DE19545750A1

DE19545750A1 - Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment und Verfahren zum Steuern des Antriebsdrehmomentes

Info

Publication number: DE19545750A1
Application number: DE19545750A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kuroiwa; Seiji Suda; Masami Shida; Masahide Sakamoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: KR100362605B1; KR960023716A; US5816976A; JPH08156652A; DE19545750C2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für das Antriebs drehmoment eines Fahrzeuges mit einem Automatikgetriebe und ins besondere auf eine Steuervorrichtung für ein Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges mit einem Automatikgetriebe, welches einen Schaltstoß infolge einer Drehmomentfluktuation beim Schalten reduziert, sowie auf ein Verfahren zum Steuern des Antriebsdrehmomentes.

Bei einem Steuerverfahren zum Steuern eines Antriebsdrehmomentes unter Verwendung einer konventionellen Vorrichtung, wovon eine bei spielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-20817 beschrieben ist, werden ein Zeitpunkt zum Starten und ein Beenden des Steuerns eines Motorleistungsabfalls zum Zweck des Reduzierens eines Schaltstoßes auf der Basis einer Motordrehzahl zu Beginn des Schaltens erhalten. Wie es in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-5688 z. B. beschrieben ist, werden die Zeitpunkte zum Starten und Beenden des Steuerns des Motorleistungsabfalls, und zwar zum Zweck des Reduzieren des Schaltstoßes, auf der Basis eines Verhältnisses zwischen einer Ein gangswellendrehzahl des Getriebes (die Turbinendrehzahl) und einer Ausgangswellendrehzahl (der Fahrzeuggeschwindigkeit) bestimmt. Das heißt, die Zeitgabe wird in Abhängigkeit vom Getriebeverhältnis be stimmt. Wie es in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-81658 be schrieben ist, wird die Zeitgabe zum Starten einer Steuerung zur Redu zierung des Schaltstoßes durch das vorherige Verfahren bestimmt, welches in der 2-20817 beschrieben ist, während die Zeitgabe zur Beendigung der Steuerung durch das letztere Verfahren bestimmt wird, welches in der 5- 5688 beschrieben ist. Außerdem wird als ein Steuerverfahren zum Ab senken der Motorleistung einer konventionellen Vorrichtung das folgende Verfahren im allgemeinen angewendet, bei welchem ein Speicher, welcher gewöhnliche charakteristische Daten einer Motorsteuervorrichtung spei chert, auf einen anderen Speicher geschaltet wird, welcher charakteristi sche Daten zur Steuerung beim Schalten speichert, wie es aus der japa nischen Offenlegungsschrift Nr. 5-7213 ersichtlich ist.

Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens zur Reduzierung eines Schaltstoßes einer konventionellen Technik beschreibt, bei welchem ein Zündzeitpunkt als Steuergröße verwendet wird, um eine Motorleistung zu reduzieren. Zunächst wird die Beziehung zwischen einem Eingriffsvorgang eines Getriebes bzw. Getrieberades und einer Änderung der Wellenform eines Abtriebswellendrehmomentes eines Getriebes in einem Verfahren erklärt, in welchem eine Zündzeitpunkts- Verzögerungssteuerung nicht ausgeführt wird. Zunächst wird ein Schaltbe fehl gegeben, woraufhin sich der Leitungsdruck ändert, um einen Sole noid zum Schalten zu betätigen. Ein Einkuppeln und ein Auskuppeln der kraftschlüssigen bzw. Reibungseingriffselemente wie z. B. einer Kupplung mit dem entsprechenden Übersetzungs- bzw. Getriebeverhältnis, beginnt zum Zeitpunkt t₀, so daß das Abtriebswellendrehmoment sofort kleiner wird. Das Außereingriffgelangen bzw. Auskuppeln der im Eingriff befind lichen Getrieberäder endet vor dem Schalten des Getriebes zum Zeit punkt ts und wechselt über auf den Drehmomentübertragungsweg des Getriebes nach dem Schalten des Getriebes. Im Ergebnis ändert sich das oben erwähnte Übersetzungsverhältnis allmählich von einem Übersetz ungsverhältnis vor dem Schalten in ein Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten, wie es durch die Linie A in Fig. 3 gezeigt ist.

Das Abtriebswellendrehmoment steigt plötzlich an, wenn die Zeit ts verstreicht, und dann wird das Drehmoment fast ein konstanter Wert infolge der Beschränkung bzw. Begrenzung auf ein Einkuppelgrenzdreh moment der Reibungseingriffselemente wie z. B. einer Kupplung. Diese Kupplung rutscht während dieser Periode. Wenn das Abtriebswellen drehmoment das Schaltübersetzungsverhältnis zum Zeitpunkt tf erreicht, verringert sich das Abtriebswellendrehmoment scharf und wird ein ge wöhnlicher bzw. normaler Wert. Das Intervall zwischen den Zeitpunkten t₀ ∼ ts wird eine Drehmomentphase genannt, während das Intervall zwi schen den Zeitpunkten ts ∼ tf eine Trägheitsphase genannt wird.

Auf der anderen Seite hat der Leitungsdruck den Wert PL während einer gewissen Zeitperiode von einem Schaltbefehl an. Bei dem kon ventionellen Steuerverfahren wird das Abtriebswellendrehmoment in dieser Trägheitsphase gesteuert, um das Abtriebswellendrehmoment zu unter drücken. In dem Fall, in welchem eine Verzögerungssteuerung auf den Zündzeitpunkt angewendet wird, wird die Wellenform zu der als gestri chelte Linie in Fig. 3 dargestellten Form.

Wenn ein Drehmoment eines Motors durch Hinzufügen der Verzöge rungssteuerung des Zündzeitpunktes reduziert wird, arbeitet das Getriebe rascher, wenn der Leitungsdruck während des Schaltens derselbe Wert wie TL ist, im Fall, wenn keine Verzögerungssteuerung angewendet wird. Dann wird das Übersetzungsverhältnis so wie in Linie B in Fig. 3, und das Abtriebswellendrehmoment in der Trägheitsphase geringfügig kleiner um ΔT₀ im Vergleich zu dem Fall, in welchem keine Verzögerungs steuerung vorliegt. Die Zeit zum Schalten verkürzt sich auf Δtus → Δtus′. Die Zeitpunkte des Starts und des Endes der Verzögerungssteuerung zum Zündzeitpunkt sind die Punkte t1 und t2, wo das vorliegende Überset zungsverhältnis durch die Schnittniveaus S1 und S2 des Übersetzungs verhältnisses, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, läuft, deren Niveau vorbe stimmt ist.

Der Wert der Verzögerungsgröße Δθig zum Zündzeitpunkt wird im voraus festgelegt und ist konstant. Während eine Schalttaktzeit durch Hinzufügen der Verzögerungssteuerung zum Zündzeitpunkt verkürzt wird, verringert sich deshalb der Schaltstoß nicht scharf, da die Reduzierung des Abtriebswellendrehmomentes in der Trägheitsphase sehr klein ist.

Allgemein wird durch Hinzufügen einer Reduzierungssteuerung des Leitungsdruckes während des Schaltens zu einer Verzögerungssteuerung zum Zündzeitpunkt eine merkliche Reduzierung des Schaltstoßes reali siert. Der Leitungsdruck während des Schaltens wird verkleinert auf PL, während die Schalttaktzeit als Δtus festgelegt wird. Folglich reduziert sich das Abtriebswellendrehmoment während der Trägheitsphase stark um die Größe ΔT₀′, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall ändert sich das Übersetzungsverhältnis zur Linie A in Fig. 3.

Die Zeitpunkte zum Starten und zum Beenden einer Verzögerungssteue rung sind die Zeitpunkte t1′ und t2′ an den Schnittniveaus S1 und S2 des obigen Übersetzungsverhältnisses. Wie oben erklärt, wurde der Schaltstoß in der Vergangenheit durch Ausführen der Steuerung des Drehmomentherunterschaltens für ein Motordrehmoment reduziert. Bei dem oben erwähnten konventionellen Verfahren der Reduzierung des Schaltstoßes, wie es durch die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie in Fig. 4 gezeigt ist, gab es ein Problem. Das heißt es war schwie rig, die Zeitpunkte zum Starten und Beenden einer Verzögerung zum Zündzeitpunkt, insbesondere den Zeitpunkt zum Beenden, zu optimieren. Der Grund dafür ist wie folgt.

Ein Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase in dem Anfangsstadi um sollte schrittweise oder impulsweise durch die Rotationsträgheit eines Motors und eine Übertragung erhöht werden, welche aus den Kenn größen der Übersetzungsverhältnisänderung in Abhängigkeit von der Zeit, wie in Fig. 3 gezeigt, angenommen werden. Das Abtriebswellendrehmo ment ist jedoch eine Kenngröße, welche rechts durch den Einfluß der inkrementalen Kenngrößen ansteigen, welche die hydraulischen Kenn größen sind, welche auf die Kupplung in Abhängigkeit von der Zeit des Eingriffsdrehmomentes einer Kupplung wirken. Auf der anderen Seite verringert sich, wenn der Gangeingriff beendet ist, das Abtriebswellen drehmoment der Trägheitsphase während der letzteren Periode schritt weise.

Wie oben erwähnt, erhöht sich das Abtriebswellendrehmoment der Trägheitsphase in der Anfangsstufe allmählich. Das Abtriebswellendreh moment der Trägheitsphase während der letzteren Periode verringert sich jedoch stark. Das heißt, es handelt sich um asymmetrische Drehmoment charakteristiken bezüglich der Zeit. Das Abtriebsdrehmoment weist zeitabhängige Verzögerungscharakteristiken bezüglich der Zeitänderung der Zündzeitpunkt-Korrekturgröße auf, d. h. der zeitweiligen Verzögerungs charakteristiken eines Abtriebswellen-Übertragungsdrehmomentes. Deshalb verzögert sich, wenn die Steuerung bei einer konventionellen Zünd- Korrekturzeit als C in Fig. 4 ausgeführt wird, das Motorabtriebsdrehmo ment in dem Maße einer konstanten Größe zum Zeitpunkt t schrittweise.

Wenn eine Verzögerungsgröße schrittweise zum Zeitpunkt t auf 0 zurück geführt wird, nimmt das Abtriebswellendrehmoment die Charakteristiken C und C′ an, welche in Fig. 4 dargestellt sind, und zwar infolge des Überlagerns der zeitweiligen Verzögerungscharakteristiken auf das Ab triebswellendrehmoment. Das heißt, die ansteigenden Charakteristiken sind verzögernde Charakteristiken, jedoch die abfallenden Charakteristiken werden Unterschreitungen. Wenn die Steuerung bei einer konventionellen Zünd-Korrekturzeit wie D in Fig. 4 ausgeführt wird, überschreiten als nächstes die ansteigenden Charakteristiken ein klein wenig, jedoch nicht so stark, während die abfallenden Charakteristiken schrittweise nach einem starken Anstieg des Drehmomentes nach unten gehen.

Wie es aus der obigen Erklärung ersichtlich ist, gibt es keinen großen Unterschied in der Wellenform des Abtriebswellendrehmomentes, selbst wenn ein Verzögerungsstartzeitpunkt ein wenig von t1 bis t1′ abweicht. Wenn jedoch der Zeitpunkt t2 als eine Verzögerungsendzeit etwas früh auftritt, dann erhöht sich das Abtriebswellendrehmoment sofort stark, und verringert sich danach auf einen vorbestimmten Wert. Auf der anderen Seite gibt es, wenn der Zeitpunkt t2 verzögert wird, ein Problem dahin gehend, daß der geeignetste Endzeitpunkt nicht erzielt werden kann, da das Abtriebswellendrehmoment sofort unterschreitet. Diese Erfindung beruht auf den konventionellen technischen Problemen.

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, die Antriebsdrehmomentfluktuation durch Steuern eines Motordrehmomentes zu unterdrücken, um dadurch das Gefühl der Geschwindigkeitsänderung, wie z. B. des Gangschaltens eines kontinuierlich variablen Getriebes (CVT = continuous variable transmission), usw. durch Reduzieren des Geschwindigkeits- bzw. Dreh zahlschaltstoßes zu verbessern und die Lebensdauer einer entsprechenden Kupplung ebenfalls zu verbessern.

Der Verzögerungsstartzeitpunkt wird auf den optimalen Zeitpunkt gesetzt, während die ansteigenden und die abfallenden Charakteristiken der Wellenformen des Abtriebswellendrehmomentes zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsänderung eines Fahrzeuges sanft durch Einstellung des Verzögerungsendzeitpunktes und der Verzögerungsgröße gemacht werden. Im Ergebnis kann eine Steuervorrichtung, welche einen Schaltstoß ver nünftig reduzieren kann, geschaffen werden.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung für ein Antriebsdrehmoment, welche die folgenden Elemente aufweist.

Eine Steuerzeitpunkt-Berechnungseinrichtung zum Bestimmen und Ausge ben eines Steuerzeitpunktes eines Motors beim Schalten;
eine Berechnungseinrichtung für eine Motordrehmoment-Steuergröße zum Berechnen, Bestimmen und Ausgeben einer Motordrehmoment-Steuer größe auf der Basis von Informationen von der Berechnungseinrichtung für den Steuerzeitpunkt;
eine Steuereinrichtung für das Motordrehmoment zum Steuern des Motordrehmomentes des Motors beim Schalten gemäß Informationen von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße.

Die Berechnungseinrichtung für den Drehmomentsteuerzeitpunkt gibt zumindest drei Steuerzeitsignale aus. Der erste Steuerzeitpunkt verringert eine bestimmte Größe des Motordrehmomentes, während der dritte Steu erzeitpunkt aus dem zweiten Steuerzeitpunkt vorherbestimmt wird. Eine zeitvariable Reduzierungsgröße des Motordrehmoments zwischen dem zweiten und dem dritten Steuerzeitpunkt wird durch den vorherbestimm ten Wert festgelegt. Dann wird das Motordrehmoment sofort nach dem dritten Steuerzeitpunkt erhöht und wird in den Zustand vor dem ersten Steuerzeitpunkt zurückgeführt.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Zündzeitpunktes oder der Menge an Kraftstoff als ein Steuerelement für die Motordrehmomentsteuerung beim Schalten. Die Berechnungseinrich tung für den Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt gibt zumindest drei Zeitsignale in der nachfolgenden Weise aus. Übersetzungsverhältnisse der Eingangswellendrehzahl des Getriebes zu der Abtriebswellendrehzahl des Getriebes bzw. umgekehrt werden zu verschiedenen Zeitintervallen be rechnet, und die berechneten Verhältnisse werden mit den Schnittniveau werten verglichen, welche vorher festgelegt und im voraus bei jedem Berechnungszyklus gespeichert werden, wodurch die Änderungszeit des Motordrehmomentes bestimmt wird.

Die Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße be stimmt Korrekturgrößen und Ausgangssignale entsprechend den Korrektur größen auf der Basis der Korrektur der Drehmomentreduzierungen des Motors, welche im voraus festgelegt und gespeichert werden, sowie Änderungsraten des Übersetzungsverhältnisses mit von der Berechnungs einrichtung für den Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt gelieferten Zeit signalen.

Die Steuereinrichtung für das Motordrehmoment gibt auf der Basis von Signalen von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmomentsteue rung Signale des Zündzeitpunktes oder der Kraftstoff-Korrektur von Kraftstoff als ein Element zum Korrigieren der Motordrehmomentsteue rung aus. Gemäß dieser Erfindung werden die ansteigenden und ab fallenden Charakteristiken der Wellenformen des Abtriebswellendrehmo ments glatt, so daß eine merkliche Reduzierung des Schaltstoßes ver wirklicht werden kann.

Die Steuerung wird mittels eines Mikrocomputers ausgeführt, in welchen notwendige Informationen und Daten, welche in einem Speicher gespei chert sind, eingegeben werden.

Wenn ein Zündzeitpunkt als ein Element des Steuerns des Motordrehmo mentes zur Korrektur des Motordrehmomentes verwendet wird, wird der Verzögerungsstartzeitpunkt eines Zündzeitpunktes für eine Drehmoment reduzierung des Motors schrittweise für eine optionale Verzögerungszeit- Verzögerungsgröße ausgeführt, welche im voraus festgelegt wird. Wenn die Verzögerungsgröße allmählich absinkt und nachdem sie durch den Nullpunkt läuft, wird der Verzögerungsendzeitpunkt mittels eines zeitlich variablen Neigungswinkels vorverstellt, bis Motorklopfen nicht mehr statt findet.

Wenn bezüglich des vorverstellten Wertes der vorher festgelegte Wert, welcher zuvor gespeichert wurde, erreicht ist, wird er zu dem Zustand der Verzögerungsgröße 0 mit dem zeitvariablen Neigungswinkel zurückge führt. Auf diese Weise werden die Wellenformen sowohl der ansteigen den als auch der abfallenden Charakteristik des Abtriebswellendrehmo mentes glatt, und sie werden glatter als die, welche mittels des kon ventionellen Verfahrens erhalten werden, so daß eine merkliche Reduzie rung des Schaltstoßes realisiert werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen den Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Systemdiagramin dieser Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm einer Drehmomentsteuervorrichtung, auf welche die Erfindung angewendet ist;

Fig. 3 zeigt das Zeitdiagramm für ein Verfahren zum Reduzieren eines konventionellen Hochschaltstoßes;

Fig. 4 ist eine Figur, welche ein Verfahren einer Stoßreduzierung bei einem konventionellen Hochschalten mit dem dieser Erfindung vergleicht, welche ein Zeitdiagramm unter Verwendung des Zündzeitpunktes als ein Element für die Motordrehmomentsteue rung zeigt;

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm für ein Verfahren zum Reduzieren eines Hochschaltstoßes entsprechend dieser Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Zeitdiagramm für das Bestimmungsverfahren des Kor rekturzeitpunktes auf der Basis der Motordrehzahl und des Signals der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dieser Erfindung;

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm für ein weiteres Verfahren zum Reduzie ren eines Hochschaltstoßes; und

Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm für noch ein weiteres Verfahren zum Reduzieren eines Hochschaltstoßes.

Fig. 1 stellt ein Systemdiagramm dieser Erfindung dar, in welchem Bezugsziffer 1 einen Motor, 2 ein Automatikgetriebe (AT), 3 eine An triebswelle, 4 ein Differential, 5 eine Antriebswelle, 6 einen Hydraulik kreis des AT, 7 eine AT-Steuereinheit, welche mit einem Mikrocomputer (ATCU) versehen ist, 8 eine Motorsteuereinheit, welche mit einem Mikrocomputer (ECU) versehen ist, 9 einen Luftfilter, 11 eine Drossel klappen-Steuerungsvorrichtung, 12 eine Ansaugleitung und 13 eine Ein spritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff bezeichnen.

Das Innere des AT 2 ist des weiteren in einen Drehmomentwandler 14 und einen Getriebestrang 15 unterteilt, welcher mit einem Turbinensensor 16 zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes versehen ist, d. h. einer Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 14, sowie mit einem Sensor 17 zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes.

Informationen von z. B. einem Kurbelwinkelsenor 27, einem Luftstromsen sor 10 und einem Drosselklappenöffnungssensor 18 werden in die ECU 8 eingegeben, und verschiedene Berechnungen von z. B. einem Motor drehzahlsignal usw. werden ausgeführt. Danach wird ein Drosselklappen- Betätigungssignal an die Einspritzdüse 13 zum Steuern einer Kraftstoff menge ausgegeben. Des weiteren wird ein Drosselklappen-Betätigungs signal an das Leerlaufdrehzahl-Steuerventil ISC 19 zur Steuerung eines Korrekturluftvolumens ausgegeben, wodurch der Zündzeitpunkt durch Ausgeben eines Signals an die Zündkerze, welche in der Figur nicht gezeigt ist, gesteuert wird.

Andererseits werden Signale in das AT 7 von dem Abtriebswellen-Dreh zahlsensor 17 des Getriebes, AT-Öltemperatursensoren 28, der Motor drehzahl von der ECU 8 und dem Drosselöffnungsgradsignal usw. einge geben, während Berechnungen für Ausgangssignale von z. B. dem Hydrau likkreis 6, dem Drosselöffnungsgradsignal des Umschaltmagnetventils 20, des Antriebssignals des ISC 19 und eines Signals zum Korrigieren des Zündzeitpunktes ausgeführt werden.

Ein grundlegendes Beispiel des oben erwähnten ATC 7 oder der ECU 8 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Steuervorrichtung weist zumindest eine CPU 21, ein ROM 23, ein RAM 24, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstel lenschaltung 26 und einen Bus 22 auf, welcher mit den obigen Elemen ten in Verbindung steht. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine LAN-Steuer schaltung 25 notwendig, um mittels der LAN eine Verbindung mit dem ATC 7 und der ECU 8 herzustellen. Durch Integrieren der ATCU 7 und der ECU 8 in eine CPU kann selbst eine CPU, welche beide Funktionen der ATCU und der ECU hat, die gewünschten Ergebnisse dieser Erfindung erzielen.

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens für einen Hochschaltstoß und seine Reduzierung gemäß dieser Erfindung. Eine Schaltsteuerung beginnt mit einem Schaltbefehl, und ein Antriebssignal des Leitungsdruck-Magnetventils wird auf den Leitungsdruck PL beim Schalten geändert, wenn ein Schaltbefehl gegeben wird. Der Zeitbereich Δttf, während dessen ein Ändern beibehalten wird, ist länger eingestellt als der tatsächliche Schaltendzeitpunkt tf mittels einer Fließzeit, und zwar als eine Zugabe bzw. Toleranz. Obwohl es nicht gezeigt ist, arbeitet, wenn ein Schaltbefehl gegeben wird, ein Hydraulikdruck-Umschaltmagnet ventil 20, und der Eingriff der Eingriffsreibelemente, wie z. B. einer Kupplung und einer Bremse zum Schalten wird begonnen. Folglich beginnt der Eingriff eines Getrieberades zum Schalten. Das heißt, der Eingriff und die Freigabe, d. h. das Außereingriffgelangen der Reibungs eingriffselemente, wie z. B. der Kupplung, beginnt zum Zeitpunkt t₀. Im Ergebnis wird das Abtriebswellendrehmoment sofort klein. Und danach endet das Freigeben bzw. Auskuppeln des eingreifenden Getrieberades zum Zeitpunkt ts vor einem Schalten und wird in den Drehmoment- Übertragungsweg eines Getriebes nach dem Schalten geändert. Durch dieses Umschalten ändert sich das Übersetzungsverhältnis allmählich zu einem Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten gegenüber dem Überset zungsverhältnis vor dem Schalten. Das Abtriebswellendrehmoment erhöht sich rasch, nachdem der Zeitpunkt ts vorüber ist.

Auf der anderen Seite wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Verhältnis der Eingangswellendrehzahl zur Abtriebswellendrehzahl, d. h. dem Überset zungsverhältnis, welches durch den Turbinensensor 16 und den Erfas sungssensor für die Getriebeabtriebswellendrehzahl, d. h. dem Fahrzeugge schwindigkeitssensor 17, durch Berechnen eines vorbestimmten Zeitinter valls, wie z. B. 10 ms, erhalten. Nachdem geschaltet worden ist, wird das bei jedem festen Zeitintervall erhaltene Übersetzungsverhältnis mit dem Wert der ersten Schnittebene S1 verglichen, welcher im voraus festgelegt und gespeichert wird. Wenn ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis kleiner wird als das gemäß S1, beginnt die Drehmoment-Herunterschalt steuerung eines Motors. Das heißt, eine Korrekturgröße beim Zündzeit punkt wird im voraus festgelegt, und der Motor wird durch eine gespei cherte Verzögerungsgröße ΔθigR gesteuert. Danach wird der Wert des zweiten Schnittniveaus S2, welcher im voraus festgelegt und gespeichert wird, mit dem Übersetzungsverhältnis verglichen, welches zu jedem festen Zeitintervall erhalten wird. Wenn das bestimmte Übersetzungsverhältnis kleiner wird als der Wert von S2, wird die Größe eines Drehmomen therunterschaltens eines Motors, d. h. die Korrekturgröße des Zündzeit punktes allmählich geändert.

Ein Verfahren zum Ändern der Korrekturgröße wird nachfolgend erläu tert.

Wenn das Übersetzungsverhältnis kleiner wird als der Wert von S2, wird die benötigte Zeit Δt von S1 zu S2 berechnet. Wenn die Änderung Δg eines Übersetzungsverhältnisses von S1 zu S2 und die Änderung des Übersetzungsverhältnisses bekannt sind, kann die Zeit Δt′, welche zum Erreichen des dritten Schnittniveaus S3 benötigt wird, welches unmittelbar vor dem Ende des Schaltens liegt, durch Berechnen von Δt′=ΔtxΔg′/Δg vorherbestimmt werden. Deshalb wird die benötigte Zeit Δtx von S2 zu S3 durch Δtx=Δt′-Δt erhalten. Wenn die Verzögerungsgröße so festgelegt wird, daß sie durch den Punkt 0 beim Punkt S3 läuft, wird der zeitlich veränderliche Änderungswinkel Δθ der Korrekturgröße beim Zündzeit punkt nach S2 automatisch durch sowohl die Verzögerungsgröße ΔθigR und die benötigte Zeit Δtx zwischen S2 bis S3 erhalten.

Durch schrittweises Substrahieren der Vorverstellgröße von der Verzöge rungsgröße ΔθigR entsprechend diesem Δθ können Änderungen, wie in Fig. 5 gezeigt, der Korrekturgröße der Einspritzzeit nach S2 erhalten werden. Die Korrekturgröße der Einspritzzeit nach S3 steigt allmählich um eine Vorverstellgröße gemäß dem zeitlich variablen Änderungswinkel Δθ der Korrekturgröße bei dem obigen Zündzeitpunkt an. Wenn die Korrekturgröße den Vorverstellwert ΔθigA erreicht, welcher im voraus festgelegt und gespeichert wird, verringert sich die Vorverstellung all mählich, so daß die Korrekturgröße bei dem Zündzeitpunkt zu der neu festgelegten Zeit Δtf zu 0 wird.

Das obige Beispiel dieser Erfindung wird durch Vergleich mit dem konventionellen Beispiel gemäß Fig. 4 erklärt.

Das Steuerverfahren dieser Erfindung, welches durch Korrigieren der Einspritzzeit ausgeführt wird, ist in Fig. 4 gezeigt. Der Verzögerungs startzeitpunkt des obigen Beispiels wird schrittweise ausgeführt, z. B. zum Zeitpunkt t1′′ während der Zeitperiode zwischen t1 ∼ t1′. Der Verzöge rungsendzeitpunkt verringert sich allmählich um eine Verzögerungsgröße zum Zeitpunkt t2′. Nachdem die Verzögerungsgröße zum Zeitpunkt t2 durch 0 gelaufen ist, wird der Winkel mit einem Neigungswinkel bzw. Verstellungswinkel in Abhängigkeit von der Zeit vorverstellt, und zwar unmittelbar bis vor das Auftreten des Motorklopfens. Wenn der vorher bestimmte Vorverstellwert, welcher im voraus gespeichert wird, erreicht ist, wird der Vorverstellwinkel auf den Verzögerungszustand Null zurück geführt, welche in der Zeitperiode t1 ∼ t1′ mit dem Neigungswinkel in Abhängigkeit von der Zeit auftrat. Auf diese Weise werden die Wellen formen der ansteigenden und der abfallenden Abtriebswellendrehmomente wie E und E′, in welchen die Korrekturgrößen der Zündzeit glatter werden als C, D für das ansteigende Abtriebswellendrehmoment und C, D, c′ und d′ für das abfallende Abtriebswellendrehmoment. Ihre Charak teristiken werden ebenfalls glatt.

In den in Fig. 1 und Fig. 5 gezeigten Beispielen weist das System den Turbinensensor 16 auf, diese Erfindung ist jedoch nicht darauf be schränkt. Der Aufbau kann zu anderen verschiedenen Aufbauformen geändert werden. Wenn eine Information bezüglich einer Motordrehzahl Ne und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales Vsp vorhanden sind, kann nahezu dieselbe Steuerung ausgeführt werden wie die in dem obigen Bei spiel erwähnte.

Fig. 6 zeigt eine Technik bzw. ein entsprechendes Verfahren. Es versteht sich, daß der Steuerzeitpunkt entsprechend den Schnittniveaus von S1, S2 und S3 mittels anderer Verfahren ohne die Verwendung von Informatio nen des Übersetzungsverhältnisses des Turbinensensors bestimmt werden könnten. In dem Beispiel gemäß Fig. 6 wird der Zeitpunkt unter Ver wendung von zwei Signalen, der Motordrehzahl Ne und dem Fahrzeug geschwindigkeitssignal Vsp, bestimmt. Der Zeitpunkt entsprechend S1 wird unter Verwendung von Informationen über die Motordrehzahl Ne be stimmt. Nachdem ein Schaltbefehl gegeben wird, wird der neueste Wert der Motordrehzahl, welcher in jeder Abtastperiode erhalten wird, mit dem letzten Wert verglichen. Wenn der neueste Wert kleiner ist als der letzte Wert, wird der letzte Wert als die maximale Motordrehzahl N_max zum Zeitpunkt des Schaltens festgelegt, welcher sofort im RAM 24 gespeichert wird. Dann wird der Zeitpunkt, wenn der neueste Wert Nenew der Motordrehzahl der Formel (N_max - ΔN_max) Nenew genügt, als der Steuerzeitpunkt festgelegt, welcher dem Schnittniveau von S1 entspricht. Dabei wird dann ΔN_max festgelegt und zuvor im ROM 23 gespeichert.

Der Steuerzeitpunkt entsprechend den Schnittniveaus von S2 und S3 wird unter Verwendung eines simulierten Schlupfverhältnisses ex bestimmt wobei das simulierte Schlupfverhältnis ex wie folgt erhalten wird.

ex = (VSP×(Übersetzungsverhältnis nach Schalten)/Ne) (1)

wobei VSP×(Übersetzungsverhältnis nach Schalten) der Anzahl von Turbinenumdrehungen Nt nach dem Getriebeschalten entspricht, d. h. es kann durch die Formel ex = Nt/Ne ausgedrückt werden. Das Überset zungsverhältnis ist äquivalent dem Schlupfverhältnis eines Drehmoment wandlers. Genauer ausgedrückt, entspricht das Übersetzungsverhältnis einem Schlupiverhältnis nach Schalten. VSP und Ne sind Werte, welche durch Berechnung jeder Abtastperiode erhalten werden.

In Fig. 6 wird der Wert ex gemäß Gleichung (1) durch Einfügen des Übersetzungsverhältnisses des Zeitpunktes berechnet, in welchem das Schalten für das Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten beendet ist, und zwar zum Zeitpunkt des Gebens des Schaltbefehls. Deshalb wird bei Geben des Schaltbefehls das simulierte Schlupiverhältnis ex schrittweise kleiner. Wenn Ne über N_max hinausläuft und beginnt, sich zu verringern, endet das Verringern von Ne zum Zeitpunkt des Endens des Schaltens, und der Wert ex sättigt sich, indem er etwa einen konstanten Wert erreicht. Somit wird das simulierte Schlupfverhältnis, welches dem Schnitt niveau von S1 entspricht, als Sex1 festgelegt und in RAM 24 gespeichert. Der Zeitpunkt, bei welchem der Wert ex größer wird als das erste vorbestimmte Schnittniveau Sex2, welches im voraus gespeichert wird, wird als der Steuerzeitpunkt entsprechend dem Schnittniveau S2 festge legt. Die benötigte Zeit Δt zwischen Sex1 und Sex2 wird simultan gemes sen. Die Zeit (Δt oder Δtx gemäß Fig. 6) zum Erreichen von Sex3 ab dem zweiten Schnittniveau Sex2, welches im voraus festgelegt und gespei chert wurde, wird durch eine Vorausberechnung derart bestimmt, daß die Steuerung ähnlich der nach Fig. 5 durch Anwenden des Steuerzeitpunktes entsprechend dem Schnittniveau von S3 ausgeführt werden kann.

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für eine Erläuterung eines weiteren Ver fahrens zur Reduzierung des Hochschaltstoßes gemäß dieser Erfindung. Als Informationen zum Bestimmen des Steuerzeitpunktes wird ein Über setzungsverhältnis als ein Beispiel genauso wie in Fig. 5 angewendet, es kann jedoch ein simuliertes Schlupfverhältnis ähnlich Fig. 6 verwendet werden.

Das Verfahren einer Reduzierung gemäß Fig. 7 ist dadurch gekennzeich net, daß eine Zündzeitpunkt-Korrekturgröße von ΔθigR (Verzögerung) auf ΔθigA (Vorverstellung) schrittweise durch den Steuerzeitpunkt des obigen S3 geändert wird. Später wird die Zündzeitpunkt-Korrekturgröße nach mehreren Zeitintervallen dicht an Null gebracht. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Größe der Vorverstellung ΔθigA′, welche mehr vorverstellt ist als ΔθgA gemäß Fig. 5. Es ist wünschenswert, eine zeitweilige Verzöge rungscharakteristik zu kompensieren, welche eine Motorabtriebsdrehmo mentcharakteristik in Abhängigkeit von der zeitlich veränderlichen Ände rung (Stufenänderung) der Korrekturgröße der Einspritzzeit ist. Im Ergebnis ist es möglich, einen raschen Anstieg des Drehmomentes zu unterdrücken, welcher unmittelbar vor dem Ende des Schaltens oder dem Unterschreiten des Drehmomentes auftritt, welches unmittelbar nach dem Schalten auftritt, wie in Fig. 4 gezeigt.

Während der Zündzeitpunkt als ein Beispiel eines Steuerparameters (Elementes) einer Motordrehmomentsteuerung während des Schaltens erklärt wird, ist in der obigen Erläuterung diese Erfindung nicht darauf begrenzt. Fast gleiche Effekte bzw. Wirkungen bei dem oben erwähnten Beispiel können durch Steuern der Kraftstoffmenge erzielt werden.

Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für das Verfahren zur Reduzierung des Hochschaltstoßes unter Verwendung der Kraftstoffmenge als Steuerpara meter (Element) einer Motordrehmomentsteuerung während des Schal tens. Grundlegend wird dieses Verfahren der Reduzierung des Hoch schaltstoßes von der Zündzeitpunkt-Korrekturgröße gemäß Fig. 7 auf die Korrekturgröße der Kraftstoffmenge geändert, und deshalb können die Steuerzeitpunkte für S1, S2 und S3 vollkommen die gleichen sein. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Verfahren wird eine Kraftstoffmenge ΔTi von der normalen Kraftstoffmenge beim Zeitpunkt S1 subtrahiert; und dann wird die Kraftstoffkorrekturgröße schrittweise ab der Subtraktion von ΔTi zur Addition von ΔTi′ bei dem Steuerzeitpunkt S3 geändert. Danach wird die Kraftstoffkorrekturgröße für jedes Zeitintervall dicht an Null gebracht.

Bei dem Verfahren der Reduzierung unter Verwendung der Kraftstoff menge ist es möglich, den Hochschaltstoß durch Korrigieren einer Kraft stoffmenge zu steuern und einzustellen, was ähnlich der Korrektur des Zündzeitpunktes des Verfahrens unter Verwendung eines Zündzeitpunktes gemäß Fig. 5 ist.

Gemäß der Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment und dem Verfahren zum Steuern des Antriebsdrehmomentes des Fahrzeuges gemäß der Erfindung kann die Drehmomentsteuerung des Motors durch Festle gen der optimierten Charakteristiken von sowohl dem Steuerzeitpunkt für die Motordrehmomentsteuerung während des Schaltens als auch der Steuergröße ausgeführt werden. Somit kann der Schaltstoß stark reduziert werden, und zwar im Vergleich mit dem konventionellen, während der Zeitaufwand zum Festlegen des Steuerzeitpunktes der Drehmomentsteue rung des Motors während des Schaltens kleiner als bei der konventionel len Vorrichtung ausgeführt werden kann.

Claims

1. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges, aufweisend:
eine Einrichtung zum Berechnen eines Drehmomentsteuerzeitpunktes zum Bestimmen und Ausgeben von zumindest zwei Steuerzeitpunkten eines Motordrehmomentes, welches durch einen Motor während einer Geschwindigkeitsänderung erzeugt wird;
eine Einrichtung zum Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmo ment-Steuergröße in Antwort auf eine Ausgabe von der Berech nungseinrichtung für den Drehmomentsteuerzeitpunkt zum Berechnen und Ausgeben der Motordrehmoment-Steuergröße; und
eine Einrichtung zum Steuern des Motordrehmomentes während der Geschwindigkeitsänderung in Antwort auf die Ausgaben von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße;
wobei das Motordrehmoment um eine gewisse Größe zu einem ersten Zeitpunkt der Motordrehmoment-Steuerzeitpunkte reduziert wird, woran sich ein Erhöhen des Motordrehmomentes zu einem zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt anschließt und danach das Motordrehmoment auf das Motordrehmoment des Zeitpunktes un mittelbar vor dem ersten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt zurück kehrt.

2. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges nach Anspruch 1, bei welcher die Steuervorrichtung für das Motordrehmo ment das Motordrehmoment durch Ändern des Zündzeitpunktes während der Geschwindigkeitsänderung steuert.

3. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges nach Anspruch 1, bei welcher die Steuervorrichtung für das Motordrehmo ment ein Motordrehmoment durch Ändern der Kraftstoffmenge während der Geschwindigkeitsänderung steuert.

4. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges, aufweisend:
eine Einrichtung zum Berechnen eines Drehmomentsteuerzeitpunktes zum Bestimmen und Ausgeben von zumindest drei Steuerzeitpunkten eines Motordrehmomentes, welches durch einen Motor während einer Geschwindigkeitsänderung erzeugt wird;
eine Einrichtung zum Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmo ment-Steuergröße in Antwort auf die Ausgabe von der Berechnungs einrichtung für den Drehmomentsteuerzeitpunkt zum Berechnen und Ausgeben der Motordrehmoment-Steuergröße; und
eine Einrichtung zum Steuern des Motordrehmomentes während der Geschwindigkeitsänderung in Antwort auf die Ausgaben von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße;
wobei der dritte Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt der drei Zeit punkte durch den zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt vorher bestimmt wird, woran sich ein Bestimmen einer zeitlich veränder lichen Änderung zwischen dem zweiten und dem dritten Motordreh moment-Steuerzeitpunkt durch den vorherbestimmten Motordrehmo ment-Steuerzeitpunkt anschließt, und wobei das Motordrehmoment um eine bestimmte Größe beim ersten Motordrehmoment-Steuerzeit punkt reduziert wird; das Motordrehmoment beim zweiten Motor drehmoment-Steuerzeitpunkt gemäß einer zeitlich veränderlichen Änderung des Motordrehmomentes zwischen dem zweiten Motor drehmoment-Steuerzeitpunkt, welcher durch die Berechnungseinrich tung für die Motordrehmoment-Steuergröße erhalten wird, und dem dritten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt gesteuert wird; und das Motordrehmoment zu dem Zustand des ersten Motordrehmoment- Steuerzeitpunktes nach dem dritten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt zurückgeführt wird.

5. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges nach Anspruch 4, bei welcher die Einrichtung zum Steuern des Motor drehmomentes das Motordrehmoment während der Geschwindigkeits änderung durch Ändern des Zündzeitpunktes steuert.

6. Steuervorrichtung für das Antriebsdrehmoment eines Fahrzeuges nach Anspruch 4, bei welcher die Einrichtung zum Steuern des Motor drehmomentes das Motordrehmoment während der Geschwindigkeits änderung durch Ändern der Kraftstoffmenge steuert.

7. Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehmomentsteuerung für ein Fahrzeug, welches die folgenden Schritte aufweist:
Bestimmen und Ausgeben von zumindest zwei Motordrehmoment- Steuerzeitpunkten eines durch einen Motor während einer Geschwin digkeitsänderung erzeugten Drehmomentes durch eine Einrichtung zum Berechnen des Drehmomentsteuerzeitpunktes;
Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmoment-Steuergröße durch eine Einrichtung zum Berechnen der Motordrehmoment-Steuergröße in Antwort auf die Ausgabe von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße;
Steuern des Motordrehmomentes während der Geschwindigkeitsände rung durch die Steuereinrichtung für das Motordrehmoment in Antwort auf die Ausgabe von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmomentsteuerung;
Reduzieren des Motordrehmomentes um eine bestimmte Größe beim ersten Motorsteuerzeitpunkt der drei Zeitpunkte; und
Zurückführen des Motordrehmomentes auf den Zustand des ersten Motorsteuerzeitpunktes nach Erhöhen des Motordrehmomentes beim zweiten Motorsteuerzeitpunkt.

8. Verfahren zum Steuern eines Motordrehmomentes für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, bei welchem das Motordrehmoment während der Geschwindigkeitsänderung durch Ändern des Zündzeitpunktes gesteu ert wird.

9. Verfahren zum Steuern eines Motordrehmomentes für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, bei welchem das Motordrehmoment durch Ändern der Kraftstoffmenge gesteuert wird.

10. Verfahren zum Steuern einer Antriebsdrehmomentsteuerung für ein Fahrzeug, welches die Schritte aufweist:
Bestimmen und Ausgeben von zumindest drei Motordrehmoment- Steuerzeitpunkten eines durch einen Motor während einer Geschwin digkeitsänderung erzeugten Drehmomentes durch eine Einrichtung zum Berechnen des Drehmomentsteuerzeitpunktes;
Berechnen und Ausgeben einer Motordrehmoment-Steuergröße durch eine Einrichtung zum Berechnen einer Motordrehmoment-Steuergröße in Antwort auf die Ausgabe von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße;
wobei der dritte Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt bei dem zweiten Motordrehmoment-Steuerzeitpunkt der zumindest drei Zeitpunkte vorherbestimmt wird und eine zeitlich variable Änderung des Motor drehmomentes zwischen dem zweiten Motorsteuerzeitpunkt und dem dritten Motorsteuerzeitpunkt mittels des vorherbestimmten Wertes berechnet wird;
Steuern des Motordrehmomentes während der Geschwindigkeitsän derung durch die Steuereinrichtung für das Motordrehmoment in Antwort auf die Ausgabe von der Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße;
Reduzieren des Motordrehmomentes um eine bestimmte Größe beim ersten Motorsteuerzeitpunkt der drei Zeitpunkte;
Steuern des Motordrehmomentes beim zweiten Steuerzeitpunkt ge mäß der zeitlich variablen Änderung des Motordrehmomentes zwi schen dem zweiten Steuerzeitpunkt und dem dritten Motordrehmo ment-Steuerzeitpunkt, wobei beide durch die Berechnungseinrichtung für die Motordrehmoment-Steuergröße erhalten worden sind; und
Zurückführen des Motordrehmomentes zu dem Zustand des ersten Motorsteuerzeitpunktes nach Erhöhen des Motordrehmomentes beim dritten Motorsteuerzeitpunkt.

11. Verfahren zum Steuern eines Motordrehmomentes für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, bei welchem das Motordrehmoment während der Geschwindigkeitsänderung durch Ändern des Zündzeitpunktes gesteu ert wird.

12. Verfahren zum Steuern des Motordrehmomentes für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, bei welchem das Motordrehmoment während der Geschwindigkeitsänderung durch Ändern der Kraftstoffmenge gesteu ert wird.