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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische
Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe für die
automatische Wahl einer optimalen Getriebestellung in
Abhängigkeit von der Fahrbedingung eines Kraftfahrzeuges.
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Elektronische Steuervorrichtungen für automatische Getriebe
sind für die exakte Steuerung von Getrieben mit
elektronischen Steuereinheiten vorgeschlagen worden.
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Bei einer derartigen elektronischen Steuervorrichtung
für ein automatisches Getriebe werden ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Impulse) von einem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein Signal (Spannung), das dem
Betätigungsbetrag eines Gaspedales entspricht, von einem
Gaspedalsensor und ein Wahlsignal (Matrixsignal) von einem
Wählhebel an eine elektronische Steuereinheit gegeben, die
dann ein Steuersignal hervorbringt, um einen
Kupplungsbetätiger und einen Getriebebetätiger zu betreiben, um
damit nacheinander eine Kupplung zu lösen, die Gänge
in die neutrale Stellung zu bringen, eine gewünschte
Getriebestellung zu wählen, zu schalten und die Kupplung
in Eingriff zu bringen.
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Schaltkarten, die durch die Wählhebel ausgewählt werden,
haben Hochschalt- und Runterschaltkarten, die durch den
Betätigungsbetrag des Gaspedales und die
Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt werden. Der Gangwechselbetrieb wird
nach diesen Karten durchgeführt.
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Die Fig. 4 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine
Schaltvorgabekarte als Beispiel. Die Schaltvorgabekarte wird
durch ein Diagramm dargestellt, das eine horizontale
Achse zur Anzeige der Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h)
und eine vertikale Achse hat zur Anzeige der Beträge
der Gaspedalöffnung, die von der Leerlaufstellung zu
einer Vollgasstellung reicht. Die ausgezogenen Kurven
zeigen Hochschaltvorgaben für entsprechende
Getriebestellungen, und die gestrichelten Kurven zeigen
Runterschaltvorgaben für ansprechende Getriebestellungen.
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Gemäß einem herkömmlichen Verfahren zur Festlegung einer
optimalen Getriebestellung unter Benutzung lediglich
der Schaltvorgaben, wenn das Fahrzeug durch Niedertreten
des Gaspedals beschleunigt wird und dann in einen normalen
Fahrtzustand durch Zurücknehmen des Gaspedals eintritt,
gibt es die Neigung, daß die Gänge um zwei
Getriebestellungen oder mehr aufwärts geschaltet werden. Wenn das
Gaspedal nachfolgend geringfügig niedergetreten wird,
um den normalen Fahrtzustand beizubehalten, werden die
Gänge heruntergeschaltet. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug,
das in der dritten Schaltstellung fährt, beschleunigt
wird und dann das Gaspedal zurückgenommen wird,
überspringt das Getriebe die vierte Schaltstellung und
schaltet in die fünfte Getriebestellung, und wenn das Gaspedal
nachfolgend um einen geringen Betrag niedergetreten wird,
schaltet das Getriebe herunter in die vierte
Getriebestellung.
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Ein leichtes Zurücknehmen des Gaspedals zur Erzielung
eines normalen Fahrtzustandes und das erneute Betätigen
des Gaspedals zur Beibehaltung des normalen Fahrzustandes
werden in einem relativ kurzen Zeitraum bewirkt. Deshalb
ist in dem vorangehenden Beispiel das Schalten von der
dritten Getriebestellung in die fünfte Getriebestellung
unter Überspringen der vierten Getriebestellung nutzlos,
es sollte nämlich von der dritten Getriebestellung direkt
in die vierte Getriebestellung hochgeschaltet werden.
Die herkömmliche elektronische Steuervorrichtung für
ein automatisches Getriebe hat jedoch versagt, die Gänge
für ein derartiges direktes Hochschalten zu schalten.
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Wenn der Fahrer die Motorbremse für vor ihm befindliche
Verkehrssituationen ausnutzen will, während das Fahrzeug
beschleunigt wird, nimmt der Fahrer das Gaspedal zurück,
um die Motorbremse zu aktivieren. In diesem Fall ist
ein Hochschalten über zwei oder mehr Getriebestellungen
wahrscheinlich, und folglich steht eine wirksame
Motorbremse nicht zur Verfügung.
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Die Bereitstellung einer elektronischen Steuervorrichtung
für ein automatisches Getriebe ist deshalb eine
angestrebte Aufgabe, die in der Lage ist, unnötige
Gangwechseloperationen aufgrund eines Hochschaltens über zwei
oder mehr Getriebestellungen auf der Basis von
Schaltvorgaben, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit und
Beträgen der Gaspedalöffnung abhängen, und ein Herunterschalten
unmittelbar nach einem derartigen Hochschalten zu
vermeiden. Ein solches System ist in der US-A-4,486,838 gezeigt,
das Mittel zum Vergleichen einer Getriebestellung, die
durch eine derartige Schaltvorgabekarte veranlaßt wird,
mit der derzeitigen Getriebestellung und Mittel zur
Unterdrückung eines Gangwechsels zu der vorgegebenen
Getriebestellung und Durchführung eines Gangwechsels zu einer
Getriebestellung umfaßt, die einen Gang höher ist als die
derzeitige Getriebestellung für eine vorgeschriebene
Zeitperiode, wenn die vorgegebene Getriebestellung ein
Hochschalten in eine Getriebestellung verlangt, die zwei
oder mehr Getriebestellungen höher als die derzeitige
Getriebestellung als Ergebnis eines Vergleiches in den
genannten ersten Mitteln ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt
darin, eine elektronische Steuervorrichtung für ein
automatisches Getriebe vorzusehen, die in der Lage ist,
ein Hochschalten über zwei oder mehr Getriebestellungen
auf der Basis von Schaltvorgaben zu verhindern, wenn
ein Gaspedal für das Bremsen mit dem Motor
zurückgenommen wird, so daß wirksames Motorbremsen zur
Verfügung steht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische
Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe mit
einer Schaltvorgabekarte zur Vorgabe einer optimalen
Getriebestellung auf der Basis eines
Fahrzeuggeschwindigkeitssignales und eines Beschleunigeröffnungssignales
vorgesehen, die erste Mittel für den Vergleich einer
Getriebestellung, die durch die Schaltvorgabekarte
vorgegeben ist, mit der derzeitigen Getriebestellung und
zweite Mittel zum Unterdrücken eines Schaltvorganges
auf die vorgegebene Getriebestellung und zur Bewirkung
eines Gangwechsels in eine Getriebestellung umfaßt, die
einen Gang höher ist als die derzeitige Getriebestellung
für eine vorgegebene Zeitperiode, wenn die vorgegebene
Getriebestellung einen Aufwärtsschaltvorgang zu einer
Getriebestellung verlangt die zwei oder mehr Gänge höher
ist als die derzeitige Getriebestellung als Folge eines
Vergleiches in den ersten Mitteln, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß
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die zweiten Mittel Mittel zur Festlegung der
genannten Zeitperiode in Abhängigkeit von der derzeitigen
Getriebestellung einschließen.
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Bei dem herkömmlichen Getriebeschaltverfahren gibt es
die Tendenz, dar ein Hochschalten über zwei oder mehr
Getriebestellungen durchgeführt wird, selbst wenn das
Beschleuniger- oder Gaspedal für das Bremsen mit dem
Motor zurückgenommen wird, und folglich steht ein
wirksames Bremsen mit dem Motor nicht zur Verfügung. Dieses
Problem kann mit der vorliegenden Erfindung gelöst
werden, da ein Hochschalten über zwei oder mehr
Getriebestellungen verhindert wird.
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Ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm einer elektronischen
Steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe gemäß der
Erfindung ist;
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Fig. 2(a) und 2 (b) sind Flußdiagramme einer
Prozeßsequenz zur Festlegung einer optimalen Getriebestellung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das
Gangwechselcharakteristiken zeigt, und
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das Schaltvorgaben für
ein Getriebe wiedergibt.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat ein Verbrennungsmotor
11 eine Ausgangswelle, auf der ein Schwungrad 12
angebracht ist. Der Verbrennungsmotor 11 schließt einen
Vergaser 28 mit einem Drosselventil 29 für die Steuerung
des Gemisches aus Kraftstoff und Luft ein, das in den
Motor 11 einzusaugen ist. Das Drosselventil 29 wird
während des Betriebes durch einen Drosselbetätiger 30 in
Form eines Schrittmotors gesteuert.
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Es gibt in der Form einer bekannten Reibungskupplung
eine Kupplung 13, die mit Hilfe eines Öffnungshebels
16 geschlossen und geöffnet wird. Der Öffnungshebel 16
wird durch einen Kupplungsbetätiger 14 betätigt, der
eine Kolbenstange 15 aufweist, die mit dem
Öffnungshebel 16 verbunden ist. Der Kupplungsbetätiger 14 wird
durch hydraulischen Steuerdruck von einem hydraulischen
Druckmechanismus 18 betrieben. Ein Getriebe 20 hat eine
Eingangswelle 19, die mit einer Antriebsplatte 13a der
Kupplung 13 verbunden ist. Die Gänge des Getriebes 20
werden durch einen Getriebebetätiger 21a geschaltet,
der durch hydraulischen Steuerdruck von dem
hydraulischen Druckmechanismus 18 betrieben wird.
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Nahe dem Schwungrad 12 ist ein Motordrehsensor 17
angebracht. In der Nähe einer Ausgangswelle 22 des Getriebes
20 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 angebracht.
Die gewählte Getriebestellung des Getriebes 20 wird durch
einen Getriebestellungssensor 21b festgestellt. Die
Betriebsposition des Kupplungsbetätigers 14 wird durch
einen Kupplungshubsensor 32 festgestellt. Durch diese
Sensoren festgestellte Signale werden an eine
elektronische Steuereinheit 31 gegeben.
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Durch den Fahrer wird ein Wählhebel 24 bedient, um durch
Bewegen in unterschiedliche Stellungen unterschiedliche
manuelle Bereiche anzuwählen, nämlich einen "N"-Bereich
(neutrale Getriebestellung), einen "R"-Bereich
(Rückwärtsgang-Stellung), einen "1"-Bereich (erste
Getriebestellung) einen "2" -Bereich (Zweite-Gang-Stellung)
einen "3"-Bereich (dritte GetriebestelIung) , einen
''411-Bereich (vierte Getriebestellung) und einen "5"-
Bereich (fünfte Getriebestellung) und einen "D"-Bereich
(eine automatische Gangschaltung von der ersten bis zur
sechsten Getriebestellung). Die gewählte Stellung des
Wählhebels 24 wird durch einen Wahlsensor 25 festgestellt,
der ein festgestelltes Signal an die elektronische
Steuereinheit
31 gibt.
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Der Betätigungsbetrag (Beschleunigeröffnung) eines
Gaspedales 26 wird durch einen Beschleunigersensor 27
festgestellt, der ein festgestelltes Signal an die
elektronische Steuereinheit 31 gibt.
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Die elektronische Steuereinheit 31 umfaßt Speicher wie
ein ROM 31a und ein RAM 31b, ein Interface 31c, und einen
Prozessor 31d. Die elektronische Steuereinheit 31 legt
eine optimale Getriebestellung auf der Basis der
festgestellten Signale von den unterschiedlichen Sensoren fest
und gibt Steuersignale an den Getriebebetätiger 21a,
den Kupplungsbetätiger 14, den Drosselbetätiger 30 und
den hydraulischen Druckmechanismus 18.
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Mit Bezug auf das Flußdiagramm der Figuren 2(a) und 2(b)
werden Mittel zur Festlegung einer optimalen
Getriebestellung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(1) Manueller Bereich:
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Wenn der Wählhebel 24 in einem der manuellen Bereiche
oder dem neutralen Bereich in einem Schritt S1 ist, geht
die Steuerung zu einem Schritt 58.
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In dem automatischen Schaltbereich wird ein
Manuellbereich-Flag eingesetzt, um festzustellen, daß der
automatische Schaltbereich nach einem manuellen
Schaltbereich angewählt ist. Während des manuellen Bereiches
befindet sich der Manuellbereich-Flag in EIN (Schritt
8).
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Gemäß dem gewählten manuellen Bereich wird in einem
Schritt S9 eine anzufahrende Getriebestellung
festgelegt, und die festgelegte Getriebestellung wird in
einem Speicher A gespeichert. Dann wird ein Zeitglied
zur Unterdrückung eines Hochschaltbefehls um zwei Gänge
in dem automatischen Schaltbereich in einem Schritt S11
gesetzt, und ein Ungültigkeitsflag, der auf EIN steht,
während der Aufwärtsschaltbefehl um zwei Gänge
unterdrückt wird, wird in einem Schritt S12 neu gesetzt
(AUS).
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Danach wird die gespeicherte Information des Speichers
A, die aus dem Schritt S10 stammt, für eine optimale
Getriebespeicherstellung in einem Schritt S23 ersetzt,
die als eine aktuelle optimale Getriebestellung benutzt
wird. Die optimale Getriebestellung wird mit der
derzeitigen Getriebestellung in einem Schritt S24
verglichen. Wenn die optimale Getriebestellung und die
derzeitige Getriebestellung dieselbe sind, wird die
Kupplung normal in einem Schritt S25 betätigt. Wenn die
optimale Getriebestellung und die derzeitige
Getriebestellung voneinander abweichen, wird das Getriebe in
die optimale Getriebestellung in einem Schritt S26
geschaltet.
(2) Automatischer Schaltbereich:
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Wenn in dem Schritt S1 der automatische Schaltbereich
gewählt ist, wird eine anzustrebende Getriebestellung
durch eine Schaltvorgabe in einem Schritt S2
festgelegt und die festgelegte Getriebestellung wird in
einem Speicher B in einem Schritt S3 gespeichert. Dann
wird die gespeicherte Getriebestellung mit der
derzeitigen Getriebestellung in einem Schritt S4 verglichen.
Wenn die gespeicherte Getriebestellung in dem Speicher
B ein Herunterschalten gegenüber der derzeitigen
Getriebestellung verlangt oder dieselbe Getriebestellung ist,
wird in einem Schritt S6 das Flag des manuellen Bereiches
AUS, der Inhalt des Speichers B zu dem Speicher A
transferiert, und dann geht die Steuerung zu dem Schritt
S11, um einen Gangwechsel zu der Getriebestellung zu
bewirken, die in dem Speicher B abgelegt ist. Die
nachfolgende Operation ist dieselbe wie in dem manuellen
Bereich (1).
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Wenn die gespeicherte Getriebestellung in dem Speicher
B eine höhere Getriebestellung als die derzeitige
Getriebestellung ist (also ein Hochschaltbefehl), wird
in einem Schritt S5 das Flag des manuellen Bereiches
überprüft. Wenn das Flag des manuellen Bereiches EIN
ist, ist der automatische Schaltbereich nach einem
manuellen Schaltbereich gewählt worden, und folglich
geht die Steuerung zu dem Schritt S6, um einen
Gangwechsel zu der Getriebestellung gemäß der
Schaltvorgabe zu gestatten.
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Wenn das Flag des manuellen Bereiches AUS ist in dem
Schritt S5, wird in einem Schritt S13 das
Ungültigkeitsflag überprüft. Wenn das Ungültigkeitsflag AUS ist, dann
wird in einem Schritt S14 in dem Speicher A eine
Getriebestellung gespeichert, die gleich dem Klammerausdruck
(vorangehende optimale Getriebestellung + ein höherer
Gang), um ein Hochschalten über zwei oder mehrere
Getriebestellungen zu vermeiden, und ein Wert entsprechend
einer Zeitperiode, in der in diese Getriebestellung
geschaltet werden soll, wird unter Benutzung der
vorangehenden Getriebestellung als ein Faktor festgelegt und
in einem Schritt S15 zu einem Zeitglied gegeben. Danach
ist in einem Schritt S16 das Ungültigkeitsflag, das
anzeigt, daß der Aufwärtsschaltbefehl um zwei
Getriebestellungen unterdrückt wird, EIN, von wo aus die
Steuerung in einem Schritt S23 für ein Hochschalten um eine
Getriebestellung geht.
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Wenn das Ungültigkeitsflag EIN ist in dem Schritt S13
(also ein Hochschalten über zwei oder mehr
Getriebestellungen verhindert wird), wird in einem Schritt S17 der
Wert des Zeitgliedes überprüft. Wenn der Wert des
Zeitgliedes nicht 0 (≠ 0) ist, wird der Wert des
Zeitgliedes in einem Schritt S21 vermindert, und die
vorangehende Getriebestellung wird in einem Schritt S22 für
den Speicher A ersetzt, worauf sich der Schritt S23
anschließt um ein Hochschalten um eine Getriebestellung
zu behalten.
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Wenn in dem Schritt S17 der Zeitgliedwert = 0 ist, wird
in einem Schritt S18 der Betätigungsbetrag des
Gaspedales bestätigt, um die Bedingung für die
Vervollständigung des Hochschaltens um eine Getriebestellung zu
überprüfen. Wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedals = 0
ist, also sich in der Leerlaufposition befindet, geht
die Steuerung zu dem Schritt S22, um ein Hochschalten
über zwei oder noch mehr Getriebestellungen zu
verhindern, um so das Bremsen mit dem Motor sicherzustellen.
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Wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedales ≠ 0 ist, dann
ist, um ein Hochschalten über zwei oder mehr
Getriebestellungen zu bewirken, das Ungültigkeitsflag AUS in
einem Schritt S19, und eine Getriebestellung gleich dem
Klammerausdruck (vorangehende optimale Getriebestellung
+ ein weiterer Gang) (also ein Hochschalten um zwei
Getriebestellungen) wird für den Speicher A ersetzt,
worauf die Steuerung zu dem Schritt S4 zurückkehrt. Wenn
das erste Hochschalten drei oder mehr
Getriebestellungen betrifft, wird der vorangehend beschriebene Ablauf
wiederholt, um ein Hochschalten für jede
Getriebestellung durchzuführen.
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Die Fig. 3 zeigt Getriebestellungscharakteristiken des
Getriebes als Diagramm, von denen jedes Diagramm eine
horizontale Achse zur Anzeige der Zeit t und eine
vertikale Achse zur Anzeige der Getriebestellungen
aufweist.
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Die Fig. 3(a) zeigt ein Beispiel, bei dem ein manueller
Bereich angewählt ist und ein Hochschalten über zwei
oder mehr Getriebestellungen gestattet ist. Bei diesem
Beispiel fährt das Fahrzeug mit dem Getriebe in der
manuellen zweiten Getriebestellung bis zu einer Zeit t&sub1;,
worauf der Wählhebel geändert wird, um die
Getriebestellung von dem "2"-Bereich zu dem "4" -Bereich zu
ändern. Das Getriebe wird in die manuelle vierte
Getriebestellung mit einer geringfügigen Zeitverzögerung an der
Zeit t&sub1; eingelegt.
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Die Fig. 3(b) zeigt ein Beispiel, bei dem der
automatische Schaltbereich nach einem manuellen Schaltbereich
gewählt worden ist und ein Aufwärtsschalten über zwei
oder mehr Getriebestellungen gestattet ist. Das
Fahrzeug fährt mit dem Getriebe in der zweiten
Getriebestellung bis zu einer Zeit t&sub2;, worauf der Wählhebel
in den "D"-Bereich für den automatischen Bereich
verstellt wird. Die Getriebestellung wird mit einer
kleinen Zeitverzögerung an der Zeit t&sub2; in die automatische
vierte GetriebestelIung verändert.
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Die Fig. 3(c) zeigt ein Beispiel gemäß der Anordnung
der vorliegenden Erfindung, bei der ein Hochschalten
über zwei oder mehr Getriebestellungen in dem
automatischen Schaltbereich vorgegeben ist. Das
Hochschalten über zwei oder mehr Getriebestellungen wird
unterdrückt, und ein Hochschalten um eine Getriebestellung
wird jeweils durchgeführt. Bei diesem Beispiel fährt
das Fahrzeug mit dem Getriebe in der automatischen
zweiten Getriebestellung bis zu einer Zeit t&sub3;. Bei
der Zeit t&sub3; wird, obwohl die vierte Getriebestellung
durch die Schaltvorgabe festgelegt ist, das Getriebe
hoch auf die optimale dritte Getriebestellung
geschaltet, wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedals 0 ist.
Wenn das Gaspedal bei einer Zeit t&sub4; betätigt wird,
wird das Getriebe in die vierte Getriebestellung
geschaltet. Die Zeit T von der Zeit t&sub3; zu der Zeit t&sub4;
ist in Abhängigkeit von der Getriebestellung (zweite
Getriebestellung in diesem Beispiel) gesetzt, bevor das
Hochschalten begonnen wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind, wie vorangehend
beschrieben worden ist, Mittel zur Durchführung eines
Hochschaltens in eine Getriebestellung vorgesehen, die
eine Getriebestellung höher ist als die derzeitige
Getriebestellung, und zwar für eine Zeitperiode, die in
Abhängigkeit von der derzeitigen Getriebestellung
festgelegt ist, wenn ein Hochschalten über zwei oder mehr
Getriebestellungen vorgegeben ist. Deshalb werden
unnötige Gangwechsel wie zum Beispiel ein Hochschalten
über zwei oder mehr Getriebestellungen gemäß dem
herkömmlichen Verfahren zur Festlegung einer optimalen
Getriebestellung unter Benutzung von Schaltvorgaben
und einem dazugehörenden Herunterschalten vermieden,
und die Motorkraft und Leistung kann durch Eliminieren
der Zeit verbessert werden, die andernfalls durch
derartige unnötige Schaltvorgänge erforderlich wäre.