DE4115821A1

DE4115821A1 - System zum steuern eines verbrennungsmotors und einer automatischen kraftuebertragung

Info

Publication number: DE4115821A1
Application number: DE4115821A
Authority: DE
Inventors: Keiji Bota
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1991-11-21
Anticipated expiration: 2011-05-16
Also published as: JPH0422718A; US5094125A; DE4115821C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines Verbrennungsmotors und einer automatischen Kraft übertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere ein System zum Steuern eines Verbrennungsmo tors und einer automatischen Kraftübertragung, das so be schaffen ist, daß es einen Schaltstoß, der bei Beginn des Schaltbetriebs der im Kraftfahrzeug montierten automati schen Kraftübertragung auftreten kann, abschwächt.

Von den in Kraftfahrzeugen montierten automatischen Kraftübertragungen werden diejenigen im großem Umfang verwendet, die eine Kombination aus einem ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad aufweisenden Drehmoment wandler und einem mit dem Turbinenrad des Drehmomentwand lers verbundenen Kraftübertragungsmechanismus vom Typ ei nes mehrstufigen Getriebes darstellen. An der automati schen Kraftübertragung ist üblicherweise ein Steuersystem vom Typ eines Hydraulikdruckkreises montiert, das so be schaffen ist, daß es die Zustände der Reibungskopplungs elemente wie etwa Kupplungen und Bremsen im Schaltge triebe bestimmt und dadurch eine Schaltoperation des Ge triebes ausführt.

Wenn vom automatischen Getriebe eine Schaltoperation aus geführt wird, ändert sich aufgrund der Trägheit der Fahr zeugkarosserie geringfügig die Fahrzeuggeschwindigkeit, während sich die Drehzahl der Antriebswelle entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des automatischen Getriebes schnell ändert, wodurch eine schnelle Änderung des Dreh moments der Abtriebswelle der automatischen Kraftübertra gung verursacht wird. Aufgrund einer solchen schnellen Änderung des Drehmoments der Abtriebswelle der automati schen Kraftübertragung wird die Beschleunigung der Fahr zeugkarosserie schnell geändert, was bedeutet, daß ein sogenannter Schaltstoß verursacht wird. Eine der Maßnah men zur Abschwächung eines solchen Schaltstoßes besteht darin, den Betriebsöldruck, mit dem die Reibungskopp lungselemente im Schaltgetriebe beaufschlagt werden, so zu steuern, daß sie die Reibungskopplungselemente weich ein- oder auskuppeln. Diese Maßnahme kann jedoch das Pro blem zur Folge haben, daß die Reibungskopplungselemente während eines verhältnismäßig langen Zeitintervalls in einem frei gleitenden Zustand bleiben, wenn versucht wird, diesen Schaltstoß völlig zu unterdrücken, so daß die Reibungskopplungselemente einen raschen Verschleiß erfahren.

Aus JP 97 350-A (1984) ist eine weitere Technik bekannt, in der die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors syn chron zur Schaltoperation der automatischen Kraftübertra gung geändert wird, wodurch der Schaltstoß abgeschwächt wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß es bei einer Technik, in der die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors synchron zur Schaltoperation der automatischen Kraftübertragung geändert wird, notwendig ist, den Beginn und das Ende der Schaltoperation genau zu erfassen. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird das Drehmoment der automatischen Kraftübertragung bei Beginn der Schaltoperation von einer mit dem Bezugs zeichen "A" bezeichneten Spitze begleitet, wenn die Ver ringerung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors ge genüber dem Beginn der Schaltoperation verzögert wird. Diese Spitze des Drehmoments der automatischen Kraftüber tragung kann einen sogenannten Schaltstoß verursachen. Wenn ferner die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors vor dem Ende der Schaltoperation wieder in den alten Zu stand zurückgestellt wird, tritt im Drehmoment der Ab triebswelle der automatischen Kraftübertragung eine mit dem Bezugszeichen "B" bezeichnete Spitze auf, die eben falls einen Schaltstoß verursachen kann. Es wird außerdem darauf hingewiesen, daß es in der Tat schwierig ist, den Startpunkt und den Endpunkt der Schaltoperation, d. h. die Kopplungszustände der Reibungskopplungselemente zum Aus führen der Schaltoperation des Mehrstufen-Schaltgetriebes direkt zu erfassen. Daher ist es erforderlich, die Punkte, bei denen die Schaltoperation der automatischen Kraftübertragung begonnen und beendet worden ist, indi rekt zu erfassen.

In der obenerwähnten Anmeldung wird eine Technik offen bart, in der die Start- und Endpunkte der Schaltoperation auf der Grundlage einer Veränderung des Änderungsverhält nisses der Drehzahlen des Verbrennungsmotors indirekt er faßt wird. Diese Technik ist insbesondere dann wirksam, wenn Änderungen der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors gut erkannt werden können, d. h. wenn bei der Drehzahl des Verbrennungsmotors eine Spitze auftritt, wie dies bei ei ner automatischen Kraftübertragung auftritt, wenn sie während einer Beschleunigung hochgeschaltet wird. Die Fahrweise während einer Schaltoperation kann jedoch so unregelmäßig und verschieden sein, daß zum Zeitpunkt des Beginns der Schaltoperation in der Drehzahl des Verbren nungsmotors nicht immer eine Spitze auftritt. Daher be steht in der obenerwähnten Technik die Schwierigkeit, einen Schwellenwert festzusetzen. Wenn der Schwellenwert einerseits zu klein gesetzt würde, könnte eine leichte Änderung der Drehzahl des Verbrennungsmotors als Start punkt der Schaltoperation oder als Endpunkt der Schalt operation bestimmt werden, wobei die Gefahr besteht, daß eine solche Bestimmung zu früh ausgeführt wird. Wenn der Schwellenwert andererseits zu groß angesetzt wird, können der Startpunkt und der Endpunkt der Schaltoperation erst malig in einem Zustand bestimmt werden, in dem sich die Drehzahl des Verbrennungsmotors bereits stark geändert hat, so daß die Bestimmung in diesem Fall zu spät ausge führt würde.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern eines Verbrennungsmotors und einer au tomatischen Kraftübertragung zu schaffen, das so ausge bildet ist, daß es den Startpunkt und den Endpunkt einer Schaltoperation mit hoher Genauigkeit ermitteln kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern eines Verbrennungsmotors und einer automatischen Kraftübertragung zu schaffen, das so ausge bildet ist, daß es uanbhängig von der Fahrweise des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt der Ausführung der Schalt operation eine genaue Erfassung des Startpunkts und des Endpunkts der Schaltoperation ermöglicht und eine Syn chronisation der Änderungen der Ausgangsleistung des Ver brennungsmotors mit der Schaltoperation gewährleistet.

Diese Aufgaben werden bei einem System der gattungsgemä ßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Bei Beginn einer Schaltoperation wird die Drehzahl der Antriebswelle des Mehrstufen-Schaltgetriebes der automa tischen Kraftübertragung geändert, wobei diese Änderung der Drehzahl der Antriebswelle der automatischen Kraft übertragung erfindungsgemäß durch eine Abweichung der tatsächlichen Drehzahl von einer virtuellen Drehzahl ver ursacht wird. Die vorliegende Erfindung ist so beschaf fen, daß die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors dann geändert wird, wenn entschieden worden ist, daß mit der Schaltoperation begonnen wurde; diese Entscheidung wird dann getroffen, wenn zwischen der virtuellen Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl eine Differenz erkannt wird, wobei die tatsächliche Drehzahl ununterbrochen mit der virtuellen Drehzahl verglichen wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem kann der Beginn der Schaltoperation, bei dem die Synchronisation der Schaltoperation mit der Änderung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors besonders beachtet werden muß, erfaßt werden.

Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Punkte, bei denen die Schaltoperation begonnen und been det worden ist, unabhängig von der Fahrweise des Kraft fahrzeugs zum Zeitpunkt der Ausführung der Schaltopera tion richtig und genau erfaßt werden.

Wie oben beschrieben, kann mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Synchronisation der Schaltoperation mit der Änderung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors einfach gewährleistet werden, so daß das Auftreten eines Schaltstoßes, der durch eine ungeeignete Synchronisation mit der Änderung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmo tors verursacht werden kann, verhindert werden kann.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf besondere Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen, ange geben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des Steuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Mehrstufen- Schaltgetriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein für die Schaltoperation verwendetes Kennfeld;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels des Hochschaltens vom dritten Gang in den vierten Gang; und

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und der im Stand der Technik bestehenden Probleme.

In Fig. 1 ist der Verbrennungsmotor 1 ein Motor mit vier Zylindern, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 2 be zeichnet werden und die über einen Einlaßkanal 4, in dem eine Drosselklappe 3 angebracht ist, jeweils mit einem Gasgemisch versorgt werden. Das an die Zylinder 2 gelie ferte Gasgemisch wird durch die Operation eines Zündsy stems, das eine Zündkerze 5, einen Verteiler 6, einen Zündspulenbereich 7 und einen Zündsteuerbereich 8 umfaßt, in einer vorgegebenen Reihenfolge gezündet, zur Explosion gebracht und in jedem der Zylinder 2 verbrannt. Dann wird das in den Zylindern 2 verbrannte Gasgemisch über einen Auslaßkanal 9 in die Umgebung ausgestoßen. Durch die Ver brennung des Gasgemischs wird der Verbrennungsmotor 1 an getrieben, wobei die in Fig. 2 gezeigte sich drehende Kurbelwelle 1a als Ausgangs- oder Abtriebswelle des Ver brennungsmotors 1 dient. Das axiale Drehmoment der Kur belwelle 1a wird über einen Kraftübertragungsweg, der eine automatische Kraftübertragung 10, eine Differen tialeinheit 11, Radachsen 12 und dergleichen aufweist, an Antriebsräder 13 übertragen. In der vorliegenden Ausfüh rungsform besitzt das Kraftfahrzeug einen Frontantrieb, so daß die Antriebsräder 13 durch die Vorderräder gegeben sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die automatische Kraftüber tragung 10 einen Drehmomentwandler 14 und ein Schaltge triebe 20 vom Typ eines Mehrganggetriebes. An der automa tischen Kraftübertragung 10 ist ein Hydraulikdruckkreis- Abschnitt 30 (Fig. 1) montiert, der einen Betriebsöldruck erzeugt, der während eines Schaltvorgangs des mehrstufi gen Schaltgetriebes 20 verwendet wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt der Drehmomentwandler 14 ein Pumpenrad 14a, ein Turbinenrad 14b, ein Leitrad 14c und ein Gehäuse 21. Das Pumpenrad 14a ist mit der Kurbel welle 1a verbunden, die wiederum über eine Pumpenan triebswelle 16 mit einer Ölpumpe 15 verbunden ist. Die Olpumpe 15 erzeugt im Hydraulikdruckkreis-Abschnitt 30 einen Betriebsöldruck. Das Turbinenrad 14b ist über eine Turbinenhohlwelle 17 mit dem Schaltgetriebe 20 und über eine Verriegelungskupplung 22 mit der Kurbelwelle 1a ver bunden. Zwischen dem Leitrad 14c und dem Gehäuse 21 ist eine Einwegkupplung 19 eingesetzt, die dem Leitrad 14c eine Drehung in Drehrichtung des Pumpenrades 14a und des Turbinenrades 14b erlaubt und deren Drehung in Gegenrich tung verhindert.

Das Schaltgetriebe 20 besitzt ein Planetengetriebe 24, durch das vier Geschwindigkeitsbereiche in Vorwärtsrich tung und ein Geschwindigkeitsbereich in Rückwärtsrichtung geschaffen werden. Das Planetengetriebe 24 umfaßt ein kleines Sonnenrad 25, ein großes Sonnenrad 26, ein langes Ritzel 27, ein kurzes Ritzel 28 und ein Hohlrad 29. Zwi schen dem kleinen Sonnenrad 25 und der Turbinenhohlwelle 17 sind eine Vorwärtskupplung 31 für Vorwärtslauf und eine Leerlaufkupplung 33 eingesetzt, während zwischen dem kleinen Sonnenrad 25 und der Vorwärtskupplung 31 eine Einwegkupplung 32 eingesetzt ist. Zwischen dem großen Sonnenrad 26 und der Turbinenhohlwelle 17 sind eine Rück wärtskupplung 35 für Rückwärtslauf und eine 2-4-Bremse 36 eingesetzt. Ferner ist zwischen dem langen Ritzel 27 und der Turbinenhohlwelle 17 eine 3-4-Kupplung 38 eingesetzt. Das lange Ritzel 27 ist über einen Schlitten 39 und eine Einwegkupplung 41 mit einem Gehäuse 42 der automatischen Kraftübertragung verbunden. Zwischen dem Schlitten 39 und dem Kraftübertragungsgehäuse 42 ist eine Bremse 44 für langsamen Rückwärtslauf eingesetzt. Das Hohlrad 29 ist über eine Abtriebswelle 45 mit einem Abtriebszahnrad 47 verbunden, wobei das an die Abtriebswelle 45 übertragene Drehmoment über eine (nicht gezeigte) Freilaufvorrichtung an das Differentialgetriebe 11 übertragen wird.

Im Schaltgetriebe 20 vom Mehrstufen- oder Mehrgang-Typ nimmt ein (nicht gezeigter) Schalthebel jeweils eine der folgenden Positionen an: Position P (Parkstellung) , Posi tion R (Rückwärtsgangstellung), Position N (Neutrale Stellung), Position D (Fahrstellung), Position 2 und Po sition 1. Je nach Stellung des Schalthebels werden die Vorwärtskupplung 31, die Leerlaufkupplung 33, die Rück wärtskupplung 35, die 2-4-Bremse 36, die 3-4-Kupplung 38 und die Bremse 44 für langsamen Rückwärtslauf geeignet gewählt und betätigt. Beispielsweise können in Position D vier Geschwindigkeitsstufen, d. h., eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Geschwindigkeitsstufe eingenommen werden. Die folgende Tabelle zeigt die Be triebszustände der Kupplungen 31, 33, 35 und 38 und der Bremsen 36 und 44, wenn diese jede der Positionen und jede der Geschwindigkeitsstufen annehmen, und die Be triebszustände der Einwegkupplungen 32 und 41, wenn jede der Stellungen des Schalthebels und jede Geschwindig keitsstufe angenommen wird.

Tabelle

Um den Betrieb des Verbrennungsmotors und der automati schen Kraftübertragung zu steuern, sind eine Motor steuereinheit 100 und eine Kraftübertragungssteuereinheit 200 vorgesehen, die beispielsweise einen Mikrocomputer umfassen.

An die Motorsteuereinheit 100 werden ein Signal Sn, das die von einem am Verteiler 6 angebrachten Sensor 51 er faßte Drehzahl des Motors angibt, ein Signal Sc, das den von einem am Verteiler 6 angebrachten Sensor 52 erfaßten Kurbelwellenwinkel angibt, ein Signal Sw, das die von ei nem im Motorblock 1b angebrachten Sensor 53 erfaßte Tem peratur des Kühlwassers für den Verbrennungsmotor 1 an gibt, ein Signal Sh, das das von einem im Motorblock 1b angebrachten Sensor 54 erfaßte Ausmaß des Klopfens an gibt, ein Signal St, das einen von einem an einer Dros selklappe 3 angebrachten Sensor 55 erfaßten Öffnungswin kel der Drosselklappe 3 angibt, ein Signal Sb, das einen von einem an der Auslaßseite der Drosselklappe 3 ange brachten Sensor 56 erfaßten Unterdruck der Ansaugluft an gibt, und ein Signal Sx, das für die Steuerung des Ver brennungsmotors 1 notwendig ist, geliefert. Die Motor steuereinheit 100 setzt einen Wert R, um den die effek tive Zündung voreilt, um auf der Grundlage eines von der Kraftübertragungssteuereinheit 200 gelieferten Impulssi gnals Pj zum Verzögern des Schaltvorgangs und eines eben falls von der Kraftübertragungssteuereinheit 200 gelie ferten Signals Cs, das die Schaltdaten angibt, den Zünd zeitpunkt zu bestimmen. Die Motorsteuereinheit 100 er zeugt ein Signal Cq, mit dem der Zündzeitpunkt entspre chend dem Wert R zum Voreilen der effektiven Zündung ge steuert wird, und liefert dieses Signal Cq an einen Zün dungssteuerabschnitt 8. Die Zuführung des Signals Cq ge stattet die Erzeugung von Hochspannungsimpulsen der Se kundärwicklung eines Zündspulenabschnitts 7 zu dem dem Signal Cq entsprechenden Zeitpunkt, wobei diese Sekundär wicklungs-Hochspannungsimpulse über den Verteiler 6 zur Zündkerze 5 geliefert werden.

An die Kraftübertragungssteuereinheit 200 werden Signale, die von den Sensoren 57 bis 60 erfaßt werden, und Si gnale, die von den Sensoren 53 und 55 erfaßt werden, ge liefert. Ferner wird an die Kraftübertragungssteuerein heit 200 ein Signal Sy geliefert, das für die Steuerung der automatischen Kraftübertragung 10 erforderlich ist. Der Sensor 57 dient der Erfassung der Drehzahl N_T des Turbinenrads des Drehmomentwandlers 14. Der Sensor 58 dient der Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Sen sor 59 dient der Erfassung der Stellung des Schalthebels. Der Sensor 60 dient der Erfassung der Drehzahl N_AT der Abtriebswelle der automatischen Kraftübertragung 10. Die Kraftübertragungssteuereinheit 20 führt die Schaltsteue rung aus, indem sie auf der Grundlage der erfaßten Si gnale Antriebsimpulssignale Ca, Cb, Cc und Cd bildet und diese wahlweise an die Magnetventile 61, 62, 63 und 64, die im Hydraulikdruckkreisabschnitt 30 eingebaut sind, liefert, um die Beaufschlagung mit dem Betriebsflüssig keitsdruck und die Entlastung hiervon sowohl der im Schaltgetriebe 20 eingebauten verschiedenen Kupplungen 31, 33, 38 und 35 als auch der Bremsen 36 und 44 zu steu ern. Ferner erzeugt die Kraftübertragungssteuereinheit 200 ein Antriebsimpulssignal Ce, das sie wahlweise an ein Magnetventil 65 liefert, um wahlweise die Beaufschlagung mit dem Betriebsflüssigkeitsdruck und die Entlastung hiervon der im Hydraulikdruckkreisabschnitt 30 eingebau ten Verriegelungskupplung 22 zu steuern, um so eine Ver riegelungssteuerung der automatischen Kraftübertragung 10 auszuführen.

Ein Schaltmuster wird zur Ausführung einer Schaltsteue rung verwendet und in einem in der Kraftübertragungs steuereinheit 200 eingebauten Speicher abgelegt. Genauer umfaßt das Schaltmuster die Beziehung zwischen dem Öff nungswinkel Th der Drosselklappe, der auf der Ordinaten achse aufgetragen ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die auf der Abszissenachse aufgetragen ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die Schaltlinien durch die Bezugszeichen a, b, c, d, e und f dargestellt, wobei die Schaltlinie a das Hinaufschalten vom ersten Gang zum zweiten Gang, die Schaltlinie b das Hinaufschalten vom zweiten Gang zum dritten Gang die Schaltlinie c das Hinaufschalten vom dritten Gang zum vierten Gang die Schaltlinie d das Her unterschalten vom zweiten Gang zum ersten Gang, die Schaltlinie e das Herunterschalten vom dritten Gang zum zweiten Gang und die Schaltlinie f das Herunterschalten vom vierten Gang zum dritten Gang darstellen. Anhand des Vergleichs des Öffnungswinkels Th der Drosselklappe, der durch das Signal St angegeben wird, und der Fahrzeugge schwindigkeit V, die durch das Signal Sv angegeben wird, mit den Schaltlinien a bis f wird festgestellt, ob die Bedingungen für das Herunterschalten oder das Hinauf schalten erfüllt werden. Ferner gibt die Kraftübertra gungssteuereinheit 200 das Signal Cs aus, das die Schalt daten des momentan eingelegten Gangs oder der momentan eingestellten Geschwindigkeitsstufe angibt.

Nun wird der Aufbau der Steuerung gemäß dieser Ausfüh rungsform kurz beschrieben, indem als Beispiel das Hin aufschalten vom dritten Gang zum vierten Gang verwendet wird. Wenn der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die Hinauf schalt-Linie c kreuzt, wird an das zweite Magnetventil 61 usw. ein Hinaufschalt-Signal übertragen, wodurch jedes der Reibungskopplungselemente 33 usw. des Schaltgetriebes 20 betätigt wird und vom dritten in den vierten Gang ge schaltet wird. Andererseits wird während des Zeitinter valls, während dem die Reibungskopplungselemente 33 betä tigt werden, d. h. während des Zeitintervalls, in dem vom dritten Gang zum vierten Gang hinaufgeschaltet wird, eine Korrektur ausgeführt, derart, daß der Zündzeitpunkt ver zögert wird, wodurch das Drehmoment des Verbrennungsmo tors abgesenkt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verringerung des Drehmoments des Verbrennungsmotors an sich bekannt ist, so daß eine Beschreibung dieses Prozes ses um der Kürze der Erläuterung willen aus der folgenden Beschreibung weggelassen wird.

Nun wird die Erfassung des Startpunkts der Schaltopera tion und des Endpunkts der Schaltoperation beschrieben.

Der Startpunkt der Schaltoperation wird dadurch erfaßt, daß die theoretische, virtuelle Drehzahl N_T(3) des Turbi nenrads, die in Fig. 5 durch die unterbrochene Linie C angegeben ist, durch eine im dritten Gang ausgeführte Be rechnung vor dem Schaltvorgang ununterbrochen bestimmt wird und daß diese virtuelle Drehzahl N_T(3) des Turbinen rads mit der aktuellen Drehzahl N_T des Turbinenrads in Fig. 5 durch die durchgezogene Linie D angegeben ist, verglichen wird. Wenn bei dem Vergleich eine Differenz zwischen der virtuellen Drehzahl N_T(3) des Turbinenrads und der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads fest gestellt wird, wird entschieden, daß die Schaltoperation begonnen hat. In Fig. 5 stellt der Punkt E denjenigen Punkt dar, bei dem angenommen wird, daß die Schaltopera tion begonnen hat. Andererseits wird der Endpunkt der Schaltoperation dadurch erfaßt, daß die theoretische, virtuelle Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads, die durch die unterbrochene Linie F in Fig. 5 angegeben ist, durch eine Berechnung im vierten Gang nach dem Schaltvorgang unun terbrochen bestimmt wird und daß diese virtuelle Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads mit der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads verglichen wird. Wenn bei dem Vergleich der virtuellen Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads mit der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads eine Differenz festgestellt wird, wird die Schaltoperation als beendet betrachtet. Der Punkt G in Fig. 5 stellt denjenigen Punkt dar, zu dem die Schaltoperation als beendet betrachtet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die virtuelle Dreh zahl N_T(i) des Turbinenrads, die dem Gang (i) entspricht und für die Erfassung des Start- und des Endpunkts der Schaltoperation verwendet wird, stets mit dem Korrektur koeffizienten K(i) aktualisiert wird, damit die virtuelle Drehzahl N_T(i) des Turbinenrads der tatsächlichen Dreh zahl N_T des Turbinenrads entspricht, während das Kraft fahrzeug fährt, ohne daß eine Schaltoperation ausgeführt wird.

Nun wird anhand des in Fig. 4 gezeigten Flußdiagramms eine genaue Beschreibung einer beispielhaften Schalt steuerung für das Hinaufschalten vom dritten Gang zum vierten Gang gegeben.

Zunächst werden im Schritt S1 die Drehzahl NT des Turbi nenrads und die Drehzahl N_AT der Abtriebswelle der auto matischen Kraftübertragung 10 überwacht. Dann wird im Schritt S2 festgestellt, ob ein Befehl zum Ausführen ei ner Schaltoperation ausgegeben worden ist. Wenn im Schritt S2 festgestellt wird, daß kein solcher Befehl ausgegeben worden ist, geht das Programm weiter zum Schritt S3, in dem der momentane Gang (i), d. h. der dritte Gang (wobei für i der Wert 3 eingesetzt wird) bei behalten wird, woraufhin im Schritt S4 auf der Grundlage der folgenden Formel der Korrekturkoeffizient K(i) für den dritten Gang (i) berrechnet wird:

K(i) = N_T/(N_AT × Übersetzungsverhältnis im Gang(i)).

Im Schritt S5 wird der Korrekturkoeffizient K(i) stets atkualisiert und stellt somit einen lernenden Wert dar.

Wenn andererseits im Schritt S2 festgestellt wird, daß ein Befehl zum Ausführen einer Schaltoperation ausgegeben worden ist, d. h. wenn festgestellt wird, daß der Fahrzu stand des Kraftfahrzeugs in einen Zustand gelangt, der eine der Schaltlinien a bis einschließlich f, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, kreuzt, geht das Programm weiter zum Schritt S6, in dem durch Erzeugung des Schaltsignals für das Magnetventil 61 usw. eine Schaltsteuerung ausgeführt wird, damit der Schaltvorgang derjenigen Schaltlinie ent spricht, die der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs gekreuzt hat. Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß die be treffende Schaltlinie die Hinaufschalt-Linie c ist, die das Hinaufschalten vom dritten Gang zum vierten Gang an gibt, geht das Programm vom Schritt S6 zum Schritt S7, in dem die Drehzahl N_T des Turbinenrads und die Drehzahl N_AT der Abtriebswelle der Kraftübertragung überwacht werden, woraufhin im Schritt S8 die theoretische, virtuelle Dreh zahl N_T(3) des Turbinenrads auf der Grundlage der Berech nung im dritten Gang vor der Schaltoperation folgenderma ßen berechnet wird:

N_T(3) = K(3) × N_AT × Übersetzungsverhältnis im dritten Gang

wobei K(3) ein lernender Wert der Korrekturkoeffizienten im dritten Gang ist.

Dann wird im Schritt S9 die virtuelle Drehzahl N_T(3) des Turbinenrads, die im Schritt S8 erhalten wird, mit der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads verglichen, woraufhin festgestellt wird, ob die Differenz zwischen der virtuellen Drehzahl N_T(3) des Turbinenrads und der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads gleich oder größer als ein vorgegebener Wert n₁ ist. Wenn im Schritt S9 festgestellt wird, daß die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert n₁ ist, kehrt das Programm zum Schritt S7 zurück, in dem die Berechnung der virtuellen Drehzahl N_T(3) des Turbinenrads ohne Unterbrechung fortgesetzt wird. Wenn andererseits im Schritt S9 festgestellt wird, daß die Differenz gleich oder größer als der vorgegebene Wert n₁ ist, geht das Programm weiter zum Schritt S10, in dem ein Befehl ausgegeben wird, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors abzusenken, da bestimmt worden ist, daß mit der Schaltoperation vom dritten Gang zum vierten Gang begonnen worden ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Dann geht das Programm weiter zum Schritt S11, in dem die tatsächliche Drehzahl N_T des Turbinenrads und die tatsächliche Drehzahl N_AT der Abtriebswelle der Kraft übertragung überwacht werden, woraufhin im Schritt S12 die theoretische, virtuelle Drehzahl N_T (4) des Turbinen rads durch die Berechnung im vierten Gang nach der Schal toperation folgendermaßen berechnet wird:

N_T(4) = K(4) × N_AT × Übersetzungsverhältnis im vierten Gang

wobei K(4) ein lernender Wert der Korrekturkoeffizienten im vierten Gang ist.

Dann wird im Schritt S13 die virtuelle Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads, die im Schritt S12 berechnet wurde, mit der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads verglichen. Wenn im Schritt S13 festgestellt wird, daß die Differenz zwischen der virtuellen Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads und der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads größer als ein vorgegebener Wert n₂ ist, kehrt das Programm zum Schritt S11 zurück, in dem die Berechnung der virtuellen Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads ohne Unterbrechung fort gesetzt wird. Wenn andererseits im Schritt S12 festge stellt wird, daß die Differenz zwischen der virtuellen Drehzahl N_T(4) des Turbinenrads und der tatsächlichen Drehzahl N_T des Turbinenrads gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert n₂ ist, geht das Programm weiter zum Schritt S14, in dem ein Befehl zum Beenden der Absenkung des Drehmoments des Verbrennungsmotors ausgegeben wird, da bestimmt worden ist, daß die Schaltoperation vom drit ten Gang zum vierten Gang beendet worden ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße Steuersy stem so beschaffen, daß es den Beginn und das Ende der Schaltoperation erfaßt, indem die virtuelle Drehzahl des Turbinenrads mit der tatsächlichen Drehzahl des Turbinen rades verglichen wird, so daß der Beginn und das Ende der Schaltoperation unabhängig von der Fahrweise während der Schaltoperation mit hoher Präzision und Genauigkeit er faßt werden können. Ferner wird der Korrekturkoeffizient K(i) in jedem Gang aktualisiert, wobei die virtuelle Drehzahl des Turbinenrads unter Verwendung des Korrektur koeffizienten K(i) als lernender Wert bestimmt wird, so daß Fehler, die auf einer Differenz zwischen der virtuel len Drehzahl des Turbinenrads und der aktuellen Drehzahl des Turbinenrads beruhen, vermieden werden können, wo durch die Genauigkeit der Erfassung verbessert wird.

Die vorliegende Erfindung kann auch in anderen Ausfüh rungsformen verwirklicht werden, ohne daß vom Umfang der Erfindung abgewichen wird. Die oben beschriebenen Ausfüh rungsformen besitzen daher lediglich erläuternden und keineswegs beschränkenden Charakter. Der Umfang der Er findung wird durch die Patentansprüche angegeben, wobei samtliche Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb des Bedeutungsumfangs und der Reichweite der Patentansprüche liegen, von der Erfindung eingeschlossen werden sollen.

Claims

1. System zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und einer automatischen Kraftübertragung, in dem die Aus gangsleistung eines Verbrennungsmotors (1) synchron zum Beginn einer Schaltoperation eines Mehrstufen-Schaltge triebes (20) einer automatischen Kraftübertragung (10) geändert wird, wenn die Schaltoperation des Mehrstufen- Schaltgetriebes (20) der automatischen Kraftübertragung (10) begonnen worden ist, und in dem die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors (1) synchron zum Ende der Schalt operation des Mehrstufen-Schaltgetriebe (20) der automa tischen Kraftübertragung (10) wieder auf den ursprüngli chen Wert zurückgestellt wird, wenn die Schaltoperation beendet worden ist, gekennzeichnet durch
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrich tung (60) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V);
eine Drehzahl-Erfassungseinrichtung (57) zur Er fassung der Drehzahl (N_T) der Antriebswelle des Mehrfach- Schaltgetriebes (20);
ein Berechnungsmittel (200) zum Berechnen einer virtuellen Drehzahl (N_T(i)) der Antriebswelle des Mehr stufen-Schaltgetriebes (20) auf der Grundlage der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (60) er faßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und einem Überset zungsverhältnis vor dem Beginn der Schaltoperation;
ein Vergleichsmittel (200) zum Vergleichen der vom Berechnungsmittel (200) berechneten virtuellen Dreh zahl (N_T(i)) mit der von der Drehzahl-Erfassungseinrich tung (57) erfaßten tatsächlichen Drehzahl (N_T); und
ein Befehlsmittel (200) zum Befehlen einer Ände rung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors (1), wenn vom Vergleichsmittel (200) eine Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl (N_T) und der virtuellen Dreh zahl (N_T(i)) festgestellt wird.

2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors (1) durch eine Korrektur des Zündzeitpunkts geändert wird.

3. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Schaltoperation von einer niedrigen Schaltstufe zu einer hohen Schaltstufe der automatischen Kraftübertragung die Ausgangsleistung des Verbrennungsmo tors (1) synchron mit dem Beginn der Schaltoperation ab gesenkt und synchron zum Ende der Schaltoperation auf ih ren ursprünglichen Wert zurückgestellt wird.

4. System gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schaltvorgang von einer niedrigen Schaltstufe zu einer hohen Schaltstufe die Ausgangslei stung des Verbrennungsmotors (1) abgesenkt wird, indem der Zündzeitpunkt synchron zur Schaltoperation verzögert wird.

5. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Kraftübertragung (10) das Mehrstu fen-Schaltgetriebe (20) enthält, das wiederum ein Plane tengetriebe (24) aufweist und gewünschte Schaltstufen da durch erzeugt, daß Reibungskopplungselemente (31, 33, 35, 36, 38, 44), die im Planetengetriebe (24) vorgesehen sind, gekoppelt oder entkoppelt werden.

6. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbrennungsmotor (1) und die automati sche Kraftübertragung (10) ein Drehmomentwandler (14) eingesetzt ist.

7. System gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die virtuelle Drehzahl (N_T(i)) durch die Drehzahl der Abtriebswelle der automatischen Kraftübertragung (10) und ein Übersetzungsverhältnis vor dem Schaltvorgang gegeben ist.

8. System gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Erfassungseinrichtung (57) die Drehzahl der Antriebswelle des Mehrstufen-Schaltgetriebes (20) er faßt, indem sie die Drehzahl (N_T) eines Turbinenrads des Drehmomentwandlers (14) erfaßt.

9. System gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel (200) zum Be rechnen eines Korrekturkoeffizienten (K(i)) aus der vir tuellen Drehzahl (N_T(i)) und der Drehzahl (N_T) des Turbi nenrads, wenn kein Schaltvorgang ausgeführt wird, wobei das Berechnungsmittel (200) zum Berechnen der virtuellen Drehzahl die virtuelle Drehzahl (N_T(i)) unter Berücksich tigung des Korrekturkoeffizienten (K(i)) berechnet.

10. System gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Lernmittel, das die vom Korrekturkoeffizienten-Berech nungsmittel (200) erhaltenen Korrekturkoeffizienten (K(i)) lernt.