DE10234439B4

DE10234439B4 - Gerät zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebskraftquelle und einem Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE10234439B4
Application number: DE10234439A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Watanabe; Naoyuki Sakamoto; Atsushi Ayabe; Toshimitsu Sato; Hiromichi Kimura; Hideaki Ogasawara; Mitsuhiro Nakamura; Noboru Shibata
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP2003041971A; DE10234439A1; US6749534B2; JP3683194B2; US20030022758A1

Abstract

Gerät zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebskraftquelle (10), einer fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12), die mit der Antriebskraftquelle verbunden ist, und einem Automatikgetriebe (14), das angeordnet ist zum Übertragen einer Drehbewegung der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung auf Antriebsräder des Fahrzeugs, derart, dass ein Übersetzungsverhältnis, das ein Verhältnis einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes zu dessen Ausgangsdrehzahl ist, variabel ist, wobei das Steuergerät angeordnet ist zum Erhöhen einer Leistung der Antriebskraftquelle zum Erhöhen einer Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle bei einem Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebes, zum Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses während einer Fahrt des Fahrzeugs im Schubbetrieb, wobei die Leistung der Antriebskraftquelle nicht auf die Antriebsräder übertragen wird, gekennzeichnet durch: ein Leistungssteuerelement (53, 54), das betreibbar ist zum Steuern der Leistung der Antriebskraftquelle (10); und eine Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104), die betreibbar ist bei dem Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebes während der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal (50) zum Steuern des Leistungssteuerelements...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerat zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebskraftquelle und einem Automatikgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen der Techniken zum Erhöhen einer Leistungsabgabe der Antriebskraftquelle, um einen Schaltstoß des Automatikgetriebes zu verhindern bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes, wahrend das Fahrzeug ohne Gaspedalbetatigung lauft, so dass keine Antriebskraft von der Antriebskraftquelle auf die Fahrzeugantriebsräder ubertragen wird.
Ein Kraftfahrzeug ist gut bekannt, das mit einem Antriebssystem versehen ist einschließlich einer Antriebskraftquelle, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, mit einer fluidbetatigten Kraftübertragungsvorrichtung, die mit der Antriebskraftquelle verbunden ist, und einem Automatikgetriebe, das angeordnet ist zum Übertragen einer Drehbewegung der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung auf Antriebsrader, so dass ein Verhältnis der Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes gegenüber seiner Ausgangsdrehzahl variabel ist. Ein Beispiel eines derartigen Fahrzeugs ist in dem Dokument JP-A-7-139382 offenbart, wobei ein Drehmomentwandler, der als die fluidbetätigte Kraftubertragungsvorrichtung vorgesehen ist, mit einem Automatikgetriebe, wie beispielsweise einem Planetenradgetriebe verbunden ist. Das Automatikgetriebe hat eine Vielzahl an Betätigungspositionen, die jeweils unterschiedliche Ubersetzungsverhaltnisse haben und die wahlweise eingerichtet werden durch jeweilige Kombinationen von Eingriffs- und Loseaktionen einer Vielzahl der Reibungskopplungsvorrichtungen. Bei einem derartigen Fahrzeug wird das Automatikgetriebe herunter geschaltet, um sein Übersetzungsverhältnis zu erhöhen während einer Fahrt ohne Gaspedalbetätigung des Fahrzeugs, wobei keine Antriebskraft von der Antriebsquelle auf die Fahrzeugantriebsräder übertragen wird. Eine Erhohung des Ubersetzungsverhältnisses veranlasst eine Erhohung der Betriebsdrehzahl der fluidbetatigten Kraftübertragungsvorrichtung und der Antriebskraftquelle. Wenn diese Erhöhung der Betriebsdrehzahl stattfindet bei einem sog. umgekehrten Kraftübertragungszustand, während die Drehzahl der Antriebskraftquelle niedriger ist als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung (die die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes ist), entsteht ein relativ großer Änderungsbetrag der Antriebskraft aufgrund einer Trägheit der Antriebskraftquelle und das Aufbringen einer relativ großen Last auf die Reibungskopplungsvorrichtungen und andere Elemente des Automatikgetriebes. Angesichts dieser Nachteile wird in Betracht gezogen, die Ausgangs- und Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle zwangsweise zu erhöhen bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes. Es wird auch in Betracht gezogen, die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle während der Fahrt des Fahrzeugs ohne betätigtes Gaspedal höher als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung zu halten (die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes), so dass das Fahrzeug mit einem besseren Ansprechverhalten bezüglich einer folgenden Betätigung des Gaspedals angetrieben wird, die bei dem Ende der Fahrt ohne betätigtes Gaspedal auftritt. Wenn die Drehzahl der Antriebskraftquelle erhöht wird bei dem umgekehrten Kraftubertragungszustand, während die Drehzahl der Antriebskraftquelle niedriger als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung ist, wird die Richtung umgekehrt, in der ein Drehmoment durch die fluidbetatigte Kraftubertragungsvorrichtung ubertragen wird, so dass die fluidbetatigte Kraftübertragungsvorrichtung wahrscheinlich an einem Stoß leidet. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes wahrend der Fahrt des Fahrzeugs ohne betätigtes Gaspedal (coasting run) zwangsweise zu erhöhen.
Wenn die Leistung der Antriebskraftquelle erhöht wird, um zwangsweise deren Betriebsdrehzahl bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand zu erhohen, wahrend die Drehzahl der Antriebskraftquelle niedriger als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung ist, wird die Drehzahl der Antriebskraftquelle plötzlich angehoben aufgrund einer vergleichsweise kleinen Last, die auf die Antriebskraftquelle wirkt, so dass die Richtung plötzlich umgekehrt wird, in der das Drehmoment durch die fluidbetätigte Kraftübertragungsvorrichtung übertragen wird, wodurch das Risiko des Erzeugens eines Geräusches und eines Stoßes ansteigt. Das Fahrzeugantriebssystem kann in den umgekehrten Kraftubertragungszustand versetzt werden, wenn eine Kraftstoffabsperrsteuerung zum Absperren einer Kraftstoffzufuhr der Antriebskraftquelle bewirkt wird bei einem vorgegebenen Zustand, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern oder um eine Antriebskraftquellenbremse wie beispielsweise eine Motorbremse bei dem Fahrzeug anzuwenden, und wenn eine beliebige Vorrichtung aktiviert wird (beispielsweise ein Klimaanlagensystem), das durch die Antriebskraftquelle betreibbar ist.
Die Druckschrift DE 199 55 987 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Gerät zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs. Diese lehrt die Betriebsdrehzahl des Motors (n_mot) während eines Schaltvorgangs in einen niedrigeren Gang im Leerlaufbetrieb des Motors stets niedriger als die Turbinendrehzahl (n_t) zu halten, d. h. die Motordrehzahl ubersteigt die Turbinendrehzahl während eines Schaltvorgangs nicht. Dadurch soll ein Flankenwechsel zwischen Zahnradpaarungen in dem Antriebsstrang und demzufolge eine resultierende Gerauschentwicklung sicher verhindert werden.
Aus der DE 43 30 126 C2 ist bekannt, bei einer Schubrückschaltung das Drehmoment des Motors zu erhöhen und die Drehzahl anzuheben.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend diskutierten einschlägigen Technik gemacht. Deshalb besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Geräts zum Steuern eines Fahrzeugantriebssystems einschließlich einer Antriebskraftquelle, einer fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung und eines Automatikgetriebes, wobei das Gerät ein Betriebsgeräusch und einen Stoß vermindern kann, die erzeugt werden aufgrund einer Änderung der Richtung der Übertragung eines Drehmoments durch die fluidbetätigte Kraftübertragungsvorrichtung, wenn die Leistung der Antriebskraftquelle erhöht wird, um ihre Betriebsdrehzahl zu erhöhen bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes wahrend einer Fahrt des Fahrzeugs ohne betätigtes Gaspedal, wobei die Drehzahl der Antriebskraftquelle niedriger ist als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung.
Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Gerät zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebskraftquelle und einem Automatikgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelost.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche.
Bei dem erfindungsgemaßen Fahrzeugantriebssystemsteuergerat wird das Ausgangssteuerelement gesteuert durch die Einrichtung fur die graduelle Erhohung der Leistung, um graduell die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle bei der vorgegebenen Rate zu erhohen, so dass ein Stoß, der bei der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes erzeugt wird, wirksam vermindert werden kann. Wenn die Einrichtung für die graduelle Erhohung der Leistung bei einem umgekehrten Kraftubertragungszustand des Fahrzeugantriebssystems betrieben wird, wobei die Drehzahl der Antriebskraftquelle niedriger als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung ist, ermöglicht die graduelle Erhöhung der Drehzahl der Antriebskraftquelle eine graduelle oder langsame Umkehr der Richtung, in der ein Drehmoment ubertragen wird durch die fluidbetätigte Kraftübertragungsvorrichtung, so dass die Beträge des Geräusches und des Stoßes aufgrund der Umkehr der Drehmomentübertragungsrichtung wirksam vermindert werden.
Als die Antriebskraftquelle kann eine Brennkraftmaschine wie beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor geeignet verwendet werden. Es kann jedoch eine andere Antriebskraftquelle einer beliebigen Art verwendet werden. Als die fluidbetätigte Kraftübertragungsvorrichtung kann ein Drehmomentwandler und eine Fluidkopplung geeignet verwendet werden. Das Automatikgetriebe kann vorzugsweise gebildet sein durch ein Planetenradgetriebe einschließlich einer Vielzahl an Reibungskopplungsvorrichtungen wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen, die wahlweise in Eingriff gebracht werden und gelost werden, um wahlweise eine Vielzahl an Betriebspositionen mit jeweils unterschiedlichen Ubersetzungsverhaltnissen einzurichten. Das Automatikgetriebe kann jedoch von einer anderen Art eines mehrstufigen Getriebes sein, wie beispielsweise ein Zwei-Achsen-Synchronkopplungsgetriebe, das geschaltet wird durch hydraulische oder andere Stellglieder oder ein kontinuierlich variables Getriebe der Riemenart, dessen Drehzahl kontinuierlich variabel ist.
Gemaß einer ersten bevorzugten Gestalt des Geräts dieser Erfindung weist das Gerät des weiteren folgendes auf: eine Umkehrkraftubertragungsermittlungseinrichtung, die betreibbar ist bei der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes während der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal (Schubbetrieb) zum Ermitteln, ob das Antriebssystem sich bei einem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle niedriger als eine Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung ist, und wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung betätigt wird zum Steuern des Leistungssteuerelements, um graduell die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle zu erhöhen, wenn die Umkehrkraftübertragungsermittlungseinrichtung ermittelt, dass das Antriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftubertragungszustand befindet.
Bei dem Gerät gemaß der ersten bevorzugten Gestalt der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung wird die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung betrieben, wenn die Umkehrkraftubertragungsermittlungseinrichtung ermittelt, dass das Antriebssystem in dem umgekehrten Kraftubertragungszustand versetzt ist. Bei dem umgekehrten Kraftubertragungszustand wird deshalb das Leistungssteuerelement gesteuert, um graduell die Drehzahl der Antriebskraftquelle bei der vorgegebenen Rate zu erhohen, so dass die Richtung der Drehmomentubertragung durch die fluidbetatigte Kraftubertragungsvorrichtung graduell oder langsam umgekehrt wird, wodurch die Beträge des Gerausches und des Stoßes aufgrund der Umkehr der Drehmomentübertragungsrichtung dem gemaß reduziert werden.
Wahrend der Fahrt des Fahrzeugs ohne betatigtes Gaspedal wird die Leistung der Antriebskraftquelle nicht auf die Fahrzeugantriebsräder zum Antreiben des Fahrzeugs ubertragen, wobei gewöhnlich das Gaspedal bei der nicht betatigten Position platziert ist. Während dieser Fahrt ohne betatigtes Gaspedal wird das Fahrzeugantriebssystem im Allgemeinen in den umgekehrten Kraftübertragungszustand versetzt, wobei die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle niedriger ist als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung (die gleich der Drehzahl der Eingangswelle des Automatikgetriebes ist). Das Fahrzeugsteuergerät der vorliegenden Erfindung ist wirksam und vorteilhaft, wenn die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung betrieben wird, wenn der umgekehrte Kraftübertragungszustand des Fahrzeugantriebssystems erfasst wird durch die Umkehrübertragungsermittlungseinrichtung wie bei der ersten bevorzugten Gestalt der vorstehend beschriebenen Erfindung. Insbesondere wird der umgekehrte Kraftubertragungszustand eingerichtet, wenn eine Kraftstoffabsperrsteuerung bewirkt wird zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs oder zum Anwenden einer Antriebskraftquellenbremse an dem Fahrzeug bei der Fahrt des Fahrzeugs ohne betatigtes Gaspedal. Der Betrieb der Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung, um die Drehzahl der Antriebskraftquelle graduell zu erhöhen durch Steuern des Leistungssteuerelements, ist wirksam zum Vermindern des Schaltstoßes auch dann, wenn die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle höher gehalten wird als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung zum Ermöglichen des Antreibens des Fahrzeugs mit einem hohen Ansprechverhalten bei einer folgenden Betatigung des Gaspedals, die stattfindet bei dem Ende der Fahrt des Fahrzeugs ohne betatigtes Gaspedal. Die Drehzahl der Antriebskraftquelle kann jedoch schnell oder plotzlich erhöht werden auf einen vorgegebenen Soll-Wert, wenn die Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes erfasst oder erwartet wird, um bewirkt zu werden, wahrend die Drehzahl der Antriebskraftquelle höher ist als die Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung. Dabei wird die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung nicht betrieben.
Gemaß einer zweiten bevorzugten Gestalt der vorliegenden Erfindung wird die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung betatigt ungeachtet dessen, ob das Antriebssystem bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand platziert ist, wobei die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle niedriger ist als eine Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung. Das Fahrzeugantriebssystem kann angeordnet sein, um in dem umgekehrten Kraftübertragungszustand versetzt zu werden, wenn das Automatikgetriebe heruntergeschaltet wird während der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal. Dabei wird die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung notwendigerweise betätigt, wenn die Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes erfasst wird wahrend der Fahrt des Fahrzeugs ohne betatigtes Gaspedal. Das Fahrzeugantriebssystem kann angeordnet sein zum Vermeiden des umgekehrten Kraftübertragungszustands bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes wahrend einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal. Dabei wird die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung auch betatigt, wenn das Automatikgetriebe während der Fahrt des Fahrzeugs ohne betatigtes Gaspedal heruntergeschaltet wird.
Gemaß einer dritten bevorzugten Gestalt der Erfindung ist das Leistungssteuerelement betreibbar zum Andern der Leistung der Antriebskraftquelle unabhangig davon, ob eine Betätigung eines Fahrzeugbeschleunigungselements wie beispielsweise eines Gaspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs vorliegt. Das Leistungssteuerelement ist beispielsweise ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil, das betreibbar ist zum Ändern einer Leerlaufdrehzahl der Antriebskraftquelle. Alternativ ist das Leistungssteuerelement eine elektronische Drosselklappe, die gesteuert wird durch ein Drosselstellglied, das durch das vorliegende Gerät steuerbar ist. Wenn das Fahrzeugbeschleunigungselement wie beispielsweise ein Gaspedal mechanisch mit einer mechanischen Drosselklappe verbunden ist, kann die Leistung der Antriebskraftquelle geändert werden durch Steuern des Leerlaufdrehzahlsteuerventils unabhängig von einer Betätigung des Fahrzeugbeschleunigungselements.
Die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung kann geeignet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle nach der allmählichen Erhöhung einen vorgegebenen konstanten Wert erreicht. Alternativ steuert die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung das Leistungssteuerelement derart, dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle mit einer Rate erhöht wird, die bestimmt ist durch eine Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes. Auf ahnliche Weise kann die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung geeignet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle durch die allmahliche Erhohung auf einen Sollwert erhöht wird, der bestimmt ist durch die Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes. Des weiteren kann die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung angeordnet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle mit einer Rate erhöht wird, die bestimmt ist durch eine Differenz zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftubertragungsvorrichtung. Auf ähnliche Weise kann die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung angeordnet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle erhöht wird auf einen Soll-Wert, der bestimmt ist durch die Differenz zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetatigten Kraftübertragungsvorrichtung. Die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle muss nicht linear erhöht werden mit einer konstanten Rate. Die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung kann nämlich geeignet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass eine Erhöhungsrate der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle sich kontinuierlich ändert. Alternativ kann die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung geeignet sein zum Steuern eines Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle anfänglich erhöht wird durch einen anfanglichen Erhöhungsbetrag, der bestimmt ist durch zumindest die Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes und die Differenz zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und der Ausgangsdrehzahl der fluidbetatigten Kraftubertragungsvorrichtung. Dabei kann der anfangliche Erhöhungsbetrag bestimmt werden auf der Grundlage von zumindest der Art der Herunterschaltaktion und der Drehzahldifferenz und gemaß einem gespeicherten Datenkennfeld oder einer vorgegebenen Gleichung, die eine vorgegebene Beziehung repräsentiert zwischen einem anfanglichen Erhöhungsbetrag und der vorstehend angedeuteten zumindest einen Art der Herunterschaltaktion und der Drehzahldifferenz. Alternativ kann die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung geeignet sein zum Steuern des Leistungssteuerelements, so dass die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle erhöht wird mit einer Rate, die bestimmt ist durch die vorstehend angedeutete zumindest eine Art der Herunterschaltaktion und der Drehzahldifferenz. Dabei kann die Erhohungsrate der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle bestimmt werden auf der Grundlage zumindest der einen Art der Herunterschaltaktion und der Drehzahldifferenz und gemäß einem gespeicherten Datenkennfeld oder einer vorgegebenen Gleichung, die eine vorgegebene Beziehung repräsentiert zwischen der Erhöhungsrate und der zumindest einen Art der Herunterschaltaktion und der Drehzahldifferenz.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung wird besser verständlich durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung eines momentan bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung beim Betrachten im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung eines Fahrzeugantriebssystems, auf das ein erfindungsgemaßes Steuergerat anwendbar ist.
2 deutet eine Ansicht an einer Beziehung zwischen Kombinationen von Kupplungen und Bremsen, die in den Eingriffszustand gebracht werden bei einem Automatikgetriebe des Fahrzeugantriebssystems von 1, und Betriebspositionen des Automatikgetriebes, die durch die jeweiligen Kombinationen eingerichtet werden.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems, das in dem Steuergerät gemaß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung eingebaut ist zum Steuern eines Motors und des Automatikgetriebes des Fahrzeugantriebssystems von 1.
4 zeigt eine Ansicht eines Beispiels von Betriebspositionen eines Wählhebels, der manuell betätigbar ist zum Steuern des Automatikgetriebes.
5 deutet einen Verlauf eines Beispiels einer vorgegebenen Beziehung an zwischen einem Betätigungsbetrag A_cc eines Gaspedals und einem Öffnungswinkel θ_TH einer Drosselklappe, wobei die Beziehung verwendet wird durch eine elektronische Steuervorrichtung des in 3 gezeigten Steuersystems zum Steuern der Drosselklappe.
6 zeigt einen Verlauf eines Beispiels von Hochschalt- und Herunterschaltgrenzlinien, die repräsentiert sind durch gespeicherte Datenkennfelder und verwendet werden durch die elektronische Steuervorrichtung von 3 zum Steuern von Schaltaktionen des Automatikgetriebes.
7 stellt ein Blockschaltbild verschiedener funktioneller Einrichtungen der elektronischen Steuervorrichtung von 3 dar, die sich auf die Steuerung des Motors beziehen zum Erhöhen seiner Betriebsdrehzahl bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes wahrend einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betatigtem Gaspedal.
8 stellt ein Ablaufdiagramm einer Steuerroutine dar, die ausgefuhrt wird durch die elektronische Steuervorrichtung, einschließlich der in 7 dargestellten funktionellen Einrichtungen.
Und 9 zeigt ein Zeitdiagramm, das Änderungen verschiedener Parameter andeutet, wenn die Steuerroutine von 8 ausgefuhrt wird zum Erhohen der Betriebsdrehzahl des Motors, wenn das Fahrzeugantriebssystem in einen umgekehrten Kraftubertragungszustand versetzt wird.
In der schematischen Ansicht von 1 ist eine Anordnung eines Fahrzeugantriebssystems eines Fahrzeugs mit quer eingebauten Frontmotor und Frontantrieb gezeigt. Das Fahrzeugantriebssystem umfasst eine Antriebskraftquelle in der Gestalt eines Motors 10 wie beispielsweise eines Benzinmotors, eine fluidbetätigte Kraftübertragungsvorrichtung in der Gestalt eines Drehmomentwandlers 12, ein Automatikgetriebe 14 und eine Differenzialgetriebevorrichtung 16. Eine Leistung des Motors 10 wird auf die vorderen (nicht gezeigten) Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen über den Drehmomentwandler 12, das Automatikgetriebe 14 und die Differenzialgetriebevorrichtung 16. Der Drehmomentwandler 12 umfasst ein Pumpenrad 20, das mit einer Kurbelwelle 18 des Motors 10 verbunden ist, ein Turbinenrad 24, das mit einer Eingangswelle 20 des Automatikgetriebes 14 verbunden ist, einen Stator 30, der durch einen Freilauf 26 an einem stationären Element in der Gestalt eines Gehäuses 28 fixiert ist, und eine Wandlerüberbruckungskupplung 32, die uber einen (nicht gezeigten) Dampfer mit der Eingangswelle 22 verbunden ist.
Das Automatikgetriebe 14 umfasst einen Planetenradmechanismus einer sog. „CR-CR-Verbindungsart”, die aus einem ersten Einzelritzelplanetenradsatz 40 und einem zweiten Einzelritzelplanetenradsatz 42 besteht, die koaxial zueinander auf der Eingangswelle 22 angeordnet sind und derart aufgebaut sind, dass Zahnkränze des ersten und zweiten Planetenradsatzes 40, 42 mit jeweiligen Trägern des zweiten und ersten Planetenradsatzes 42, 40 verbunden sind. Das Automatikgetriebe 14 umfasst des weiteren einen dritten Planetenradsatz 46, der an einer Gegenwelle, die parallel zu der Eingangswelle 22 ist, angeordnet ist, und ein Abtriebszahnrad 48, das an einem Ende der Gegenwelle 44 fixiert ist und mit der Differenzialgetriebevorrichtung 16 kämmt. Jeder aus dem ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz 40, 42, 46 hat Drehelemente in der Gestalt eines Sonnenrads, eines Zahnkranzes, eines Planetenrads, das mit dem Sonnenrad und dem Zahnkranz kämmt, und eines Trägers, der auf drehende Weise das Planetenrad stützt. Ausgewählte aus den Sonnenrädern, Zahnkränzen und Trägern der drei Planetenradsätze 40, 42, 46 sind miteinander verbunden über ausgewählte der Kupplungen C0, C1, C2 und C3 und sind an dem Gehäuse 28 (stationäres Element) über ausgewahlte der Bremsen B1, B2 und B3 fixiert. Des Weiteren sind ausgewählte der Drehelemente miteinander verbunden oder an dem Gehäuse 28 fixiert über Freiläufe F1 und F2 in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Drehelemente. Da die Differenzialgetriebevorrichtung 16 symmetrisch bezüglich ihrer Achse (Vorderachse) ist, ist nur eine obere Hälfte der Vorrichtung 16 in 1 gezeigt.
Der erste und zweite Planetenradsatz 40, 42, die an der Eingangswelle 22 angeordnet sind, die Kupplungen C0, C1 und C2, die Bremsen B1 und B2 und der Freilauf F1 wirken zusammen zum Bilden eines Hauptschaltabschnitts MG, der betreibbar ist zum Einrichten von vier Vorwartsantriebspositionen und einer Ruckwärtsantriebsposition. Andererseits wirken der dritte Planetenradsatz 46, der an der Gegenwelle 44 angeordnet ist, die Kupplung C3, die Bremse B3 und der Freilauf F2 zusammen zum Bilden eines Nebenschaltabschnitts oder eines sog. Under-Drive-Abschnitts U/D (Untersetzungsgetriebe). In dem Hauptschaltabschnitt MG ist die Eingangswelle 22 mit dem Trager K2 des zweiten Planetenradsatzes 42, dem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes 40 und dem Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes 42 verbunden jeweils über die Kupplungen C0, C1 und C2. Der Zahnkranz R1 des ersten Planetenradsatzes 40 ist mit dem Trager K2 des zweiten Planetenradsatzes 42 verbunden, während der Zahnkranz R2 des zweiten Planetenradsatzes 42 mit dem Träger K1 des ersten Planetenradsatzes 40 verbunden ist. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes 42 ist an dem stationären Element fixiert in der Gestalt des Gehauses 28 über die Bremse B1, während der Zahnkranz R1 des ersten Planetenradsatzes 40 an dem Gehäuse 28 fixiert ist uber die Bremse B2. Der Freilauf F1 ist zwischen dem Trager K2 des zweiten Planetenradsatzes 42 und dem Gehäuse 28 angeordnet. Ein erstes Gegenrad G1, das an dem Träger K1 des ersten Planetenradsatzes 40 fixiert ist, kämmt mit einem zweiten Gegenrad G2, das an dem Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes 46 fixiert ist. In dem Under-Drive-Abschnitt U/D sind der Träger K3 und das Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes 46 miteinander verbunden über die Kupplung C3 und die Bremse B3 und der Freilauf F2 sind parallel zueinander angeordnet zwischen dem Sonnenrad S3 und dem Gehause 28.
Jede der Kupplungen C0, C1, C2, C3 und der Bremsen B1, B2, B3 (die nachfolgend zusammen als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet werden) ist eine hydraulisch betatigte Reibungskopplungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Mehrfachscheibenkupplung oder eine Bandbremse, die durch ein hydraulisches Stellglied betatigt wird. Die Kupplungen C und Bremsen B werden wahlweise in Eingriff gebracht und gelost zum wahlweisen Einrichten der fünf Vorwartsantriebspositionen und einer Ruckwartsantriebsposition, wie beispielsweise in 2 angedeutet ist, durch Schaltaktionen in einem hydraulischen Steuerkreislauf 98 (der in 3 gezeigt ist), die stattfinden durch wahlweise Erregung und Entregung von linearen Elektromagneten SL1, SL2, SL3 und SLT und Elektromagneten DSL, S4, SR und einer axialen Bewegung eines (nicht gezeigten) manuellen Schaltventils in Abhängigkeit einer momentan gewählten aus einer Vielzahl von Betriebspositionen eines Wählhebels 72 (der auch in 3 gezeigt ist). Die fünf Vorwärtsantriebspositionen des Automatikgetriebes 14 bestehen aus einer Position des ersten Ganges, einer Position des zweiten Ganges, einer Position des dritten Ganges, einer Position des vierten Ganges und einer Position des fünften Ganges. In 3 repräsentiert ein „o” und „x” einen Eingriffszustand und einen gelösten Zustand der Kupplungen C, Bremsen B und Freiläufe F und ein Leerraum repräsentiert einen Eingriffszustand der Freiläufe F, wenn eine Antriebskraft auf die vorderen Antriebsrader ubertragen wird. Die Betriebspositionen des Wählhebels 72 bestehen aus einer Parkposition P, einer Rückwärtsantriebsposition R, einer Neutralposition N und fünf Vorwärtsantriebspositionen D, 4, 3, 2 und L, wie in 4 angedeutet ist, wobei ein Bewegungsmuster des Wahlhebels 72 zum Wählen der Betriebspositionen gezeigt ist. Das manuelle Schaltventil ist mechanisch mit dem Wählhebel 72 verbunden, so dass die Schaltaktionen stattfinden in dem hydraulischen Steuerkreislauf 98 in Abhangigkeit von der momentan gewahlten Position des Wählhebels 72.
Beispielsweise wird das Automatikgetriebe 14 von der Position des vierten Ganges zu der Position des funften Ganges hoch geschaltet durch den Eingriff der Kupplung C3 und heruntergeschaltet von der Position des funften Ganges zu der Position des vierten Ganges durch Losen der Kupplung C3. Des weiteren wird das Automatikgetriebe 14 hoch geschaltet von der Position des ersten Ganges zu der Position des zweiten Ganges durch den Eingriff der Bremse B1 und herunter geschaltet von der Position des zweiten Ganges zu der Position des ersten Ganges durch Losen der Bremse B1. Eine Hochschaltaktion des Automatikgetriebes von der Position des zweiten Ganges zu der Position des dritten Ganges wird erzielt durch den Eingriff der Kupplung C0, wahrend gleichzeitig die Bremse B1 gelost wird und eine Herunterschaltaktion von der Position des dritten Ganges zu der Position des zweiten Ganges wird erzielt durch Lösen der Kupplung C0, während gleichzeitig die Bremse B1 in Eingriff gebracht wird. Somit werden diese Hochschalt- und Herunterschaltaktionen durch gleichzeitige Eingriffs- und Löseaktionen der jeweiligen beiden Reibungskopplungsvorrichtungen erzielt. Auf ähnliche Weise wird eine Hochschaltaktion von der Position des dritten Ganges zu der Position des vierten Ganges erzielt durch Lösen der Kupplung C1, während gleichzeitig die Bremse B1 in Eingriff gebracht wird, und eine Herunterschaltaktion von der Position des vierten Ganges zu der Position des dritten Ganges wird erzielt durch den Eingriff der Kupplung C1, wahrend gleichzeitig die Bremse B1 gelöst wird. Des weiteren werden Herunterschaltaktionen von dem zweiten Gang, dem dritten Gang, dem vierten Gang und dem fünften Gang zu einer Motorbremsposition des ersten Ganges (in der untersten Reihe in 2 angedeutet) erzielt durch gleichzeitige Eingriffs- und Loseaktionen der geeigneten beiden Reibungskopplungsvorrichtungen. Beispielsweise wird die Herunterschaltaktion von der Position des dritten Ganges zu der Position des ersten Ganges mit der Motorbremswirkung erzielt durch Losen der Kupplung C0, während gleichzeitig die Bremse B2 in Eingriff gebracht wird. Die Position des ersten Ganges mit der Motorbremswirkung wird gewahlt zum Anwenden einer Motorbremse auf das fahrende Fahrzeug, wobei das Automatikgetriebe 14 sich in der Position des ersten Ganges befindet.
Unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild von 3 ist ein Steuersystem gezeigt, das in einem Fahrzeugsteuergerät eingebaut ist, das aufgebaut ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zum Steuern des Motors 10, des Automatikgetriebes 14 etc. des in 1 gezeigten Fahrzeugantriebssystems. Das Steuersystem umfasst eine elektronische Steuervorrichtung 90, die einen Hauptabschnitt des Fahrzeugsteuergeräts der Erfindung bildet. Die elektronische Steuervorrichtung 90 empfängt ein Ausgangssignal eines Gaspedalsensors 51, das einen Betätigungsbetrag A_cc eines Gaspedalelements in der Gestalt eines Gaspedals 50 repräsentiert. Der Betätigungsbetrag A_cc repräsentiert eine Leistung des Motors 10, die durch einen Fahrer gefordert wird, das heißt eine erforderliche Leistungsabgabe des Motors 10. Eine elektronische Steuerklappe 56 ist in einer Ansaugleitung des Motors 10 angeordnet. Die elektronische Steuerklappe 56 wird durch ein elektronisches Stellglied 54 betätigt, das gesteuert wird durch die elektronische Steuervorrichtung 90, so dass ein Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 56 mit dem Betatigungsbetrag A_cc, des Gaspedals 50 ubereinstimmt (vgl. 5). Ein Umgehungskanal 52 ist mit der Ansaugleitung verbunden, um die elektronische Steuerklappe 56 zu umgehen und ist mit einem ISC-Ventil (Leerlaufdrehzahlsteuerventil) 53 versehen, das dem Steuern einer Ansaugluftmenge dient, die in den Motor 10 hinein eingefuhrt wird, wenn die elektronische Steuerklappe 56 bei ihrer Leerlaufposition eingerichtet wird. Das ISC-Ventil 53 kann nämlich eine Leerlaufdrehzahl NE_IDL des Motors 10 steuern. Das ISC-Ventil 53 wird durch die elektronische Steuervorrichtung 90 gesteuert. Die elektronische Steuervorrichtung 90 empfängt Ausgangssignale verschiedener Sensoren und Schalter, die den vorstehend angedeuteten Gaspedalsensor 51 umfassen zum Erfassen des Betätigungsbetrags A_cc des Gaspedals 50 und Umfassen des weiteren die folgenden Sensoren und Schalter: einen Motordrehzahlsensor 58 zum Erfassen einer Betriebsdrehzahl NE des Motors 10; einen Ansaugluftmengensensor 60 zum Erfassen einer Ansaugluftmenge Q, die in den Motor 10 hinein eingeführt wird, einen Ansauglufttemperatursensor 62 zum Erfassen einer Temperatur T_A der Ansaugluft; einen Drosselöffnungssensor 64 zum Erfassen des Öffnungswinkels θ_TH der elektronischen Steuerklappe 56; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 zum Erfassen einer Drehzahl N_OUT der Gegenwelle 44, die verwendet wird zum Berechnen einer Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs; einen Wassertemperatursensor 68 zum Erfassen einer Temperatur Tw eines Kühlwassers des Motors 10, einen Bremsschalter 70 zum Erfassen eines Betriebszustands BK eines (nicht gezeigten) Bremssystems; einen Schaltpositionssensor 74 zum Erfassen einer momentan gewählten Position P_SH des Wählhebels 72; einen Turbinendrehzahlsensor 76 zum Erfassen einer Drehzahl NT des Turbinenrads 24, die gleich einer Drehzahl N_IN der Eingangswelle 22 ist; einen Getriebetemperatursensor 78 zum Erfassen einer Temperatur T_OLL eines Betriebsfluids des hydraulischen Steuerkreislaufes 98; und einen Gegenwellendrehzahlsensor 80 zum Erfassen einer Drehzahl NC des ersten Gegenrads Gl. Der Drosseloffnungssensor 64 ist mit einem Leerlauferfassungseinrichtungsschalter versehen zum Erfassen, dass die Drosselklappe 56 bei ihrer Leerlaufposition eingerichtet ist.
Die elektronische Steuervorrichtung 90 ist grundsatzlich gebildet durch einen Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU, einen flüchtigen Zugriffsspeicher (RAM) einen Nurlesespeicher (ROM) und eine Eingangs-Ausgangsschnittstelle hat. Die CPU wird betrieben zum Verarbeiten von Eingangssignalen gemäß in dem ROM gespeicherten Programmen, wahrend eine temporäre Datenspeicherfunktion des RAM angewandt wird zum Steuern der Leistung des Motors 10 und der Schaltaktionen des Automatikgetriebes 14. Die Steuervorrichtung 90 kann betrachtet werden, dass sie einen Motorsteuerabschnitt umfasst zum Steuern des Motors 10 und einen Getriebesteuerabschnitt zum Steuern des Automatikgetriebes 14. Zum Steuern der Leistung des Motors 10 steuert die elektronische Steuervorrichtung 90 das Drosselstellglied 54 zum Steuern des Öffnungswinkels θ_TH der elektronischen Steuerklappe 56 und steuert auch ein Kraftstoffeinspritzventil 92 zum Steuern der Kraftstoffmenge, die in den Motor 10 eingespritzt werden soll, eine Zündeinrichtung 94 zum Steuern eines Zündzeitpunkts des Motors 10 und des ISC-Ventils 53 zum Steuern der Leerlaufdrehzahl N_IDL des Motors 10. Beispielsweise wird das Drosselstellglied 54 gesteuert zum Steuern der elektronischen Drosselklappe 56 auf der Grundlage des erfassten Betätigungsbetrags A_cc des Gaspedals 50 und gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag A_cc und dem Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 56, wie beispielsweise in 5 angedeutet ist, so dass der Öffnungswinkel θ_TH erhöht wird mit einer Erhöhung des Betätigungsbetrags A_cc des Gaspedals 50.
Das Automatikgetriebe 14 wird hoch und herunter geschaltet auf der Grundlage des erfassten Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 56 und der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit V (die von der erfassten Drehzahl NT des Turbinenrads 24 erhalten wird) und gemäß vorgegebener Hochschalt- und Herunterschaltgrenzlinien, die durch Datenkennfelder reprasentiert sind, die in dem ROM der Steuervorrichtung 90 gespeichert sind. In dem Verlauf von 6 sind Hochschaltgrenzlinien durch die durchgezogene Linie angedeutet, wahrend Herunterschaltgrenzlinien durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Diese Grenzlinien repräsentieren Beziehungen zwischen dem Drosseloffnungswinkel θ_TH und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Detailliert beschrieben wird die Vorwärtsantriebsposition, zu der das Automatikgetriebe 14 geschaltet werden muss, auf der Grundlage des erfassten Öffnungswinkels θ_TH und der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt und gemaß den vorgegebenen Hochschalt- und Herunterschaltgrenzlinien. Das Automatikgetriebe 14 wird hoch geschaltet oder herunter geschaltet auf der Grundlage dessen, ob ein Punkt, der definiert ist durch den erfassten Öffnungswinkel θ_TH und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, sich über eine der Hochschalt- und Herunterschaltgrenzlinien bewegt hat in einer Hochschalt- oder Herunterschaltrichtung. Das Automatikgetriebe 14 wird zu der vorgegebenen Betriebsposition geschaltet durch geeignetes Erregen oder Entregen der Elektromagnete DSL, S4, SR des hydraulischen Steuerkreislaufs 98 und kontinuierliches Ändern der Zyklusverhältnisse der linearen Elektromagnete SL1, SL2, SL3 und SLT. Die linearen Elektromagnete SL1, SL2 und SL3 ermöglichen eine direkte Steuerung der hydraulischen Druckwerte fur Eingriffsaktionen der Bremse B1 und der Kupplungen C0 und C1 jeweils, um einen Schaltstoß und eine Verschlechterung der Reibungselemente des Automatikgetriebes 14 zu verhindern. Zum geeigneten Andern der Motordrehzahl NE gemäß einer Änderung des Ubersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes 14 in Folge seiner Hochschalt- oder Herunterschaltaktion wird die Leistung des Motors 10 wie notig eingestellt. Aus den Hochschalt- und Herunterschaltgrenzlinien, die in 6 gezeigt sind, ist verstandlich, dass das Automatikgetriebe 14 hoch geschaltet wird zum Vermindern seines Übersetzungsverhaltnisses, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V sich erhöht oder wenn der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 56 vermindert wird. In 6 bezeichnen Bezugszeichen 1 bis 5 jeweils den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Gang.
Das Fahrzeugsteuergerät der elektronischen Steuervorrichtung umfasst Funktionseinrichtungen, wie sie in 7 angedeutet sind, die betreibbar sind bei einer Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 14, die stattfindet während einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal 50. Das Fahrzeugsteuergerät ist angeordnet zum Ausfuhren einer Steuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm von 8 dargestellt ist. Die Funktionseinrichtung des Fahrzeugsteuergeräts umfasst eine Ermittlungseinrichtung für das Herunterschalten wahrend einer Fahrt mit nicht betätigtem Gaspedal 100, eine Umkehrkraftübertragungsermittlungseinrichtung 102, eine Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung 104 und eine Einrichtung 106 zum schnellen Erhöhen der Leistung. Die Ermittlungseinrichtung für das Herunterschalten bei einer Fahrt mit nicht betätigtem Gaspedal 100 ist angeordnet zum Ermitteln, ob eine Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 erforderlich ist, wahrend das Fahrzeug ohne betätigtes Gaspedal fahrt. Die Umkehrkraftubertragungsermittlungseinrichtung 102 ist angeordnet zum Ermitteln, ob das Fahrzeugantriebssystem sich bei einem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Drehzahl NE des Motors 10 niedriger als die Drehzahl NT des Turbinenrads 24 des Drehmomentwandlers 12 ist (die gleich der Drehzahl N_IN der Eingangswelle 22 des Automatikgetriebes 14 ist). Die Einrichtung zum graduellen Erhohen der Leistung ist angeordnet zum graduellen oder langsamen Erhöhen des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 zum graduellen oder langsamen Erhöhen der Leistung des Motors 10. Die Einrichtung zum schnellen Erhöhen der Leistung 106 ist angeordnet zum schnellen Erhöhen des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 zum schnellen Erhohen der Leistung des Motors 10. Der Schritt 1 der Routine von 8 wird angewandt durch die Ermittlungseinrichtung für das Herunterschalten bei einer Fahrt mit nicht betatigtem Gaspedal 100 und der Schritt S2 wird angewandt durch die Umkehrkraftübertragungsermittlungseinrichtung 102. Die Schritte S3 und S4 werden angewandt durch die Einrichtung 104 zum graduellen Erhöhen der Leistung und der Schritt S5 wird angewandt durch die Einrichtung 106 zum schnellen Erhöhen der Leistung. Bei dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel dient das ISC-Ventil 53, das durch die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung 104 und die Einrichtung zum schnellen Erhöhen der Leistung 106 gesteuert wird, als ein Leistungssteuerelement, das betreibbar ist zum Steuern der Leistung der Antriebskraftquelle in der Gestalt des Motors 10.
Die Steuerroutine von 8 wird mit dem Schritt S1 begonnen zum Ermitteln, ob ein vorgegebener Zustand zum Erhöhen der Leistung des Motors 10 zum Erhöhen der Drehzahl NE des Motors 10 erfüllt ist, das heißt ob eine Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes erforderlich ist bei einer Fahrt des Fahrzeugs ohne betätigtes Gaspedal. Bei dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist ein Herunterschaltmarke auf 1 gesetzt, wenn eine Anforderung für eine Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 erfasst wird auf der Grundlage des erfassten Öffnungswinkels θ_TM der Drosselklappe 56 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und gemäß den Herunterschaltgrenzlinien von 6. Eine positive Entscheidung (JA) wird beim Schritt S1 erhalten, das heißt der vorgegebene Zustand zum Erhöhen der Leistung des Motors 10 ist erfullt, wenn die Herunterschaltmarke auf 1 gesetzt ist und der Leerlauferfassungseinrichtungsschalter des Drosselöffnungssensors 64 sich bei dem eingeschalteten Zustand befindet, der anzeigt, dass die Drosselklappe 56 sich bei der Leerlaufposition befindet, wahrend die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht Null ist. Der Schritt S1 kann so abgewandelt werden, um zu bestimmen, dass die Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 erforderlich ist bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betatigtem Gaspedal, wenn der Bremsschalter 70 sich bei dem eingeschalteten Zustand befindet, der eine Betätigung des Bremssystems anzeigt, und wenn der Turbinendrehzahlsensor 76 und der Gegenwellendrehzahlsensor 80, der sich auf die Herunterschaltaktion bei der Fahrt mit nicht betätigtem Gaspedal bezieht, normal sind sowie wenn der vorstehend angedeutete vorgegebene Zustand erfüllt ist. Wenn die positive Entscheidung (JA) beim Schritt S1 erhalten wird, geht der Steuerablauf zum Schritt S2. Bei dem in dem Zeitdiagramm von 9 spezifischen gezeigten Beispiel wird die positive Entscheidung (JA) beim Schritt S1 bei einem Zeitpunkt t1 erhalten.
Der Schritt S2 ist formuliert zum Bestimmen, ob das Fahrzeugantriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Drehzahl NE des Motors 10 niedriger als die Drehzahl NT des Turbinenrads 24 ist, bei dem Zeitpunkt t1, wie in 9 angedeutet ist. Die Turbinendrehzahl NT ist die abgegebene Drehzahl des Drehmomentwandlers 12, der eine fluidbetätigte Kraftubertragungsvorrichtung ist. Das Fahrzeugantriebssystem kann in den umgekehrten Kraftubertragungszustand versetzt werden mit einer Abnahme der Motordrehzahl NE wahrend der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betatigtem Gaspedal, wenn eine Kraftstoffabsperrsteuerung zum Absperren einer Kraftstoffzufuhr zu dem Motor 10 bewirkt wird zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs oder zum Anwenden einer Motorbremse an dem Fahrzeug oder wenn ein Klimaanlagensystem oder eine andere Vorrichtung aktiviert wird, die durch den Motor 10 betreibbar ist. Der Schritt S2 muss wie nachfolgend beschrieben abgewandelt werden, wenn das Fahrzeugsteuergerät geeignet ist zum Steuern des ISC-Ventils 53 zum Steuern der Leistung des Motors 10 während einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal, so dass die Motordrehzahl NE etwas höher als die Turbinendrehzahl NT ist, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug mit einem hohen Ansprechverhalten auf eine folgende Betätigung des Gaspedals 50 angetrieben wird bei dem Ende der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betatigtem Gaspedal. Wenn die Motordrehzahl NE dabei hoher ist als die Turbinendrehzahl NT bei einer Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 während einer Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal, wird der Schritt S2 formuliert zum Bestimmen, ob eine Drehzahldifferenz (NE–NT) kleiner als ein vorgegebener Ansprechwert NSLPISC ist, der ein positiver Wert ist beispielsweise mehrere zehn Male die Drehzahl in Minute^–1. Der Ansprechwert NSLPISC ist bestimmt zum Gewahrleisten einer genauen Ermittlung beim Schritt S2 ungeachtet von Erfassungsfehlern der Drehzahlsensoren 58, 80.
Wenn der umgekehrte Kraftubertragungszustand erfasst wird, das heißt wenn eine positive Entscheidung (JA) beim Schritt S2 erhalten wird, geht der Steuerablauf zum Schritt S3 zum Steuern des ISC-Ventils 53 zum Erhohen der Leistung des Motors 10 um einen vorgegebenen Anfangsbetrag, das heißt zum Steuern des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53, um ein vorgegebener Anfangswert zu sein. Wenn die Kraftstoffabsperrsteuerung dabei bewirkt wird, wird das Kraftstoffeinspritzventil 92 beim Schritt S3 betätigt zum Wiederaufnehmen einer Kraftstoffzufuhr zum Neustarten des Motors 10. Der Anfangsbetrag der Erhohung der Motorleistung ist ein vorgegebener konstanter Wert, der Null sein kann. Der Anfangsbetrag kann jedoch berechnet werden gern einem gespeicherten Datenkennfeld und auf der Grundlage einer Drehzahldifferenz (NT–NE) oder der spezifischen Art der Herunterschaltaktion (beispielsweise von der Position des dritten Ganges zu der Position des zweiten Ganges) des Automatikgetriebes 14, die beim Schritt S1 erfasst wird. Dem Schritt S3 folgt der Schritt S4 zum Erhöhen des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 auf einen vorgegebenen Sollwert β mit einer vorgegebenen Rate α zum Erhöhen der Motordrehzahl NE mit einer vorgegebenen Rate. Die Erhöhungsrate α und der Sollwert β des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 können jedoch berechnet werden gemäß einem gespeicherten Datenkennfeld und auf der Grundlage der Drehzahldifferenz (NT–NE) oder der Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14. Alternativ kann nur der Sollwert β berechnet werden auf der Grundlage der Drehzahldifferenz (NT–NT). Dabei wird die Erhöhungsrate α konstant gehalten ungeachtet einer Änderung des Fahrzustands des Fahrzeugs.
Unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 9 ist eine Anderung des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 gezeigt (nämlich der Erhöhungsbetrag der Motorleistung) und Anderungen der Motordrehzahl NE und der Turbinendrehzahl NT, während das Fahrzeugantriebssystem sich in dem umgekehrten Kraftubertragungszustand befindet. Der Öffnungswinkel des ISC-Ventils 53 wird linear erhöht mit der vorgegebenen Rate α, wie durch die durchgezogene Linie angedeutet ist, so dass die Motordrehzahl NE graduell oder langsam erhöht wird, um die Turbinendrehzahl NT bei einem Zeitpunkt t2 zu überschreiten. Eine gerade Linie, die die Motordrehzahl NE repräsentiert, schneidet eine gerade Linie, die die Turbinendrehzahl NT reprasentiert, bei einem relativ kleinen Schnittwinkel. Infolge dessen werden Beträge des Geräusches und des Stoßes aufgrund der Umkehr der Richtung der Drehmomentübertragung uber den Drehmomentwandler 12 vermindert. Der Anfangserhöhungsbetrag und die Erhöhungsrate α des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 werden geeignet ermittelt auf der Grundlage der Eingriffseigenschaften der Kupplungen C und der Bremsen B, da eine übermäßig langsame Erhöhung der Motordrehzahl NE einen abrupten Anstieg der Turbinen und Motordrehzahl NT, NE verursacht bei den Eingriffsaktionen der geeigneten Kupplung oder Kupplungen C und/oder Bremse oder Bremsen B, die stattfinden zum Bewirken der erforderlichen Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14. Der abrupte Anstieg kann eine Änderung der Fahrzeugantriebskraft und eine Verschlechterung der Reibungselemente der Kupplungen C und Bremsen B verursachen. Bei dem in 9 angedeuteten Zeitpunkt t2 wird die Richtung umgekehrt, in der das Drehmoment über den Drehmomentwandler 12 übertragen wird.
Eine gestrichelte Linie in 9 deutet einen plötzlichen Anstieg des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 zu dem Sollwert β an und ein abrupter Anstieg der Motordrehzahl NE, um die Turbinendrehzahl NT in einer kurzen Zeit zu überschreiten. Die gerade gestrichelte Linie, die den abrupten Anstieg der Motordrehzahl NE andeutet, schneidet die gerade durchgezogene Linie, die die Turbinendrehzahl NT reprasentiert, mit einem vergleichsweise großen Schnittwinkel. Dabei wird die Richtung der Drehmomentubertragung durch den Drehmomentwandler 12 plotzlich umgekehrt, was einen vergleichsmaßig großen Betrag des Gerausches und Stoßes verursacht.
Der Moment, bei dem eine Erhöhung des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 begonnen wird, um die Motordrehzahl NE zu erhohen, muss derart bestimmt werden, dass jede freizugebende Kupplung C oder Bremse B zum Bewirken der erforderlichen Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 vollständig freigegeben ist vor dem Zeitpunkt t2. Wenn die Motordrehzahl NE erhöht wird zum Überschreiten der Turbinendrehzahl NT zum Beginnen eines normalen Kraftübertragungszustands bevor die Kupplung C oder Bremse B vollständig freigegeben ist, entsteht eine ungewünschte Änderung der Fahrzeugantriebskraft. Angesichts des verzögerten Ansprechverhaltens der Leistung des Motors 10 zum Erhöhen eines Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 kann jedoch die Erhöhung des Öffnungswinkels bei oder unmittelbar nach dem Moment der Ermittlung begonnen werden, dass die Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes 14 erforderlich ist.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) beim Schritt S2 erhalten wird, das heißt wenn das Fahrzeugantriebssystem sich nicht bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wird eine Erhöhung der Motordrehzahl NE nicht eine Umkehr der Richtung der Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler 12 hindurch verursachen, da die Motordrehzahl NE hoher als die Turbinendrehzahl NT ist. Dabei geht der Steuerablauf zum Schritt S5 zum schnellen Erhöhen des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 auf den Sollwert β zum schnellen Erhöhen der Motordrehzahl NE auf einen Wert in Übereinstimmung mit der Vorwärtsantriebsposition des Automatikgetriebes 14, die durch die Herunterschaltaktion eingerichtet ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Fahrzeugsteuergerat gemäß dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel angeordnet zum Bestimmen beim Schritt S2, ob das Fahrzeugantriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Motordrehzahl NE niedriger als die Turbinendrehzahl NT ist, und graduellen Erhöhen der Motordrehzahl NE bei den Schritten S3 und S4 zum graduellen Erhöhen des Öffnungswinkels des ISC-Ventils 53 bei der vorgegebenen Rate α, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeugantriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet. Somit wird die Motordrehzahl NE langsam erhöht, um die Turbinendrehzahl NT zu überschreiten, so dass die Richtung der Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler 12 hindurch langsam umgekehrt wird, um das Fahrzeug zwangsweise anzutreiben, wodurch ermöglicht wird, die Beträge des Gerausches und des Stoßes aufgrund der Umkehr der Drehmomentübertragungsrichtung zu vermindern.

Claims

Gerät zum Steuern eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebskraftquelle (10), einer fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12), die mit der Antriebskraftquelle verbunden ist, und einem Automatikgetriebe (14), das angeordnet ist zum Übertragen einer Drehbewegung der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung auf Antriebsräder des Fahrzeugs, derart, dass ein Übersetzungsverhältnis, das ein Verhältnis einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes zu dessen Ausgangsdrehzahl ist, variabel ist, wobei das Steuergerät angeordnet ist zum Erhöhen einer Leistung der Antriebskraftquelle zum Erhöhen einer Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle bei einem Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebes, zum Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses während einer Fahrt des Fahrzeugs im Schubbetrieb, wobei die Leistung der Antriebskraftquelle nicht auf die Antriebsräder übertragen wird, gekennzeichnet durch: ein Leistungssteuerelement (53, 54), das betreibbar ist zum Steuern der Leistung der Antriebskraftquelle (10); und eine Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104), die betreibbar ist bei dem Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebes während der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal (50) zum Steuern des Leistungssteuerelements derart, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle, die sich allmählich erhöht, eine Ausgabebetriebsdrehzahl (NT) der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung übersteigt, und die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle nach übersteigen der Ausgabebetriebsdrehzahl (NT) der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung bis zu dem Ende des Herunterschaltvorgangs hoher als die Ausgabebetriebsdrehzahl (NT) der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung gehalten wird.
Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet des weiteren durch eine Umkehrkraftübertragungsermittlungseinrichtung (102), die betreibbar ist bei der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes (14) während der Fahrt des Fahrzeugs mit nicht betätigtem Gaspedal (50) zum Ermitteln, ob das Antriebssystem sich bei einem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) niedriger als eine Ausgangsdrehzahl (NT) der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12) ist, und wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) betätigt wird zum Steuern des Leistungssteuerelements (53, 54), um die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle allmählich zu erhöhen, wenn die Umkehrkraftübertragungsermittlungseinrichtung ermittelt, dass das Antriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) betätigt wird ungeachtet dessen, ob das Antriebssystem sich bei dem umgekehrten Kraftübertragungszustand befindet, wobei die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) niedriger als eine Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12) ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Leistungssteuerelement (53, 54) betreibbar ist zum Andern der Leistung der Antriebskraftquelle (10) unabhängig von einer Betätigung eines Gaspedals (50) durch einen Fahrer des Fahrzeugs.
Gerät gemäß Anspruch 4, wobei das Leistungssteuerelement ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil (53, 54) ist, das betreibbar ist zum Andern einer Leerlaufdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10).
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) nach der allmählichen Erhöhung einen vorgegebenen konstanten Wert (β) erreicht.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) erhöht wird mit einer Rate (α), die ermittelt wird durch eine Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes (14).
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) durch die allmähliche Erhöhung auf einen Sollwert (β) erhöht wird, der ermittelt wird durch eine Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes (14).
Gerat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) erhöht wird mit einer Rate (α), die ermittelt wird durch eine Differenz (NT–NE) zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12).
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) erhöht wird auf einen Sollwert (β), der ermittelt wird durch eine Differenz (NT–NE) zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12).
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass eine Erhöhungsrate (α) der Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) sich kontinuierlich ändert.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum graduellen Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) anfänglich erhöht wird um einen Anfangserhöhungsbetrag, der ermittelt wird durch zumindest eine Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes (14) und eine Differenz (NT–NE) zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12).
Gerät nach Anspruch 12, wobei der Anfangserhöhungsbetrag ermittelt wird auf der Grundlage von zumindest einer Art der Herunterschaltaktion und der Differenz und gemäß einem gespeicherten Datenkennfeld, das eine vorgegebene Beziehung repräsentiert zwischen dem Anfangserhöhungsbetrag und dem zumindest einen aus der Art der Herunterschaltaktion und der Differenz.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung für das graduelle Erhöhen der Leistung (104) das Leistungssteuerelement (53, 54) derart steuert, dass die Betriebsdrehzahl (NE) der Antriebskraftquelle (10) erhöht wird mit einer Rate (α), die bestimmt wird durch zumindest einem aus einer Art der Herunterschaltaktion des Automatikgetriebes (14) und einer Differenz (NT–NE) zwischen der Betriebsdrehzahl der Antriebskraftquelle und einer Ausgangsdrehzahl der fluidbetätigten Kraftübertragungsvorrichtung (12).
Gerät nach Anspruch 14, wobei die Erhöhungsrate der Betriebsdrehzahl (NE) bestimmt wird auf der Grundlage zumindest einem aus der Art der Herunterschaltaktion und der Differenz und gemäß einem gespeicherten Datenkennfeld, das eine vorgegebene Beziehung repräsentiert zwischen der Rate und zumindest einem aus der Art der Herunterschaltaktion und der Differenz.