellwert S der Antriebskraft berechnet aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP oder dem nächsten Schaltstufenwechselschritt.
  • Beim Schritt S28 wird ein Vergleich angestellt zwischen der Summe (F3 + S) der maximalen Antriebskraft F3 bei der nächsten Schaltstufe und dem Schwellwert S sowie dem Laufwiderstand RESIALL.
  • Sofern das Resultat des Vergleiches ergibt: F3 + S > RESIALL, dann schreitet die Steuerprozedur fort zum Schritt S29 und wird dann ein Anforderungssignal zum Hochschalten ausgegeben, um das Hochschalten durchzuführen.
  • Ist hingegen das Vergleichsresultat F3 + S ≤ RESIALL, sogar dann wenn das Hochschalten ausgeführt worden wäre, dann wird nicht hochgeschaltet, da nicht ausreichende Antriebskraft antizipiert wird. Diese Routine endet dann.
    •

Claims (10)

  1. Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe (2), mit einer ersten Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung, mit welcher ein Schaltstufenwechsel basierend auf einem Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) ausführbar ist, und einer zweiten Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung, mit welcher eine Herunterschalt-Steuerung ausführbar ist basierend auf einem Fahrzeugfahrwiderstand (RESIALL) und einer Vortriebskraft (F2), wenn keine Schaltstufenwechselanforderung durch die erste Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung vorliegt, wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung die Herunterschalt-Steuerung ausführt, wenn der Fahrzeugfahnnriderstand (RESIALL) um einen ersten Schwellwert (S) oder mehr größer ist als die Vortriebskraft (F2) und außerdem der Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) gleich oder größer als ein zweiter Schwellwert (TVOSL) ist.
  2. Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung den zweiten Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) ändert.
  3. Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung den zweiten Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit einer Schaltstufe ändert.
  4. Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung den zweiten Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, ändert.
  5. Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltstufenwechsel-Steuervorrichtung den zweiten Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP), einer Schaltstufe und einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, ändert.
  6. Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren für ein automatisches Getriebe (2), welches eine gewöhnliche Schaltstufenwechsel-Steuerung ausführt basierend auf einem Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) und eine Herunterschalt-Steuerung ausführt basierend auf einem Fahrzeugfahrwiderstand (RESIALL) und einer Vortriebskraft (F2), wenn keine Schaltstufenwechsel-Anforderung durch die gewöhnlichen Schaltstufenwechsel-Steuerung vorliegt, wobei die Herunterschalt-Steuerung ausgeführt wird, wenn der Fahrzeugfahrwiderstand (RESIALL) um einen ersten Schwellwert (S) oder mehr größer ist als die Vortriebskraft (F2) und außerdem der Drosselklappenöffnungsgrad (TVO) gleich oder größer als ein zweiter Schwellwert (TVOSL) ist.
  7. Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) geändert wird.
  8. Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit einer Schaltstufe geändert wird.
  9. Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, geändert wird.
  10. Schaltstufenwechsel-Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert (TVOSL) in Abstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP), einer Schaltstufe und einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, geändert wird.
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