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Die Erfindung betrifft eine Steuerung
eines Automatikgetriebes für
ein Fahrzeug und insbesondere eine Steuervorrichtung und ein Verfahren
für ein Automatikgetriebe,
welches eine Neutralsteuerung ausführt.
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2. Beschreibung des Stand
der Technik
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Ein Automatikgetriebe für die Montage
in einem Fahrzeug enthält
einen Schaltmechanismus, welcher an dem Motor über einen Drehmomentwandler
und dergleichen angeschlossen ist und welcher eine Vielzahl von
Kraftübertragungswegen
aufweist. Dieses Automatikgetriebe wechselt automatisch Getriebeübersetzungen
(d.h. die Getriebestufen bzw. Geschwindigkeiten) aufgrund von z.B.
einer Drosselklappenöffnung
und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe
ist typischerweise mit einem Schalthebel ausgestattet, welcher durch
den Fahrer in irgendeine von verschiedenen Schaltstellungen (z.B.
RÜCKWÄRTS, NEUTRAL,
FAHREN) bedienbar ist. In dem automatischen Schaltmodus gibt es
einen "Vorwärtsfahrbereich", in welchem das
Automatikgetriebe automatisch in eine vorbestimmte Getriebeübersetzung/Getriebestufe
geschaltet wird.
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Wenn ein Fahrzeug mit dieser Art
von Automatikgetriebe angehalten wird, während der Schalthebel sich
in einem entsprechenden Vorwärtsgangbereich,
wie z.B. FAHREN, befindet, so wird eine Antriebskraft von dem leerlaufenden
Motor an das Getriebe über
den Drehmomentwandler und dann an die Räder übertragen, wodurch es zu einem
Phänomen kommt,
das als "Kriechen" bezeichnet wird.
Kriechen ist unter bestimmten Umständen außerordentlich nützlich.
Zum Beispiel verhindert es, dass das Fahrzeug rückwärts rollt und ermöglicht es,
dass ein Fahrzeug, das sich an einer Neigung befindet, sanft anfahren
kann. Wenn der Fahrer will, dass ein Fahrzeug, das auf einer ebenen
Straße
steht, auf der Stelle bleibt, ist das Kriechen jedoch unnötig und
muss durch Betätigung
der Bremse unterbunden werden. Das heißt, die Bremse wird dazu verwendet,
der Vorwärtsbewegungskraft
des Motors entgegenzuwirken und der Kraftstoffverbrauch des Motors
nimmt dementsprechend zu.
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Um den Kraftstoffverbrauch zu senken,
ist deshalb vorgeschlagen worden, ein Getriebe, das sich in Fahrstellung
oder einem anderen Vorwärtsgangbereich
befindet, in einen Neutral- bzw. Halb-Neutralzustand zu bringen,
der dem Neutralzustand ähnlich
ist, wenn das Fahrzeug durch Betätigung
des Bremspedals im Stillstand gehalten wird und das Gaspedal fast
vollständig
zurückgenommen ist
bzw. die Drosselklappe fast vollständig geschlossen ist.
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JP(A) 2001-349424 offenbart eine Steuervorrichtung,
die verhindert, dass ein Getriebe an einer Neigung in den Neutralzustand
schaltet.
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Diese Steuervorrichtung steuert ein
Automatikgetriebe mit automatischer Neutralsteuerung, durch welche
das Getriebe in einen Neutralzustand gestellt wird, wenn das Automatikgetriebe
sich in der FAHRPOSITION oder einem anderen Vorwärtsgangbereich befindet und
das Fahrzeug im Stillstand für einen
vorbestimmt anhaltenden Zeitraum im Leerlaufzustand war. Diese Steuervorrichtung
enthält eine
automatische Neutralzustandswarnschaltung, welche den Fahrer warnt,
dass das Automatikgetriebe im Neutralzustand ist, eine Neigungserfassungsschaltung,
welche erfasst, wenn das Fahrzeug sich in einer Neigung befindet,
und eine automatische Neutralsteuerverhinderungsschaltung, welche
eine automatische Neutralkontrolle verhindert, wenn erfasst worden
ist, dass sich das Fahrzeug an einer Neigung befindet.
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Bei dieser Steuervorrichtung warnt
die automatische Neutralzustandswarnschaltung den Fahrer, dass eine
automatische Neutralsteuerung des Automatikgetriebes durchgeführt wird,
so dass sich seitens des Fahrers kein Unwohlsein einstellt. Durch Verhinderung
der automatischen Neutralsteuerung, wenn sich das Fahrzeug an bzw.
in einer Neigung befindet, ist es ferner möglich ein Rückwärtsrollen des Fahrzeugs zu
unterbinden.
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Die in der voranstehend erwähnten Veröffentlichung
offenbarte Steuervorrichtung verwendet jedoch einen Neigungssensor,
um zu erfassen, ob sich das Fahrzeug an einer Neigung befindet.
Wenn diese Art von Sensor in einem Fahrzeug montiert ist, wird er
durch Vibrationen des Motors und der Antriebswelle beeinträchtigt,
sowohl wenn das Fahrzeug steht als auch wenn das Fahrzeug fährt. Aufgrund
dessen sind die durch den Sensor erfassten Rohdaten nicht in dieser
Form verwendbar. Deshalb werden die durch den Sensor erfassten Rohdaten
typischerweise verarbeitet und der Neigungswinkel wird entsprechend
der verarbeiteten Daten festgestellt. Die Datenverarbeitung wird
nachstehend für den
Fall der Verwendung zum Beispiel eines G-Sensors (d.h. einen Beschleunigungssensor)
als Neigungssensor beschrieben.
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Die 6 und 7 sind Diagramme, welche
die Rohdaten (gekennzeichnet durch gestrichelte Linien), die durch
den G-Sensor erfasst werden, und die verarbeiteten Daten (gekennzeichnet
durch durchgezogene Linien) zeigen. 6 zeigt
einen Fall auf, indem sich das Fahrzeug auf einer ebenen Straße befindet
und 7 zeigt einen Fall
auf, indem sich das Fahrzeug an einer Neigung befindet. Die horizontalen
Achsen beider Zeichnungen stellen die Zeit und die vertikalen Achsen
die Beschleunigung dar. In den Diagrammen kommt das Fahrzeug im
Laufe der Zeit zum Stehen. Die Ausgabewerte der Rohdaten (d.h. der
gestrichelten Linien), die in den 6 und 7 gezeigt werden, sind nicht
besonders genau, da sie durch Vibrationen und dergleichen während das Fahrzeug
fährt,
während
das Fahrzeug zum Stillstand kommt sowie während dem Stehen des Fahrzeuges,
beeinträchtigt
werden. Insbesondere vibriert das Fahrzeug sehr stark unmittelbar
vor und nach dem Anhalten, und ein geringer Wert, kennzeichnend für eine ebene
Straße,
wird unmittelbar nachdem das Fahrzeug an einer Neigung angehalten
wird, ausgegeben.
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Deshalb werden die Rohdaten typischerweise
einem Glättungverfahren
unterzogen, und die verarbeiteten Daten (die durchgezogenen Linien)
werden als Bedingung verwendet, um die Neutralsteuerung zu starten.
In diesem Glättungverfahren
werden an jedem Abtastzeitpunkt die Effekte der von dem G-Sensor
erfassten Rohdaten auf die verarbeiteten Daten des letzten Abtastzeitpunktes
betrachtet (nur etwa 30 bis 80 %, anstatt 100% der Rohdaten werden
zu diesem Zeitpunkt betrachtet), und neue verarbeitete Daten werden
geschaffen.
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Demzufolge werden, selbst wenn die
Rohdaten Vibrationen enthalten, die Effekte reduziert, wodurch der
Fehler klein gehalten wird. Entsprechend diesem Glättungverfahren,
werden die verarbeiteten Daten, die der tatsächlichen Steigung der Straße entsprechen,
etwa 1 Sekunde nachdem das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist,
ausgegeben. Dies ist durch die Tatsache offenkundig, dass die verarbeiteten
Daten (die durchgezogenen Linien) zeitlich hinter den Rohdaten (die
gestrichelten Linien) in den 6 und 7 liegen.
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In
JP(A) 2001-349424 ist diese Art von Glättungsverfahren
nicht erwähnt,
wenn aber ein G-Sensor, welcher gegenwärtig der am meisten verbreitete Neigungssensor
ist, benutzt wird, um die Neigung der Straße, auf welcher das Fahrzeug
gestoppt worden ist zu erhalten, oder wenn ferner jegliche Art von
Sensor dazu verwendet wird, um die Neigung der Straße, auf
welcher das Fahrzeug gestoppt worden ist zu erhalten, ist diese
Art der Zeitverzögerung
unvermeidlich. Das heißt,
in der Realität
ist es auch dann nicht möglich
für eine
Dauer von ungefähr
1 Sekunde zu bestimmen ob das Fahrzeug an einer Neigung steht, aufgrund
einer Verzögerung
in der Ausgabe der Datenverarbeitung des G-Sensors, selbst wenn
die Bedingungen zum Start der Neutralsteuerung in einer Be dingung
abgesehen von der Bedingung, dass die Straße, auf welcher das Fahrzeug
steht, keine Neigung aufweist, erfüllt ist.
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Deshalb, obgleich das Fahrzeug auf
einer ebenen Straße
angehalten wird, in welchem Fall die Neutralsteuerung unmittelbar
startet (d.h. sogar wenn die Daten in einem Bereich unterhalb dem
Niveau des Neigungsermittlungsschwellwerts wie in 6 sind), startet die Neutralsteuerung
nachdem bestätigt
wurde, dass die von dem G-Sensor verarbeiteten Daten, die etwa 1
Sekunde nach dem Anhalten des Fahrzeuges ausgegeben werden, unter
dem Niveau des Neigungsermittlungsschwellwertes sind. Entsprechend
tritt eine Verzögerung
bei dem Start der Neutralsteuerung auf. Andererseits, wenn das Fahrzeug
an einer Neigung angehalten wird, in welchem die Fall die Neutralsteuerung
nicht gestartet werden sollte (d.h. sogar wenn die Daten in einem Bereich
oberhalb des Niveaus des Neigungsbestimmungsschwellwertes wie in 7 sind), wird bestimmt,
dass die Neutralsteuerung startet, da die Ausgabe der verarbeiteten
Daten des G-Sensors unmittelbar nachdem das Fahrzeug angehalten
wurde, unter dem Niveau des Neigungsermittlungsschwellwertes ist.
Da das Fahrzeug jedoch an einer Neigung angehalten wird, sollte
die Neutralsteuerung nicht gestartet werden. Deshalb ist es erforderlich,
die Neutralsteuerung zu starten, nachdem bestätigt wurde, dass die durch
den G-Sensor ungefähr
1 Sekunde nachdem das Fahrzeug angehalten wurde ausgegebenen verarbeiteten
Daten tatsächlich
unter dem Niveau des Neigungsermittlungsschwellwert sind.
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In diesem Fall wäre eine Möglichkeit die Verzögerung des
Startzeitpunktes der Neutralsteuerung zu eliminieren, welche durch
die Verzögerung
des G-Sensors veranlasst ist, und die Zeitspanne, in der sich das
Getriebe im Neutralzustand befindet, beträchtlich zu erhöhen, die
Entkupplungsgeschwindigkeit (release speed) der Eingangskupplung
des Automatikgetriebes zu erhöhen,
wobei die Entkupplung zur Folge hat, dass das Getriebe den Neutralzustand einnimmt.
Dies würde
jedoch eine starke Erschütterung
verursachen, wenn die Eingangskupplung entkuppelt wird. Bei einer
Neutralsteuerung, welche nicht auf einer Bedienung durch den Fahrer
basiert, sollte das Schalten in dem Neutralzustand für den Fahrer
unbemerkbar sein. Die Eingangskupplung, welche dafür verwendet
wird, den Neutralzustand zu erreichen, sollte deswegen allmählich entkuppelt werden,
nicht unmittelbar nach der Ausgabe eines Entkupplungsbefehls. Die
Zeit, die nötig
ist, um die Eingangskupplung vollständig zu entkuppeln, nachdem
der Eingangskupplungsentkupplungsbefehl ausgegeben wird, wird von
der ECU (elektronische Steuereinheit) gesteuert.
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Angesichts der vorhergehenden Probleme schafft
diese Erfindung somit eine Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe, welches
eine Neutralsteuerung ausführt,
wobei die Steuervorrichtung in der Lage ist, den Zeitraum zu verlängern, in
welchem die Neutralsteuerung ausgeführt wird, um den Kraftstoffverbrauch
zu senken.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft
eine Steuervorrichtung für
ein Automatikgetriebe, welches eine Neutralsteuerung ausführt, durch
welche eine Eingangskupplung, die Antriebskraft von einer Antriebsquelle
an das Automatikgetriebe überträgt, entkuppelt
wird, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: i) ein Schalthebel
in einer Position entsprechend einem Vorwärtsgangbereich ist, ii) das
Gaspedal nicht betätigt
wird, iii) die Bremse betätigt
wird, und iv) eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer
vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Die Steuervorrichtung
enthält
eine Erfassungsvorrichtung, um eine Straßensteigung zu erfassen, eine
Ausgabevorrichtung, um einen Befehl zur Entkupplung der Eingangskupplung
auszugeben, wenn: i) die Straßensteigung,
die durch die Erfassungsvorrichtung erfasst wird, kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist, und ii) die Bedingungen erfüllt sind,
sowie die Steuervorrichtung, um die Straßensteigung, die durch die
Erfassungsvorrichtung erfasst wird, mit dem vorbestimmten Wert,
nachdem der Befehl von der Ausgabevorrichtung ausgegeben worden
ist, vergleicht, und die Ausgabe des Befehls abzubrechen, falls
die Straßensteigung
größer als der
vorbestimmte Wert ist.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung
betrifft ein Steuerverfahren für
ein Automatikgetriebe, welches eine Neutralsteuerung ausführt, durch
welche eine Eingangs kupplung, die eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle
an das Automatikgetriebe überträgt, entkuppelt
wird, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: i) ein Schalthebel
in einer Position entsprechend einem Vorwärtsgangbereich ist, ii) das
Gaspedal nicht betätigt
wird, iii) die Bremse betätigt
wird, und iv) eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer
vorbestimmten Fahrzeug-geschwindigkeit ist. Das Steuerverfahren
enthält
die Schritte, eines Erfassens der Straßensteigung, eines Ausgebens
eines Befehls zur Entkupplung der Eingangskupplung, wenn: i) die
erfasste Straßensteigung
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und ii) die Bedingungen
erfüllt
sind; sowie, nachdem der Befehl ausgegeben wurde, eines Vergleichens
der erfassten Straßensteigung
mit dem vorbestimmten Wert, und ein Abbrechen der Befehlsausgabe,
falls die Straßensteigung
den vorbestimmten Wert überschreitet.
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Entsprechend dieser Steuervorrichtung
und diesem Verfahren für
ein Automatikgetriebe, wird die tatsächliche Straßensteigung
nach einem festgesetzten Zeitraum nach Stillstand des Fahrzeuges
erfasst. Zum Beispiel wird, nach Ablauf eines festgesetzten Zeitraums
nach Anhalten des Fahrzeuges die erfasste Straßensteigung mit dem vorbestimmten
Wert verglichen und falls zu dem Zeitpunkt die erfasste Straßensteigung
größer als
der vorbestimmte Wert ist, wird der Befehl abgebrochen. Entsprechend,
wenn die erfasste Straßensteigung
mit dem vorbestimmten Wert nach Ablauf eines festgesetzten Zeitraumes nachdem
das Fahrzeug angehalten wurde verglichen wird und die Straßensteigung
geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Neutralsteuerung
fortgesetzt. Andererseits, falls die Straßensteigung größer als
der vorbestimmte Wert ist, wird die Neutralsteuerung abgebrochen.
In dem Fall, in dem die Neutralsteuerung abgebrochen wird, ist die
Eingangskupplung, die dafür
verwendet wird, das Getriebe in den Neutralzustand zu bringen, zu
dem Zeitpunkt an dem die Neutralsteuerung abgebrochen wird noch
nicht vollständig
entkuppelt. D.h. die Entkupplung der Eingangskupplung wird dementsprechend
gesteuert, so dass die Eingangskupplung allmählich entkuppelt wird, um das
Auftreten einer Erschütterung
zu vermeiden. Deshalb wird es durch Verlängern der Zeit, welche die
Eingangskupplung benötigt,
um komplett entkuppelt zu werden, nachdem der Entkupplungsbefehl
ausgegeben worden ist, auf mehr als dem festgesetzten Zeitraum,
den es dauert, um die tatsächliche
Straßensteigung
zu erfassen, möglich,
die Neutralsteuerung, bevor das Getriebe in den Neutralzustand geschaltet
hat, abzubrechen, auch nachdem die Neutralsteuerung gestartet hat
(d.h. auch nachdem der Befehl zur Entkupplung der Eingangskupplung
ausgegeben worden ist), wenn das Fahrzeug momentan an einer Neigung
steht, und die Neutralsteuerung zu starten ohne die festgesetzte
Zeitverzögerung
wenn das Fahrzeug momentan auf einer ebenen Straße angehalten wird. Demzufolge
ist eine Steuervorrichtung für
ein Automatikgetriebe, welches eine Neutralsteuerung ausführt, möglich, welche
in der Lage ist den Zeitraum innerhalb welchem die Neutralsteuerung
ausgeführt
wird zu verlängern,
um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
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Der vorbestimmte Wert ist zu diesem
Zeitpunkt vorzugsweise ein Wert der anzeigt, dass sich das Fahrzeug
nicht an einer Neigung befindet.
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Die Steuervorrichtung und das Verfahren
ist auch in der Lage die Straßensteigung
mit einem Beschleunigungssensor zu erfassen, wobei der Beschleunigungssensor
eine Straßensteigung
nach einem ersten Zeitraum ausgibt, welcher eine Verzögerung aufgrund
der Datenverarbeitung von Daten, die indikativ für die erfasste Straßensteigung
sind, und den Befehl erzeugt, so dass die Eingangskupplung nach
einem zweiten Zeitraum vollständig
entkuppelt wird, welcher länger
als der erste Zeitraum ist und vergangen ist, nachdem der Befehl
von dem Controller ausgegeben worden ist.
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Entsprechend ist es möglich, sogar
nachdem die Neutralsteuerung gestartet worden ist (d.h. sogar nachdem
der Entkupplungsbefehl der Eingangskupplung ausgegeben worden ist),
sie abzubrechen, bevor das Getriebe in den Neutralzustand schaltet, wenn
das Fahrzeug momentan an einer Neigung steht und sie kann ohne die
Verzögerung
gestartet werden, wenn das Fahrzeug momentan auf einer ebenen Straße steht.
Dementsprechend ist es möglich,
dass die Steuervorrichtung und das Verfahren für ein Automatikgetriebe, welches
eine Neutralsteuerung ausführt,
den Zeitraum innerhalb welchem die Neutralsteuerung durchgeführt wird,
verlängerbar
ist, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
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Ferner ist die Steuervorrichtung
und das Verfahren in der Lage, den Befehl, die Eingangskupplung
unmittelbar freizugeben, auszugeben, wenn die erfasste Straßensteigung
kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist und die Bedingungen
erfüllt sind.
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Entsprechend kann die Neutralsteuerung
unmittelbar gestartet werden. Die Neutralsteuerung kann dann abgebrochen
werden, bevor das Getriebe in den Neutralzustand schaltet, wenn
das Fahrzeug momentan an einer Neigung steht. Somit, wenn das Fahrzeug
auf einer ebenen Straße
angehalten wird, wird die Neutralsteuerung ausgeführt, so
dass der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann, und wenn das Fahrzeug
an einer Neigung angehalten wird, kann die Neutralsteuerung geeigneterweise
abgebrochen werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die oben-genannten Ausführungsformen, Objekte,
Merkmale, Vorteile, die technische und industrielle Bedeutung dieser
Erfindung sind durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich.
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1 ist
ein Steuerblockdiagramm eines Automatikgetriebes entsprechend einer
explemparischen Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
ein detailliertes Diagramm einer elektronischen Steuereinheit (ECU)
wie in 1;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das die Steuerstruktur eines Programms für eine Neutralsteuerungsroutine,
die durch die ECU, die in 1 gezeigt ist,
veranschaulicht;
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4 ist
ein Zeitablaufdiagramm (Teil 1), das den Betrieb eines Fahrzeuges
zeigt, welches mit dem Automatikgetriebe entsprechend der exemplarischen Ausführungsform
dieser Erfindung ausgestattet ist;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm (Teil 2), das den Betrieb eines Fahrzeuges zeigt,
welches mit dem Automatikgetriebe entsprechend der exemplarischen Ausführungsform
dieser Erfindung ausgestattet ist;
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6 ist
ein Graph (Teil 1), der ein Glättungverfahren
eines G-Sensors veranschaulicht, und
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7 ist
ein Graph (Teil 2), der das Glättungverfahren
des G-Sensors veranschaulicht.
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In der folgenden Beschreibung und
den begleitenden Zeichnungen, wird die vorliegende Erfindung detaillierter
in Bezug auf die exemplarischen Ausführungsformen beschrieben. In
der folgenden Beschreibung werden gleiche Komponenten jeweils durch
gleiche Bezugszeichen ausgewiesen und wiederholende Beschreibungen
werden weggelassen.
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Ein Antrieb eines Fahrzeuges inklusive
einer Steuervorrichtung entsprechend der exemplarischen Ausführungsform
wird nun in Bezug auf 1 beschrieben
werden. Die Steuervorrichtung entsprechend der exemplarischen Ausführungsform
ist durch eine ECU 1000 wie in der Zeichnung gezeigt, realisiert.
Obwohl das nachstehend beschriebene Automatikgetriebe ein riemenartiges
stufenloses Getriebe ist, ist die Erfindung keineswegs darauf beschränkt.
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Bezugnehmend auf 1, enthält der Antrieb des Fahrzeugs
einen Motor 100, einen Drehmomentwandler 200,
eine Vorwärts-Rückwärtsschaltvorrichtung 290,
ein riemenartiges stufenloses Getriebe (Continuously Variable Transmission
= CVT) 300, ein Differentialgetriebe 800, die
ECU 1000, und ein Hydraulikdrucksteuerteil 1100.
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Die Ausgangswelle des Motors 100 ist
mit einer Eingangswelle des Drehmomentwandlers 200 verbunden.
Der Motor 100 und der Drehmomentwandler 200 sind
durch eine drehende Welle verbunden. Entsprechend sind eine Drehzahl
NE der Ausgangswelle des Motors 100 (d.h. Motordrehzahl
NE), die von einem Motordrehzahlsensor erfasst wird und eine Drehzahl
(Pumpendrehzahl) der Eingangswelle des Drehmomentwandlers 200 gleich.
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Der Drehmomentwandler 200 hat
eine Sperrkupplung 210, welche die Eingangswelle und die
Ausgangswelle direkt verbindet, einen Eingangs-wellenseitenpumpenimpeller 220,
einen Ausgangswellenseitenturbinenimpeller 230, und einen Stator 240,
welcher eine Einwegkupplung 250 aufweist und welcher drehemomenterhöhend wirkt.
Der Drehmomentwandler 200 und das CVT 300 sind durch
eine Drehwelle verbunden. Eine Drehzahl NT der Ausgangswelle des
Drehmomentwandlers 200 (d.h. Turbinendrehzahl NT) wird
von einem Turbinendrehzahlssensor 400 erfasst.
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Das CVT 300 ist über die
Vorwärts-Rückwärtsschaltvorrichtung 290 mit
dem Drehmomentwandler 200 verbunden. Das CVT 300 enthält eine Eingangsseitenprimärriemenscheibe 500,
eine Ausgangsseitensekundärriemenscheibe 600,
einen Metallriemen 700, der um die Primärriemenscheibe 500 und
die Sekundärriemenscheibe 600 gespannt
ist. Die Primärriemenscheibe
bzw. -rad 500 ist aus einer fixierten Laufrolle, die an
der Primärwelle
befestigt ist, und einer beweglichen Laufrolle aufgebaut, die so gelagert
ist, dass sie in der Lage ist, auf der Primärwelle nur zu rutschen. Die
Sekundärriemenscheibe bzw.
-rad 600 ist aus einer fixierten Laufrolle, welche an der
Sekundärwelle
befestigt ist, und einer beweglichen Laufrolle aufgebaut, die so
gelagert ist, dass sie in der Lage ist, auf der Sekundärwelle nur
zu rutschen. Eine Drehzahl NIN des Primärrads in dem CVT 300 wird
durch einen Primärraddrehzahlsensor 410 erfasst
und eine Drehzahl NOUT des Sekundärrads in dem CVT 300 wird
durch einen Sekundärraddrehzahlsensor 420 erfasst.
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Diese Drehzahlsensoren sind gegenüberliegend
den Getriebezahnrädern,
die zum Erfassen der Drehzahl verwendet werden, auf den Drehwellen
des Primärrads
und des Sekundärrads
befestigt, oder der Antriebswelle, welche mit diesen Drehwellen
verbunden ist. Diese Drehzahlsensoren sind in der Lage sogar eine
gertngfügige
Drehung des Primärrads
auf der Eingangswelle und des Sekundärrads auf der Ausgangswelle
zu erfassen. Diese Sensoren können Sensoren
sein, welche zum Beispiel Magnetwiderstandselemente benutzen, welche
allgemein als Halbleitersensoren bezeichnet werden.
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Die Vorwärts-Rückwärtsschaltvorrichtung 290 enthält ein Doppelritzelplanetengetriebe,
eine Rückwärtsbremse
(B1) 320, und eine Eingangskupplung (C1) 310.
In dem Planetengetriebe, ist ein Sonnenrad S mit der Eingangswelle
verbunden, ein Träger
CR, welcher das erste und zweite Ritzel P1 und P2 trägt ist mit
der primärseitenfixierten
Laufrolle verbunden, und ein Ringzahnrad R ist mit der Rückwärtsbremse
(B1) 320 verbunden, welche als Rückwärtsreibungselement dient. Die
Eingangskupplung (C1) 310 ist zwischen dem Träger CR und
dem Sonnenrad S angeordnet. Die Eingangskupplung 310, welche
auch als Vorwärtskupplung
bezeichnet wird, ist immer betätigt,
wann immer das Fahrzeug vorwärts
gefahren wird, wird aber entkuppelt, wenn das Fahrzeug in Parkstellung
(P), Rückwärtsstellung
(R), oder Neutralstellung (N) ist.
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Die Neutralsteuerung ist eine Steuerung, welche
das Getriebe in einen Zustand versetzt, der dem Neutralzustand ähnlich ist,
in welchem die Eingangskupplung 310 entkuppelt wird, so
dass sie in einem vorgegebenen Rutschzustand (in diese Ausführung wird
die Eingangskupplung 310 in diesem Zustand auch als "vollständig entkuppelt" bezeichnet), wenn
das Fahrzeug mit dem Ganghebel in der Fahr(D)position angehalten
wird und vorbestimmte Bedingungen in Bezug auf den Fahrzeugzustand
erfüllt
sind.
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Wie in 1 gezeigt,
werden verschiedene Signale an die ECU 1000 eines ECT (elektronisch gesteuerten
Automatikgetriebes) eingegeben. Diese Signale enthalten ein Signal,
welches die Turbinendrehzahl NT des Turbinendrehzahlsensors 400 anzeigt,
ein Signal, das die Primärraddrehzahl
NIN des Primärraddrehzahlsensors 410 anzeigt,
und ein Signal, das die Sekundärraddrehzahl
NOUT des Sekundärraddrehzahlsensors 420 anzeigt.
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Bezugnehmend auf die Zeichnung, enthält das Hydraulikdrucksteuerteil 1100 ein
Getriebeschaltsteuerteil 1110, ein Riemenanpressdrucksteuerteil 1120,
ein Sperrdruckanwendungssteuerteil 1130, ein Kupplungsdrucksteuerteil 1140,
und ein manuelles Ventil 1150. Steuersignale werden von
der ECU 1000 an eine Gangwechselsteuermagnetspule (1) 1200,
eine Gangwechselsteuermagnetspule (2) 1210, eine
Linearmagnetspule 1220, eine Sperrmagnetspule 1230,
und eine Steuermagnetspule 1240 zum sperren des Betätigungsdrucks
ausgegeben, die alle Teil des Hydrauliksteuerteils 1100 sind.
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Der Aufbau der ECU 1000,
welche dazu verwendet wird den Antrieb zu steuern, wird nun in weiterem
Detail in Bezug auf 2 beschrieben
werden. Wie in der Zeichnung gezeigt, enthält die ECU 1000 einen
Motorsteuercomputer 1010, welcher den Motor 100 steuert,
und einen Getriebesteuercomputer 1020, welcher den Drehmomentwandler 200,
die Vorwärts-Rückwärtsschaltvorrichtung 290,
und das CVT 300 steuert.
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Zusätzlich zu den in 1 gezeigten Eingangssignalen
werden verschiedene andere Signale in den Getriebesteuercomputer 1020 eingegeben. Diese
Signale enthalten ein Signal von einem Stopplampenschalter, das
anzeigt, ob das Bremspedal durch den Fahrer gedrückt wird, und ein Signal von dem
G-Sensor, das den Neigungswinkel anzeigt, wenn das Fahrzeug an einer
Neigung oder dergleichen angehalten wird. Das früher beschriebene Glättungsverfahren
ist durch den Getriebesteuercomputer 1020 oder den G-Sensor
ausführbar.
In der folgenden Beschreibung wird das Glättungsverfahren durch den G-Sensor
ausgeführt
werden. Deshalb hat der Eingangswert an den Getriebe steuercomputer 1020 von
dem G-Sensor vorhergehend das Glättungsverfahren
durchlaufen.
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Es werden auch verschiedene Signale
an den Motorsteuercomputer 1010 eingegeben. Diese Signale
enthalten ein Signal von einem Gaspedalöffnungsgradsensor, der einen Öffnungsgrad
eines Gaspedals, welches durch den Fahrer gedrückt wird, anzeigt, ein Signal
eines Drosselklappenstellungssensors, das einen Öffnungsgrad einer elektromagnetischen
Drosselklappe anzeigt, und ein Signal von einem Motordrehzahlsensor,
der die Drehzahl (NE) des Motors 100 anzeigt. Der Motorsteuercomputer 1010 und
der Getriebesteuercomputer 1020 sind miteinander verbunden.
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In dem Hydraulikdrucksteuerteil 1100 steuert das
Riemenanpressdrucksteuerteil 1120 den Anpressdruck auf
den Riemen 700 des CVT 300 und das Kupplungsdrucksteuerteil 1140 steuert
den Betätigungsdruck
der Eingangskupplung 310, basierend auf der Steuersignalausgabe
des Getriebesteuercomputers 1020 an die Linearmagnetspule 1220.
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Die Steuerstruktur eines Programms
für die Neutralsteuerroutine,
welche durch den Getriebesteuercomputer 1020 ausgeführt wird,
welcher als Steuervorrichtung entsprechend der exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung dient, wird nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
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In Schritt S100, ermittelt der Getriebesteuercomputer 1020,
ob die G-Sensorwerteingabe (d.h. Daten nach dem Glättungsverfahren;
auch bezeichnet als "verarbeitete
Daten") des G-Sensors
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist. Dieser
vorbestimmte Schwellwert ist ein Schwellwert, der anzeigt, dass
sich das Fahrzeug nicht in einer Neigung befindet, und unter welchem
die Neutralsteuerung ausgeführt
wird. Falls der G-Sensorwert kleiner oder gleich dem Schwellwert
ist (d.h. JA in Schritt S100), fährt
die Routine mit Schritt S110 fort. Falls der G-Sensorwert nicht
kleiner oder gleich dem Schwellwer ist (d.h. NEIN in Schritt S100),
so endet die Routine.
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In Schritt S110 ermittelt der Getriebesteuercomputer 1020,
ob die Bedingungen für
den Start der Neutralsteuerung erfüllt sind. Diese Bedingungen sind
erfüllt,
z.B. wenn der Fahrer das Gaspedal nicht drückt, wenn der Fahrer das Bremspedal
drückt, wenn
der Schalthebel in der Vorwärtsfahren(D)-Stellung
ist, und wenn das Fahrzeug sich im Stillstand befindet. Genauer
genommen basiert die Ermittlung auf dem Wert der Gaspedalöffnungsgradsensoreingabe
an den Getriebesteuercomputer 1020 über den Motorsteuercomputer 1010,
und die Signaleingabe an den Getriebesteuercomputer 1020 von
dem Stopplampenschalter und dergleichen. Falls die Bedingungen für den Start
der Neutralsteuerung erfüllt sind
(d.h. JA in Schritt S110), fährt
die Routine mit Schritt S120 fort. Falls nicht (d.h. in Schritt
S110), so endet die Routine.
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In Schritt S120 startet der Getriebesteuercomputer 1020 die
Neutralsteuerung. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Getriebesteuercomputer 1020 einen
Befehlswert an die Linearmagnetspule 1220 aus, so dass
das Kupplungsdrucksteuerteil 1140 die Eingangskupplung 310 entkuppelt.
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In Schritt S130 ermittelt der Getriebesteuercomputer 1020,
ob die G-Sensorwerteingabe von dem G-Sensor kleiner oder gleich
dem Schwellwert ist. Dieser Schritt ist der gleiche wie Schritt
S100. Falls der G-Sensorwert kleiner oder gleich dem vorbestimmten
Schwellwert ist (d.h. JA in Schritt S130), fährt die Routine mit Schritt
S140 fort. Falls nicht (d.h. NEIN in Schritt S130), fährt die
Routine mit Schritt S160 fort.
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In Schritt S140 bestimmt der Getriebesteuercomputer 1020,
ob die Bedingungen für
den Abbruch der Neutralsteuerung erfüllt sind. Diese Bedingungen sind
erfüllt,
wenn z.B. der Fahrer das Gaspedal drückt, wenn der Fahrer das Bremspedal
entkuppelt hat, und wenn der Fahrer die Schaltstellung des Schalthebels
geändert
hat. Falls die Bedingungen um die Neutralsteuerung abzubrechen erfüllt worden sind
(d.h. JA in Schritt S140), fährt
die Routine mit Schritt S160 fort. Falls nicht (d.h. NEIN in Schritt S140),
fährt die
Routine mit Schritt S150 fort.
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In Schritt S150 setzt der Getriebesteuercomputer 1020 die
Neutralsteuerung fort und ermittelt, ob die G-Sensorwerteingabe
von dem G-Sensor kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert
an jedem vorbestimmten Abtastzeitpunkt ist.
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In Schritt S160 führt der Getriebesteuercomputer 1020 einen
Prozess zum Abbrechen der Neutralsteuerung aus. Zu diesem Zeitpunkt
gibt der Getriebesteuercomputer 1020 ein Befehlssignal
an die Linearmagnetspule 1220 aus, so dass das Kupplungsdrucksteuerteil 1040 die
Eingangskupplung 310 betätigt.
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Der Betrieb des Fahrzeuges, welches
mit dem Antrieb ausgestattet ist, der durch die Steuervorrichtung
entsprechend dieser exemplarischen Ausführungsform der Erfindung gesteuert
wird, wird nun basierend auf dem oben beschriebenen Strukturflussdiagramm
beschrieben.
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Bezugnehmend auf 4, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt,
erfasst der Getriebesteuercomputer 1020, dass das Fahrzeug
anhalten wird, basierend auf einem Eingabewert des Primärraddrehzahlssensors 410.
Falls die G-Sensorwerteingabe des G-Sensors kleiner oder gleich dem vorbestimmten
Wert ist (d.h. JA in Schritt S100), ermittelt der Getriebesteuercomputer
zu diesem Zeitpunkt, ob die Bedingungen für den Start der Neutralsteuerung erfüllt sind
(d.h. Schritt S110). Falls der G-Sensorwert keine Neigung anzeigt,
in welchem Fall die Neutralsteuerung nicht ausgeführt werden
würde (d.h.
JA in Schritt S100), und die anderen Bedingungen für den Start
der Neutralsteuerung erfüllt
sind (d.h. JA in Schritt S110), wird die Neutralsteuerung unmittelbar gestartet
(Schritt S120). Die Neutralsteuerung wird zu diesem Zeitpunkt wie
in 4 gezeigt gestartet. Deshalb
wird die Neutralsteuerung ausgeführt,
selbst wenn die Steigung derart ist, dass die Neutralsteuerung unter
gewöhnlichen
Umständen
verhindert ist, falls die G-Sensorwerteingabe von dem G-Sensor kleiner
dem Schwellwert ist.
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Selbst wenn die Neutralsteuerung
ausgeführt
wird, wird an jedem vorbestimmten Abtastzeitpunkt ermittelt, ob
die G-Sensorwerteingabe des G-Sensors kleiner oder gleich dem Schwellwert
ist. Zu diesem Zeitpunkt steigt der Eingabe der G-Sensorzeit allmählich, wegen
der Verzögerung
der Ausgabe des wahren Steigerungswertes von dem vorhergehenden
Glättungverfahren.
Die G-Sensorwerteingabe des G-Sensors wird dann zu dem vorbestimmten
Abtastzeitpunkt mit dem vorbestimmten Schwellwert verglichen (Schritt
S130), und falls der G-Sensorwert größer als der vorbestimmte Schwellwert
ist (d.h. NEIN in Schritt S130), wird ein Prozess um die Neutralsteuerung
abzubrechen ausgeführt (Schritt
S160).
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Da die G-Sensorwerteingabe des G-Sensors größer als
der Neigungsermittlungsschwellwert zu diesem Zeitpunkt ist, wird
der Prozess zum Abbrechen der Neutralsteuerung, wie in 4 gezeigt, ausgeführt. Wie
in derselben Zeichnung gezeigt, da der Hydraulikbefehlswert für die Eingangskupplung 310 den
Wert 1 für
den Neutralsteuerungsstartmodus am Start der Neutralsteuerung einnimmt,
fällt er
anfangs steil ab (erster Durchlauf) und nimmt dann allmählich zu
(zweiter Durchlauf).
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Der Zeitpunkt, an welchem die Neutralsteuerung
abgebrochen wird, wie in 4 gezeigt,
ist früher
als der Zeitpunkt an welchem die Eingangskupplung 310 vollständig entkuppelt
wird. Deshalb wird keine Erschütterung
auftreten, da die Eingangskupplung 310 noch nicht vollständig entkuppelt
ist, selbst wenn der Getriebesteuercomputer 1020 den Hydraulikdruckbefehlswert
für die
Eingangskupplung 310 schrittweise erhöht, so dass die Eingangskupplung 310 schrittweise
betätigt
wird, wenn sich das Getriebe in einem Neutralsteuerungsabbruchmodus
befindet, um die Neutralsteuerung abzubrechen.
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Das Ablaufdiagramm wird nun in genauerem Detail
in Bezug auf 5 beschrieben
werden. In dem in 5 gezeigten
Ablaufdiagramm, tritt das Getriebe, wenn eine Neutralsteuerphase
(A) startet, in einen ersten Durchlaufzustand ein, wobei eine Kupplungsdrucksteuerbetriebsart
weiter reduziert wird als in einem zweiten Durchlaufzustand, welcher dem
ersten Durchlaufzustand folgt. Nach einer vorbestimm ten Zeit in
dem ersten Durchlaufzustand, oder wenn der Hydraulikdruckbefehlswert
auf einen vorbestimmten Hydraulikdruckwert des ersten Durchlaufs
zur Folge fällt,
tritt das Getriebe in den zweiten Durchlaufzustand ein. Wenn das
Getriebe in dem zweiten Durchlaufzustand ist, wird die Kupplungsdrucksteuerbetriebsart
allmählicher
reduziert als es im ersten Durchlaufzustand der Fall war. Wenn die
Eingangskupplung 310 tatsächlich mit der Entkupplung
beginnt, schaltet das Getriebe in eine Neutralsteuerphase (B), so
dass die Turbinendrehzahl NT ungefähr die gleiche als die Motordrehzahl
NE ist.
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In der Neutralsteuerphase (A) steigt
die Turbinendrehzahl NT aufgrund der Tatsache, dass die Eingangskupplung 310 mit
der Entkupplung begonnen hat. Der Getriebesteuercomputer 1020 führt die Lernsteuerung
aus, so dass die Zeit der neutralen Steuerphase (A) konstant wird.
Aufgrund dieser Lernsteuerung wird die Lernsteuerung ausgeführt, indem
die Zeiten der ersten und zweiten Durchläufe genommen werden, und die
durch die ersten und zweiten Durchläufe reduzierten Hydraulikdruckwerte und
dergleichen als Lernwerte genommen werden.
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Es gibt verschiedene Verfahren diese
Lernsteuerung durchzuführen,
wie z.B. den Winkel, in welchem der Hydraulikdruck in dem ersten
Durchlauf reduziert wird, zu ändern
oder den Winkel, in welchem der Hydraulikdruck in dem zweiten Durchlauf reduziert
wird, zu ändern.
Es soll zur Kenntnis genommen werden, dass diese Erfindung weder
auf die eine noch die andere dieser Verfahren beschränkt ist.
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Das Verfahren in Schritt S130 des
Fließdiagramms
für die
von dem Getriebesteuercomputer ausgeführte Routine, welche die Steuervorrichtung entsprechend
der exemplarischen Ausführungsform der
Erfindung ist, wird ausgeführt,
bis die Turbinendrehzahl NT anfängt
zu steigen. Wie oben beschrieben, weist die G-Sensorwerteingabe
des G-Sensors eine Zeitverzögerung
von etwa 1 Sekunde durch das Glättungsverfahren
auf. Deswegen führt
der Getriebesteuercomputer 1020 die Lernsteuerung an der Kupplungsdrucksteuerbetriebsart
aus, so dass die Steigerung der Turbinendrehzahl NT teilweise durch den
zweiten Durchlauf erzeugt, immer für etwa 1 Sekunde verzögert wird.
Entsprechend, wenn nochmals ermittelt wird, ob die G-Sensorwerteingabe
des G-Sensors größer als
der vorbestimmte Schwellwert ist (d.h. Schritt S130) und die resultierende
Ermittlung ist, dass der G-Sensorwert größer als der vorbestimmte Schwellwert
vor die Eingangskupplung 310 vollständig entkuppelt ist, schaltet
das Getrtebe unmittelbar von der Neutralsteuerphase (A) an die Steuerung
um die Neutralsteuerung abzubrechen.
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Demzufolge wird die Neutralsteuerung
unmittelbar gestartet, wenn die G-Sensorwerteingabe von dem G-Sensor
erfasst wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand oder dergleichen
befindet, und die anderen Bedingungen für den Start der Neutralsteuerung
zu diesem Zeitpunkt erfüllt
sind, indem der Getriebesteuercomputer, welcher die Steuervorrichtung entsprechend
der exemplarischen Ausführungsform der
Erfindung ist, die Neutralsteuerroutine ausführt. Nachdem ein Hydraulikdruckbefehl
um die Eingangskupplung freizugeben, ausgegeben wird, um die Neutralsteuerung
auszuführen,
wird die G-Sensorwerteingabe des G-Sensors nochmals mit dem vorbestimmten
Schwellwert verglichen. Wenn der G-Sensorwert größer als der Schwellwert ist,
wird der Prozess zum Abbrechen der Neutralsteuerung ausgeführt. Da
die benötigte
Zeit, die die Eingangskupplung zur vollständigen Entkupplung braucht,
nachdem der Hydraulikdrucksteuerbefehl ausgegeben worden ist, länger ist
als die Zeitverzögerung
des Glättungverfahrenes
in dem G-Sensor, ist es sogar nach dem Start der Neutralsteuerung
noch möglich abzubrechen,
bevor das Getriebe in den Neutralzustand schaltet, wenn das Fahrzeug
gegenwärtig
an einer Neigung steht, als auch zu starten, basierend auf der G-Sensorwerteingabe
des G-Sensors unmittelbar nachdem das Fahrzeug angehalten wird,
wenn das Fahrzeug momentan auf einer ebenen Straße angehalten wird. Demzufolge
ist die Steuervorrichtung für
ein Automatikgetriebe, welches eine Neutralsteuerung ausführt, in
der Lage, die Zeit zu verlängern,
während
welcher die Neutralsteuerung ausgeführt wird, den Kraftstoffverbrauch
weiter zu senken.
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Das in der exemplarischen Ausführungsform beschriebene
Automatikgetriebe ist ein riemenartiges stufenloses Getriebe. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf diese be schränkt. Das Automatikgetriebe kann
auch ein troidalartiges stufenloses Getriebe oder ein Automatikgetriebe
sein, welches eine Fluidkupplung und einen planetengetriebeartigen
Reduktionsmechanismus aufweist.
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Eine Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe
ist mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet, welcher einer
Straßensteigung
erfasst und eine ECU (1000), welche i) einen Befehl an
eine Linearmagnetspule (1220) ausgibt, um eine Eingangskupplung
(310) freizugeben, welche dazu verwendet wird, eine Neutralsteuerung
zu starten, wenn die Straßensteigung,
die durch den Beschleunigungssensor erfasst wird kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist und Neutralsteuerstartbedingungen erfüllt worden
sind, und ii) die erfasste Straßensteigung
mit dem Beschleunigungssensor und dem vorbestimmten Wert verglichen
werden und die Ausgabe des Befehls abgebrochen wird, falls die Straßensteigung
größer als
der vorbestimmte Wert ist, nachdem der Befehl an die Linearmagnetspule (1220)
ausgegeben worden ist. Entsprechend ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch
während
der Neutralsteuerung weiter zu senken.