HINTURGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Ausgleichen
eines Abfalls einer Leerlauf-Geschwindigkeit einer Maschine, der
stattfindet, wenn die Maschine beginnt, einer Last unterworfen zu
werden, nachdem ein Handventil von einer Neutralbereich-Stellung
in eine aus einer Vielzahl von Fahrbereichs-Stellungen verschoben
wurde.
-
Aus US-A-4 680 992 ist ein Automatikgetriebe bekannt, das in
einem Neutralzustand bleibt, wenn ein Fahrer ein Handventil in
eine Neutralbereich- ("N-Bereich") Position oder eine
Parkbereich("P-Bereich")Position setzt. Wenn der Fahrer das Handventil zu
einer der Antriebsbereich-Positionen einschließlich eines
Automatik-Antriebsbereichs ("D-Bereich") verschiebt, zumindest in einen
Handantriebsbereich und einen Rückantriebsbereich, geht das
Automatikgetriebe zu einem Drehmoment-Übertragungszustand über,
bei dem mindestens eines der Reibelemente in Eingriff ist, um
einen Leistungs-Zulieferweg einzurichten.
-
Wenn bei stillstehendem Fahrzeug der Fahrer das Handventil von
der Neutralbereichs-Position zu der Antriebsbereichs-Position
verschiebt, wird ein zum Eingriff zur Errichtung eines
Antriebsleistungs-Zulieferweges für die erste Getriebeposition oder den
ersten Gang ausgelegtes Startbeginn-Reibungselement oder ein zum
Eingriff zur Errichtung eines Antriebsleistungs-Zulieferweges für
die Getriebe-Rückwärtsposition (Rückfahrgang) ausgelegtes
Startbeginn-Reibungselement durch einen servoaktivierenden
Hydraulikfluiddruck (Leitungsdruck) hydraulisch aktiviert, der von dem
Handventil dort zugeliefert wird. Damit wird das Fahrzeug zum
Fahrtbeginn bereit.
-
Betrachtet man die Veränderung der Leerlauf-Geschwindigkeit
während dieser Auswahl-Betätigung durch den Fahrer, so tritt, da
das Fahrzeug stillsteht, ein Kriechen in dem Drehmomentwandler
auf, wodurch eine Lastanlage an die Maschine eingeführt und ein
Abfall der Leerlauf-Drehzahl der Maschine verursacht wird, der zu
einer erhöhten Tendenz für die Maschine führt, abgewürgt zu
werden.
-
Um diesen unerwünschten Abfall der Leerlauf-Drehzahl
auszugleichen wurde vorgeschlagen, die Einlaß-Luftmenge zeitlich
abgestimmt mit dem Auftreten der Verschiebung des Handventils durch
den Fahrer von der Neutralbereichs-Position zu der
Antriebsbereichs-Position zu erhöhen, aufgrund eines Ausgangssignals
eines Sperrschalters, der vorgesehen ist, um zu erfassen, auf
welche Bereichsposition das Handventil gestellt ist.
-
Dieser Vorschlag ist insoweit unzureichend, als die
Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Maschinendrehzahl erhöht wird, bevor
das entsprechende Startbeginn-Reibungselement hydraulisch
betätigt wird, wodurch ein wesentlicher Stoß bei dem tatsächlichen
Eingreifen des Startbeginn-Reibungselements hervorgerufen wird.
Das rührt von einer Verzögerung zwischen der Verschiebung des
llandventils in die Antriebsbereichs-Position und dem Anlegen des
Servoaktivierungs-Hydraulikdrucks zur Betätigung des
Startbeginn-Reibungselementes her. Diese Verzögerung ist nicht konstant
und ändert sich mit Alterung der Bestandteile des
Automatikgetriebes, der Temperatur des Hydraulikfluids, der Leerlaufdrehzahl
usw., so daß es sehr schwer wird, die Maschinendrehzahl unter
allen Umständen in zeitlich abgestimmter Beziehung mit dem
tatsächlichen Eingreifen des Startbeginn-Reibungselements zu
erhöhen.
-
Ein System zum Ausgleich eines Abfalls der Leerlauf-Drehzahl
einer Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
EP-A-0 206 091 bekannt. Bei diesem System wird, wenn die Maschine
im Leerlauf und das Automatikgetriebe im Antriebsbereich ist,
einem Rückkoppel-Term ein zusätzlicher Korrekturterm hinzugefügt.
Wenn das Automatikgetriebe vom Neutralbereich in den
Antriebsbereich geschaltet wird, wird der vorhandene Druck im
Ansaugverteiler erfaßt und der zusätzliche Korrekturterm aufgrund dieses
erfaßten Verteilerdrucks errechnet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Kompensations-System zu schaffen, bei dem das Maschinendrehmoment
in abgestimmter Beziehung mit dem tatsächlichen Eingreifen des
Startbeginn-Reibungselements nach dem Verschieben des Handventils
von der Neutralbereichs-Position zu der Antriebsbereichs-Position
erhöht wird, und zwar unter allen Umständen.
-
Dieses Ziel wird erf indungsgemäß erreicht durch die in dem
einzigen Anspruch enthaltenen kennzeichnenden Merkmale.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Antriebssystems für ein
Kraftfahrzeug mit Anwendung einer ersten Ausführung des
erfindungsgemäßen Systems;
-
Fig. 2 bis 4 sind Flußdiagramme eines in einem
Festwertspeicher (ROM) einer Steuereinheit auf Mikrocomputer-Grundlage
gespeicherten Steuerprogramms,
-
Fig. 5 ist ein Zeitablaufbild, das die Veränderung der
Getriebeeingangs-Drehzahl und die Veränderung des laufenden
Durchschnitts; und
-
Fig. 6 und 7 sind Flußdiagramme zweier alternativer
Versionen des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine
und das Bezugszeichen 2 ein Automatikgetriebe.
-
Die Maschine 1 wird unter Beeinflussung durch einen
Maschinensteuer-Computer 3 betrieben, der in der üblichen Weise einen ROM,
einen RAM, eine CPU und eine Eingangs/Ausgangs-Steuerschaltung
enthält, obwohl diese Teile nicht gezeigt sind. Die Funktionen
des Maschinensteuer-Computers sind die Bestimmung der
Zündzeitgabe und der Treibstoff-Einspritzmengen, und so ist ein
Maschinendrehzahl-Sensor 4 zum Erfassen der Maschinendrehzahl NE und ein
Drosselöffnungs-Sensor 5 zum Erfassen des Drosselöffnungsgrads TH
der Maschinendrosselklappe vorgesehen. Die Sensorsignale werden
dem Maschinensteuercomputer 3 zugeführt.
-
Nach der Maschine 1 folgt ein Drehmomentwandler 6, dem wiederum
das Automatikgetriebe 2 folgt. Dieses Automatikgetriebe ist vom
Typ RE4R01A, wie in "NISSAN FULL-RANGE AUTOMATIC TRANSMISSION
RE4R01A TYPE, SERVICE MANUAL, (A261C07)", herausgegeben im März
1989 durch NISSAN MOTOR COMPANV LIMITED beschrieben. Das
Automatikgetriebe dieses Typs ist auch geof fenbart in US-PS 4 680 992
(Hayasaki u.a.), auf die hier in ihrer Gesamtheit zu
Vergleichszwecken verwiesen wird.
-
Das Automatikgetriebe 2 besitzt eine Steuerventil-Anordnung 8,
welche enthält einen ersten Schaltinagneten 9, einen zweiten
Schaltmagneten 10, einen Leitungsdruck-Magneten 11 und ein
Handventil 12 mit einem von Hand betätigbaren Wahlhebel 13.
-
Bei dem Wahlhebel 13 kann das Handventil 12 zwischen der
Neutralbereichs-Position, wie dem "N"-Bereich und dem "R"-Bereich, und
der Antriebsbereichs-Position, wie dem "DN" und dem "R"-Bereich
verschoben werden. Wenn das Handventil 12 in die
Neutralbereichs-Position (z.B. den "N"-Bereich) gesetzt ist, sind alle
Reibungselemente gelöst. Wenn das Handventil 12 zur Rückwärtsfahrt in den
"R"-Bereich gesetzt ist, werden von allen Reibungselementen zwei
solche Elemente, nämlich die Rückwartskupplung und eine
Niedrig& Rückfahr-Bremse durch Leitungsdruck hydraulisch betätigt, wobei
die Größe des Leitungsdrucks durch Verändern der relativen
Einschaltzeit veränderbar ist, mit der der Leitungsdruckmagnet 11
beaufschlagt wird. Wenn das Handventil 12 zur Vorwärtsfahrt in
den "D"-Bereich gesetzt wird, wird unter allen Reibungselementen
ein anderes Reibungselement, nämlich eine Rückwärtsfahrtkupplung,
durch den Leitungsdruck hydraulisch aktiviert. Während des
Betriebs in diesem "D"-Bereich ist das Automatikgetriebe 2
zwischen vier Gängen oder Getriebestellungen verschaltbar durch
wahlweises EIN/AUS-Schalten des ersten und des zweiten
Schaltmagneten 9 und 10 entsprechend einer vorbestimmten Verteilung, wie
sie in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben ist.
Tabelle 1
Erster Schaltmagnet 9
Erster Gang
Zweiter Gang
Dritter Gang
Vierter Gang
-
Die EIN/AUS-Steuerung der Schaltmagnete 9 und 10 und die
Einschaltverhältnis-Steuerung des Leitungsdruckmagneten 11 werden
ausgeführt unter Beeinflussung durch einen
Automatikgetriebe-Steuercomputer 16, der in der üblichen Weise einen ROM, einen
RAM, eine CPU und eine Eingangs/Ausgangs-Steuerschaltung erhält,
obwohl sie hier nicht gezeigt sind. Die Sensorausgangssignale des
Maschinendrehzahlsensors 4 und des Drosselklappenöffnungs-Sensors
5 werden dem Automatikgetriebe-Steuercomputer 16 zugeleitet. Eine
Getriebeausgangs-Drehzahl NO einer Ausgnagswelle 7 wird durch
einen Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor 17 erfaßt. Eine
Getriebeeingangs-Drehzahl NT, d.h. die Drehzahl einer
Turbinenwelle des Drehzahlwandlers 6, wird durch einen
Getriebeeingangs-Drehzahlsensor 18 erfaßt. Die Bereichsposition, die das
Handventil 12 annimmt, wird durch einen Sperrschalter 19 erfaßt. Das
Ausgangssignal S dieses Sperrschalters 19 ist so für die
Bereichsposition bezeichnend, die von dem Handventil 12 eingenommen
wird. Die Ausgangssignale des Getriebeausgangs-Drehzahlsensors
17, Getriebeeingangs-Drehzahlsensors 18 und das Ausgangssignal S
des Sperrschalters 19 werden auch dem
Automatikgetriebe-Steuercomputer 16 zugeführt. Der Automatikgetriebe-Steuercomputer 16
führt eine Schaltsteuerung über den selektiven Betrieb der
Schaltmagnetventile 9 und 10 aus und eine Leitungsdruck-Steuerung
über Einstellen der relativen Einschaltdauer des Leitungsdruck-
Magnetventils 11. Er erzeugt auch ein Drehmoment-Hoch-Signal Tu.
Dieses Drehmoment-Hoch-Signal Tu wird dem
Maschinensteuer-Computer 3 zugeführt und leitet eine Erhöhung der Ansaugluftmenge
ein, die den Maschinenzylindern zugeführt wird, um die Maschine 1
dazu zu bringen, ihre Drehzahl so zu erhöhen, daß ein Ausgleich
tür einen Abfall der Maschinendrehzahl infolge des Anlegens von
Last erfolgt, wenn das Handwahlventil 12 von der Neutralbereichs-
Position zu der Antriebsbereichs-Position geschaltet wird.
-
Die zuletzt erwähnte ausgeführte Funktion wird nachfolgend anhand
der Flußdiagramme nach Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.
-
Fig. 2 zeigt eine Hauptroutine, die nach Verstreichen eines
Rechenzyklus Δt (Delta t) von 10 ins ausgeführt wird. In einem
Schritt 31 wird eine Hilfsroutine 1 ausgeführt. Diese
Hilfsroutine 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Nach Fig. 3 bestimmt die CPU
des Automatikgetriebe-Steuercomputers l6 in einem Schritt 41
einen laufenden Durchschnittswert NT der
Getriebeeingangs-Drehzahl NT durch Errechnen der folgenden Gleichung:
-
NT'= NT/n + (n-1)NT'/n,
-
wobei n die Zahl der Abtastungen darstellt.
-
Fig. 5 zeigt die Veränderung der Getriebeeingangs-Drehzahl NT in
Bezug auf die Veränderung des laufenden Durchschnittswertes NT',
nachdem das Handventil 12 von der Neutralbereichs-Position in die
Antriebsbereichs-Position verschoben wurde. Aus diesem
Zeitablauf-Diagramm wird bestätigt, daß die Abweichung des Wertes NT
vom Wert NT', d.h. NT' - NT. zum Zeitpunkt t&sub1;, wenn ein
Startbeginn-Reibungselement
in Eingriff gebracht wird, größer als ein
vorbestimmter Wert K wird. Es wird so festgelegt, daß das
Startbeginn-Reibungselement in Eingriff gebracht worden ist, wenn
die Abweichung NT' - NT größer als der oder gleich dem
vorbestimmte(n) Wert K wird.
-
In Fig. 2 wird wiederum in einem Schritt 32 eine Beurteilung
aufgrund der durch das Ausgangssignal S des Sperrschalters
19 bezeichnenden Information angestellt, ob durch das Handventil
12 die Neutralbereichs-Position ("N"-Bereich) angewählt wurde.
Wenn der "N"-Bereich angewählt ist, geht das Programm weiter zu
einem Schritt 33, in dem kein Signal Tu zur Drehmoment-Erhöhung
erzeugt wird.
-
Nachdem das Handventil 12 von der "N"-Bereichsposition in eine
der Antriebsbereichs-Positionen, wie den "D"-Bereich, verschoben
wurde, ergibt sich als Ergebnis der im Schritt 32 angestellten
Beurteilung NEIN, so daß das Programm zu einem Schritt 34
weitergeht, in dem die in Fig. 4 gezeigte Hilfsroutine 2 ausgeführt
wird.
-
In der Fig. 4 wird in einem Schritt 51 beurteilt, ob die
Abweichung NT' - NT, die in dem vorhergehenden Schritt 31 erhalten
wurde, größer als der oder gleich dem vorbestimmte(n) Wert K ist.
Falls die Antwort auf diese Untersuchung im Schritt 51 JA ist,
wird in einem Schritt 52 festgestellt, daß das
Startbeginn-Reibungselement in Eingriff gebracht worden ist. Wenn dagegen die
Antwort NEIN ist, wird in einem Schritt 53 festgesetzt, daß das
Startbeginn-Reibungselement bisher noch nicht in Eingriff
gebracht wurde.
-
Zurück zu Fig. 2; hier wird in einem Schritt 35 eine Beurteilung
aufgrund des Resultats der in Fig. 4 gezeigten Hilfsroutine
angestellt, ob das Startbeginn-Reibungselement in Eingriff
gebracht wurde. Wenn die Antwort auf diese Untersuchung im
Schritt 35 NEIN ist, wird das Drehmoment-Erhöhungssignal Tu in
einem Schritt 36 erzeugt, während dann, wenn die Antwort JA ist,
das Drehmoment-Erhöhungssignal Tu in dem Schritt 33 nicht
erzeugt wird.
-
Dieses Drehmoment-Erhöhungssignal Tu wird dem Maschinensteuer-
Computer 3 zugeleitet. Nach Empfang des
Drehmoment-Erhöhungssignals Tu befiehlt der Maschinensteuer-Computer 3 eine Erhöhung
der der Maschine 1 zugeführten Einlaßluftmenge, was diese
veranlaßt, die Maschinendrehzahl zu erhöhen und eine Erhöhung des
von der Maschine abgegebenen Drehmoments herbeizuführen.
-
Aus der vorangehenden Beschreibung wird nun verstanden werden,
daß die Erhöhung der Maschinendrehzahl zeitlich abgestimmt mit
dem Moment erfolgt, in dem das Startbeginn-Reibungselement in
Eingriff gebracht wird, nachdem das Handventil 12 von der
Neutralbereichs-Position zu der Antriebsbereichs-Position verschoben
wurde, da der Augenblick, in dem das Startbeginn-Reibungselement in
Eingriff gebracht wurde, aufgrund des Vergleiches der Größe der
Abweichung NT'- NT mit dem vorbestimmten Wert K erfaßt wurde. So
wird auch dann, wenn die Verzögerung von dem Zeitpunkt der
Verschiebung des Handventils 12 von der Neutralbereichs-Position
zu der Antriebsbereichs-Position bis zu dem darauffolgenden
Moment, bei dem das Startbeginn-Reibungselement in Eingriff
gebracht wurde, sich infolge unterschiedlicher Umstände
verändert, das Anwachsen der Maschinendrehzahl in zeitlicher
Abstimmung mit dem Moment erfolgen, in dem das
Startbeginn-Reibungselement dem Verschieben des Handventils 12 von der
Neutralbereichs-Position zu der Antriebsbereichs-Position in
Eingriff gebracht wurde.
-
Bei einer Alternative zu dem in dem Flußdiagramm nach Fig. 2
dargestellten Erfassungsverfahrens kann der Einleitungs-Moment
des Eingriffs des Startbeginn-Reibungselements bestimmt werden
durch Erfassen einer Änderung der Maschinendrehzahl NE oder der
Getriebeeingangs-Drehzahl NT, wie in Fig. 6 dargestellt, oder
durch Erfassen einer Änderung des Drehzahl-Verhältnisses
(= NE/NT) in dem Drehmomentwandler, wie in Fig. 7 dargestellt.
-
Nach Fig. 6 wird in einem Schritt 70 eine Beurteilung angestellt,
ob das Handventil in den Nichtantriebsbereich, nämlich den
"N"-Bereich, versetzt wurde oder nicht. Nimmt man an, daß der
"N"-Bereich ausgewählt gehalten wurde, wird die aktuelle
Maschinendrehzahl NE in einem Schritt 71 zu NE' festgesetzt und kein
Drehmoment-Erhöhungssignal in einem Schritt 72 erzeugt, solange
die Anfrage im Schritt 70 weiter bejahend beantwortet wird. Wird
nun in Betracht gezogen, daß das Handventil vom "N"-Bereich zum
"D"-Bereich verschoben wurde, da die Anfrage im Schritt 70
negativ beantwortet wird, so geht das Programm zu einem
Beurteilungsschritt 73 weiter, in dem die aktuelle Maschinendrehzahl
NE mit dem Inhalt von NE' verglichen wird, der eine
Maschinendrehzahl unmittelbar vor der Verschiebung des Handventils vom
"N"-Bereich zum "D"-Bereich darstellt, um zu bestimmen, ob die
Maschinendrehzahl sich um einen vorbestimmten Wert ΔNE (Delta NE)
geändert hat oder nicht. Es wird so festgelegt, daß das
Eingreifen des Startbeginn-Reibungselements begonnen hat, wenn die
absolute Differenz zwischen NE und NE' größer als ΔNE wird. Wenn
so die Antwort auf die Anfrage im Schritt 73 bejahend wird,
wird das Drehmomentzunahme-Signal TU in einem Schritt 74 erzeugt,
wodurch das Anwachsen der Leerlaufdrehzahl gleichzeitig mit dem
Einleiten des Eingriffs des Startbeginn-Reibungselements erzeugt
wird. Falls die Antwort auf die Anfrage im Schritt 73 negativ
ist, geht das Programm zum Schritt 72 weiter.
-
Eine gleichartige Änderung wird bei der Getriebeeingangs-Drehzahl
NT auf das Eingreifen eines Startbeginn-Reibungselements hin
beobachtet. So wird es beim Ersetzen von NE und NE' durch NT bzw.
NT' in dem in Fig. 6 gezeigten Flußdiagrainm ermöglicht, die
Änderung der Getriebeeingangs-Drehzahl NT in der Bestimmung zu
verwenden, ob das Startbeginn-Reibungselement in Eingriff
gebracht wurde oder nicht.
-
So unterscheidet sich das Flußdiagraimn in Fig. 7 von dem
Flußdiagramin in Fig. 6 nur darin, daß ein neuer Beurteilungsschritt 75
die beiden Schritte 71 und 73 ersetzt hat. In diesem neuen
Beurteilungsschritt 75 wird bestimmt, ob das Drehzahlverhältnis
e (= NT/NE) kleiner als ein vorbestimmter Wert es wird oder nicht.
Es wird definiert, daß das Drehzahlverhaltnis e bei Eingreifen
des Startbeginn-Reibungselements nach dem Verschieben des
Handventils von dem "N"-Bereich zu dem "D"-Bereich kleiner als der
vorbestiinmte Wert es wird.
-
Eine andere Alternative besteht darin, den servo-aktivierenden
Hydraulikfluiddruck zu erfassen, der dem
Startbeginn-Reibungselement zugeliefert wird, da dieser Druck sich auf das Eingreifen
des Startbeginn-Reibungselements hin ändert.
-
Bei der vorhergehenden Beschreibung wird die Ansaugluftmenge
in Reaktion auf das Drehmoment-Erhöhungssignal Tu erhöht.
Alternativ kann auch die Kraftstoff-Einspritzmenge erhöht
oder der Zündzeitpunkt vorgeschoben werden.