DE19828603B4

DE19828603B4 - Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung zum Reduzieren eines Schaltrucks in einem Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs mit einem Drehmomentwandler und einem stufenlos veränderbaren Getriebe

Info

Publication number: DE19828603B4
Application number: DE19828603A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yasuoka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: KR100278457B1; JP3341633B2; US5976054A; DE19828603A1; KR19990007383A; JPH1120512A

Abstract

Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung zum Reduzieren eines Schaltrucks in einem Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs mit einem Drehmomentwandler (6), der zwischen einem stufenlos veränderbaren Getriebe (2) und einem Antriebsmotor (1) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung eine Berechnungseinrichtung (13) aufweist, die ausgebildet ist, dass sie ein Korrekturdrehmoment (Tei) berechnet, basierend auf der Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) in Bezug auf die Zeit ((d/dt)ip) und der Winkelgeschwindigkeit (nd) der Fahrzeugachse zum Aufheben eines Trägheitsdrehmomentes (Tdi), das durch eine Übersetzungsverhältnisänderung des stufenlos veränderbaren Getriebes bewirkt wird, und eine Drehmomentkorrektureinrichtung (13) aufweist, die ausgebildet ist, dass sie das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors (1) in Übereinstimmung mit dem berechneten Korrekturdrehmoment (Tei) korrigiert, um das Trägheitsdrehmoment (Tdi) aufzuheben, wobei das Korrekturdrehmoment (Tei) unter einer Wandlerbedingung des Drehmomentwandlers (6) aus der folgenden Gleichung berechnet wird: Tei = [(t/e)Ie + Ii](2π/60) × Nsec × (d/dt)ip × (1/t),und wobei das Korrekturdrehmoment (Tei) unter Kraftschlussbedingung des Drehmomentswandlers (6) aus...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung zum Reduzieren eines Schaltrucks in einem Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs mit einem Drehmomentwandler und einem stufenlos veränderbaren Getriebe.
Ein stufenlos veränderbares Getriebe (CVT), wie z. B. ein Riemen CVT oder ein toroides CVT ist üblicherweise vorgesehen, um eine Schaltsteuerung in einer Weise durchzuführen, um ein Zielübersetzungsverhältnis aus einer benötigten Motorlast und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten und um ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis (tatsächliches Übersetzungsverhältnis des CVT) auf das Zielübersetzungsverhältnis einzustellen. Daher, im Falle, daß die benötigte Motorlast entsprechend der Zunahme des Niederdrückens eines Beschleunigerpedales erhöht wird, um das Fahrzeug zu beschleunigen, oder daß die Fahrzeuggeschwindigkeit herabgesetzt wird aufgrund eines Mangels an Antriebskraft, wird das Zielübersetzungsverhältnis erhöht, d. h., es wird auf ein Übersetzungsverhältnis für geringere Geschwindigkeiten geändert. Genauer gesagt wird das CVT heruntergeschaltet, um das Zielübersetzungsverhältnis zu erhöhen. Auf der anderen Seite, im Falle eines Fahrzustandes mit niedriger Last, so daß die benötigte Motorlast entsprechend der Abnahme des Niederdrückens des Beschleunigerpedales herabgesetzt wird, oder im Falle eines Zustandes des Erhöhens der Fahrzeuggeschwindigkeit, derart, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund exzessiver Antriebskraft erhöht wird, wird das Zielübersetzungsverhältnis herabgesetzt, d. h., es wird in Richtung zu einem Übersetzungsverhältnis für höhere Geschwindigkeiten geändert. Genauer gesagt, das CVT wird hochgeschaltet auf das herabgesetzte Zielübersetzungsverhältnis. Bei diesem Schalten wird die Motordrehzahl (Motorrotationsträgheit) entsprechend der Änderung des Übersetzungsverhältnisses geändert. Wenn das Runterschalten während des Erhöhens der Motordrehzahl durchgeführt wird, wird die Motorträgheit durch ein negatives Trägheitsdrehmoment herabgesetzt, wie dies durch eine Zweipunktstrichlinie in 9D dargestellt ist.
Dieses Herabsetzen des Motordrehmomentes erzeugt Schaltrucke, die ein Gefühl des Abfallens des Drehmoments hervorrufen, wie dies durch schraffierte Teile in 9E und 9F dargestellt ist. Darüber hinaus, wenn ein Hochschalten durchgeführt wird während des Herabsetzens der Motordrehzahl, wird eine positive Trägheit erzeugt. Diese positive Trägheit erzeugt Schaltrucke, die ein Gefühl des Anhebens des Drehmoments hervorrufen, was jedoch nicht figürlich dargestellt ist.
Um diese Schaltrucke zu unterdrücken, wurden verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen, z. B. in den JP 05-99011 A und JP 07-239002 A . Ein Apparat, der in der zuvor genannten Veröffentlichung offenbart ist, ist vorgesehen, um ein Motordrehmoment herabzusetzen, wenn das Schalten beginnt, um die Schaltrucke zu unterdrücken, die durch das Hochschalten erzeugt werden. Darüber hinaus ist in der zuletzt genannten Veröffentlichung eine Vorrichtung offenbart, die vorgesehen ist, um eine Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses (CVT-Übersetzungsverhältnis) pro Zeit herabzusetzen, wie dies durch die Zweipunktstrichlinie in 10B dargestellt ist, um Schaltrucke herabzusetzen, wie dies durch die Zweipunktstrichlinien in 10D, 10E und 10F dargestellt ist.
Jedoch, diese konventionellen Vorrichtungen weisen Probleme auf, die noch zu lösen sind, wie z. B., daß es schwierig ist, Schaltrucke während des Schaltens zu unterdrücken, oder einen den Schaltruck reduzierenden Vorgang durchzuführen, ohne das Fahrverhalten des Fahrzeuges zu verschlechtern.
Aus der DE 692 06 720 T2 ist ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor und ein stufenloses Getriebe bekannt. Diese Steuervorrichtung stellt die Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit gemäß der Übersetzungsverhältnisabweichung ein, wobei die Übersetzungssteuereinrichtung das stufenlose Getriebe in entsprechender Weise steuert. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung steuert die Leistung des Verbrennungsmotors gemäß einem Getriebehilfsdrehmoment, das in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit ermittelt wird. Das stufenlose Getriebe wird in entsprechender Weise in Abhängigkeit der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit gesteuert, wobei diese Änderungsgeschwindigkeit der Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses entspricht. Zusätzlich wird die Leistung des Verbrennungsmotors mit dem Getriebehilfsdrehmoment gesteuert, das der Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit entspricht.
Demgemäß kann das stufenlose Getriebe betrieben werden, um eine geeignete Übersetzungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit zu erreichen, und der Verbrennungsmotor kann mit einer angemessenen Leistung gesteuert werden. dies hat eine Verringerung des beim Übertragungsvorgang verursachten Stoßes zur Folge.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltruckreduzierungsvorrichtung zum Reduzieren eines Schaltrucks in einem Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs zu schaffen, wobei ein entsprechender Schaltruck in zuverlässiger Weise minimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der Unteransprüche.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Elemente in sämtlichen Figuren, in welchen:
1 eine schematische Ansicht ist, welche eine Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges darstellt, welches mit einem stufenlos veränderbaren Getriebe ausgerüstet ist, das mit einer Vorrichtung zum Verringern des Schaltruckes gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß dem Hintergrund der Erfindung versehen ist;
2 ein Flußdiagramm ist, welches ein Schaltsteuerungsprogramm darstellt, welches durch eine Steuerung der Ausführungsform von 1 durchgeführt wird;
3 ein Graph ist, der eine Schaltkarte darstellt, die in der Schaltsteuerung der Ausführungsform von 1 verwendet wird;
4 ein Flußdiagramm ist, welches ein Drosselsteuerungsprogramm zum Verringern des Schaltruckes während des Schaltens darstellt, das durch die Steuerung der Ausführungsform von 1 durchgeführt wird;
5 ein Flußdiagramm ist, welches ein Drosselsteuerungsprogramm zum Reduzieren des Schaltruckes während eines Schaltens darstellt, das durch die Steuerung einer zweiten Ausführungsform gemäß dem Hintergrund der Erfindung durchgeführt wird;
6 ein Flußdiagramm ist, welches ein Drosselsteuerungsprogramm zum Reduzieren des Schaltruckes während eines Schaltens darstellt, das durch die Steuerung einer dritten Ausführungsform gemäß dem Hintergrund der Erfindung durchgeführt wird;
7 ein Flußdiagramm ist, welches ein Drosselsteuerungsprogramm zum Reduzieren des Schaltruckes während eines Schaltens darstellt, das durch die Steuerung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
8 eine schematische Ansicht ist, die eine Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges darstellt, welches mit einem stufenlos veränderbaren Getriebe versehen ist, welches mit einer Vorrichtung zum Reduzieren des Schaltruckes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
9A bis 9F Zeitdiagramme sind, welche Vergleiche zwischen dem Ergebnis der Schaltsteuerung und der den Schaltruck reduzierenden Steuerung der ersten Ausführungsform und einem Ergebnis eines konventionellen, den Schaltruck reduzierenden Vorganges darstellt;
10A bis 10F Zeitdiagramme sind, die Vergleiche zwischen dem Ergebnis der Schaltsteuerung und der den Schaltruck reduzierenden Steuerung der ersten Ausführungsform von 1 und einem Ergebnis eines anderen konventionellen, den Schaltruck reduzierenden Vorganges darstellt.
Bezug nehmend auf die 1 bis 4 und 9A bis 9F, ist dort eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reduzieren eines Schaltruckes für ein Kraftfahrzeug dargestellt, welches mit einem stufenlos veränderbaren Getriebe (CVT) ausgerüstet ist.
Wie in 1 dargestellt, weist das Kraftfahrzeug, welches mit der Vorrichtung zum Verringern des Schaltruckes gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, eine Kraftübertragung und ein Steuerungssystem dafür auf. Die Kraftübertragung weist einen Motor 1 und ein stufenlos veränderbares Getriebe (CVT) 2 auf. Der Motor 1 ist nicht direkt mit (nicht damit verbunden) einem Beschleunigungspedal (Beschleuniger) 3 gekoppelt und weist ein Drosselventil 5 auf, das mit einem Schrittmotor 4 verbunden ist. Der Schrittmotor 4 wird durch eine Steuerung 13 elektrisch gesteuert, um die Drosselöffnung TVO auf eine Zieldrosselöffnung TVO* einzustellen. Insbesondere ist eine Abtriebswelle des Schrittmotores 4 mit dem Drosselventil 5 verbunden, und steuert die Steuerung 13 genau einen Drehwinkel der Abtriebswelle des Schrittmotores 4, so daß das Drosselventil 5 auf die Zieldrosselöffnung TVO* eingestellt wird. Durch dieses Steuern des Schrittmotors 4 wird der Motor 1 derart gesteuert, um eine Leistung entsprechend der Zieldrosselöffnung TVO* abzugeben. Es ist von 1 klar, daß der Strom von den Zylindern des Motors 1 zugeführter Luft entsprechend der Drosselöffnung TVO des Drosselventiles 5 gesteuert wird.
Das CVT 2 ist vom bekannten Keilriementyp und weist eine primäre Rolle 7, welche mit einer Abtriebswelle des Motors 3 durch einen Drehmomentwandler 6 antriebsverbunden ist, eine sekundäre Rolle 8, die axial seitlich zur primären Rolle 7 angeordnet ist, und einen Keilriemen 9 auf, der mit den primären und sekundären Rollen 7 und 8 verbunden ist. Die sekundäre Rolle 8 ist mit einer Differentialgetriebeeinheit 11 durch eine Endantriebsgetriebeeinheit 10 verbunden, um die Antriebsräder (nicht dargestellt) des Fahrzeuges anzutreiben.
Die primären und sekundären Rollen 7 und 8 sind derart angeordnet, um ihren effektiven Radius durch axiales Bewegen von beweglichen Scheiben jeweils der primären und der sekundären Rollen 7 und 8 zu verändern. Durch axiales Bewegen der beiden beweglichen Scheiben dieser in Positionen, die einen primären Rollendruck P_pri und einem sekundären Rollendruck P_pri entsprechen, der durch einen hydraulischen Betätiger 12 entsprechend dem Zielübersetzungsverhältnis i* des CVT erzeugt wird, bewirkt das CVT 2 ein stufenloses Schalten, so daß das tatsächliche CVT-Übersetzungsverhältnis auf das Zielübersetzungsverhältnis i* des CVT eingestellt wird.
Die Steuerung 13 ist vorgesehen, um die Zieldrosselöffnung TVO* und das CVT-Übersetzungsverhältnis i* zu berechnen. Die Steuerung 13 empfängt ein Signal, welches indikativ für einen Grad des Niederdrückens APS eines Beschleunigerpedals 3 ist, von einem Sensor 14 zum Erfassen des Niederdrückens des Beschleunigers, ein Signal, welches indikativ für eine Drosselöffnung TVO ist von einem Sensor 16 zum Erfassen der Drosselöffnung, ein Signal, welches indikativ für eine primäre Drehzahl N_pri der primären Rolle 7 ist von einem Drehzahlsensor 17 zum Erfassen der Drehzahl der primären Rolle, ein Signal, welches indikativ für eine sekundäre Drehzahl N_sec der sekundären Rolle 8 ist, von einem Drehzahlsensor 18 zum Erfassen der Drehzahl der sekundären Rolle, und ein Signal, welches indikativ für eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ist von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19.
Die Steuerung 13 führt eine Schaltsteuerung, die durch ein Flußdiagramm aus 2 dargestellt ist, und eine Drosselöffnungssteuerung durch, die durch ein Flußdiagramm aus 4 dargestellt ist.
Zuerst wird die Schaltsteuerung aus 2 diskutiert.
Bei einem Schritt S21 liest die Steuerung 13 das Beschleuniger-Niederdrücken APS, die Drosselöffnung TVO, die primäre Drehzahl N_pri, die sekundäre Drehzahl N_sec und die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ein.
Bei einem Schritt S22 berechnet die Steuerung 13 ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis i_p = N_pri/N_sec des CVT. Das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_p des CVT ist ein Verhältnis der primären Drehzahl N_pri zur sekundären Drehzahl N_sec.
Bei einem Schritt S23 ermittelt die Steuerung 13 eine primäre Zieldrehzahl N_pri* aus dem Beschleuniger-Niederdrücken APS, der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und einer vorbestimmten Schaltkarte, wie z. B. einer Karte, wie sie in 3 dargestellt ist.
Bei einem Schritt S24 berechnet die Steuerung 13 das Ziel Übersetzungsverhältnis i* des CVT aus der Gleichung i* = N_pri*/N_sec. Das heißt, das Ziel Übersetzungsverhältnis des CVT, der der primären Zieldrehzahl N_pri* entspricht, durch Teilen der primären Zieldrehzahl N_pri* durch die sekundäre Drehzahl N_sec.
Bei einem Schritt S25 gibt die Steuerung 13 das Ziel Übersetzungsverhältnis i* des CVT an den hydraulischen Betätiger 12 aus, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_p des CVT auf das Zielübersetzungsverhältnis i* des CVT's einzustellen.
Als nächstes wird die in 4 dargestellte Steuerung zum Öffnen der Drossel diskutiert.
In einem Schritt S31 berechnet die Steuerung 13 das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_p des CVT aus der Gleichung i_p = N_pri/N_sec und liest die Drehzahl N_sec der sekundären Rolle 8 ein.
In einem Schritt S32 berechnet die Steuerung 13 eine Änderungsrate (d/dt)i_p im tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_p des CVT pro Zeit (eine Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p). Insbesondere wird die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p erhalten durch Teilen der Differenz i_p-iOLD zwischen dem gegenwärtigen tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_p des CVT und einem vorangegangenen tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_OLD durch einen Berechnungszyklus Δt, d. h. (d/dt)i_p = (i_p – i_OLD)Δt.
In einem Schritt S33 berechnet die Steuerung 13 ein Trägheitsdrehmoment T_di, welches während des Schaltens durch die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p erzeugt wird, auf folgende Weise.
Zuerst wird eine Diskussion in bezug auf den Betrieb unter des Drehmomentwandlers 6 unter Kraftschlußbedingung begonnen, durch welche das Motordrehmoment direkt auf die primäre Rolle 7 übertragen wird.
Es wird angenommen, daß eine gleiche Trägheit I_da um die Achse des Fahrzeuges repräsentiert wird durch die folgende Gleichung (1). I_da = (I_e + I_i)i_p ²*i_f ² + I_sec·i_f ² + I_d (1), wobei I_e eine Rotationsträgheit des Motors 1 ist, I_i eine Rotationsträgheit um die Antriebswelle, i_p das Übersetzungsverhältnis des CVT, i_f das endgültige Übersetzungsverhältnis der hinteren Antriebszahnringeinheit 10, I_sec die Rotationsträgheit um die sekundäre Rolle 8, und I_d eine Rotationsträgheit um die Achse des Fahrzeuges ist.
Die Energiegleichung um die Achse des Fahrzeugs wird üblicherweise durch die folgende Gleichung dargestellt. ∫(T_d – T_R/L)n_d·dt = (1/2)I_da·n_d ² wobei T_d ein Fahrzeugachsendrehmoment ist, T_R/L ein Fahrwiderstand des Fahrzeuges ist und n_d eine Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugachse ist.
Durch Differenzieren der obengenannten Energiegleichung nach der Zeit, wird die folgende Gleichung (2) erhalten. (T_d – T_R/L)n_d = (I/2)n_d ²·(d/dt)I_da + I_da·n_d·(d/dt)n_d (2)
Da die Terme, ausgenommen der für das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_p des CVT, in der Gleichung (1) konstant sind, wird die folgende Gleichung (3) abgeleitet. (d/dt)I_da = 2(I_e + I_i)i_p·i_f ²·(d/dt)i_p (3) durch Ersetzen der Gleichung (3) in der Gleichung (2), und Umordnen, wird die folgende Gleichung (4) erhalten. I_da·(d/dt)n_d = (T_d – T_R/L) – (I_e + I_i)i_p·i_f ²·n_d·(d/dt)i_p (4) wobei ein erster Term in einer rechten Seite ein konstanter Term ist und ein zweiter Term auf der rechten Seite ein transienter Term ist und das Trägheitsdrehmoment T_di repräsentiert, das an einer Radantriebswelle durch Schalten erzeugt wird.
Bei einem Schritt S34, berechnet die Steuerung 13 einen Motordrehmoment-Umwandlungswert T_ei zum Ausgleichen des Trägheitsdrehmomentes T_di, welches durch das Schalten erzeugt wird durch die folgende Gleichung. T_ei = (T_di)/i_p·i_f = (I_e + I_i)i_f ²·n_d·(d/dt)i_p
Da der Term (i_f·n_b) der obigen Gleichung repräsentiert wird durch die sekundäre Drehzahl N_sec wie folgt: (i_f·n_d) = (2π/60)N_sec, wird die obige Gleichung wie folgt dargestellt: T_ei = (I_e + I_i)(2π/60)N_sec·(d/dt)i_p (5).
Darüber hinaus, an einem Schritt S34, gibt die Steuerung 13 den Motordrehmoment-Umwandlungswert T_ei zum Ausgleichen des Trägheitsdrehmomentes T_di als ein Motorkorrekturdrehmoment aus.
Als nächstes wird eine Diskussion bezüglich des Betriebes unter Wandlerbedingung begonnen, wenn der Drehmomentwandler 6 sich nicht unter Kraftschlußbedingung befindet und das Motordrehmoment auf die primäre Rolle 7 überträgt, wobei das Motordrehmoment verstärkt wird.
Unter dieser Wandlerbedingung werden die Bewegungsgleichung eines Pumpenimpellers des Drehmomentwandlers 6 und die Bewegungsgleichung des Turbinenläufers des Drehmomentwandlers 6 jeweils durch die folgenden Gleichungen (6) und (7) dargestellt. I_e·(d/dt)n_e = T_e – T_i (6) I_t·(d/dt)n_t = T_t – T_R/L (7) wobei n_e eine Motorwinkelgeschwindigkeit ist, T_e das Motordrehmoment ist, T_i ein Drehmomentwandler Eingangsdrehmoment ist, I_t eine Rotationsträgheit des Turbinenläufers ist, n_t eine Winkelgeschwindigkeit des Turbinenläufers ist, und T_t ein Übertragungsdrehmoment des Turbinenläufers ist.
Wenn das Geschwindigkeitsverhältnis des Drehmomentwandlers 6 = e ist, und ein Drehmomentverhältnis t ist, werden das Übertragungsdrehmoment T_t und die Motorwinkelgeschwindigkeit n_e der Gleichungen (6) und (7) durch die folgende Gleichung (8) und (9) dargestellt. T_t = t·T_i (8) n_e = (I/e)n_t (9)
Die folgende Gleichung (10) wird aus Gleichung (6) abgeleitet. T_i = T_e – I_e(d/dt)n_e (10)
Die folgende Gleichung wird abgeleitet aus Gleichung (9). (d/dt)n_e = (1/e)(d/dt)n_t – (1/e²)n_t(d/dt)e
Da (d/dt)n_t viel größer ist als (d/dt)e, kann der zweite Term der obigen Gleichung wie folgt vernachlässigbar sein. (d/dt)n_e = (1/e)(d/dt)n_t (11)
Entsprechend wird die folgende Gleichung aus den Gleichungen (7), (8), (10) und (11) erhalten. I_t(d/dt)n_t = t[T_e – (1/e)(d/td)n_t] – T_R/L durch Umordnen der obigen Gleichung wird die folgende Gleichung erhalten. [I_t + (t/e)I_e](d/dt)n_t = t·T_e – T_R/L
Entsprechend wird die Rotationsträgheit I_ta um den Turbinenläufer unter Wandlerbedingung des Drehmomentwandlers 6 durch die folgende Gleichung (12) dargestellt. I_ta = I_t + (t/e)I_e (12)
Daher wird das Korrekturdrehmoment T_ei, zum Kompensieren der Trägheit durch Eliminieren des Trägheitsdrehmomentes, welches durch Schalten des Drehmomentwandlers 6 unter Wandlerbedingung hervorgerufen wird, durch die Gleichungen (5) und (12) wie folgt erhalten: T_ei = [(t/e)I_e + I_i](2π/60)N_sec·(d/dt)i_p·(1/t) (13)
Da die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei ausgibt, welches aus der Gleichung (5) oder (13) beim Schritt S34 in dem Flußdiagramm aus 4 abgeleitet wird, wird die Zieldrosselöffnung TVO*, die normalerweise als ein Wert entsprechend dem Niederdrücken des Beschleunigers APS bestimmt wird, korrigiert (erhöht oder verringert) durch den Grad des Niederdrückens des Beschleunigerpedales entsprechend dem Korrekturdrehmoment T_ei. Das heißt, die Steuerung 13 führt eine Drosselsteuerung des Drosselventiles 5 durch Ausgeben des Steuerungssignales, welches indikativ für die korrigierte Zieldrosselöffnung TVO* ist, an den Schrittmotor 4 durch, um die tatsächliche Drosselöffnung TVO auf die Zieldrosselöffnung TVO* einzustellen.
Nachfolgend wird eine Diskussion über den Fall begonnen, daß das Runterschalten durch Betätigen des Beschleunigerpedals 6, wie in 9 dargestellt, ausgeführt wird, während die obengenannte Drosselöffnungssteuerung durchgeführt wird.
Wie in den 9E und 9F dargestellt, wird durch diese Steuerung das Motordrehmoment und die Radantriebskraft von den Zweipunktstrichlinien zu den kontinuierlichen Linien erhöht. Dieses erhöhte Motordrehmoment funktioniert derart, um das Trägheitsdrehmoment, welches durch eine Zweipunktstrichlinie aus in 9C dargestellt ist, auszugleichen, um das Trägheitsdrehmoment, wie es durch die kontinuierliche Linie aus 9D dargestellt ist, abzuflachen. Dies verhindert das Erzeugen von Bereichen, die durch schraffierte Bereiche angedeutet sind, hinsichtlich des Motordrehmomentes und der Antriebskraft und daher wird der Schaltruck (der ein Gefühl des Abfallens des Drehmomentes erzeugt), welcher durch das Trägheitsdrehmoment T_di erzeugt wird, reduziert.
Mit dieser den Schaltruck reduzierenden Funktion die durch die erste Ausführungsform der den Schaltruck reduzierenden Vorrichtung sichergestellt wird, wird der den Schaltruck reduzierende Effekt sichergestellt, ohne eine Schaltverzögerung zu erzeugen, wie dies durch den Vergleich zwischen den durchgezogenen Linien und den Zweipunktstrichlinien deutlich wird. Dies verhindert auch das Verzögern des Änderns der Antriebskraft, welche durch die Schaltverzögerung hervorgerufen wird.
Darüber hinaus, obwohl der Schaltruck ein Gefühl des Hochspringens hervorruft, der durch das Hochschalten erzeugt wird, eliminiert die Drosselöffnungssteuerung, die durch die den Schaltruck reduzierende Vorrichtung durchgeführt wird, das Trägheitsdrehmoment T_di, welches durch das Hochschalten durch Herabsetzen des Motordrehmomentes und der Radantriebskraft erzeugt wird, um den Schaltruck während des Hochschaltens herabzusetzen.
Die den Schaltruck reduzierende Vorrichtung der ersten Ausführungsform ist vorgesehen, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_p des CVT aus dem Verhältnis zwischen dem primären Drehzahlerfassungswert N_pri und dem sekundären Drehzahlerfassungswert N_sec und durch Berechnen der Änderungsrate (d/dt)i_p des Übersetzungsverhältnisses i_p des CVT aus der Änderung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_p des CVT während eines Durchlaufes des Steuerungszyklusses. Diese simplifizierte Konstruktion zum Ermitteln der Rate (d/dt)i_p senkt die Kosten um sie zu ermitteln.
Da der primäre Drehzahlerfassungswert N_pri und der sekundäre Drehzahlerfassungswert N_sec Toleranzen aufgrund der rotatorischen Fluktuation der Rollen 7 und 8 aufweist, neigt das Berechnungsergebnis der Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p dazu, zu fluktuieren und ungenau zu sein.
Um diese Tendenz der berechneten Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p zu verbessern, wird zumindest einer des primären Drehzahlerfassungswertes N_pri, des sekundären Drehzahlerfassungswertes N_sec, des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_p des CVT und der Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p durch einen Filtervorgang verarbeitet, um die Ungenauigkeiten des Berechnungsergebnisses für die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p zu eliminieren. Jedoch erzeugt dieser Filterungsvorgang eine Erfassungsverzögerung für die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p, wenn er nur einfach ausgeführt wird.
Bezug nehmend auf 5 ist dort ein Flußdiagramm der Drosselöffnungssteuerung einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist vorgesehen, um die Erfassungsverzögerung zu beheben, welche durch den Filterungsvorgang erzeugt wird. Die grundlegende Konstruktion einer zweiten Ausführungsform ist ausgenommen für die Drosselöffnungssteuerung, die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist. In dieser zweiten Ausführungsform ist CVT 2 durch ein mathematisches Modell ausgedrückt, und die Daten dieses mathematischen Modelles sind in der Steuerung 13 gespeichert.
Die in 5 dargestellte Drosselöffnungssteuerung wird diskutiert.
An einem Schritt S41 berechnet die Steuerung 13 das gegenwärtige tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PMODEL des CVT durch Aufbringen des Schaltsteuerungskommandos auf das mathematische Modell des CVT 2. Darüber hinaus liest die Steuerung 13 die sekundäre Drehzahl N_sec ein.
In einem Schritt S42 berechnet die Steuerung 13 die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p durch subtrahieren des vorangegangenen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PMODEL(OLD) des CVT vom gegenwärtigen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PMODEL des CVT und durch Teilen der erhaltenen Differenz durch die Berechnungszykluszeitspanne Δt aus 5.
An einem Schritt S43 berechnet die Steuerung 13 das Trägheitsdrehmoment, welches durch das Schalten erzeugt wird, ähnlich der Weise des Schrittes S33 der ersten Ausführungsform.
An einem Schritt S44 berechnet die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei aus der Gleichung (5) oder (13) in einer Weise ähnlich dem Schritt S34 der ersten Ausführungsform und gibt den Motordrehmomentumwandlungswert T_ei zum Eliminieren des Trägheitsdrehmomentes T_ei als Korrekturdrehmoment aus.
Mit einer derart ausgebildeten zweiten Ausführungsform wird die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p erhalten ohne das Verwenden von Erfassungswerten für die primäre Drehzahl N_pri und die sekundäre Drehzahl N_sec. Daher ist der berechnete Wert für die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p frei von Störungen und dies erleichtert das Durchführen eines Filterungsvorganges zum Eliminieren der Störungen. Dies erlaubt, daß die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p genau erhalten wird.
Bezug nehmend auf 6 ist dort eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zum Verringern des Schaltrucks dargestellt. Die dritte Ausführungsform ist ausgebildet, um das mathematische Modell des CVT 2 auf die gleiche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform zu erhalten. Die grundlegende Konstruktion der dritten Ausführungsform ist, mit Ausnahme für die Drosselöffnungssteuerung die gleiche wie die der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform ist derart ausgebildet, um den den Schaltruck reduzierenden Vorgang nicht durchzuführen, wenn der Drehmomentwandler 6 sich unter Wandlerbedingung befindet. Der Grund dafür ist, daß der Schaltruck unter Wandlerbedingung des Drehmomentwandlers 6 durch die Drehmomentfluktuation absorbierende Funktion des Drehmomentwandlers 6 unter Wandlerbedingung absorbiert wird, und daher vernachlässigbar ist. Die Drosselöffnungssteuerung der dritten Ausführungsform wird detailliert mit Bezug auf das Flußdiagramm aus 6 diskutiert.
In einem Schritt S51 berechnet die Steuerung 13 das gegenwärtige tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PMODEL des CVT durch Zuführen des Schaltungssteuerungskommandos zu dem mathematischen Modell des CVT 2. Darüber hinaus liest die Steuerung 13 die sekundäre Drehzahl N_sec ein.
In einem Schritt S52 berechnet die Steuerung 13 die Änderungsrate (Schaltgeschwindigkeit) (d/dt)i_p im Übersetzungsverhältnis i_p des CVT durch Subtrahieren des vorangegangenen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_MODEL(OLD) des CVT vom gegenwärtigen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_MODEL des CVT und durch Teilen der erhaltenen Differenz durch die Berechnungszykluszeitspanne Δt des in 6 dargestellten Flußdiagrammes.
Bei einem Schritt S53 bestimmt die Steuerung 13, ob oder ob nicht der Drehmomentwandler 6 in Kraftschlußbedingung gebracht werden soll. Wenn die Bestimmung an dem Schritt S53 bejahend ist, schreitet die Routine fort zu einem Schritt S54. Wenn die Bestimmung an einem Schritt S53 negativ ist, schreitet die Routine fort zu einem Schritt S55.
Bei einem Schritt S54 berechnet die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei aus der Rate, (d/dt)i_p, die an dem Schritt S51 ermittelt wurde, der sekundären Drehzahl N_sec, die an dem Schritt S52 ermittelt wurde, und der Gleichung (5).
An dem Schritt S55 setzt die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment auf Null (T_ei = 0).
Nachfolgend auf das Durchführen des Schrittes S54 oder S55 schreitet die Routine fort zu einem Schritt S56, in welchem die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei ausgibt. Das heißt, die Steuerung 13 führt die Drosselsteuerung des Drosselventiles 5 durch Ausgeben des Steuerungssignales, welches indikativ ist für die korrigierte Zieldrosselöffnung TVO* an den Schrittmotor 4 durch, um die tatsächliche Drosselöffnung TVO auf die Zieldrosselöffnung TVO* einzustellen.
Da das Trägheitsdrehmoment, welches durch das Schalten hervorgerufen wird, durch die Änderungen des Motordrehmomentes und der Radantriebskraft aufgrund der Steuerung der Drosselöffnung der den Schaltruck reduzierenden Vorrichtung, wird der Schaltruck aufgrund des Trägheitsdrehmomentes reduziert.
Die dritte Ausführungsform ist derart ausgebildet, um nicht die Korrektur des Motordrehmomentes durch Setzen des Korrekturdrehmomentes T_ei auf 0 auszuführen, wenn der Drehmomentwandler 6 sich unter Wandlerbedingung befindet. Der Grund für diese Ausbildung der dritten Ausführungsform ist, daß in fast allen Situationen unter Wandlerbedingung der Drehmomentwandler 6 derart funktioniert, um die Drehmomentfluktuationen durch die relative Rotation zwischen seinen Eingangs- und Ausgangselementen durch Fluid zu absorbieren. Diese fluktuationsabsorbierende Funktion funktioniert auch, um den Schaltruck auszulöschen, und erlaubt es, die den Schaltruck reduzierende Steuerung wegzulassen.
Darüber hinaus, wenn die den Schaltruck reduzierende Steuerung (Motordrehmoment-Änderungsvorgang) auch unter Wandlerbedingung erforderlich ist, kann die dritte Ausführungsform derart ausgebildet sein, um die Steuerung auszuführen, die durch ein Flußdiagramm aus 7 dargestellt ist. Nachfolgend wird diese durch das Flußdiagramm aus 7 dargestellte Anordnung als der Betrieb einer die Erfindung repräsentierenden vierten Ausführungsform diskutiert.
An einem Schritt S61 berechnet die Steuerung 13 das gegenwärtige tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PMODEL des CVT durch Aufbringen des Schaltsteuerungskommandos auf das mathematische Modell des stufenlos veränderbaren Getriebes 2. Darüber hinaus liest die Steuerung die sekundäre Drehzahl N_sec ein.
An einem Schritt S62 berechnet die Steuerung 13 die Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p durch Subtrahieren des vorangegangenen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses I_MODEL(OLD) des CVT vom gegenwärtigen tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_LMODEL des CVT und durch Teilen der erhaltenen Differenz durch die Berechnungszykluszeitspanne Δt des in 7 dargestellten Flußdiagrammes.
An einem Schritt S63 bestimmt die Steuerung 13 ob, oder ob nicht der Drehmomentwandler 6 in Kraftschlußbedingung gebracht wird. Wenn die Bestimmung an dem Schritt S63 bejahend ist, schreitet die Routine fort zu Schritt S64. Wenn die Bestimmung an dem Schritt S63 negativ ist, schreitet die Routine fort zu einem Schritt S65.
An dem Schritt S64 berechnet die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei (zum Eliminieren des Trägheitsdrehmomentes, welches durch Schalten unter Kraftschlußbedingung hervorgerufen wird), aus der Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p, welche an dem Schritt S61 erhalten wurde, der sekundären Drehzahl N_sec, welche an dem Schritt S62 ermittelt wurde, und der Gleichung (5).
An dem Schritt S65 liest die Steuerung 13 das Geschwindigkeitsverhältnis e und das Drehmomentverhältnis t des Drehmomentwandlers 6 ein.
Nachfolgend auf das Ausführen des Schrittes S65 schreitet die Routine fort zu einem Schritt S66, in welchem die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei zum Auslöschen des Trägheitsdrehmomentes berechnet, welches durch Schalten unter Wandlerbedingung hervorgerufen wird, aus der Schaltgeschwindigkeit (d/dt)i_p, die an dem Schritt S61 ermittelt wurde, der sekundären Drehzahl N_sec, die an dem Schritt S62 ermittelt wurde, und der Gleichung (13).
Nachfolgend auf das Ausführen des Schrittes S64 oder S66, schreitet die Routine fort zu einem Schritt S67, in welchem die Steuerung 13 das Korrekturdrehmoment T_ei ausgibt. Das heißt, die Steuerung 13 führt die Drosselsteuerung des Drosselventiles 5 durch Ausgeben des Steuerungssignales, welches indikativ für die korrigierte Zieldrosselöffnung TVO*, an den Schrittmotor 4 durch, um die tatsächliche Drosselöffnung TVO auf die Zieldrosselöffnung TVO* einzustellen.
Da das Trägheitsdrehmoment, welches durch das Schalten hervorgerufen wird, ausgeglichen wird durch die Änderung des Motordrehmomentes und die Radantriebskraft durch die Drosselöffnungssteuerung der den Schaltruck reduzierenden Vorrichtung, wird der Schaltruck aufgrund des Trägheitsdrehmomentes reduziert.
Da die vierte Ausführungsform ausgebildet ist, um die Korrektur des Motordrehmomentes sogar unter Wandlerbedingung durch Verwenden der in Schritt S66 ermittelten Größe durchzuführen, ist es möglich, einen vorherbestimmten Schaltruck reduzierenden Effekt sogar unter Wandler Bedingung entsprechend der Anforderungen sicherzustellen.
Bezugnehmend auf 8, ist eine fünfte Ausführungsform der den Schaltruck reduzierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 8 dargestellt, ist die Konstruktion der fünften Ausführungsform im wesentlichen die gleiche wie die der in 1 dargestellten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß der reversible Motor 20 in einem Übertragungssystem des CVT 2 installiert ist, wie z. B. in einem Abschnitt zwischen dem Motor 1 und dem Drehmomentwandler 6. Darüber hinaus ist die Steuerung 13 derart ausgebildet, um den reversiblen Motor 20 anzutreiben, um ein Korrekturdrehmoment T_ei anstelle der Motordrehmomentsteuerung zu erzeugen zum Ausgleich des Trägheitsdrehmomentes, welches durch das Schalten hervorgerufen wird. Der reversible Motor 20 erzeugt ein Drehmoment entsprechend dem Korrekturdrehmoment T_ei und führt dieses dem Übertragungssystem der Kraftübertragung zu anstelle des Änderungsvorganges des Drehmomentes.
Die Schaltsteuerung und die Drosselöffnungssteuerung der fünften Ausführungsform sind die gleiche wie die der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß in der fünften Ausführungsform der reversible Motor 20 das Korrekturdrehmoment auf das Kraftübertragungssystem des Fahrzeuges aufbringt.
Mit einer derart ausgebildeten fünften Ausführungsform ist es möglich, die Motordrehmomentsteuerung zum Ausgleichen des Schaltruckes, der durch das Schalten hervorgerufen wird, zu erleichtern. Dies wird ein gutes Ergebnis für die Fahrleistung des Fahrzeuges bringen. Darüber hinaus, da die fünfte Ausführungsform keine elektronische Steuerung des Drosselventiles 5 benötigt, ist es möglich, ein mechanisches Drosselventil mitzuverwenden, welches mit dem Beschleunigerpedal 3 verbunden ist.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Schrittmotors 4, wie in 1 dargestellt, beschrieben wurde, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt und kann einen Gleichstrommotor anstelle eines Schrittmotors verwenden.

Claims

Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung zum Reduzieren eines Schaltrucks in einem Kraftübertragungsstrang eines Fahrzeugs mit einem Drehmomentwandler (6), der zwischen einem stufenlos veränderbaren Getriebe (2) und einem Antriebsmotor (1) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung eine Berechnungseinrichtung (13) aufweist, die ausgebildet ist, dass sie ein Korrekturdrehmoment (T_ei) berechnet, basierend auf der Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) in Bezug auf die Zeit ((d/dt)i_p) und der Winkelgeschwindigkeit (n_d) der Fahrzeugachse zum Aufheben eines Trägheitsdrehmomentes (T_di), das durch eine Übersetzungsverhältnisänderung des stufenlos veränderbaren Getriebes bewirkt wird, und eine Drehmomentkorrektureinrichtung (13) aufweist, die ausgebildet ist, dass sie das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors (1) in Übereinstimmung mit dem berechneten Korrekturdrehmoment (T_ei) korrigiert, um das Trägheitsdrehmoment (T_di) aufzuheben, wobei das Korrekturdrehmoment (T_ei) unter einer Wandlerbedingung des Drehmomentwandlers (6) aus der folgenden Gleichung berechnet wird: T_ei = [(t/e)I_e + I_i](2π/60) × N_sec × (d/dt)i_p × (1/t), und wobei das Korrekturdrehmoment (T_ei) unter Kraftschlussbedingung des Drehmomentswandlers (6) aus der folgenden Gleichung berechnet wird: T_ei = (I_e + I_i)(2π/60) × N_sec × (d/dt)i_p, wobei jeweils t das Drehmomentverhaltnis des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) ist, e das Drehzahlverhältnis des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) ist, I_e die Rotationsträgheit des Antriebsmotors (1) ist, I_i die Rotationsträgheit der Getriebeeingangswelle ist, i_p das Übersetzungsverhältnis des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) ist, N_sec die Ausgangsdrehzahl des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) ist und (d/dt)i_p die Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) in Bezug auf die Zeit ist.
Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung nach Anspruch 1, die das Übersetzungsverhältnis berechnet aus einem Verhältnis zwischen einer Getriebeeingangsdrehzahl und einer Getriebeausgangsdrehzahl.
Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die die Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos veränderbaren Getriebes (2) mittels eines Filtervorgangs zur Störungseliminierung verarbeitet.
Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die das Übersetzungsverhältnis mittels eines Filtervorgangs zur Eliminierung von Störungen der Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses verarbeitet.
Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung nach Anspruch 1, die das Übersetzungsverhältnis basierend auf einem mathematischen Modell des stufenlosen Getriebes (2) berechnet.
Schaltruck-Reduzierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die einen Zusatzmotor (20) zum Aufheben eines Trägheitsdrehmoments umfasst, der anstelle des Antriebsmotors (1) das Korrekturdrehmoment (T_ei) erzeugt.