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Die Erfindung betrifft das Gebiet
der Automatikgetriebe für
Fahrzeuge und insbesondere ein Getriebesteuersystem für Fahrzeug-Automatikgetriebe, das
das Herunterschalten durch Verändern
des Eingriffszustands zweier kraftschlüssiger Elemente ausführt.
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Bei Fahrzeugen ist die Verwendung
eines Automatikgetriebes mit einem Drehmomentwandler und einem Planetengetriebe
weit verbreitet. Ein solches Automatikgetriebe führt die folgende Steuerung aus:
Beim
Herunterschalten im Leerlauf (beispielsweise aus dem 3. Gang in
den 2. Gang) bei vollständig
zurückgestelltem
Fahrpedal wird ein kraftschlüssiges Element
für den
3. Gang (also eine auszurückende Kupplung,
die bisher eingerückt
war) so gesteuert, dass sie sich löst, während ein kraftschlüssiges Element
für den
2. Gang (also eine einzurückende
Kupplung) von einem ausgerückten
Zustand schrittweise in einen eingerückten Zustand überführt wird.
Damit ist das Herunterschalten in den 2. Gang beendet.
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Hierbei kann ein Fahrer, der bereits
während der
Rückwirkungen
nach dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn
(also dem Zeitpunkt, zu dem die einzurückende Kupplung den Eingriff
aufnimmt oder zu dem die Drehmomentübertragung beginnt) das Fahrpedal
niederdrückt,
Rückwirkungen
auslösen,
die den Öldruck
der auszurückenden
Kupplung erhöht, so
dass ein schnelles Ansteigen der Drehzahl der Antriebswelle des
Getriebes (also der Turbinenraddrehzahl) unterlassen wird.
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In diesem Fall kann jedoch eine mögliche Reaktionsverzögerung bei
der Erhöhung
des Ist-Öldrucks
bezüglich
der gerung bei der Erhöhung
des Ist-Öldrucks
bezüglich
der Änderung
des Tastverhältnisses
eines Magnetventils ein schnelles Ansteigen der Motordrehzahl bewirken.
Dies kann dazu führen, dass
ein Controller feststellt, dass der Öldruck zu niedrig ist, und
den Öldruck
mehr als notwendig erhöht,
was zu einem starken Getriebestoß führen kann, wenn sowohl die
auszurückende
Kupplung als auch die einzurückende
Kupplung in Eingriff ist.
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Das US-Patent Nr. 5.445.579 (Äquivalent des
japanischen Patents Nr. 3097339B2) offenbart eine Steuerung (die
in dem genannten Patent als "Vorrichtung
und Verfahren zur Steuerung von Drehzahländerungen" bezeichnet wird), die den oben genannten
Nachteil beseitigt. Das oben genannte Patent legt insbesondere dar,
dass die Steuerung den oben erwähnten
beidseitigen Eingriff (der auszurückenden Kupplung und der einzurückenden
Kupplung) dadurch verhindert, dass durch Festlegen einer oberen
Grenze für
den der auszurückenden
Kupplung gelieferten Öldruck
eine übermäßige Beaufschlagung
mit Öldruck
vermieden wird. Durch Verhindern des oben erwähnten beidseitigen Eingriffs
wird ein Getriebestoß vermieden.
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Die Steuerung gemäß dem oben genannten Patent
ist jedoch auf das Niederdrücken
des Fahrpedals während
der Rückwirkungen
nach dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn
gerichtet. Mit anderen Worten, die Steuerung gemäß diesem Patent ist dann, wenn
das Fahrpedal vor dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn niedergedrückt wird,
nicht wirksam.
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Das Niederdrücken des Fahrpedals vor dem wirklichen
Kraftübertragungsbeginn
(Zeitspanne, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Auslösen des Schaltens
befohlen wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Drehmomentübertragung
durch die einzurückende
Kupplung beginnt, vergeht, wobei in dieser Zeitspanne die Drehmomentleistung
der auszurückenden
Kupplung ständig
abnimmt) kann zu einem Schlupf der auszurückenden Kupplung und somit
zu einem schnellen Ansteigen der Motordrehzahl führen. Daraufhin kann der Öldruck folgen,
was zu einem schnellen Einrücken
der einzurückenden
Kupplung und somit zu dem besagten Getriebestoß führen kann.
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Wenn während der Rückwirkungen das Fahrpedal nach
dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn
niedergedrückt
wird, verhindert die Steuerung gemäß dem oben zitierten Patent
einen Getriebestoß lediglich
durch Festlegen der oberen Grenze des Öldrucks, mit dem die auszurückende Kupplung
beaufschlagt wird. In dieser Weise kann das schnelle Ansteigen der
Motordrehzahl nicht zuverlässig
verhindert werden. Der Fahrer kann somit kein Gespür für die richtige
Beschleunigung entwickeln.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zu Grunde, ein Getriebesteuersystem für Fahrzeug-Automatikgetriebe
zu schaffen, das die oben erwähnten Nachteile
nicht besitzt und so beschaffen ist, dass es während des Fahrens im Leerlauf
bei vollständig
zurückgestelltem
Fahrpedal verhindern kann, dass die Motordrehzahl schnell ansteigt,
wenn das Fahrpedal vor oder nach dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn
niedergedrückt
wird, womit ein Getriebestoß zuverlässig vermieden
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein System nach einem der Ansprüche
1, 8 und 14. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird
ein Getriebesteuersystem geschaffen, das umfasst:
- 1)
ein kraftschlüssiges
Element für
den höheren Gang,
das eine höhere
Getriebestufe herstellt; und
- 2) ein kraftschlüssiges
Element für
den niedrigeren Gang, das eine niedrigere Getriebestufe herstellt.
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Nach dem Lösen des kraftschlüssigen Elements
für den
höheren
Gang gelangt das kraftschlüssige
Element für
den niedrigeren Gang in Eingriff, um von der höheren Getriebestufe auf die
niedrigere Getriebestufe herunterzuschalten.
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Während
des durch ein vollständiges
Zurückstellen
des Fahrpedals ausgelösten
Herunterschaltens verhindert das Erfassen eines bereits wieder niedergedrückten Fahrpedals
in der Zeitspanne zwischen den folgenden Zeitpunkten:
- i) einem Zeitpunkt, zu dem das Auslösen des Schaltens befohlen
wird, und
- ii) einem Zeitpunkt, zu dem die Drehmomentübertragung durch das kraftschlüssige Element
für den
niedrigeren Gang beginnt,
einen Wechsel zu der niedrigeren
Getriebestufe, weshalb die höhere
Getriebestufe wirksam bleibt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung wird ein Getriebesteuersystem geschaffen, das umfasst:
- 1) ein kraftschlüssiges Element für den höheren Gang,
das eine höhere
Getriebestufe herstellt; und
- 2) ein kraftschlüssiges
Element für
den niedrigeren Gang, das eine niedrigere Getriebestufe herstellt.
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Nach dem Lösen des kraftschlüssigen Elements
für den
höheren
Gang gelangt das kraftschlüssige
Element für
den niedrigeren Gang in Eingriff, um von der höheren Getriebestufe auf die
niedrigere Getriebestufe herunterzuschalten.
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Während
des durch ein vollständiges
Zurückstellen
des Fahrpedals ausgelösten
Herunterschaltens löst
das Erfassen eines bereits wieder niedergedrückten Fahrpedals in der Zeitspanne
zwischen den folgenden Zeitpunkten:
- i) einem
Zeitpunkt, zu dem das kraftschlüssige Element
für den
niedrigeren Gang die Drehmomentübertragung
beginnt, und
- ii) einem Zeitpunkt, zu dem der Übergang zu der niedrigeren
Getriebestufe beendet ist,
eine Motordrehzahlbegrenzungssteuerung
aus, die das Drehmoment des Motors auf ein bestimmtes Drehmoment
begrenzt, und
fügt
zu einem Einkuppelbefehl-Tastverhältnis des kraftschlüssigen Elements
für den
niedrigeren Gang eine Tastverhältniskorrektur
hinzu, die entsprechend dem bestimmten Drehmoment gebildet wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen,
die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
Gesamtansicht eines Getriebesteuersystems eines Fahrzeug-Automatikgetriebes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines inneren Abschnitts des Fahrzeug-Automatikgetriebes
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines kraftschlüssigen Elements
des Fahrzeug-Automatikgetriebes
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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4 eine
schematische Darstellung der Öldrucksteuerung
des Getriebesteuersystems des Fahrzeug-Automatikgetriebes gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 {enthaltend
die 5(a) bis 5(c)} ein Diagramm, das die
Steuerkennlinien des Getriebesteuersystems des Fahrzeug-Automatikgetriebes
gemäß der ersten
Ausführungsform
beschreibt;
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6 einen
Ablaufplan, der die Funktionsweise des Getriebesteuersystems des
Fahrzeug-Automatikgetriebes gemäß der ersten
Ausführungsform beschreibt;
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7 {enthaltend
die 7(a) bis 7(e)} ein Diagramm, das die
Steuerungskennlinien des Getriebesteuersystems des Fahrzeug-Automatikgetriebes gemäß einer
zweiten Ausführungsform
beschreibt;
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8 einen
Ablaufplan, der die Funktionsweise des Getriebesteuersystems des
Fahrzeug-Automatikgetriebes gemäß der zweiten
Ausführungsform
beschreibt.
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1. Erste Ausführungsform
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Es wird ein Getriebesteuersystem
eines Fahrzeug-Automatikgetriebes 2 gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung geschaffen.
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In 1 ist
ein Motor 1 gezeigt, dessen Leistung über das Automatikgetriebe 2 auf
ein (nicht gezeigtes) Antriebsrad übertragen wird. Das Automatikgetriebe 2 enthält einen
Drehmomentwandler 4, einen Kraftübertragungsmechanismus 3 (Planetengetriebe),
eine Öldrucksteuerung 5,
einen Controller 40 (ECU, elektronische Steuereinheit)
und dergleichen. Der Kraftübertragungsmechanismus 3 umfasst
ein Planetengetriebe, das z. B. vier Vorwärts gangzahnräder und
ein Rückwärtsgangzahnrad
umfasst. Außerdem
sind in dem Kraftübertragungsmechanismus 3 zur
Kraftübertragung
durch Ändern
des Übersetzungsverhältnisses
des Planetengetriebes kraftschlüssige
Elemente wie etwa mehrere Öldruckkupplungen
und mehrere Öldruckbremsen
enthalten.
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Die Funktion des Kraftübertragungsmechanismus 3 kann
anhand eines Steuersignals vom Controller 40 gesteuert
werden. Hier enthält
der Controller 40 einen Speicher, der einen (nicht gezeigten) ROM
und einen (nicht gezeigten) RAM und dergleichen umfasst, eine (nicht
gezeigte) Zentraleinheit, einen (nicht gezeigten) Zähler als
Zeitgeber und dergleichen. Mit dem Controller 40 sind ein
Sensor 21 (Nt-Sensor), der die Turbinenraddrehzahl Nt einer Antriebswelle 3a (Turbinenrad)
des Drehmomentwandlers 4 erfasst, ein Sensor 22 (No-Sensor),
der die Abtriebszahnraddrehzahl No erfasst, ein Sensor 23 (θt-Sensor),
der die Drosselklappenstellung θt
einer an einem Einlasskanal des Motors 1 angeordneten Drosselklappe
erfasst, ein Sensor 24 (Ne-Sensor), der die Motordrehzahl
Ne erfasst, ein (nicht gezeigter) Sensor, der die Fahrpedalstellung
erfasst, und dergleichen verbunden. Der Controller 40 kann die
Fahrgeschwindigkeit anhand der Abtriebszahnraddrehzahl No berechnen,
weshalb der Sensor 22 für
die Abtriebszahnraddrehzahl als Fahrgeschwindigkeitssensor dient.
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Aufbau und Funktionsweise
des Kraftübertragungsmechanismus 3
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 die Funktionsweise des
Kraftübertragungsmechanismus 3 beschrieben.
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Zur Vereinfachung besitzt der Kraftübertragungsmechanismus 3 in 2 anstelle des Planetengetriebes
ein Zwei achsen-Parallelgetriebe.
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Wie in 2 gezeigt
ist, sind ein erstes antreibendes Zahnrad 31 und ein zweites
antreibendes Zahnrad 32 vorgesehen, die sich um die Antriebswelle 3a des
Kraftübertragungsmechanismus 3 drehen können. Die
Antriebswelle 3a weist einen Abschnitt auf, der zwischen
dem ersten antreibenden Zahnrad 31 und dem zweiten antreibenden
Zahnrad 32 angeordnet und an einer Öldruckkupplung 33 und
einer Öldruckkupplung 34,
die jeweils als kraftschlüssiges Element
dienen, angebracht ist. Das erste antreibende Zahnrad 31 und
das zweite antreibende Zahnrad 32, die mit der Öldruckkupplung 33 bzw.
der Öldruckkupplung 34 in
Eingriff sind, können
sich im Wesentlichen gemeinsam mit der Antriebswelle 3a drehen.
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Es ist eine Zwischenwelle 35 vorgesehen, die
im Wesentlichen parallel zur Antriebswelle 3a angeordnet
ist. Die Zwischenwelle 35 ist über einen (nicht gezeigten)
Getriebemechanismus zur Reduktion der Enddrehzahl mit dem (nicht
gezeigten) Antriebsrad verbunden. Mit der Zwischenwelle 35 sind ein
erstes angetriebenes Zahnrad 36 und ein zweites angetriebenes
Zahnrad 37 verbunden, die mit dem ersten antreibenden Zahnrad 31 bzw.
mit dem zweiten antreibenden Zahnrad 32 in Eingriff sind.
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Bei einem wie oben aufgebauten Kraftübertragungsmechanismus 3 kann
das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 die
Drehung der Antriebswelle 3a von der Öldruckkupplung 33 über das
erste antreibende Zahnrad 31 und das erste angetriebene
Zahnrad 36 auf die Zwischenwelle 35 übertragen,
wobei beispielsweise der 2. Gang erreicht wird, während das
Einrücken
der Öldruckkupplung 34 die
Drehung der Antriebswelle 3a von der Öldruckkupplung 34 über das
zweite antreibende Zahnrad 32 und das zweite angetriebene
Zahnrad 37 auf die Zwischenwelle 35 übertragen
kann, wo durch beispielsweise der 3. Gang erreicht wird.
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Das Ausrücken der eingerückten Öldruckkupplung 33 (kraftschlüssiges Element
für den
niedrigeren Gang, in diesem Beispiel für den 2. Gang) und das Einrücken der Öldruckkupplung 34 (kraftschlüssiges Element
für den
höheren
Gang, in diesem Beispiel den 3. Gang) kann ein Hochschalten vom
2. Gang in den 3. Gang ausführen.
Im Gegensatz dazu kann das Ausrücken
der eingerückten Öldruckkupplung 34 und
das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 ein
Herunterschalten aus dem 3. Gang in den 2. Gang ausführen.
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Aufbau und Funktionsweise der Öldruckkupplungen 33 und 34 Im
Folgenden wird mit Bezug auf 3 der
Aufbau und die Funktionsweise der Öldruckkupplungen 33 und 34 beschrieben.
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Hier sind die Öldruckkupplungen 33 und 34 im
Aufbau und in der Funktionsweise im Wesentlichen gleich. Die Beschreibung
der Öldruckkupplung 34 entfällt deshalb.
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Wie in 3 gezeigt
ist, ist die Öldruckkupplung 33 vom ölhydraulischen
Mehrfachreibscheibentyp, der mehrere Reibscheiben 50 besitzt.
Die Reibscheibe 50 besitzt mehrere erste Scheiben (die
sich im Wesentlichen gemeinsam mit der Antriebswelle 3a drehen
können)
und mehrere zweite Scheiben (die sich im Wesentlichen gemeinsam
mit der Antriebswelle 3a drehen können), die sich überlappen. Hierbei überlappen
sich die ersten Scheiben und die zweiten Scheiben abwechselnd.
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Die Zufuhr von Betriebsöl über einen
zweiten Ölkanal 14 und
eine Öffnung 51 zur Öldruckkupplung 33 bewegt
einen Kolben 52 entgegen der Vorspannkraft einer Rückstellfeder 53 und
bringt so die Reibscheiben 50 zum Haften aneinan der, was
zu einem eingerückten
Zustand der Öldruckkupplung 33 führt. Umgekehrt
führt der
Abzug von Betriebsöl über die Öffnung 51 des
zweiten Ölkanals 14 dazu,
dass die Rückstellfeder 53 den
Kolben 52 in die entgegengesetzte Richtung drückt und
so die Reibscheiben 50 voneinander löst.
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Der Kolben 52 der Öldruckkupplung 33 definiert
eine Bereitschaftsposition zum Ausführen der vollständigen Trennung.
In der Bereitschaftsposition ist ein Spiel definiert, das so ausgelegt
ist, dass ein so genanntes "Schlupfdrehmoment", das zwischen den
Reibscheiben 50 auftreten kann, verhindert wird. Zum Einrücken der Öldruckkupplung 33 wird
jede der Reibscheiben zuerst in eine Position bewegt, in der im
Wesentlichen kein Spiel vorhanden ist, mit anderen Worten in eine
Position kurz vor einer einen kraftschlüssigen Eingriff bewirkenden
Position. Diese Verschiebung der Scheibe 50 wird als "Aufbrauchen des Spiels" bezeichnet, was
eine gewisse Zeitspanne (im Folgenden als "Zeit zum Aufbrauchen des Spiels" in Anspruch nehmen
kann.
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Zum anderen kann das vollständige Ausrücken der Öldruckkupplung 33 aus
ihrem eingerückten
Zustand infolge des Schlupfdrehmoments, das während einer bestimmten Zeitspanne
nach dem Beginn der Auseinanderbewegung der Reibscheiben 50 hervorgerufen
werden kann, nach Beginn der Absenkung der Öldrucks des Öldruckkupplung 33 eine
gewisse Zeit beanspruchen. Diese verstrichene Zeit wird im Folgenden
als "verlorene Zeit" bezeichnet.
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Aufbau und Funktionsweise der Öldrucksteuerung 5 Im
Folgenden wird mit Bezug auf 4 der
Aufbau und die Funktionsweise der Öldrucksteuerung 5 beschrieben.
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Die Öldrucksteuerung 5 enthält Tastverhältnis-Magnetventile
(im Folgenden zur Vereinfachung als "Magnetventile 11" bezeichnet), die mit den oben genannten
jeweiligen kraftschlüssigen
Elementen (den Kupplungen und Bremsen) korrespondieren. Das Steuern
der Betätigung
der Magnetventile 11 kann den Ölfluss (die Zufuhr und den
Abzug von Betriebsöl
für die
kraftschlüssigen
Elemente entsprechend den jeweiligen Magnetventilen 11)
steuern. Die Magnetventile 11 sind im Aufbau und in der
Funktionsweise im Wesentlichen von herkömmlicher Art. Deshalb wird
im Folgenden lediglich dasjenige Magnetventil 11, das die Öldruckkupplung 33 steuert,
beschrieben, wobei eine wiederholte Beschreibung für die anderen
Magnetventile 11 entfällt.
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Wie in 4 gezeigt
ist, ist das Magnetventil 11 vom normal geschlossenen Typ
und enthält
ein Schaltventil für
zwei Stellungen. Das Magnetventil 11 besitzt auf drei Abschnitte
verteilt eine erste Öffnung 11a,
eine zweite Öffnung 11b und
eine dritte Öffnung 11c.
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Die erste Öffnung 11a ist mit
einem ersten Ölkanal 13 verbunden,
der Betriebsöl
von einer (nicht gezeigten) Ölpumpe
zuführt.
Der erste Ölkanal 13 enthält einen
(nicht gezeigten) Druckregler und dergleichen, der auf einen bestimmten
Druck (Öldruck) geregeltes
Betriebsöl
zuführt.
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Die zweite Öffnung 11b ist mit
dem zweiten Ölkanal 14 verbunden,
der zur Öldruckkupplung 33 führt, während die
dritte Öffnung 11c mit
einem dritten Ölkanal 15 verbunden
ist, der zu einem (nicht gezeigten) Ölbehälter führt. Der zweite Ölkanal 14 besitzt
eine erste Drossel 16, während der dritte Ölkanal 15 eine
zweite Drossel 17 besitzt. Die erste Drossel 16 des
zweiten Ölkanals 14 besitzt
einen Durchflussquerschnitt, der größer als jener der zweiten Drossel 17 des
dritten Ölkanals 15 ist.
Außerdem
ist am zweiten Ölkanal 14 zwischen
der Öldruckkupplung 33 und der
ersten Drossel 16 ein Speicher 18 vorgesehen.
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Das Magnetventil 11 ist
mit dem Controller 40 elektrisch verbunden. Der Controller 40 kann
das Tastverhältnis
des Magnetventils 11 bei einer bestimmten Frequenz (beispielsweise
50 Hz) steuern. Wenn dem Magneten 11e des
Magnetventils 11 kein Strom zugeführt wird, drückt die
Rückstellfeder 11g gegen
den Ventilkörper 11f,
wodurch die erste Öffnung 11a von
der zweiten Öffnung 11b abgeschnitten ist,
während
die zweite Öffnung 11b mit
der dritten Öffnung 11c in
Verbindung steht. Wenn andererseits dem Magneten 11e des
Magnetventils 11 Strom zugeführt wird, wird der Ventilkörper 11f entgegen
der Federkraft der Rückstellfeder 11g angehoben,
wodurch die erste Öffnung 11a mit
der zweiten Öffnung 11b in
Verbindung steht, während
die zweite Öffnung 11b von
der dritten Öffnung 11c abgeschnitten
ist.
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Der wesentliche
Aufbau
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Im Folgenden wird das Wesentliche
des Getriebesteuersystems des Fahrzeug-Automatikgetriebes 2 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung hervorgehoben.
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Das Getriebesteuersystem des Automatikgetriebes 2 gemäß der ersten
Ausführungsform
weist ein typisches Merkmal der Getriebesteuerung im Folgenden Zustand
auf:
Während
eines bei vollständig
zurückgestelltem Fahrpedal
ausgeführten
Herunterschaltens drückt der
Fahrer bereits vor dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn auf das Fahrpedal.
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Gemäß der ersten Ausführungsform
ist der Begriff "vor
dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn" als Zeitspanne zwi schen
den folgenden zwei Zeitpunkten definiert:
- 1.
dem Zeitpunkt, zu dem das Auslösen
des Herunterschaltens befohlen wird (im Fall eines Herunterschaltens
aus dem 3. Gang in den 2. Gang: Zeitpunkt, zu dem Ausrücken der Öldruckkupplung 34 als
kraftschlüssiges
Element für
den höheren
Gang befohlen wird) und
- 2. dem Zeitpunkt, zu dem das Spiel der Öldruckkupplung 33 als
kraftschlüssiges
Element für
den niedrigeren Gang aufgebraucht ist, mit anderen Worten, zu dem
das Einkuppeln der Öldruckkupplung 33 beginnt
oder zu dem die Übertragung
des Drehmoments durch die Öldruckkupplung 33 beginnt.
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Genaue Beschreibung des
Controllers 40
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Wie in den 5(a) bis 5(c) gezeigt
ist, kann der Controller 40 die Getriebekennlinie des Automatikgetriebes 2,
also die Steuerkennlinie des Magnetventils 11 speichern.
Das Herunterschalten kann gemäß dieser
Steuerkennlinie erfolgen.
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Im Folgenden wird das Herunterschalten
bei vollständig
zurückgestelltem
Fahrpedal (wenn der Fahrer beispielsweise das Fahrpedal zurücknimmt, um
das Fahrzeug bei roter Ampel zu stoppen) beschrieben.
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In diesem Fall kann der Controller 40 anhand der
Informationen vom Sensor 23 für die Drosselklappenstellung
und vom Sensor 22 für
die Abtriebszahnraddrehzahl (Fahrgeschwindigkeitssensor) bestimmen,
ob die Bedingung für
das Herunterschalten erfüllt
ist (ob eine Herunterschaltlinie überschritten ist).
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Wenn die Bedingung für das Herunterschalten
erfüllt
ist, kann der Controller 40 ein Schalten aus dem momentanen
Gang (einem höheren
Gang: beispielsweise dem 3. Gang) in einen anderer Gang (einen niedrigeren
Gang: beispielsweise den 2. Gang), der um eine Stufe tiefer als
der momentane Gang ist, veranlassen.
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Dazu Genaueres: Wie in 5(a) gezeigt ist, kann der
Befehl zum Auslösen
des Schaltens (Zeitpunkt SS) einen Übergang des Tastverhältnisses
des Magnetventils 11 der Öldruckkupplung 34 {kraftschlüssiges Element
für den
höheren
Gang (3. Gang), auszurückend}
von 100% auf 0% veranlassen, wodurch das Ausrücken der Öldruckkupplung 34 beginnt.
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Wie in 5(b) zu
erkennen ist, kann die Öldruckkupplung 33 {kraftschlüssiges Element
für den niedrigeren
Gang (2. Gang), einzurückend},
die bisher ausgerückt
war, zulassen, dass das Magnetventil 11 vorläufig das
Tastverhältnis
von 100% (Zeitpunkt SS1) besitzt. Hierbei ist das Tastverhältnis von
100% für
das provisorische Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 vorgesehen.
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Durch die Zeitpunkte SS und SS1 ist
ein Zeitabstand definiert. Der Zeitabstand SS-SS1 kann die folgende
Ursache haben:
Die Öldruckkupplung 34 lässt sich
durch Einstellen ihres Tastverhältnisses
auf 0% nicht sofort vollständig
lösen.
Mit anderen Worten: es wird verlorene Zeit für das Beseitigen des Schlupfdrehmoments
benötigt.
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Deshalb wird das Aufbrauchen des
Spiels der Öldruckkupplung 33 nach
dem Verstreichen der verlorenen Zeit ausgeführt.
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Fahrpedal wird nicht niedergedrückt
{siehe
strichpunktierte Linie in 5(a) und 5(b)}
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Bei nicht niedergedrücktem Fahrpedal
kann der Controller
40 anschließend für eine bestimmte Zeitspanne,
nämlich
einer üblichen
Zeitspanne tN zwischen dem Zeitpunkt SS1
und dem Zeitpunkt SB' zum
Aufbrauchen des Spiels, das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 33 auf
100% einstellen, wie in 5(b) durch
eine strichpunktierte Linie gezeigt ist. Danach kann das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 33 abnehmen
und ein anfängliches
Einkuppel-Tastverhältnis
Ds erreichen, das einen relativ niedrigen Druck bewirkt, der zulässt, dass
die Öldruckkupplung 33 die
Drehmomentübertragung
auslöst.
Danach kann der Controller 40 das Tastverhältnis des
Magnetventils 11 auf der Grundlage des Änderungsverhältnisses
der Turbinenraddrehzahl Nt nachführen
und somit schrittweise das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 fördern. Zum
Zeitpunkt SF' (Erfassen
der Synchronisation auf den niedrigeren Gang) kann der Controller 40 das
Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 33 auf
100% erhöhen,
womit das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 abschließt.
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In der oben genannten Zeitspanne
(vom Zeitpunkt SB' bis
zum Zeitpunkt SF')
kann der Controller 40 das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 wieder erhöhen (auszurückend),
wie durch die strichpunktierte Linie in 5(a) gezeigt ist, und zwar in dem Maße, dass
die Öldruckkupplung 34 eine
Eingriffskraft kurz vor dem vollständigen Ausrücken beibehält. Ab dem Zeitpunkt SB' kann der Controller 40 die Öldruckkupplung 34 durch
Nachführen
des Tastverhältnisses
auf der Grundlage des Änderungsverhältnisses
der Turbinenraddrehzahl Nt schrittweise ausrücken. Danach kann der Controller 40 zum
Zeitpunkt SF' (Erfassen
der Synchronisation auf den niedrigeren Gang) das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 auf
0% absenken, womit das Ausrücken
der Öldruckkupplung 34 abschließt.
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Oben sind die Vorgänge bis
zum Abschließen
des Herunterschaltens in den 2. Gang zusammengefasst.
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Fahrpedal niedergedrückt
{siehe
eigentliche Linie in 5(a) und 5(b)}
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Wenn andererseits erfasst wird, dass
das Fahrpedal in der Zeitspanne vom Zeitpunkt SS (Beginn des Ausrückens der Öldruckkupplung 33)
bis zum Zeitpunkt SB' (Spiel
der Öldruckkupplung 33 aufgebraucht)
niedergedrückt
ist, kann der Controller 40 für eine bestimmte Zeit das Schalten
in den niedrigen Gang (2. Gang) verhindern und stattdessen vor Beginn
des Schaltens die Getriebesteuerung für den höheren Gang (3. Gang) ausführen. Diese
Art des Schaltens wird im Folgenden als "Wiederherstellungssteuerung" oder "Gangwechselverhinderungssteuerung" bezeichnet.
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Hierbei kann das Niederdrücken des
Fahrpedals, wie aus 5(c) hervorgeht,
auf der Grundlage einer Fahrpedalstellungskorrektur ΔAcc (Grad/s)
bestimmt werden. Genauer, die Fahrpedalstellungskorrektur ΔAcc an oder über einem
bestimmten Punkt kann ein Kriterium für die Feststellung sein, dass
das Fahrpedal niedergedrückt
ist.
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Ein Niederdrücken des Fahrpedals während des
Herunterschaltens bei vollständig
zurückgestelltem
Fahrpedal kann beispielsweise im Folgenden Fall eintreten: Bevor
das Fahrzeug wegen der roten Ampel zum Stoppen kommt, veranlasst
ein plötzlicher
Wechsel der Ampel auf grün
den Fahrer, auf das Fahrpedal zu treten.
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Das Folgende handelt von der oben
erwähnten
Wiederherstellungssteuerung. Zum Zeitpunkt SS2 (Erfassen, dass das
Fahrpedal niedergedrückt ist)
wird das Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 33 auf
ein minimales Tastverhältnis
Dmin abgesenkt. Im Wesentlichen gleichzeitig damit kann das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 auf
100% erhöht
werden, wodurch der 3. Gang beibehalten wird. Das mini male Tastverhältnis Dmin
kann wie folgt bestimmt werden:
Als Tastverhältnis, das
einen Öldruck
bewirkt, der den Kolben 52 der Öldruckkupplung 33 entgegen
der Vorspannkraft der Rückstellfeder 53 eine
(zwischen dem Zeitpunkt SS1 und dem Zeitpunkt SS2 definierte) Hubposition
einnehmen lässt.
Mit anderen Worten, das minimale Tastverhältnis Dmin kann die Öldruckkupplung 33 (für den niedrigeren
Gang) zum Zeitpunkt SS2, zu dem erfasst wird, dass das Fahrpedal
niedergedrückt
ist, in einem bestimmten Zustand halten.
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Im Folgenden wird ein spezifisches
Verfahren zum Bilden des minimalen Tastverhältnisses Dmin beschrieben.
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Verfahren 1: Unter Bezugnahme auf
eine Zeitspanne t0 zwischen beispielsweise dem Zeitpunkt SS1 (Beginn
des Aufbrauchens des Spiels) und dem Zeitpunkt SS2 (Erfassen, dass
das Fahrpedal niedergedrückt
ist) kann der Controller 40 die vom Kolben zur Ausführung eines
Hubs benötigte
Durchflussmenge des Betriebsöls
berechnen. Die so berechnete Betriebsöldurchflussmenge wird auf den Öldruck zur
Beibehaltung der Hubposition des Kolbens 52 zum Zeitpunkt
SS2 umgerechnet. Danach wird das diesem Öldruck entsprechende minimale
Tastverhältnis
Dmin gebildet.
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Verfahren 2: Das minimale Tastverhältnis Dmin
kann anderweitig vorgegeben sein. Unabhängig von der Zeitspanne t0
(also einer Zeit, die zum Zeitpunkt SS2 endet) in Bezug auf die
gewöhnliche Zeitspanne
tN zum Aufbrauchen des Spiels kann der Controller 40 ein
dem Öldruck
für einen
unvollständigen
Hub des Kolbens 52 entsprechenden Öldruck vorgeben. Dieses Tastverhältnis kann
als minimales Tastverhältnis
Dmin definiert werden. In diesem Fall sollte der Öldruck jedoch
vorzugsweise nahezu einem vollständigen
Hub des Kolbens 52 entsprechen.
-
Anschließend kann die Öldruckkupplung 34 das
Tastverhältnis
von 100% für
eine bestimmte Zeitspanne tF beibehalten,
wie in 5(a) zu erkennen ist,
wodurch für
diese Zeit das Herunterschalten verhindert wird. Wenigstens für diese
Zeitperiode tF kann die Öldruckkupplung 34 (für den höheren Gang)
zuverlässig
eingerückt
bleiben. Mit anderen Worten:
Der Übergang des Tastverhältnisses
der Öldruckkupplung 34 auf
100% lässt
diese nicht sofort einrücken.
Für das
zuverlässige
Einrücken
der Öldruckkupplung 34 vergeht
eine bestimmte Zeitspanne tF als Bereitschaftszeit.
-
Auch dann, wenn das Fahrpedal in
einem Zustand, in dem mit dem Senken der Einrückkraft der Öldruckkupplung 34 begonnen
worden ist, niedergedrückt
wird und die Öldruckkupplung 33 noch
ausgerückt
ist, kann das Ausführen
der oben genannten Wiederherstellungssteuerung den Getriebestoß dadurch
verhindern, dass die Öldruckkupplung 34 sofort
{nämlich
durch Wiederherstellung des höheren Gangs
(des 3. Gangs)} eingerückt
wird. In der bestimmten Zeitspanne tF kann
der Controller 40 den 3. Gang beibehalten, wodurch ein
schnelles Ansteigen der Motordrehzahl, das bei niedergedrücktem Fahrpedal
hervorgerufen werden kann, verhindert wird. Dadurch kann das Fahrzeug
unter Beschleunigung gehalten werden.
-
Nach dem Verstreichen der bestimmten
Zeitspanne tF kann der Controller 40 eine
gewöhnliche, auf
der Fahrpedalstellung und der Fahrgeschwindigkeit basierende Steuerung
ausführen.
Mit anderen Worten, der Controller 40 kann durch Bezugnahme auf
ein Getriebekennfeld bestimmen, ob der momentane hohe Gang beibehalten
wird oder ob auf einen niedrigeren Gang zu wechseln ist.
-
Wenn erfasst wird, dass bei niedergedrücktem Fahrpedal heruntergeschaltet
wird (mit anderen Worten: unter Gasgeben heruntergeschaltet wird), zeigt
die eigentliche Linie in 5(a),
dass das Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 34 von
100% sofort, wie durch einen Gangwechselbeginn-Zeitpunkt IF in 5(a) angegeben ist, auf ein bestimmtes
Tastverhältnis
herabgesetzt wird. Danach wird das Tastverhältnis bis zu einem Zeitpunkt
SB kontinuierlich (oder mit einer bestimmten Rate) reduziert, damit
die Öldruckkupplung 34 zu
schlupfen beginnen kann. Wenn der Schlupf der Öldruckkupplung 34 durch
Bezugnahme auf die Änderung
der Turbinenraddrehzahl Nt erfasst wird, kann das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 anschließend auf
der Grundlage der Änderungsrate
der Turbinenraddrehzahl Nt für das
schrittweise Ausrücken
der Öldruckkupplung 34 nachgeführt werden.
Danach kann der Controller 40 zum Zeitpunkt SF (Erfassen
der Synchronisation auf den niedrigeren Gang) das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 auf
0% absenken, womit das Ausrücken
der Öldruckkupplung 34 abgeschlossen
ist.
-
In der oben genannten Zeitspanne
kann der Controller 40 die Öldruckkupplung 33 ausrücken. Genauer,
der Controller 40 kann das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 33 zuerst
für das
Aufbrauchen des Spiels auf 100% ändern.
Das Aufbrauchen des Spiels wird hiermit gestartet, damit es kurz
vor dem Zeitpunkt SB beendet ist. Hierbei ist das provisorische
Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 zwischen
dem Zeitpunkt SS1 und dem Zeitpunkt SS2 (Zeitspanne t0) bereits
ausgeführt
worden, gefolgt von dem minimalen Tastverhältnis Dmin. Dadurch dass die
Zeitspanne t0 von der gewöhnlichen Zeitspanne
tN für
das Aufbrauchen des Spiels abgezogen wird, wie durch die eigentliche
Linie in 5(b) gezeigt
ist, kann die Zeit für
das Aufbrauchen des Spiels verkürzt
werden.
-
Nach dem Aufbrauchen des Spiels (Verstreichen
der Zeit zum Aufbrauchen des Spiels) kann der Controller 40 das
Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 34 auf
ein anfängliches
EinkuppelTastverhältnis,
das dem Antriebsdrehmoment entspricht und dem anfänglichen
EinkuppelTastverhältnis
Ds angenähert worden
ist, absenken. Ab dem Zeitpunkt SN (Erfassen des Schlupfs der Öldruckkupplung 34)
kann der Controller 40 auf der Grundlage der Änderung
der Turbinenraddrehzahl Nt die Nachführung so vornehmen, dass das
Einrücken
der Öldruckkupplung 33 gefördert wird.
Zum Zeitpunkt SF (Erfassen der Synchronisation auf den niedrigen
Gang) kann der Controller 40 das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 33 auf
100% erhöhen,
womit das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 abgeschlossen
ist. Damit kann das wiederholte Herunterschalten abgeschlossen werden.
-
Im Folgenden Zustand nach Verstreichen der
bestimmten Zeitspanne tF (nämlich zum
Gangwechselbeginn-Zeitpunkt IF) veranlasst der Controller 40 ein
Herunterschalten ohne Gasgeben, wie in 5 durch
die strichpunktierte Linie anstelle der eigentlichen Linie angegeben
ist.
-
Das Fahrpedal ist bereits wieder
um den Winkel θ niedergedrückt worden
und die Herunterschaltbedingung ist erfüllt.
-
Ablaufplan – erste
Ausführungsform
-
Mit dem Aufbau und mit der Funktionsweise, die
oben beschrieben wurden, besteht der Kern des Getriebesteuersystems
des Fahrzeug-Automatikgetriebes 2 gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung in der Ausführung
der Getriebesteuerung beispielsweise nach dem Ablaufplan, der in 6 gezeigt ist.
-
Schritt 1
-
Die Routine bestimmt, ob die Bedingung
für das
Herunter schalten bei zurückgestelltem
Fahrpedal (im Leerlauf) erfüllt
ist.
-
Wenn JA im Schritt 1, geht die Routine
zum nachfolgenden Schritt 2 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 1, führt die
Routine den Rücksprung
aus.
-
Schritt 2
-
Die Routine startet die Herunterschaltsteuerung.
-
Schritt 3
-
Die Routine bestimmt, ob das Fahrpedal
niedergedrückt
ist.
-
Wenn JA im Schritt 3, geht die Routine
zum nachfolgenden Schritt 4 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 3, geht die
Routine zum Schritt 5 über.
-
Schritt 4
-
Die Routine bestimmt, ob das Fahrpedal
vor dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt SB' niedergedrückt worden
ist. Mit anderen Worten, die Routine bestimmt, ob das Fahrpedal
in der Zeitspanne vom Zeitpunkt SS (Beginn des Ausrückens der Öldruckkupplung 34)
bis zum Zeitpunkt SB' (Spiel der Öldruckkupplung 33 aufgebraucht)
niedergedrückt
ist.
-
Wenn JA im Schritt 4, geht die Routine
zum nachfolgenden Schritt 5 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 4, geht die
Routine zum Schritt 6 über.
-
Schritt 5
-
Die Routine führt das Herunterschalten aus. Die
gesamten Inhalte des US-Patents Nr. 5.445.579 (Äquivalent des japanischen Patents
Nr. 3097339B2), die hiermit durch Verweis aufgenommen sind, legen
dieses Herunterschalten dar.
-
Schritt 6
-
Die Routine führt die Wiederherstellungssteuerung
(oder Gangwechselverhinderungssteuerung) aus. In diesem Fall rückt die
Routine die Öldruckkupplung 34 für den höheren Gang
(3. Gang) wieder ein und behält
diesen für
die bestimmte Zeitspanne tF vor dem Herunterschalten
bei.
-
Im Folgenden werden die Folgen des Schritts
6 näher
beschrieben.
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Auch dann, wenn das Fahrpedal in
einem Zustand, in dem mit dem Senken der Einrückkraft der Öldruckkupplung 34 begonnen
worden ist, niedergedrückt
wird und die Öldruckkupplung 33 noch
ausgerückt
ist, kann das Ausführen
der oben genannten Wiederherstellungssteuerung den Getriebestoß dadurch
verhindern, dass die Öldruckkupplung 34 sofort
{nämlich
durch Wiederherstellung des höheren Gangs
(des 3. Gangs)} eingerückt
wird. In der bestimmten Zeitspanne tF kann
der Controller 40 den 3. Gang beibehalten, wodurch ein
schnelles Ansteigen der Motordrehzahl, das bei niedergedrücktem Fahrpedal
hervorgerufen werden kann, verhindert wird. Dadurch kann das Fahrzeug
bei verbessertem Fahrverhalten unter Beschleunigung gehalten werden.
-
Außerdem wird hierbei die Öldruckkupplung 33 (für den niedrigeren
Gang) so eingestellt gehalten, dass sie das minimale Tastverhältnis Dmin
besitzt. Mit anderen Worten, der Kolben 52 der Öldruckkupplung 33 kann
seine Hubposition beibehalten. Dadurch kann die Öldruckkupplung 33 bei
einem anschließendem
Herunterschalten schnell reagieren, was zu einer Verkürzung der
Kraftübertragungszeit führt.
-
Dadurch dass die Herunterschaltbedingung nach
der Wiederherstellungssteuerung (Gangwechselverhinderungssteuerung)
eingehalten wird, kann das Herunterschalten erneut ausgeführt werden,
was ein Fehlen an Beschleunigungskraft, das verursacht wird, wenn
der höhere
Gang beibehalten wird, vermeidet.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung wird der Kolben 52 der Öldruckkupplung 33 (für den niedrigeren
Gang) zum Zeitpunkt SS2 (Erfassen, dass das Fahrpedal niedergedrückt ist)
in der Hubposition gehalten und kann dadurch, dass die Zeitspanne
t0 von der gewöhnlichen
Zeitspanne tN für das Aufbrauchen des Spiels
abgezogen wird (da das provisorische Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 bereits
zwischen dem Zeitpunkt SS1 und dem Zeitpunkt SS2, also während der
Zeitspanne t0, erfolgt ist), die Zeit zum Aufbrauchen des Spiels
beim anschließenden
Herunterschalten verkürzt
werden. Beim anschließenden
Herunterschalten kann dadurch die Routine den Öldruck der Öldruckkupplung 33 (für den niedrigeren
Gang) mit hoher Genauigkeit steuern, wodurch ein Getriebestoß verhindert
wird.
-
2. Zweite Ausführungsform
-
Es ist ein Getriebesteuersystem des
Fahrzeug-Automatikgetriebes 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform
wird die Getriebesteuerung vom Fahrer ausgelöst, der "vor" dem
wirklichen Kraftübertragungsbeginn
während des
Herunterschaltens bei zurückgestelltem
Fahrpedal wieder das Fahrpedal niederdrückt.
-
Im Gegensatz dazu wird die Getriebesteuerung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
vom Fahrer ausgelöst,
der "nach" dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn
während
des Herunterschaltens bei zurückgestelltem
Fahrpedal wieder das Fahrpedal niederdrückt.
-
Bis auf den gerade genannten Unterschied ist
das Getriebesteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform
im Wesentlichen gleich dem Getriebesteuersystem gemäß der ersten
Ausführungsform.
Deshalb sind jene Teile und Abschnitte, die im Wesentlichen gleich
sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei wiederholte
Beschreibungen entfallen.
-
Die Beschreibung der zweiten Ausführungsform
erfolgt mit Bezug auf die 7(a) bis 7(e). Anhand der Informationen
vom Sensor 23 für
die Drosselklappenstellung und vom Sensor 22 für die Abtriebszahnraddrehzahl
(Fahrgeschwindigkeitssensor) kann der Controller 40 bestimmen,
ob die Bedingung für
das Herunterschalten erfüllt
ist (ob eine Herunterschaltlinie überschritten ist).
-
Wenn die Bedingung für das Herunterschalten
erfüllt
ist, kann der Controller 40 ein Schalten aus dem momentanen
Gang (einem höheren
Gang: beispielsweise dem 3. Gang) in einen anderen Gang (einen niedrigeren
Gang: beispielsweise den 2. Gang), der um eine Stufe tiefer als
der momentane Gang ist, veranlassen.
-
Wie in 7(b) gezeigt
ist, kann der Befehl zum Auslosen des Schaltens (Zeitpunkt SS) einen Übergang
des Tastverhältnisses
des Magnetventils 11 der Öldruckkupplung 34 {kraftschlüssiges Element
für den
höheren
Gang (3. Gang), auszurückend}
von 100% auf 0% veranlassen, wodurch das Ausrücken der Öldruckkupplung 34 beginnt.
-
Dadurch kann der Öldruck der Öldruckkupplung 34,
wie in 7(a) gezeigt
ist, abgesenkt werden. Daraufhin verstreicht die verlorene Zeit
zum Beseitigen des Schlupfdrehmoments der Öldruckkupplung 34.
Wie in 7(c) zu erkennen
ist, kann die Öldruckkupplung 33 {kraftschlüssiges Element
für den niedrigeren
Gang (2. Gang), einzurückend},
die bisher ausgerückt
war, danach zulassen, dass das Magnetventil 11 {zum Zeitpunkt
SS1 in 7(c)} das Tastverhältnis von
100% besitzt. Der momentane Zustand wird für die gewöhnliche Zeitspanne tN zum Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 beibehalten.
-
Dadurch kann die Öldruckkupplung 33,
wie in 7(a) zu erkennen
ist, einen relativ niedrigen Öldruck
herbeiführen
(ansteigend), wodurch der Kolben 52 der Öldruckkupplung 33 einen
Hub in dem Maß,
dass ein Drehmoment übertragen
wird, ausführen
kann.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform
ist wie in der ersten Ausführungsform
der Zeitpunkt SB' als Zeitpunkt,
zu dem das Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 abgeschlossen
ist, (oder als Zeitpunkt des Beginns des Einrückens der Öldruckkupplung 33 oder
des Beginns der Drehmomentübertragung
durch die Öldruckkupplung 33)
definiert. Deshalb wird dieser Zeitpunkt SB' auch als wirklicher Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
SB' bezeichnet.
-
Danach wird, wie in 7(c) zu erkennen ist, das Tastverhältnis des
Magnetventils 11 der Öldruckkupplung 33 auf
das anfängliche
EinkuppelTastverhältnis
Ds, das einen relativ niedrigen Druck, nämlich einen Druck, der wenigstens
noch so hoch ist, dass er das oben erwähnte Aufbrauchen des Spiels
aufrechterhält,
bewirken kann, abgesenkt. Das anfängliche EinkuppelTastverhältnis Ds
kann beibehalten werden, bis der Beginn des Übergangs (vom 3. Gang zum 2.
Gang) zum Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
IF in 7(e) erfasst wird.
Sobald der Beginn des Gangwechsels zum Zeitpunkt IF in 7(e) erfasst worden ist,
kann die Routine das Tastverhältnis des
Magnetventils 11 auf der Grundlage der Turbinenraddrehzahl
Nt nachführen
und somit das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 schrittweise
fördern.
-
Außerdem kann die Öldruckkupplung 34,
sobald der Beginn des Gangwechsels zum Zeitpunkt IF erfasst worden
ist, das Tastverhältnis
so weit wieder erhöhen,
wie in 7(b) zu erkennen
ist, dass die Eingriffskraft aufrechterhalten wird. Dieses Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 kann
ab dem Gangwechselbeginn-Zeitpunkt IF für eine bestimmte Zeitspanne
aufrechterhalten werden. Anschließend kann das Tastverhältnis der Öldruckkupplung 34 auf
der Grundlage der Änderung
der Turbinenraddrehzahl Nt rückgeführt und
somit das Ausrücken
der Öldruckkupplung 34 schrittweise
gefördert
werden.
-
Wie der Beginn des Gangwechsels
(vom 3. Gang zum 2. Gang) bestimmt wird
-
Der Controller 40 kann den
Beginn des Gangwechsels anhand der Turbinenraddrehzahl Nt (die durch
den Sensor 21 für
die Turbinenraddrehzahl erfasst wird) und die Abtriebszahnraddrehzahl No
(die durch den Sensor 22 für die Abtriebszahnraddrehzahl
erfasst wird) bestimmen.
-
Die Kraftübertragung im 3. Gang (im Getriebe)
kann zu Nt = r⋅No
(r: Zähnezahlverhältnis des
3. Gangs) führen,
während
der Beginn des Gangwechsels zu Nt ≠ r⋅No führen kann.
Wenn Nt – r⋅No > eine bestimmte Drehzahl
(beispielsweise 30 min–1) , kann der Controller 40 bestimmen,
dass der Übergang vom
3. Gang in den 2. Gang begonnen hat. Natürlich liegt der Gangwechsel-Zeitpunkt
IF nach dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
SB'.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform
kann der Controller 40 nach dem Bestimmen oder Erfassen,
dass in einer Zeitspanne zwischen dem Beginn der Drehmomentübertragung
durch die Öldruckkupplung 33 (also
nach dem Aufbrauchen des Spiels der Öldruckkupplung 33 zum
Zeitpunkt SB') und
dem Schaltvorgangsende-Zeitpunkt t2 das Fahrpedal niedergedrückt ist,
eine Steuerung zum Begrenzen des Motordrehmoments auf ein bestimmtes
Drehmoment Tr1 ausführen.
Dass das Fahrpedal niedergedrückt ist,
kann hier durch ein Verfahren bestimmt werden, das im Wesentlichen
dem Verfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
im Zusammenhang mit 5(c) entspricht.
Genauer, wenn die Fahrpedalstellungskorrektur ΔAcc (Grad/s) in 7(d) einen bestimmten Punkt erreicht
oder diesen überschreitet, kann
der Controller 40 bestimmen, dass das Fahrpedal niedergedrückt ist.
-
Steuerung zum
Begrenzen des Motordrehmoments
-
Zu einem nach dem Zeitpunkt SB' liegenden Zeitpunkt
t1, zu dem erfasst wird, dass das Fahrpedal niedergedrückt ist,
siehe 7(d), kann der
Controller 40 die Steuerung zum Begrenzen des Motordrehmoments
ausführen.
Genauer, das Motordrehmoment kann auf ein bestimmtes Motordrehmoment Tr1,
das unabhängig
vom Niederdrückungsgrad
des Fahrpedals vorgegeben ist, begrenzt werden.
-
Im Folgenden wird erläutert, warum
das Motordrehmoment, falls das Fahrpedal bereits während des
Herunterschaltens niedergedrückt
wird, zwischen dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
SB' und dem Schaltvorgangsende-Zeitpunkt t2 begrenzt
wird:
Da weder die Öldruckkupplung 33 noch
die Öldruckkupplung 34 in
der oben genannten Zeitspanne eingerückt sind, kann das gemäß dem niedergedrückten Fahrpedal
abgegebene Motordrehmoment die Motordrehzahl schnell bis zur Synchronisation
auf den niedrigeren Gang oder über
diese hinaus ansteigen lassen, wodurch dem Fahrer das Gespür für die Beschleunigung
verloren geht. Außerdem
kann eine anschließende
Nachführung
der Öldruckkupplung 34 den
Einkuppelöldruck
erhöhen,
wodurch ein starker Getriebestoß hervorgerufen
wird.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform
kann somit, falls das Fahrpedal während des Herunterschaltens
bereits zwischen dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
SB' und dem Schaltvorgangsende-Zeitpunkt
t2 niedergedrückt
wird, die Begrenzung auf das bestimmte Motordrehmoment Tr1 das schnelle
Ansteigen der Motordrehzahl bis zur Synchronisation auf den niedrigeren
Gang oder über diese
hinaus verhindern. Das Ansteigenlassen bis zu dem bestimmten Motordrehmoment
Tr1 vermeidet das Unbehagen, das der Fahrer empfindet, wenn durch
das Verhindern eines schnellen Anstiegs der Motordrehzahl das Fahrzeug
nicht beschleunigt wird. Wenn das schnelle Ansteigen der Motordrehzahl
bis zur Synchronisation auf den niedrigeren Gang oder über diese
hinaus in dieser Weise verhindert wird, können übermäßige Nachführung (die nachträglich erfolgen
kann) eingeschränkt
werden und somit ein Getriebestoß verhindert werden.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform
ist das Getriebesteuersystem so aufgebaut, dass die Steuerung zum
Begrenzen des Motordrehmoments durch Begrenzen der Drosselklappenstellung θt erfolgt.
Genauer, für
das Getriebesteuersystem gemäß der zweiten
Ausführungsform
werden ein (nicht gezeigtes) Fahrpedal und eine (nicht gezeigte)
Drosselklappe verwendet, die elektrisch verbunden sind, was auch
als verdrahtetes Drosselklappensystem oder elektronisch gesteuerte
Drosselklappe (ETV) bezeichnet wird. Bei die sem Getriebesteuersystem kann
die Drosselklappenstellung θt über das
Steuersignal vom Controller 40 korrekt verändert werden.
-
Bei einer normalen Fahrt des Fahrzeugs kann
die Drosselklappe so gesteuert werden, dass ihre Öffnung θt der Fahrpedalstellung
Acc entspricht. Außerdem
kann in diesem Fall das Erfassen, dass das Fahrpedal beim Herunterschalten
wieder niedergedrückt
ist, nachdem das Spiel der Öldruckkupplung 33 zum
Zeitpunkt SB' aufgebraucht
ist, die Drosselklappenstellung θt
auf eine bestimmte Stellung begrenzen. Eine gestrichelte Linie in 7(d) zeigt die Kennlinie
der (gedachten) Fahrpedalstellung Acc entsprechend der Drosselklappenstellung θt (bestimmte
Stellung).
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Das Ausführen der oben genannten Drosselklappensteuerung
kann ein Ansaugen des Motors und somit das Motordrehmoment beschränken. Hierbei
ist die Drosselklappenstellung θt
(bestimmte Stellung) entsprechend dem bestimmten Motordrehmoment
Tr1 vorzugeben. Andernfalls kann die Drosselklappenstellung θt als Drosselklappenstellung θt zum Zeitpunkt
t1 (Erfassen, dass das Fahrpedal niedergedrückt ist) bestimmt werden.
-
Zum anderen führen die Öldruckkupplung 33 und
die Öldruckkupplung 34 das
Tastverhältnis
ihrer Magnetventile 11 auf der Grundlage der Änderung der
Turbinenraddrehzahl Nt nach, Wenn erfasst wird, dass das Fahrpedal
zum Zeitpunkt t1 wieder niedergedrückt ist, muss der Öldruck unmittelbar
entsprechend dem niedergedrückten
Fahrpedal erhöht
werden. Die oben genannte Nachführung
kann jedoch die Öldruckreaktion
verzögern,
weshalb kein unmittelbares Erhöhen
des Öldrucks
erfolgt.
-
Genauer, die Öldruckkupplung 34 kann
aus folgendem Grund nicht in der Lage sein, den Öldruck unmittelbar zu erhö hen:
Solange
das Fahrpedal nicht wieder niedergedrückt wird, bleibt es (im Leerlauf)
zurückgestellt.
Beim Erfassen, dass das Fahrpedal niedergedrückt ist, befindet sich deshalb
der Kolben 52 in einem Zustand vor Abschluss des Hubs.
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Angesichts der oben erwähnten Verzögerung der Öldruckreaktion
kann der Controller 40, sobald er erfasst, dass das Fahrpedal
niedergedrückt ist,
das Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 33 zum Zeitpunkt
t1, um eine Tastverhältniskorrektur ΔD erhöhen, wie
in 7(c) zu erkennen
ist, wobei der Kolben 52 zu dieser Zeit seinen Hub beendet,
was zu einer guten Reaktion führt.
Hierbei ist das Tastverhältnis
zum Zeitpunkt t1 als Einkuppelbefehl-Tastverhältnis definiert.
-
Das Erhöhen um die Tastverhältniskorrektur ΔD zum Zeitpunkt
t1 kann den Einkuppelöldruck
der Öldruckkupplung 33 erhöhen, wie
in 7(a) zu erkennen
ist, wodurch das Einrücken
der Öldruckkupplung 33 unterstützt wird.
-
Anstatt einen Anstieg des Motordrehmoments
zum Zeitpunkt, zu dem das Fahrpedal wieder niedergedrückt wird,
vollständig
zu verhindern, kann der Controller 40 gemäß der zweiten
Ausführungsform
das Motordrehmoment von einem Drehmoment, das im wesentlichem dem
Leerlaufpunkt entspricht, auf das bestimmte Motordrehmoment Tr1
erhöhen. In
diesem Fall kann der Einkuppelöldruck
der Öldruckkupplung 33 und
der Öldruckkupplung 34 nachgeführt und
somit das Tastverhältnis
entsprechend dem Anstieg der Turbinenraddrehzahl, der dem Anstieg
des Motordrehmoments entspricht, gesteuert werden. In diesem Fall
kann jedoch die Verzögerung des Öldrucks
zu einem schnellen Anstieg der Motordrehzahl auf die Gangsynchronisation
oder über
diese hinaus führen.
Bei einem in dieser Weise herbeigeführten schnellen Anstieg der
Motordrehzahl auf die Gangsynchronisation oder über diese hinaus kann der Controller 40 bestimmen,
dass der Öldruck der Öldruckkupplung
zu niedrig ist, weshalb ein Einkuppelöldruck an die Öldruckkupplung 34 geliefert wird,
der größer als
erforderlich ist (mit anderen Worten das Tastverhältnis höher als
erforderlich eingestellt wird), wodurch die Öldruckkupplung 34 schnell einrückt und
somit den Getriebestoß herbeiführt.
-
Um diesen Getriebestoß zu verhindern,
kann der Controller 40 zum Zeitpunkt t1 vorsorglich das Tastverhältnis (Einkuppelbefehl-Tastverhältnis) der Öldruckkupplung 33 (deren
Kolben 52 seinen Hub beendet hat, was zu einer guten Reaktion
führen kann)
um die Tastverhältniskorrektur ΔD erhöhen, um
den Einkuppelöldruck
hinsichtlich einer Erhöhung zu
korrigieren und somit die Motordrehzahl auf einen Wert unterhalb
der Gangsynchronisation zu begrenzen.
-
Diese Tastverhältniskorrektur ΔD kann entsprechend
der Motordrehmomentkorrektur ΔT
gebildet werden, wie in 7(d) zu
erkennen ist. Das Motordrehmoment vor dem Niederdrücken des
Fahrpedals ist im Wesentlichen gleich dem Motordrehmoment im Leerlauf,
während
sich das Motordrehmoment nach dem Niederdrücken des Fahrpedals unabhängig von
der Fahrpedalstellung auf das bestimmte Drehmoment Tr1 einstellt.
Deshalb kann die Motordrehmomentkorrektur ΔT als (konstantes) bestimmtes
Drehmoment betrachtet werden. In dieser Weise kann die Tastverhältniskorrektur ΔD, die entsprechend
der Motordrehmomentkorrektur ΔT
gebildet werden kann, vorgegeben werden, wodurch sich die Steuerlogik
vereinfacht.
-
Wenn anschließend zum Zeitpunkt SF anhand
der Turbinenraddrehzahl Nt und der Abtriebszahnraddrehzahl die Synchronisation
auf den niedrigeren Gang (2. Gang) festge stellt wird, kann der Controller 40 das
Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 33 auf
ein bestimmtes Tastverhältnis
D1 festlegen und dieses für
eine bestimmte Bereitschaftszeitspanne beibehalten. Der Controller 40 kann
zum anderen die Nachführung
der Öldruckkupplung 34 fortsetzen.
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Hierbei ist diese Bereitschaftszeitspanne
so zu definieren, dass das Herunterschalten in den 2. Gang gewährleistet
ist. Während
der Bereitschaftszeit kann die Steuerung zum Begrenzen des Motordrehmoments
fortgesetzt werden.
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Nach dem Verstreichen der Bereitschaftszeit (Schaltvorgangsende-Zeitpunkt
t2) kann der Controller 40, wie in den 7(b) und 7(c) zu
erkennen ist, das Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 34 auf
0% und das Tastverhältnis
der Öldruckkupplung 33 auf 100%
einstellen, womit der Ablauf des Herunterschaltens endet (Ende des
Schaltvorgangs).
-
Außerdem kann der Controller 40,
wie in 7(d) zu erkennen
ist, die Steuerung zum Begrenzen des Motordrehmoments im Wesentlichen gleichzeitig
mit dem Ende des Schaltvorgangs zum Zeitpunkt t2 beenden. In diesem
Fall kann die Drosselklappenstellung θt, die mit einem solchen Gradienten
verstellt wird, dass sie eine Stellung erreicht, die der momentanen
Fahrpedalstellung entspricht, das Motordrehmoment wiederherstellen
und somit zur Beschleunigung im 2. Gang wechseln.
Ablaufplan – zweite
Ausführungsform
Ablaufplan – erste
Ausführungsform
-
Mit dem Aufbau und der Funktionsweise,
die oben beschrieben wurden, besteht der Kern des Getriebesteuersystems
des Fahrzeug-Automatikgetriebes 2 gemäß der zweiten Aus führungsform
der Erfindung in der Ausführung
der Getriebesteuerung beispielsweise nach dem Ablaufplan, der in 8 gezeigt ist.
-
Schritt 11
-
Die Routine bestimmt, ob die Bedingung
für das
Herunterschalten bei zurückgestelltem
Fahrpedal (im Leerlauf) erfüllt
ist.
-
Wenn JA im Schritt 11, geht die Routine
zum nachfolgenden Schritt 12 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 11, führt die
Routine den Rücksprung
aus.
-
Schritt 12
-
Die Routine startet die Herunterschaltsteuerung.
-
Schritt 13
-
Die Routine bestimmt, ob das Fahrpedal
niedergedrückt
ist.
-
Wenn JA im Schritt 13, geht die Routine
zum nachfolgenden Schritt 14 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 13, geht die
Routine zum Schritt 15 über.
-
Schritt 14
-
Die Routine bestimmt, ob das Fahrpedal
vor dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt SB' niedergedrückt worden
ist. Diese Bestimmung kann ausgeführt werden, indem bestimmt
wird, ob das Spiel der Öldruckkupplung 33 (2.
Gang) aufgebraucht ist.
-
Wenn JA im Schritt 14 (Fahrpedal
ist vor dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt
SB' nieder gedrückt worden),
geht die Routine zum Schritt 16 über.
-
Wenn NEIN im Schritt 14 (Fahrpedal
ist nach dem wirklichen Kraftübertragungsbeginn-Zeitpunkt SB' niedergedrückt worden),
geht die Routine zum Schritt 17 über.
-
Schritt 15
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Die Routine führt ein gewöhnliches Herunterschalten aus,
dem der Rücksprung
folgt.
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Schritt 16
-
Die Routine führt die Wiederherstellungssteuerung
aus, wie sie im Schritt 6 des Ablaufplans gemäß der ersten Ausführungsform
beschrieben worden ist.
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Schritt 17
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Die Routine führt die Steuerung zum Begrenzen
des Motordrehmoments aus. Das heißt, dass bei einer Fahrpedalstellungskorrektur ΔAcc (Grad/s)
an oder über
dem bestimmten Punkt zum Zeitpunkt t1 (Erfassen, dass das Fahrpedal
niedergedrückt
ist) die Drosselklappe auf die Stellung θt (bestimmte Stellung) festgelegt
werden kann, wodurch das Motordrehmoment auf das bestimmte Motordrehmoment
Tr1 begrenzt wird. Nach dem Verstreichen der Bereitschaftszeit kann
die Routine bestimmen, dass der Übergang
auf den niedrigeren Gang abgeschlossen, womit die Steuerung zum
Begrenzen der Motordrehzahl beendet ist.
-
Das in dieser Weise begrenzte Motordrehmoment
kann das schnelle Ansteigen der Motordrehzahl auf die Gangsynchronisation
oder über
diese hinaus begrenzen. Außerdem
ist in diesem Fall statt dem vollständigen Begrenzen des Motordrehmoments
eine bestimmte Toleranz für
das Motordrehmoment vorgesehen, wodurch das Unbehagen, das der Fahrer
empfindet, wenn das Fahrzeug nicht beschleunigt wird, vermieden
wird. Dadurch dass das Ansteigen der Motordrehzahl wie oben beschrieben verhindert
wird, kann das schnelle Einrücken
der Öldruckkupplung 33,
das durch die anschließende Nachführung verursacht
werden kann, und somit der Getriebestoß verhindert werden.
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Wenn erfasst wird, dass das Fahrpedal
niedergedrückt
ist (Zeitpunkt t1), kann das Erhöhen
des Tastverhältnisses
der Öldruckkupplung 33,
deren Kolben 52 seinen Hub beendet hat, die Verzögerung der Öldruckreaktion
minimieren. Mit der Erhöhung der
Motordrehzahl in Richtung der Gangsynchronisation wird die Öldruckkupplung 33 um
die Tastverhältniskorrektur ΔD nach vorn
verstellt, wodurch die Motordrehzahl auf einen Wert unterhalb der
Gangsynchronisation begrenzt wird.
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Die Tastverhältniskorrektur ΔD, die bei
der Steuerung zum Begrenzen des Drehmoments entsprechend dem Motordrehmoment
(der Motordrehmomentkorrektur ΔT)
gebildet werden kann, kann ohne weiteres vorgegeben werden, wodurch
sich die Steuerlogik vereinfacht.
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Wenn die Synchronisation auf den
höheren Gang
erfasst wird (Zeitpunkt SF), kann der Controller die Öldruckkupplung 33 auf
das bestimmte Tastverhältnis
D1 einstellen und dieses für
eine bestimmte Bereitschaftszeitspanne beibehalten, wodurch das Schalten
in den 2. Gang zuverlässig
ausgeführt
wird.
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Nach dem Verstreichen der Bereitschaftszeit kann
der Controller 40 bestimmen, dass das Schalten in den niedrigeren
Gang beendet ist, weshalb auch die Steuerung zum Begrenzen des Motordrehmoments
beendet wird. Nach dem Ende des Schaltvorgangs (Zeitpunkt t2) kann
das Motordrehmoment entsprechend dem vom Fahrer vorgenommenen Be schleunigen
abgegeben werden, wodurch vermieden wird, dass sich der Fahrer unbehaglich
fühlt und
sich das Fahrverhalten verschlechtert. Nach dem Beenden der Steuerung
zum Begrenzen des Motordrehmoments kann hierbei die Drosselklappenstellung θt mit dem
bestimmten Gradienten verstellt werden, so dass sie eine Stellung
erreicht, die der momentanen Fahrpedalstellung entspricht. Dadurch
kann das Motordrehmoment proportional zur momentanen Fahrpedalstellung
wiederhergestellt werden, wodurch ein unangenehmes Gefühl des Fahrers
vermieden wird Obwohl die Erfindung mit Bezug auf zwei Ausführungsformen
erläutert
wurde, können
selbstverständlich
viele weitere Modifikationen und Abänderungen durch den Fachmann
vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der
Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
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Beispielsweise erfolgt gemäß der ersten
und der zweiten Ausführungsform
das Herunterschalten aus dem 3. Gang in den 2. Gang. Jedoch ermöglicht die
Erfindung unter der Voraussetzung, dass eines der kraftschlüssigen Elemente
aus dem eingerückten Zustand
in den ausgerückten
Zustand überführt wird, während das
andere kraftschlüssige
Element aus dem ausgerückten
Zustand in den eingerückten
Zustand überführt wird,
auch ein Herunterschalten aus anderen Gängen.
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Außerdem wurde die Steuerung
zum Begrenzen des Motordrehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform
anhand der Begrenzung der Drosselklappenstellung θt erläutert. Jedoch
ist das Verfahren des Begrenzens des Motordrehmoments nicht darauf
eingeschränkt.
Das Begrenzen des Motordrehmoments kann beispielsweise auch durch
Senkung der Kraftstoffeinspritzung oder durch Verändern des
Zündzeitpunkts
vorgenommen werden.
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Diese Anmeldung basiert auf der früheren japanischen
Patentanmeldung Nr. P2002-292769 (eingereicht am 4. Oktober
2002 in Japan) und der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. P2003-317054 (eingereicht am 9. September
2003 in Japan). Die gesamten Inhalte dieser beiden Patentanmeldungen,
deren Priorität
beansprucht wird, sind hier durch Literaturhinweis aufgenommen,
um einen gewissen Schutz gegen eine falsche Übersetzung oder gegen Auslassungen
zu begründen.
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Der Umfang der Erfindung ist in den
folgenden Ansprüchen
definiert.