DE60121391T2 - Lastschaltung in einem Fahrzeuggetriebe mit Klauenkupplungen - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs.
  • Als Fahrzeug mit Zahnradgetriebemechanismus ist herkömmlicher Weise ein Fahrzeugtyp bekannt, bei dem eine Reibungskupplung für das kleinste Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes verwendet wird, die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes beim Schalten durch Gleiten der Reibungskupplung so gesteuert wird, daß sie synchron zur Drehzahl der Ausgangswelle ist, und das verringerte Drehmoment beim Schalten zur Realisierung eines gleichmäßigeren Schaltvorgangs mittels des durch die Reibungskupplung übertragenen Drehmoments korrigiert wird. Ein repräsentatives Beispiel dieses Fahrzeugtyps ist in der JP-A-61-45163 offenbart.
  • Wenn die Drehzahl beim Schalten jedoch nur durch die Verwendung der Reibungskupplung gesteuert wird, wird das von der Reibungskupplung korrigierte Drehmoment der Ausgangswelle so variabel, daß sich ein Passagier im Fahrzeug nachteiliger Weise unwohl fühlen kann.
  • Wenn die Korrektur des beim Schalten verringerten, von der Reibungskupplung korrigierten Drehmoments bei der Beendigung des Schaltvorgangs nicht mit dem über eine Eingriffskupplung an die Ausgangswelle übertragenen Drehmoment der Eingangswelle abgeglichen wird, kann ebenfalls nachteiliger Weise ferner das Drehmoment abrupt verändert werden.
  • Die Druckschrift EP-A-1 127 731 ist eine Druckschrift gemäß § 54(3) EPG. Diese Druckschrift betrifft eine Schaltsteuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug, bei denen das Drehmoment des Motors beim Schaltvorgang gesteuert wird, um die Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes am Ende des Schaltvorgangs zu synchronisieren. Am Ende des Schaltvorgangs wird das Drehmoment des Motors während des Schaltvorgangs so gesteuert, daß das Drehzahlverhältnis der Eingangs- und der Ausgangswelle am Ende des Schaltvorgangs auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.
  • Die Druckschrift EP-A-1 164 310 (die vorveröffentliche WO 00/32960) betrifft ein automatisches Zahnradgetriebe und einen PKW, für den das automatische Zahnradgetriebe verwendet wird, wobei zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle einer Zahnradschalteinrichtung mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen vorgesehen sind. Zur Lösung des Problems eines Drehmomentänderungsstoßes bei einem Schaltvorgang bei einem hohen Ausgangsdrehmoment aufgrund einer unzureichenden Drehmomentkapazität einer Mehrscheibenkupplung wird die Drehmomentkapazität der Mehrscheibenkupplung größer als das maximale Ausgangsdrehmoment an der Ausgangswelle des Getriebes eingestellt.
  • In der EP 367 020 A sind die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs zu schaffen, die zur Verbesserung der Leistung beim Schaltvorgang so konstruiert ist, daß sie die durch die Steuerung der Drehzahl beim Schalten verursachten Schwankungen des Drehmoments der Ausgangswelle des Getriebes unterdrückt und durch bei der Beendigung des Schaltvorgangs verursachte abrupte Veränderungen des Drehmoments verringert.
  • Beim Schalten kann die Eingriffskupplung durch Abgleichen der Drehzahlen in Eingriff gebracht werden. Die nachteiligen Auswirkungen eines Steuerungsfehlers und Schwankungen des Öldrucks verursachen ein durch die Abweichung der Drehzahl (des Verhältnisses) beim Einrücken der Eingriffskupplung verursachtes Trägheitsmoment, das zu einer Vibrationsdrehmomentschwankung (einer Wellenvibration) führen kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Trägheitsmoment zu vermindern und dadurch Drehmomentschwankungen zu unterdrücken, um die Schaltleistung eines Fahrzeugs zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs mit zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eines Zahnradgetriebes vorgesehenen Drehmomentübertragungsvorrichtungen, bei der eine Reibungskupplung für die Drehmomentübertragungsvorrichtung mindestens einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position und eine Eingriffskupplung für die Drehmomentübertragungsvorrichtung einer weiteren einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position verwendet werden und die Reibungskupplung beim Schalten aus einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position in eine andere Position gesteuert wird. Die Vorrichtung umfaßt eine Einheit zur Korrektur des verringerten Drehmoments zum Korrigieren des verringerten Drehmoments der Ausgangswelle beim Schalten und eine Drehzahlsteuereinheit zum Steuern der Drehzahl der Eingangswelle auf der Grundlage des von der Einheit zur Korrektur des verringerten Drehmoments vorgegebenen korrigierten Werts des verringerten Drehmoments.
  • Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs eine Drehmomenteinstelleinheit zum Einstellen des Drehmoments der Eingangswelle bei der Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des korrigierten Werts des verringerten Drehmoments.
  • Überdies ist die Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs so konstruiert, daß sie ein zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Zahnradgetriebes angeordnetes Drehmomentübertragungssystem in ein erstes Getriebesystem und ein zweites Getriebesystem unterteilt, die jeweils aus einer Kombination von Eingriffskupplungen zusammengesetzt sind, die zwischen einem Motor und dem ersten Übertragungssystem und zwischen dem Motor und dem zweiten Übertragungssystem angeordneten Reibungskupplungen für die Drehmomentübertragungssysteme verwendet werden und die Reibungskupplungen beim Schalten aus einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechende Position in eine andere gesteuert werden. Die Steuervorrichtung umfaßt eine Einheit zur Korrektur des verringerten Drehmoments zum Korrigieren des verringerten Drehmoments der Ausgangswelle beim Schalten und eine Drehzahlsteuereinheit zum Steuern der Drehzahl der Eingangswelle auf der Grundlage des durch die Einheit zur Korrektur des verringerten Drehmoments vorgegebenen korrigierten Werts des verringerten Drehmoments.
  • Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs eine Drehmomenteinstelleinheit zum Einstellen des Drehmoments der Eingangswelle bei der Beendigung des Schaltvorgangs auf der Grundlage des korrigierten Werts des verringerten Drehmoments.
  • Überdies weist die Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eines Zahnradgetriebes angeordnete Vorrichtungen zur Drehmomentübertragung auf, die Drehmomentübertragungsvorrichtung mindestens einer Gangstufe ist eine Reibungskupplung, die Drehmomentübertragungsvorrichtung einer weiteren Gangstufe ist eine Eingriffskupplung, und die Reibungskupplung wird gesteuert, wenn aus einer Gangstufe in eine andere Gangstufe gewechselt wird, wobei die Vorrichtung eine Einheit zur Unterdrückung einer Drehmomentschwankung der Ausgangswelle beim Eingreifen der Eingriffskupplung beim Schaltvorgang mittels mindestens einer in dem Zahnradgetriebe vorgesehenen Reibungskupplung umfaßt.
  • Überdies weist die Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs eine zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eines Zahnradgetriebes vorgesehene Drehmomentübertragungsvorrichtung auf, für die Drehmomentübertragungsvorrichtung mindestens einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position wird eine Reibungskupplung und für die Drehmomentübertragungsvorrichtung einer weiteren einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position eine Eingriffskupplung verwendet, und die Reibungskupplung wird beim Schalten von einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position in eine andere gesteuert.
  • Die Steuervorrichtung umfaßt eine Einrichtung zur Unterdrückung von Drehmomentschwankungen zum Unterdrücken von beim Eingreifen der Eingriffskupplungen erzeugten Schwankungen des Drehmoments der Ausgangswelle durch die Wirkung mindestens einer im Zahnradgetriebe angeordneten Reibungskupplung.
  • Überdies ist bei einer Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle eines Zahnradgetriebes angeordnet, für mindestens eine einem Übersetzungsverhältnis entsprechende Position wird eine Reibungskupplung und für die Drehmomentübertragung einer weiteren einem Übersetzungsverhältnis ent sprechenden Position eine Eingriffskupplung verwendet, und die Reibungskupplung wird beim Schalten von einer einem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Position in eine andere gesteuert. Die Steuervorrichtung umfaßt den Schritt der Unterdrückung einer beim Eingreifen der Eingriffskupplung erzeugten Drehmomentschwankung der Ausgangswelle durch die Wirkung mindestens einer im Zahnradgetriebe angeordneten dynamoelektrischen Maschine.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugsystem und eine Steuervorrichtung für dieses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Ansicht, die einen in der in 1 gezeigten Ausführungsform enthaltenen Übertragungsweg des Drehmoments zeigt, wenn ein Fahrzeug durch die Antriebskraft eines Motors angetrieben wird;
  • 3 ist eine Ansicht, die einen in der in 1 gezeigten Ausführungsform enthaltenen Übertragungsweg des Drehmoments beim Schalten zeigt;
  • 4 ist eine Ansicht, die einen in der in 1 gezeigten Ausführungsform enthaltenen Übertragungsweg des Drehmoments nach der Beendigung des Schaltvorgangs zeigt;
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozeß einer in 1 gezeigten Einheit zur Korrektur des verringerten Drehmoments zeigt;
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozeß einer Drehzahlsteuereinheit und einer Drehmomenteinstelleinheit zeigt, die in 1 gezeigt sind;
  • 7 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten bei der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ist eine Ansicht, die einen Übertragungsweg des Drehmoments beim Schalten bei der in 8 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen von der Drehzahlsteuereinheit und der Drehmomenteinstelleinheit, die in 8 gezeigt sind, auszuführenden Steuerungsprozeß zeigt;
  • 11 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten bei der in 8 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Fahrzeugsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung 100 gemäß der in 12 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 14 ist eine erläuternde Ansicht, die einen einem Gang entsprechenden Antriebszustand bei einer Beschleunigung bei der in 12 dargestellten Ausführungsform zeigt;
  • 15 ist eine erläuternde Ansicht, die den Zustand eines Getriebes nach der Ausgabe eines Befehls zum Schalten aus dem ersten in den dritten Gang bei der in 12 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 16 ist eine erläuternde Ansicht, die einen dem dritten Gang entsprechenden Antriebszustand bei der in 12 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen von einer in 12 gezeigten Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments auszuführenden Prozeß zeigt;
  • 18 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlsteuereinheit 104 und eine Drehmomenteinstelleinheit 105 zeigt, die in 12 dargestellt sind;
  • 19 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten bei der in 12 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21 ist eine erläuternde Ansicht, die einen einem Schalten aus dem ersten in den dritten Gang entsprechenden Zustand bei der in 20 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 22 ist ein Ablaufdiagramm, das den Inhalt einer Verarbeitung einer Drehzahlsteuereinheit 2004 und einer Drehmomenteinstelleinheit 2005 zeigt; die in 20 dargestellt sind;
  • 23 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten bei der in 20 gezeigten Ausführungsform zeigt;
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25 ist eine erläuternde Ansicht, die eine in 24 gezeigte Steuervorrichtung 2400 zeigt;
  • 26 ist eine Zeitübersicht eines Schaltvorgangs bei der in 24 gezeigten Ausführungsform;
  • 27 ist ein Blockdiagramm, das die mit einem Motor 27 versehene Steuervorrichtung 2400 gemäß der in 24 gezeigten Ausführungsform zeigt; und
  • 28 ist eine Zeitübersicht eines Schaltvorgangs bei der in 24 gezeigten Ausführungsform.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugsystem und eine Steuervorrichtung für dieses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    Ein Verbrennungsmotor 1 weist eine elektronische Steuerdrossel 2 zum Einstellen des Drehmoments des Motors und einen Drehzahlsensor 37 zum Messen der (auch als Motordrehzahl Ne bezeichneten) Drehzahl Ne des Motors auf, durch die das Ausgangsdrehmoment mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann.
  • Eine Kupplung 4 ist so zwischen einer Ausgangswelle 3 des Motors 1 und einer Eingangswelle 8 eines Zahnradgetriebes 50 angeordnet, daß das Ausgangsdrehmoment des Motors 1 an die Eingangswelle 8 des Zahnradgetriebes übertragen werden kann. Die Kupplung 4 ist eine Einplatten-Trockenkupplung, bei der die Druckkraft durch ein hydraulisches Stellglied 32 gesteuert wird. Durch Einstellen der Druckkraft der Kupplung 4 wird die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 3 an die Eingangswelle 8 des Motors angeschlossen oder unterbrochen.
  • Die Eingangswelle 8 umfaßt an ihr befestigte Zahnräder 5, 6, 7. Das Zahnrad 5 wird als Sensor für die Drehzahl Nin der Eingangs welle 8 verwendet. Die Bewegung der Zähne des Zahnrads 5 wird vom Sensor 36 so erfaßt, daß die Drehzahl Nin der Eingangswelle 8 entsprechend erfaßt werden kann.
  • Die Ausgangswelle 26 eines Motors 27 ist mit einem Zahnrad 24 verbunden, das so mit einer Kupplung 25 versehen ist, daß das Zahnrad 24 konstant mit dem Zahnrad 7 in Eingriff stehen kann. Die Kupplung 25 ist eine Einplatten-Trockenkupplung, über die das Ausgangsdrehmoment des Motors 27 an das Zahnrad 24 übertragen werden kann. Die Druckkraft der Kupplung 25 wird von dem hydraulischen Stellglied 29 gesteuert, und die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 26 an die Eingangswelle 8 kann durch Einstellen der Druckkraft der Kupplung 25 angeschlossen oder unterbrochen werden.
  • Die Ausgangswelle 20 des Zahnradgetriebes umfaßt ein Zahnrad 18 mit einem Zahnrad 14 und einem Synchronisationsring 16, ein Zahnrad 11 mit einem Zahnrad 12 und einem Synchronisationsring 15 und eine Nabe 17 sowie eine (nicht gezeigte) Manschette zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen den Zahnrändern 18 und 11 und der Ausgangswelle 20. Die Zahnräder 18 und 11 umfassen jeweils einen (nicht gezeigten) Anschlag zum Beenden der Bewegung des Zahnrads in der Axialrichtung der Ausgangswelle 20. In der Nabe 17 sind (nicht gezeigte) Nuten vorgesehen, die mit mehreren (nicht gezeigten) Nuten der Ausgangswelle 20 in Eingriff treten. Die Nabe 17 tritt so mit der Ausgangswelle 20 in Eingriff, daß die Nabe 17 eine relative Bewegung des Zahnrads in der Axialrichtung der Ausgangswelle 20 zuläßt, eine Bewegung des Zahnrads in der Drehrichtung jedoch beschränkt. Dadurch wird das Drehmoment der Nabe 17 an die Ausgangswelle 20 übertragen.
  • Um das Drehmoment von der Eingangswelle 8 an die Nabe 17 zu übertragen, müssen die Nabe 17 und die Manschette in der Axialrichtung der Ausgangswelle 20 bewegt und das Zahnrad 14 bzw. 12 über den Synchronisationsring 16 bzw. 15 direkt mit der Nabe 17 gekoppelt werden. Die Nabe 17 und die Manschette werden von dem hydraulischen Stellglied 30 bewegt.
  • Die Nabe 17 wird als Sensor zur Erfassung der Drehzahl No der Ausgangswelle verwendet. Die Drehzahl der Ausgangswelle 20 kann durch Erfassen der Drehung der Nabe 17 unter Verwendung des Sensors 13 erfaßt werden.
  • Eine aus der Nabe 17 und der Manschette, dem Zahnrad 14, dem Synchronisationsring 16, dem Zahnrad 12 und dem Synchronisationsring 15 zusammengesetzte Drehmomentübertragungsvorrichtung ergreift einen Klauenkupplungsmechanismus, der als Eingriffskupplung bezeichnet wird.
  • Der Mechanismus ermöglicht eine hoch effiziente Übertragung der Energie von einer Energiequelle, wie dem Motor 1, über eine Differentialeinheit 21 und eine Achse 22 an Räder 23, was zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs beiträgt.
  • Ferner weist die Ausgangswelle 20 ein Zahnrad 9 mit einer Kupplung 10 auf. Die Kupplung 10 nutzt eine Mehrplatten-Naßkupplung als Drehmomentübertragungsvorrichtung, damit das Drehmoment der Eingangswelle 8 an die Ausgangswelle 20 übertragen werden kann. Die Druckkraft der Kupplung 10 wird von dem hydraulischen Stellglied 23 gesteuert, und die Kraftübertragung von der Eingangswelle 8 an die Ausgangswelle 20 kann durch Einstellen der Druckkraft angeschlossen oder unterbrochen werden.
  • Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 5 und dem Zahnrad 9 wird so eingestellt, daß es kleiner als das Übersetzungs verhältnis zwischen dem Zahnrad 7 und dem Zahnrad 18 bzw. dem Zahnrad 6 und dem Zahnrad 11 ist.
  • Bei dem Motor 1 dient eine in einem (nicht gezeigten) Ansaugrohr vorgesehene elektronische Steuerdrossel 2 der derartigen Steuerung eines Ansaugluftstroms, daß von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffeinspritzsystem eine auf die Menge der angesaugten Luft abgestimmte Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Die Drossel 2 dient auch der Bestimmung eines Zündzeitpunkts auf der Grundlage eines durch die Luftmenge, die Kraftstoffmenge und die Drehzahl Ne des Motors bestimmten Luft-/Kraftstoffverhältnisses.
  • Das Kraftstoffeinspritzsystem kann ein Ansaugöffnungseinspritzsystem sein, bei dem der Kraftstoff in eine Ansaugöffnung eingespritzt wird, oder ein Zylindereinspritsystem, bei dem der Kraftstoff direkt ins Innere des Zylinders eingespritzt wird. Vorzugsweise wird durch das Kraftstoffeinspritzsystem der Kraftstoffverbrauch verringert und eine bessere Auspuffleistung ausgewählt, indem ein (durch das Drehmoment des Motors und die Drehzahl des Motors bestimmter) Betriebsbereich für den Motor berücksichtigt wird.
  • Nachstehend wird eine Vorrichtung 100 zur Steuerung des Motors 1, der Stellglieder 29, 30, 31 und 32 und eines Motors 27 beschrieben.
  • In die Steuervorrichtung 100 werden ein Signal α für das Niederdrücken des Gaspedals, ein Schalthebelpositionssignal Ii, ein vom Sensor 37 erfaßtes Motordrehzahlsignal Ne, ein vom Sensor 36 erfaßtes Eingangswellendrehzahlsignal Nin und ein Ausgangswellendrehzahlsignal No. Dann dient die Steuervorrichtung 100 der Berechnung des Drehmoments T3 des Motors 1 und dem anschließenden Senden des Drehmoments Te über ein in einem Fahrzeug vorgesehenes LAN an eine Steuervorrichtung 34. Die Steuervorrichtung 34 dient der Be rechnung des Öffnungswinkels eines Drosselventils, einer Kraftstoffmenge und eines Zündzeitpunkts, die dem empfangenen Drehmoment Te des Motors entsprechen, und der Steuerung der Stellglieder (beispielsweise der elektronischen Steuerdrossel 2) auf der Grundlage dieser Faktoren.
  • Ferner dient die Steuervorrichtung 100 der Berechnung des Drehmoments und der Drehzahl des Motors 27 und ihrer anschließenden Übertragung über das LAN an die Steuervorrichtung 35. Die Steuervorrichtung 35 dient dem Laden einer Batterie 28 mit vom Motor 27 zugeführtem elektrischem Strom und der Zufuhr von elektrischem Strom von der Batterie 28 zum Antreiben des Motors 27. Die Steuervorrichtung 100 kann durch einen Computer mit einer gemäß einem Programm zu betreibenden CPU, einem Speicher zur Speicherung eines Steuerprogramms und von Daten, einer Eingangs/Ausgangssteuereinheit und einem Bus implementiert werden, der sie miteinander verbindet. Die Steuereinheit 10 kann auch ganz oder teilweise durch eine Hardware-Schaltung implementiert werden.
  • Die Steuervorrichtung 100 umfaßt eine Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, eine Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, eine Drehzahlsteuereinheit 104 und eine Drehmomenteinstelleinheit 105.
  • Die Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit dient der Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp mittels einer Funktion f: Vsp = f(No) auf der Grundlage der vom Sensor 13 erfaßten Drehzahl No der Ausgangswelle.
  • Die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls dient der Bestimmung eines Schaltbefehls Ss auf der Grundlage der eingegebenen Größe α, um die das Gaspedal niedergedrückt wird, und der von der Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp. Der Schaltbefehl Ss wird aus den in einer in der Steuervorrichtung 100 enthaltenen (nicht gezeigten) Speichereinheit gespeicherten Werten ausgewählt, wobei als diese Werte anhand von Experimenten oder Simulationen diejenigen abgeleitet werden, durch die die Effizienz des Motors 1 und des Motors 27 maximal verbessert wird.
  • Nachstehend wird die Steuerung der Kupplung 10 beim Wechsel aus einem dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand in einen dem zweiten Gang entsprechenden Antriebszustand beschrieben. Die Steuerung der Kupplung 10 erfolgt durch Steuern der Stellglieder 29 bis 32 als Reaktion auf eine derartige Vorgabe von der Steuervorrichtung 100, daß die Steuervorrichtung 33 das Zahnradgetriebe 50 steuern kann.
  • 2 ist eine erläuternde Ansicht, die den dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand zeigt, der bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs gegeben ist, wenn es von der Antriebskraft des Motors 1 angetrieben wird. Der gestrichelte Pfeil in 2 zeigt den Übertragungsweg des Drehmoments. Beispielhaft wird davon ausgegangen, daß die Kupplung 4 eingekuppelt ist und die Eingriffskupplung (die Nabe 17) mit dem Zahnrad 18 in Eingriff steht. In diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors 1 über die Kupplung 4, die Eingangswelle 8, das Zahnrad 7 und das Zahnrad 18 an die Ausgangswelle 20 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 10 gelöst.
  • Wenn von der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls der Schaltbefehl Ss ausgegeben wird, wie in 3 gezeigt, wird die Eingriffskupplung (die Nabe 17) gelöst, und das Zahnrad 18 wird von der Ausgangswelle 20 gelöst. Zu diesem Zeitpunkt wird das Stellglied 31 so gesteuert, daß die Kupplung 10 auf das Zahnrad gedrückt wird, wodurch das Ausgangsdrehmoment des Motors 1 von der Ausgangswelle 3 über die Kupplung 4, die Eingangswelle 8, das Zahnrad 5, das Zahnrad 9 und die Kupplung 10 an die Ausgangswelle 20 übertragen werden kann. Das Drehmoment des Motors 1 wird mittels der Druckkraft der Kupplung 10 so an die Achse 22 übertragen, daß das Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs erzeugt wird. Da das Übersetzungsverhältnis durch die Verwendung des Zahnrads 5 bzw. 9 kleiner eingestellt wird, wird dadurch die Last des Motors 1 erhöht und die Drehzahl des Motors dementsprechend verringert. Daher wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswelle 20 und der Eingangswelle 8 stärker an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis (kleiner) als an das dem ersten Gang entsprechende Verhältnis angenähert.
  • Wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle 20 hierbei auf das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis eingestellt wird, wie in 4 gezeigt, wird die Eingriffskupplung (die Nabe 17) mit dem Zahnrad 11 verbunden, und das Zahnrad 11 wird mit der Ausgangswelle 20 verbunden. Nach der Vollendung dieser Verbindung wird die Druckkraft der Kupplung 10 durch Steuern des Stellglieds 31 aufgehoben. Dann ist das Schalten aus dem ersten in den zweiten Gang abgeschlossen. In diesem den zweiten Gang entsprechenden Antriebszustand wird das Drehmoment des Motors 1 in der genannten Reihenfolge über die Ausgangswelle 3, die Kupplung 4, die Eingangswelle 8, das Zahnrad 6, das Zahnrad 11, die Nabe 17 und die Ausgangswelle 20 des Motors 1 übertragen.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird der Zustand beim Schaltvorgang durch Lösen des dem ersten Gang entsprechenden Zustands neutralisiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment des Motors 1 über die Kupplung 10 und die Zahnräder 5 und 9 an die Achse 22 übertragen. Dadurch kann das verringerte Drehmoment beim Schalten korrigiert werden.
  • Anschließend wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 das Steuerverfahren beim Schalten mittels der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird nachstehend der Inhalt der Steuerungsverarbeitung der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments beschrieben.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozeß der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments zeigt.
  • Schritt 501
  • Eine Operation zum Lesen des von der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls ausgegebenen Schaltbefehls Ss wird ausgeführt.
  • Schritt 502
  • Eine Operation zum Lesen des von der Steuervorrichtung 34 über das LAN gesendeten Drehmoments Tel des Motors 1 vor dem Schalten (im ersten Gang) wird ausgeführt.
  • Schritt 503
  • Eine Operation zur Berechnung des Drehmoments Tout1 der Ausgangswelle 20 vor dem Schalten (im ersten Gang) auf der Grund lage des im Schritt 502 eingelesenen Drehmoments Tel des Motors vor dem Schalten wird ausgeführt.
  • Schritt 504
  • Eine Operation zur Berechnung eines Vorwärts-Solldrehmoments Tc_ff der Kupplung 10 auf der Grundlage des im Schritt 503 berechneten Drehmoments Tout1 der Ausgangswelle 20 wird ausgeführt. Unter der Voraussetzung, daß ein dem ersten Gang entsprechendes Verhältnis R1, ein dem zweiten Gang entsprechendes Verhältnis R2, die Drehzahl des Motors vor dem Schalten Ne1 und die Drehzahl des Motors nach dem Schalten (im zweiten Gang) Ne2 sind, kann davon ausgegangen werden, daß für die Drehzahl Ne2 des Motors nach dem Schalten Ne2 = Ne1·(R2/R1) gilt. Dann können das Drehmoment des Motors nach dem Schalten und das Drehmoment Tout2 der Ausgangswelle nach dem Schalten anhand der angenommenen Drehzahl Ne2 des Motors und des Öffnungswinkels der Drossel abgeleitet werden. Das Vorwärts-Solldrehmoment Tc_ff der Kupplung 10 kann anhand des geschätzten Werts Tout2 abgeleitet werden. Ferner kann das Vorwärts-Solldrehmoment Tc_ff der Kupplung 10 konstant auf der Grundlage der erfaßten Drehzahl Ne des Motors und des Drehmoments Te des Motors abgeleitet werden, um entsprechend verschiedenen Betriebszuständen den vorgegebenen Schaltzeitpunkt zu realisieren.
  • Schritt 505
  • Es wird festgestellt, ob das anhand der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin der Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle bestimmte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in einem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 506 fortgesetzt, wenn ja, mit einem Schritt 507.
  • Schritt 506
  • Wenn das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle nicht in dem vorgegebenen Bereich verbleibt, wird die Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments beim Schalten anhand von Tc_ref = Tc_ff berechnet.
  • Schritt 507
  • Wenn das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle während des Schaltvorgangs in dem vorgegebenen Bereich verbleibt, wird die Abweichung zwischen dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis entsprechenden Solldrehzahlverhältnis und dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle zurückgeführt, um zur Berechnung des Solldrehmoments Tc_fb des Rückführ-Drehzahlverhältnisses der Kupplung 10 verwendet zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Solldrehzahl des Motors (die Drehzahl der Eingangswelle) entsprechend dem Solldrehzahlverhältnis berechnet, und die Drehzahl Ne des Motors wird zurückgeführt, um zur Berechnung des Solldrehmoments Tc_fb des Rückführ-Drehzahlverhältnisses der Kupplung 10 verwendet zu werden.
  • Schritt 508
  • Die Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments beim Schalten wird anhand von Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb berechnet.
  • Schritt 509
  • Die in den Schritten 506 und 508 abgeleitete Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird als Solldrehmoment der Kupplung 10 ausgegeben. Die ausgegebene Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird über das LAN an die Steuervorrichtung 33 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 33 dient dem hydraulischen Antreiben der Stellglieder 29 bis 33 und dem Einstellen der Druckkraft der Kupplung sowie der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten durch Steuern des Stellglieds 31 auf den Wert von Tc_ref.
  • Wie vorstehend ausgeführt, dient die Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments der Korrektur des verringerten Werts der Ausgangswelle 20 beim Schalten und damit der Verbesserung der Schaltleistung.
  • Als nächstes wird der Inhalt des Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 104 und der Drehmomenteinstelleinheit 105 beschrieben.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Steuerungsprozeß der Drehzahlsteuereinheit 104 und der Drehmomenteinstelleinheit 105 zeigt.
  • Schritt 601
  • Es wird festgestellt, ob das anhand der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin der Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle ermittelte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in dem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 602 fortgesetzt, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehzahlsteuereinheit 104 ausgeführt wird. Anderenfalls wird der Prozeß mit einem Schritt 605 fortgesetzt, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehmomenteinstelleinheit ausgeführt wird.
  • Zunächst wird der Inhalt des in den Schritten 602 bis 604 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 104 beschrieben.
  • Schritt 602
  • Eine Operation zum Lesen der anhand von Tc_ref = Tc_ff ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird ausgeführt.
  • Schritt 603
  • Eine Operation zur Berechnung des Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1 zum Erzielen einer Motordrehzahl Ne, durch die das vorgegebene Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle realisiert wird, auf der Grundlage der im Schritt 602 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird ausgeführt.
  • Schritt 604
  • Eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 603 ermittelten Solldrehmoments Tc_ref1 des Motors 1 wird ausgeführt.
  • Die Steuervorrichtung 34 dient der derartigen Steuerung der elektronischen Steuerdrossel 2, daß der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref1 erreichen kann.
  • Ferner kann von der Drehzahlsteuereinheit 104 zum Erreichen des Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1 das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Motors 1 bzw. der Zündzeitpunkt gesteuert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, dient die Drehzahlsteuereinheit 104 der derartigen Steuerung der Drehzahl der Eingangeswelle 8 während des Schaltvorgangs, daß die Eingriffskupplung in den zweiten Gang eingerückt werden kann. Ferner dient sie der Unterdrückung des Trägheitsmoments in der dem zweiten Gang entsprechenden Verbindung, wodurch die Schaltleistung verbessert wird.
  • Als nächstes wird der Inhalt des in den Schritten 605 bis 607 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehmomenteinstelleinheit 105 beschrieben.
  • Schritt 605
  • Eine Operation zum Einlesen der anhand des Ausdrucks Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird ausgeführt.
  • Schritt 606
  • Eine Operation zur Berechung eines Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1, durch das die Abweichung zwischen dem Drehmoment der Ausgangswelle nach dem Schaltvorgang und der Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments so weit wie möglich verringert wird, auf der Grundlage der im Schritt 605 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird ausgeführt.
  • Schritt 607
  • Eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 606 abgeleiteten Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1 wird ausgeführt. Das Solldrehmoment Te_ref2 des Motors 1 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 34 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 34 dient der derartigen Steuerung einer elektronischen Steuerdrossel 2, daß der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref2 erreicht.
  • Ferner kann die Drehmomenteinstelleinheit 105 der derartigen Steuerung des Kraftstoff-/Luftverhältnisses des Motors und des Zündzeitpunkts dienen, daß der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref2 erreichen kann.
  • Wie vorstehend ausgeführt, dient die Drehmomenteinstelleinheit 105 der derartigen Steuerung des Drehmoments der Eingangswelle 8 bei der Beendigung des Schaltvorgangs, daß eine Abweichung zwischen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schalten so weit wie möglich verringert werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung abrupter Drehmomentveränderungen, wodurch die Schaltleistung verbessert wird.
  • Als nächstes wird nachstehend der Schaltvorgang beschrieben.
  • 7 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerzustand beim Schalten zeigt. In 7 bezeichnet (A) einen Schaltbefehl Ss. (B) bezeichnet eine der Position der Eingriffskupplung entsprechende Schalthebelposition Ii. (C) bezeichnet ein Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle. (D) bezeichnet einen Öffnungswinkel θ der Drossel. (E) bezeichnet das Drehmoment Tc der Kupplung 10. (F) bezeichnet das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20. Die Abszisse repräsentiert die Zeit.
  • Wie unter (A) dargestellt, wird die Schaltsteuerung eingeleitet, wenn zu einem Zeitpunkt a ein Schaltbefehl Ss zum Schalten aus dem dem ersten Gang entsprechenden Zustand in den dem zweiten Gang entsprechenden Zustand ausgegeben wird und wenn ein Fahrzeug in dem dem ersten Gang entsprechenden Zustand fährt. Wie unter (E) dargestellt, wird das Drehmoment Tc der Kupplung 10 allmählich erhöht.
  • Bei einer Erhöhung des Drehmoments Tc der Kupplung 10 wird das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20, wie unter (F) dargestellt, allmählich verringert. Zu einem Zeitpunkt b gelangt die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung in den lösbaren Zustand. Dies liegt daran, daß das über die Zahnräder 5 und 9 übertragene Drehmoment der Verringerung des über die Zahnräder 7 und 18 übertragenen Drehmoments auf einen Wert dient, bei dem die Eingriffskupplung gelöst werden kann.
  • Soll die Eingriffskupplung gelöst werden, wird die Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 30 von der dem ersten Gang entsprechenden Seite gelöst. Wie unter (B) dargestellt, gelangt die Schalthebelposition Ii (beim Schaltvorgang) in den neutralen Zustand, in dem der tatsächliche Schaltvorgang beginnt.
  • Wenn die Schalthebelposition Ii in den neutralen Zustand gelangt, wie unter (E) dargestellt, wird die Steuerung für die Kupplung 10 eingeleitet, damit der verringerte Wert des Drehmoments beim Schalten korrigiert werden kann. Durch Steuern des Stellglieds 31 entsprechend dem von der Einheit 103 zur Korrektur des verringer ten Drehmoments ausgegebenen Solldrehmoment Tc_ref = Tc_ff der Kupplung 10 wird, wie unter (F) dargestellt, eine Operation zur Korrektur des verringerten Werts des Drehmoments der Ausgangswelle 20 beim Schalten ausgeführt.
  • Da das von der Kupplung 10 übertragene Drehmoment zu diesem Zeitpunkt auf das Drehmoment der Ausgangswelle 20 eingestellt wird, weist das Solldrehmoment Tc_ref der Kupplung 10 zur Verringerung des Gefühls der Anomalität, das ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet, vorzugsweise eine gleichmäßige Kennlinie auf. Beim Schalten muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle rasch und gleichmäßig so gesteuert werden, daß es während des Schaltvorgangs ein dem zweiten Gang entsprechendes Verhältnis R2 ist.
  • Daher wird zum Erreichen des von der Drehzahlsteuereinheit 104 ausgegebenen Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1, wie unter (D) dargestellt, eine Operation zur Steuerung des Drosselöffnungswinkels auf θ = θ_ref1 zum Einstellen der Motordrehzahl Ne und zum Annähern des Verhältnisses Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 ausgeführt.
  • Durch die vorstehend erwähnte Steuerung der Kupplung 10 und der elektronischen Steuerdrossel 2 wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, wie unter (C) dargestellt, zu einem Zeitpunkt c auf Rch = R2 eingestellt. Zum Einrücken der Eingriffskupplung wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle vorzugsweise an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 angepaßt, um die Drehzahl Ne des Motors zu erhöhen. Der Grund hierfür ist wie folgt. Da die Drehzahl No der Ausgangswelle 20 durch die beim Schaltvorgang gegebene Korrektur des verringerten Drehmoments erhöht wird, wird eine derartige Drehmomentinterferenz im eingekuppelten Abschnitt der Eingriffskupplung veranlaßt, daß die Eingriffskupplung schwer in Eingriff gebracht werden kann, wenn die Eingriffskupplung in Eingriff gebracht werden soll, wenn die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Drehzahl der Eingangswelle 8 erhöht wird. Daher wird die Eingriffskupplung vorzugsweise in Eingriff gebracht, wenn die Drehzahl der Eingangswelle 8 erhöht wird, da die Drehmomentinterferenz verringert wird.
  • Da zum Zeitpunkt c Rch < R2 gilt, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle erhöht werden. Unmittelbar vor dem Eingriff (zwischen den Zeitpunkten c und d) ist das Ansprechverhalten bei der Steuerung des Drehmoments Te des Motors leicht verzögert. Daher wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle vorzugsweise mittels des Drehmoments der Kupplung 10 eingestellt. Daher wird in dem Intervall zwischen den Zeitpunkten c und d eine Operation zur Addition eines dem Rückführ-Drehzahlverhältnis entsprechenden Solldrehmoments Tc_fb der Kupplung 10 entsprechend einer Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis R2 und zum Einstellen des Solldrehmoments der Kupplung 10 auf Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ausgeführt.
  • Wie vorstehend ausgeführt, können nur in dem Intervall, in dem die Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis R2 klein ist, die Drehmomentschwankung der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten durch Rückführung des Drehzahlverhältnisses auf ein Mi nimum unterdrückt und dadurch das Gefühl der Anomalität, das ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet, vermindert werden. Durch die vorstehend erwähnte Rückführsteuerung des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 10 nimmt das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle zu, wodurch Rch ≈ R2 gegeben ist. Dies bedeutet, daß die Eingriffskupplung in den zweiten Gang eingekuppelt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung in den zweiten Gang eingekuppelt werden kann, wird die Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 30 in den zweiten Gang eingekuppelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Abweichung zwischen der Korrektur Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schalten (dem Einkuppeln in den zweiten Gang) vorzugsweise verringert, wodurch abrupte Änderungen des Drehmoments der Ausgangswelle 20 bei der Beendigung des Schaltvorgangs reduziert werden.
  • Die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten wird durch das Drehmoment Tc der Kupplung 10 und das Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schalten durch das Drehmoment Te des Motors 1 und das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 bestimmt. Zwischen den Zeitpunkten c und d wird der Öffnungswinkel der Drossel auf θ = θ_ref2 gesteuert, wodurch der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref2 erreicht. Während des Schaltvorgangs wird ein Gleiten der Kupplung 10 veranlaßt. Wenn das Drehmoment Te des Motors 1 größer als der vorgegebene Wert ist, wird daher die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten durch das Drehmoment Tc der Kupplung 10 bestimmt. Daher kann die Steuerung zur Einstellung des Drehmoments bei der Beendigung des Schaltvorgangs unabhängig von der Steuerung zur Kor rektur des verringerten Drehmoments beim Schalten ausgeführt werden.
  • Zum Zeitpunkt d ist die Eingriffskupplung in den zweiten Gang eingekuppelt, und der tatsächliche Schaltvorgang ist abgeschlossen. Dann wird der Öffnungswinkel θ der Drossel allmählich auf den Öffnungswinkel vor dem Schaltvorgang verringert. Zum Zeitpunkt e ist die Schaltsteuerung abgeschlossen.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird gemäß dieser Ausführungsform beim Schalten eine Operation zum Ableiten der Korrektur des verringerten Drehmoments der Ausgangswelle 20 beim Schalten, zur Steuerung der Drehzahl der Eingangswelle 8 auf der Grundlage der Korrektur und zum Einstellen des Drehmoments der Eingangswelle 8 bei der Beendigung des Schaltvorgangs ausgeführt, wodurch eine Unterdrückung der Drehmomentschwankungen der Ausgangswelle 20 ermöglicht wird.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 der Aufbau der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Der gesamte Systemaufbau des Fahrzeug entspricht dem in 1 dargestellten und wird hier daher nicht beschrieben. Zudem sind in 8 die Bauteile, die mit denen der in 1 gezeigten Ausführungsform übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Steuervorrichtung 800 umfaßt eine Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, eine Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, eine Drehzahlsteuereinheit 804 und eine Drehmo menteinstelleinheit 805. Die Steuervorrichtung kann durch den gleichen Computer realisiert werden, wie die Steuervorrichtung 100.
  • Die Inhalte der Steuerungsprozesse der Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls entsprechen ebenfalls denen gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform und werden hier daher nicht beschrieben.
  • Nachstehend wird die Steuerung der Kupplung 10 und des Motors 27 beim Schalten aus dem dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand in den dem zweiten Gang entsprechenden Antriebszustand beschrieben.
  • Wenn die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls der Ausgabe des Schaltbefehls Ss dient, wie in 9 gezeigt, wird die Eingriffskupplung (die Nabe 17) gelöst, wodurch das Zahnrad 18 von der Ausgangswelle 20 gelöst wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 25 durch Steuern des Stellglieds 29 im eingekuppelten Zustand gehalten. Das Drehmoment des Motors 27 wird in der genannten Reihenfolge über den Weg über die Ausgangswelle 26 des Motors 27, die Kupplung 25, das Zahnrad 24, das Zahnrad 7, die Eingangswelle 8, das Zahnrad 5, das Zahnrad 9, die Kupplung 10 und die Ausgangswelle 20 übertragen. Dadurch kann der Motor 27 die Drehzahl der Eingangswelle 8 steuern und damit das Drehmoment einstellen.
  • Beim Schalten wird durch Drücken der Kupplung 10 durch Steuern des Stellglieds 31 das Drehmoment des Motors 1 über die Zahnräder 5 und 9 an die Ausgangswelle 20 übertragen. Die Druckkraft der Kupplung 10 ermöglicht die Übertragung des Drehmoments des Motors 1 als Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs an die Achse 22. Da das Übersetzungsverhältnis mittels der Zahnräder 5 und 9 auf ein kleines Verhältnis umgestellt wird, wird die Last des Motors 1 größer, wodurch die Drehzahl des Motors verringert wird. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswelle 20 und der Eingangswelle 8 nähert sich dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis (kleiner) stärker als dem dem ersten Gang entsprechenden Verhältnis.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist der Übertragungsweg des Drehmoments des Motors 1 aus der Ausgangswelle 3, der Kupplung 4, dem Zahnrad 5, dem Zahnrad 9, der Kupplung 10 und der Ausgangswelle 20 zusammengesetzt. Wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle 20 auf das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis eingestellt wird, wird die Eingriffskupplung mit dem Zahnrad 11 gekoppelt, wodurch das Zahnrad 11 mit der Ausgangswelle 20 verbunden werden kann. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Eingriffskupplung in dem dem zweiten Gang entsprechenden Zustand eingekoppelt ist, wird das Stellglied 31 so gesteuert, daß die Druckkräfte der Kupplung 10 gelöst werden, womit der Schaltvorgang abgeschlossen ist.
  • Wie vorstehend ausgeführt, werden durch die Freigabe des dem ersten Gang entsprechenden Zustands in den neutralen Zustand die Drehmomente des Motors 1 und des Motors 27 mittels der Kupplung 10 und der Zahnräder 5 und 9 über die Ausgangswelle 20 an die Achse 22 übertragen. Dadurch kann der verringerte Wert des Drehmoments bei Schalten korrigiert werden.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 das von der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform beim Schalten auszuführende Steuerverfahren beschrieben. Der Inhalt des Steuerungsprozesses der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments entspricht dem unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen und wird hier daher nicht beschrieben.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf 10 der Inhalt des von der Drehzahlsteuereinheit 804 und der Drehmomenteinstelleinheit 805 auszuführenden Steuerungsprozesses beschrieben. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen von der Drehzahlsteuereinheit 804 und der Drehmomenteinstelleinheit 805 auszuführenden Steuerungsprozeß zeigt.
  • In einem Schritt 1001 wird eine Operation zur Bestimmung ausgeführt, ob das auf der Grundlage der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin der Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle ermittelte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in einem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 1002 fortgesetzt, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehzahlsteuereinheit 804 ausgeführt wird, wogegen der Prozeß anderenfalls mit einem Schritt 1005 fortgesetzt wird, in dem der Prozeß von der Drehmomenteinstelleinheit 805 ausgeführt wird.
  • Zunächst wird der Inhalt des in den Schritten 1002 bis 1004 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 804 beschrieben.
  • Im Schritt 1002 wird eine Operation zum Lesen der anhand von Tc_ref = Tc_ff ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 1003 wird eine Operation zur Berechnung eines Solldrehmoments Tm_ref1 des Motors 27 ausgeführt, das der Drehzahl Ne des Motors entspricht, um auf der Grundlage der im Schritt 1002 gelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments das vorge gebene Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle zu realisieren.
  • Im Schritt 1004 wird eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 1003 ermittelten Solldrehmoments Tm_ref1 des Motors 27 ausgeführt. Das Solldrehmoment Tm_ref1 des Motors 27 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 35 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 35 dient der derartigen Steuerung des Motors 27 und der Batterie 28, daß der Motor 27 das Solldrehmoment Tm_ref1 erreichen kann.
  • Wie vorstehend ausgeführt, dient die Drehzahlsteuereinheit 804 der derartigen Steuerung der Drehzahl der Eingangswelle 8 beim Schaltvorgang, daß die Eingriffskupplung in den dem zweiten Gang entsprechenden Zustand eingerückt werden kann. Sie dient ferner der Unterdrückung des Trägheitsmoments beim Einkuppeln in den zweiten Gang und damit der Verbesserung der Schaltleistung.
  • Nachstehend wird der in den Schritten 1005 bis 1007 auszuführende Steuerungsprozeß der Drehmomenteinstelleinheit 805 beschrieben.
  • Im Schritt 1005 wird eine Operation zum Lesen der mittels des Ausdrucks Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 1006 wird eine Operation zur Berechnung eines Solldrehmoments Tm_ref2 des Motors 27, durch das die Abweichung zwischen dem Drehmoment der Ausgangswelle nach dem Schaltvorgang und der Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments verringert wird, auf der Grundlage der im Schritt 1005 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 1007 wird das im Schritt 1006 abgeleitete Solldrehmoment Tm_ref2 des Motors 27 ausgegeben. Das Solldrehmoment Tm_ref2 des Motors 27 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 35 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 36 dient der derartigen Steuerung des Motors 27 und der Batterie 28, daß der Motor 27 das Solldrehmoment Tm_ref2 erreichen kann.
  • Wie vorstehend ausgeführt, dient die Drehmomenteinstelleinheit 805 der Steuerung des Drehmoments der Eingangswelle 8 bei der Beendigung des Schaltvorgangs und damit der Verringerung der Abweichung zwischen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schaltvorgang, wodurch die abrupte Drehmomentänderungen verringert und die Schaltleistung verbessert werden.
  • Nun wird der Schaltvorgang beschrieben.
  • 11 ist eine Zeitübersicht, die den Steuerungszustand beim Schalten zeigt. In 11 bezeichnet (A) einen Schaltbefehl Ss. (B) bezeichnet eine der Position der Eingriffskupplung entsprechende Schalthebelposition Ii. (C) bezeichnet das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle. (D) bezeichnet das Drehmoment Tm des Motors 27. (E) bezeichnet das Drehmoment Tc der Kupplung 10. (F) bezeichnet das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20. Zudem repräsentiert die Abszisse die Zeit.
  • Wenn zum Zeitpunkt a der Schaltbefehl Ss ausgegeben wird, während das Fahrzeug in dem dem ersten Gang entsprechenden Zustand fährt, wie unter (A) dargestellt, wird das Drehmoment Tc der Kupplung 10 allmählich erhöht, wie unter (E) dargestellt.
  • Bei einer Erhöhung des Drehmoments Tc der Kupplung 10 wird das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20, wie unter (F) dargestellt, allmählich verringert, und zum Zeitpunkt b kann die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung gelöst werden. Dies liegt daran, daß das von den Zahnrädern 5 und 9 übertragene Drehmoment der Verringerung des von den Zahnrädern 7 und 18 übertragenen Drehmoments auf einen Wert dient, bei dem die Eingriffskupplung ausgerückt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung den freigegebenen Zustand erreicht, dient das Stellglied 30 dem Lösen der Eingriffskupplung, wodurch diese von der dem ersten Gang entsprechenden Seite abgekoppelt wird. Dann tritt die Schalthebelposition Ii, wie unter (B) dargestellt, (beim Schalten) in den neutralen Zustand ein, in dem der tatsächliche Schaltvorgang beginnt.
  • Wenn die Schalthebelposition Ii in den neutralen Zustand eintritt, wie unter (E) dargestellt, wird die Steuerung der Kupplung 10 eingeleitet, um den verringerten Wert des Drehmoments beim Schalten zu korrigieren. Dann kann der verringerte Wert des Drehmoments der Ausgangswelle 20 beim Schalten durch Steuern des Stellglieds 31 entsprechend dem von der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments ausgegebenen Solldrehmoment Tc_ref = Tc_ff der Kupplung 10 korrigiert werden.
  • Da das über die Kupplung 10 übertragene Drehmoment zu diesem Zeitpunkt auf das Drehmoment der Ausgangswelle 20 eingestellt wird, weist das Solldrehmoment Tc_ref der Kupplung 10 zur Verringerung des Gefühls der Anomalität, das ein Passagier in dem Fahrzeug empfindet, vorzugsweise eine gleichmäßige Kennlinie auf. Ferner muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Schalten rasch und gleichmäßig auf das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 gesteuert werden.
  • Wie durch (D) dargestellt, wird daher eine Operation zur Steuerung des Motors 27 und der Batterie 28 ausgeführt, wodurch die Drehzahl Ne des Motors eingestellt wird, um das von der Drehzahlsteuereinheit 804 ausgegebene Solldrehmoment Tm_ref1 des Motors 27 zu erreichen, wodurch das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 angenähert wird.
  • Durch diese Art der Steuerung für die Kupplung 10 und den Motor 27 wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, wie unter (C) dargestellt, zum Zeitpunkt c auf Rch = R2 eingestellt. Zum Einrücken der Eingriffskupplung werden jedoch vorzugsweise die Drehzahl Ne des Motors erhöht und das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 angepaßt. Der Grund hierfür ist der folgende. Da die Drehzahl No der Ausgangswelle 20 durch die der beim Schalten zu korrigierenden Korrektur des verringerten Drehmoments erhöht wird, tritt in dem eingerückten Abschnitt der Eingriffskupplung eine Drehmomentinterferenz auf, wenn die Eingriffskupplung bei einer Verringerung der Drehzahl der Eingangswelle 8 in Eingriff gebracht wird, wodurch das Einrücken der Eingriffskupplung schwierig wird. Daher ist es besser, die Eingriffskupplung bei einer Erhöhung der Drehzahl der Eingangswelle 8 einzurücken, da die Drehmomentinterferenz verringert wird.
  • Da zum Zeitpunkt c oder später Rch < R2 gilt, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle erhöht werden. Unmittelbar vor dem Eingriff (zwischen den Zeitpunkten c und d) müssen jedoch sowohl das Drehmoment als auch die Drehzahl des Motors gesteuert werden. Wenn bei dem ausgewählten Motor 27 sowohl das Ausführen einer Drehmomentsteuerung als auch einer Drehzahlsteuerung möglich sind, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle mittels des Drehmoments der Kupplung 10 eingestellt werden. In der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten c und d wird daher eine Operation zur Addition des dem Rückführ-Drehzahlverhältnis entsprechenden Solldrehmoments Tc_fb der Kupplung 10 entsprechend einer Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis R2 und zum Einstellen des Solldrehmoments der Kupplung 10 auf Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ausgeführt.
  • Wie vorstehend ausgeführt, können durch die Rückführung des Drehzahlverhältnisses nur in dem Intervall, in dem die Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis R2 klein ist, die Drehmomentschwankungen des verringerten Drehmoments während des Schaltvorgangs auf ein Minimum unterdrückt und dadurch das Gefühl der Anomalität vermindert werden, das ein Passagier in dem Fahrzeug empfindet. Durch die Rückführsteuerung des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 10 wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Anstieg auf Rch = R2 eingestellt, und die Eingriffskupplung gelangt in einen Zustand, in der der zweite Gang eingelegt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung in den Zustand gelangt, in dem der zweite Gang eingelegt werden kann, wird die Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 30 in den zweiten Gang eingekuppelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Abweichung zwischen dem der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten entsprechenden Wert Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb und dem Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schalten (nach dem Einkuppeln in den zweiten Gang) vorzugsweise verringert, wodurch abrupte Veränderungen des Drehmoments der Ausgangswelle 20 bei der Beendigung des Schaltvorgangs vermindert werden.
  • Die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten wird vom Drehmoment Tc der Kupplung 10 bestimmt. Das Drehmoment der Ausgangswelle 20 nach dem Schalten wird vom Drehmoment Te des Motors 1, dem Drehmoment Tm des Motors 27 und dem dem zweiten Gang entsprechenden Verhältnis R2 bestimmt. Daher werden der Motor 27 und die Batterie 28 zwischen den Zeitpunkten c und d so gesteuert, daß das Solldrehmoment Tm_ref2 des Motors 27 erreicht werden kann. Beim Schalten befindet sich die Kupplung 10 in einem gleitenden Zustand. Wenn die Summe des Drehmoments Te des Motors 1 und des Drehmoments Tm des Motors 27 größer als ein vorgegebener Wert ist, wird daher die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten vom Drehmoment Tc der Kupplung 10 bestimmt. Daher kann die Steuerung zum Einstellen des Drehmoments bei der Beendigung des Schaltvorgangs unabhängig von der Steuerung zur Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten ausgeführt werden.
  • Zum Zeitpunkt d wird die Eingriffskupplung in den zweiten Gang eingekuppelt, und dann ist der tatsächliche Schaltvorgang abgeschlossen. Bei der Beendigung des Schaltvorgangs wird das Drehmoment Tm des Motors 27 allmählich auf null zurückgestellt. Zum Zeitpunkt e ist die Schaltsteuerung abgeschlossen.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird gemäß dieser Ausführungsform beim Schalten eine Operation zum Ermitteln der Korrektur des verminderten Drehmoments der Ausgangswelle 20, zur Steuerung der Drehzahl der Eingangswelle 8 auf der Grundlage der Korrektur des verringerten Drehmoments und zum Einstellen des Drehmoments der Eingangswelle 8 ausgeführt, wodurch Drehmomentschwankungen der Ausgangswelle 20 unterdrückt und damit die Schaltleistung verbessert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Systemanordnung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs ohne die Verwendung des Motors 27 sein. Ferner können die Kupplungen 4 und 10 jede beliebige Art von Reibungskupplung, wie eine Einplatten-Trockenkupplung, eine Mehrplatten-Naßreibungskupplung oder eine elektromagnetische Kupplung, sein. Die Kupplung 25 kann jede Art von Kupplung, wie eine Einplatten-Trockenkupplung, eine Mehrplatten-Naßkupplung, eine elektromagnetische Kupplung oder eine Eingriffskupplung sein.
  • Wie vorstehend ausgeführt, ist die Erfindung so aufgebaut, daß durch die Steuerung der Drehzahl beim Schalten und das Einstellen des Drehmoments der Eingangswelle bei der Beendigung des Schaltvorgangs verursachte Drehmomentschwankungen der Ausgangswelle unterdrückt werden, wodurch abrupte Veränderungen des Drehmoments der Ausgangswelle reduziert und die Schaltleistung eines Fahrzeugs verbessert werden.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugsystem und seine Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Zwischen einer Ausgangswelle 2 des Motors 1 und einer ersten Eingangswelle 6 eines Zahnradgetriebes 50 ist eine Kupplung 5 so angeordnet, daß das Drehmoment des Motors 1 an die erste Eingangswelle 6 übertragen werden kann. Die Kupplung 5 kann eine Mehrplatten-Naßkupplung sein. Das hydraulische Stellglied 37 kann zur Steuerung der Druckkraft der Kupplung 5 verwendet werden. Durch Einstellen der Druckkraft der Kupplung 5 wird die Kraftübertragung zwischen der Ausgangswelle 2 des Motors 1 und der ersten Eingangswelle 6 unterbrochen.
  • Zwischen der Ausgangswelle 2 des Motors und einer zweiten Eingangswelle 11 des Zahnradgetriebes 50 ist eine Kupplung 4 so angeordnet, daß das Drehmoment des Motors 1 an die zweite Eingangswelle 11 übertragen werden kann. Die Kupplung 4 kann eine Mehrplatten-Naßkupplung sein. Das hydraulische Stellglied 36 wird zur Steuerung der Druckkraft verwendet. Durch Einstellen der Druckkraft der Kupplung 4 wird die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 2 des Motors 1 an die zweite Eingangswelle 11 unterbrochen.
  • Die erste Eingangswelle 6 umfaßt Zahnräder 7 und 8, die an ihr befestigt sind. Die zweite Welle 11 umfaßt Zahnräder 9 und 10, die an ihr befestigt sind. Da die erste Eingangswelle 6 hohl ist, ragt die zweite Eingangswelle 11 so durch den hohlen Abschnitt, daß die zweite Eingangswelle 11 in der Drehrichtung relativ gegen die erste Eingangswelle 6 bewegt werden kann.
  • Die Ausgangswelle 2 des Motors 1 umfaßt ein an ihr befestigtes Zahnrad 3. Die Ausgangswelle 14 des Motors 15 ist mit einem mit der Kupplung 13 versehenen Zahnrad 12 verbunden. Das Zahnrad 12 steht durchgehend mit dem Zahnrad 3 in Eingriff. Die Kupplung 13 kann eine Einplatten-Trockenkupplung sein. Das Ausgangsdrehmo ment des Motors 15 kann an das Zahnrad 12 übertragen werden. Die Druckkraft der Kupplung 13 kann durch das hydraulische Stellglied 38 gesteuert werden. Durch Einstellen der Druckkraft der Kupplung 13 kann die Kraftübertragung von der Ausgangswelle 14 an die Ausgangswelle 2 des Motors 1 unterbrochen werden.
  • Die Ausgangswelle 31 des Zahnradgetriebes 50 umfaßt ein Zahnrad 17, das ein Zahnrad 23 und einen Synchronisationsring 24 umfaßt, ein Zahnrad 18, das ein Zahnrad 26 und einen Synchronisationsring 25 umfaßt, und eine Nabe 12 sowie eine (nicht gezeigte) Manschette zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen den Zahnrändern 17 und 18 und der Ausgangswelle 31. Die Zahnräder 17 und 18 weisen (nicht gezeigte) Anschläge auf, wodurch sie nicht in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 bewegt werden können. Die Nabe 21 umfaßt mehrere (nicht gezeigte) Nuten, die mit mehreren (nicht gezeigten) Nuten der Ausgangswelle 31 in Eingriff treten. Daher kann die Nabe in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 relativ bewegt werden, steht jedoch so mit der Ausgangswelle 31 in Eingriff, daß sie der Begrenzung der Bewegung in der Drehrichtung dient. Dadurch kann das Drehmoment der Nabe 21 an die Ausgangswelle 31 übertragen werden.
  • Zur Übertragung des Drehmoments von der ersten Eingangswelle 6 an die Nabe 21 müssen die Nabe 21 und die Manschette in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 bewegt und das Zahnrad 23 bzw. 26 über den Synchronisationsring 24 bzw. 25 direkt mit der Nabe 21 gekoppelt werden. Die Nabe und die Manschette werden von dem hydraulischen Stellglied 39 bewegt.
  • Die Drehmomentübertragungsvorrichtung ist aus der Nabe 21 und der Manschette, dem Zahnrad 23 und dem Synchronisationsring 24 sowie dem Zahnrad 26 und dem Synchronisationsring 25 zusam mengesetzt. Der als Drehmomentübertragungsvorrichtung dienende Klauenkupplungsmechanismus wird als Eingriffskupplung bezeichnet.
  • Der Mechanismus ermöglicht eine hoch effiziente Übertragung der Energie von der Kraftquelle, wie dem Motor 1, über eine Differentialvorrichtung 32 und eine Achse 33 an die Räder 34, wodurch zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs beigetragen wird.
  • Ebenso umfaßt die Ausgangswelle 31 des Zahnradgetriebes 50 ein Zahnrad 17, das ein Zahnrad 27 und einen Synchronisationsring 28 umfaßt, ein Zahnrad 20, das ein Zahnrad 30 und einen Synchronisationsring 29 umfaßt, und eine Nabe 22 und eine (nicht dargestellte) Manschette zum direkten Koppeln des Zahnrads 19 mit dem Zahnrad 20 und der Ausgangswelle 31. Die Zahnräder 19 und 20 weisen (nicht dargestellte) Anschläge auf, damit die Zahnräder nicht in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 bewegt werden können. Ferner weist die Nabe 22 (nicht gezeigte) Nuten auf, die mit mehreren (nicht gezeigten) Nuten in Eingriff treten, die im Inneren der Ausgangswelle 31 ausgebildet sind. Die Nabe 22 tritt so mit der Ausgangswelle 31 in Eingriff, daß sie in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 relativ bewegt werden kann, ihre Bewegung in der Drehrichtung jedoch begrenzt wird. Daher wird das Drehmoment der Nabe 22 an die Ausgangswelle 31 übertragen.
  • Zur Übertragung des Drehmoments von der zweiten Eingangswelle 31 an die Nabe 22 müssen die Nabe 22 und die Manschette in der Axialrichtung der Ausgangswelle 31 bewegt und das Zahnrad 27 bzw. 30 über den Synchronisationsring 28 bzw. 29 direkt mit der Nabe 22 gekoppelt werden. Die Nabe 22 und die Manschette werden von dem hydraulischen Stellglied 40 bewegt.
  • Das Zahnradgetriebe 50 ist so konstruiert, daß eine aus den Zahnrädern 8 und 18 zusammengesetzte Reihe von Zahnrädern dem ersten Gang, eine aus den Zahnrädern 10 und 20 zusammengesetzte Reihe von Zahnrädern dem zweiten Gang, eine aus den Zahnrädern 7 und 17 zusammengesetzte Reihe von Zahnrädern dem dritten Gang und eine aus Zahnrädern 9 und 19 zusammengesetzte Reihe von Zahnrädern dem vierten Gang entspricht.
  • Bei dem Motor 1 wird der Strom der eingesaugten Luft durch die in einem (nicht gezeigten) Ansaugrohr vorgesehene elektronische Steuerdrossel 35 so gesteuert, daß das (nicht gezeigte) Kraftstoffeinspritzsystem den Kraftstoff entsprechend dem Ansaugluftstrom einspritzen kann. Ferner wird der Zündzeitpunkt anhand einiger Signale bestimmt, die das anhand der Luftmenge und der Kraftstoffmenge bestimmte Luft-/Kraftstoffverhältnis und die Drehzahl Ne des Motors angeben, und dann wird das (nicht gezeigte) Zündsystem gezündet.
  • Das Kraftstoffeinspritzsystem kann ein Ansaugöffnungseinspritzsystem, bei dem der Kraftstoff in die Ansaugöffnung eingespritzt wird, oder ein Zylindereinspritzsystem sein, bei dem der Kraftstoff direkt ins Innere des Zylinders eingespritzt wird. Das bevorzugte System ist ein System, das dem Vergleich des vom Motor angeforderten Fahrbereichs (des durch das Drehmoment des Motors und die Drehzahl des Motors bestimmten Bereichs) zum Verringern des Kraftstoffverbrauchs und zur Verbesserung der Abgasleistung dient.
  • Als nächstes wird die Steuervorrichtung 100 zur Steuerung des Motors 1, der Stellglieder 36, 37, 38, 39, 40 und des Motors 15 beschrieben.
  • In die Steuervorrichtung 100 wird ein die Größe α, um die das Gaspedal niedergedrückt wird, angebendes Signal, ein die Schalthebelposition Ii angebendes Signal, ein die vom Sensor 44 erfaßte Dreh zahl Ne des Motors angebendes Signal, ein die vom Sensor 45 erfaßte Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle angebendes Signal, ein die vom Sensor 46 erfaßte Drehzahl Nin2 der zweiten Eingangswelle angebendes Signal und ein die vom Sensor 47 erfaßte Drehzahl No der Ausgangswelle angebendes Signal. Dann dient die Steuervorrichtung 100 der Berechnung des Drehmoments Te des Motors 1 und dem anschließenden Senden desselben über das als Kommunikationsmedium dienende LAN an die Steuervorrichtung 41. Die Steuervorrichtung 41 dient der Berechnung beispielsweise eines Öffnungswinkels des Drosselventils, einer Kraftstoffmenge und eines Zündzeitpunkts, die dem empfangenen Drehmoment Te des Motors entsprechen, zur Steuerung des entsprechenden Stellglieds (beispielsweise einer elektronischen Steuerdrossel).
  • Ferner dient die Steuervorrichtung 100 der Berechnung des Drehmoments und der Drehzahl des Motors 15 und dem anschließenden Senden dieser über das LAN an die Steuervorrichtung 42 zum Steuern des Motors. Die Steuervorrichtung 42 dient dem Laden der Batterie 16 mit vom Motor 15 geliefertem elektrischem Strom und dem anschließenden Ermöglichen der Zufuhr von elektrischem Strom von der Batterie 16 zum Antreiben des Motors 15.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 13 der Aufbau der Steuervorrichtung 100 beschrieben. Die Steuervorrichtung 100 umfaßt eine Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, eine Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, eine Drehzahlsteuereinheit 104 und eine Drehmomenteinstelleinheit 105.
  • Die Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit dient der Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp auf der Grundlage der vom Sensor 47 erfaßten Drehzahl No der Ausgangswelle anhand einer Funktion f: Vsp = f(No).
  • Die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls dient der Bestimmung des Schaltbefehls Ss auf der Grundlage der eingegebenen Größe α1, um die das Gaspedal niedergedrückt wird, und der von der Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit Vsp. Der Schaltbefehl Ss wird anhand von Werten, die experimentell oder durch eine Simulation ermittelt und in der in der Steuervorrichtung 100 angeordneten (nicht gezeigten) Speichereinheit gespeichert wurden, so ausgewählt, daß die maximale Effizienz des Motors 1 und des Motors 15 erzielt wird.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 14, 15 und 16 ein beim Schalten aus dem dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand in den dem dritten Gang entsprechenden Antriebszustand gebildeter Drehmomentübertragungsweg beschrieben.
  • 14 ist eine erläuternde Ansicht, die den dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand beim Beschleunigen eines Fahrzeugs zeigt, wenn es von der Antriebskraft des Motors 1 angetrieben wird, wobei ein gestrichelter Pfeil den Übertragungsweg des Drehmoments zeigt. Beispielhaft wird davon ausgegangen, daß eine Kupplung 5 eingerückt und eine Nabe 21 mit einem Zahnrad 18 verbunden ist. In diesem Zustand wird das Drehmoment des Motors 1 über eine Ausgangswelle 2, eine Kupplung 5, eine erste Eingangswelle 6, ein Zahnrad 8, ein Zahnrad 18 und eine Nabe 21 an eine Ausgangswelle 31 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 4 gelöst, so daß die Nabe 22 mit dem Zahnrad 19 gekoppelt werden kann.
  • Wenn die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls einen Schaltbefehl Ss zum Ausführen eines Schaltvorgangs aus dem ersten in den dritten Gang ausgibt, wie in 15 gezeigt, wird die Nabe 21 gelöst, so daß das Zahnrad 18 von der Ausgangswelle 31 gelöst werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das Stellglied 36 so gesteuert, daß die Kupplung 4 auf die Ausgangswelle 2 gepreßt wird. Dieser Druckeingriff ermöglicht die Übertragung des Ausgangsdrehmoments des Motors 1 von der Ausgangswelle 2 über die Kupplung 4, eine zweite Eingangswelle 11, ein Zahnrad 9, ein Zahnrad 19 und eine Nabe 22 an die Ausgangswelle 31. Wenn die Druckkraft der Kupplung 4 der Übertragung des Drehmoments des Motors 1 an die Achse 33 zum Antreiben des Fahrzeugs dient, wird durch die Verwendung der Zahnräder 9 und 19 das Übersetzungsverhältnis kleiner eingestellt, wodurch die Last des Motors 1 erhöht und damit die Drehzahl verringert werden. Dies führt zu einer stärkeren Annäherung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Ausgangswelle 31 und der ersten Eingangswelle 6 an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis (d.h. kleiner) als an das dem ersten Gang entsprechende Verhältnis.
  • Wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 31 auf das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis eingestellt wird, wie in 16 gezeigt, wird die Nabe 21 so mit dem Zahnrad 17 gekoppelt, daß das Zahnrad 17 mit der Ausgangswelle gekoppelt werden kann. Bei der Vollendung dieses Eingriffs wird das Stellglied 36 so gesteuert, daß die Druckkraft der Kupplung 4 aufgehoben werden kann. Dann ist der Schaltvorgang aus dem ersten Gang in den dritten Gang abgeschlossen. In dem dem dritten Gang entsprechenden Antriebszustand wird das Drehmoment des Motors 1 über einen in der genannten Reihenfolge von der Ausgangswelle 2, der Kupplung 5, der ersten Eingangswelle 6, dem Zahnrad 7, dem Zahnrad 17, der Nabe 21 und der Ausgangswelle 31 gebildeten Weg übertragen.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird der dem ersten Gang entsprechende Zustand gelöst, wodurch sich das Getriebe im neutralen Zustand befindet, wenn ein Schaltvorgang veranlaßt wird, bei dem ein Gang übersprungen wird. Da das Drehmoment des Motors 1 zu diesem Zeitpunkt mittels der Kupplung 4 und der Zahnräder 9 und 19 an die Achse 33 übertragen wird, kann das verringerte Drehmoment bei einem Schalten des Systems mit einem Überspringen korrigiert werden.
  • Anschließend wird unter Bezugnahme auf die 17 bis 19 das Steuerverfahren für den von der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform auszuführenden Schaltvorgang beschrieben.
  • Zunächst wird der Inhalt des von der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments auszuführenden Steuerungsprozesses beschrieben.
  • 17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen von der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments auszuführenden Steuerungsprozeß zeigt.
  • In einem Schritt 1701 wird eine Operation zum Einlesen des von der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls ausgegebenen Schaltbefehls Ss ausgeführt. In einem Schritt 1702 wird eine Operation zum Einlesen des von der Steuervorrichtung 41 über das LAN gesendeten Drehmoments Te1 des Motors 1 vor dem Schalten (im ersten Gang) ausgeführt. In einem Schritt 1703 wird eine Operation zur Berechnung des Drehmoments out1 der Ausgangswelle 31 vor dem Schalten (im ersten Gang) auf der Grundlage des im Schritt 1702 eingelesenen Drehmoments Te1 des Motors vor dem Schalten ausgeführt.
  • In einem Schritt 1704 wird eine Operation zur Berechnung des Vorwärts-Solldrehmoments Tc_ff der Kupplung 4 auf der Grundlage des im Schritt 1703 berechneten Drehmoments out1 der Ausgangswelle 31 ausgeführt. Wird davon ausgegangen, daß das dem ersten Gang entsprechende Verhältnis R1, das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3, die Drehzahl des Motors vor dem Schalten Ne1 und die Drehzahl des Motors nach dem Schalten (im dritten Gang) Ne3 sind, kann angenommen werden, daß für die Drehzahl Ne3 des Motors nach dem Schaltvorgang Ne3 ≈ Ne1·(R3/R1) gilt. Dann kann das Drehmoment des Motors nach dem Schaltvorgang anhand der angenommenen Drehzahl Ne3 des Motors und des Öffnungswinkels der Drossel ermittelt werden. Daher kann das Drehmoment Tout3 der Ausgangswelle nach dem Schalten geschätzt werden. Anhand des geschätzten Werts Tout3 kann das Vorwärts-Solldrehmoment Tc_ff der Kupplung 4 berechnet werden.
  • Im Schritt 1705 wird festgestellt, ob das von der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle abgeleitete Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in einem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 1706 fortgesetzt, während der Prozeß anderenfalls mit einem Schritt 1707 fortgesetzt wird.
  • Wenn das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Schalten nicht in dem vorgegebenen Bereich verbleibt, wird die Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments beim Schalten im Schritt 1706 anhand von Tc_ref = Tc_ff berechnet. Wenn das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Schalten in dem vorgegebenen Bereich verbleibt, wird im Schritt 1707 eine Operation zur Rückführung einer Abweichung zwischen einem dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis entsprechenden Solldrehzahlverhältnis und dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und zur anschließenden Berechnung des Solldrehmoments Tc_fb des Rückführ-Drehzahlverhältnisses der Kupplung 4 auf der Grundlage der Abweichung ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt können die Solldrehzahl des Motors (die Drehzahl der ersten Eingangswelle) berechnet, die Drehzahl Ne des Motors rückgeführt und anschließend das Rückführ-Solldrehmoment Tc_fb des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 4 berechnet werden.
  • In einem Schritt 1708 wird die Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments beim Schalten anhand von Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb berechnet. In einem Schritt 1709 wird die in den Schritten 1706 und 1708 ermittelte Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments beim Schalten als Solldrehmoment der Kupplung 4 ausgegeben. Die ausgegebene Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments wird über das LAN an die Steuervorrichtung 43 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 43 dient dem hydraulischen Antreiben der Stellglieder 36 bis 40. Sie dient dem Einstellen der Druckkraft der Kupplung zur Korrektur des verringerten Werts des Drehmoments beim Schalten durch Steuern des Stellglieds 36 auf der Grundlage des Werts von Tc_ref.
  • Wie vorstehend ausgeführt, dient die Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments dem Korrigieren des verringerten Werts des Drehmoments der Ausgangswelle 31 beim Schalten und dann der Verbesserung der Schaltleistung.
  • Nachstehend wird der Inhalt des Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 104 und der Drehmomenteinstelleinheit 105 beschrieben.
  • 18 ist ein Ablaufdiagramm, das einen von der Drehzahlsteuereinheit 104 und der Drehmomenteinstelleinheit 105 auszuführenden Steuerungsprozeß zeigt.
  • In einem Schritt 1801 wird festgestellt, ob das anhand der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle ermittelte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in dem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 1802 fortgesetzt, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehzahlsteuereinheit 104 ausgeführt wird, während der Prozeß anderenfalls mit einem Schritt 1805 fortgesetzt wird, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehmomenteinstelleinheit 105 ausgeführt wird.
  • Zunächst wird der Inhalt des in den Schritten 1802 bis 1804 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 104 beschrieben. Im Schritt 1802 wird eine Operation zum Einlesen der anhand der Gleichung Tc_ref = Tc_ff ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt. Im Schritt 1803 wird eine Operation zur Berechnung des Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1, bei dem eine Drehzahl Ne des Motors erreicht wird, durch die das vorgegebene Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle realisiert wird, auf der Grundlage der im Schritt 1802 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 1802 wird eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 1803 ermittelten Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1 ausgeführt. Das ausgegebene Solldrehmoment Te_ref1 des Motors 1 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 41 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 41 dient der derartigen Steuerung der elektronischen Steuerdrossel 35, daß der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref1 erreichen kann.
  • Ferner kann die Drehzahlsteuereinheit 104 zum Erreichen des Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1 gegebenenfalls das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Motors 1 oder den Zündzeitpunkt steuern.
  • Wie vorstehend beschrieben, können durch Steuern der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle 6) mittels der Drehzahlsteuereinheit 104 beim Schalten die Eingriffskupplung in den dritten Gang eingekuppelt und das Trägheitsmoment beim Einkuppeln in den dritten Gang unterdrückt werden, wodurch die Schaltleistung verbessert wird.
  • Nachstehend wird der Inhalt des in den Schritten 1805 bis 1807 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehmomenteinstelleinheit 105 beschrieben. Im Schritt 1805 wird eine Operation zum Einlesen der anhand der Gleichung Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt. Im Schritt 1806 wird eine Operation zur Berechnung eines Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1, durch das die Abweichung zwischen dem Drehmoment der Ausgangswelle nach dem Schalten und der Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments verringert wird, auf der Grundlage der im Schritt 1805 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 1807 wird eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 1806 ermittelten Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1 ausgeführt. Das ausgegebene Solldrehmoment Te_ref2 des Motors 1 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 41 gesendet.
  • Die Steuervorrichtung 41 dient der derartigen Steuerung der elektronischen Steuerdrossel 35, daß der Motor 1 das Solldrehmoment Te_ref2 erreichen kann.
  • Ferner kann die Drehmomenteinstelleinheit 105 zum Erreichen des Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1 gegebenenfalls das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Motors 1 oder den Zündzeitpunkt steuern.
  • Wie vorstehend ausgeführt, kann die Drehmomenteinstelleinheit 105 durch Steuern des Drehmoments der ersten Eingangswelle 6 bei der Beendigung des Schaltvorgangs die Abweichung zwischen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schalten verringern, wodurch abrupte Drehmomentänderungen verringert und die Schaltleistung verbessert werden.
  • Nachstehend wird der Schaltvorgang beschrieben.
  • 19 ist eine Zeitübersicht, die den Steuerungszustand beim Schalten zeigt. In 19 zeigt (A) einen Schaltbefehl Ss. (B) zeigt eine der Position der Eingriffskupplung entsprechende Schalthebelposition Ii. (C) zeigt das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle. (D) zeigt den Öffnungswinkel θ der Drossel. (E) zeigt das Drehmoment Tc der Kupplung 4. (F) zeigt das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 31. Zudem repräsentiert die Abszisse die Zeit.
  • Wie unter (A) dargestellt, beginnt der Schaltvorgang, wenn zum Zeitpunkt a der Befehl Ss zum Schalten in den dem dritten Gang entsprechenden Zustand ausgegeben wird, während ein Fahrzeug in dem dem ersten Gang entsprechenden Zustand fährt. Wie unter (E) dargestellt, wird das Drehmoment der Kupplung 4 allmählich erhöht.
  • Bei einer Erhöhung des Drehmoments Tc der Kupplung 4 wird das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 31, wie unter (F) dargestellt, allmählich verringert, und zum Zeitpunkt b kann die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung ausgerückt werden. Das über die Zahnräder 9 und 19 übertragene Drehmoment dient der Verringerung des über die Zahnräder 8 und 19 übertragenen Drehmoments auf einen Wert, bei dem die Eingriffskupplung gelöst werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung lösbar eingestellt ist, wird die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 39 gelöst. Wie unter (B) dargestellt, gelangt die Schalthebelposition Ii (beim Schalten) in einen neutralen Zustand, und dann wird der tatsächliche Schaltvorgang eingeleitet.
  • Wenn die Schalthebelposition Ii im neutralen Zustand ist, wie unter (E) dargestellt, wird die Steuerung der Kupplung 4 zur Korrektur des verringerten Werts des Drehmoments beim Schalten eingeleitet. Dann kann durch Steuern des Stellglieds 36 entsprechend dem von der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments ausgegebenen Solldrehmoment Tc_ref = Tc_ff der Kupplung 4, wie unter (F) dargestellt, der verringerte Wert des Drehmoments der Ausgangswelle 31 beim Schalten korrigiert werden.
  • Da zu diesem Zeitpunkt das über die Kupplung 4 übertragene Drehmoment auf das Drehmoment der Ausgangswelle 31 eingestellt wird, weist das Solldrehmoment Tc_ref der Kupplung zur Verringerung des Gefühls der Anomalität, das ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet, vorzugsweise eine gleichmäßige Kennlinie auf. Ferner muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Schalten rasch und gleichmäßig auf das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 gesteuert werden.
  • Daher wird zum Erreichen des von der Drehzahlsteuereinheit 104 ausgegebenen Solldrehmoments Te_ref1 des Motors 1, wie unter (D) dargestellt, eine Operation zur Steuerung des Öffnungswinkels der Drossel auf θ = θ_ref1 ausgeführt, um die Drehzahl Ne des Motors einzustellen und das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis anzunähern.
  • Durch diese Steuerung der Kupplung 4 und der elektronischen Steuerdrossel 35 wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, wie unter (C) dargestellt, zum Zeitpunkt c auf Rch = R3 eingestellt. Zum Einrücken der Eingriffskupplung werden vorzugsweise die Drehzahl Ne des Motors (die Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle 6) erhöht und das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 angepaßt. Der Grund hierfür ist wie folgt. Da die Drehzahl No der Ausgangswelle 31 durch die beim Schalten korrigierte Korrektur des verringerten Drehmoments erhöht wird, wird das Einkuppeln der Eingriffskupplung bei einer Verringerung der Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 schwierig, da an dem eingerückten Abschnitt der Eingriffskupplung eine Drehmomentinterferenz auftritt. Daher wird durch Einkuppeln der Eingriffskupplung bei einer Erhöhung der Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 die Drehmomentinterferenz stärker unterdrückt.
  • Da zum Zeitpunkt c Rch < R3 gilt, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle erhöht werden. Unmittelbar vor dem Eingriff (zwischen den Zeitpunkten c und d) wird das Ansprechverhalten der Steuerung des Drehmoments des Motors geringfügig verzögert. Daher wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle vorzugsweise durch das Drehmoment der Kupplung 4 eingestellt. Daher wird in dem Intervall zwischen den Zeitpunkten c und d eine Operation zur Addition des dem Rückführ-Drehzahlverhältnis entsprechenden Solldrehmoments Tc_fb der Kupplung 4 entsprechend einer Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis R2 und zum anschließenden Einstellen des Solldrehmoments der Kupplung 4 auf Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ausgeführt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es nur in dem Intervall, in dem die Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis R3 klein ist, möglich, durch Rückführen des Drehzahlverhältnisses Drehmomentschwankungen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten auf ein Minimum zu unterdrücken und das Gefühl der Anomalität zu vermindern, daß ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet. Durch diese Rückführsteuerung des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 4 wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle auf Rch ≈ R3 eingestellt, wenn es zunimmt, wodurch die Eingriffskupplung in den dritten Gang eingerückt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung in den dem dritten Gang entsprechenden Zustand eingerückt werden soll, wird die Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 39 in den dritten Gang eingerückt. Zu diesem Zeitpunkt werden abrupte Veränderungen des Drehmoments der Ausgangswelle 31 bei der Beendigung des Schaltvorgangs vorzugsweise durch Verringern einer Abweichung zwischen der Korrek tur Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schalten (nach dem Einrücken in den dritten Gang) reduziert.
  • Die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten wird durch das Drehmoment Tc der Kupplung 4 bestimmt. Das Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schalten wird durch das Drehmoment Te des Motors 1 und das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 bestimmt. Daher wird der Öffnungswinkel der Drossel zum Erzielen des Solldrehmoments Te_ref2 des Motors 1 zwischen den Zeitpunkten c und d auf θ = θ_ref2 gesteuert. Während des Schaltvorgangs wird die Kupplung 4 auf ein Gleiten eingestellt. Wenn hierbei das Drehmoment des Motors 1 größer als ein vorgegebener Wert ist, wird die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten durch das Drehmoment Tc der Kupplung 4 bestimmt. Daher kann die Steuerung zum Einstellen des Drehmoments bei der Beendigung des Schaltvorgangs unabhängig von der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten ausgeführt werden.
  • Zum Zeitpunkt d ist die Eingriffskupplung in den dritten Gang eingekuppelt, und der tatsächliche Schaltvorgang ist abgeschlossen. Dann wird der Drosselwinkel θ allmählich auf den Öffnungswinkel vor dem Schaltvorgang zurückgestellt. Zum Zeitpunkt e ist die Schaltsteuerung beendet.
  • Wie vorstehend ausgeführt, können gemäß der vorliegenden Ausführungsform beim Schalten die Korrektur des verringerten Drehmoments der Ausgangswelle 31 beim Schalten ermittelt, die Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 auf der Grundlage der Korrektur des verringerten Drehmoments gesteuert und das Drehmoment der ersten Eingangswelle 6 bei der Beendigung des Schaltvorgangs eingestellt werden, wodurch Schwankungen des Drehmoments der Ausgangswelle 31 unterdrückt werden.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 20 bis 23 der Aufbau der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Der Gesamtaufbau des Systems in dem Fahrzeug entspricht dem gemäß der in den 12 und 13 gezeigten Ausführungsform und wird hier daher nicht beschrieben. Die mit denen der in den 12 und 13 gezeigten Ausführungsform übereinstimmenden Bauteile sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Steuervorrichtung 2000 umfaßt eine Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, eine Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, eine Drehzahlsteuereinheit 2004 und eine Drehmomenteinstelleinheit 2005. Die Steuervorrichtung 2000 kann durch den gleichen Computer realisiert werden, wie die Steuervorrichtung 100.
  • Die Inhalte der von der Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls auszuführenden Steuerungsprozesse entsprechen denen gemäß der in 13 gezeigten Ausführungsform und werden hier daher nicht beschrieben.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 21 die Steuerung der Kupplung 4 und des Motors 15 beim Schalten aus dem dem ersten Gang entsprechenden Antriebszustand in den dem dritten Gang entsprechenden Antriebszustand beschrieben.
  • Wird von der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls der Schaltbefehl Ss ausgegeben, wie in 21 gezeigt, wird die Eingriffskupplung (die Nabe 21) gelöst, und dann wird der Eingriff zwischen dem Zahnrad 18 und der Ausgangswelle 31 gelöst. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 13 durch die Steuerung des Stellglieds 38 eingerückt. Das Drehmoment des Motors 15 wird über einen in der genannten Reihenfolge aus der Ausgangswelle 14 des Motors 15, der Kupplung 13, dem Zahnrad 12 und dem Zahnrad 3 zusammengesetzten Weg übertragen. Dadurch werden eine Steuerung der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle 6) und ein Einstellen des Drehmoments der ersten Eingangswelle 6 möglich.
  • Wenn die Kupplung 4 während des Schaltvorgangs durch Steuern des Stellglieds 36 auf die Ausgangswelle des Motors 1 gepreßt wird, wird das Drehmoment des Motors 1 über die Zahnräder 9 und 19 an die Ausgangswelle 31 übertragen. Die Druckkraft der Kupplung 4 dient der derartigen Übertragung des Drehmoments des Motors 1 an die Achse 33, daß das Drehmoment das Fahrzeug antreibt. Da durch die Verwendung der Zahnräder 9 und 19 das Übersetzungsverhältnis kleiner wird, wird die auf den Motor 1 aufgebrachte Last entsprechend größer. Daher wird die Drehzahl des Motors verringert, wodurch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswelle 31 und der ersten Eingangswelle 6 stärker an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis (kleiner) als an das dem ersten Gang entsprechende Verhältnis angenähert wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment des Motors 1 über einen in der genannten Reihenfolge aus der Ausgangswelle 2 des Motors 1, der Kupplung 4, dem Zahnrad 9, dem Zahnrad 19, der Nabe 22 und der Ausgangswelle 31 zusammengesetzten Weg übertragen. Wenn herbei das Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 31 auf das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis verändert wird, wird die Eingriffskupplung (die Nabe 21) mit dem Zahnrad 17 gekoppelt, und dann wird das Zahnrad 17 mit der Ausgangswelle 31 gekoppelt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Eingriffskupplung in den dritten Gang eingerückt wird, wird das Stellglied 36 so gesteuert, daß die Druckkraft der Kupplung 4 aufgehoben wird, worauf der Schaltvorgang beendet wird.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird die Eingriffskupplung während des Schaltvorgangs aus dem ersten Gang gelöst und gelangt in den neutralen Zustand. Das Drehmoment des Motors 1 und des Motors 15 wird mittels der Kupplung 4 und die Zahnräder 9 und 19 über die Ausgangswelle 31 an die Achse 33 übertragen. Dadurch kann der verringerte Wert des Drehmoments beim Schalten korrigiert werden.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 22 und 23 das von der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform auszuführende Steuerverfahren für das Schalten beschrieben. Zudem entspricht der Inhalt des Steuerungsprozesses der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments dem unter Bezugnahme auf 17 beschriebenen und wird hier daher nicht beschrieben.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf 22 der Inhalt des Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 2004 und der Drehmomenteinstelleinheit 2005 beschrieben. 22 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozeß der Drehzahlsteuereinheit 2004 Drehmomenteinstelleinheit 2005 zeigt.
  • In einem Schritt 2201 wird festgestellt, ob das anhand der Drehzahl Ne des Motors (der Drehzahl Nin1 der ersten Eingangswelle) und der Drehzahl No der Ausgangswelle bestimmte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle in dem vorgegebenen Bereich verbleibt oder nicht. Wenn nicht, wird der Prozeß mit einem Schritt 2202 fortgesetzt, in dem der Steuerungsprozeß von der Drehzahlsteuereinheit 2004 ausgeführt wird, anderenfalls wird der Prozeß mit einem Schritt 2205 fortgesetzt, in dem der Prozeß von der Drehmomenteinstelleinheit 2005 ausgeführt wird.
  • Zunächst wird der Inhalt des in den Schritten 2202 bis 2204 auszuführenden Steuerungsprozesses der Drehzahlsteuereinheit 2004 beschrieben.
  • Im Schritt 2202 wird eine Operation zum Einlesen der anhand der Gleichung Tc_ref = Tc_ff ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt. Im Schritt 2203 wird eine Operation zur Berechnung eines Solldrehmoments Tm_ref1 des Motors 15, durch das die Drehzahl Ne des Motors erreicht wird, durch die das vorgegebene Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle realisiert wird, auf der Grundlage der im Schritt 2202 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt. Im Schritt 2204 wird eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 2203 ermittelten Solldrehmoments Tm_ref1 des Motors 15 ausgeführt. Das Solldrehmoment Tm_ref1 des Motors 15 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 42 gesendet. Die Steuervorrichtung 42 dient der derartigen Steuerung des Motors 15 und der Batterie 16, daß der Motor 15 das Solldrehmoment Tm_ref1 erreicht.
  • Wie vorstehend ausgeführt, kann die Drehzahlsteuereinheit 2004 bei dieser Ausführungsform die Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 beim Schalten steuern und die Eingriffskupplung in den dritten Gang einkuppeln, wodurch das Auftreten eines Trägheitsmoments beim Einrücken der Eingriffskupplung in den dritten Gang unterdrückt und die Schaltleistung verbessert werden.
  • Nachstehend wird der in den Schritten 2205 bis 2207 auszuführende Steuerungsprozeß der Drehmomenteinstelleinheit 2005 beschrieben.
  • Im Schritt 2205 wird eine Operation zum Einlesen der anhand der Gleichung Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb ermittelten Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt. Im Schritt 2206 wird eine Operation zur Berechnung des Solldrehmoments Tm_ref2 des Motors 15 zur Verringerung der Abweichung zwischen dem Drehmoment der Ausgangswelle nach dem Schalten und der Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments auf der Grundlage der im Schritt 2205 eingelesenen Korrektur Tc_ref des verringerten Drehmoments ausgeführt.
  • Im Schritt 2207 wird eine Operation zur Ausgabe des im Schritt 2206 ermittelten Solldrehmoments Tm_ref2 des Motors 15 ausgeführt. Das Solldrehmoment Tm_ref2 des Motors 15 wird über das LAN an die Steuervorrichtung 42 übertragen.
  • Die Steuervorrichtung 42 dient der derartigen Steuerung des Motors 15 und der Batterie 1, daß der Motor 15 das Solldrehmoment Tm_ref2 erreicht.
  • Wie vorstehend ausgeführt, kann durch die Drehmomenteinstelleinheit 2005 das Drehmoment der ersten Eingangswelle 6 bei der Beendigung des Schaltvorgangs eingestellt werden, um die Abweichung zwischen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten und dem Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schalten zu verringern, wodurch abrupte Drehmomentänderungen vermindert und die Schaltleistung verbessert werden.
  • Nachstehend wird der Schaltvorgang beschrieben.
  • 23 ist eine Zeitübersicht, die den Steuerungszustand beim Schalten zeigt, wobei Figur (A) einen Schaltbefehl Ss, (B) eine der Po sition der Eingriffskupplung entsprechende Schalthebelposition Ii, (C) das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, (D) das Drehmoment des Motors 15, (E) das Drehmoment Tc der Kupplung 4 und (F) das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 31 darstellen und die Abszisse die Zeit repräsentiert.
  • Wie unter (A) dargestellt, wird die Schaltsteuerung eingeleitet, wenn zu einem Zeitpunkt a, zu dem das Fahrzeug im ersten Gang fährt, der Befehl Ss zum Schalten in den dritten Gang ausgegeben wird und wenn, wie unter (E) dargestellt, das Drehmoment Tc der Kupplung 4 allmählich erhöht wird.
  • Bei einer Erhöhung des Drehmoments Tc der Kupplung 4 wird, wie unter (F) dargestellt, das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 31 allmählich verringert. Zum Zeitpunkt b gelangt die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung in einen lösbaren Zustand. Dies liegt daran, daß das über die Zahnräder 9 und 19 übertragene Drehmoment der Verringerung des über die Zahnräder 8 und 18 übertragenen Drehmoments auf einen Wert dient, bei dem die Eingriffskupplung ausgerückt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung ausgerückt werden kann, wird das Stellglied 39 so gesteuert, daß die mit der dem ersten Gang entsprechenden Seite gekoppelte Eingriffskupplung 39 gelöst werden kann und die Schalthebelposition Ii, wie unter (B) dargestellt, in die neutrale Position (in den Schaltzustand) gelangt, worauf der tatsächliche Schaltvorgang eingeleitet wird.
  • Wenn die Schalthebelposition Ii in eine neutrale Position gelangt, wie unter (E) dargestellt, wird die Steuerung der Kupplung 4 zur Korrektur des verringerten Werts des Drehmoments beim Schalten eingeleitet. Durch Steuern des Stellglieds entsprechend dem von der Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments ausge gebenen Solldrehmoment Tc_ref = Rc_ff der Kupplung 4 kann der verringerte Wert des Drehmoments der Ausgangswelle 31, wie unter (F) dargestellt, während des Schaltvorgangs korrigiert werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird das über die Kupplung 4 übertragene Drehmoment auf das Drehmoment der Ausgangswelle 31 eingestellt. Zur Reduzierung des Gefühls der Anomalität, das ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet, weist das Solldrehmoment Tc_ref der Kupplung 4 daher vorzugsweise eine gleichmäßige Kennlinie auf. Ferner muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle beim Schalten rasch und gleichmäßig auf das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 gesteuert werden.
  • Wie unter (D) dargestellt, werden der Motor 15 und die Batterie 16 daher so gesteuert, daß das von der Drehzahlsteuereinheit 2004 ausgegebene Solldrehmoment Tm_ref1 des Motors 15 das Solldrehmoment Tm_ref1 erreicht. Diese Steuerung ermöglicht eine Einstellung der Drehzahl Ne des Motors, wodurch das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 angenähert wird.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle durch Steuern der Kupplung 4 und des Motors 15, wie unter (C) dargestellt, zum Zeitpunkt c auf Rch = R3 eingestellt. Zum Verbinden der Eingriffskupplung mit der Welle werden vorzugsweise die Drehzahl Ne des Motors erhöht und das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle an das dem dritten Gang entsprechende Verhältnis R3 angepaßt. Die Drehzahl No der Ausgangswelle 31 wird von der beim Schalten korrigierten Korrektur des verringerten Drehmoments erhöht. Daher tritt bei dem Versuch, einen Eingriff zu realisieren, wenn die Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 abnimmt, eine Drehmomentinterferenz am eingerückten Abschnitt der Eingriffskupplung auf, wodurch schwer eine Verbindung herzustellen ist. Daher ist es günstiger, die Eingriffskupplung bei einer Erhöhung der Drehzahl der ersten Eingangswelle 6 einzurücken, da die Drehmomentinterferenz verringert wird.
  • Da zum Zeitpunkt c oder später Rch < R3 gilt, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle erhöht werden. Unmittelbar vor dem Einkuppeln (zwischen den Zeitpunkten c und d) müssen sowohl das Drehmoment als auch die Drehzahl des Motors 15 gesteuert werden. Wenn der ausgewählte Motor 15 sowohl eine Drehmomentsteuerung als auch eine Drehzahlsteuerung ausführen kann, muß das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle durch die Wirkung des Drehmoments der Kupplung 4 eingestellt werden. Daher müssen in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten c und d der Rückführ-Sollwert Tc_fb des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 4 entsprechend der Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis R3 addiert und das Solldrehmoment der Kupplung 4 auf Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb eingestellt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, können durch die Rückführung des Drehzahlverhältnisses nur in dem Intervall, in dem ein geringe Abweichung zwischen dem Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle und dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis R3 vorliegt, Drehmomentschwankungen der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten auf ein Minimum reduziert und so das Gefühl der Anomalität abgeschwächt werden, das ein Passagier in einem Fahrzeug empfindet. Die Rückführsteuerung des Drehzahlverhältnisses der Kupplung 4 ermöglicht das Realisieren von Rch ≈ R3 bei einer Erhöhung des Verhältnisses Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, wodurch die Eingriffskupplung in einen Zustand gedrückt wird, in dem sie in den dritten Gang eingerückt werden kann.
  • Wenn die Eingriffskupplung in einen Zustand gelangt, in dem sie in den dritten Gang eingerückt werden kann, wird die Eingriffskupplung durch Steuern des Stellglieds 39 in den dritten Gang eingekuppelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Abweichung zwischen dem der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten entsprechenden Wert Tc_ref = Tc_ff + Tc_fb und dem Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schalten (dem Einkuppeln in den dritten Gang) vorzugsweise verringert, wodurch abrupte Veränderungen des Drehmoments der Ausgangswelle 31 bei der Beendigung des Schaltvorgangs vermindert werden.
  • Die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten wird vom Drehmoment Tc der Kupplung 4 bestimmt. Das Drehmoment der Ausgangswelle 31 nach dem Schaltvorgang wird vom Drehmoment Te des Motors 1, dem Drehmoment Tm des Motors 15 und dem dem dritten Gang entsprechenden Verhältnis R3 bestimmt. Zwischen den Zeitpunkten c und d werden daher der Motor 15 und die Batterie 16 so gesteuert, daß der Motor 15 das Solldrehmoment Tm_ref2 erreicht. Beim Schalten befindet sich die Kupplung 4 in einem gleitenden Zustand. Wenn die Summe des Drehmoments Te des Motors 1 und des Drehmoments des Motors 15 größer als ein vorgegebener Wert ist, wird daher die Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten vom Drehmoment Tc der Kupplung 4 bestimmt. Dies bedeutet, daß die Steuerung zur Einstellung des Drehmoments bei der Beendigung des Schaltvorgangs unabhängig von der Steuerung der Korrektur des verringerten Drehmoments beim Schalten ausgeführt werden kann.
  • Zum Zeitpunkt d wird die Eingriffskupplung in den dritten Gang eingerückt, und der tatsächliche Schaltvorgang ist abgeschlossen. Bei der Beendigung des Schaltvorgangs wird das Drehmoment Tm des Motors 15 allmählich auf Null zurückgesetzt, und zum Zeitpunkt e ist die Schaltsteuerung abgeschlossen.
  • Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht diese Ausführungsform beim Schalten die Ermittlung der Korrektur des verringerten Drehmoments der Ausgangswelle 31 beim Schalten, die Steuerung der Drehzahl der Eingangswelle 6 auf der Grundlage der Korrektur des verringerten Drehmoments und das Einstellen des Drehmoments der ersten Eingangswelle 6 bei der Beendigung des Schaltvorgangs, wodurch Schwankungen des Drehmoments der Ausgangswelle 31 unterdrückt und die Schaltleistung verbessert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Systemanordnung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs ohne einen Motor 15 angewendet werden. Zudem kann die Kupplung 4 oder 5 jede Art von Reibungskupplung sein, beispielsweise eine Einplatten-Trockenkupplung, eine Mehrplatten-Naßreibungskupplung oder eine elektromagnetische Kupplung. Die Kupplung 13 kann jede Art von Kupplung sein, beispielsweise eine Einplatten-Trockenkupplung, eine Mehrplatten-Naßkupplung, eine elektromagnetische Kupplung oder eine Eingriffskupplung.
  • Nachstehend wird der Aufbau der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Der Gesamtaufbau des Systems des Fahrzeugs entspricht dem der in 1 dargestellten Ausführungsform und wird hier daher nicht beschrieben. Die Bauteile dieser Ausführungsform, die mit denen gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform übereinstimmen, sind in der folgenden Beschreibung durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 25 eine Steuervorrichtung 2400 zur Steuerung eines Motors 1, von Stellgliedern 29, 30, 31 und 32 sowie eines Motors 27 beschrieben.
  • In die Steuervorrichtung 2400 werden ein den Betrag α, um den das Gaspedal niedergedrückt wird, angebendes Signal, ein die Schalthebelposition Ii angebendes Signal, die von einem Sensor 37 erfaßte Drehzahl Ne des Motors, das die von einem Sensor 36 erfaßte Drehzahl Nin der Eingangswelle angebende Signal und ein die von einem Sensor 13 erfaßte Drehzahl No der Ausgangswelle angebendes Signal eingegeben. Anschließend dient die Steuervorrichtung 2400 der Berechnung des Drehmoments Te des Motors 1 und seiner Übertragung über das als Kommunikationseinrichtung dienende LAN an die Steuervorrichtung 34. Die Steuervorrichtung 34 dient der Berechnung eines Öffnungswinkels des Drosselventils, einer Kraftstoffmenge und eines Zündzeitpunkts, bei denen das empfangene Drehmoment Te des Motors realisiert wird, und der anschließenden Steuerung der entsprechenden Stellglieder (beispielsweise der elektronischen Steuerdrossel 2).
  • Ferner dient die Steuervorrichtung 2400 der Berechnung des Drehmoments und der Drehzahl des Motors 27 und ihrer Übertragung über das LAN an die Steuervorrichtung 35 zur Steuerung des Motors anhand dieser Werte. Die Steuervorrichtung 35 dient dem Aufladen der Batterie mit vom Motor 27 zugeführtem elektrischem Strom und zur Zufuhr von elektrischem Strom von der Batterie 28 zum Antreiben des Motors 27. Die Steuervorrichtung 2400 kann durch einen ähnlichen Computer realisiert werden, wie die Steuervorrichtung 100.
  • Die Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, die Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, die Drehzahlsteuereinheit 104 und die Drehmomenteinstelleinheit 105 entsprechen denen der in 1 gezeigten Steuervorrichtung 100 und werden hier daher nicht beschrieben.
  • Als nächstes wird eine in der Steuervorrichtung 2400 vorgesehene Einheit 2401 zur Unterdrückung von Drehmomentänderungen beschrieben.
  • 26 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten zeigt, wobei Figur (A) einen Schaltbefehl Ss, (B) eine der Position der Eingriffskupplung entsprechende Schalthebelposition Ii, (C) das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle, (D) den Öffnungswinkel θ der Drossel, (E) das Drehmoment Tc der Kupplung 10, (F) das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20 und (G) das Drehmoment Tc_STA der Vorschubkupplung 4 zeigen und die Abszisse die Zeit repräsentiert. Das Betriebsverfahren beim Schalten entspricht dem in 7 gezeigten Verfahren und wird hier daher nicht beschrieben.
  • Wenn die Eingriffskupplung zu dem in 26 gezeigten Zeitpunkt d eingerückt wird, verursacht die durch den Steuerfehler und die unterschiedlichen Öldrücke verursachte nachteilige Wirkung durch das auf der Abweichung zwischen Rch und R2 basierende Trägheitsmoment des Motors 1 eine Vibrationsdrehmomentschwan kung (eine axiale Vibration), wie unter (F) durch die durchgehende Linie dargestellt, wenn das unter (C) dargestellte Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle nicht an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 angepaßt ist. Zu diesem Zeitpunkt gelangt die Kupplung 4 in den eingekuppelten Zustand. Wird davon ausgegangen, daß die Trägheit des Motors 1 Ie, die Drehzahl des Motors Ne und das Drehmoment des Motors Te sind, wird das an die Eingangswelle 8 übertragene Drehmoment Tin durch den folgenden Ausdruck (1) repräsentiert. Tin = Te – Ie (d/dt)Ne ...(1)
  • Wenn das Verhältnis Rch zwischen den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle nicht an das dem zweiten Gang entsprechende Verhältnis R2 angepaßt ist, wird die Drehzahl Ne des Motors abrupt verändert. Dadurch wird das Trägheitsmoment Ie (d/dt)Ne erhöht, wodurch Tin abrupt verändert wird. Dadurch wird die von dem Trägheitsmoment verursachte Drehmomentvibration (axiale Vibration) erzeugt. Zur Behebung dieser Unzulänglichkeit wird, wie in 26 unter (G) dargestellt, eine Operation zur Einstellung der Druckkraft der Vorschubkupplung (der Kupplung 4) auf der Grundlage des von der Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls ausgegebenen Schaltbefehls Ss ausgeführt, wodurch das Drehmoment Tc_STA der Vorschubkupplung von Tc_STA_On (eingekuppelt) auf Tc STA_Slip (gleitend) verringert wird. Durch das Gleiten der Kupplung 4 kann die Veränderung der Drehzahl Ne des Motors verringert werden, wenn die Eingriffskupplung eingerückt wird. Diese Steuerung der Kupplung 4 muß unter Berücksichtigung des Ansprechverhaltens des Stellglieds 32 der Kupplung 4 ausgeführt werden, bevor die Eingriffskupplung eingerückt wird. Die Steuerung der Kupplung 4 kann ab dem Zeitpunkt (a) eingeleitet werden, wie in 26 unter (G) dargestellt.
  • Zudem kann die Drehmomentschwankung von dem Motor 27 unterdrückt werden. 27 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das die Steuervorrichtung 2400 bei der Verwendung des Motors 27 zeigt.
  • Die Einheit 101 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Einheit 102 zur Erzeugung eines Schaltbefehls, die Einheit 103 zur Korrektur des verringerten Drehmoments, die Drehzahlsteuereinheit 104 und die Drehmomenteinstelleinheit 105 stimmen mit denen der in 1 gezeigten Steuervorrichtung 100 überein und werden hier daher nicht beschrieben.
  • Als nächstes wird eine in der Steuervorrichtung 2400 angeordnete Einheit 2402 zur Unterdrückung von Drehmomentschwankungen beschrieben.
  • Die Einheit 2402 zur Unterdrückung von Drehmomentschwankungen dient der Ausgabe eines Drehmomentbefehlswerts Tm für den Motor 27. Der Eingriff der Kupplung 4 in die Kupplung 5 ermöglicht ein direktes Koppeln der Ausgangswelle 26 des Motors 27 mit der Ausgangswelle 3 des Motors 1, wodurch die Drehzahl Ne des Motors durch die Verwendung des Motors 27 gleichmäßig gesteuert wird.
  • 28 ist eine Zeitübersicht, die einen Steuerungszustand beim Schalten zeigt. In 28 bezeichnen (A) bis (F) die gleichen Übersichten, wie in 26 gezeigt, daher wird hier auf ihre Beschreibung verzichtet. Unter (G) ist das Drehmoment Tm des Motors 27 dargestellt. Wie unter (G) dargestellt, kann durch Steuern des Drehmoments Tm des Motors die Veränderung der Drehzahl Ne des Motors verringert werden. Die Steuerung des Motors 27 wird unter Berücksichtigung der nachteiligen Auswirkungen auf das Drehmoment Tout der Ausgangswelle 20 vorzugsweise unmittelbar vor dem Auftreten der axialen Vibration eingeleitet.
  • Das vorstehend beschriebene Steuersystem ermöglicht eine Verringerung der Veränderung der Drehzahl Ne des Motors und damit eine Unterdrückung der Drehmomentschwankungen (der axialen Vibrationen), wie unter (F) durch die gestrichelte Linie dargestellt, wodurch die Schaltleistung eines Fahrzeugs verbessert wird.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, bei der ein Drehmoment von einem Motor (1) über eine Reibungskupplung (4) an eine Eingangswelle (8) eines Zahnradgetriebes übertragen wird, wobei das Zahnradgetriebe mehrere Zahnräder (5, 6, 7, 9, 11, 18) und mehrere Eingriffskupplungen (15, 16) umfaßt, die eine Übertragung des Drehmoments von der Eingangswelle an eine Ausgangswelle (20) des Getriebes ermöglichen, durch einen Eingriff der Zahnräder und der Eingriffskupplungen ein Drehmomentübertragungsweg von der Eingangswelle (8) zur Ausgangswelle (20) gebildet wird und der Drehmomentübertragungsweg von der Eingangswelle (8) zur Ausgangswelle (20) durch Steuern einer Drehmomentübertragungseinrichtung (10) gebildet wird, die eine Reibungskupplung ist, wenn der Eingriff der Zahnräder und der Eingriffskupplungen aus einem ersten Eingriff in einen zweiten Eingriff geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100) zur Steuerung eines Fahrzeugs so beschaffen ist, daß sie die Eingriffskraft der Reibungskupplung (4) so steuert, daß die Eingriffskraft der Reibungskupplung (4) geringer als die des ersten Eingriffs eingestellt wird, wenn die Eingriffskupplung (15, 16) in Eingriff tritt und der Drehmomentübertragungsweg von der Eingangswelle (8) zur Ausgangswelle (20) von dem durch Steuern der Drehmomentübertragungseinrichtung (10) gebildeten Übertragungsweg in den durch den zweiten Eingriff gebildeten Übertragungsweg verschoben wird, und daß die verringerte Eingriffskraft der Reibungskupplung (4) höher eingestellt wird, nachdem der Eingriff der Zahnräder und der Eingriffskupplungen (15, 16) in den zweiten Eingriff umgeschaltet ist.
  2. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung (100) zur Steuerung eines Fahrzeugs so beschaffen ist, daß die Eingriffskraft der Reibungskupplung (4) niedriger als die Eingriffskraft des ersten Eingriffs eingestellt wird, bevor der Übertragungsweg umgeschaltet wird, um eine an der Ausgangswelle (20) auftretende Drehmomentschwankung zu unterdrücken, wenn der Drehmomentübertragungsweg von der Eingangswelle (8) zur Ausgangswelle (20) von dem durch Steuern der Drehmomentübertragungseinrichtung (10) gebildeten Übertragungsweg zu dem durch den zweiten Eingriff gebildeten Übertragungsweg umgeschaltet wird.
  3. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein von der Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs ausgegebenes Steuersignal der Reibungskupplung (4) ein hydraulischer Befehlswert ist.
  4. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der beim Umschalten des Eingriffs der Zahnräder und der Eingriffskupplungen aus dem ersten Eingriff in den zweiten Eingriff an der Ausgangswelle (20) auftretende, verringerte Drehmomentwert durch Steuern der Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach dem Lösen zumindest des ersten Eingriffs korrigiert wird und die Drehzahl der Eingangswelle während des Umschaltens vom ersten Eingriff zum zweiten Eingriff gesteuert wird.
  5. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die beim Umschalten des Drehmomentübertragungswegs von der Eingangswelle (8) zur Ausgangswelle (20) aus dem gebildeten Übertragungsweg zu dem von dem zweiten Eingriff gebildeten Übertragungsweg an der Ausgangswelle (20) auftretende Drehmomentschwankung beim Umschalten des Übertragungswegs durch Steuern des Drehmoments der Eingangswelle (8) durch die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) unterdrückt wird.
  6. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) die Funktion der Steuerung des übertragenen Drehmoments durch Einstellen der Druckkraft hat.
  7. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs nach Anspruch 6, bei der die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) eine Mehrplatten-Naßreibungskupplung ist.
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