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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schaltsteuergerät eines
stufenlosen Getriebes gemäß dem Oberbegriff
des unabhängigen
Anspruchs 1.
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Die
JP-A-08074958 und die entsprechende
US
5,695,428 offenbaren ein typisches Schaltsteuergerät eines
stufenlosen Getriebes (conintuously variable transmission – CVT),
wobei das Gerät
so angeordnet ist, um ein Grund-Übertragungsverhältnis, bestimmt
entsprechend einem Betriebszustand eines mit einem CVT ausgestatteten
Fahrzeugs, mit einem transienten, gesteuerten, objektiven Übersetzungsverhältnis, zu
vergleichen, um zu bestimmen, ob das ausgewählte Schalten ein Hochschalten
oder ein Herunterschalten ist. Weiterhin ist das herkömmliche Schaltsteuergerät so angeordnet,
um zu bestimmen, ob das ausgeführte
Hochschalten ein automatisches Hochschalten oder ein Power-Down-Hochschalten ist,
und zwar durch Prüfen
einer Änderungsrate
in einem Drosselklappenöffnungs-TVO
eines Motors eines Fahrzeugs. Hierbei bedeutet das automatische Hochschalten
ein Hochschalten, das automatisch entsprechend der Erhöhung der
Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt
ist, und das Power-Down-Hochschalten bedeutet ein Hochschalten,
das zu einem Zeitpunkt ausgeführt
wird, zu dem ein Fuß eines
Fahrers von einem Gaspedal des Motors weggenommen wird. Auf der
Basis des Modus eines bestimmten Schaltens bestimmt das herkömmliche
Schaltsteuergerät
eine geeignete Schaltgeschwindigkeit (eine Änderungsrate in dem Übersetzungsverhältnis) des CVT
durch entweder das Herunterschalten, das Power-Down-Hochschalten
oder das automatische Hochschalten, und berechnet ein transientes
bzw. übergangsmäßiges, gesteuertes,
objektives Übersetzungsverhältnis zum Ändern des
realen Übersetzungsverhältnisses
zu dem Grund-Übersetzungsverhältnis durch
die bestimmte Schaltgeschwindigkeit.
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Allerdings
offenbaren die JP-A-08074958 und die entsprechende
US 5,695,428 nicht, wie das einmal
bestimmte Power-Down-Hochschalten aktiv verbleibt, nachdem das Gaspedal
freigegeben worden ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltsteuergerät eines
stufenlosen Getriebes, wie es vorstehend angegeben ist, so zu verbessern,
um genau eine Schalt-Modus-Bestimmung zwischen einem automatischen
Hochschalten und einem Power-Down-Hochschalten (Hochschalten bei der
Wegnahme des Fußes)
auszuführen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Aufgabe durch ein Schaltsteuergerät mit den
Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere,
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand von verschiedenen
Ausführungsformen
davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
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1 zeigt ein Blockdiagramm,
das eine erste Ausführungsform
eines Schaltsteuergeräts
eines stufenlosen Getriebes (CVT) gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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2 zeigt eine Ansicht zum
Erläutern
der Beziehung unter einem objektiven End-Übersetzungsverhältnis, einem
transienten, objektiven Übersetzungsverhältnis, einem
Soll-Übersetzungsverhältnis und
einem realen Übersetzungsverhältnis.
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3 zeigt eine grafische Darstellung,
die eine Steuercharakteristik zeigt, die sich auf die objektive,
primäre
Riemenscheiben-Drehgeschwindigkeit des CVT bezieht.
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4 zeigt ein Flussdiagramm,
das einen Prozess darstellt, der an einem Schalt-Modus-Bestimmungsabschnitt und einem
Schalt-Steuer-Konstanz-Bestimmungsabschnitt des Schaltsteuergeräts ausgeführt wird.
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5 zeigt eine Ansicht, die
eine Übergangsansicht
eines Zustands des Schalt-Modus-Bestimmungsabschnitts
darstellt.
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6 zeigt eine grafische Darstellung,
die eine Beziehung zwischen der Schalt-Steuerkonstanten und der objektiven
Verhältnisabweichung
zum Bestimmen einer dynamischen Charakteristik der Schaltsteuerung
des CVT darstellt.
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7A bis 7E zeigen Zeitdiagramme, die einen Schalt-Modus-Bestimmungsvorgang
eines Schaltsteuergeräts
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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In
den 1 bis 7 ist eine Ausführungsform eines
Schaltsteuergeräts 100 eines
stufenlosen Getriebes (continuously variable transmission – CVT) 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
ist das Schaltsteuergerät 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem CVT 50 verbunden, das eine infinite Anzahl von Übersetzungsverhält nissen
liefert. Das CVT 50 eines Typs mit V-Riemen weist, wie
dies herkömmlich bekannt
ist, eine primäre
Riemenscheibe (Antriebs-Riemenscheibe) und eine sekundäre Riemenscheibe
(Abtriebs-Riemenscheibe) auf, die so angeordnet sind, um Durchmesser
deren V-förmigen Nuten
zu verändern.
Ein V-Riemen ist so in Bezug auf die V-förmigen Nuten der primären und
sekundären Riemenscheiben
eingestellt, um stufenweise ein Übersetzungsverhältnis (CVT-Verhältnis) entsprechend
zu einem Zahnradverhältnis
eines üblichen Getriebes
eines Fahrzeugs zu ändern.
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Das
Schaltsteuergerät 100 weist
ein Soll-Getriebeverhältnis-Bestimmungsgerät 10 und
ein Getriebesteuer-Servogerät 30 auf.
Das Soll-Getriebeverhältnis-Bestimmungsgerät 10 nimmt
ein Signal auf, das für
eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, erfasst durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21,
kennzeichnend ist, ein Signal, das für eine Drosselklappenöffnung TVO,
erfasst durch einen Drosselklappen-Öffnungssensor 22,
kennzeichnend ist, und ein Signal, das für eine Drehgeschwindigkeit
Npri der primären Riemenscheibe, erfasst
durch einen Primär-Drehgeschwindigkeitssensor 23,
kennzeichnend ist. Das Soll-Getriebeverhältnis-Bestimmungsgerät 10 bestimmt
ein Soll-Übersetzungsverhältnis iPC auf der Basis der der empfangenen Signalinformationen.
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Das
Getriebesteuer-Servogerät 30 führt eine Rückführungssteuerung
so aus, dass ein reales Übersetzungsverhältnis IPR, das als ein Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit
Npri der primären Riemenscheibe und einer
Drehgeschwindigkeit der sekundären
Riemenscheibe, abgeleitet von der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, berechnet
ist, unter einem Soll-Übersetzungsverhältnis iPC gesteuert wird. Diese Rückführsteuerung
entspricht einem Teil B in dem Blockdiagramm der 2.
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Das
Soll-Übersetzungsverhältnis-Bestimmungsgerät 10 ist
aus einem Berechnungsabschnitt 11 für eine objektive, primäre Drehgeschwindigkeit, einem
Berechnungsabschnitt 12 für eine sekundäre Drehgeschwindigkeit,
einem Berechnungsabschnitt 13 für ein objektives End-Übersetzungsverhältnis, einem
Berechnungsabschnitt 14 für ein objektives Übergangs-Übersetzungsverhältnis, einem
eine objektive Getriebe-Steuerkonstante bestimmenden Abschnitt 15,
einem Berechnungsabschnitt 16 für die Differenz eines objektiven Übersetzungsverhältnisses
und dem Schalt-Modus-Entscheidungsabschnitt 17 aufgebaut.
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Der
Berechnungsabschnitt 11 für die objektive, primäre Drehgeschwindigkeit
sucht eine objektive, primäre
Drehgeschwindigkeit Npri*, angepasst an einen
Betriebszustand, unter Verwendung einer vorab eingestellten Liste
für eine
objektive, primäre Drehgeschwindigkeit,
wie beispielsweise eine Liste, die in 3 dargestellt
ist, von der Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und der
Drosselklappenöffnung
TVO auf.
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Der
Berechnungsabschnitt 12 für die sekundäre Drehgeschwindigkeit
berechnet eine sekundäre Drehgeschwindigkeit
Nsec der sekundären Riemenscheibe durch Multiplizieren
einer Konstanten mit der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP.
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Der
Berechnungsabschnitt 13 für das objektive End-Übersetzungsverhältnis berechnet
ein objektives End-Übersetzungsverhältnis iPO durch Dividieren der aufgesuchten, objektiven,
primären
Drehgeschwindigkeit Npri* durch die sekundäre Drehgeschwindigkeit
Nsec.
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Der
Berechnungsabschnitt 14 für das objektive Übergangs-Übersetzungsverhältnis und
das Soll-Übersetzungsverhältnis berechnet
zuerst ein objektives Übergangs-Übersetzungsverhältnis iPT zum Realisieren des objektiven End-Übersetzungsverhältnisses
iPO aus der Gleichung iPT =
[1/(T0·S
+ 1)]iPO, wobei T0 eine
Zeitkonstante ist, S ein Laplace-Operator, ist, und [1/(T0·S + 1)]
eine dynamische Charakteristik entsprechend zu einem Teil A der 2 ist. Als nächstes berechnet
der Berechnungsabschnitt 14 für das objektive Übergangsverhältnis und
das Soll-Übersetzungsverhältnis ein
Soll-Übersetzungsverhältnis iPC durch Multiplizieren des objektiven Übergangs-Übersetzungsverhältnisses
iPT mit einem inversen System (TT·S
+ 1), das ein inverses System der dynamischen Charakteristik (TT·S
+ 1) des Getriebesteuer-Servogeräts 30 entsprechend
zu dem Teil B der 2 ist.
Das bedeutet, dass der Berechnungsabschnitt 14 für das objektive Übergangs-Übersetzungsverhältnis und
das Soll-Übersetzungsverhältnis das
Soll-Übersetzungsverhältnis iPC aus der Gleichung IPC =
[(TT·S
+ 1)]IPT berechnet.
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Da
das Soll-Übersetzungsverhältnis iPC aus der Gleichung iPC =
[(TT·S
+ 1)/(T0· S + 1)]iPO und
dem objektiven End-Übersetzungsverhältnis iPO
erhalten ist, wird das reale Übersetzungsverhältnis iPR demzufolge durch die dynamische Charakteristik
iPR = [1/[(T0· S + 1)]iPO in Bezug auf das objektive End-Übersetzungsverhältnis iPO gesteuert.
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Deshalb
wird das reale Übersetzungsverhältnis iPR nicht durch die dynamische Charakteristik [1/[(TT·S
+ 1)] beeinflusst und wird durch die dynamische Charakteristik,
bewirkt nur durch die Zeitkonstante T0,
gesteuert. Deshalb kann die dynamische Charakteristik des realen Übersetzungsverhältnisses iPR frei durch die Zeitkonstante T0 eingestellt werden.
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Nachfolgend
wird das Verfahren zum Bestimmen der Zeitkonstanten T0 der
Konstanten für
die objektive Getriebesteuerung diskutiert.
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Der
Berechnungsabschnitt 16 für die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
berechnet eine objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eIP, die eine Differenz zwischen dem objektiven
End-Übersetzungsverhältnis iPO und dem objektiven Übergangs-Übersetzungsverhältnis iPT (eiP = iPO – iPT) ist.
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Der
Schalt-Modus-Entscheidungsabschnitt 17 führt einen
Getriebemodus-Entscheidungsvorgang
entsprechend zu den Schritten S41 bis S47, dargestellt in dem Flussdiagramm
der 4, durch, wo bestimmt
wird, welcher Schaltvorgang (ein Herunterschalten oder ein Hochschalten)
ausgewählt
wird, und es wird bestimmt, welches Hochschalten (automatisches
Hochschalten oder Power-Down-Hochschalten) ausgewählt wird,
falls das Hochschalten ausgewählt
ist.
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Genauer
gesagt wird, am Schritt S41, bestimmt, ob die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eiP kleiner als ein positiver Schaltentscheidungswert
+DiP ist oder nicht.
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Am
Schritt S42 wird bestimmt, ob die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eiP kleiner als ein negativer Schaltentscheidungswert –DiP ist oder nicht. Das bedeutet, dass, durch
die Ausführung
der Schritte S41 und S42, entschieden wird, ob die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eiP außerhalb eines
Bereichs von dem negativen Schaltentscheidungswert –DiP zu dem positiven Schaltentscheidungswert
+DiP liegt oder nicht.
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Wenn
die Bestimmung am Schritt S41 bestätigend ist und wenn die Bestimmung
am Schritt S42 negativ ist, das bedeutet, wenn die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz eiP innerhalb eines Bereichs von dem negativen
Schaltentscheidungswert –DiP zu dem positiven Schaltentscheidungswert
+DiP ist, wird bestimmt, dass kein Schalten
ausgeführt wird,
und deshalb schreitet das Programm weiter zu einem Ende, um so die
vorliegende, objektive Steuerkonstante T0 beizubehalten.
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Wenn
die Bestimmung am Schritt S41 negativ ist, das bedeutet, wenn bestimmt
ist, dass das Herunterschalten ausgeführt wird, schreitet das Programm
weiter zu Schritt S51 fort.
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Wenn
die Bestimmung am Schritt S42 bestätigend ist, das bedeutet, wenn
bestimmt ist, dass das Hochschalten ausgeführt wird, schreitet das Programm
zu Schritt S43 fort.
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In
dem Ablauf der Schritte S43 bis S47 wird bestimmt, ob das ausgeführte Hochschalten
ein Power-Down-Hochschalten oder ein automatisches Hochschalten
ist.
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Genauer
gesagt wird, am Schritt S43, geprüft, ob das Ergebnis der Schalt-Modus-Entscheidung in dem
vorherigen Programmablauf ein Herunterschalten ist, wobei das automatische
Hochschalten automatisch gemäß der Erhöhung der
Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt
ist oder das Power-Down-Hochschalten ist, ausgeführt dann, wenn ein Fuß eines
Fahrers von einem Gaspedal für
den Motor weggenommen wird. Wenn am Schritt S43 bestimmt wird, dass
das vorherige Entscheidungsergebnis des Schalt-Modus das Herunterschalten
oder das automatische Hochschalten ist, geht das Programm weiter
zu Schritt S44, wo bestimmt wird, ob eine Rate ΔNpri* eine Änderung
der objektiven, primären
Drehgeschwindigkeit Npri* kleiner als ein
Power-Down-Hochschalt-Entscheidungswert KD ist oder
nicht. Wenn die Bestimmung an dem Schritt S44 negativ ist, geht
das Programm weiter zu Schritt S47, wo entschieden wird, dass das
automatische Hochschalten ausgeführt
wird. Wenn die Entscheidung am Schritt S44 bestätigend ist, dann geht das Programm weiter
zu einem Schritt S45, wo entschieden wird, dass das Power-Down-Hochschalten ausgeführt wird.
Wenn am Schritt S43 bestimmt ist, dass das vorherige Entscheidungsergebnis
entsprechend dem ausgewählten
Schalt-Modus das Power-Down-Hochschalten
ist, geht das Programm weiter zu einem Schritt S46, wo bestimmt
wird, ob die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eiP größer als
ein Entscheidungswert Ke für ein automatisches
Hochschalten ist oder nicht. Wenn die Bestimmung am Schritt S46
bestätigend
ist, geht das Programm weiter zu Schritt S47. Wenn die Bestimmung
am Schritt S46 negativ ist, geht das Programm weiter zu Schritt
S45.
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Der
Bestimmungsabschnitt 15 für die objektive Übersetzungs-Steuerkonstante
ist so angeordnet, um die Zeitkonstante T0 der
objektiven Übersetzungs-Steuerkonstanten
durch Ausführen
der Schritte S48 bis S52 der 4 zu
bestimmen.
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Das
bedeutet, dass, am Schritt S48, geprüft wird, ob das automatische
Hochschalten in der vorliegenden Ausführung ausgewählt ist
oder nicht, das bedeutet, welcher der Schritte S45 oder S47 ausgeführt wird.
Wenn am Schritt S48 bestimmt ist, dass das Power-Down-Hochschalten
ausgeführt
wird, schreitet das Programm weiter zu einem Schritt S49, wo eine
Liste für Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das
Power-Down-Hochschalten,
angegeben in 6, ausgewählt wird.
Dann geht das Programm weiter zu einem Schritt S52, wo die Zeitkonstante
T0 von der objektiven Übersetzungsverhältnis- Differenz eiP und der Liste für die Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das
Power-Down-Hochschalten
aufgesucht wird.
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Wenn
am Schritt S46 bestimmt ist, dass das automatische Hochschalten
ausgeführt
wird, geht das Programm weiter zu einem Schritt S50, wo eine Liste
für Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das
automatische Hochschalten ausgewählt
wird. Der Ausführung
an dem Schritt S50 folgend geht das Programm weiter zu dem Schritt
S52, wo die Zeitkonstante T0 von der Differenz
eiP für
das objektive Übersetzungsverhältnis und
von der Liste für
die Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das
automatische Hochschalten aufgesucht wird.
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Wenn
am Schritt S41 bestimmt ist, dass das Herunterschalten ausgeführt wird,
geht das Programm weiter zu dem Schritt S51, wo eine Liste für Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das
Herunterschalten ausgewählt
wird. Der Ausführung
am Schritt S51 folgend geht das Programm weiter zu dem Schritt S52,
wo die Zeitkonstante T0 von der Differenz für das objektive Übersetzungsverhältnis eiP und der Liste für die Übersetzungs-Steuerkonstanten
für das automatische
Hochschalten aufgesucht wird.
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Die
Zeitkonstante T0 der Schaltsteuerung, bestimmt
entsprechend dem Schalt-Modus,
wird von dem Bestimmungsabschnitt 15 für die objektive Konstante zu
dem Berechnungsabschnitt 14 für das objektive Übergangs-Übersetzungsverhältnis und
das Soll-Übersetzungsverhältnis zugeführt. Der
Berechnungsabschnitt 14 für das objektive Übergangs-Übersetzungsverhältnis und
das Soll-Übersetzungsverhältnis erhält das Soll-Übersetzungsverhältnis iPC, das nicht durch die dynamische Charakteristik [1/(TT·S
+ 1)] des Übersetzungs-Steuer-Servogeräts 30 beeinflusst
ist, und durch die dynamische Charakteristik [1/(TT·S + 1)],
bestimmt nur durch die Zeitkonstante T0,
vorgenommen wird, um schließlich
das objektive End-Übersetzungsverhältnis iPO zu erhalten. Das erhaltene Soll-Übersetzungsverhältnis iPC wird zu dem Schaltsteuer-Servogerät 30 eingegeben.
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Der
konditionale Übergang
des Schalt-Modus-Entscheidungsvorgangs durch den Schalt-Modus-Entscheidungsabschnitt 17 ist
schematisch durch 5 dargestellt.
Hierbei stellt ein Zustand VSP = 0 in dem Zustand 3 dar,
dass ein Fahrzeug damit beginnt, sich zu bewegen. Da nur das automatische
Hochschalten während
dieser Startperiode ausgeführt
wird, ist er in dem Zustand 3 des automatischen Hochschaltens
eingeschlossen.
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Mit
der so angeordneten Schalt-Modus-Entscheidungstechnik gemäß der vorliegenden
Erfindung bestimmt, wenn die Drosselklappenöffnung TVO schnell durch Freige ben
des Fußes
eines Fahrers von dem Gaspedal geschlossen wird, wie dies in 7A dargestellt ist, das
Schaltsteuergerät 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung, dass das Power-Down-Hochschalten ausgeführt wird,
ohne eine Bestimmung, dass das automatische Hochschalten ausgeführt wird.
Obwohl das herkömmliche
Schaltsteuergerät
nicht korrekt ein solches Power-Down-Hochschalten als das automatische
Hochschalten bestimmt hat, bestimmt das Schaltsteuergerät 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung korrekt das Hochschalten, das in 7A dargestellt ist, als das Power-Down-Hochschalten,
wie dies in 7E dargestellt
ist.
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Wenn
am Schritt S44 bestimmt ist, dass die Rate ΔNpri* kleiner
als der Power-Down-Hochschalt-Entscheidungswert
KD ist, oder falls am Schritt S46 bestimmt
ist, dass die objektive Übersetzungsverhältnis-Differenz
eiP kleiner als der Entscheidungswert für ein automatisches
Hochschalten Ke ist, wird am Schritt S46
bestimmt, dass das Power-Down-Hochschalten
ausgeführt
wird. Deshalb wird, in dem Fall der 7A,
bestimmt, dass das Power-Down-Hochschalten sogar zu einem Zeitpunkt
t2 ausgeführt wird, wenn ein Fuß des Fahrers,
der den Motor betätigt,
ausgestattet mit dem CVT 50, unmittelbar von dem Gaspedal
des Motors freigegeben wird. Weiterhin wird die Korrekturbestimmung
bis zu dem Zeitpunkt t3 gehalten, zu der
das Hochschalten abgeschlossen ist, wodurch eine nicht korrekte
Bestimmung vermieden wird. Dementsprechend sind, wie aus der Rate,
dargestellt durch eine unterbrochene Linie des objektiven Übergangs-Übersetzungsverhältnisses
iPT in 7C deutlich
wird, die dynamischen Charakteristika der Hochschalt-Steuerung an das
Power-Down-Hochschalten so angepasst, dass das Übersetzungsverhältnis langsam
entsprechend dem Power-Down-Hochschalten geändert wird. Dies löst das herkömmliche
Problem, dass die große
Beschleunigung und Verzögerung
während
eines solchen Hochschaltens hervorgerufen werden.