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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem zur Übersetzungsverhältnisses
eines stufenlosen Automatikgetriebes und insbesondere auf ein System
zur Steuerung eines stufenlosen Automatikgetriebes, das das Übersetzungsverhältnis des
stufenlosen Automatikgetriebes entsprechend dem Fahrzustand des
Fahrzeuges steuert.
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Typischerweise
werden stufenlose Automatikgetriebe so gesteuert, daß das Übersetzungsverhältnis durch
den Einsatz von Kennfeldsteuerungen des Übersetzungsverhältnisses
variiert wird, die entsprechend dem Fahrzustand ausgewählt werden. Eine
solche Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses
für stufenlose
Automatikgetriebe definiert Motordrehzahl-Steuerungskurven für spezifische
Motordrosselklappenöffnungen,
jede der Motordrehzahlsteuerungskurven spezifiziert eine Zielmotordrehzahl
entsprechend den Fahrzeuggeschwindigkeiten. Mit den Kennfeldsteuerungen
des Übersetzungsverhältnisses
wird die Zielmotordrehzahl so gesteuert, daß sie stark zunimmt, so daß der Motor ein
hohes Drehmoment abgibt, wenn die Motordrosselklappenöffnung relativ
groß ist,
und auf der anderen Seite die Steuerung so erfolgt, daß eine sanfte Zunahme
entsteht, wenn die Motordrosselklappenöffnung relativ klein ist, um
so den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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In
Fällen,
bei denen die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
durch Kennfelder erfolgt, wird, wenn die Motordrosselklappe voll
geöffnet
ist, weil der Fahrer die Absicht hat, rasch zu voll geöffnet ist, weil
der Fahrer die Absicht hat, rasch zu beschleunigen, das Zielübersetzungsverhältnis auf
ein maximales Übersetzungsverhältnis eingestellt,
wonach das Übersetzungsverhältnis graduell
zurückgenommen wird,
um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu erhöhen, nachdem die Motordrehzahl
in einem Bereich geringerer Fahrzeuggeschwindigkeiten bis zur höchsten Drehzahl
angestiegen ist. Diese Steuerung des Übersetzungsverhältnisses,
bei der eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit veranlaßt wird, ohne
daß gleichzeitig
eine Änderung
der Motordrehzahl stattfindet, läßt beim
Fahrer ein Gefühl
ungeschickter Beschleunigung entstehen.
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Damit
nun stufenlose Automatikgetriebe dieser Art die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
durchführen,
ohne daß eine
ungeschickte Beschleunigung stattfindet, wurde beispielsweise in
der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung
JP 332426 A vorgeschlagen,
eine stufenweise Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses
dadurch herbeizuführen,
daß die
Motordrehzahl wiederholt abwechselnd graduell erhöht und rasch
zurückgenommen
wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steigern. Diese Steuerung
des Übersetzungsverhältnisses
vermittelt einen angenehmen Fahreindruck, wie sportliches und leichtfüßiges Fahren,
wenn die Motordrosselklappenöffnung
größer ist
als ein vorgegebener wert.
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Aus
DE 4411938 A1 ist
ebenfalls ein Steuerungsverfahren für ein stufenloses Getriebe
bekannt, welches ein gestuftes Getriebe nachbildet, indem die Steuereinrichtung
aus einer Gruppe von voreingestellten Übersetzungen ausgewählte Übersetzungen im
Getriebe einstellt. Um Pendelschaltungen zu verhindern, wird in
Fahrsituationen, in denen der Übersetzungssprung
zu groß wäre, auf
die stufenweise Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
zunächst verzichtet
und statt dessen auf eine stufenlose Steuerung zurückgegriffen.
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Aus
US 4,836,056 ist ein Steuerungssystem für ein stufenloses
Getriebe bekannt, welches sowohl stufenweise als auch stufenlose
Steuerungsmodi aufweist. Die stufenlosen Steuerungsmodi kom men dabei
für kleine
Motordrosselklappenöffnungen
zum Einsatz, um in diesem Bereich eine möglichst kraftstoffsparende
Ansteuerung zu ermöglichen,
während die
stufenweisen Steuerungsmodi für
große
Motordrosselklappenöffnungen
zum Einsatz kommen, um hier ein schnelles Ansprechverhalten der
Beschleunigung zu garantieren.
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Die
stufenweisen Änderungen
des Übersetzungsverhältnisses
werden im Stand der Technik aber gegebenenfalls auch während des
unstabilen Fahrens eingesetzt, beispielsweise, wenn auf einer starken
Steigung gefahren wird, eine Kurve durchfahren wird, wenn mit größerer Querbeschleunigung gefahren
wird, wenn mit größerer Längsgeschwindigkeit
gefahren wird oder wenn auf einer Straße gefahren wird, deren Bodenreibungskoeffizient
niedrig ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
eines stufenlosen Automatikgetriebes zu liefern, welches eine Steuerung
des Übersetzungsverhältnisses
liefert, die sowohl für
Fahrstabilität
wie auch für
ein angenehmes Fahren sorgt, wie z.B. das Gefühl sportlichen und leichtfüßigen Fahrens,
wenn die Motordrosselklappenöffnung
größer ist.
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Diese
Aufgabe wird von einem Steuerungssystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte
Ausführungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird bei einem Steuerungssystem für stufenlose Automatikgetriebe
eine Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses
verwendet, die einen ersten fahrzustandsabhängigen Steuerbereich aufweist,
bei dem die Motordrehzahl so gesteuert wird, daß die Motordrehzahl wiederholt
abwechselnd graduell erhöht
und rasch zurückgenommen
wird, so daß das Übersetzungsverhältnis stufenweise
geändert
wird, sowie einen zweiten fahrzustandsabhängigen Steuerungsbereich, bei
dem die Motordrehzahl so gesteuert wird, daß sie ungefähr linear mit der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
zunimmt, so daß das Übersetzungsverhältnis stufenlos
verändert
wird. Wenn ein Fahrzustand so bewertet wird, daß er innerhalb eines vorgegebenen
unstabilen Bereiches liegt, verengt das Steuersystem des Übersetzungsverhältnis den
Fahrzustandsbereich mit stufenweiser Steuerung, auf dessen Grundlage
die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
durchgeführt
wird, oder es unterbricht die stufenweise Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
auf der Grundlage des entsprechenden Fahrzustandes.
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Das
Steuersystem des Übersetzungsverhältnisses
kann eine vorgegebene Motordrosselklappenöffnung auf einen kleineren
Wert als einen Grenzwert einstellen, bei dem die Kennfeldsteuerung
des Übersetzungsverhältnisses
in den Bereich des Fahrzustandes mit stufenweiser Steuerung und
den Bereich mit stufenloser Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
getrennt wird, um die Bereiche mit stufenweiser Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
dann einzuengen, wenn der Fahrzustand als innerhalb des vorgegebenen
Bereiches unstabiler Fahrzustände liegend
betrachtet wird. Der Fahrzustand kann als unstabil befunden werden,
wenn die Neigung einer Straße,
auf der das Fahrzeug fährt,
größer ist
als eine vorgegebene Neigung, wenn der Lenkwinkel größer ist
als ein vorgegebener Winkel, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeuges
größer ist
als ein vorgegebener Wert, wenn der Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche einer
Straße,
auf der das Fahrzeug fährt,
geringer ist als ein vorgegebener Wert oder wenn die Längsbeschleunigung
des Fahrzeuges größer ist
als ein vorgegebener Wert.
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Mit
dem Steuerungssystem für
stufenlose Automatikgetriebe wird ein stetiges Fahren des Fahrzeuges
dadurch sichergestellt, daß der
Bereich der Fahrzustände
mit stufenweiser Steuerung auch dann geändert wird, wenn der Fahrzustand
innerhalb des vorgegebenen Bereiches unstabiler Fahrzustände befindlich
ist.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung verwendet ein Steuerungssystem für stufenlose Automatikgetriebe
eine stufenweise Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses zur
Steuerung der Motordrehzahl in der Weise, daß sie mit der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und
der Drosselklappenöffnung
zunimmt, so daß dementsprechend
das Übersetzungsverhältnis stufenweise
geändert
wird, und eine weitere stufenlose Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses, bei
der die Motordrehzahl mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird,
wobei das Übersetzungsverhältnis stufenlos
verändert
wird. Das Steuerungssystem wählt
und verwendet die stufenweise Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses, wenn
ein sich ändernder
Wert der Drosselklappenöffnung
gleich oder geringer ist als ein vorgegebener Wert oder die stufenlos
Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses,
wenn die Geschwindigkeit der Änderung
größer ist
als ein vorgegebener Wert.
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Mit
dem System zur Steuerung stufenloser Automatikgetriebe erfolgt die
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung entsprechend der Betätigung eines Gaspedals.
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Weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile gehen aus der nachstehenden
Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert
werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
schematisches Diagramm, das ein stufenloses Automatikgetriebe in
Toroidausführung zeigt,
welches mit einem Getriebesteuerungssystem nach einer Ausführungsform
der Erfindung ausgestattet ist;
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2 einen
Schaltmechanismus des stufenlosen Automatikgetriebes in Toroidausführung nach 1;
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3 ein
Blockdiagramm des Getriebesteuerungssystems;
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4 eine
Darstellung einer stufenweisen Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses;
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5 eine
Darstellung einer kombinierten Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses;
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6 eine
Darstellung einer weiteren kombinierten Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses;
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7 eine
Darstellung noch einer weiteren kombinierten Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses;
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8 eine
Darstellung einer stufenlosen Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses;
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9 ein
Flußdiagramm
mit der Darstellung einer Abfolgeroutine der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
für einen
Mikrocomputer eines Steuergerätes;
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10 eine
Variante des Flußdiagrammes zur
Darstellung der Abfolgeroutine der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
nach 9;
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11 eine
weitere Variante des Flußdiagrammes
zur Darstellung der Abfolgeroutine der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
nach 9;
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12 noch
eine weitere Variante des Flußdiagrammes
zur Darstellung der Abfolgeroutine der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
nach 9;
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13 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und
der Motordrehzahl während
einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses;
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14 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Motordrosselklappenöffnung und
der Motordrehzahländerung
während
eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses;
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15 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen sich ändernden
Motordrosselklappenöffnungs-Werten
und Motordrehzahländerungen
während
eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses;
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16 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen Schaltzeiten
und Motordrehzahl während
eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses;
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17 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen Schaltzeit und
Motordrosselklappenöffnung
während
eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses;
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18 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen Schaltzeit und
sich ändernden Werten
der Motordrosselklappenöffnung
während
eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses;
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19 ein
Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen Motordrehzahlwechsel
und Antriebsimpulszahl, und
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20 ein
Flußdiagramm
mit der Darstellung einer Abfolgeroutine der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
für den
Mikrocomputer eines Steuergerätes
eines Getriebesteuerungssystem für ein
stufenloses Automatikgetriebe in Toriodausführung nach einer weiteren spezifischen
Ausführungsform
der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 und 2 weist
ein stufenloses Automatikgetriebe in Toroidausführung (das im folgenden der
Einfachheit halber als Automatikgetriebe bezeichnet wird) CVT mit
einem Steuerungssystem nach der Erfindung ein Planetenradgetriebe 1 und
ein Paar darin eingebaute Toroidübertragungseinheiten 3A und 3B auf
und ist über
einen Drehmomentwandler 2 mit einem Motor EN verbunden.
Jede der Toroidübertragungseinheiten 3A und 3B weist eine
zur Rotation auf einer Getriebeabtriebswelle 8 montierte
Antriebsscheibe 4, eine mit der Getriebeabtriebswelle 8 verbundene
Abtriebsscheibe 5 und ein Paar in Reibungskontakt mit gegenüberliegenden Toroidflächen der
Antriebsscheibe 4 und der Abtriebsscheibe 5 gehaltenen
Rollen 6 zur Übertragung von
Drehmoment zwischen den An- und Abtriebsscheiben 4 und 5 auf.
Das Automatikgetriebe CVT weist zwei Drehmomentübertragungswege auf, nämlich einen
ersten Drehmomentübertragungsweg
PL1 in einem manuellen Schaltmodus, der durch einen Wählschalter 31 gewählt wird
(siehe 3), und einen zweiten Drehmomentübertragungsweg
PL2 in einem Automatikwahlmodus, der ebenfalls durch den Wählschalter 31 gewählt wird.
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Das Übersetzungsverhältnis des
Automatikgetriebes CVT wird dadurch gesteuert, daß die Rollen 6 bezüglich einer
vertikalen, zur Drehachse X der Rolle 6 rechtwinkeligen
Linie O gekippt werden, was durch einen Steuerventilmechanismus 9 bewirkt wird.
Der genannte Ventilmechanismus 9 weist ein Steuerventil 10 und
einen Schrittmotor 15 auf. Das Steuerventil 10 weist
eine zylindrische, axial in einem (nicht gezeigten) Ventilgehäuse bewegliche
Muffe 10a und eine federbelastete, in der Muffe 10a aufgenommene
und relativ zu dieser bewegliche Spule 10b auf. Die Muffe 10a wird
mit einem Einlaß 12 und an
axial entgegengesetzten Seiten des Einlasses 12 angeordneten
Auslässen 13 und 14 ausgebildet.
Hydraulikleitungsdruck wird dem Steuerventil 10 über eine
mit einem Druckwertregelventil 16 versehene Druckleitung 12a zugeführt. Der
Schrittmotor 15 bewegt die Muffe 10a axial, um
die Einlaßöffnung 12 selektiv
mit den genannten Auslässen 13 und 14 in
Verbindung zu bringen. Die relative Position zwischen der Spule 10b und
den Kolben 17 und 18 wird mittels des Zusammenwirkens
eines Rings 19 und einer Feder 20 eingestellt.
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Hydraulisch
betätigte
Kolben 17 und 18 zur Bewirkung der Kippbewegung
der Rollen 6 werden über
Druckleitungen 13a bzw. 14a mit Hydraulikdruck aus
dem Druckmechanismus 9 beaufschlagt. Das Übersetzungsverhältnis des
Automatikgetriebes CVT wird entsprechend den Kippwinkeln α der Rollen 6 (siehe 1)
in bezug auf die vertikale Linie O festgelegt.
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Wie
in 3 gezeigt, steuert ein Steuergerät 21 des
Getriebesteuerungssystems nach einer Ausführungsform der Erfindung den
Schrittmotor 15 und das Regelventil 16 auf der
Grundlage verschiedener Steuerparameter, wie z.B. Motordrehzahl
N, Fahrzeuggeschwindigkeit V, Motordrosselklappenöffnung Tvo,
Längsbeschleunigung
Gx, Querbeschleunigung Gy, Lenkwinkel ϕ, Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ, Straßenneigungswinkel θ usw. Um
diese Steuerparameter in Form von elektrischen Signalen zu liefern,
werden verschiedene Sensoren installiert, nämlich ein Geschwindigkeitssensor 22 zur
Erfassung der Drehzahl N des Motors EN, ein Geschwindigkeitssensor 23 zur
Erfassung der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 8 als
Fahrzeuggeschwindigkeit V, ein Positionssensor 24 zur Erfassung
der Motordrosselklappenöffnung
Tvo, Beschleunigungssensoren 25 und 26 zur Erfassung
der Längsbeschleunigung
Gx bzw. der Querbeschleunigung Gy, ein Winkelsensor 27 zur
Erfassung des Lenkwinkels ϕ des Lenkrades, ein Reibungssensor 28 zur
Erfassung des Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche und ein Winkelsensor 29 zur
Erfassung des Neigungswinkels θ der
Straße.
Das Steuergerät 21 ist weiter
mit einem Bremsschalter 30, der eingeschaltet wird, wenn
die Bremse angelegt wird, einem Temperatursensor 32a zur
Messung der Temperatur des Hydrauliköls und einem Drucksensor 32b zur
Messung des Leitungsdruckwertes versehen.
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Daten
der Kennfeldsteuerungen des Getriebeübersetzungsverhältnisses
A bis E, wie in den 4 bis 8 gezeigt,
werden vorher im Steuergerät
abgespeichert und selektiv abgerufen, um zu bewirken, daß das Automatikgetriebe
CVT einen ordnungsgemäßen Wechsel
des Übersetzungsverhältnisses
durchführt
bzw. entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges ein angemessenes Übersetzungsverhältnis herstellt.
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Die
Kennfeldsteuerung A des Übersetzungsverhältnisses
definiert verschiedene Muster von Übersetzungsverhältnisänderungen
entsprechend Fahrzeuggeschwindigkeiten V und Motordrosselklappenöffnungen
Tvo. Jede der Kennfeldsteuerungen des Übersetzungsverhältnisses
B bis D weist zwei fahrzustandsabhängige Steuerbereiche auf, nämlich einen
ersten oder stufenweisen Steuerbereich Z1, bei dem die Kennfeldsteuerung
des Übersetzungsverhältnisses
Muster von stufenweisen Übersetzungsverhältnisänderungen
in der Weise definiert, daß die
Motordrehzahl N mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V wiederholt
abwechselnd graduell erhöht
und rasch zurückgenommen
wird, und einen zweiten bzw. stufenlosen Steuerungsbereich Z2, bei
dem die Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnisses
die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
in der Weise definiert, daß eine stufenlose
und graduelle Veränderung
der Motordrehzahl N herbeigeführt
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt. Es ist anzumerken,
daß in der
Beschreibung die ersten und zweiten Bereiche Z1 und Z2 im folgenden
als Bereich der stufenweisen Steuerung bzw. als Bereich der stufenlosen
Steuerung bezeichnet werden. Die Kennfeldsteuerung E des Übersetzungsverhältnisses
definiert verschiedene Muster der Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses
in der Weise, daß eine
stufenlose Veränderung
der Motordrehzahl N mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V bewirkt
wird. In jeder der Kennfeldsteuerungen des Übersetzungsverhältnisses
B, C und D weist der Bereich der stufenweisen Steuerung Z1 Drosselklappenöffnungen
Tvo auf, die größer sind
als eine kritische Drosselklappenöffnung Tvos, und der Bereich
stufenloser Steuerung Z2 weist Drosselklappenöffnungen Tvo auf, die kleiner sind
als die kritische Motordrosselklappenöffnung Tvos. Diese kritische
Motordrosselklappenöffnung Tvos
wird entsprechend den Kennfeldern differenziert, nämlich 1/8
für die
Kennfeldsteuerung B des Übersetzungsverhältnisses,
2/8 für
die Kennfeldsteuerung C des Übersetzungsverhältnisses
und 3/8 für die
Kennfeldsteuerung D des Übersetzungsverhältnis ses.
Diese Bereiche der stufenweisen Steuerung Z1 und der stufenlosen
Steuerung Z2 überlappen sich
in Grenz- bzw. Übergangsbereichen.
Jedes Muster der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
der Kennfeldersteuerungen B, C und D des Übersetzungsverhältnisses
ist jeweils so programmiert, daß ein
Umschalten auf ein höheres Übersetzungsverhältnis bewirkt
wird, wenn die Motordrosselklappenöffnung Tvo in dem Bereich der
stufenweisen Steuerung Z1 größer wird.
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Bei
der Getriebesteuerung wird der Bereich der stufenweisen Steuerung
Z1 dadurch geändert, daß entsprechend
unstabilen Fahrzuständen,
die auf der Grundlage von Kontrollparametern festgestellt werden,
wie z.B. Straßenneigungswinkel θ, Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ, Längsbeschleunigung
Gx und Lenkwinkel ϕ oder Querbeschleunigung Gy eine geeignete
Kennfeldsteuerung B, C und D des Übersetzungsverhältnisses
ausgewählt
wird.
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9 ist
ein Flußdiagramm
mit der Darstellung der Abfolgeroutine für die Getriebesteuerung für das Steuergerät 21,
bei der Fahrzustände
entsprechend Straßenneigungswinkeln θ als stabil
oder unstabil festgestellt werden. Die Flußdiagrammlogik beginnt bei
Schritt S1, und die Steuerung geht direkt zum Funktionsblock, wo
verschiedene Steuerparameter, wie z.B. Motordrehzahl N, Fahrzeugdrehzahl V,
Motordrosselklappenöffnung
Tvo, Längsbeschleunigung
Gx, Querbeschleunigung Gy, Lenkwinkel ϕ, Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ und Straßenneigungswinkel θ auf der
Grundlage von Signalen aus den Sensoren und Schaltern 25 bis 31 in
das Steuergerät 21 eingelesen
werden. Die genannten Sensoren und Schalter 25 bis 31 sind
als solche dem Fachmann bekannt, und es können beliebige bekannte Typen
zum Einsatz kommen. Des weiteren wird bei Schritt S1 ein Signal
K eingelesen, wenn der manuelle Wählhebel 31 betätigt wird.
Bei Schritt S2 erfolgt eine Entscheidung dahingehend, ob der manuelle
Wählhebel 31 so
betätigt
wurde, daß eine
der Kennfeldsteuerungen A bis E des Übersetzungsverhältnisses
gewählt
wurde. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung positiv ist, wird bei
Schritt S3 eine der gewählten
Kennfeldsteuerungen A bis E des Übersetzungsverhältnisses
verwendet. Wenn der manuelle Wählhebel 31 nicht
betätigt
und also der automatische Schaltmodus gewählt wurde, werden die Kennfeldsteuerungen
B, C und D des Übersetzungsverhältnisses
automatisch entsprechend den Straßenneigungswinkeln θ gewählt. Insbesondere
erfolgen bei den Schritten S4 bis S6 Feststellungen, ob der Straßenneigungswinkel θ jeweils
größer ist
als der obere kritische Winkel θ1,
geringer als der obere kritische Winkel θ1, aber größer als der untere kritische Winkel θ2 oder geringer
als der untere kritische Winkel θ2.
Wenn als Ergebnis der bei Schritt S4 erfolgenden Feststellung der
Straßenneigungswinkel θ größer ist
als der obere kritische Winkel θ1,
wird bei Schritt S7 die Kennfeldsteuerung D des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn als Ergebnis der bei Schritt S5 getroffenen Feststellung der
Straßenneigungswinkel θ zwischen
dem oberen und unteren kritischen Winkel θ1 und θ2 liegt, wird bei Schritt S8 die
Kennfeldsteuerung C des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn des weiteren als Ergebnis der bei Schritt S6 getroffenen Feststellung
der Straßenneigungswinkel θ kleiner
ist als der untere kritische Winkel θ2, wird bei Schritt S9 die
Kennfeldsteuerung B des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Durch diese automatische Auswahl der Kennfeldsteuerungen B, C und
D des Übersetzungsverhältnisses
wird der Bereich Z1 der stufenweisen Steuerung so geändert, daß er mit
zunehmendem Straßenneigungswinkel θ enger wird,
was eine Verbesserung der Fahrstabilität mit sich bringt. Wenn immer
eine der Kennfeldsteuerungen A bis D des Übersetzungsverhältnisses entweder
manuell oder automatisch ausgewählt
wird, erfolgt bei Schritt S10 die Feststellung, ob sich der Fahrzustand
in einem Punkt des Bereiches der stufenweisen Steuerung befindet.
Wenn der Fahrzustand an einem Punkt der stufenweisen Steuerung innerhalb
des Bereiches der stufenweisen Steuerung befindlich ist, erfolgt
bei Schritt S11 die Berechnung der Veränderung der Motordrehzahl ΔN auf der Grundlage
der Motordrosselklappenöffnung
Tvo und die Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo.
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Wie
in den 13 bis 15 gezeigt,
wird die Motordrehzahl EN während
einer Getriebesteuerung im Bereich der stufenweisen Steuerung Z1,
bei der sich die Motordrehzahl N rasch von No bis N1 ändert, so
gesteuert, daß die
Motordrehzahländerung ΔN in dem
Maße zunimmt,
wie sowohl die Drosselklappenöffnung
Tvo und die Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo größer werden,
so daß die
Motordrehzahl EN für
den Fahrer, der sportliches Fahren versucht, angenehm klingt.
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Als
nächstes
erfolgt bei Schritt S12 auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung Tvo
und der Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo eine Berechnung einer Schaltzeit to,
die notwendig ist, die Drehzahl N des Motors EN von No auf N1 zu ändern. Insbesondere
und wie in den 16 bis 18 gezeigt,
wird die Schaltzeit einerseits so geändert, daß sie länger ist, wenn die Motordrosselklappenöffnung Tvo
zunimmt, was den Schaltruck vermindert, der auf dem hohen Eingangsdrehmoment
beruht, das auf das Automatikgetriebe CVT übertragen wird, und auf der
anderen Seite wird sie kürzer
eingestellt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung der Drosselklappenöffnung Tvo
zunimmt, was eine schnelle Übersetzungsänderung
in der Weise ermöglicht,
daß der
Fahrer ein spritziges Fahren genießt, wobei Schaltrucke in Kauf
genommen werden.
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Im
Anschluß daran
werden bei den Schritten S13 bzw. S14 Berechnungen einer Zielmotordrehzahl
Nt und einer Impulszahl ΔP
durchgeführt.
Die Zielmotordrehzahl Nt ergibt sich aus der Differenz zwischen
der Motordrehzahl No und der Motordrehzahlveränderung ΔN. Die Impulszahl ΔP, mit der
der Schrittmotor 15 angetrieben wird, ergibt sich durch eine
lineare Funktion der Motordrehzahländerung ΔN, wie in 19 gezeigt.
Nach der Berechnung einer Fahrfrequenz fo auf der Grundlage der
Impulse ΔP
und der Schaltzeit to bei Schritt S15 wird
der Schrittmotor 15 bei Schritt S16 in Vorwärtsregelung getaktet.
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Wenn
immer das Ergebnis bei der bei Schritt S10 erfolgenden Feststellung
negativ ist, nachdem eine Zielmotordrehzahl Nt auf der Grundlage
der Kennfeldsteuerung des Übersetzungsverhältnis ses bei
Schritt 517 erfolgte, wird der Schrittmotor 15 bei Schritt
S18 in Rückwärtsregelung
getaktet.
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Wie
oben beschrieben wird in dem Maße, wie
der Straßenneigungswinkel θ über die
kritischen Winkel θ1
und θ2
hinaus größer wird,
oder mit anderen Worten in dem Maße, wie der Fahrzustand unstabiler
wird, der stufenweise Steuerungsbereich so geändert, daß er enger wird, und umgekehrt
wird der stufenlose Steuerungsbereich Z2 so geändert, daß er größer wird. Demzufolge wird der
Bereich von Fahrzuständen,
bei dem das Übersetzungsverhältnis dadurch
geändert
wird, daß die
Motordrehzahl N mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit wiederholt abwechselnd
graduell erhöht
und rasch zurückgenommen
wird, bei größeren Straßenneigungswinkeln θ eingeengt,
und der Bereich von Fahrzuständen,
bei dem das Übersetzungsverhältnis mit
einer festen Geschwindigkeit stufenlos verändert wird, bei größeren Straßenneigungswinkeln θ verbreitert.
Als Ergebnis wird ein sportliches und spritziges Fahren ebenso realisiert
wie stabiles Fahren.
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Die
Stabilität
der Fahrzustände
kann aufgrund der Lenkwinkel ϕ statt der Straßenneigungswinkel θ festgestellt
werden, wie in 10 gezeigt, die ein Flußdiagramm
mit der Darstellung der Änderung
der Abfolgeroutine der Getriebesteuerung ist. Da die Schritte S1
bis S3 und S10 bis S18 in dem Flußdiagramm der in 10 gezeigten
Abfolgeroutine der Getriebesteuerung genau die gleichen sind wie
diejenigen im Flußdiagramm
der in 9 gezeigten Abfolgeroutine der Getriebesteuerung,
betrifft die folgende Beschreibung lediglich die Schritte S4 bis S9.
Im Flußdiagramm
der in 10 gezeigten Abfolgeroutine
der Getriebesteuerung erfolgen bei den Schritten S4 bis S6 Feststellungen
dahingehend, ob jeweils der Lenkwinkel ϕ größer als
der obere kritische Winkel ϕ1, kleiner als der obere kritische
Winkel ϕ, aber größer als
der untere kritische Winkel ϕ oder kleiner als der untere
kritische Winkel ϕ ist. Wenn der Lenkwinkel ϕ größer ist
als der obere kritische Winkel ϕ, wird bei Schritt S7 die
Kennfeldsteuerung D des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn der Lenkwinkel ϕ zwischen dem oberen und unteren kritischen
Winkel ϕ liegt, wird bei Schritt S8 die Kennfeldsteuerung
C des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn des weiteren der Lenkwinkel ϕ kleiner ist als der
untere kritische Winkel ϕ, wird bei Schritt S9 die Kennfeldsteuerung
B des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
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Durch
diese automatische Auswahl der Kennfeldsteuerungen B, C und D des Übersetzungsverhältnisses
wird der stufenweise Steuerungsbereich Z1 so geändert, daß er in dem Maße, wie
der Lenkwinkel ϕ zunimmt, enger wird, was ebenfalls eine
Verbesserung der Fahrstabilität
sicherstellt.
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In
dieser Variante werden einerseits Lenkwinkel ϕ geprüft, um die
Stabilität
des Fahrzustandes festzustellen, und wenn andererseits der Lenkwinkel ϕ über die
kritischen Winkel θ1
oder θ2
hinaus mit entsprechender Verbesserung der Fahrstabilität zunimmt,
wird der stufenweise Steuerungsbereich Z1 so geändert, daß er enger ist, und umgekehrt
wird der stufenlose Steuerungsbereich Z2 so geändert, daß er breiter ist. Demzufolge
wird der Bereich der Fahrzustände,
bei dem das Übersetzungsverhältnis dadurch
geändert
wird, daß die
Motordrehzahl N wiederholt abwechselnd graduell erhöht und rasch
zurückgenommen
wird, bei kleineren Lenkwinkeln ϕ eingeengt, und der Bereich
der Fahrzustände,
bei denen das Übersetzungsverhältnis stufenlos
mit fester Geschwindigkeit verändert
wird, bei größeren Lenkwinkeln ϕ verbreitert.
Als Ergebnis dessen wird sportliches und spritziges Fahren ebenso
realisiert wie stabiles Fahren. Insbesondere ergibt sich eine verbesserte
stabile Fahrbarkeit des Fahrzeuges, weil Schaltrucke während des
Durchfahrens von Kurven unterdrückt
werden. Die Querbeschleunigung Gy, Gy1 und Gy2 kann ganz einfach
an die Stelle der Lenkwinkel ϕ, ϕ1 und ϕ2
gesetzt werden.
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Die
Fahrstabilitätsverhältnisse
können
entsprechend Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche anstelle der Straßenneigungswinkel θ beurteilt werden,
wie dies in 11 gezeigt wird.
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In
dem Flußdiagramm
der Abfolgeroutine der Getriebesteuerung, das in 11 gezeigt
wird, wird die Stabilität
des Fahrzustandes entsprechend den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ beurteilt.
Das heißt,
es erfolgen bei den Schritten S4 bis S6 Feststellungen dahingehend,
ob jeweils der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ größer ist
als der obere kritischer Reibungskoeffizient μ1, geringer als der obere kritische
Reibungskoeffizient μ1,
aber größer als
der untere Reibungskoeffizient μ2
oder geringer als der untere kritische Reibungskoeffizient μ2. Wenn der
Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ größer ist
als der obere kritische Reibungskoeffizient μ1, wird die Kennfeldsteuerung
D des Übersetzungsverhältnisses
bei Schritt S7 gewählt.
Wenn die Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ zwischen dem
oberen und unteren kritischen Reibungskoeffizienten μ1 und μ2 liegen,
wird bei Schritt S8 die Kennfeldsteuerung C des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Des weiteren wird, wenn der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ geringer
ist als der untere kritische Reibungskoeffizient μ2, bei Schritt
S9 die Kennfeldsteuerung B des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Durch diese automatische Auswahl der Kennfeldsteuerungen B, C und
D des Übersetzungsverhältnisses
wird der stufenweise Steuerungsbereich Z1 so geändert, daß er kleiner ist, wenn die Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ größer werden,
was auch eine Verbesserung der Fahrstabilität mit sich bringt. Da die Schritte
S1 bis S3 und S10 bis S18 im Flußdiagramm der Abfolgeroutine
der Getriebesteuerung nach 11 genau
die gleichen sind wie die im in 9 gezeigten
Flußdiagramm
der Abfolgeroutine der Getriebesteuerung, wird zur Vermeidung von
Wiederholungen eine Beschreibung der Schritte S1 bis S3 und S10
bis S18 weggelassen.
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Bei
dieser Variante, bei der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ geprüft werden,
um die Stabilität
des Fahrzustandes festzustellen, werden in dem Maße, wie
der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ über die
kritischen Reibungskoeffizienten μ1
oder μ2
hinaus größer wird,
was im Ergebnis zu einer Verbesserung der Fahrstabilität führt, der
stufenweise Steuerungsbereich Z1 so geändert, daß er kleiner ist, und umgekehrt
wird der stufenlose Steuerungsbereich Z2 so geändert, daß er größer ist. Demzufolge wird der
Bereich der Fahrzustände,
bei dem das Übersetzungsverhältnis dadurch
geändert wird,
daß die
Motordrehzahl N wiederholt abwechselnd graduell erhöht und rasch
zurückgenommen wird,
bei kleineren Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ eingeengt,
und der Bereich von Fahrzuständen,
bei dem das Übersetzungsverhältnis stufenlos
mit fester Geschwindigkeit geändert
wird, bei größeren Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ verbreitert.
Als Ergebnis dessen wird sportliches und spritziges Fahren ebenso
realisiert wie stabiles Fahren. Insbesondere ergibt sich eine verbesserte stabile
Fahrbarkeit, weil Schaltrucke während
des Durchfahrens von Kurven unterdrückt werden.
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Die
Stabilität
der Fahrzustände
kann entsprechend der Querbeschleunigung Gx anstelle der Straßenneigungswinkel θ beurteilt
werden, wie dies in 12 gezeigt wird. Da die Schritte
S1 bis S3 und S10 bis S18 im Flußdiagramm der Abfolgeroutine
der Getriebesteuerung nach 12 genau
die gleichen sind wie die im Flußdiagramm der Abfolgeroutine
der Getriebesteuerung nach 9, betrifft
die folgende Beschreibung lediglich die Schritte S4 bis S9. Das heißt, es erfolgen
bei den Schritten S4 bis S6 Feststellungen, ob jeweils die Längsbeschleunigung
Gx größer ist
als eine obere kritische Längsbeschleunigung
Gx1, geringer als die obere kritische Längsbeschleunigung Gx1, aber
größer als
eine untere kritische Längsbeschleunigung
Gx2 oder aber geringer als die untere kritische Längsbeschleunigung
Gx2. Wenn die Längsbeschleunigung
Gx größer ist
als die obere kritische Längsbeschleunigung
Gx1 wird bei Schritt S7 die Kennfeldsteuerung D des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn die Längsbeschleunigung
Gx zwischen der oberen und unteren kritischen Längsbeschleunigung Gx1 und Gx2
liegt, wird bei Schritt S8 die Kennfeldsteuerung C des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Wenn des weiteren die Längsbeschleunigung
Gx geringer ist als die untere kritische Längsbeschleunigung Gx2, wird bei
Schritt S9 die Kennfeldsteuerung B des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
Durch dieses automatische Wahl der Kennfeldersteuerungen B, C und
D des Übersetzungsverhältnisses
wird der stufenweise Steuerungsbereich Z1 bei zunehmender Längsbeschleunigung
Gx so geändert,
daß er
kleiner ist, was auch eine Verbesserung der Fahrstabilität mit sich bringt.
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Bei
dieser Variante, bei der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ geprüft werden,
um die Stabilität
des Fahrzustandes zu prüfen,
wird in dem Maße,
wie die Längsbeschleunigung
Gx über die
kritische Längsbeschleunigung
Gx1 und Gx2 größer wird
mit dem Ergebnis der Fahrstabilität der stufenweise Steuerungsbereich
Z1 so geändert,
daß er kleiner
ist, und der stufenlose Steuerungsbereich Z2 wird umgekehrt so geändert, daß er größer ist.
Demzufolge wird der Bereich der Fahrzustände, bei dem das Übersetzungsverhältnis dadurch
geändert
wird, daß die
Motordrehzahl N wiederholt abwechselnd graduell erhöht und rasch
zurückgenommen
wird, bei kleinerer Längsbeschleunigung
Gx eingeengt, und der Bereich von Fahrzuständen, bei dem das Übersetzungsverhältnis stufenlos
mit fester Geschwindigkeit geändert
wird, bei größerer Längsbeschleunigung
Gx verbreitert. Als Ergebnis dessen wird sportliches und spritziges
Fahren ebenso realisiert wie stabiles Fahren. Insbesondere ergibt
sich eine verbesserte stabile Fahrbarkeit, weil Schaltrucke während des
Durchfahrens von Kurven unterdrückt
werden.
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Wenn
auch bei dem Getriebesteuerungssystem der vorstehenden Ausführungsform
der stufenweise Steuerungsbereich Z1 in drei Schritten entsprechend
Straßenneigungswinkeln θ1 und θ2 geändert wird,
die geprüft
werden, indem die oberen und unteren kritischen Winkel θ1 und θ2 herangezogen werden,
kann er auch entsprechend den Straßenneigungswinkeln θ1, den Lenkwinkeln ϕ,
den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ oder der
Längsbeschleunigung
Gx, die jeweils gemessen werden, indem nur ein kritischer Wert herangezogen
wird, in zwei Schritten geändert
werden. Alternativ, wenn die Steuerparameter größer sind als die jeweiligen
oberen kritischen Werte, können
stufenweise Veränderungen
im Getriebeübersetzungsverhältnis dadurch unterdrückt werden,
daß das
Kennfeld E zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
gewählt
wird, in dem kein Bereich der stufenweisen Steuerung definiert wird.
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20 zeigt
ein Flußdiagramm
mit der Darstellung der Abfolgeroutine der Getriebesteuerung für ein Steuergerät 21 des
Getriebesteuerungssystems entsprechend einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, bei der eine stufenweise Kennfeldsteuerung A des Übersetzungsverhältnisses
(4) und eine stufenlose Kennfeldsteuerung E des Übersetzungsverhältnisses
(8) selektiv im automatischen Schaltmodus genutzt
werden, um den stufenweisen Steuerungsbereich Z1 entsprechend Geschwindigkeiten
der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo so zu ändern,
daß er
geringer wird. Da die Schritte P8 bis P16 im Flußdiagramm der Abfolgeroutine
der Getriebesteuerung nach 1 genau die
gleichen sind wie die Schritte S10 bis S18 im Flußdiagramm
der Abfolgeroutine der Getriebesteuerung nach 9,
richtet sich die folgende Beschreibung lediglich auf die Schritte
P1 bis P7.
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Die
Flußdiagrammlogik
beginnt bei Schritt P1, und die Steuerung geht direkt zum Funktionsblock,
wo verschiedene Steuerparameter, wie z.B. Motordrehzahl N, Fahrzeuggeschwindigkeit
V, Motordrosselklappenöffnung
Tvo, Längsbeschleunigung Gx,
Querbeschleunigung Gy, Lenkwinkel ϕ, Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ und Straßenneigungswinkel θ auf der
Grundlage von Signalen aus den Sensoren und Schaltern 25 bis 31 in
das Steuergerät 21 eingelesen
werden. Weiter wird bei Schritt P1 ein Signal K eingelesen, falls
der manuelle Wählschalter 31 betätigt wird.
Bei Schritt P2 erfolgt eine Feststellung, ob ein manueller Schaltmodus,
bei dem bei Schritt P3 die Kennfeldsteuerungen A und E des Übersetzungsverhältnisses
manuell gewählt werden,
eingestellt wurde. Wenn der Schaltmodus nicht auf einen manuellen
Schaltmodus, sondern auf einen automatischen Schaltmodus gestellt
wurde, wird nach Berechnung einer Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo bei Schritt P4, bei Schritt P5 eine Feststellung getroffen,
ob die Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo größer ist
als eine kritische Geschwindigkeit der Änderung dTvos. Wenn das Ergebnis
der Feststellung positiv ist, wird bei Schritt P6 eine Kennfeldsteuerung
E des Übersetzungsverhältnis ses
gewählt.
wenn auf der anderen Seite das Ergebnis der Feststellung negativ
ist, wird bei Schritt P7 eine stufenweise Kennfeldsteuerung A des Übersetzungsverhältnisses
gewählt.
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Da
normalerweise der Fahrer langsam beschleunigt, um das Fahrzeug sorgfältig zu
kontrollieren, beispielsweise, um einem vor dem Fahrer des Fahrzeuges
fahrenden anderen Fahrzeug zu folgen, wird, falls die stufenlose
Kennfeldsteuerung E des Übersetzungsverhältnisses
benutzt wird, um stufenlose Veränderungen
des Übersetzungsverhältnisses herbeizuführen, selbst
dann eine starke Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
eintreten, wenn nur leicht auf das Gaspedal getreten wird, was eine
präzise
Fahrzeuggeschwindigkeitskontrolle verunmöglicht. Mit dem oben beschriebenen
Getriebesteuerungssystem wird jedoch die stufenweise Kennfeldsteuerung
A des Übersetzungsverhältnisses
immer dann benutzt, wenn die Geschwindigkeit der Änderung
der Drosselklappenöffnung
dTvo kleiner ist als die kritische Geschwindigkeit der Änderung
dTvos, womit eine leichte und präzise
Fahrzeuggeschwindigkeitskontrolle auch durch langsame Beschleunigung
möglich
wird.