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Diese Erfindung ist auf ein Verfahren der
Schaltmustersteuerung für automatische Motorfahrzeugschalttransmissionen und
insbesondere auf ein derartiges Verfahren gerichtet, welches
auf exzessive Fahrzeugbelastung kompensiert ist.
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Schaltung in einer automatischen Motorfahrzeugtransmission
mit multiplen Geschwindigkeitsverhältnissen wird im
allgemeinen im Ansprechen auf die Detektion einer vordefinierten
Fahrzeuggeschwindigkeit und Motorlastbedingungen ausgelöst,
auf die kollektiv als ein Schaltmuster Bezug genommen wird.
In einer typischen Anwendung werden Aufwärts- und
Abwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeitsschwellen als eine Funktion
eines Motorlastindikators, wie der Drosselposition bestimmt.
Eine Aufwärtsschaltung zu einem höheren Ausgangs-/Eingangs-
Geschwindigkeitsverhältnis wird ausgelöst, wenn die
tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit die Aufwärtsschalt-Schwelle
überschreitet, während eine Abwärtsschaltung zu einem
niedrigeren Ausgangs-/Eingangs-Geschwindigkeitsverhältnis
ausgelöst wird, wenn die tatsächliche Fahrzeugsgeschwindigkeit
niedriger als die Abwärtsschaltschwelle ist.
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Die Schaltmusterdaten werden empirisch bestimmt, um
verschiedene Treibstoffökonomie- und Leistungsanforderungen unter
"normalen" Straßenlastbedingungen zu erreichen. In einer
elektronischen Regel- bzw. Steueranwendung werden die Daten
in einem nichtflüchtigen Speicherfeld für nachfolgendes
Zurückholen durch einen Leistungszugsteuerprozessor abgelegt.
Ein Nachteil dieses Ansatzes ist, daß das Schaltmuster, das
für "normale" Straßenlast entwickelt ist, nicht angemessen
sein braucht, wenn das Fahrzeug unter Schwerlastbedingungen
betrieben wird. So ist es nicht unüblich, daß verschiedene
Aufwärtsschaltungen und Abwärtsschaltungen im Verlauf des
Aufsteigens eines steilen Gefälles auftreten, oder während
des Aufsteigens eines moderaten Gefälles mit einem an dem
Fahrzeug angebrachten Anhänger. Das sukzessive
Aufwärtsschalten und Abwärtsschalten ist nicht nur störend, sondern
verursacht auch exzessive Abnutzung und Erwärmung der
Transmissionsreibungselemente.
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EP-A-0 139 982 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von
Anspruch 1, um das Fahrzeuggewicht zu aproximativem
Antriebsdrehmoment zu berechnen, welches in Verbindung mit dem
tatsächlichen Drehmoment den Straßengradienten anzeigt.
Übergänge bezüglich des Gradienten werden verwendet, um Schalten
vorzubeugen bzw. vorwegzunehmen. US-A-4 354 236 erfordert
die Verwendung von Schaltmustermodifikationen.
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Ein Verfahren des Betriebs in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung ist über die EP-A-0 139 982 durch die
Merkmale gekennzeichnet, die im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 spezifiziert sind.
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren
der Schaltmustersteuerung gerichtet, in welchem
Aufwärtsschaltung und Abwärtsschaltung im Ansprechen auf einen
detektierten Zustand der Übernormalstraßenlast modifiziert sind.
Die Belastung über Normal kann durch eine Anzahl von
Bedingungen wie Anhängerziehen, Steigen steiler Steigungen,
ungewöhnlicher aerodynamischer Belastung oder jedweder
Kombination davon verursacht werden.
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Eine Lastgleichung, die das Transmissionsausgangsdrehmoment
gegen die nominelle Straßenlast (einschließlich
Beschleunigungsdrehmoment, aerodynamischem Drehmoment und
Abrollwiderstandsdrehmoment) ausgleicht, sieht einen kontinuierlichen
Hinweis auf die Exzess- oder Straßenlast über Normal vor.
Die Exzesslast, auf die als die Steigungslast GL hierin
Bezug
genommen wird, wird verwendet, um einen Hystereseterm
zum Modifizieren des Grundschaltmusters zu entwickeln, um so
früheres Abwärtsschalten und späteres Aufwärtsschalten
vorzusehen. Wenn die Steigungslast eine Referenz entsprechend
einer relativ hohen Lastbedingung überschreitet, wird
Aufwärtsschalten weiter in Relation zu der Fähigkeit des
Leistungszuges verzögert, um der detektierten Straßenlast in
dem aufwärtsgeschalteten Geschwindigkeitsverhältnis zu
begegnen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in
welchen:
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Fig. 1a-1b schematisch eine elektronische
Transmissionssteuerregelung auf Computerbasis unter
Verwendung eines Verfahrens gemäß dieser
Erfindung darstellt;
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Fig. 2a graphisch die Schaltplantechnik darstellt,
die von der Steuereinheit von Fig. 1a
normalerweise Verwendet wird;
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Fig. 2b graphisch die Schaltmustermodifikation der
vorliegenden Erfindung darstellt,
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Fig. 3 graphisch einen Drehmomentverhältnisterm
darstellt, der von dem Verfahren dieser
Erfindung während schwerer
Steigungslastbedingungen verwendet wird; und
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Fig. 4, 5a-5b
und 6 Flußdiagramme darstellen, die durch die
Steuereinheit von Fig. 1a im Ausführen der
Steuerung dieser Erfindung ausgeführt werden.
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Insbesondere auf Fig. 1a und 1b bezugnehmend, bezeichnet die
Bezugszahl 10 allgemein einen Motorfahrzeugsantriebszug mit
einem Motor 12 und einer (Parallelwellen-)Transmission 14
mit einem Rückwärtsgeschwindigkeitsverhältnis und vier
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnissen. Der Motor 12 umfaßt
einen Drosselmechanismus 16, der mit einer vom Führer
betätigten Vorrichtung wie einem Beschleunigerpedal (nicht
gezeigt) zum Regulieren des Motorausgangsdrehmomentes
verbunden ist, derart, daß Drehmoment an die Transmission 14 durch
die Motorausgangswelle 18 angelegt wird. Die Transmission 14
transmittiert Motorausgangsdrehmoment an ein Paar von
Antriebsachsen 20 und 22 durch einen Drehmomentkonverter 24
und eine oder mehrere der (fluidbetätigten) Kupplungen
26-34, wobei derartige Kupplungen angelegt oder gelöst
werden gemäß einem vorbestimmten Plan zum Herbeiführen des
gewünschten Transmissionsgeschwindigkeitsverhältnisses.
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Bezugnehmend nun insbesondere auf die Transmission 14 ist
das Laufrad oder Eingangsglied 36 des Drehmomentwandlers 24
verbunden, um drehbar durch die Ausgangswelle 18 des Motors
12 durch das Eingangsgehäuse 38 angetrieben zu sein. Die
Turbine oder das Ausgangsglied 40 des Drehmomentwandlers 24 ist
drehbar durch das Laufrad 36 vermittels von Fluidtransfer
dazwischen angetrieben und ist verbunden, um eine Welle 42
drehbar anzutreiben. Ein Stator 44 richtet das Fluid um,
welches das Laufrad 36 an die Turbine 40 koppelt, wobei der
Stator durch eine Einwegvorrichtung 46 mit dem Gehäuse der
Transmission 14 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 24
umfaßt auch die Kupplung 26 mit einer Kupplungsplatte 50, die
an der Welle 42 befestigt ist.
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Die Kupplungsplatte 50 weist eine Reibungsoberfläche 52 auf,
die darauf adaptierbar gebildet ist, um mit der inneren
Oberfläche der Eingangshülle 38 in Eingriff gebracht zu
werden, um einen direkten mechanischen Antrieb zwischen der
Motorausgangswelle 18 und der (Transmissions-)Welle 42 zu
bilden. Die Kupplungsplatte 50 teilt den Raum zwischen der
Eingangshülle 38 und der Turbine 40 in zwei Fluidkammern:
eine Anlegekammer 54 und eine Lösekammer 56. Wenn der
Fluiddruck in der Anlegekammer 54 jenen in der Lösekammer 56
überschreitet, wird die Reibungsoberfläche 52 von
Kupplungsplatte 50 in Eingriff mit der Eingangshülle 38 wie in Fig. 1
gezeigt bewegt, wodurch die Kupplung 26 in Eingriff gebracht
wird, um eine mechanische Antriebsverbindung parallel zu dem
Drehmomentwandler 24 vorzusehen.
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In einem derartigen Fall gibt es kein Schlüpfen zwischen dem
Laufrad 36 und der Turbine 40. Wenn der Fluiddruck in der
Lösekammer 56 jenen in der Anlegekammer 54 überschreitet,
wird die Reibungsoberfläche 52 der Kupplungsplatte 50 außer
Eingriff mit der Eingangshülle 38 bewegt, um dadurch die
derartige mechanische Antriebsverbindung zu entkoppeln und
Schlüpfen zwischen dem Laufrad 36 und der Turbine 40 zu
erlauben. Die eingekreiste Bezugszahl 5 repräsentiert eine
Fluidverbindung zu der Anlegekammer 54 und die eingekreiste
Bezugszahl 6 repräsentiert eine Fluidverbindung zu der
Lösekammer 56.
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Eine (hydraulische positive Verdränge-)Pumpe 60 wird
mechanisch von der Motorausgangswelle 18 durch die Eingangshülle
38 und Laufrad 36 angetrieben, wie durch die unterbrochene
Linie 62 angedeutet. Die Pumpe 60 empfängt hydraulisches
Fluid mit niedrigem Druck aus einem Fluidreservoir 64 und
liefert unter Druck stehendes Fluid an die
Transmissionssteuerelemente über Ausgangsleitung 66. Ein
Druckregulatorventil (PRV) 68 ist mit der Pumpenausgangsleitung 66
verbunden und dient dazu, den Fluiddruck zu regulieren (im
nachfolgenden als Leitungsdruck bezeichnet), und zwar in
Ausgangsleitung 66, indem ein geregelter bzw. gesteuerter Teil
des Fluids darin zum Fluidreservoir 64 über die Leitung 70
zurückgeführt wird. Zusätzlich liefert das
Druckregulatorventil 68 Fluiddruck für den Drehmomentwandler 24 über Leitung
74. Während die Pumpe- und Druckregulatorventilentwürfe für
die vorliegende Erfindung nicht kritisch sind, wird eine
repräsentative Pumpe im US-Patent Nr. 4 342 545 offenbart,
und ein repräsentatives Druckregulatorventil wird im
US-Patent Nr. 4 283 970 offenbart.
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Die (Transmissions-)Welle 42 und eine weitere
(Transmissions-)Welle 90 weisen jede eine Vielzahl von
Getriebeelementen auf, die drehbar darauf getragen sind. Die
Getriebeelemente 80-88 werden auf Welle 42 getragen und die
Getriebeelemente 92-102 werden auf Welle 90 getragen. Das
Getriebeelement 88 ist mit der Welle 42 starr verbunden, und die
Getriebeelemente 98 und 102 werden starr mit der Welle 90
verbunden. Getriebeelement 92 ist mit der Welle 90 über einen
Freilauf oder eine Einwegvorrichtung 93 verbunden. Die
Zahnradelemente 80, 84, 86 und 88 werden in kämmendem Eingriff
mit den Zahnradelementen 92, 96, 98 und 100 respektive
gehalten, und das Zahnradelement 82 ist an das Getriebeelement 94
durch ein Rücklaufgetriebe 103 gekoppelt. Die Welle 90
wiederum ist mit den Antriebsachsen 20 und 22 durch
Getriebeelemente 102 und 104 und einen herkömmlichen
Differentialgetriebesatz (DG) 106 gekoppelt.
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Eine Mitnehmer- bzw. Klauenkupplung 108 ist auf die Welle 90
verkeilt, um so axial gleitfähig darauf zu sein, und dient
dazu, die Welle 90 entweder mit dem Getriebeelement 96 (wie
gezeigt) oder dem Getriebeelement 94 zu verbinden. Eine
Vorwärtsgeschwindigkeitsrelation zwischen dem Getriebeelement
84 und Welle 90 wird herbeigeführt, wenn die Klauenkupplung
108 die Welle 90 mit Zahnradelement 96 verbindet, und ein
Umkehrgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Zahnradelement
82 und Welle 90 wird herbeigeführt, wenn die Klauenkupplung
108 die Welle 90 mit dem Getriebeelement 94 verbindet.
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Die Kupplungen 28-34 umfassen jede ein Eingangsglied, das
mit einer (Transmissions-)Welle 42 oder 90 starr verbunden
ist, und ein Ausgangsglied, das mit einem oder mehreren
Getriebeelementen derart starr verbunden ist, daß Eingriff
einer Kupplung das respektive Getriebeelement und die Welle
koppelt, um eine Antriebsverbindung zwischen den Wellen 42
und 90 zu bewirken. Die Kupplung 28 kuppelt die Welle 42 an
das Getriebeelement 80; die Kupplung 30 kuppelt die Welle 42
an die Getriebeelemente 82 und 84; die Kupplung 32 kuppelt
die Welle 90 an das Getriebeelement 100; und die Kupplung 34
kuppelt die Welle 42 an das Getriebeelement 86. Jede der
Kupplungen 28-34 ist in Richtung auf einen außer Eingriff
gebrachten Zustand durch eine Rückführfeder (nicht gezeigt)
vorgespannt.
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Eingriff der Kupplung wird durch Lieferung von Fluiddruck an
eine Anlegekammer davon bewirkt. Die resultierende
Drehmomentkapazität der Kupplung ist eine Funktion des angelegten
Drucks abzüglich des Rückführfederdruckes, im nachfolgenden
als der Druckarbeitsdruck bezeichnet. Die eingekreiste
Bezugszahl 1 repräsentiert einen Fluiddurchtritt zum Liefern
von unter Druck stehendem Fluid an die Anlegekammer der
Kupplung 28; die eingekreiste Bezugszahl 2 und der Buchstabe R
repräsentieren einen Fluiddurchtritt zum Liefern von unter
Druck stehendem Fluid an die Anlegekammer der Kupplung 30;
die eingekreiste Bezugszahl 3 repräsentiert einen
Fluiddurchtritt zum Liefern von unter Druck gesetztem Fluid an die
Anlegekammer der Kupplung 32; und die eingekreiste
Bezugszahl 4 repräsentiert einen Fluiddurchtritt zum Richten von
unter Druck gesetztem Fluid an die Anlegekammer der Kupplung
34.
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Die verschiedenen Getriebeelemente 80-88 und 92-100 sind
relativ derart bemaßt, daß Eingriff der ersten, zweiten,
dritten
und vierten Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnisse bewirkt
wird, indem die Kupplungen 28, 30, 32 und 34 respektive in
Eingriff gebracht werden, wobei verstanden wird, daß die
Klauenkupplung 108 in der Position vorliegen muß, die in
Fig. 1 dargestellt ist, um ein
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis zu erhalten. Ein Neutralgeschwindigkeitsverhältnis
oder eine effektive Trennung der Antriebsachsen 20 und 22
von der Motorausgangswelle 18 wird bewirkt, indem alle der
Kupplungen 28-34 in einem gelösten Zustand gehalten werden.
Die Geschwindigkeitsverhältnisse, die durch die
verschiedenen Zahnradelementpaare definiert sind, werden im
allgemeinen durch das Verhältnis der Turbinengeschwindigkeit Nt zur
Ausgangsgeschwindigkeit No gekennzeichnet. Repräsentative
Nt/No-Verhältnisse für Transmission 14 lauten wie folgt:
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Erster - 2,368
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Zweiter - 1,273
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Dritter - 0,808
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Vierter - 0,585
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Rückwärts - 1,880
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Das Schalten von einem augenblicklichen
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis zu einem gewünschten
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis erfordert, daß die Kupplung, die zu dem
augenblicklichen Geschwindigkeitsverhältnis (losgehende)
gehört, außer Eingriff gebracht wird, und die Kupplung, die zu
dem gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis gehört
(herankommende) in Eingriff gebracht wird. Zum Beispiel bezieht eine
Schaltung von dem ersten Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis
zu dem zweiten Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis das Außer-
Eingriff-Treten der Kupplung 28 und das In-Eingriff-Bringen
der Kupplung 30 mit ein. Wie unten erklärt, wird die
Schaltung zwischen den verschiedenen
Geschwindigkeitsverhältnissen im Ansprechen auf das Erreichen vordefinierter
Lastbedingungen ausgelöst, die durch vorbestimmte Kombinationen aus
Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrosselposition
repräsentiert werden. Daten entsprechend den vordefinierten
Kombinationen
aus Fahrzeuggeschwindigkeit Nv und
Motordrosselposition TPS werden in einer Nachschautabelle oder einer
ähnlichen Datenstruktur abgelegt, wie unten mit Bezug auf Fig.
2a-2b beschrieben, und gemessene Werte von
Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrosselposition werden mit den abgelegten
Daten verglichen, um das gewünschte
Geschwindigkeitsverhältnis zu bestimmen. Wenn das gewünschte Verhältnis höher als
das tatsächliche Verhältnis ist, wird eine Aufwärtsschaltung
ausgelöst; wenn das gewünschte Verhältnis niedriger als das
tatsächliche Verhältnis ist, wird eine Abwärtsschaltung
ausgelöst. In jedem Fall wird die Schaltung durch eine prazise
Steuerung des Fluiddrucks ausgeführt, der an die
verschiedenen Kupplungen 28-34 geliefert wird, wie zum Beispiel in den
US-Patenten Nr. 4 707 789 und 4 653 350 beschrieben.
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Die Fluidsteuerelemente der Transmission 14 umfassen ein
manuelles Ventil 140, einen Richtungsservo 160 und eine
Mehrzahl (elektrisch betätigter) Fluidventile 180-190. Das
manuelle Ventil 140 arbeitet im Ansprechen auf
Betätigeranfrage und dient dazu, in Verbindung mit dem Richtungsservo 160
regulierten Leitungsdruck auf die geeigneten Fluidventile
182-188 zu richten. Die Fluidventile 182-188 werden wiederum
individuell gesteuert, um Fluiddruck auf die Kupplungen
28-34 zu richten. Das Fluidventil 180 wird gesteuert, um
Fluiddruck aus der Ausgangsleitung 66 auf das
Druckregulatorventil 68 zu richten, und das Fluidventil 190 wird
gesteuert, um Fluiddruck aus der Leitung 74 auf die Kupplung 26
des Drehmomentwandlers 24 zu richten. Der Richtungsservo 160
wirkt im Ansprechen auf den Zustand des manuellen Ventils
140 und dient dazu, die Klauenkupplung 108 auf geeignete
Weise zu positionieren.
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Das manuelle Ventil 140 umfaßt eine Welle 142 zum Empfangen
eines axialen mechanischen Einganges von dem Betätiger des
Motorfahrzeugs in Relation zu dem Geschwindigkeitsbereich,
welchen der Betätiger wünscht. Die Welle 142 ist auch mit
einem Anzeigermechanismus 144 durch eine geeignete
mechanische Verbindung verbunden, die allgemein durch die
unterbrochene Linie 146 angedeutet ist. Fluiddruck aus der
Ausgangsleitung 66 wird als ein Eingang an das manuelle Ventil 140
über eine Leitung 148 angelegt und die Ventilausgänge
umfassen ein Vorwärts(F)-Ausgangsleitung 150 zum Liefern von
Fluiddruck zum In-Eingriff-Bringen von
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnissen und eine Rückwärts(R)-Ausgangsleitung 152
zum Liefern von Fluiddruck zum In-Eingriff-Bringen des
Rückwärtsgeschwindigkeitsverhältnisses.
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So wird, wenn die Welle 142 des manuellen Ventils 140 zu den
D4-, D3- oder D2-Positionen bewegt wird, die auf dem
Anzeigermechanismus 144 gezeigt sind, Leitungsdruck aus der
Leitung 148 in Richtung auf die Vorwärts(F)-Ausgangsleitung 150
gerichtet. Wenn die Welle 142 sich in der R-Position
befindet, die auf dem Anzeigermechanismus 144 gezeigt ist, wird
Leitungsdruck aus der Leitung 148 auf die
Umkehr(R)-Ausgangsleitung 152 gerichtet. Wenn die Welle 142 des manuellen
Ventils 140 sich in den N-(Neutral-) oder P-(Park-) Positionen
befindet, ist die Leitung 148 isoliert, und die
Vorwärts- und Rückwärtsausgangsleitungen 150 und 152 sind mit einer
Ablaßleitung 154 verbunden, welche dazu angepaßt ist,
jedwedes Fluid darin zu dem Fluidreservoir 64 zurückzuführen.
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Der Richtungsservo 160 ist eine fluidbetätigte Vorrichtung
und umfaßt eine Ausgangswelle 162, die mit einer Schaltgabel
164 zum axialen Verschieben der Klauenkupplung 108 auf Welle
90 verbunden ist, um selektiv entweder Vorwärts- oder
Rückwärtsgeschwindigkeitsverhältnisse zu ermöglichen. Die
Ausgangswelle 162 ist mit einem Kolben 166 verbunden, der
innerhalb des Servogehäuses 168 axial bewegbar ist. Die axiale
Position des Kolbens 166 innerhalb des Servogehäuses 168
wird gemäß den Fluiddrücken bestimmt, die an die Kammern 170
und 172 angelegt werden. Die Vorwärtsausgabeleitung 150 des
manuellen Ventils 140 ist über Leitung 174 mit der Kammer
170 verbunden und die Umkehrausgangsleitung 152 des
manuellen Ventils 140 ist über Leitung 176 mit der Kammer 172
verbund en.
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Wenn die Welle 142 des manuellen Ventils 140 sich in einer
Vorwärtsbereichsposition befindet, zwängt der Fluiddruck in
der Kammer 170 den Kolben 166 nach rechts wie in Fig. 1
gesehen, um die Klauenkupplung 108 mit dem Getriebeelement 96
zum Ermöglichen von Eingriff eines
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnisses in Eingriff zu bringen. Wenn die Welle 142 des
manuellen Ventils 140 zu der R-Position bewegt wird, drängt
der Fluiddruck in Kammer 172 Kolben 166 nach links wie in
Fig. 1 gesehen, um die Klauenkupplung 108 mit dem
Getriebeelement 94 zum Ermöglichen von Eingriff des
Rückwärtsgeschwindigkeitsverhältnisses in Eingriff zu bringen. In jedem
Fall wird es erinnert werden, daß der tatsächliche Eingriff
des zweiten oder Umkehrgeschwindigkeitsverhältnisses nicht
bewirkt wird bis zum Eingriff der Kupplung 30.
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Der Richtungsservo 160 wirkt auch als ein Fluidventil zum
Ermöglichen des Umkehrgeschwindigkeitsverhältnisses. Zu
diesem Zweck umfaßt der Richtungsservo 160 eine
Ausgangsleitung 178, die mit dem (elektrisch betätigten) Fluidventil
186 verbunden ist. Wenn der Betätiger ein
Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis auswählt und der Kolben 166 des
Richtungsservos 160 sich in der Position befindet, die in Fig. 1
dargestellt ist, ist der Durchtritt zwischen Leitungen 176 und
178 abgeschnitten; wenn der Betätiger das
Rückwärtsgetriebeverhältnis auswählt, ist der Durchtritt zwischen den
Leitungen 176 und 178 offen.
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Die (elektrisch betätigten) Fluidventile 180-190 empfangen
jedes Fluiddruck bei einem Eingangsdurchtritt davon aus der
Pumpe 60, und werden individuell gesteuert, um Fluiddruck
auf das Druckregulatorventil 68 oder respektive Kupplungen
26-34 zu richten. Das Fluidventil 180 empfängt Leitungsdruck
direkt aus Ausgangsleitung 66 und wird gesteuert, um eine
variable Menge derartigen Druckes auf das
Druckregulatorventil 68 zu richten, wie durch den eingekreisten Buchstaben V
angedeutet. Die Fluidventile 182 und 184 und 188 empfangen
Fluiddruck aus der Vorwärtsausgangsleitung 150 des manuellen
Ventils 140 und werden gesteuert, um variable Mengen
derartigen Drucks auf die Kupplungen 34, 32 und 28 wie durch die
eingekreisten Bezugszahlen 4, 3 und 1 respektive angedeutet
zu richten.
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Das Fluidventil 186 empfängt Fluiddruck aus der
Vorwärtsausgangsleitung 150 und der Ausgangsleitung 178 und ist
gesteuert, um eine variable Menge derartigen Druckes auf die
Kupplung 30 zu richten, wie durch die eingekreiste Bezugszahl 2
und den eingekreisten Buchstaben R angedeutet. Das
Fluidventil 190 empfängt Fluiddruck aus Leitung 74 des
Druckregulatorventils 68 und wird gesteuert, um eine variable Menge
derartigen Drucks auf die Lösekammer 56 der Kupplung 26 zu
richten, wie durch die eingekreiste Bezugszahl 6 angedeutet. Die
Anlegekammer 54 der Kupplung 26 wird mit Fluiddruck aus der
Leitung 74 über eine Öffnung 192 wie durch die eingekreiste
Bezugszahl 5 angedeutet beliefert.
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Jedes der Fluidventile 180-190 umfaßt ein Spulenelement 210-
220, das axial innerhalb des respektiven Ventilkörpers zum
Richten von Fluidfluß zwischen Eingangs- und
Ausgangsdurchtritten bewegbar ist. Wenn ein respektives Spulenelement
210-220 sich in der Position am weitesten rechts wie in Fig.
1 gesehen befindet, sind die Eingangs- und
Ausgangsdurchtritte verbunden. Jedes der Fluidventile 180-190 umfaßt einen
Ausgangsdurchtritt wie angedeutet durch die eingekreisten
Buchstaben EX, wobei der derartige Durchtritt dazu dient,
Fluid aus der respektiven Kupplung abzulassen, wenn das
Spulenelement zu der Position am weitesten links wie in Fig. 1
gesehen verschoben ist.
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In Fig. 1 sind die Spulenelemente 210 und 212 der
Fluidventile 180 und 182 in der Position am weitesten rechts
gezeigt, die die respektiven Eingangs- und Ausgangsleitungen
verbindet, während die Spulenelemente 214, 216, 218 und 220
der Fluidventile 184, 186, 188, 190 in der Position am
weitesten links gezeigt sind, die die respektiven Ausgangs- und
Ablaßleitungen verbindet. Jedes der Fluidventile 180-190
umfaßt ein Solenoid 222-232 zum Steuern der Position seines
Spulenelementes 210-220. Jedes derartige Solenoid 222-232
umfaßt einen Plunger 234-244, der mit dem respektiven
Spulenelement 210-220 verbunden ist, und eine Solenoidspule
246-256, die den respektiven Plunger umgibt.
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Ein Anschluß jeder derartigen Solenoidspule 246-256 ist mit
Massepotential wie gezeigt verbunden, und der andere
Anschluß ist mit einer Ausgangsleitung 258-268 einer
Steuereinheit 270 verbunden, welche die Solenoidspulenerregung
verwaltet. Wie im nachfolgenden dargestellt, pulsbreitenmoduliert
die Steuereinheit 270 die Solenoidspulen 246-256 gemäß einem
vorbestimmten Steueralgorithmus, um den Fluiddruck zu
regulieren, der an das Druckregulatorventil 68 und die
Kupplungen 26-34 geliefert wird, wobei das Tastverhältnis der
derartigen Modulation in Relation zu der gewünschten Größe der
gelieferten Drücke bestimmt wird.
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Eingangssignale für die Steuereinheit 270 werden auf den
Eingangsleitungen 272-284 vorgesehen. Ein Positionssensor (5)
286, der auf Bewegung der Welle 142 anspricht, sieht ein
Eingangssignal an der Steuereinheit 270 über Leitung 272 vor.
Geschwindigkeitsübertrager 288, 290 und 292 erfassen die
Drehgeschwindigkeit verschiedener Rotationsglieder innerhalb
der Transmission 14 und liefern Geschwindigkeitssignale in
Übereinstimmung damit an die Steuereinheit 270 über
Leitungen 274, 276 und 278 respektive. Der
Geschwindigkeitsübertrager 288 erfaßt die Geschwindigkeit der Transmissionswelle 42
und daher die Turbinen- oder
Transmissionseingangsgeschwindigkeit Nt; der Geschwindigkeitsübertrager 290 erfaßt die
Geschwindigkeit der Antriebsachse 22 und daher die
Transmissionsausgangsgeschwindigkeit No; und der
Geschwindigkeitsübertrager 292 erfaßt die Geschwindigkeit der
Motorausgangswelle 18 und daher die Motorgeschwindigkeit Ne.
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Ein Positionübertrager (T) 294 spricht auf die Position des
Drosselmechanismus 16 an und sieht ein elektrisches Signal
in Übereinstimmung damit an Steuereinheit 270 über Leitung
280 vor. Ein Druckübertrager 296 erfaßt den
Sammelleitungsabsolutdruck (MAP) des Motors 12 und sieht ein elektrisches
Signal an der Steuereinheit 270 in Übereinstimmung damit
über Leitung 282 vor. Ein Temperatursensor 298 erfaßt die
Temperatur des Öls im Fluidreservoir 64 und sieht ein
elektrisches Signal in Übereinstimmung damit an Steuereinheit
270 über Leitung 284 vor.
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Die Steuereinheit 270 spricht auf Eingangssignale auf
Eingangsleitungen 272-284 gemäß einem vorbestimmten
Steueralgorithmus wie hierin dargestellt an, zum Steuern der Erregung
der Fluidventilsolenoidspulen 246-256 über Ausgangsleitungen
258-268. Als solche umfaßt die Steuereinheit 270 eine
Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Vorrichtung 300 zum Empfangen der
Eingangssignale und Ausgeben der verschiedenen
Pulsbreitenmodulationssignale und einen Mikrocomputer 302, welcher mit der
E/A-Vorrichtung 300 über einen Adreßbus 304 und einen
bidirektionellen Datenbus 306 kommuniziert.
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Wie oben angedeutet, ist die vorliegende Erfindung auf eine
verbesserte Schaltmustersteuerung gerichtet. Als ein
Hintergrund
ist jedoch das grundlegende Schaltmuster graphisch für
eine Vielgeschwindigkeitstransmission in Fig. 2a
dargestellt. Bezugnehmend auf Fig. 2a werden die
Aufwärtsschaltdaten durch die durchgezogenen Linien 1-2, 2-3 und 3-4
repräsentiert, während die Abwärtsschaltdaten durch die
unterbrochenen Linien 2-1, 3-2 und 4-3 repräsentiert sind. Die Paare
von Aufwärts- und Abwärtsschaltlinien teilen die Bereiche
von Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrosselposition in vier
Bereiche entsprechend den vier Transmissionsverhältnissen
erster, zweiter, dritter und vierter. Die Trennung zwischen
den respektiven Paaren von Aufwärtsschalt- und
Abwärtsschaltlinien (3-2 und 2-3 beispielsweise) sieht ein Maß an
Hysterese zwischen Aufwärtsschaltungen und Abwärtsschaltungen
vor, die ein gegebenes Paar sukzessiver
Geschwindigkeitsverhältnisse miteinbeziehen.
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Die Steuereinheit 270 vergleicht wiederholt gemessene Werte
von Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrosselposition mit
verhältnisabhängigen Daten aus der Tabelle, um das
gewünschte Verhältnis zu bestimmen. Wenn das tatsächliche Verhältnis
das erste ist, liest die Steuereinheit 270 eine
Aufwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Nup basierend auf der 1-2
Aufwärtsschaltlinie aus; wenn das tatsächliche
Geschwindigkeitsverhältnis das zweite ist, liest die Steuereinheit 270 eine
Abwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Ndwn basierend auf der
2-1-Abwärtsschaltlinie und eine
Aufwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Nup basierend auf der 2-3-Aufwärtsschaltlinie
aus; wenn das tatsächliche Geschwindigkeitsverhältnis das
dritte ist, liest die Steuereinheit 270 eine
Abwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Ndwn basierend auf der
3-2-Abwärtsschaltlinie und eine Aufwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit
Nup basierend auf der 3-4-Aufwärtsschaltlinie aus; und, wenn
das tatsächliche Verhältnis des vierte ist, liest die
Steuereinheit 270 eine Abwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Ndwn
basierend auf der 4-3-Abwärtsschaltlinie aus. In jedem Fall
ist eine Aufwärtsschaltung geplant, wenn die tatschliche
Fahrzeuggeschwindigkeit die
Aufwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Nup überschreitet, und eine Abwärtsschaltung ist
geplant, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit unter
die Abwärtsschaltfahrzeuggeschwindigkeit Ndwn fällt.
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Wie oben angedeutet, werden die grundlegenden
Schaltmusterwerte empirisch bestimmt, um verschiedene
Treibstoffökonomie- und Leistungsfähigkeitskriterien unter dem, was als
"normale" Straßenlast betrachtet wird, zu erreichen. Jedoch
erkennt die vorliegende Erfindung, daß das grundlegende
Schaltmuster für Straßenlasten oberhalb normal ungeeignet
sein kann und modifiziert das Basismuster in Relation zu
einem Maß der exzessiven Straßenlast auf geeignete Weise.
Als eine Folge tritt Aufwärtsschalten später als durch das
Basismuster angezeigt auf, und Abwärtsschalten tritt
schneller als durch das Basismuster angezeigt auf.
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Die Menge exzessiver Straßenlast (Steigungslast GL) wird
durch eine Anwendung des Lastausgleichsausdruckes bestimmt:
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GL = Tax - Taccel - Taero - Tro
-
wobei Tax das an die Antriebsachse des Fahrzeuges gelieferte
Drehmoment ist, Taccel das Drehmoment ist, das erforderlich
ist, um das Fahrzeug zu beschleunigen, Taero das Drehmoment
ist, das erforderlich ist, um den aerodynamischen Widerstand
des Fahrzeuges zu überwinden und Tro das Drehmoment ist, das
erforderlich ist, um den Abrollwiderstand des Fahrzeuges zu
überwinden.
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Das Beschleunigungsdrehmoment Taccel basiert auf dem Produkt
einer Massenkonstante und einem Maß der
Fahrzeugbeschleunigung. Das aerodynamische Drehmoment Taero wird als eine
Quadratfunktion der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, und das
Rolldrehmoment wird als eine Konstante genommen. Das
Achsendrehmoment Tax basiert auf dem Produkt des augenblicklichen
Geschwindigkeitsverhältnisses und einer Abschätzung des
Transmissionseingangsdrehmomentes Ti. Das Eingangsdrehmoment
Ti wird wiederum als eine Funktion des absoluten
Motorsammelleitungsdruckes (MAP), der Motorpumpeffizienz (K), eines
mechanischen Reibungsterms (Tf), des accessorischen
Lastdrehmomentes (TL) und des Drehmomentmultiplikationsverhältnisses
(Tc) des Drehmomentwandlers 24 gemäß der Gleichung bestimmt:
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Ti = [(MAP * K) - Tf - TL] * Tc
-
Der Motor-MAP wird aus dem Druckübertrager 296 bestimmt,
während die Effizienz K basierend auf vorhergehend bestimmten
Daten abgelegt wird. Der mechanische Reibungsterm Tf wird
als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit Ne bestimmt, und
der Lastdrehmomentterm TL wird durch Belastungsindikatoren
bestimmt. Das Drehmomentmultiplikationsverhältnis Tc wird
als eine Funktion des Geschwindigkeitsverhältnisses Nt/Ne
bestimmt. Faktoren entsprechend den Effekten von
Abgasrezirkulation (EGR) und instantaner Zündzeitbestimmung können
ebenfalls in Betracht gezogen werden.
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Unter normalen Straßenlastbedingungen wird das
Achsendrehmoment Tax im wesentlichen der Summe der Beschleunigungs-,
Abrollwiderstands- und aerodynamischen Drehmomente
entsprechen, und die Exzess- oder Steigungslast GL wird
näherungsweise Null betragen. Jedoch kompensiert, wenn die effektive
Straßenlast aufgrund Anhängerziehens, Steigungserklimmens
oder einem Anstieg bezüglich des Fahrzeuggewichts ansteigt,
der Fahrer des Fahrzeugs, indem das Achsendrehmoment erhöht
wird, das von dem Leistungszug erzeugt wird. Dies erzeugt
wiederum ein Ungleichgewicht in dem Drehmomentausdruck, was
einen von Null verschiedenen Steigungslastterm GL zur Folge
hat.
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In der oben beschriebenen Situation wirkt das
Steuerverfahren dieser Erfindung, um das Basisschaltmuster in einer
Weise zu modifzieren, um frühere Abwärtsschaltung und spätere
Aufwärtsschaltung vorzusehen, solange, wie das Fahrzeug
aufgrund der exzessiven Last verzögert. Dies weist den Effekt
auf, daß das Achsendrehmoment erhöht wird, als ob das
Basisschaltmuster an die Lastbedingung über Normal angepaßt wäre.
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Wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit aufrechterhält oder
während der detektieren exzessiven Straßenlastbedingung
beschleunigt, wird angenommen, daß das Basisschaltmuster
adäquat ist. In diesem Fall hemmt die Steuereinheit 270 weitere
Modifikation des Basisschaltmusters.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird der
Exzess- oder Steigungslast-GL-Ausdruck verwendet, um einen
Versatz GLhys für die gemessene Drosselposition zu entwickeln.
Diese Operation ist in Fig. 2b graphisch dargestellt, wo die
3-4-Aufwärts- und 3-2-Abwärtsschaltlinien jenen entsprechen,
die in Fig. 2a dargestellt sind. Im normalen Betrieb wird
der tatsächliche Motordrosselpositionswert TPSact verwendet,
um zu bestimmen, ob Aufwärtsschaltung oder Abwärtsschaltung
gewünscht ist. Wenn das dritte Verhältnis in Eingriff steht,
wird eine 3-4-Aufwärtsschaltung auftreten, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit näherungsweise 80,5 kmh (50 MPH)
überschreitet, während eine 3-2 Abwärtsschaltung auftreten wird, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit unter näherungsweise 48,3 kmh
(30 MPH) fällt. Mit anderen Worten beträgt die
Aufwärtsschaltreferenzgeschwindigkeit Nup 80,5 kmh (50 MPH) und die
Abwärtsschaltreferenzgeschwindigkeit Ndwn beträgt 48,3 kmh
(30 MPH).
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Unter Bedingungen oberhalb normaler Straßenlast wird jedoch
die Summe der gemessenen Drosselposition und des
Steigungslastversatzes
(TPS + GLhys) verwendet, um die
Aufwärtsschalt- und Abwärtsschaltgeschwindigkeitsverhältnisse zu
bestimmen. Hier wird, wenn das dritte Verhältnis in Eingriff
gebracht ist, die 3-2-Abwärtsschaltung ausgelöst werden,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine
Abwärtsschaltgeschwindigkeitsreferenz von 56,3 kmh (35 MPH) fällt und die
3-4-Aufwärtsschaltung wird nicht auftreten, bis die
Fahrzeuggeschwindigkeit eine Aufwärtsschaltgeschwindigkeitsreferenz
von 88,5 kmh (55 MPH) überschreitet. Daher tritt
Aufwärtsschaltung später auf und Abwärtsschaltung tritt früher auf,
verglichen zu dem Basisschaltmuster von Fig. 2a.
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Bei exzessiver Belastung oberhalb eines vorbestimmten
Niveaus wirkt das Steuerverfahren dieser Erfindung, um
Aufwärtsschaltung zu einem höheren Geschwindigkeitsverhältnis
in Relation zu der Fähigkeit des Getriebezuges weiter zu
verzögern, die detektierte Straßenlast in dem hochgeschalteten
Geschwindigkeitsverhältnis zu überwinden. In diesem Fall
schätzt die Steuereinheit 270 das Achsendrehmoment Tax (Ract
+ 1), das in dem hochgeschalteten Verhältnis verfügbar ist,
ab, und bildet ein Verhältnis dieses Drehmomentes zu dem
Achsendrehmoment, das mit dem augenblicklichen
Geschwindigkeitsverhältnis entwickelt wird. Dieses Verhältnis, auf das
als das Drehmomentverhältnis TRAT Bezug genommen wird, wird
mit einer Schwelle oder einem Referenzverhältnis TRATref
verglichen. Das Referenzverhältnis TRATref basiert auf dem
Steigungslastausmaß GL, wie durch den Graph von Fig. 3
angedeutet. Wenn das Drehmomentverhältnis TRAT größer als das
Referenzverhältnis TRATref ist, wird keine Aufwärtsschaltung
zugelassen; andernfalls wird Aufwärtsschaltung geplant, wie
oben mit Bezug auf Fig. 2b beschrieben.
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Als ein Beispiel des Betriebs der oben beschriebenen
Steuerung, betrachte ein normalbelastetes Fahrzeug, wenn es
beginnt, eine Steigung zu erklimmen. Wenn der Betätiger (oder
das Fahrtsteuersystem) die Motordrosseleinstellung erhöht,
um den nachfolgenden Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit zu
verhindern oder begrenzen, wird das gemessene
Achsendrehmoment Tax zunehmen, was die Lastgleichung aus dem
Gleichgewicht bringt und einen von Null verschiedenen
Steigungslasthinweis GL erzeugt. Eine Abwärtsschaltung zu einem
niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis könnte normalerweise bei
einer Drosseleinstellung von zum Beispiel 50 % erfolgen.
Jedoch erzeugt der von Null verschiedene Steigungslasthinweis
einen von Null verschiedenen Versatz, welcher an die
gemessene Drosselposition TPS für Schaltmusterzwecke angelegt wird.
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So tritt die Abwärtsschaltung statt dessen bei einer
tatsächlichen Drosseleinstellung von zum Beispiel 40% auf. Die
Abwärtsschaltung erhöht das Achsendrehmoment Tax und das
Beschleunigungsdrehmoment Taccel im wesentlichen
gleichermaßen, so daß die Steigungslastanzeige im wesentlichen die
gleiche bleibt. Da der TPS-Versatz auch die
Aufwärtsschaltung zu dem früheren Geschwindigkeitsbereich verzögert, wird
der Betrieb in dem niedrigeren Geschwindigkeitsbereich für
die Dauer der Steigung verlängert. Wenn die Steigung relativ
steil ist, wird Aufwärtsschaltung vollständig unterdrückt,
falls nicht das Drehmomentverhältnis die Schwelle TRATref
überschreitet.
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Wenn die Steigung abnimmt und das Fahrzeug nicht länger
verzögert, wird weitere Erhöhung des Steigungslastversatztermes
GLhys unterdrückt. Zur gleichen Zeit wird die gemessene
Steigungslast abnehmen, was eine entsprechende Abnahme des
Steigungslastversatzes erzeugt und die Wahrscheinlichkeit einer
Aufwärtsschaltung zu einem höheren Geschwindigkeitsbereich
erhöht.
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Die Flußdiagramme der Fig. 4, 5a, 5b und 6 repräsentieren
Programmanweisungen, die auszuführen sind von dem
Mikrocomputer
302 der Steuereinheit 270 bei der Umsetzung der
Verhältnisschaltsteuerung dieser Erfindung. Das Flußdiagramm
von Fig. 4 repräsentiert ein Haupt- oder Ausführprogramm,
welches verschiedene Unterroutinen zum Ausführen spezieller
Steuerfunktionen wie erforderlich aufruft. Die Flußdiagramme
der Fig. 5-6 repräsentieren die Funktionen, die durch jene
Unterroutinen ausgeführt werden, welche der vorliegenden
Erfindung angemessen sind.
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Bezugnehmend auf das Hauptschleifenprogramm von Fig. 4
bezeichnet die Bezugszahl 330 einen Satz von
Programmanweisungen, der bei der Auslösung jeder Periode des
Fahrzeugbetriebs zum Initialisieren der verschiedenen Tabellen,
Zeitmesser usw. ausgeführt wird, die im Ausführen der
Steuerfunktionen dieser Erfindung verwendet werden. Der derartigen
Initialisierung folgend, werden die Anweisungsblöcke 332-350
wiederholt in Folge ausgeführt, wie durch die
Flußdiagrammlinien bezeichnet, die derartige Anweisungsblöcke verbinden,
und die Rückführlinie 356. Anweisungsblock 332 liest und
konditioniert die verschiedenen Eingangssignale, die an die
E/A-Vorrichtung 300 über die Eingangsleitungen 272-284
angelegt werden, und berechnet verschiedene Ausdrücke, die in
den Steueralgorithmen verwendet werden, einschließlich des
Eingangsdrehmomentes Ti, der Drehmomentvariablen Tv und des
Geschwindigkeitsverhältnisses No/Ni. Der Block 334 bestimmt
den Wert des Steigungslasthysteresterms GLhys wie oben
beschrieben und wird im Detail im Flußdiagramm der Fig. 5a-5b
wie angedeutet dargestellt. Anweisungsblock 336 bestimmt das
gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis, Rdes, in
Übereinstimmung mit einer Anzahl von Eingaben einschließlich des
augenblicklichen Verhältnisses Ract, der Drosselposition TPS, der
Fahrzeuggeschwindigkeit Nv, der manuellen Ventilposition und
des Steigungslastversatzes GLhys, gegebenenfalls, und ist
detailiert in dem Flußdiagramm von Fig. 6 wie angedeutet
dargestellt.
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Die Blöcke, die durch die Bezugszahl 358 bezeichnet sind,
umfassen den Entscheidungsblock 338 zum Bestimmen, ob eine
Schaltung im Fortschreiten befindlich ist, wie angedeutet
durch die Marke "SCHALTUNG IM FORTSCHREITEN"; den
Entscheidungsblock 340 zum Bestimmen, ob das tatsächliche
Geschwindigkeitsverhältnis Ract (das heißt No/Nt) dem gewünschten
Geschwindigkeitsverhältnis Rdes gleich ist, das beim
Anweisungblock 336 bestimmt ist; und den Anweisungsblock 342 zum
Aufstellen der anfänglichen Bedingungen für eine
Verhältnisschaltung. Der Anweisungsblock 342 wird nur ausgeführt, wenn
Entscheidungsblöcke 338 und 340 beide negativ beantwortet
werden. In einem derartigen Fall dient Anweisungsblock 342
dazu, die alte Verhältnisvariable (Rold) gleich Ract zu
setzen und die Marke "SCHALTEN IM FORTSCHREITEN" zu setzen.
Wenn eine Schaltung im Fortschreiten befindlich ist, wird
die Ausführung der Entscheidungsblöcke 340 und 342
ausgelassen, wie durch die Flußdiagrammlinie 360 angedeutet. Falls
keine Schaltung im Fortschreiten befindlich ist, und das
tatsächliche Verhältnis dem gewünschten Verhältnis gleich
ist, wird die Ausführung von Anweisungsblock 342 und der
Blöcke, die durch die Bezugszahl 362 bezeichnet sind,
ausgelassen, wie durch die Flußdiagrammlinie 364 angedeutet.
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Die Blöcke, die durch die Bezugszahl 362 bezeichnet sind,
umfassen den Entscheidungsblock 344 zum Bestimmen, ob die
Schaltung eine Aufwärtsschaltung oder eine Abwärtsschaltung
ist; den Anweisungsblock 346 zum Entwickeln von
Druckbefehlen für die herankommenden und losgehenden Kupplungen, wenn
die Schaltung eine Aufwärtsschaltung ist; und den
Anweisungsblock 348 zum Entwickeln der Druckbefehle für die
herankommenden und losgehenden Kupplungen, wenn die Schaltung eine
Abwärtsschaltung ist. Anweisungsblock 350 bestimmt
Druckbefehle für das PRV 68 und die nichtschaltenden Kupplungen,
wandelt die Befehle zu einem PWM-Tastverhältnis basierend
auf den Betriebscharakteristiken der verschiedenen
Fluidventile um und erregt die Solenoidspulen demgemäß.
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Bezugnehmend auf das Steigungslastbestimmungsflußdiagramm
der Fig. 5a-5b wird der Entscheidungsblock 366 zuerst
ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine Schaltung im Fortschreiten
ist. Diesenfalls wird der Rest der Routine ausgelassen. Wenn
die Servicebremse gedrückt ist oder die Welle 142 sich in
rückwärts befindet, wie bestimmt bei Blöcken 368 und 370,
wird der Block 372 ausgeführt, um die Achsen- und
Beschleunigungsdrehmomente Tax und Taccel auf Null zu setzen. Wenn
die Welle 142 sich in neutral befindet, wie bei Block 374
bestimmt, wird der Block 376 ausgeführt, um den
Achsendrehmomentterm Tax auf Null zu setzen. Die Achsen- und
Beschleunigungsdrehmomentterme Tax und Taccel werden auch genullt,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv kleiner als ein
vorbestimmter Wert K1 ist, wie 32,2 kmh (20 MPH), wie bei Block
377 bestimmt.
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Die Blöcke 378-382 bestimmen die von Null verschiedenen
Werte der Achsen- und Beschleunigungsdrehmomentausdrücke Tax
und Taccel. Das Achsendrehmoment Tax wird gemäß dem Ausdruck
bestimmt:
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Tax = Tin * Ract * K2
-
und dann einem Verzögerungsfilter erster Ordnung
unterworfen, wie bei Block 380 angedeutet. Der
Beschleunigungsdrehmomentterm wird bestimmt gemäß dem Ausdruck:
-
Taccel = K4 * d(Nv)/dt,
-
wobei K4 das nominelle Fahrzeuggewicht repräsentiert und
d(Nv)/dt die Beschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert.
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Die aerodynamischen und Abrollwiderstandsdrehmomentterme
Taero und Tro werden dann bei Blöcken 384 und 386 gemäß den
respektiven Ausdrücken bestimmt:
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Taero = Nv² * K5, und
-
Tro = K6
-
Der Block 388 wird dann ausgeführt, um den neuen
Steigungslastterm GL(NEU) gemäß dem Ausdruck zu bestimmen:
-
GL(NEU) = Tax - K7 - Taero - Taccel - Tro
-
Die Blöcke 390-396 werden dann ausgeführt, um einen
gefilterten Steigungslastterm GLfilt gemäß dem Ausdruck
-
GLfilt = GLfilt + K8(GLint - GLfilt)
-
zu entwickeln, wobei K8 eine Verstärkungskonstante ist und
GLint die augenblickliche Steigungslast für Filterzwecke.
Wie bei Blöcken 390-394 angedeutet, wird der Ausdruck GLint
gleich (1) der neuen Steigungslast GL(NEU) gesetzt, wenn
GL(NEU) positiv ist, und (2) Null, wenn GL(NEU) Null oder
negativ ist. Der Block 398 wird dann ausgeführt, um einen
berechneten Steigungslasthysteresewert GLhysc als eine
Funktion der gefilterten Steigungslast GLfilt nachzusehen. In
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist eine derartige
Funktion im wesentlichen linear und proportional, so daß der
Hystereseterm mit zunehmender Steigungslast zunimmt. Die
Blöcke 400-402 begrenzen den tatsächlichen
Steigungslasthystereseterm GLhys auf den berechneten Wert GLhysc.
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Wenn die tatsächliche Hysterese GLhys kleiner als der
berechnete Wert GLhysc ist und das Fahrzeug verzögert wie durch
Blöcke 400 und 404 bestimmt, wird der Block 406 ausgeführt,
um die tatsächliche Hysterese GLhys zu inkrementieren. Wenn
das Fahrzeug die Geschwindigkeit beibehält oder beschleunigt
- das heißt d(Nv)/dt ≥ 0 - wie bei Block 404 bestimmt, wird
Erhöhen des Hystereseterms GLhys unterdrückt, um weitere
Modifikation des Basisschaltmusters zu verhindern. Mit anderen
Worten wird die tatsächliche Hysterese GLhys aktualisiert,
um sowohl Zunahmen als auch Abnahmen hinsichtlich der
berechneten Hysterese GLhysc zu folgen, wenn das Fahrzeug
verzögert, und nur den Abnahmen der berechneten Hysterese GLhysc
zu folgen, wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit hält oder
beschleunigt.
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Bezugnehmend auf das gewünschte
Verhältnisbestimmungsflußdiagramm von Fig. 6 wird der Block 410 zuerst ausgeführt, um zu
bestimmen, ob der Steigungslastversatzterm GLhys größer als
ein Schwellwert K9 ist. Falls nicht, wird die Ausführung des
Flußdiagrammteils 412 ausgelassen, und die Blöcke 426-430
werden ausgeführt, um Aufwärtsschaltung gemäß der Summe von
TPS und GLhys wie oben mit Bezug auf Fig. 2b beschrieben zu
planen. Wenn der Steigungslasthystereseterm GLhys die
Konstante K9 überschreitet, wird der Flußdiagrammteil 412
ausgeführt, um Aufwärtsschaltung zu unterdrücken, falls das
Achsendrehmoment in dem aufwärtsgeschalteten
Geschwindigkeitsverhältnis ein signifikanter Prozentsatz des
Achsendrehmomentes Tax ist.
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Bezugnehmend auf den Flußdiagrammteil 412, wird der Block
414 zuerst ausgeführt, um das Achsendrehmoment Tax(Ract+1)
zu bestimmen, das bei der augenblicklichen
Drosseleinstellung in dem aufwärtsgeschalteten Geschwindigkeitsverhältnis
(Ract+1) verfügbar ist. Um dies auszuführen, wird das
Eingangsdrehmoment Tin berechnet, wie oben beschrieben, unter
der Annahme einer Transmissionseingangsgeschwindigkeit von
(Nv/Ract). Die Blöcke 416 und 418 werden dann ausgeführt, um
das abgeschätzte Drehmomentverhältnis TRAT gemäß dem
Quotienten Tax(Ract+1)/Tax zu bestimmen und das
Referenzdrehmomentverhältnis
TRATref. Wie oben angedeutet und wie in Fig. 3
gezeigt, wird das Referenzdrehmomentverhältnis TRATref als
eine Funktion der Steigungslast GL bestimmt.
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Wenn das Drehmomentverhältnis Trat kleiner als das
Referenzdrehmomentverhältnis TRATref ist, wie bei Block 420
bestimmt, wird der Block 424 ausgeführt, um den
Aufwärtsschaltdrosselpositionsausdruck TPSup auf 100% zum Zweck des
Hemmens weiterer Aufwärtsschaltung zu setzen. Andernfalls wird
der Block 422 ausgeführt, um den TPSup gleich der gemessenen
Drosselposition TPS zu setzen, und Aufwärtsschaltung wird
geplant wie oben beschrieben mit Bezug auf Fig. 2b. In jedem
Fall werden dann die Blöcke 432-436 ausgeführt, um
Abwärtsschaltung gemäß der Summe von TPS und GLhys, wie oben mit
Bezug auf Fig. 2b beschrieben, zu planen.
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Es wird einzuschätzen sein, daß die oben beschriebene
Steuerung wirkt, um das Basisschaltmuster abhängig von dem
detektierten Niveau der Steigungslast und der Fähigkeit des
Leistungszuges, das Fahrzeug beizubehalten oder zu
beschleunigen, variabel zu modifizieren. Die Bestimmung von
Modifikationen, welche spätere Aufwärtsschaltung und verlängerten
Betrieb in einem heruntergeschalteten Verhältnis verglichen
zu dem Basisschaltmuster vorsieht, hängt von der Größe der
detektierten Steigungslast und der Fähigkeit des
Leistungszuges ab, im wesentlichen gleiches Achsendrehmoment in dem
hochgeschalteten Getriebe beizubehalten. Wenn die Exzesslast
relativ klein ist, wird die Modifikation in direkter
Beziehung zu der detektierten Steigungslast wie bei
Abwärtsschaltungen bestimmt. Wenn die Exzesslast relativ groß ist, wird
Aufwärtsschaltung unterdrückt, falls das in dem
hochgeschalteten Geschwindigkeitsverhältnis verfügbare Achsendrehmoment
zumindest ein spezifizierter Prozentsatz des
augenblicklichen Achsendrehmomentes ist. Der spezifizierte Prozentsatz
und daher die Wahrscheinlichkeit des Unterdrückens von
Aufwärtsschaltung
nimmt mit ansteigender Fahrzeuglast zu.
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Die oben beschriebene Steuerung sieht so verbesserte
Schaltstabilität verglichen zu dem Basisschaltmuster vor, wenn die
Fahrzeuglast exzessiv ist, unabhängig vom Grund für die
exzessive Last. Dies verbessert die Fahrbarkeit des Fahrzeuges
und verhindert auch exzessive Abnutzung und Erwärmung der
Transmissionsreibungselemente aufgrund sukzessiven
Hochschaltens und Herunterschaltens.