DE3719916A1 - System zum integrierten steuern eines automatikgetriebes und einer maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum integrierten Steuern eines automatischen Getriebes und einer Maschine und insbesondere auf Verbesserungen in einem solchen System, in dem das Maschinendrehmoment vorübergehend während des Schal­ tens um einen vorbestimmten Wert geändert wird, um einwand­ freie Schalteigenschaften zu erhalten.

Automatische Getriebe enthalten Radübertragungsmechanismen, mehrere Reibungskupplungen und Hydraulikdruck-Steuervorrich­ tungen, die für das selektive Kuppeln der Reibungskupplungen betätigt werden, so daß auf in der Getriebetechnik bekannte Weise nach einem vorbestimmten Schaltplan eine von mehreren Fahrstufen erzielt werden kann.

Ferner sind automatische Getriebe bekannt, in denen entspre­ chend den genannten Schaltplänen zweierlei Schaltmuster bzw. Schaltschemata ausgeführt werden: ein Leistungs-Schaltschema (für hohe Leistung) und ein Spar-Schaltschema (für geringen Brennstoffverbrauch). Damit kann der Fahrer die von ihm ge­ wünschten Fahreigenschaften wählen.

Darüberhinaus wurden für derartige automatische Getriebe für Fahrzeuge verschiedenerlei Systeme für das integrierte Steuern des Automatikgetriebes und der Maschine eingesetzt, in denen das Maschinendrehmoment während des Schaltens verän­ dert wird, um einwandfreie Schalteigenschaften und hohe Lebensdauer der Reibungskupplungen zu erzielen (siehe z.B. JP-OS 69 738/1980). Im einzelnen wird in diesen Systemen während des Schaltens die Größe des von der Maschine abgege­ benen Drehmoments verändert und damit die in den verschiede­ nen Teilen des automatischen Getriebes oder in den Reibungs­ kupplungen für das Steuern dieser Teile aufgenommene Energie­ menge gesteuert, um den Schaltvorgang in kurzer Zeit bei geringem Schaltstoß abzuschließen.

Bei dem vorstehend beschriebenen System für das integrierte Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine wird normalerweise ein Maschinendrehmoment-Änderungswert durch die Maschinenbelastung (wie z.B. die Drosselöffnung) und die Art des Schaltvorgangs bestimmt.

Bei dem vorstehend beschriebenen automatischen Getriebe, bei dem die Schaltschemata gewählt werden können, ist jedoch selbst bei gleicher Maschinenbelastung und gleicher Art des Schaltvorgangs die Maschinendrehzahl während des Schaltens bei den jeweiligen Schaltschemata unterschiedlich. Infolge­ dessen ist die von den Reibungskupplungen aufgenommene Ener­ giemenge bei den jeweiligen Schaltschemata unterschiedlich. Der Drehmoment-Änderungswert bei dem automatischen Getriebe wurde bisher nach dem Leistungs-Schaltschema bestimmt, um die Lebensdauer des Getriebes sicherzustellen. Infolgedessen wurde auch dann, wenn das Spar-Schaltschema gewählt war (bei dem kein so hoher Drehmoment-Änderungswert erforderlich ist), die gleiche Drehmomentänderung wie bei der Wahl des Lei­ stungs-Schaltschemas vorgenommen. Dadurch entstanden Unzu­ länglichkeiten wie verstärkte Schaltstöße infolge der ver­ kürzten Dauer des Schaltvorgangs und unnötige Temperaturstei­ gerungen im Auspuffsystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Vermeiden der vorstehend beschriebenen Mängel des Systems nach dem Stand der Technik zum integrierten Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine ein System zu schaffen, in welchem ein entsprechend einem gewählten Schaltschema optimaler Maschi­ nendrehmoment-Änderungswert erhalten wird.

Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 wird zur Lösung der Aufgabe die Erfindung in Systemen für das integrierte Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine ange­ wandt, die mit einem Schaltschema-Wählschalter ausgestattet sind und in denen während des Schaltens das Maschinendrehmo­ ment um einen vorbestimmten Änderungswert geändert wird, um dadurch einwandfreie Schalteigenschaften zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird ein Ausführungsbereich für die Maschi­ nendrehmomentänderung bestimmt, der Zustand des Schaltschema- Wählschalters ermittelt und entsprechend dem ermittelten Zustand des Wählschalters der Ausführungsbereich für die Maschinendrehmomentänderung und/oder der Maschinendrehmoment- Änderungswert verändert bzw. korrigiert.

Dabei wird die Drehmomentänderung normalerweise nur ausge­ führt, wenn die Drosselöffnung größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der vorangehend genannte "Ausführungsbereich" ist ein Bereich, in welchem die Drosselöffnung größer als ein vorbestimmter Wert ist. Allgemein ist es erforderlich, die Maschinendrehmomentänderung bei dem Leistungs-Schaltschema in einem breiteren Bereich als bei dem Spar-Schaltschema auszufüh­ ren.

Infolgedessen kann in Übereinstimmung mit dem Zustand des Schaltschema-Wählschalters der optimale Ausführungsbereich für die Drehmomentänderung und/oder der optimale Drehmoment­ änderungswert erzielt werden, so daß beispielsweise eine unzweckmäßige Änderung des Maschinendrehmoments verhindert wird, wenn das Spar-Schaltschema gewählt ist. Im einzelnen wird der Drehmomentänderungswert nicht unterschiedslos gemäß dem Leistungs-Schaltschema festgelegt, sondern im Falle des Spar-Schaltschemas gemäß optimalen Bedingungen bestimmt, die unabhängig von dem Leistungs-Schaltschema gewählt werden. Infolgedessen werden die Mängel wie die auf die verkürzte Dauer des Schaltvorgangs des automatischen Getriebes zurück­ zuführende Verschlechterung bei dem Fühlen des Schaltvorgangs und übermäßige Temperaturerhöhungen im Auspuffsystem der Maschine vermieden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einrich­ tung für das Korrigieren des Ausführungsbereiches für die Maschinendrehmomentänderung und/oder des Maschinendrehmoment­ änderungswertes eine Einrichtung zum Korrigieren, nämlich Wechseln oder Wählen eines Plans bzw. Verzeichnisses von Maschinendrehmomentänderungswerten. Bei dieser Gestaltung kann der Änderungswert auf einfache Weise korrigiert werden. Falls ferner der Änderungswert auf "0" korrigiert wird, kann auch gleichzeitig der Ausführungsbereich korrigiert werden. Die Korrektur des Änderungswerts auf "0" bedeutet nämlich, daß der Ausführungsbereich eingeengt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung für die Erläuterung des Systems.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die schematisch die Gestaltung eines Ausführungsbeispiels des Systems für das integrierte Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine zeigt.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm einer Maschinendrehmoment- Steuerroutine, die in dem System gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel ausgeführt wird.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Maschinen-Steuerroutine.

Die Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die schematisch die Gestaltung des Systems für das integrierte Steuern eines automatischen Getriebes und einer Maschine zeigt, bei dem die Erfindung angewandt wird.

Eine Maschine 1 und ein automatisches Getriebe 2 sind auf bekannte Weise ausgebildet. In der Maschine 1 werden die Brennstoffeinspritzrate an einer Einspritzvorrichtung 19 und der Zündzeitpunkt an einem Verteiler 20 mittels eines Maschi­ nen-Steuercomputers 7 derart gesteuert, daß eine zur Drossel­ öffnung und der Maschinendrehzahl proportionale Maschinenaus­ gangsleistung erzielt wird. In dem automatischen Getriebe 2 werden elektromagnetische Ventile S 1 bis S 3 mittels eines Getriebe-Steuercomputers 8 gesteuert, wobei Öldruckleitungen einer Hydraulikdruck-Steuervorrichtung 3 umgestellt werden, wodurch das Einkuppeln von Reibungskupplungen selektiv in der Weise verändert wird, daß eine der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrpedalbedienung entsprechende Fahrstufe erreicht wird.

Im einzelnen nimmt der Maschinen-Steuercomputer 7 aus einem Drehzahlsensor (Kurbelwellenwinkelsensor) 9 Signale über die Maschinendrehzahl, aus einem Luftdurchflußmesser 10 den An­ saugluftdurchsatz, aus einem Ansaugluft-Temperaturfühler 11 die Ansauglufttemperatur, aus dem Drosselsensor 12 die Dros­ selöffnung, aus einem Fahrgeschwindigkeitssensor 13 die Fahrgeschwindigkeit, aus einem Wassertemperaturfühler 14 die Temperatur des Maschinenkühlwassers und aus einem Bremsschal­ ter 15 ein Bremssignal auf. Aus den vorstehend genannten Signalen bestimmt der Maschinen-Steuercomputer 7 die Brenn­ stoffeinspritzrate und den Zündzeitpunkt. Darüberhinaus nimmt der Maschinen-Steuercomputer 7 aus dem Getriebe-Steuercompu­ ter 8 Solenoidsignale für das Ein- und Ausschalten der elektromagnetischen Ventile S 1 bis S 3 auf, wodurch der Maschinen-Steuercomputer 7 die Schaltzeiten des automatischen Getriebes ermittelt und durch eine Steuerung des Zündzeit­ punkts (Verzögerungswinkel-Steuerung) das Maschinendrehmoment steuert.

Ferner empfängt der Maschinen-Steuercomputer 7 ein Signal aus einem Schaltschema-Wählschalter 17, mit dem ein Fahrtschalt­ muster bzw. Schaltschema wählbar ist, nämlich ein Spar- Schaltmuster für geringen Brennstoffverbrauch oder ein Lei­ stungs-Schaltmuster für hohe Leistung. Durch dieses eingege­ bene Signal wird von dem Maschinen-Steuercomputer 7 das von dem Fahrer gewählte Schaltschema erfaßt. Ferner sind in einem Speicher des Maschinen-Steuercomputers 7 Pläne bzw. Verzeich­ nisse von Drehmomentänderungswerten für das Ändern des Maschinendrehmoments bei den jeweiligen Schaltmustern gespei­ chert.

Andererseits empfängt der Getriebe-Steuercomputer 8 Signale aus dem Drosselsensor 12, dem Fahrgeschwindigkeitssensor 13, dem Kühlwassertemperaturfühler 14, dem Bremsschalter 15, dem Schaltschema-Wählschalter 17 usw. sowie ferner Signale über eine Schalthebelstellung aus einem Schalthebelstellungssensor 16, über die Freigabe einer Schnellgangschaltung aus einem Schnellgangschalter 18 und dergleichen, wodurch die elektro­ magnetischen Ventile S 1 bis S 3 in der Weise ein- und ausge­ schaltet werden, daß eine der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrpedalbedienung entsprechende Fahrstufe erreicht wird.

Darüberhinaus wird in den Getriebe-Steuercomputer 8 aus dem Maschinen-Steuercomputer 7 ein Regelsignal zur Maschinendreh­ momentsteuerung eingegeben, so daß am Getriebe-Steuercomputer erfaßt wird, daß an der Maschine 1 das Maschinendrehmoment gesteuert wird.

Die Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den generellen Ablauf der integrierten Steuerung der Maschine und des automatischen Getriebes veranschaulicht.

Von dem Maschinen-Steuercomputer 7 wird aus einer Änderung der Signale für die elektromagnetischen Ventile S 1 bis S 3 ein Herbeiführen eines Schaltvorgangs bzw. ein Schaltbefehl er­ mittelt (Schritt 122). Danach wird bei einem Schritt 124 der tatsächliche Beginn des Schaltvorgangs zu einem Zeitpunkt ermittelt, an dem sich die Maschinendrehzahl ändert (die beispielsweise bei einem Hochschalten absinkt). Entsprechend einem Verzögerungswinkelwert, der durch die Art des Schalt­ vorgangs, die Drosselöffnung und dergleichen bestimmt ist, wird die Steuerung des Verzögerungswinkels begonnen, um dadurch das Maschinendrehmoment herabzusetzen (Schritt 126).

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung (anhand der Fig. 4) werden Pläne bzw. Verzeichnisse von Maschinendrehmoment- Änderungswerten für den Schritt 126 entsprechend den Schalt­ zuständen des Schaltschema-Wählschalters verändert bzw. ge­ wechselt.

Wenn sich bei fortschreitendem Schaltvorgang eine Maschinen­ drehzahl Ne auf eine Maschinendrehzahl NeA ändert, die durch das Addieren eines vorbestimmten Werts N 1 zu einer Maschinen­ drehzahl NeB zum Zeitpunkt des Abschlusses des Schaltvorgangs erhalten wird, welche aus der Drehzahl einer Abtriebswelle und dem Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten ermittelt wird, wird dadurch der Abschluß des Schaltvorgangs ermittelt (Schritt 128). Danach wird die Verzögerungswinkelsteuerung allmählich über eine vorbestimmte Zeit beendet und die Zünd­ zeitsteuerung wieder auf den Normalzustand gebracht (Schritt 130).

Die vorstehend beschriebene Steuerung wird nachfolgend anhand der Fig. 4 ausführlich beschrieben.

Die Fig. 4 ist das Ablaufdiagramm einer Maschinensteuerrou­ tine. In der Hauptroutine zur Maschinensteuerung werden eine Brennstoffeinspritzrate und eine Zündzeiteinstellung bestimmt (Schritt 232). Danach wird ermittelt, ob eine Maschinendreh­ momentsteuerung auszuführen ist oder nicht, nämlich ob die Maschinendrehmomentsteuerung erforderlich ist (Schritt 234). D.h., es wird der Ausführungsbereich ermittelt. Wenn z.B. die Drosselöffnung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Abgastemperatur höher als ein vorbestimmter Wert ist und/oder ein Sensorsystem für das Ausführen einer Drehmomentänderung ausgefallen ist, wird daraus ermittelt, daß keine Drehmoment­ steuerung erforderlich ist. Wenn keine Drehmomentsteuerung erforderlich ist, kehrt das Programm wieder zu dem Schritt 232 zurück. Falls jedoch eine Drehmomentänderung erforderlich ist, wird ermittelt, ob der Schaltschema-Wählschalter in der Stellung für das Leistungs-Schaltschema steht oder nicht (Schritt 236). Wenn das Leistungs-Schaltschema gewählt ist, wird ein Drehmomentsteuerplan für das Leistungs-Schaltschema gewählt (Schritt 238). Wenn das Leistungs-Schaltschema nicht gewählt ist, nämlich das Spar-Schaltschema gewählt wurde, wird ein Drehmomentsteuerplan für das Spar-Schaltschema ge­ wählt (Schritt 240).

In den jeweiligen Drehmomentsteuerplänen bzw. Drehmoment­ steuerverzeichnissen sind im voraus den Drosselöffnungen Drehmomentänderungswerte zugeordnet. Für die gleiche Drossel­ öffnung ist der Drehmomentänderungswert bei dem Spar-Schalt­ schema niedriger als derjenige bei dem Leistungs-Schaltsche­ ma. Manchmal wird bei dem Betrieb des Getriebes nach dem Leistungs-Schaltschema eine Drehmomentänderung ausgeführt (wobei der Drehmomentänderungswert von "0" verschieden ist), wogegen nach dem Spar-Schaltschema keine Drehmomentänderung ausgeführt wird, nämlich der Drehmomentänderungswert "0" ist. Auf diese Weise wird auch der Ausführungsbereich für die Maschinendrehmomentänderung entsprechend der Stellung des Schaltschema-Wählschalters verändert.

Die Schritte 236, 238 und 240 können folgendermaßen abgeän­ dert werden: Zuerst wird ein Drehmomentsteuerplan für das Leistungs-Schaltschema (oder das Spar-Schaltschema) gewählt, wonach dann ermittelt wird, ob mit dem Wählschalter das Leistungs-Schaltschema gewählt ist oder nicht, und nur dann, wenn das Spar-Schaltschema (bzw. Leistungs-Schaltschema) gewählt ist, der gewählte Drehmomentsteuerplan so korrigiert wird, daß er dem Spar-Schaltschema (bzw. dem Leistungs- Schaltschema) entspricht.

Dabei können als Parameter für das Bestimmen des Ausführungs­ bereichs außer der Drosselöffnung die Art des Schaltvorgangs, die Maschinenkühlwassertemperatur und dergleichen herangezo­ gen werden. Im Falle einer kleinen Drosselöffnung und im Falle eines Hochschaltens sind Schaltstöße gering, so daß eine Änderung des Maschinendrehmoments nicht zwingend erfor­ derlich ist. Ferner ist bei niedriger Kühlwassertemperatur die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung gegeben, was es erforderlich macht, die Drehmomentänderung einzustellen.

Darauffolgend wird die Drehmomentsteuerungsroutine, nämlich die Routine gemäß Fig. 3 entsprechend dem auf diese Weise gewählten Maschinensteuerungs-Plan bzw. -Verzeichnis ausge­ führt, wodurch die Änderung des Maschinendrehmoments herbei­ geführt wird (Schritt 242).

Der Drehmomentänderungswert kann bei den vorstehend beschrie­ benen jeweiligen Schaltschemata derart gesteuert werden, daß die Schalteigenschaften über dem ganzen Betriebsbereich ein­ wandfrei gesteuert werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können mittels des Schaltschema-Wählschalters nur zwei Schaltschema­ ta gewählt werden. In diesem Fall sind nur zwei Drehmoment­ steuerpläne bzw. -verzeichnisse erforderlich, so daß das Maschinendrehmoment ohne Nutzung eines allzu großen Speicher­ bereichs gesteuert wird. Bei dem erfindungsgemäßen System ist jedoch die Anzahl der Schaltschemata nicht auf "2" be­ schränkt, sondern kann "3" oder mehr betragen. Es ist in diesem Fall ersichtlich, daß durch die Einspeicherung von Drehmomentsteuerplänen für die jeweiligen Zustände die Dreh­ momentsteuerung auf genauere bzw. feinere Weise ausgeführt werden kann.

Für das integrale Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine wird ein System angegeben, das einen Schaltschema- Wählschalter enthält und in dem das Maschinendrehmoment um einen vorbestimmten Änderungswert verändert wird, um dadurch einwandfreie Schalteigenschaften zu erzielen; in dem System wird ein Ausführungsbereich für die Maschinendrehmomentände­ rung und/oder ein Maschinendrehmoment-Änderungswert entspre­ chend dem Zustand des Schaltschema-Wählschalters korrigiert. Infolgedessen kann während des Schaltvorgangs unabhängig von dem gewählten Schaltschema immer die optimale Maschinendreh­ momentänderung vorgenommen werden.

Claims (5)

1. System zum integrierten Steuern eines Automatikgetriebes und einer Maschine, mit einem Schaltschema-Wählschalter und mit einer Maschinendrehmoment-Änderungseinrichtung, mit der das Maschinendrehmoment während des Schaltens um einen vorbe­ stimmten Änderungswert veränderbar ist, um einwandfreie Schalteigenschaften zu erhalten, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (7) zum Bestimmen eines Ausführungs­ bereichs für die Drehmomentänderung und/oder eines Änderungs­ werts, eine Detektorvorrichtung (17) zum Erfassen des Zu­ stands des Schaltschema-Wählschalters und eine Korrekturein­ richtung zum Korrigieren des Ausführungsbereichs und/oder des Änderungswerts entsprechend dem Zustand des Schaltschema- Wählschalters.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Einrichtung für das Austauschen von Verzeichnissen von Maschinendrehmoment-Änderungswerten ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Detektorvorrichtung (12) zum Erfassen einer Maschinenbela­ stung, die als Parameter für das Bestimmen des Maschinendreh­ momentänderungs-Ausführungsbereichs dient.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Detektorvorrichtung (16) zum Erfassen der Art des Schaltens, die als Parameter für das Bestimmen des Maschinen­ drehmomentänderungs-Ausführungsbereichs dient.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Detektorvorrichtung (14) zum Erfassen der Maschi­ nenkühlwasser-Temperatur, die als Parameter zum Bestimmen des Maschinendrehmomentänderungs-Ausführungsbereichs dient.