DE19935155A1 - Steuervorrichtung zum Schalten zwischen Vorwärtsgangstufenstellungen zur Verwendung in Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Eine Steuervorrichtung zum Schalten zwischen Vorwärtsgangstufenstellungen zur Verwendung in Fahrzeugen, mit: DOLLAR A einem kraftbetätigten Kupplungsaktuator (A2) zum Ausrücken einer Kupplung (20), die zwischen einer Ausgangswelle (11) eines Motors (10), von der eine Leistung normalerweise in Übereinstimmung mit einem Niederdrückbetrag eines Gaspedals (AP) abgegeben wird, und einer Eingangswelle (31) eines synchronisierten mechanischen Schaltgetriebes (30) angeordnet ist, in welchen Vorwärtsgangstufeneinheiten vorgesehen sind; DOLLAR A einem kraftbetriebenen Schaltwahlaktuator (A3) zum Einrichten einer mechanischen Kopplung zwischen der Ausgangswelle (11) des Motors (10) und einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten; DOLLAR A einem manuell betätigten Schalthebel (50), der einen Vorwärtsmodus einnimmt, bei dem ein Schalten zwischen den Vorwärtsgangstufenstellungen ausgeführt werden kann, ohne den Schalthebel (50) zu betätigen; DOLLAR A einer Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung zum Auswählen einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten, die mit der Ausgangswelle (11) des Motors (10) gekoppelt werden soll, wenn der Vorwärtsmodus gewählt ist; und DOLLAR A einer Aktuatorantriebseinrichtung zum Antreiben des Kupplungsaktuators (A2) und des Schaltwahlaktuators (A3), um die Kopplung zwischen der gewählten Vorwärtsgangstufeneinheit und der Ausgangswelle (11) des Motors (10) einzurichten, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, daß DOLLAR A Die Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung eine niedrigste Vorwärtsgangstufeneinheit ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervor­ richtung zum Schalten zwischen Vorwärtsgangstufenstellungen oder Vorwärtsgängen zur Verwendung in Fahrzeugen, mit:
einem kraftbetätigten Kupplungsaktuator zum Lösen oder Tren­ nen einer Kupplung, die zwischen einer Ausgangswelle eines Mo­ tors, von dem üblicherweise eine Leistung in Übereinstimmung mit einem Niederdrückbetrag eines Gaspedals abgegeben wird, und ei­ ner Eingangswelle eines synchronisierten mechanischen Schaltge­ triebes angeordnet ist, in welchem Vorwärtsgangstufeneinheiten vorgesehen sind;
einem kraftbetriebenen Schaltwahlaktuator zum Einrichten ei­ ner mechanischen Kupplung zwischen der Ausgangswelle des Motors und einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten;
einem manuell betätigten Schalthebel, der einen Vorwärtsmo­ dus einnimmt, in welchem ein Schalten zwischen den Vorwärtsgang­ stufenstellungen erfolgen kann, ohne den Schalthebel zu betäti­ gen;
einer Wähleinrichtung vor Vorwärtsgangstufenstellungen zum Auswählen einer Vorwärtsgangstufeneinheit, die mit der Ausgangs­ welle des Motors gekoppelt werden soll, wenn der Vorwärtsmodus gewählt ist;
einer Aktuatorantriebseinrichtung zum Antrieb des Kupplungs­ aktuators und des Schaltwahlaktuators, um die Kopplung zwischen der gewählten Vorwärtsgangstufeneinheit und der Ausgangswelle des Motors zu bewerkstelligen; und
einer elektrisch betriebenen Schaltwähleinrichtung zur Ver­ wendung mit einem synchronisierten mechanischen Schaltgetriebe eines Fahrzeugs.

Ein Bericht in der Septemberausgabe 1997 (Seiten 158 bis 166) der "Automotive Engineering (ISNNO. 388-3841/Titel in der Originalsprache: "Jidousha Kougaku") beschreibt eine herkömmli­ che Steuereinrichtung eines solchen Typs. Diese Vorrichtung bie­ tet einen automatischen Vorwärtsschaltmodus und einen sequenti­ ellen Vorwärtsschaltmodus, wobei jeder davon durch Betätigung eines Schalthebels gewählt werden kann.

Wenn ein Schlüsselschalter des Motors in eine Startstellung gebracht wird, nachdem mit dem Schalthebel ein Neutral- oder Leerlaufmodus gewählt wurde, betätigt ein Aktuatorantriebsab­ schnitt einen Kupplungsaktuator, um eine Kupplung zu trennen, und dann beginnt der Motoranlasser zu arbeiten, wodurch der Mo­ tor angelassen oder gestartet wird.

Wenn danach ein Schalten ausgeführt wird, indem der Schalt­ hebel von dem Neutralmodus in entweder den automatischen Vor­ wärtsschaltmodus oder den sequentiellen Vorwärtsschaltmodus überführt wird, wird der Aktuatorantriebsabschnitt angetrieben, um eine Kopplung zwischen einer ersten Vorwärtsgangstufeneinheit eines synchronisierten mechanischen Schaltgetriebes und einer Ausgangswelle des Motors einzurichten. Wenn danach ein Gaspedal niedergedrückt wird, wird der Kupplungsaktuator durch den Aktua­ torantriebsabschnitt angetrieben, wodurch die Kupplung einge­ rückt wird. Dann beginnt eine Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs.

Nachdem die vorgenannte Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs ausge­ führt wurde, die durch die Schalthebelwahl des sequentiellen Vorwärtsschaltmodus bedingt ist, wird, wenn immer der Schalthe­ bel zu dem Fahrer gezogen wird, der Kupplungsaktuator durch den Kupplungsaktuatorantriebsabschnitt angetrieben, was dazu führt, daß die Kupplung trennt, als nächstes wird ein Hochschalten aus­ geführt, wobei der Schaltaktuator eine höhere Vorwärtsgangstu­ feneinheit anstelle der derzeitigen Vorwärtsgangstufeneinheit mit der Ausgangswelle des Motors koppelt, wonach die Kupplung wieder eingerückt wird, indem der Kupplungsaktuator angetrieben wird. Wenn andererseits der Schalthebel von dem Fahrer weg be­ wegt wird, wird der Kupplungsaktuator durch den Kupplungsaktua­ torantriebsabschnitt angetrieben, was dazu führt, daß die Kupp­ lung trennt, als nächstes wird ein Herunterschalten ausgeführt, wobei der Schaltaktuator eine niedrigere Vorwärtsgangstufenein­ heit anstelle der derzeitigen Vorwärtsgangstufeneinheit mit der Ausgangswelle des Motors koppelt, wonach die Kupplung wieder eingerückt wird, indem der Kupplungsaktuator angetrieben wird.

Nachdem die vorgenannte Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs ausge­ führt wurde, die durch die Wahl des automatischen Vorwärts­ schaltmodus mit dem Schalthebel bedingt ist, wählt, wie bei ei­ nem automatischen Drehmomentwandlergetriebe, ein Vorwärts­ gangauswahlabschnitt eine der Vielzahl von Vorwärtsgangstufen­ einheiten des Schaltgetriebes auf der Basis der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Niederdrückbetrag des Gaspedals aus und der Aktuatorantriebsabschnitt bewirkt eine Kopplung zwi­ schen der ausgewählten Vorwärtsgangstufeneinheit und der Aus­ gangswelle des Motors, indem der Kupplungsaktuator und der Schaltaktuator angetrieben werden.

Tatsächlich kann die vorgenannte herkömmliche Vorrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit ähnlich wie ein automatisches Ge­ triebe steuern, indem das Gaspedal und das Bremspedal betätigt werden, und sie hat zudem eine exzellente Kraftstoffwirtschaft­ lichkeit.

Wenn jedoch der automatische Vorwärtsschaltmodus gewählt ist, ist, während der Beschleunigung von der niedrigen Fahrzeug­ geschwindigkeit, unabhängig von dem Niederdrücken des Gaspedals beim Schalten zwischen den Vorwärtsgangstufeneinheiten, welches automatisch ausgeführt wird, die Beschleunigung spürbar zeitver­ zögert, wodurch ein ungewöhnliches Gefühl deutlich an den Fahrer abgegeben wird. Mit anderen Worten, das automatische Getriebe kann das Schalten zwischen den Vorwärtsgangstufeneinheiten ohne Unterbrechung der Drehmomentübertragung bewerkstelligen und eine Beschleunigungsveränderung bei einem solchen Schalten kann bis zu einem Grad begrenzt werden, bei dem der Fahrer das vorgenann­ te ungewöhnliche Gefühl nicht mehr spürt. Im Gegensatz dazu ist es zum Schalten des synchronisierten mechanischen Schaltgetrie­ bes zum Schalten zwischen dem Vorwärtsgangstufeneinheiten unver­ meidlich, eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung durch Ausrücken der Kupplung zu erzeugen, was dazu führt, daß es bei einem zeitlichen Schalten unvermeidbar ist, das vorgenannte un­ gewöhnliche Gefühl deutlich an den Fahrer abzugeben.

Das vorgenannte ungewöhnliche Gefühl kann auf ein Maß be­ grenzt werden, bei dem das vorgenannte ungewöhnliche Gefühl im wesentlichen nicht mehr deutlich an den Fahrer abgegeben wird, indem das Gaspedal freigegeben wird, bevor der Schalthebel zum Schalten zwischen dem Vorwärtsgangstufeneinheiten betätigt wird, was ausgeführt werden muß, nachdem der sequentielle Vorwärts­ schaltmodus durch den Schalthebel ausgewählt wurde. Jedoch sind Schalthebelbetätigungen wesentlich für die Anwendung eines sol­ chen Verfahrens, was dazu führt, daß dieses Verfahren ein höhe­ res Fahrkönnen von dem Fahrer verlangt, als wenn der automati­ sche Vorwärtsschaltmodus ausgewählt ist.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung zum Schalten zwischen den Vorwärtsgangstufen­ einheiten zu schaffen, welche von dem vorgenannten Schaltvorgän­ gen und dem ungewöhnlichen Gefühl für den Fahrer befreit ist.

Um obige Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung zum Schalten zwischen Vorwärtsgangstufen­ stellungen zur Verwendung in Fahrzeugen, mit:
einem kraftbetätigten Kupplungsaktuator zum Ausrücken einer Kupplung, die zwischen einer Ausgangswelle eines Motors, von der eine Leistung normalerweise in Übereinstimmung mit einem Nieder­ drückbetrag eines Gaspedals oder Beschleunigungspedals abgegeben wird, und einer Eingangswelle eines synchronisierten mechani­ schen Schaltgetriebes angeordnet ist, in welchem Vorwärtsgang­ stufeneinheiten vorgesehen sind;
einem kraftbetriebenen Schaltwahlaktuator zum Einrichten ei­ ner mechanischen Kopplung zwischen der Ausgangswelle des Motors und einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten;
einem manuell betätigten Schalthebel, der einen Vorwärtsmo­ dus oder eine Vorwärtsfahrtstellung einnimmt, bei dem ein Schal­ ten zwischen den Vorwärtsgangstufenstellungen ausgeführt werden kann, ohne den Schalthebel zu betätigen;
einer Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung zum Aus­ wählen einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten, die mit der Aus­ gangswelle des Motors gekoppelt werden soll, wenn der Vorwärts­ modus gewählt ist; und
einer Aktuatorantriebseinrichtung zum Antreiben des Kupp­ lungsaktuators und des Schaltwahlaktuators, um die Kopplung zwi­ schen der gewählten Vorwärtsgangstufeneinheit und der Ausgangs­ welle des Motors einzurichten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung eine nied­ rigste Vorwärtsgangstufeneinheit auswählt, wenn eine Fahrzeugge­ schwindigkeit, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßt ist, niedriger als ein vorgegebener Wert ist, und daß
die Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung eine der Vorwärtsgangstufeneinheiten auf der Basis einer Veränderung des Niederdrückbetrags eines Gaspedals auswählt, der durch einen Gaspedalstellungssensor erfaßt ist.

Die obige Aufgabe, weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Be­ schreibung bevorzugter beispielhafter Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung deutlicher, in der:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeuggetriebesy­ stems zeigt, auf das eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung angewandt ist;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zeigt, das Abläufe einer elektroni­ schen Steuereinheit der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zeigt, welches einzelne Abläufe im Schritt S106 des Flußdiagramms gemäß Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zeigt, das einzelne Abläufe im Schritt S206 des Flußdiagramms in Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zeigt, das andere einzelne Abläufe in Schritt S206 des Flußdiagramms in Fig. 3 zeigt;

Fig. 6 ein Korrelationsdiagramm ist, das eine Beziehung zwi­ schen jeder der Vorwärtsgangstufeneinstellungen und einem Gaspe­ dalniederdrückgrenzwert, der in drei Stufen STr1, STr2 und STr3 unterteilt ist, zeigt;

Fig. 7 eine elektromagnetische Kupplung eines dritten Modus zeigt, die in ihrer Schaltvorgangsstellung ist;

Fig. 8 ein Korrelationsdiagramm ist, das eine Beziehung zwi­ schen jeder Vorwärtsgangstufenstellung, einem Gaspedalnieder­ drückbetrag und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt; und

Fig. 9 ein Korrelationsdiagramm ist, das eine Beziehung zwi­ schen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Gaspedalniederdrück­ betragsgrenzwert zeigt, der in drei Stufen STr1, STr2 und STr3 unterteilt ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend genauer unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

In Fig. 1 ist ein Diagramm eines Fahrzeuggetriebesystems ge­ zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist. Ein Mo­ tor 10 hat eine Ausgangswelle 11, von der ein Drehmoment oder eine Motorleistung über eine Kupplung 20 auf eine Eingangswelle 31 eines synchronisierten mechanischen Schaltgetriebes 30 über­ tragen wird, wobei das resultierende Drehmoment über eine Aus­ gangswelle 32 des Schaltgetriebes 30, eine Antriebswelle 41, ei­ nen Differentialgetriebemechanismus 42 und ein Paar von den Rä­ dern 44 und 44 hinteren entsprechenden Achsen 43 und 43 auf ein Paar von Hinterrädern 44 und 44 übertragen wird.

Dem Motor 10 ist eine Drosselklappe 12 zugeordnet, die durch einen elektrisch betriebenen Drosselaktuator A1 angetrieben wird, der der Steuerung einer elektronischen Steuereinheit ECU unterliegt.

Eine Kupplung 20 hat die Form einer bekannten Reibungskupp­ lung, deren Eingriff durch eine Feder bewerkstelligt wird. Um einen solchen Eingriff zu lösen, ist ein elektrisch betriebener Kupplungsaktuator A2 vorgesehen, der ebenfalls der Steuerung der elektronischen Steuereinheit ECU unterliegt.

Das mechanische Schaltgetriebe 30 ist derart aufgebaut, daß ein elektrisch betätigter Schaltwahlaktuator A3 synchronisierte Gangwechsel zwischen den verschiedenen Gängen ermöglicht. Der elektrisch betriebene Schaltwahlaktuator A3 unterliegt der Steuerung der elektronischen Steuereinheit ECU.

Ein Schalthebel 50 ist mechanisch außer Eingriff mit dem Schaltgetriebe 30 bzw. davon getrennt. Der Schalthebel 50 kann zwischen einer R-Modusstellung für eine Rückwärtsgangstellung, einer N-Modusstellung für eine Leerlauf- oder Neutralstellung, einer E-Modusstellung für das Schalten von Gängen zwischen ver­ schiedenen Vorwärtsgangstellungen ohne Betätigung des Schalthe­ bels 50, d. h. automatisch und einer S-Modusstellung für den Gangwechsel zwischen verschiedenen Vorwärtsgangstellungen mit Betätigung des Schalthebels 50 bewegt werden. Wenn der Schalthe­ bel 50 in der S-Modusstellung ist, wird der Schalthebel 50 bei seiner Betätigung von dieser ausgehend in eine von einer (+) Stellung und einer (-) Stellung verlagert. Wenn jedoch keine Kraft auf den Schalthebel 50 aufgebracht wird, verbleibt der Schalthebel 50 in einer Mittelstellung zwischen den (+) und (-) Stellungen.

Wie bekannt ist, umfaßt die elektronische Steuereinheit ECU als Hauptkomponenten ROMs, RAMs, Zeitgeber und eine Zentralein­ heit CPU (alle nicht gezeigt). Zusätzlich zu einem Signal ID, das die Position eines Zündschloßschalters wiedergibt, ist die elektronische Steuereinheit ECU ausgelegt, Ausgangssignale von jedem der Sensoren S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 und anderen nicht gezeigten Sensoren zu empfangen. Das Ausgangssignal des Sensors S1 gibt eine von der R-Modusstellung, der N- Modusstellung, der E-Modusstellung, der Mittelstellung der S- Modusstellung, der (+) Stellung der S-Modusstellung und der (-) Stellung der S-Modusstellung wieder. Das Ausgangssignal des Sen­ sors S2 gibt einen Niederdrückbetrag oder eine Betätigungsmenge oder eines Beschleunigungspedals AP wieder. Die Ausgangssignale der Sensoren S3, S4, S5, S6, S7 und S8 geben, in dieser Reihen­ folge, einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 12, eine Fahrzeugge­ schwindigkeit, einen tatsächlichen Zustand des Kupplungsaktua­ tors A2, einen tatsächlichen Zustand des Schaltwahlaktuators A3, eine Drehzahl des Motors 10 und eine Drehzahl der Eingangswelle 31 des Schaltgetriebes 30 an.

Auf der Basis des Eingangssignals IG und der Signale von den einzelnen Sensoren S1 bis einschließlich S8 führt die elektroni­ sche Steuereinheit ECU Steuerprogramme entsprechend den zugehö­ rigen in Fig. 2 bis 5 gezeigten Flußdiagrammen aus. Genauer ge­ sagt, die elektronische Steuereinheit ECU beginnt das Programm im Schritt S101 auszuführen, wenn immer der Zündschlüssel von einer AUS-Stellung in eine EIN-Stellung überführt wird. Im Schritt S102 wird eine Initialisierung ausgeführt. In den nach­ folgenden Schritten S103, Schritt S104, Schritt S105, Schritt S106 und Schritt S107 werden entsprechend eine Zeitgeberverar­ beitung ausgeführt, ein Eingabevorgang ausgeführt, eine Kupp­ lungssteuerung ausgeführt, eine Schaltungssteuerung ausgeführt bzw. eine Motorsteuerung gemacht. Dann wird im Schritt S108 ein Ausgabevorgang ausgeführt und danach kehrt die Steuerung zum Schritt S103 zurück. Eine solche sequentielle Ausführung der Schritte S103 bis S108 wird auf zyklische Weise mit einer Peri­ ode von beispielsweise 4 µsek. ausgeführt.

Die im Schritt S105 ausgeführte Kupplungssteuerung dient da­ zu, einen gewünschten Kupplungsmodus aus einem Trennzustand der Kupplung beim Motorstart, einem Aufrechterhalten des Trennzu­ stands der Kupplung im Leerlauf des Motors, einem Aufrechterhal­ ten eines Kupplungseingriffs, während das Fahrzeug normal fährt, einem Kupplungsausrücken bei einer Gangwechselanforderung, einem Kupplungswiedereingriff, bei Beendigung des Gangwechselvorgangs usw. auszuwählen.

In der im Schritt S106 ausgeführten Schaltungssteuerung wird eine Gangstufenstellungsauswahl des mechanischen Schaltgetriebes 30 in Abhängigkeit von einer Stellung des Schalthebels 50 oder anderen Faktoren, die später beschrieben werden, ausgeführt.

In der im Schritt S107 ausgeführten Motorsteuerung wird eine Motorleistungsmoduswahl aus einer Motorsteuerung während der Normalfahrt des Fahrzeugs, einer Motorleistungsverminderungs­ steuerung bei Anforderung einer Kupplungstrennung, eine Motor­ leistungswiederherstellungssteuerung bei der Anforderung eines Kupplungseingriffs usw. getroffen. In dem Modus der Motorsteue­ rung während der Normalfahrt des Fahrzeugs steht die Öffnung bzw. der Öffnungsbetrag der Drosselklappe 12 in Beziehung mit dem Niederdrückbetrag des Gaspedals AP.

Der Ausgabevorgang im Schritt S108 dient dazu, ein Kupp­ lungsaktuatorantriebssignal, ein Schaltwahlaktuatorantriebs­ signal und ein Drosselklappenaktuatorantriebssignal herauszuge­ ben, die jeweils auf dem ausgewählten Kupplungssteuerungsmodus im Schritt S105, der ausgewählten Gangstufenstellung im Schritt S106 und dem ausgewählten Motorleistungssteuerungsmodus im Schritt S107 basieren.

Gemäß Fig. 3, in welcher die Schaltungssteuerung im Schritt S106 in Fig. 2 in Form eines Flußdiagramms detailliert ist, wird im Schritt S201 überprüft, ob der Schalthebel 50 in der R- Stellung ist oder nicht. Wenn dies so ist, wird Schritt S202 für die Auswahl der Rückwärtsgangstellung ausgeführt, wodurch ein Rückwärtsgang eingelegt wird und die Steuerung kehrt zum Schritt S102 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis im Schritt S201 negativ ist, wird der Schritt S203 ausgeführt, um zu beurteilen, ob der Schalthebel 50 in der N-Stellung ist oder nicht. Wenn das Ergeb­ nis positiv ist, wird im Schritt S204 die Neutral- oder Leer­ laufstellung ausgewählt und die Steuerung kehrt zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück. Wenn der Schalthebel im Schritt S203 nicht als in der N-Stellung befunden wird, wird Schritt S205 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Schalthebel 50 in der E-Stellung ist oder nicht. Wenn dies so ist, wird Schritt S206 ausgeführt und es wird eine passende Vorwärtsgangstufenstellung auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Veränderung oder Verände­ rungsbewegung des Gaspedals AP, wie später beschrieben wird, ausgewählt und die Steuerung kehrt zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis des Schritts S205 nicht anzeigt, daß der Schalthebel 50 in der E-Stellung ist, wird Schritt S207 aus­ geführt, um zu beurteilen, ob der Schalthebel 50 in der S- Stellung ist oder nicht. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird überprüft, ob der Schalthebel 50 in der S-Stellung ist oder nicht. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird im Schritt S208 eine passende Gangstufenstellung auf der Basis der Schalthebelbetäti­ gung ausgewählt und die Steuerung kehrt zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis des Schritts S205 anzeigt, daß der Schalthebel 50 nicht in der S-Stellung ist, kehrt die Steuerung zu dem Schritt S107 in Fig. 2 zurück.

Gemäß Fig. 4 und 5, die einen genauen Ablauf des Schritts S206 in Fig. 3 zeigen, wird zunächst in einem Schritt S301 über­ prüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist, als ein vorbestimmter Wert Vr, beispielsweise 3 km/h. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird Schritt S302 ausgeführt, um eine erste Vor­ wärtsgangsstellung auszuwählen, und die Steuerung kehrt zum Schritt S102 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis von Schritt S302 zeigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich dem vorbestimmten Wert Vr ist, wird Schritt S303 ausgeführt, um einen ersten Grenzwert STr1, einen zweiten Grenzwert STr2 und einen dritten Grenzwert STr3, die mit dem Niederdrückbetrag ST des Gaspedals AP in Beziehung stehen, auf der Basis einer der­ zeitigen Vorwärtsgangstellung (zuvor gewählte Vorwärtsgangstel­ lung) und einem in Fig. 6 gezeigten Kennfeld auszuwählen, das eine Beziehung zwischen jeder Vorwärtsgangstellung und dem Nie­ derdrückbetrag ST des Gaspedals AP zeigt. Wie aus Fig. 6 zu er­ kennen ist, ist der erste Grenzwert STr1 für jede Vorwärtsgang­ stellung gleich und ist in der Nähe oder näheren Umgebung von Null gewählt. Andererseits werden der zweite Grenzwert STr2 und der dritte Grenzwert STr3, die jeweils größer als der erste Grenzwert STr1 bzw. der zweite Grenzwert STr2 sind, allmählich kleiner, wenn ein Hochschalten ausgeführt wird. Der zweite Grenzwert STr2 entspricht einer untersten Grenze eines Bereichs des Niederdrückens des Gaspedals AP, wenn eine Beschleunigung in jeder Vorwärtsgangstellung vorliegt. Der dritte Grenzwert STr3 entspricht der untersten Grenze eines Bereichs des Niederdrück­ betrags des Gaspedals AP, wenn eine Beschleunigung vorgenommen wird, nachdem aus einer konstanten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit ein Herunterschaltvorgang ausgeführt wurde. Der Grund dafür, daß die Vorwärtsgangstellungen sich hinsichtlich des zweiten Grenz­ werts STr2 und des dritten Grenzwerts STr3 unterscheiden, liegt darin, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit, jede der Vorwärtsgang­ stellungen und der Niederdrückbetrag des Gaspedals AP gemäß Fig. 6 korreliert sind.

Nach der Auswahl des ersten Grenzwerts STr1, des zweiten Grenzwerts STr2 und des dritten Grenzwerts STr3 im Schritt S303, wird Schritt S304 ausgeführt, um zu prüfen, ob der Niederdrück­ betrag ST des Gaspedals AP kleiner ist als der erste Grenzwert STr1. Wenn das Ergebnis wahr ist, wird die derzeitige Vorwärts­ gangstellung ausgewählt, und im Schritt S306 werden ein Hoch­ schaltflag Fup und ein Kick-Down-Flag Fkd ausgeschaltet. Danach kehrt die Steuerung zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück.

Wenn das Ergebnis von Schritt S304 zeigt, daß der Nieder­ drückbetrag ST des Gaspedals AP nicht niedriger ist als der er­ ste Grenzwert STr1, wird Schritt S307 in Fig. 5 ausgeführt, um zu prüfen, ob der Niederdrückbetrag ST des Gaspedals AP nicht niedriger ist als der erste Grenzwert STr1 und niedriger ist als der zweite Grenzwert STr2, oder nicht. Wenn das Ergebnis wahr ist, wird Schritt S308 ausgeführt, um zu prüfen, ob das Hoch­ schaltflag Fup AN ist oder nicht. Wenn das Hochschaltflag Fup AN ist, wird Schritt S309 ausgeführt, um zu prüfen, ob eine Dauer tx eines Zustands einen vorbestimmten Wert tr erreicht oder nicht, in welchem der Niederdrückbetrag ST des Gaspedals AP nicht niedriger ist als der erste Grenzwert STr1 und niedriger ist als der zweite Grenzwert STr2. Wenn das Ergebnis wahr ist, wird Schritt S310 ausgeführt, um eine nächsthöhere Vorwärtsgang­ stufenstellung auszuwählen als die gegenwärtige Vorwärtsgangstu­ fenstellung. Dann werden im Schritt S311 das Hochschaltflag Fup und das Kick-Down-Flag Fkd ausgeschaltet und die Steuerung kehrt zum Schritt S102 in Fig. 2 zurück.

Wenn das Ergebnis von Schritt S308 anzeigt, daß das Hoch­ schaltflag Fup ausgeschaltet ist, wird im Schritt S312 die ge­ genwärtige Vorwärtsgangstufenstellung ausgewählt und die Steue­ rung kehrt zum Schritt S102 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis von Schritt S309 zeigt, daß die Dauer tx weiterhin weniger ist als der vorbestimmte Wert tr, wird im Schritt S312 die gegenwär­ tige Vorwärtsgangstufenstellung ausgewählt und die Steuerung kehrt zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück.

Wenn das Ergebnis vom Schritt S307 falsch ist, d. h. der Nie­ derdrückbetrag ST des Gaspedals AP ist niedriger als der erste Grenzwert STr1 oder er ist nicht niedriger als der zweite Grenz­ wert STr2, wird im Schritt S313 geprüft, ob der Niederdrückbe­ trag ST des Gaspedals AP nicht niedriger als der zweite Grenz­ wert STr2 und niedriger ist als der dritte Grenzwert STr3 oder nicht. Wenn das Ergebnis wahr ist, werden im Schritt S314 das Hochschaltflag Fup und das Kick-Down-Flag Fkd auf AN gesetzt und im Schritt S315 wird die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung ausgewählt. Danach kehrt die Steuerung zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück.

Wenn das Ergebnis von Schritt S313 falsch ist, d. h. der Nie­ derdrückbetrag ST des Gaspedals AP ist niedriger als der zweite Grenzwert STr2 oder nicht größer als der dritte Grenzwert STr3, wird Schritt S316 ausgeführt, um zu prüfen, ob das Kick-Down- Flag Fkd AN ist oder nicht. Wenn das Ergebnis wahr ist, wird im Schritt S317 eine passende Vorwärtsgangstufenstellung K auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem in Fig. 7 gezeigten Kennfeld ausgewählt. Als nächstes wird Schritt S318 ausgeführt, um zu prüfen, ob die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses kleiner oder gleich der gewählten Vorwärtsgangstufenstellung K ist oder nicht. Wenn das Ergebnis wahr ist, wird im Schritt S319 die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung ausgewählt, und im Schritt S320 wer­ den das Hochschaltflag Fup und das Kick-Down-Flag Fkd auf AUS gesetzt. Danach kehrt die Steuerung zum Schritt S107 in Fig. 2 zurück. Wenn das Ergebnis von Schritt S318 falsch ist, d. h. die gegenwärtige Vorwärtsgangstufe ist nicht höher als die gewählte Vorwärtsgangstufenstellung K, wird Schritt S321 ausgeführt, um die gewählte Vorwärtsgangstufenstellung K in eine neu eingerich­ tete gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung zu bringen. Danach schreitet die Steuerung zum Schritt S320 fort. Es ist anzumer­ ken, daß in dem Kennfeld in Fig. 7 Bezugsziffern "1", "2", "3", "4" und "5" jeweils die erste Vorwärtsgangstufenstellung, die zweite Vorwärtsgangstufenstellung, die dritte Vorwärtsgangstu­ fenstellung, die vierte Vorwärtsgangstufenstellung und die fünf­ te Vorwärtsgangstufenstellung bezeichnen.

Das Kennfeld in Fig. 7 ist ausgelegt, um die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung zu halten oder um herunterzuschalten.

Wenn das Ergebnis von Schritt S316 zeigt, daß das Kick-Down- Flag Fkd nicht AN ist, wird Schritt S322 ausgeführt, um den ge­ genwärtigen Vorwärtsgang auszuwählen, und danach kehrt die Steuerung zum Schritt S102 in Fig. 2 zurück.

Wie aus dem Flußdiagrammen gemäß Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, wenn die E-Position durch den Schalthebel 50 gewählt ist, wird wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V weniger ist als eine vorgewählte Fahrzeuggeschwindigkeit Vr, die erste Vorwärtsgang­ stufenstellung, d. h. die unterste Vorwärtsgangstufenstellung, gewählt, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit Vr ist, wird eine passende Vorwärtsgangstufenstellung auf der Basis eines Niederdrückgrades ST des Gaspedals AP gewählt.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht niedriger als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vr ist, wird, (A) wenn im­ mer die nachfolgende Bedingung (1) erfüllt ist, eine höhere Vor­ wärtsgangstufenstellung als die gegenwärtige Vorwärtsgangstufen­ stellung ausgewählt, (B) wenn immer die nachfolgende Bedingung (2) erfüllt ist, eine niedrigere Vorwärtsgangstufenstellung aus den Vorwärtsgangstufenstellungen in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei Erfüllen der Bedingung (2) und der gegenwärtig gewählten Vorwärtsgangstufenstellung ausgewählt und, (C) wenn weder die Bedingung (1) noch die Bedingung (2) erfüllt sind, bleibt die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung ausge­ wählt.

Bedingung (1) : Der Niederdrückbetrag ST des Gaspedals AP steigt von einem Wert, der kleiner ist als der zweite Grenzwert STr2 und oberhalb des ersten Grenzwerts STr1 ist, auf einen Wert an, der kleiner ist als der dritte Grenzwert STr3 und oberhalb des zweiten Grenzwerts STr2 ist, als nächstes wird der Nieder­ drückbetrag ST des Gaspedals AP von dem sich ergebenden Wert auf einen Wert vermindert, der kleiner als der zweite Grenzwert STr2 und oberhalb des ersten Grenzwerts STr1 ist und ein Zustand, in welchem der Niederdrückbetrag des Gaspedals AP kleiner als der zweite Grenzwert STr2 und oberhalb des ersten Grenzwert STr1 ist, hält für eine Dauer tr an.

Bedingung (2): Der Niederdrückbetrag des Gaspedals AP wird von einem Wert, der niedriger ist als der zweite Grenzwert STr2 auf einen Wert erhöht, der oberhalb des dritten Grenzwerts STr3 ist.

Wie oben beschrieben wurde, bewirken in der in Fig. 1 bis 7 gezeigten Vorrichtung, während das Fahrzeug mit einer Geschwin­ digkeit oberhalb der vorbestimmten Geschwindigkeit Vr fährt, während der Schalthebel 50 in der E-Stellung ist, eine Betäti­ gung des Gaspedals AP, die die obige Bedingung (1) erfüllt, ein Hochschalten zwischen den Vorwärtsgangstufenstellungen, und eine Betätigung des Gaspedals AP, die die obige Bedingung (2) er­ füllt, ein Herunterschalten zwischen dem Vorwärtsgangstufenstel­ lungen. Mit anderen Worten, nach dem Niederdrücken des Gaspedals AP über den zweiten Grenzwert STr2 wird, wenn das Gaspedal AP aus dem Wert losgelassen wird, der niedriger als der zweite Grenzwert STr2 und oberhalb des ersten Grenzwerts STr1 ist und wenn der sich ergebende Zustand für die Zeitdauer tr anhält, das vorgenannte Hochschalten ausgeführt. Ein solches Hochschalten bewirkt, daß die Beschleunigung zeitweise bemerkenswert langsa­ mer wird, wodurch der Fahrer selten ein ungewöhnliches Betäti­ gungsgefühl erhält, und wobei zusätzlich keine Betätigung des Schalthebels 50 erforderlich ist, um zwischen den Vorwärtsgang­ stufenstellungen zu schalten.

In dem Kennfeld in Fig. 6 ist eine Veränderung des zweiten Grenzwerts STr2 und des dritten Grenzwerts STr3 in Abhängigkeit von der Veränderung der Vorwärtsgangstufenstellung eingerichtet. Anstelle des letzteren Faktors ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendbar.

Es ist anzumerken, daß der Kupplungsaktuator A2 und der Schaltwahlaktuator A3 nicht auf elektrisch betätigte Elemente beschränkt sind, und folglich können fluidbetriebene Elemente verwendet werden. Zudem ist die Motorleistungssteuerung beim Schalten nicht auf die Steuerung der Drosselklappe 12 beschränkt und folglich kann statt dessen die Steuerung eines Zündzeit­ punkts oder die Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge verwendet werden.

Wie zuvor ausführlich beschrieben wurde, kann die erfin­ dungsgemäße Fahrzeugsteuervorrichtung ein Schalten zwischen Vor­ wärtsgangstufenstellungen bewerkstelligen, ohne daß der Schalt­ hebel betätigt wird, wobei kein ungewöhnliches Betriebsgefühl auf den Fahrer wirkt, obwohl zeitweise eine langsame Beschleuni­ gung beim Schalten erzeugt wird.

Die Erfindung wurde somit unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben, es ist jedoch anzumerken, daß die Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten der dargestellten Strukturen begrenzt ist, sondern daß Veränderungen und Modifika­ tionen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der nachfol­ genden Ansprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Steuervorrichtung zum Schalten zwischen Vorwärtsgangstufen­ stellungen zur Verwendung in Fahrzeugen, mit:
einem kraftbetätigten Kupplungsaktuator (A2) zum Ausrücken einer Kupplung (20), die zwischen einer Ausgangswelle (11) eines Motors (10), von der eine Leistung normalerweise in Übereinstim­ mung mit einem Niederdrückbetrag eines Gaspedals (AP) abgegeben wird, und einer Eingangswelle (31) eines synchronisierten mecha­ nischen Schaltgetriebes (30) angeordnet ist, in welchen Vor­ wärtsgangstufeneinheiten vorgesehen sind;
einem kraftbetriebenen Schaltwahlaktuator (A3) zum Einrich­ ten einer mechanischen Kopplung zwischen der Ausgangswelle (11) des Motors (10) und einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten;
einem manuell betätigten Schalthebel (50), der einen Vor­ wärtsmodus einnimmt, bei dem ein Schalten zwischen den Vorwärts­ gangstufenstellungen ausgeführt werden kann, ohne den Schalthe­ bel (50) zu betätigen;
einer Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung zum Aus­ wählen einer der Vorwärtsgangstufeneinheiten, die mit der Aus­ gangswelle (11) des Motors (10) gekoppelt werden soll, wenn der Vorwärtsmodus gewählt ist; und
einer Aktuatorantriebseinrichtung zum Antreiben des Kupp­ lungsaktuators (A2) und des Schaltwahlaktuators (A3), um die Kopplung zwischen der gewählten Vorwärtsgangstufeneinheit und der Ausgangswelle (11) des Motors (10) einzurichten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung eine nied­ rigste Vorwärtsgangstufeneinheit auswählt, wenn eine Fahrzeugge­ schwindigkeit (V), die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor (S4) erfaßt ist, niedriger als ein vorgegebener Wert (Vr) ist, und
die Vorwärtsgangstufenstellungsauswahleinrichtung eine der Vorwärtsgangstufeneinheiten auf der Basis einer Veränderung des Niederdrückbetrags (ST) des Gaspedals (AP) auswählt, der durch einen Gaspedalstellungssensor (S2) erfaßt ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit (V) nicht niedriger als die vorbestimmte Fahr­ zeuggeschwindigkeit (Vr) ist, wird von der Vorwärtsgangstufen­ stellungsauswahleinrichtung,
wenn immer die nachfolgende Bedingung (1) erfüllt ist, eine hö­ here Vorwärtsgangstufenstellung als die gegenwärtige Vorwärts­ gangstufenstellung ausgewählt,
wenn immer die nachfolgende Bedingung (2) erfüllt ist, eine niedrigere Vorwärtsgangstufenstellung aus den Vorwärtsgangstu­ fenstellungen in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der gegenwärtig gewählten Vorwärtsgangstufenstellung bei Erfüllen der Bedingung (2) ausgewählt, und
wenn weder die Bedingung (1) noch die Bedingung (2) erfüllt sind, bleibt die gegenwärtige Vorwärtsgangstufenstellung auf­ rechterhalten, wobei die Bedingungen (1) und (2) lauten:
Bedingung (1): Der Niederdrückbetrag (ST) des Gaspedals (AP) steigt von einem Wert, der kleiner ist als der zweite Grenzwert (STr2) und oberhalb des ersten Grenzwerts (STr1) ist, auf einen Wert an, der kleiner als der dritte Grenzwert (STr3) und ober­ halb des zweiten Grenzwerts (STr2) ist, als nächstes wird der Niederdrückbetrag (ST) des Gaspedals (AP) von dem sich ergeben­ den Wert auf einen Wert vermindert, der kleiner als der zweite Grenzwert (STr2) und oberhalb des ersten Grenzwerts (STr1) ist und ein Zustand, in welchem der Niederdrückbetrag des Gaspedals (AP) kleiner als der zweite Grenzwert (STr2) und oberhalb des ersten Grenzwerts (STr1) ist, hält für eine Dauer (tr) an, wäh­ rend Bedingung (2) lautet:
Bedingung (2): Der Niederdrückbetrag des Gaspedals (AP) wird von einem Wert, der niedriger ist als der zweite Grenzwert (STr2) auf einen Wert erhöht, der oberhalb des dritten Grenz­ werts (STr3) ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Grenzwert (STr2) und der dritte Grenzwert (STr3) in Abhängigkeit von der gewählten Vorwärtsgangstufenstellung verändert sind.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Grenzwert (STr2) und-der dritte Grenzwert (STr3) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) verändert sind.