DE69818563T2 - Schaltsteuersystem für automatisches Getriebe - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung entsprechend des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, welche in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs genutzt wird, in welchem ein manueller Betriebsmodus vorgesehen ist.
  • In einem automatischen Getriebe für ein Kraftfahrzeug wird das Übersetzungsverhältnis automatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Öffnung der Drosselklappen und dergleichen verändert. Abgesehen vom automatischen Betriebsmodus ist auch eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung, welche die manuelle Betätigung durch einen Fahrer ermöglicht, in dem japanischen Patentantrag JP-A-05322022 enthalten, welcher 1993 durch das Japanese Patent Office veröffentlicht wurde.
  • Eine andere ähnliche Steuereinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus JP-A-05248523 bekannt.
  • Diese Steuereinrichtung enthält einen Betätigungshebel für den Fahrer, mit Hilfe dessen ein Kommando zum Hochschalten oder ein Kommando zum Herunterschalten an die Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung übermittelt wird. Im manuellen Betriebsmodus der Übersetzung führt das automatische Getriebe die Vorgänge des Hochschaltens oder Herunterschaltens in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung und der Betätigungshäufigkeit des Betätigungshebels aus. Wenn sozusagen der Betätigungshebel zum Beispiel zweimal aus dem vierten Gang in die Richtung des Herunterschaltens betätigt wird, dann wird ein Herunterschalten aus dem vierten Gang in den zweiten Gang durchgeführt.
  • Wenn jedoch die Betätigungen des Betätigungshebels fortwährend in derselben Richtung durchgeführt werden, dann wird der Gang in einer sehr kurzen Zeit abrupt vom vierten Gang in den ersten Gang geändert, wodurch der Fahrer das Gefühl einer extrem starken Abbremsung des Motors erfährt.
  • Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wie oben erläuterte Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche angepasst ist, um die manuellen Gangwechsel-Vorgänge in einem automatischen Getriebe zu begrenzen, welches einen manuellen Betriebsmodus enthält, so dass ein Fahrer nicht das Gefühl einer extrem starken Abbremsung des Motors erfährt.
  • Dieses Ziel wird auf erfinderische Weise durch eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung gelöst, die über die Bestandteile des Patentanspruchs 1 verfügt.
  • Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt, die zur Ausgabe eines Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals an ein Getriebe eines Fahrzeuges zum wahlweise Anwenden mehrerer Übersetzungsverhältnisse von einem größten Übersetzungsverhältnis zu einem kleinsten Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einer Befehlseingabe durch einen Fahrer dient. Das Kraftfahrzeug enthält einen Motor, der in der Lage ist, in Abhängigkeit von einer Betätigungseingabe zur Verzögerung durch den Fahrer, eine Motorabbremsung auf das Kraftfahrzeug auszuüben.
  • Die Steuereinrichtung enthält einen Sensor für die Motorabbremsung, um zu messen, ob sich das Kraftfahrzeug unter Einwirkung der Motorbremse befindet oder nicht. Außerdem enthält die Steuereinrichtung einen Sensor zur Messung eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses, welcher ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis des Getriebes ermittelt, sowie einen Mikroprozessor, der darauf programmiert ist, auf der Basis des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses und des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals zu bestimmen, ob das Getriebe einen Vorgang des Herunterschaltens durchführt oder nicht; auf der Basis des Übersetzungsverhältnisses vor dem Herunterschalten eine Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses zu ermitteln; und die Ausgabe eines Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals hinsichtlich eines Übersetzungsverhältnisses zu unterlassen, welches größer ist als die Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses, während sich das Kraftfahrzeug unter Einwirkung der Motorbremse befindet.
  • Weiterhin sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt. Im folgenden wird die vorliegende Erfindung nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit dem begleitenden Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels darstellt,
  • 2A bis 2C Diagramme sind, welche die Kennlinien eines automatischen Getriebes zeigen, auf welches die Bestandteile dieses Ausführungsbeispiels in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsmodi angewandt werden,
  • 3 ein Flussdiagramm ist, welches einen Prozess zur Ermittlung eines Geschwindigkeitsbereichs beschreibt, der durch die Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung im manuellen Betriebsmodus durchgeführt wird,
  • 4 ähnlich wie 3 ist, jedoch ein zweites Ausführungsbeispiel darstellt, und
  • 5 ähnlich wie 3 ist, jedoch ein drittes Ausführungsbeispiel darstellt.
  • Bezugnehmend auf 1 der Zeichnungen ist eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Steuereinrichtung 10 und einem Schrittmotor 31 ausgestattet, welche die Übersetzungsverhältnis-Steuerung eines stufenlos veränderbaren Getriebes vom Keilriementyp durchführen.
  • Das stufenlos veränderbare Getriebe vom Keilriementyp enthält eine primäre Riemenscheibe, die über einen Drehmomentwandler mit dem Motor verbunden ist, eine sekundäre Riemenscheibe, die mit einer Gelenkwelle verbunden ist, welche die Räder antreibt, sowie einen Keilriemen, der um diese Riemenscheiben gewunden ist, wie sowohl in dem japanischen Patentantrag JP-A-07301297 als auch in USP 5.178.044 Und in USP 5.313.125 dargelegt. Ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis wird erreicht, indem die Kerbenbreite dieser Riemenscheiben verändert wird. Die Kerbenbreite wird in Abhängigkeit von der Winkelposition des Schrittmotors 31 verändert.
  • Die Steuereinrichtung 10 enthält einen Mikrocomputer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Festspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) sowie eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle (I/O Interface) enthält.
  • Die Signale werden in die Steuereinrichtung 10 wie folgt eingegeben: von einem Sensor 11 für die Drehzahl der primären Riemenscheibe, welcher eine Drehzahl Npri der primären Riemenscheibe ermittelt, einem Sensor 12 für die Drehzahl der sekundären Riemenscheibe, welcher eine Drehzahl Nsec der sekundären Riemenscheibe ermittelt, einem Sensor 13 für die Fahrzeuggeschwindigkeit, welcher eine Geschwindigkeit VSP des Fahrzeugs ermittelt, einem Sensor 14 für die Öffnung der Drosselklappen, welcher eine Öffnung TVO der Drosselklappen eines Motors ermittelt, einem Sperrschalter 15, welcher einen automatischen Betriebsmodus ermittelt, der durch einen Hebel angezeigt wird, welcher mit dem stufenlos veränderbaren Getriebe verbunden ist, einem Schalter 16 für den M-Bereich, welcher eine Auswahl eines manuellen Betriebsmodus' des stufenlos veränderbaren Getriebes feststellt, sowie einem Schalter 17 zur Ermittlung eines Gangwechsel-Befehls, welcher einen Eingabewert für einen Gangwechsel-Befehl in Übereinstimmung mit einer Hochschalt-Betätigungshäufigkeit und einer Herunterschalt-Betätigungshäufigkeit im manuellen Betriebsmodus ermittelt.
  • Der Eingabewert für den Gangwechsel-Befehl im manuellen Betriebsmodus enthält sechs Gänge, bestehend aus einem ersten Gang M1* bis zu einem sechsten Gang M6*.
  • Im manuellen Betriebsmodus gibt eine Betätigung des Hebels ein Kommando zum Hochschalten oder Herunterschalten in ein angrenzendes Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der jeweiligen Betätigungsrichtung ein. In einem vierten Gang M4 wird zum Beispiel ein Kommando zum Herunterschalten in den ersten Gang M1 eingegeben, indem drei aufeinander folgende Betätigungen zum Herunterschalten durchgeführt werden. Danach stellt der Schalter 17 zur Ermittlung eines Gangwechsel-Befehls einen Eingabewert für den Gangwechsel-Befehl in Übereinstimmung mit dem ersten Gang M1 fest.
  • Der Schalter 16 für den M-Bereich und der Schalter 17 zur Ermittlung eines Gangwechsel-Befehls sind jeweils mit dem Betätigungshebel des Getriebes verbunden. Die Betätigung dieses Hebels versetzt den Fahrer in die Lage, die Auswahl des manuellen Betriebsmodus durchzuführen und im manuellen Betriebsmodus hoch oder herunter zu schalten. Der automatische Betriebsmodus besteht aus einem Parkmodus P, einem Rückwärts-Modus R, einem Leerlauf-Modus N, einem gewöhnlichen Vorwärts-Modus D und einem Hochgeschwindigkeits-Vorwärts-Modus Ds. Der Hochgeschwindigkeits-Vorwärts-Modus Ds ist ein Modus, in welchem die Motordrehzahl höher gehalten wird, als in dem gewöhnlichen Vorwärts-Modus D.
  • Auf der Basis dieser Eingabesignale berechnet die Steuereinrichtung 10 ein Ziel-Übersetzungsverhältnis des stufenlos veränderbaren Getriebes und gibt ein entsprechendes Antriebssignal an den Schrittmotor 31 aus.
  • Im folgenden wird nun der Aufbau der Steuereinrichtung 10 von einem funktionalen Gesichtspunkt her beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält die Steuereinrichtung 10 eine Einheit 20 zum Ermitteln eines M-Bereichs des Übersetzungsverhältnisses, eine Einheit 21 zum Berechnen einer primären Zieldrehzahl, eine Einheit 22 zum Berechnen eines endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses, eine Einheit 23 zum Begrenzen des Übersetzungsverhältnisses, eine Einheit 24 zum Berechnen eines zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses, eine Einheit 25 zum Ermitteln eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses, eine Einheit 26 zum Berechnen einer Abweichung vom Ziel-Übersetzungsverhältnis, eine Einheit 27 zum Berechnen einer Zeitkonstante, eine Einheit 28 zum Festlegen einer unteren Grenze der Zeitkonstante, eine Einheit 29 zum Festlegen einer oberen Grenze der Änderungsgeschwindigkeit der Zeitkonstante, sowie eine Einheit 30 zum Berechnen eines Antriebssignals für den Motor.
  • Auf der Basis der Öffnung TVO der Drosselklappen, welche durch den Sensor 14 für die Öffnung der Drosselklappen ermittelt wird, und der Eingangswerte der Übersetzungsverhältnis-Befehlssignale M1* bis M6*, welche durch den Schalter 17 zum Ermitteln des Gangwechsel-Befehls ermittelt werden, bestimmt die Einheit 20 zum Ermitteln des M-Bereichs des Übersetzungsverhältnisses die Übersetzungsverhältnis-Befehlssignale M1 bis M6 im manuellen Betriebsmodus mit Hilfe eines Prozesses der im folgenden beschrieben wird. In der Berechnung dieser Übersetzungsverhältnis-Befehlssignale M1 bis M6 kann die Öffnung TVO der Drosselklappen durch einen Wert ersetzt werden, der den Betrag angibt, mit dem das Gaspedal durchgedrückt wird, oder aber durch jeden anderen Parameter, der die Belastung des Motors oder die Intensität der Beschleunigung des Fahrers angibt.
  • Die Einheit 21 zum Berechnen einer primären Zieldrehzahl führt die folgenden Arbeitsschritte entsprechend des manuellen Betriebsmodus' durch, der durch den Schalter 16 für den M-Bereich festgestellt wird. Im automatischen Betriebsmodus wird eine primäre Zieldrehzahl Npri* unter Bezugnahme auf ein Kennliniendiagramm, das in den 2A und 2B dargestellt ist, auf der Basis der Öffnung TVO der Drosselklappen und der Geschwindigkeit VSP des Fahrzeugs, welche durch den Sensor 13 zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen wird, sowie einem automatischen Betriebsmodus berechnet, welcher durch den Sperrschalter 15 ermittelt wird.
  • Dieses Diagramm wird vorher im Festspeicher (ROM) der Steuereinrichtung 10 gespeichert. Umgekehrt wird im manuellen Betriebsmodus die primäre Zieldrehzahl Npri* unter Bezugnahme auf ein Kennliniendiagramm berechnet, welches in 2C dargestellt ist. Dies geschieht auf der Basis der Übersetzungsverhältnis-Befehlssignale M1 bis M6, welche mit Hilfe der Einheit 20 zum Ermitteln des M-Bereichs des Übersetzungsverhältnisses und der Geschwindigkeit VSP des Fahrzeugs ermittelt werden. Dieses Diagramm wird ebenfalls vorher im Festspeicher (ROM) der Steuereinrichtung 10 gespeichert.
  • Die Einheit 22 zum Berechnen des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses berechnet einen Basiswert ip0' des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der folgenden Gleichung unter Verwendung der primären Zieldrehzahl Npri' und der Drehzahl Nsec der sekundären Riemenscheibe, welche durch den Sensor 12 für die Drehzahl der sekundären Riemenscheibe gemessen wird.
  • Figure 00050001
  • Die Einheit 23 zum Begrenzen des Übersetzungsverhältnisses legt einen geringeren Grenzwert und einen größeren Grenzwert des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses auf der Basis der Bearbeitungsgrenzen der Hardware fest, die in den Gangwechsel involviert ist. Ein Wert ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses wird berechnet, indem dieser Basiswert ip0' des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses auf geringere und größere Werte begrenzt wird. Der Wert wird danach an die Einheit 24 zum Berechnen eines zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses ausgegeben. Alle diese Werte, auf die in der folgenden Beschreibung als Werte ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses Bezug genommen wird, sollen als Werte verstanden werden, die aufgrund dieser Begrenzung anhand von größeren und geringeren begrenzenden Werten verarbeitet werden.
  • Die Einheit 25 zum Berechnen eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses berechnet ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis ip mit Hilfe der folgenden Gleichung auf der Basis der Drehzahl Npri der primären Riemenscheibe, welche durch den Sensor 11 für die Drehzahl der primären Riemenscheibe gemessen wird, und die Drehzahl Nsec der sekundären Riemenscheibe, welche durch den Sensor 12 für die Drehzahl der sekundären Riemenscheibe gemessen wird.
  • Figure 00060001
  • Die Einheit 26 zum Berechnen einer Abweichung vom Ziel-Übersetzungsverhältnis berechnet eine Differenz eip zwischen dem Wert ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses, der durch die Einheit 23 zum Begrenzen des Übersetzungsverhältnisses verarbeitet wird, und dem Wert ipT des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses, der durch die Einheit 24 zum Berechnen des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses berechnet wird, wie im folgenden beschrieben durch die folgende Gleichung: eip = ip0 – ipT
  • Die Einheit 27 zum Berechnen der Zeitkonstante ermittelt die Zeitkonstante T der Übersetzungsverhältnis-Steuerung auf der Basis der Geschwindigkeit VSP des Fahrzeugs, der Öffnung TVO der Drosselklappen, dem gewählten Modus R, N, D oder Ds für den Fall des automatischen Betriebsmodus' oder des Übersetzungsverhältnis-Befehlswertes M1 bis M6 für den Fall des manuellen Betriebsmodus', sowie der Abweichung eip vom Übersetzungsverhältnis. Die Zeitkonstante T ist eine Konstante, welche die Reaktionskennlinien des Wertes ipT des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses relativ zum Wert ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses anzeigt und verwendet wird, wenn die Einheit 24 zum Berechnen des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses den Wert ipT des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses aus dem Wert ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses ermittelt. Weiterhin gilt, je größer die Abweichung eip des Übersetzungsverhältnisses ist, umso größer ist auch die Zeitkonstante T.
  • Die Einheit 28 zum Festlegen einer unteren Grenze der Zeitkonstante begrenzt die Zeitkonstante T, welche auf diese Weise festgelegt wird, so, dass deren Wert nicht niedriger als eine vorher festgelegte untere Grenze ist. Die Einheit 29 zum Festlegen einer oberen Grenze der Änderungsgeschwindigkeit der Zeitkonstante legt eine obere Grenze fest, so dass die Änderungsrate der Zeitkonstante T eine vorher festgelegte obere Grenze nicht übersteigt.
  • Unter Verwendung der auf diese Weise bestimmten Zeitkonstante T und des Wertes ip0 des endgültigen Übersetzungsverhältnisses, welcher durch die Einheit 23 zum Begrenzen des Übersetzungsverhältnisses berechnet wird, berechnet die Einheit 24 zum Berechnen des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses den Wert ipT des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses mit Hilfe der folgenden Gleichung:
    Figure 00070001
    wobei s = Laplace'scher Operator.
  • Eine Einheit 30 zum Berechnen des Antriebssignals für den Motor berechnet ein Antriebssignal für den Schrittmotor, um diese Differenz auf der Basis der Differenz zwischen dem Wert ipT des zeitweiligen Ziel-Übersetzungsverhältnisses und dem Wert ip des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses zu eliminieren. Dieses Antriebssignal wird dann an den Schrittmotor 31 ausgegeben.
  • Im folgenden wird nun der Prozess des Bestimmens eines Übersetzungsverhältnisses im manuellen Betriebsmodus anhand des in 3 dargestellten Flussdiagramms beschrieben, welches durch die Einheit 20 zum Bestimmen des M-Bereichs des Übersetzungsverhältnisses durchgeführt wird. Dieser Prozess wird in Gang gesetzt, wenn der manuelle Betriebsmodus durch das Betätigen des Betätigungshebels ausgewählt wird. Das heißt, wenn ein Signal eingegeben wird, welches die Auswahl des manuellen Betriebsmodus durch den Schalter 16 für den M-Bereich anzeigt, sowie in einem festgesetzten Intervall so lange wiederholt wird, wie der manuelle Betriebsmodus angewählt ist. In diesem Modus ist das Intervall zur Verarbeitung des Prozesses auf ein wesentlich kürzeres Intervall festgelegt, als die Zeit für den Gangwechsel, die im Getriebe im manuellen Betriebsmodus erforderlich ist.
  • Zu Beginn wird in einem Schritt S51 ermittelt, ob ein Befehl zum Herunterschalten eingegeben wurde oder nicht. Dies geschieht auf der Basis der Eingabewerte für einen Gangwechsel M1* bis M6*, welche durch den Schalter 17 zum Feststellen des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals festgestellt werden, und des Wertes ip des aktuellen tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses.
  • Wenn ein Befehl zum Herunterschalten gegeben wurde, dann schreitet die Routine mit einem Schritt S52 fort. Wenn ein Befehl zum Hochschalten gegeben wurde, dann wird der Prozess beendet, ohne das nachfolgende Schritte ausgeführt werden. Aufgrund dieser Tatsache wird während des Vorgangs des Hochschaltens der jeweilige Eingabewert M1* bis M6*, welcher durch den Schalter 17 zum Feststellen des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals festgestellt wird, ohne Modifikation in die Einheit 21 zum Berechnen der Zieldrehzahl der primären Riemenscheibe als jeweiliges Befehlssignal M1 bis M6 eingegeben.
  • In dem Schritt S52 wird ermittelt, ob ein Vorgang des Herunterschaltens stattfindet oder nicht.
  • Diese Bestimmung wird durchgeführt, indem bestimmt wird, ob ein Unterschied oder Verhältnis zwischen dem Wert ip0 des endgültigen Ziel-Übersetzungsverhältnisses und dem Wert ip des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses größer ist als ein vorher festgelegter Referenzwert. Unmittelbar nachdem der manuelle Betriebsmodus ausgewählt wurde, ist das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal M1 bis M6 noch nicht in die Einheit 27 zum Berechnen der Zeitkonstante eingegeben worden und der Vorgang des Herunterschaltens hat noch nicht begonnen.
  • Daraus ergibt sich, dass das Ergebnis der Bestimmung von Schritt S52 in diesem Falle negativ ausfällt. Dieses Ergebnis kann ebenfalls negativ ausfallen, wenn ein Vorgang des Herunterschaltens bereits beendet wurde.
  • Nachdem in dem Schritt S53 das anfängliche Kennzeichen C auf 0 zurückgesetzt wurde, wird in jedem der oben aufgeführten Fälle in einem Schritt S58 der aktuelle Gang CurGp einen Schritt heruntergesetzt und der Prozess wird abgebrochen. Es muss erwähnt werden, dass ein niedrigerer Gang für ein höheres Übersetzungsverhältnis steht.
  • Andererseits gilt, dass, nachdem im Schritt S52 einmal festgestellt wurde, dass ein Vorgang des Herunterschaltens stattfindet, in einem Schritt S54 ermittelt wird, ob die Motorbremse arbeitet oder nicht. Diese Bestimmung wird durchgeführt, indem bestimmt wird, ob die Öffnung TVO der Drosselklappen gleich oder geringer als ein vorher festgelegter Wert TVO0 ist oder nicht. In anderen Worten gilt, wenn die Öffnung TVO der Drosselklappen gleich oder geringer als der vorher festgelegte Wert TVO0 ist, dann wird festgestellt, dass die Motorbremse arbeitet.
  • Wenn festgestellt wird, dass die Motorbremse nicht arbeitet, dann wird der aktuelle Gang CurGp im Schritt S58 einen Schritt niedriger gesetzt und der Prozess wird abgebrochen.
  • Wenn festgestellt wird, dass die Motorbremse arbeitet, dann wird in einem Schritt S55 ermittelt, ob das anfängliche Kennzeichen C gleich 0 ist oder nicht. Das anfängliche Kennzeichen C wird bei Beginn des manuellen Betriebsmodus' auf 0 eingestellt. Deshalb nimmt das anfängliche Kennzeichen C den Wert Null an, wenn der Prozess das erste Mal durchgeführt wird, nachdem ein Befehl zum Herunterschalten oder ein Befehl zum Hochschalten eingegeben wurde.
  • Wenn in demm Schritt S55 festgestellt wird, dass das anfängliche Kennzeichen C den Wert 0 aufweist, dann wird dieses in einem Schritt S56 auf den Wert 1 gesetzt. Im Schritt S58 wird dann ebenfalls der aktuelle Gang CurGp einen Schritt nach unten gesetzt und der Prozess wird abgebrochen.
  • Wenn in dem Schritt S55 festgestellt wird, dass das anfängliche Kennzeichen C nicht den Wert 0 aufweist, dann schreitet die Routine mit einem Schritt S57 fort und der Prozess wird abgebrochen, wobei der aktuelle Gang CurGp beibehalten wird.
  • Das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal M1 bis M6, welches auf diese Weise ermittelt wird, wird in die Einheit 21 zum Berechnen der Zieldrehzahl der primären Riemenscheibe und in die Einheit 27 zum Berechnen der Zeitkonstante eingegeben. Die Einheit 21 zum Berechnen der Zieldrehzahl der primären Riemenscheibe berechnet den Wert Npri* der Zieldrehzahl der primären Riemenscheibe auf der Basis des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals M1 bis M6 und der Geschwindigkeit VSP des Fahrzeugs, wie zuvor bereits beschrieben. Die Einheit 27 zum Berechnen der Zeitkonstante berechnet die Zeitkonstante T, sobald das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal M1 bis M6 umgesetzt wurde.
  • Die nachfolgende Übersetzungsverhältnis-Steuerung durch die Steuereinrichtung 10 ist dieselbe, wie die Steuerung im automatischen Betriebsmodus.
  • Aus der Bestimmung des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignals in einem solchen Prozess ergibt sich, dass zum Beispiel für den Fall, dass der Fahrer den Betätigungshebel dreimal aufeinander folgend im manuellen Betriebsmodus in Richtung des Herunterschaltens betätigt, während das Fahrzeug sich im vierten Gang M4 bewegt, das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal wie folgt ermittelt wird.
  • Genauer gesagt wird im Schritt S51 ein Kommando zum Herunterschalten festgestellt und die Routine schreitet zum Schritt S52 fort. Wenn das Kommando zum Herunterschalten zum ersten Mal eingegeben wird, dann hat noch kein Vorgang des Herunterschaltens stattgefunden, so dass die Routine zum Schritt S53 fortschreitet und nachdem das anfängliche Kennzeichen C auf den Wert 0 zurückgesetzt wurde, wird das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal aus dem aktuellen Gang M4 auf den dritten Gang M3 festgesetzt, woraufhin der Prozess beendet wird. Daraus ergibt sich, dass die Steuereinrichtung 10 ein Herunterschalten in den Gang M3 durchführt.
  • Bei der nächsten Gelegenheit, bei welcher der Prozess durchgeführt wird, schreitet die Routine vom Schritt S52 zum Schritt S54 fort, da ein Herunterschalten vom vierten Gang in den dritten Gang durchgeführt wird. Wenn im Schritt S54 festgestellt wird, dass die Motorbremse nicht arbeitet, dann wird das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal im Schritt S58 auf den zweiten Gang M2 geändert, welcher dem nächst größeren angrenzenden Übersetzungsverhältnis entspricht. Wird andererseits festgestellt, dass die Motorbremse arbeitet, dann wird im Schritt S55 das anfängliche Kennzeichen C ermittelt. Da das anfängliche Flagkennzeichen C im unmittelbar vorhergehenden Schritt des Prozesses auf 0 zurückgesetzt wurde, schreitet die Routine zum Schritt S56 fort.
  • In dem Schritt S56 wird das anfängliche Flagkennzeichen C auf den Wert 1 gesetzt, woraufhin das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal im Schritt S58 auf den zweiten Gang M2 geändert wird und der Prozess beendet wird.
  • Beim nachfolgenden Durchlauf der Routine weist in dem das anfängliche Kennzeichen C nicht den Wert 0 auf, so dass die Routine vom Schritt S55 zum Schritt S57 fortschreitet und der Prozess beendet wird, wobei das Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal im zweiten Gang M2 verbleibt.
  • Deshalb werden nur zwei von drei Befehlen zum Herunterschalten durch ein Übersetzungsverhältnis-Befehlssignal umgesetzt. Ein Gangwechsel wird aus dem vierten Gang M4 in den zweiten Gang M2 durchgeführt. Doch unter der Voraussetzung, dass ein Herunterschalten stattfindet und die Motorbremse arbeitet, wird der dritte Befehl zum Herunterschalten ignoriert, wodurch ein Gangwechsel in den ersten Gang M1 nicht stattfindet. Die Eingabe eines Befehls zum Herunterschalten in den ersten Gang M1 wird erst möglich, nachdem das mit dem zweiten Gang M2 übereinstimmende Übersetzungsverhältnis erreicht ist und im Schritt S52 festgestellt wird, dass gerade kein Herunterschalten stattfindet.
  • Durch das Begrenzen der Eingabe von Befehlen zum Herunterschalten auf ein Maximum von zwei, wird auf diese Weise der Fahrer davor bewahrt, das Gefühl einer sehr starken Abbremsung des Motors zu erfahren.
  • Im folgenden wird nun anhand von 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des begrenzenden Algorithmus' des Vorgangs des Herunterschaltens beschrieben.
  • In dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel wurde die Eingabe der Änderung des Übersetzungsverhältnisses relativ zu einem stufenlosen Herunterschalten auf zwei Mal begrenzt. In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch eine Grenze zum Herunterschalten in Abhängigkeit von dem Übersetzungsverhältnis festgelegt, bevor der Vorgang des Herunterschaltens beginnt. Gangwechsel, die diese Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses übersteigen, werden selbst dann unterbunden, wenn mehrere aufeinander folgende Eingaben zum Herunterschalten erfolgen.
  • Zu diesem Zweck werden die Schritte S53, S55 und S56 des ersten Ausführungsbeispiels ausgelassen und ein neuer Schritt S101 wird zwischen die Schritte S52 und S54 gefügt, sowie ein neuer Schritt S102 wird zwischen die Schritte S54 und S57 gefügt. In dieser Abfolge wird, wenn im Schritt S52 festgestellt wird, dass ein Vorgang des Herunterschaltens stattfindet, die Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses im Schritt S101 in Abhängigkeit von den Einzelheiten der Eingabe zum Herunterschalten festgelegt, und zwar wie folgt:
    Eingabe zum Herunterschalten Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses
    M6 → M5 M3
    M5 → M4 M3
    M4 → M3 M2
    M3 → M2 M2
    M2 → M1 M1
  • Dabei basieren die Bestandteile der Eingabe zum Herunterschalten auf einem Übersetzungsverhältnis, bei welchem im Schritt S51 zum ersten Mal festgestellt wurde, dass ein Befehl zum Herunterschalten gegeben wurde. Wenn zum Beispiel im vierten Gang M4 eine Eingabe zum Herunterschalten erfolgt, dann ist der Befehl ein Herunterschalten in den dritten Gang M3 aus dem vierten Gang M4, ungeachtet der Anzahl, mit welcher der Betätigungshebel aufeinander folgend betätigt wird. In diesem Fall wird die Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses auf ein Verhältnis festgelegt, dass mit dem zweiten Gang M2 übereinstimmt.
  • Um eine solche Einstellung zu ermöglichen, wird das Übersetzungsverhältnis in dem Moment, in dem das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S51 positiv ausfällt, gespeichert. Die Bestimmung der Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses wird im Schritt S101 auf der Basis dieses gespeicherten Übersetzungsverhältnisses durchgeführt. Dieser Ablauf wird zum Beispiel ermöglicht durch das Hinzufügen von Schritten zwischen den Schritt S51 und den Schritt S52, um zu ermitteln, ob das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S51 dasselbe ist wie im unmittelbar vorausgehenden Durchlauf der Routine oder nicht, und zweitens durch das Speichern des aktuellen Übersetzungsverhältnisses, wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ausfällt.
  • In der oben aufgeführten Tabelle ist die Übersetzungsverhältnis-Bandbreite der Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses proportional zum Übersetzungsverhältnis vor dem Beginn des Vorgangs des Herunterschaltens. Das heißt, je geringer das Übersetzungsverhältnis vor dem Beginn des Vorgangs des Herunterschaltens ist, umso größer ist die Übersetzungsverhältnis-Bandbreite. Dabei steht ein geringeres Übersetzungsverhältnis für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Grund dafür erklärt sich wie folgt. Die Motorbremskraft, welche zum Beispiel während eines Herunterschaltens aus dem dritten Gang in den zweiten Gang wirkt, ist größer als die Motorbremskraft, die während einem Herunterschalten aus dem sechsten Gang in den fünften Gang wirkt. Deshalb muss das Herunterschalten durch viele Übersetzungsverhältnisse aus einem Übersetzungsverhältnis, welches mit geringeren Geschwindigkeiten korrespondiert, unterbunden werden, um den Fahrer nicht das Gefühl einer extrem starken Abbremsung durch den Motor erfahren zu lassen.
  • Nachdem die Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses auf diese Weise festgelegt wurde, wird im Schritt S54 ermittelt, ob die Motorbremse arbeitet oder nicht. Wenn die Motorbremse arbeitet, dann wird im Schritt S102 bestimmt, ob das aktuelle Übersetzungsverhältnis mit der Herunterschalt-Grenze des Übersetzungsverhältnisses übereinstimmt oder nicht.
  • Wenn im Schritt S52 kein Vorgang des Herunterschaltens stattfindet, die Motorbremse im Schritt S54 nicht arbeitet oder das aktuelle Übersetzungsverhältnis im Schritt S102 nicht mit der Herunterschalt-Grenze übereinstimmt, dann besteht kein Risiko, dass der Fahrer das Gefühl einer extrem starken Abbremsung durch den Motor erfahren wird, selbst wenn ein Vorgang des Herunterschaltens durchgeführt wird. In diesem Fall wird der aktuelle Gang CurGp im Schritt S58 um einen Schritt heruntergesetzt.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass das aktuelle Übersetzungsverhältnis im Schritt S102 mit der Herunterschalt-Grenze übereinstimmt, dann wird im Schritt S57 der aktuelle Gang CurGp beibehalten und der Prozess wird beendet.
  • Durch das wiederholte Durchführen der zuvor erwähnten Routine gilt, wenn der Fahrer zum Beispiel den Betätigungshebel während der Fahrt im vierten Gang M4 dreimal aufeinander folgend in Richtung des Herunterschaltens betätigt, das heißt, wenn eine Eingabe für einen Gangwechsel aus dem vierten Gang M4 in den ersten Gang M1 gemacht wird, dann wird ein tatsächlicher Gangwechsel nur aus dem vierten Gang M4 in den zweiten Gang M2 durchgeführt. Um einen Gangwechsel in den ersten Gang M1 durchzuführen, nachdem das Herunterschalten in den zweiten Gang M2 beendet wurde, muss der Betätigungshebel erneut betätigt werden, um einen weiteren Gangwechsel durchzuführen. Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel derselbe Effekt erzielt, wie in dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel.
  • Im folgenden wird nun anhand von 5 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben, das den begrenzenden Algorithmus für den Vorgang des Herunterschaltens betrifft.
  • In dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel wurde der Wechsel des Übersetzungsverhältnisses relativ zu aufeinander folgenden Eingaben zum Herunterschalten auf ein Maximum von zwei begrenzt. Entsprechend dieses Ausführungsbeispiels wird jedoch ein Herunterschalten in den ersten Gang M1 unterbunden, wenn der zweite Gang M2 während eines Vorgangs des Herunterschaltens nicht erreicht wird.
  • Zu diesem Zweck werden die Schritte S53, S55 und S56 des ersten Ausführungsbeispiels ausgelassen und ein neuer Schritt S201 wird zwischen die Schritte S54 und S57 gefügt.
  • Wenn im Schritt S54 festgestellt wird, dass die Motorbremse wirkt, dann wird in diesem Ablauf im Schritt S201 ermittelt, ob der aktuelle Gang CurGp mit dem Gang M2 übereinstimmt oder nicht. Wenn der aktuelle Gang CurGp nicht mit dem Gang M2 übereinstimmt, dann wird der aktuelle Gang CurGp im Schritt S58 um einen Schritt heruntergesetzt.
  • Wenn andererseits festgestellt wird, dass der aktuelle Gang CurGp mit dem Gang M2 übereinstimmt, dann wird im Schritt S57 der aktuelle Gang CurGp beibehalten und der Prozess wird abgebrochen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Eingabe zum Herunterschalten in den ersten Gang M1 nicht angenommen, wenn der Gangwechsel in den zweiten Gang M2 noch nicht abgeschlossen ist. Deshalb wird in diesem Ausführungsbeispiel derselbe Effekt erzielt, wie im zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel.
  • Alle die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele werden auf ein stufenlos veränderbares Getriebe angewandt. Sie können jedoch auch auf jedwedes Getriebe angewandt werden, in welchem ein manueller Schaltvorgang über eine Steuereinrichtung in ein Getriebe übertragen wird.
  • Ebenso kann anstelle des Vergleichs der Öffnung TVO der Drosselklappen mit dem festgelegten Wert TVO0 als ein Verfahren, zum Bestimmen, ob die Motorbremse wirkt oder nicht, im Schritt S54 ein Beschleunigungssensor 32 zum Messen der Verzögerung des Fahrzeugs in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung eingesetzt werden, wobei bestimmt werden würde, dass die Motorbremse wirkt, wenn der absolute Wert der Verzögerung –G, welcher durch den Beschleunigungssensor 32 gemessen wird, gleich oder größer ist als ein festgelegter Schwellenwert G0.
  • Weiterhin kann die Bestimmung, ob die Motorbremse wirkt genauer durchgeführt werden, indem nur dann festgestellt wird, dass die Motorbremse wirkt, wenn die Öffnung TVO der Drosselklappen gleich oder geringer ist als der festgelegte Wert TVO0 und wenn der absolute Wert der Verzögerung –G gleich oder größer ist als der Schwellenwert G0.
  • Es muss erwähnt werden, dass in der zuvor getätigten Beschreibung das geringste Übersetzungsverhältnis mit dem höchsten Gang übereinstimmt und das höchste Übersetzungsverhältnis mit dem kleinsten Gang übereinstimmt. Deshalb bedeutet ein Herunterschalten einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses in ein größeres, während ein Hochschalten einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses in ein niedrigeres bedeutet.
  • Der Sensor 14 zu Ermittlung der Öffnung der Drosselklappen und der Beschleunigungssensor 32 in der obigen Beschreibung bilden gemeinsam den Sensor für die Motorbremswirkung im Patentanspruch 2.
  • Der Sensor 11 für die Drehzahl der primären Riemenscheibe und der Sensor 12 für die Drehzahl der sekundären Riemenscheibe in der obigen Beschreibung bilden gemeinsam die Einheit zur Ermittlung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnis im Patentanspruch 2.

Claims (8)

  1. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung zum Ausgeben eines Übersetzungsverhältnis-Befehlssignales an ein Getriebe eines Fahrzeuges zum wahlweisen Anwenden mehrerer Übersetzungsverhältnisse von einem größten Übersetzungsverhältnis zu einem kleinsten Übersetzungsverhältnis entsprechend einer Befehlseingabe durch einen Fahrer, wobei das Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor in der Lage ist, auf das Fahrzeug eine Motorbremsung entsprechend einer Verminderungsbetrieb-Eingabe durch den Fahrer auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung aufweist: eine Motorbrems-Sensoreinrichtung (14, 32) zum Erfassen, ob das Fahrzeug unter der Wirkung der Motorbremse ist, oder ob nicht; eine tatsächliches-Übersetzungsverhältnis-Anzeigeeinrichtung (11, 22) zum Bereitstellen eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes; eine erste Einrichtung (10, S52), die bestimmt, ob das Getriebe einen Herunterschaltbetrieb auf der Grundlage des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses und des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignales ausführt, oder ob nicht; eine zweite Einrichtung (10, S101), die ein Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis auf der Grundlage eines Übersetzungsverhältnisses bestimmt, bevor der Herunterschaltbetrieb ausgeführt wird; und eine dritte Einrichtung (10, S102, S57), die auf das Ausgeben eines Übersetzungsverhältnis-Befehlssignales, das einem Übersetzungsverhältnis größer als das Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis entspricht, verzichtet, wenn das Fahrzeug unter der Wirkung der Motorbremse ist.
  2. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorbrems-Erfassungseinrichtung (14, 32) einen Motorbremszustandssensor (14, 32) aufweist, der erfasst, ob das Fahrzeug unter der Wirkung der Motorbremse ist, die tatsächliche Übersetzungsverhältnis-Anzeigeeinrichtung (11, 12), eine ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis des Getriebes bereitstellendes tatsächliches Übersetzungsverhältnis-Bereitstellungseinheit (11, 12) aufweist, und die erste Einrichtung (10, S52), die zweite Einrichtung (10, S101) und die dritte Einrichtung (10, S102, S57) einen Mikroprozessor (10) umfassen, programmiert um: Bestimmen, ob das Getriebe einen Herunterschaltbetrieb ausführt auf der Grundlage des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses und des Übersetzungsverhältnis-Befehlssignales (S52), oder nicht; ein Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses bevor der Herunterschaltbetrieb ausgeführt wird (S101) zu bestimmen; und auf das Ausgeben eines Übersetzungsverhältnis-Befehlssignales entsprechend einem Übersetzungsverhältnis größer als das Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis zu verzichten, wenn das Fahrzeug unter der Wirkung der Motorbremse (S102, S57) ist.
  3. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (10) außerdem programmiert ist, das Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis derart zu bestimmen, dass je größer das Übersetzungsverhältnis vor dem Herunterschaltbetrieb ausgeführt wird, desto kleiner der Unterschied zwischen dem Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis und dem Übersetzungsverhältnis vor dem Herunterschaltbetrieb ausgeführt wird (S101).
  4. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (10) außerdem programmiert ist, das Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis derart zu bestimmen, dass ein Unterschied zwischen dem Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis und dem Übersetzungsverhältnis vor dem Herunterschaltbetrieb gleich zu einem Unterschied ist, der zwei aufeinanderfolgenden Herunterschaltvorgängen (S53, S55– S58) entspricht.
  5. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (10) außerdem programmiert ist, das Herunterschalt-Grenzübersetzungsverhältnis gleich zu einem zweitgrößten Übersetzungsverhältnis unter den mehreren Übersetzungsverhältnissen (S201, S57) zu bestimmen.
  6. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine Drossel zum Erhöhen oder Vermindern der Ausgangsleistung aufweist, und der Motorbremszustandssensor (14, 32) einen Drosselöffnungssensor (14) aufweist zum Erfassen, dass eine Öffnung der Drossel gleich oder geringer als ein vorbestimmter Grenzwert ist.
  7. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorbremszustandssensor (14, 32) einen Abbremsungssensor (32) aufweist zum Erfassen, dass ein Abbremsen des Fahrzeuges in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung einen vorbestimmten Grenzwert übertrifft.
  8. Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine Drossel zum Erhöhen/Vermindern der Ausgangsleistung aufweist, der Motorbremszustandssensor (14, 32) einen Drosselöffnungssensor (14) aufweist zum Erfassen, dass eine Öffnung der Drossel gleich oder geringer als ein vorbestimmter erster Grenzwert ist und ein Abbremssensor (32) zum Erfassen, dass ein Abbremsen des Fahrzeuges in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt, und der Mikroprozessor (10) außerdem programmiert ist, zu bestimmen, dass das Fahrzeug unter der Wirkung der Motorbremse ist, wenn die Drosselöffnung gleich oder geringer als der erste Grenzwert ist und das Abbremsen des Fahrzeuges in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung den zweiten Grenzwert übersteigt.
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