DE4334928C2

DE4334928C2 - Steuerverfahren und Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe und einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE4334928C2
Application number: DE4334928A
Authority: DE
Inventors: Takashi Shiraishi; Naoyuki Ozaki; Toshimichi Minowa; Hiroshi Kimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-10-14
Also published as: US5580331A; US5476425A; DE4334928A1; JP3445291B2; JPH06129273A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Reduzieren eines Schaltstoßes, der auftreten kann, wenn das Getriebeschalten durch ein automatisches Getriebe in einem PKW ausgeführt wird.

Es ist bekannte Praxis gewesen, einen Schaltstoß während eines Hochschal tens eines PKWs zu reduzieren durch Verringern des Motordrehmomentes während des Schaltens, durch die Steuerung des Einspritzzeitpunktes oder der Menge des eingespritzten Kraftstoffes die Differenz in der Trägheitsenergie zu vermindern, welche durch eine Differenz der Motordrehzahl zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Schalten hervorgerufen wird, wie es in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 4- 63138 ausgeführt ist, die ebenfalls eine Anmeldung des vorliegenden Patent anmelders ist.

In DE 40 37 237 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer aus Brenn kraftmaschine und automatischem Getriebe bestehenden Antriebseinheit beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren wird in Abhängigkeit von mehreren Parametern aufgrund eines Motormoments der Brennkraftmaschine und eines eingelegten Gangs des Getriebes ein Abtriebsmoment am Ausgang des Getriebes bereitgestellt. Das Abtriebsmoment wird in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung, welche einen der Parameter bildet, unabhängig vom eingelegten Gang vorgegeben. Das heißt, ein Abtriebsmoment wird einem Sollabtriebsmoment gleichgesetzt. Ein gezieltes Beeinflussen des Abtriebs momentes während des Schaltens ist nicht beschrieben. Dies trifft gleicher maßen auf die JP-OS 4-100740 zu.

In der DE 29 34 477 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Schaltablaufs bei einem automatischen Getriebe beschrieben. Dem Getriebe ist ein Strömungswandler oder eine Strömungskupplung vorgeschaltet. Beschrieben ist das Rückschalten mit Lastunterbrechung. Die Steuerung des beschriebenen Verfahrens nutzt die Turbinendrehzahl, welche aus der Getriebeausgangsdrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis des Getrie bes bestimmt wird, nach Beginn des Schaltvorganges und der Unterbrechung des Kraftflusses zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang, wobei die Turbinendrehzahl aus der Pumpendrehzahl des Wandlers bzw. der Kupplung ermittelt wird. Zwar wird die Getriebeausgangsdrehzahl auch nach Beginn des Schaltvorganges erfaßt, eine gezielte Beeinflussung des Motormo mentes zur Reduzierung des Schaltruckes während des Schaltens ist jedoch nicht beschrieben.

In der WO 91/13780 ist eine Steuerung für einen Kraftfahrzeugantrieb beschrieben. Bei der beschriebenen Steuerung wird in Abhängigkeit vom Getriebeeingangsmoment ein Anteil ermittelt, um welchen das Motordrehmo ment für den Schaltvorgang zu ändern ist. Eine variable Beeinflussung des Drehmomentes während des Schaltens ist nicht beschrieben, vielmehr erfolgt beim Hochschalten ein gleichmäßiger Anstieg der Momentenreduktion von Null auf ihren Höchstwert sowie ein entsprechender Abfall auf Null. Dem gegenüber fällt die Momentenreduktion beim Rückschalten von ihrem Höchst wert langsam auf Null ab.

Des weiteren ist in EP 0 230 735 A2 ein Steuersystem für einen Fahrzeug antrieb beschrieben, bei welchem zur Verminderung eines Schaltstoßes die Antriebskraft während des Schaltens konstant gehalten wird. Eine gezielte Beeinflussung des Motordrehmomentes während des Schaltens ist nicht beschrieben.

Beim Getriebeschalten, das während der Beschleunigung bei unveränderter Drücktiefe des Gaspedals auftritt, d. h. bei einem sog. Hochschalten wird das Übersetzungsverhältnis (Motordrehzahl/Ausgangswellendrehzahl) jedoch nach dem Schalten niedrig; deshalb variiert ein in der Antriebswelle erzeugtes Drehmoment Schritt für Schritt, wenn die Motordrehzahl unverändert bleibt. Um diese absolute Drehmomentänderung nach einem Schalten zum Zweck des Verringerns eines Stoßes zum Zeitpunkt des Schaltens zu absorbieren, um eine sanfte Drehzahländerung zu sichern, ist es unbedingt erforderlich, das Motordrehmoment im wesentlichen während einer kurzen Zeitperiode zu reduzieren. Bei einer solchen Konstruktion, bei der das Motordrehmoment zur Antriebswellenseite über einen Drehmomentenwandler übertragen wird, wie z. B. bei einem automatischen Getriebe, kann das Motordrehmoment jedoch nicht an die Antriebswellenseite übertragen werden, wenn die Motor drehzahl nicht auf einem gewissen Niveau gehalten wird. Hierbei verringert sich die Motordrehzahl nach einem Hochschalten entsprechend dem Überset zungsverhältnis; wenn ein Stoß während des Schaltens durch Verringern des Motordrehmomentes verringert wird, existiert deshalb solch ein Problem, daß, wenn das Motordrehmoment übermäßig verringert wird, die Verringe rungsrate der Motordrehzahl beschleunigt wird, was zu einer Motordrehzahl absenkung nach der Beendigung des Schaltens und zu einem Absenken des Antriebsmomentes nach dem Schalten und einer verringerten Wirkung der Stoßreduzierung führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Steuern eines automatischen Getriebes zu schaffen, mittels welcher bzw. welchem die obigen Probleme gelöst werden und eine Dreh momentdifferenz zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Schalten eliminiert, eine Trägheitsvariation während des Schaltens unterdrückt und des weiteren ein Schutz des Antriebsstranges gewährleistet wird, ohne daß sich selbst im Fall eines Sensorausfalls das Betriebsverhalten verschlech tert.

Diese Aufgabe wird durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und 3 bzw. durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 und 4 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß weist die Steuervorrichtung grundlegend eine Steuervor richtung zum Steuern eines Motordrehmomentes und eine Übertragungs steuerungsvorrichtung zum Steuern eines automatischen Getriebes auf, wobei die Steuervorrichtung eine Vorrichtung zum nahezu äquivalenten Einstellen eines Antriebsmomentes unmittelbar vor Beginn des Schaltens und eines Antriebsmomentes unmittelbar nach Beenden des Schaltens sowie eine Vor richtung zum Unterdrücken einer Drehmomentvariation während des Getriebe schaltens aufweist.

Als ein konkreteres Beispiel weist die Steuervorrichtung auf: die Steuer vorrichtung zum Steuern des Motordrehmomentes, die Getriebesteuereinrich tung zum Steuern des automatischen Getriebes und eine Einrichtung zum Reduzieren des Motordrehmomentes während des Getriebeschaltens, und zwar zum Zweck des Verringerns eines Schaltstoßes; wobei die Steuervorrichtung eine Einrichtung aufweist zum Erhöhen des Motordrehmomentes während einer spezifischen Periode vor der Beendigung des Schaltens über ein übliches Motordrehmoment hinaus und des weiteren zum Neueinstellen des Motordrehmomentes nach einer spezifischen Periode nach der Beendigung des Schaltens auf einen üblichen Ausgangswert.

Des weiteren weist die Steuervorrichtung auf: die Steuereinrichtung zum Steuern des Motordrehmomentes, die Getriebesteuereinrichtung zum Steuern des automatischen Getriebes und die Einrichtung zum Verringern des Motor drehmomentes während des Schaltens, wodurch ein Schaltstoß verringert wird; wobei die Steuervorrichtung die Einrichtung zum nahezu äquivalenten Einstellen des Antriebsmomentes unmittelbar vor dem Beginn des Schaltens und des Antriebsmomentes unmittelbar nach der Beendigung des Schaltens und eine Einrichtung aufweist zum Erhöhen des Motordrehmomentes einer spezifischen Periode vor der Beendigung des Schaltens über das übliche Motordrehmoment hinaus und zum Neueinstellen des Motordrehmomentes nach einer spezifischen Periode nach der Beendigung des Schaltens auf einen üblichen Ausgangswert.

Des weiteren kann als eine Steuereinrichtung zum Steuern des Motordrehmo mentes, z. B. ein elektronisches Drosselventil oder ein Leerlaufdrehzahl- Steuerventil großer Kapazität usw. verwendet werden.

Das Motordrehmoment, bei dem die Antriebsmomente vor und nach dem Schalten nahezu gleich sind, wird aus dem Übersetzungsverhältnis vor und nach dem Schalten und den Charakteristika des Drehmomentenwandlers abgeschätzt, was dem Motor die Menge an Einlaßluft liefert, die bei diesem Motordrehmoment erforderlich ist. Während des Schaltens wird die Menge der Einlaßluft gemäß einem Schaltbefehlsignal und der Turbinenrotation auf der Ausgangsseite des Drehmomentenwandlers verringert, wodurch das Motordrehmoment zum Zweck des Unterdrückens einer Antriebsmomentvaria tion durch eine Trägheitsänderung reduziert wird. Des weiteren wird wäh rend der spezifischen Periode vor der Beendigung des Schaltens die Menge an Einlaßluft stärker erhöht als während einer Periode eines normalen Betriebes, wodurch die Verringerungsrate bei der Motordrehzahl absinkt, um das Motordrehmoment zu erhöhen. Zur selben Zeit wird die Menge an Einlaßluft auf die während eines normalen Betriebes nach der spezifischen Periode nach der Beendigung des Schaltens neu eingestellt, um das Absinken der Motordrehzahl nach dem Schalten zu verhindern, wodurch das Absinken der Drehmomentwandlerausgabe unmittelbar vor dem Schalten gedämpft wird und ein sanftes Schalten realisiert wird.

Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungsseiten deutlich.

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein erstes Ausführungs beispiel des Systems einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung zeigt;

Fig. 2 ist eine charakteristische Zeichnung eines Antriebsmomentes, das keine Stufe zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Schalten aufweist;

Fig. 3 ist ein Beispiel einer charakteristischen Darstellung eines Drehmom entwandlers;

Fig. 4 ist ein Beispiel einer Darstellung einer Drehmomentcharakteristik eines Motors;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Motorsteuereinheit zeigt;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Logik einer Schaltstoßreduzierung zeigt;

Fig. 7 ist ein Beispiel eines Kennfeldes der Zündzeitpunkte;

Fig. 8 ist eine Ansicht, die Zeitvariationen der Charakteristiken des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem in dem zweiten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10 ist eine Ansicht einer Antriebsmomentcharakteristik;

Fig. 11 ist eine charakteristische Ansicht des Motordrehmomentes für eine Steuerung der Stoßreduzierung; und

Fig. 12 ist eine Ansicht, die die Zeitvariation der Charakteristiken in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Jedes hier nachfolgend aufgeführte Ausführungsbeispiel einer Steuervorrich tung für ein automatisches Getriebe und eines Verfahrens ist in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung. Es sollte herausgestellt werden, daß dieselben Teile gleiche Bezugsziffern aufweisen und nicht beschrieben werden, um Redundanz zu vermeiden.

Als erstes wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Fig. 1 bis 8 erklärt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des gesamten Systems der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 besteht die Steuervorrichtung hauptsächlich aus einer elektronischen Drossel 8 zum Steuern der Menge von Einlaßluft eines Motors 11, einer Motorsteuereinheit 10, einer Getriebesteuervorrichtung 7, eines Drosselklappenöffnungssensors 15, eines PKW-Geschwindigkeitssensors 14, der in einer Übertragung 12 angeordnet ist, eines Getriebedrehzahlsensors 16 auf der Eingangswelle und eines Motordrehzahlsensors 17.

Der Motorsteuerabschnitt 10 ist aufgebaut aus einem Berechnungsabschnitt 1 zum Berechnen eines Sollantriebsmomentes in Übereinstimmung mit der PKW-Geschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung, eines Getriebedrehmo ment-Berechnungsabschnittes 2 der Eingangswelle zum Umwandeln des Sollantriebsmomentes in ein Drehmoment einer Getriebeeingangswelle 13, eines Berechnungsabschnittes 3 für ein Sollmotordrehmoment, eines Berech nungsabschnittes 5 für ein Drehmoment zum Verringern des Schaltstoßes, eines Berechnungsabschnittes 4 für eine Drosselöffnung und eines Berech nungsabschnittes 6 der Brennstoffeinspritzung und Zündung zum Berechnen und Steuern der Brennstoff- und Zündzeitpunkte.

In dem Berechnungsabschnitt für das Sollantriebsmoment sind das Kennfeld des Sollantriebsmomentes gemäß der PKW-Geschwindigkeit und die Drossel klappenöffnung, wie in Fig. 2 gezeigt, gespeichert worden. Hierbei wird für das Kennfeld für das Sollantriebsmoment eine Charakteristik bestimmt, so daß das Antriebsmoment vor und nach dem Schalten gleich sein wird. D. h. eine Erhöhung und eine Verringerung des Motordrehmomentes wird mittels der elektronischen Drossel 8 bezüglich eines festen Motordrehmomentes gesteuert, um dadurch eine Änderung in dem Antriebsmoment zu reduzieren, was sich aus einer Differenz in der Änderung des Übersetzungsverhältnisses ergibt, wodurch eine Stufe in dem Antriebsmoment zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Schalten eliminiert wird. Wenn z. B. eine Stufe in dem Antriebsmoment bei einer maximalen Motordrehzahlausgabe an einem Schaltpunkt immer noch auftritt, werden die Schaltkurven einer Getriebesteuereinheit gemäß einem Befehl geändert, der von der Motorsteuereinheit 10 ausgegeben wird.

In dem Berechnungsabschnitt 3 des Motordrehmomentes sind die charak teristischen Kurven des Drehmomentwandlers 9, wie in Fig. 3 gezeigt, vorher gespeichert worden; und in dem Berechnungsabschnitt 4 der Drossel öffnung sind die charakteristischen Drehmomentkurven des Motors 11, wie in Fig. 4 gezeigt, vorher gespeichert worden. Der Aufbau der Steuervor richtung für die Antriebsleistung ist somit zuvor beschrieben worden; der tatsächliche Aufbau einer Hardware der Motorsteuereinheit, wie in Fig. 5 gezeigt, weist eine Eingabeschnittstellenschaltung 20, eine CPU 21, die verschiedene Berechnungen ausführt, ein ROM 22 und ein RAM 23 zum Speichern verschiedener Daten und Programme und eine Ausgabeschnitt stellenschaltung 24 auf.

Kennfelddaten, wie z. B. charakteristische Motorkurven, und ein Betriebs programm, das die vorliegende Erfindung realisiert, sind in einem Speicher gespeichert worden; die CPU 21 führt eine Operation gemäß dem Betriebs programm aus, das in dem ROM 22 gespeichert ist, während Daten in dem Betriebsprozeß ein- und ausgegeben werden, indem Daten von der Eingabe schnittstelle 20 und dem ROM 22 verwendet werden. Im Ergebnis erfolgt eine Ausgabe an die Ausgabeschnittstellenschaltung, wodurch die oben beschriebenen Funktionen verwirklicht werden.

Als nächstes wird die Funktion der Steuervorrichtung des oben beschriebenen Aufbaus erklärt werden.

Der Berechnungsabschnitt 1 für das Sollantriebsmoment gewinnt das Kennfeld von Fig. 2 für das Sollantriebsmoment aus der Drosselklappenöffnung und der PKW-Geschwindigkeit und berechnet das benötigte Sollantriebsmoment.

Das Drehmomentenkennfeld ist so festgelegt worden, daß es das Antriebs moment vor und nach einem Schalten, wie oben beschrieben, ausgleicht.

Der Berechnungsabschnitt 5 des Drehmomentes zum Reduzieren eines Schalt stoßes dient dazu, die Antriebsdrehmomentvariation, die aus der Trägheit des Motors und des Getriebes während des Schaltens resultiert, zu reduzieren; das aktuelle Antriebsmoment wird aus der Drehzahlinformation, die von dem Getriebesensor 16 der Eingangswelle zugeführt wird, und der Geschwindig keitsinformation berechnet, die von dem Motordrehzahlsensor 17 zugeführt wird, um eine Differenz von dem zuvor festgelegten Sollantriebsmoment zu erhalten, und liefert diesen berechneten Wert und das Sollantriebsmoment mit einem berücksichtigten Trägheitsanteil von dem zuvor erwähnten Sollantriebs moment an den Berechnungsabschnitt 2 des Getriebedrehmoments der Ein gangswelle.

Als nächstes wird das Blockdiagramm des Berechnungsabschnittes 5 des Drehmomentes zum Verringern eines Schaltstoßes unter Bezug auf Fig. 6 erklärt werden. Als erstes wird das Getriebedrehmoment der Eingangswelle berechnet werden, indem die Motordrehzahl und die Getriebedrehzahl der Eingangswelle verwendet werden. Ein Wert, der so berechnet wurde, variiert in großem Maße und ist zur Verwendung als Steuerparameter ungeeignet, und es ist deshalb notwendig, ein Signal durch einen Filter zu glätten. Der Beginn der Berechnung des Drehmomentes zum Verringern eines Schaltstoßes wird auf der Basis einer spezifischen Zeitgabe eingeschätzt, die aus der Größe der Variation dieses Signals und einem Schaltbefehlssignal bestimmt wird, das von der Getriebesteuereinheit 7 zugeführt wird. Wenn keine Drehmomentberechnung bewirkt wird, wird die Größe der Korrektur des Sollantriebsmomentes gleich Null gesetzt, und keine Korrektur wird ausge führt. Nach dem Beginn der Drehmomentberechnung wird das aktuelle Antriebsmoment Tn aus dem berechneten Drehmoment und einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses nach dem Filtern und dem Öffnen der Drossel berechnet, wodurch eine Abweichung von der Ausgabe Tt des Berechnungs abschnittes 1 für das Sollantriebsdrehmoment berechnet wird. Ein so erhalte ner Wert wird als die Ausgabe Ti des Berechnungsabschnittes 5 des Dreh momentes zum Verringern des Schaltstoßes verwendet. Der Berechnungs abschnitt 2 für das Getriebedrehmoment der Eingangswelle berechnet das Getriebedrehmoment der Eingangswelle durch die Verwendung einer Ände rung des Übersetzungsverhältnisses, das von der Getriebesteuervorrichtung 7 zugeführt wird, und zwar in bezug auf einen Wert, der durch Addieren des berechneten Wertes des Drehmomentes Ti zum Verringern des Schaltstoßes zu dem Sollantriebsmoment Tt, das vorher erwähnt wurde, erhalten wurde.

Des weiteren berechnet der Berechnungsabschnitt 3 des Sollmotordrehmo mentes eine Sollmotordrehzahl und ein Sollmotordrehmoment durch Ver wenden der Drehmomentwandlercharakteristiken auf der Basis des Getriebe drehmomentes der Eingangswelle.

Der Drehmomentwandler 9, wie es allgemein bekannt ist, arbeitet so, daß er das Drehmoment wegen des zwischen einer Pumpe und einer Turbine auftretenden Schlupfes verstärkt. Es ist deshalb notwendig, ein Sollmotor drehmoment aus der Rate der Drehmomentverstärkung zu erhalten und zur selben Zeit die Sollmotordrehzahl durch Korrigieren des Schlupfes zu berech nen. Im allgemeinen werden die Drehmomentwandlercharakteristika, wie in Fig. 3 gezeigt, für ein Eingabe-/Ausgabedrehzahlverhältnis e = n1/n2 auf der horizontalen Achse aufgezeichnet, und ein Drehmomentverhältnis zwi schen einer Eingabe und einer Ausgabe t = T/T2 und ein Kapazitätskoeffi zient Cp = T1/n1 sind auf der vertikalen Achse gezeichnet, wobei n1 eine Eingangsdrehzahl (Motordrehzahl), n2 eine Ausgangsdrehzahl (Getriebeein gangsdrehzahl), T1 ein Eingangsdrehmoment (Motordrehmoment) und T2 ein Ausgangsdrehmoment (Getriebeeingangsdrehmoment der Eingangswelle) ist.

Der Kapazitätskoeffizient Cp drückt die Charakteristiken des Drehmomenten wandlers aus, die gemäß der Größe und dem Aufbau des Drehmomentwand lers bestimmt werden. Hier wird der Kapazitätskoeffizient Cp durch das Eingangsdrehmoment T1 und die Eingangsdrehzahl n1 ausgedrückt; der Kapazitätskoeffizient Cp' kann wie folgt ausgedrückt werden, indem das Ausgangsdrehmoment T2 und die Ausgangsdrehzahl n2 verwendet werden:

Cp' = T2/n22 = tCp/e2 (1)

Dann wird, indem T2 für das Sollübertragungs-Eingangsdrehmoment und n2 für die Getriebedrehzahl der Eingangswelle verwendet werden, der Kapazi tätskoeffizient Cp' aus Gleichung (1) bestimmt. Die Getriebedrehzahl n2 der Eingangswelle wird aus der Antriebswellendrehzahl bestimmt, die von dem PKW-Geschwindigkeitssensor 14 und der Änderung des Übersetzungsverhält nisses zugeführt wird. Wenn der Kapazitätskoeffzient Cp' bestimmt wird, werden das Drehzahlverhältnis e und das Drehmomentverhältnis t aus den Drehmomentwandlercharakteristiken, die in Fig. 3 gezeigt sind, bestimmt, woraufhin man das Sollmotordrehmoment und die Sollmotordrehzahl erhält. Hier wurden solche Faktoren wie die Temperatur des Öles des Drehmom entwandlers nicht berücksichtigt; bei einer tatsächlichen Steuerung ist es jedoch wünschenswert, die Variation der Drehmomentwandlercharakteristiken zu korrigieren, die durch Öltemperaturänderungen bewirkt werden.

Der Berechnungsabschnitt 4 für die Drosselöffnung arbeitet so, daß er die Drosselöffnung aus den zuvor gespeicherten Motorcharakteristiken, wie in Fig. 4 gezeigt, und das Sollmotordrehmoment und die Sollmotordrehzahl berechnet, die durch den Berechnungsabschnitt 3 des Motordrehmomentes bestimmt wurden.

Wenn ein Sensor zum Erhalten von Informationen zum Bestimmen des Sollmotordrehmomentes oder der Sollmotordrehzahl fehlerhaft ist und wenn das Sollmotordrehmoment oder die Sollmotordrehzahl durch Verwenden anderer Informationen nicht erhalten werden kann und der fehlerhafte Sensor ein anderer ist als der Drosselklappenöffnungssensor 15, wird die Drosselöff nung auch in Übereinstimmung mit den Drosselklappenöffnungskurven für die Drosselklappenöffnung berechnet werden, die in dem Berechnungsab schnitt 4 für die Drosselöffnung festgesetzt sind, wodurch ein ausfallsicherer Betrieb im Fall eines Sensorproblems leicht realisiert werden kann.

An dem Steuerabschnitt 6 für die Brennstoffeinspritzung und die Zündzeitga be wird die Steuerung so ausgeführt, daß optimale Brennstoffeinspritz- und Zündzeitpunkte gemäß der voreingestellten Drosselöffnung festgelegt ist, wodurch das Solldrehmoment der Antriebswelle erhalten wird. Zuvor ist in diesen Steuerabschnitt 6 für die Brennstoffeinspritzung und die Zündzeitpunk te ein Kennfeld abgespeichert, das den optimalen Zündvoreilwinkel mit der Brennstoffeinspritzmenge TP und der Motordrehzahl als Parameter, wie in Fig. 7 dargestellt, zeigt. Wenn die Drosselklappenöffnung sich ändert und die grundlegende Menge der Brennstoffeinspritzung TP sich von dem Punkt a zu dem Punkt b in Fig. 7 verändert hat, steigt die Motordrehzahl kaum sofort nach einer Änderung der Drosselklappenöffnung. Und der entsprechen de Zündzeitpunkt ändert sich von ar auf br. Danach ändert sich der Zünd zeitpunkt auf cr bei dem Anstieg der Motordrehzahl, wodurch die optimalen Zündzeitpunkte berechnet werden. Für die einzuspritzende Brennstoffmenge ist ein ähnliches Kennfeld zur Auswahl der optimalen Brennstoffmenge durch den zuvor genannten Schritt aufgestellt.

In Fig. 8 ist eine Beziehung zwischen der Bewegung der Drossel während eines Hochschaltens und dem Antriebsmoment in dem vorliegenden Aus führungsbeispiel gezeigt. Die unterbrochene Linie zeigt das Verhalten der Drossel und des Antriebsmomentes, wenn keine Korrektur durch die Drossel bewirkt wird, während die durchgezogene Linie deren Verhalten nach einer Korrektur gemäß der vorliegenden Erfindung anzeigt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drossel derart ausgelegt, daß sie sich weiter öffnet nach einem Schalten als vor einem Schalten, um so eine Antriebsdrehmomentdifferenz zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Schalten zu korrigieren, die infolge einer Differenz in der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auftritt. D. h. ein Schaltstoß wird während des Schaltens in der Trägheitsphase verringert, in der die Korrektur der Drosselöffnung durch den stoßreduzierenden Berechnungsabschnitt 5 des Drehmomentes arbeitet. Durch diese Operation werden die Antriebsmomente vor und nach dem Schalten übereinstimmen, wodurch eine Drehmomentendif ferenz nach dem Schalten eliminiert wird, die ein Faktor bei dem Schaltstoß wird, um sanfte Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsänderungen zuzulassen.

Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung erklärt werden.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Systems der zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gehörenden Steuervorrichtung zeigt. Es gibt nur einen einzigen Unterschied zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem dargestellten Beispiel in Fig. 1, und zwar in dem Ort, wo der Berechnungsabschnitt des Drehmomentes zum Reduzieren eines Schaltstoßes wirkt. Hier nachfolgend wird die Erklärung deshalb auf die Wichtigkeit dieses Unterschiedes gerichtet.

Gemäß dem Kennfeld für das Sollantriebsmoment, das in dem Berechnungs abschnitt 1 für das Sollantriebsmoment festgelegt ist, tritt eine Drehmomen tendifferenz während des Schaltens wie bei einem konventionellen PKW, wie in Fig. 10 gezeigt, auf. Des weiteren wird in dem stoßreduzierenden Logik abschnitt 5 das Übersetzungsverhältnis aus der Getriebedrehzahl der Ein gangswelle und der Motordrehzahl berechnet, und die Drehmomentredu zierungscharakteristiken bezüglich jedes Schaltens werden gemäß einem Schaltpositionssignal ausgewählt, das von der Getriebesteuereinheit 7 zu geführt wird. Die ausgewählte charakteristische Kurve ist durch eine Funk tion des Übersetzungsverhältnisses, wie in Fig. 11 gezeigt, begrenzt, bei der nS ein Übersetzungsverhältnis bei einem Schaltanfangspunkt ist; nE ein Übersetzungsverhältnis an dem Schalt-Endpunkt anzeigt; und n1 bis n3 Steuerumschaltpunkte sind.

In Fig. 11 verringern sich, wenn das Getriebeschalten beginnt, die Stoß korrekturdaten graduell auf 50% von einem Punkt, bei dem das Überset zungsverhältnis n1 wird und rasch auf 150% ab dem Übersetzungsverhältnis n2 ansteigt. Dann wird bei dem Punkt n3 dieser Multiplikator bis zu dem Punkt nT gehalten, bei dem sich die Getriebedrehzahl der Eingangswelle von positiv oder 0 umkehrt; nach dieser Umkehr verringern sich die Stoßkorrek turdaten auf 100% in einer festen Zeit. Zu dieser Zeit sind die Zahnräder bereits im Eingriff und so wird, wenn die Drossel während einer langen Zeitdauer offengelassen wird, der PKW automatisch starten. Um das zu verhindern, ändert sich die Drehzahl während einer Drosselschließperiode mit einer höheren Rate als die Drehzahl, bei der sich der Multiplikator von dem Punkt n1 verringert.

Fig. 12 zeigt ein Verhalten des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Steuervorrichtung, bei der die Drosselöffnung beginnt, sich von n1 abzusen ken, und sich nach oben zu n2 zu richten; bei n3 kehrt die Drosselöffnung nach Halten ihres Wertes in eine normale Öffnung zurück. Die unterbroche ne Linie zeigt ihre Bewegung während eines normalen Betriebes an, aus dem klar wird, daß ein Drehmomentabfall am Ende des Schaltens, wie es bei dem Antriebsmoment der Fall ist, verhindert werden kann; wodurch ein Schaltstoß verringert wird.

Die Ausgabe des stoßreduzierenden Logikabschnittes 5 wird mit der Soll drosselöffnung multipliziert, die durch den Berechnungsabschnitt 4 der Drosselöffnung berechnet wird. D. h. bis zu n1 wird die Ausgabe des Berechnungsabschnittes 4 der Drosselöffnung selbst (100%) ausgegeben, und danach wird die Drosselöffnung so gesteuert, daß sie um eine spezifizierte Rate, wie in Fig. 11 gezeigt, variiert.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind hier zuvor im Detail beschrieben worden. Es soll jedoch festgestellt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht nur darauf beschränkt ist, sondern daß vielfältige Änderungen in der Auslegung innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung möglich sind.

Z. B. wird das Motordrehmoment durch die Drossel in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele gesteuert, jedoch kann ein ISC-Ventil (Idle Speed Control = Leerlaufdrehzahlsteuerung) mit einer großen Kapazität anstelle der Drossel verwendet werden, um diese Ausführungsbeispiele zu realisieren. Auch kann das erste Ausführungsbeispiel durch Verringern der Brennstoffmenge vor einem Schalten und Erhöhen der Brennstoffmenge nach einem Schalten realisiert werden.

Des weiteren wird deutlich, daß ein besserer Multiplikatoreffekt erhalten werden kann durch Kombinieren des ersten und des zweiten Ausführungsbei spiels.

Gemäß der Steuervorrichtung des automatischen Getriebes der vorliegenden Erfindung, wie es sich aus der oben angegebenen Beschreibung ergibt, ist es möglich, einen Drehmomentunterschied zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach einem Schalten zu eliminieren und eine Trägheitsvaria tion während des Schaltens zu unterdrücken, und dadurch wird der Fahrer kaum eine Drehmomentvariation während des Schaltens fühlen. Auch kann, selbst wenn ein Sensorproblem auftritt, ein Umschalten auf dieselbe kon ventionelle Steuerung ausgeführt werden, und dadurch wird eine Fahrsicher heit gewährleistet, ohne die Betriebsleistungsfähigkeit zu verschlechtern.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Steuer verfahren weisen den Vorteil auf, daß damit ein Antriebsdrehmoment un mittelbar vor dem Beginn des Schaltens und unmittelbar nach der Beendi gung des Schaltens auf einem nahezu gleichen Wert festgelegt und die Drehmomentenvariation während des Schaltens gedämpft wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bzw. des Steuerverfahrens besteht darin, daß während des Schaltens ein Schaltstoß reduziert wird, wobei dafür eine Einrichtung vorgesehen ist zum Erhöhen des Motordrehmomentes von einer spezifischen Periode vor Beendigung des Schaltens, das größer als ein normales Motordrehmoment ist, und zum Neufestlegen auf einen normalen Ausgangswert des Motordrehmomentes nach einer spezifischen Periode nach Beendigung des Schaltens.

Gemäß noch einem weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bzw. des Steuerverfahrens ist neben der Einrichtung zum Festlegen des Antriebsdrehmomentes unmittelbar vor Beginn des Schaltens und unmittelbar nach Beendigung des Schaltens auf einen nahezu gleichen Wert eine Einrich tung zum Erhöhen des Motordrehmomentes von einer spezifischen Periode vor Beendigung des Schaltens, das größer als ein normales Motordrehmo ment ist, und zum Neufestlegen des Motordrehmomentes auf einen normalen Ausgangswert nach einer spezifischen Periode nach Beendigung des Schaltens vorgesehen.

Claims

1. Steuerverfahren für ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe und einer Verbrennungskraftmaschine zum Steuern des Aufwärtsschaltens bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Berechnen eines Drehmomentwandler-Drehmomentes unter Verwen dung der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl des Drehmo mentwandlers;
b) Berechnen eines Getriebe-Drehmomentes unter Verwendung des Drehmomentwandler-Drehmomentes, des aktuellen Übersetzungs verhältnisses und des Öffnungswertes eines die Menge der vom Motor angesaugten Luft steuernden Drosselventils;
c) Berechnen eines auf die Antriebsräder des Fahrzeuges wirkenden Soll-Antriebsdrehmoments unter Verwendung des Öffnungswertes des Drosselventils und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
d) Vergleichen des Getriebe-Drehmomentes mit dem Soll-Antriebsdreh moment und Berechnen einer Differenz zwischen beiden Drehmo menten;
e) Bestimmen der Übersetzungsverhältnisse vor und nach dem Gang schalten;
f) Berechnen des Motor-Drehmomentes unter Verwendung der Über setzungsverhältnisse und der Charakteristiken des Drehmomentwand lers derart, daß das Antriebsdrehmoment nach dem Gangschalten gleich dem Antriebsdrehmoment vor dem Gangschalten ist;
g) Steuern des Drosselventils entsprechend eines aus der Differenz zwischen Getriebe- und Soll-Antriebsdrehmoment ermittelten Korrek turwertes für das Soll-Antriebsdrehmoment während des Schaltens zur Reduzierung der Drehmomentvariation während des Schaltens und damit des Schaltstoßes derart, daß
- 1. das Motordrehmoment nach der Ausgabe eines Schaltbefehls abnimmt,
- 2. das Motor-Drehmoment während einer vorbestimmten Zeit vor Beendigung des Schaltvorganges zunimmt, so daß die Ansaug luftmenge größer ist als die Ansaugluftmenge nach dem Schal ten,
- 3. das Motor-Drehmoment nach dem Schalten für eine vorbe stimmte Zeit nach dem Schalten gleich dem Motordrehmoment vor dem Schalten ist.

2. Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe (13) und einer Verbrennungskraftmaschine (11) zum Steuern des Auf wärtsschaltens bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges zur Durch führung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

a) eine erste Berechnungseinrichtung zur Bestimmung eines Drehmom entwandler-Drehmomentes unter Verwendung der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers (9);
b) eine zweite Berechnungseinrichtung (7) zur Bestimmung eines Getriebe-Drehmomentes unter Verwendung des Drehmomentwandler- Drehmomentes, des Übersetzungsverhältnisses und des Öffnungs wertes eines die Menge der von der Verbrennungskraftmaschine (11) angesaugten Luft steuernden Drosselventils (8);
c) eine dritte Berechnungseinrichtung (1) zur Bestimmung eines auf die Antriebsräder des Fahrzeuges wirkenden Soll-Antriebsdrehmo ments unter Verwendung eines Öffnungswertes des Drosselventils (8) und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
d) eine Einrichtung (5) zum Vergleichen des Getriebe-Drehmomentes mit dem Soll-Antriebsdrehmoment und zum Berechnen einer Diffe renz zwischen beiden Drehmomenten;
e) eine Einrichtung (2) zum Bestimmen des Übersetzungsverhältnisses vor und nach dem Schalten;
f) eine vierte Berechnungseinrichtung (3) zur Bestimmung des Motor- Drehmomentes unter Verwendung der Übersetzungsverhältnisse und von Charakteristiken des Drehmomentwandlers (9) derart, daß das Antriebsdrehmoment nach dem Schalten gleich dem Antriebsdrehmo ment vor dem Schalten ist; und
g) eine Steuerungseinrichtung (4) für das Drosselventil (8) zur Beein flussung des Motordrehmoments entsprechend einem aus der Diffe renz zwischen Getriebedrehmoment und Soll-Antriebsdrehmoment durch die Einrichtung (5) während des Schaltens ermittelten Kor rekturwerts für das Soll-Antriebsdrehmoment zur Reduzierung der Drehmoment-Variation und damit des Schaltstoßes während des Schaltens.

3. Steuerverfahren für ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe und einer Verbrennungskraftmaschine zum Steuern des Aufwärtsschaltens bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Berechnen eines Drehmomentwandler-Drehmomentes unter Verwen dung der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl eines Drehmo mentwandlers;
b) Berechnen eines Getriebe-Drehmomentes unter Verwendung des Drehmomentwandler-Drehmomentes, des aktuellen Übersetzungs verhältnisses und des Öffnungswertes eines die Menge der vom Motor angesaugten Luft steuernden Drosselventils;
c) Berechnen eines auf die Antriebsräder des Fahrzeuges wirkenden Soll-Antriebsdrehmomentes unter Verwendung des Öffnungswertes des Drosselventils und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
d) Berechnen der Übersetzungsverhältnisse vor und nach dem Schalten;
e) Berechnen des Motor-Drehmomentes unter Verwendung der Über setzungsverhältnisse und von Charakteristiken des Drehmomentwand lers derart, daß das Antriebsdrehmoment nach dem Schalten kleiner ist als vor dem Schalten;
f) Bestimmen eines Sollöffnungswertes für das Drosselventil;
g) Auswählen von Drehmomentreduzierungscharakteristiken gemäß einem Schaltpositionssignal; und
h) Steuern des Drosselventils entsprechend einem Korrekturwert für ein Soll-Motor-Drehmoment während des Schaltens zur Reduzierung einer Drehmomentvariation und damit eines Schaltstoßes während des Schaltens derart, daß
- 1. das Motordrehmoment nach Ausgabe eines Schaltbefehls ab nimmt;
- 2. das Motor-Drehmoment während einer vorbestimmten Zeit vor Beendigung des Schaltens zunimmt und anschließend wieder abnimmt; und
- 3. das Motor-Drehmoment nach dem Schalten kleiner als vor dem Schalten ist.

4. Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe (13) und einer Verbrennungskraftmaschine (11) zum Steuern des Auf wärtsschaltens bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges zur Durch führung des Verfahrens nach Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung aufweist:

a) eine erste Berechnungseinrichtung zur Bestimmung eines Drehmom entwandler-Drehmomentes unter Verwendung der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl eines Drehmomentwandlers (9);
b) eine zweite Berechnungseinrichtung (7) zur Bestimmung eines Getriebe-Drehmomentes unter Verwendung des Drehmomentwandler- Drehmomentes, des Übersetzungsverhältnisses und eines Öffnungs wertes eines die Menge der von der Verbrennungskraftmaschine (11) angesaugten Luft steuernden Drosselventils (8);
c) eine dritte Berechnungseinrichtung (1) zur Bestimmung eines auf die Antriebsräder des Fahrzeuges wirkenden Soll-Antriebsdrehmo mentes unter Verwendung eines Öffnungswertes des Drosselventils (8) und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
d) eine Einrichtung (2) zum Bestimmen der Übersetzungsverhältnisse vor und nach dem Schalten;
e) eine vierte Berechnungseinrichtung (3) zur Bestimmung des Motor- Drehmomentes unter Verwendung der Übersetzungsverhältnisse und von Charakteristiken des Drehmomentwandlers (9) derart, daß das Antriebsdrehmoment nach dem Schalten kleiner ist als das Antriebs drehmoment vor dem Schalten;
f) eine Steuerungseinrichtung (4) zur Bestimmung eines Sollöffnungs wertes für das Drosselventil (8); und wobei
g) die erste Berechnungseinrichtung eine Einrichtung (5) aufweist zur Auswahl von Drehmomentreduzierungscharakteristiken bezüglich jedes Schaltens gemäß einem von der zweiten Berechnungseinrich tung (7) zugeführten Schaltpositionssignals und zur Berechnung eines Korrekturwertes zur Multiplikation mit dem Sollöffnungswert für das Drosselventil (8) zur Verhinderung eines einen Schaltstoß verursachenden Drehmomentabfalls am Ende des Schaltens.

5. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei dem das Motordrehmo ment durch ein elektronisch gesteuertes Drosselventil gesteuert wird.

6. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei dem das Motordrehmo ment durch ein Leerlauf-Drehzahlsteuerventil großer Kapazität gesteuert wird.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, bei der die Steuereinrich tung zum Steuern des Motordrehmomentes ein elektronisch gesteuertes Drosselventil (8) ist.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, bei der die Steuereinrich tung zum Steuern des Motordrehmomentes ein Leerlaufdrehzahl-Steuer ventil großer Kapazität ist.