DE10109374B4

DE10109374B4 - Automatische Getriebeeinrichtung

Info

Publication number: DE10109374B4
Application number: DE10109374A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Miyamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002031163A; KR20020006410A; DE10109374A1; US20020006849A1; US6475114B2

Abstract

Automatische Getriebeeinrichtung, umfassend
ein Getriebe (3) zur Übertragung einer Ausgangsleistung an einer Ausgangswelle (21) eines Motors (1) an eine anzutreibende Vorrichtung, wobei ein Gangstufen-Einstellzahnrad des Getriebes (3) wahlweise in unterschiedliche Gang-Positionen zur Einstellung unterschiedlicher Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnisse des Getriebes (3) schaltbar ist;
eine Kupplungsvorrichtung (2), durch welche eine Eingangswelle (22) des Getriebes (3) wahlweise an die Ausgangswelle (21) des Motors (1) ankuppelbar und von dieser abkuppelbar ist;
eine Schaltvorrichtung (5) zum Schalten des Gangstufen-Zahnrades des Getriebes (3) wahlweise in unterschiedliche Gang-Positionen;
eine Gangpositions-Sensorvorrichtung (6) zum Erfassen der jeweiligen Gang-Position des Gangstufen-Zahnrades des Getriebes (3);
einen Drehzahlsensor (9) zum Erfassen der jeweiligen Drehzahl einer Ausgangswelle (23) des Getriebes (3); und
eine Steuervorrichtung (4) zum Steuern der Schaltoperationen der Schaltvorrichtung (5) in Abhängigkeit von einem manuell einstellbaren Vorgabewert oder von der vom Drehzahlsensor (9) erfassten Drehzahl der Ausgangswelle (23) des Getriebes (3);
wobei...

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Getriebeeinrichtung mit Zahnradeingriff, welches den Einrück/Ausrückvorgang einer Kupplung steuern kann, also den Vorgang zum Umschalten der Kupplung zwischen einem Eingriffszustand (Einrückzustand oder Einschaltzustand) und einem ausgerückten Zustand (Ausschaltzustand). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine derartige Verbesserung eines Automatikgetriebesystems mit Zahnradeingriff, dass eine Stoßbeanspruchung, die beim Einkuppeln der Kupplung nach einer Umschaltung der Getriebestufe (Über- bzw. Untersetzungsverhältnis) des Automatikgetriebesystems mit Zahnradeingriff auftreten kann, unterdrückt oder abgemildert werden kann, und zwar unabhängig von der sich im Laufe der Zeit einstellenden Beeinträchtigung der Kupplung (also unabhängig von der Gesamtdauer des praktischen Einsatzes der Getriebeeinrichtung).
Bislang wurden für den Einsatz verschiedene Automatikgetriebe mit Zahnradeingriff vorgeschlagen und entwickelt, die Getriebe mit Zahnradeingriff einsetzen. Zum Beispiel wird bei der Steuereinrichtung für das Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff, das in der JP-A-63-270252 ) beschrieben wird, das Ausgangsdrehmoment oder die Ausgangsleistung eines Motors, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, einem Automatik mit Zahnradeingriff mit Hilfe des Kupplungsvorgangs (Einschaltvorgangs) einer elektromagnetischen Kupplung zugeführt.
Weiterhin wird bei der in der voranstehend genannten Veröffentlichung angegebenen Steuereinrichtung eine Kombination von Operationen eines Paars aus hydraulisch/elektromagnetischen Ventilen eingesetzt. Genauer gesagt erfolgt die Auswahl einer gewünschten oder Soll-Getriebestufe durch entsprechende Betätigung eines zur entsprechenden Auswahl ausgebildeten Hydraulikzylinders mit drei Positionen, während die Umschaltung auf die ausgewählte Getriebestufe durch Betätigung eines Hydraulikzylinders mit drei Positionen erzielt wird, der für einen Gangwechselvorgang vorgesehen ist.
Weiterhin ist eine herkömmliche Kupplungssteuereinheit beispielsweise aus der JP-A-60-35633 bekannt. Bei dieser bekannten Kupplungssteuereinrichtung wird eine elektromagnetische Kupplung so gesteuert, dass ihr Kupplungsvorgang mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird. In diesem Fall ändert sich die Einrück/Ausrückleistung der Einrichtung im Verlauf der Zeit allmählich infolge Beeinträchtigung durch Verschleiß.
Für denselben Kupplungserregerstrom tritt daher ein Unterschied in Bezug auf den Kupplungsvorgang der Kupplung zwischen einer neuen elektromagnetischen Kupplung und einer benutzten elektromagnetischen Kupplung auf.
Insbesondere dann, wenn die Kupplung mittels Steuerung auf konstante Geschwindigkeit (offene Regelungsschleife) gekuppelt wird, besteht die Neigung, dass das Auftreten eines Stoßes beim Kuppeln der Kupplung nach einem Gangwechselvorgang wahrscheinlicher ist, wenn der Verschleiß (Abrieb) der Kupplung schlimmer wird, selbst wenn bei einer neuen Kupplung das Auftreten eines derartigen Stoßes so gesteuert werden kann, dass der Stoß unterdrückt wird.
Darüber hinaus kann die Kupplungskraft der Kupplung zwischen verschiedenen elektromagnetischen Kupplungen verschieden sein. Um die voranstehend geschilderte Regelung entsprechend einer offenen Schleife zu erzielen ist es daher erforderlich, vorher die Kupplungsgeschwindigkeit der Kupplung festzustellen, unter Berücksichtigung der Leistung der Kupplung, die eingesetzt werden soll, so dass der Stoß, der bei einem Kupplungsvorgang der Kupplung auftritt, der sich an einen Getriebestufenumschaltvorgang anschließt, unterdrückt oder zumindest abgemildert werden kann.
Wie aus den voranstehend geschilderten Ausführungen deutlich wird, ist bei dem herkömmlichen Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff die Schwierigkeit vorhanden, dass eine Stoßbeanspruchung beim Kuppeln der Kupplung nach einem Umschaltvorgang oder Gangwechselvorgang des Getriebes auftreten kann, infolge des Verschleißes, beispielsweise Abriebs, der Kupplung im Verlauf der Zeit.
Darüber hinaus muss zur Durchführung der Regelung mit offener Schleife die Kupplungsgeschwindigkeit vorher festgelegt werden, unter Berücksichtigung der Streuung der Kupplungskraft bei den einzelnen elektromagnetischen Kupplungen, so dass das Auftreten einer Stoßbeanspruchung nach einem Kuppelvorgang der Kupplung hinter einem Gangwechselvorgang des Getriebes unterdrückt werden kann, was zu zusätzlichen Schwierigkeiten führt.
Aus der DE 691 17 536 T2 ist eine Kupplungssteuerung für automatisierte Schaltgetriebe bekannt, die bei festgelegten Drehzahlen und/oder Geschwindigkeiten sequenziell wirksam ist.
Die US 5 890 994 A betrifft eine zur Gangwechselsteuerung einhergehende Motor-Drehmomentsteuerung einer Brennkraftmaschine sowie eine Schlupfsteuerung bezüglich der Kupplungen eines Wandler-Automatikgetriebes zur "Shiftshock"-Verminderung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Getriebeeinrichtung mit Zahnradeingriff zu schaffen, bei welcher eine Stoßbeanspruchung unterdrückt oder abgemildert werden kann, andererseits aber einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweist und auch bei langer Einsatzdauer keinem nennenswerten Verschleiß unterliegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Automatikgetriebeeinrichtung kann ein Getriebe mit Zahnradeingriff zur Ausgabe der Ausgangsleistung eines Motors (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) bei einem ausgewählten Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis aufweisen, eine elektromagnetische Kupplung zur Durchführung der Übertragung bzw. Unterbrechung der Ausgangsleistung von einer Ausgangswelle des Motors zu einer Eingangswelle des Getriebes mit Zahnradeingriff, ein Schalt/Auswahlbetätigungsglied zur Umschaltung eines Gangwechselzahnrads auf eine Schalt/Auswahlposition in dem Getriebe mit Zahnradeingriff, einen Schalt/Auswahlpositionssensor zur Feststellung einer Schalt/Auswahlposition des Gangwechselzahnrads in dem Getriebe. Ferner kann eine Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen sein zum Betrieb des Schalt/Auswahlbetätigungsglied entsprechend einer Schalthebelposition, die durch den Fahrer eines Fahrzeuges ausgewählt wird, während die Schalt/Auswahlposition überwacht wird, um hierdurch automatisch das Getriebe mit Zahnradeingriff auf eine gewünschte Getriebestufe (Über- bzw. Untersetzungsverhältnis) umzuschalten, wobei die Steuer- oder Regeleinheit so ausgebildet ist, dass sie einen Kupplungsvorgang der elektromagnetischen Kupplung durchführt, während sie eine Rückkopplungsregelung auf der Grundlage einer Änderungsrate der Drehzahl des Motors durchführt, folgend auf die Umschaltung der Getriebestufe (Über- bzw. Untersetzungsverhältnis) des Getriebes mit Zahnradeingriff.
Es können mehrere Unterzeiträume für die Steuerung bzw. Regelung für die Steuereinheit im Zusammenhang mit dem Kuppelvorgang der elektromagnetischen Kupplung vorgesehen sein, wobei eine Soll-Motordrehzahländerungsrate für jeden der mehreren Unterzeiträume für die Steuerung bzw. Regelung eingestellt werden kann, um hierdurch eine Rückkopplungsregelung eines Vorgabestromwerts für die elektromagnetische Kupplung zu bewirken.
Ferner kann eine Bedingung für die Beendigung eines jeden der mehreren Unterzeiträume für die Steuerung bzw. Regelung eingestellt werden, wobei die Steuereinheit vorzugsweise so ausgelegt ist, dass jedesmal dann, wenn die Bedingung für die Beendigung erfüllt ist, die Rückkopplungssteuerung bzw. Rückkopplungsregelung dazu veranlasst wird, aufeinanderfolgend auf den nächsten der mehreren Unterzeiträume für die Steuerung bzw. Regelung überzugehen.
Die Steuereinheit kann vorzugsweise so ausgelegt sein, dass sie einen ersten Steuer-Unterzeitraum zur Durchführung eines Übergangs auf einen zweiten Steuer-Unterzeitraum veranlasst, wenn eine vorbestimmte Zeit in dem ersten Steuer-Unterzeitraum unmittelbar folgend auf eine Umschaltung der Getriebestufe des Getriebes mit Zahnradeingriff abgelaufen ist, wogegen dann, wenn die Differenz zwischen der Motordrehzahl und einer Eingangswellendrehzahl des Getriebes mit Zahnradeingriff in dem zweiten Steuer-Unterzeitraum kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, ein Übergang von dem zweiten Steuer-Unterzeitraum auf einen dritten Steuer-Unterzeitraum vorgenommen wird.
Ferner kann die Steuereinheit vorzugsweise so ausgelegt, dass sie arithmetisch einen Vorgabestromwert für die elektromagnetische Kupplung über eine Regelung mit offener Schleife in einem letzten Steuer-Unterzeitraum nach den mehreren Steuer-Unterzeiträumen festlegt.
Ferner kann die Steuereinheit vorzugsweise so ausgelegt sein, dass dann, wenn eine Bedingung zur Beendigung des letzten Steuer-Unterzeitraums erfüllt ist, eine Verarbeitung zur Durchführung eines Kupplungsvorgangs der elektromagnetischen Kupplung durchgeführt wird.
Ferner kann die Steuereinheit vorzugsweise so ausgelegt sein, dass an einem Zeitpunkt, zu welchem ein Erregerstrom für die elektromagnetische Kupplung einen Sollwert erreicht hat, eine Entscheidung getroffen wird, ob die Bedingung zur Beendigung des letzten Steuer-Unterzeitraums erfüllt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Automatikgetriebeeinrichtung die Kupplungsgeschwindigkeit der Kupplung so gesteuert oder geregelt werden, dass Stöße abgemildert werden, die anderenfalls beim Kupplungsvorgang nach einer Änderung der Getriebestufe leicht auftreten könnten, unabhängig von den sich im Verlauf der Zeit verschlechternden Eigenschaften einer elektromagnetischen Kupplung, und unabhängig von der Streuung der Eigenschaften zwischen einzelnen Kupplungen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert, aus welchen weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung hervorgehen.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Darstellung des schematischen Aufbaus einer Automatikgetriebeeinrichtung mit Zahnradeingriff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung einer Steueroperation für das Kuppeln der Kupplung in der Automatikgetriebeeinrichtung mit Zahnradeingriff bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Entscheidungsverarbeitung für die Steuerung der Kupplung in der Automatikgetriebeeinrichtung gemäß der obigen Ausführungsform; und
4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Steueroperation der Kupplung nach einer Umschaltung der Getriebestufe von einer ersten in eine zweite Getriebestufe in der Automatikgetriebeeinrichtung nach der obigen Ausführungsform der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Zeichnungen. Dabei hat der mitunter verwendete Begriff "Automatikgetriebesystem" die Bedeutung von "Automatikgetriebeeinrichtung".
Ausführungsform 1
1 zeigt als Blockschaltbild allgemein und schematisch den Aufbau des Automatikgetriebesystems mit Zahnradeingriff (welches auch als Automatikgangwechselsystem mit Zahnradeingriff bezeichnet werden kann) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Motor wie beispielsweise eine Brennkraftmaschine bezeichnet, der eine Ausgangswelle, also eine Kurbelwelle 21 aufweist, auf welcher eine elektromagnetische Kupplung 2 angebracht ist. Ein Getriebe 3 (Wechselgetriebe) mit Zahnradeingriff ist auf einer Ausgangswelle 22 der elektromagnetischen Kupplung 2 angebracht. Anders ausgedrückt bildet die Ausgangswelle 22 der elektromagnetischen Kupplung 2 die Eingangswelle des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff. Daher lässt sich die Welle 22 auch als die Eingangswelle des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff bezeichnen. Das Ausgangsdrehmoment des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff wird im Betrieb auf Reifen (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (ebenfalls nicht gezeigt) über eine Ausgangswelle 23 des Getriebes übertragen.
Der Motor 1, die elektromagnetische Kupplung 2 und das Getriebe 3 mit Zahnradeingriff werden durch eine Steuereinheit 4 gesteuert, die aus einem Mikrocomputer oder Mikroprozessor bestehen kann.
Das Getriebe 3 mit Zahnradeingriff ist mit einem Schalt/Auswahlbetätigungsglied 5 und einem Schalt/Auswahlpositionssensor 6 versehen. Das Schalt/Auswahlbetätigungsglied 5 ist so ausgelegt, dass es zur Gangwechseloperation des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff dient, während der Schalt/Auswahlpositionssensor 6 zur Feststellung einer Schalt/Auswahlposition des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff dient.
Bei dem Gaspedal (nicht gezeigt), das von einem Benutzer oder Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt wird, ist ein Gaspedalpositionssensor 7 zur Feststellung des Gaspedalbetätigungshubes vorgesehen. Weiterhin ist ein Schalthebel 8 vorgesehen, der vom Fahrer betätigt wird, und ein Signal ausgibt, welches die Schalthebelposition angibt.
Ein Getriebeausgangswellendrehzahlsensor 9 ist der Ausgangswelle des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff zugeordnet, um die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Ausgangswelle 23 des Getriebes 3 festzustellen.
Ausgangssignale des Schalt/Auswahlspositionssensors 6, des Gaspedalpositionssensors 7, des Schalthebels 8 und des Getriebeausgangswellendrehzahlsensors 9 werden der Steuereinheit 4 zugeführt (oder von dieser geholt).
Innerhalb eines Ansaugrohrs 11 des Motors 1 ist eine Drosselklappe 12 vorgesehen, deren Öffnungsgrad über ein Drosselklappenbetätigungsglied 10 gesteuert oder geregelt wird.
Die Steuereinheit 4 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie das Getriebe 3 mit Zahnradeingriff dadurch steuert oder regelt, dass sie das Schalt/Auswahlbetätigungsglied 5 steuert bzw. regelt, während das Ausgangsdrehmoment des Motors 1 durch Steuern bzw. Regeln des Drosselklappenbetätigungsgliedes 10 auf der Grundlage der Eingangssignale gesteuert bzw. geregelt wird, die von den verschiedenen, voranstehend geschilderten Sensoren geliefert werden.
Im einzelnen kann die Steuereinheit 4 so ausgelegt oder programmiert sein, dass sie das Ausgangssignal des Gaspedalpositionssensors 7 bearbeitet, welches eine proportionale Anzeige des Gaspedalbetätigungshubes zur Verfügung stellt, um hierdurch arithmetisch den gewünschten oder Soll-Drosselklappenöffnungsgrad zu bestimmen, der dem Gaspedalbetätigungshub entspricht, und hierdurch das Drosselklappenbetätigungsglied 10 so zu betreiben, dass die Drosselklappe die Position entsprechend dem gewünschten oder Soll-Öffnungsgrad einnimmt. Anders ausgedrückt wird die Drosselklappe 12 über eine Rückkopplungsregelschleife geregelt, welche die Steuereinheit 4 enthält.
Der elektromagnetischen Kupplung 2 wird ein Kupplungserregerstrom einer Stärke zugeführt, die proportional dem Drehmoment ist, das mit der Kupplung übertragen werden soll (nachstehend auch als Kupplungsübertragungsdrehmoment bezeichnet), unter Steuerung durch die Steuereinheit 4, so dass die Übertragung/Unterbrechung (Ein/Aus) des Motorausgangsdrehmoments von der Kurbelwelle 21 auf die Eingangswelle 22 des Getriebes 3 gesteuert erzielt werden kann.
Zwar wird momentan vorausgesetzt, dass die elektromagnetische Kupplung 2 bei dem momentan betrachteten Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff eingesetzt wird, jedoch kann selbstverständlich anstelle der elektromagnetischen Kupplung 2 auch eine hydraulische Kupplung verwendet werden.
Das Getriebe 3 mit Zahnradeingriff kann beispielsweise fünf Gruppen von Vorwärtsgangzahnrädern aufweisen, die sich voneinander in Bezug auf das Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis unterscheiden, und eine Gruppe von Rückwärtsgangzahnrädern, obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist. Bei dem Getriebe 3 mit Zahnradeingriff werden Gangwechselvorgänge des Schalt/Auswahlbetätigungsgliedes 5 durchgeführt, welches dazu dient, den Gangwechselvorgang gesteuert durch die Steuereinheit 4 durchzuführen, so dass die gewünschte oder Soll-Getriebestufe eingestellt werden kann. Anders ausgedrückt wird bei dem Getriebe 3 mit Zahnradeingriff eine Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung auf solche Weise durchgeführt, dass die gewünschte oder Soll-Getriebestufe erhalten werden kann.
Darüber hinaus ist die Steuereinheit 4 so ausgelegt oder programmiert, dass sie sich das Signal holt, welches den Gaspedalbetätigungshub anzeigt, sowie das Positionssignal (Schaltsignal), welches die Position des Schalthebels 8 angibt, und das Signal, das die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Ausgangswelle 23 des Getriebes angibt, und zwar vom Ausgang des Gaspedalpositionssensors 7, des Schalthebelpositionssensors, bzw. des Getriebeausgangswellendrehzahlsensors 9, um hierdurch die Getriebestufe zu bestimmen, die für den momentanen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs geeignet ist, auf der Grundlage eines zugehörigen Getriebeschaltmusters (nicht gezeigt).
Weiterhin ist die Steuereinheit 4 so ausgebildet oder programmiert, dass sie ein Steuersignal für das Schalt/Auswahlbetätigungsglied 5 ausgibt, während sie die Schalt/Auswahlposition auf der Grundlage des Meßsignals überprüft, das von dem Schalt/Auswahlpositionssensor 6 ausgegeben wird, so dass der Gangwechselvorgang des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff so durchgeführt wird, dass die Sollgetriebestufe eingestellt oder zugelassen wird.
Nunmehr erfolgt unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Zeitablaufdiagramm die Beschreibung der Kupplungssteueroperation für die Kupplung in dem Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in 1 gezeigt ist. Hierbei gibt das Zeitablaufdiagramm von 2 Änderungen der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Motors 1 (oder der Kurbelwelle 21) an, die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Eingangswelle 22 des Getriebes 3, die Änderungsrate der gewünschten oder Soll-Motordrehzahl (nachstehend auch als Soll-Motordrehzahländerungsrate bezeichnet), und den Kupplungsstrom, jeweils in Abhängigkeit von der Zeit.
Genauer gesagt ist das in 2 dargestellte Zeitablaufdiagramm zusammen mit der Kupplungssteuerung dargestellt, die nach dem Gangwechselvorgang des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff durchgeführt wird. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist der Kupplungssteuerzeitraum in vier Unterzeiträume unterteilt, nämlich die Unterzeiträume A, B, C und D, wobei ein Zustandsübergang von dem Unterzeitraum A auf den Unterzeitraum B durchgeführt wird, von dem Unterzeitraum B auf den Unterzeitraum C, und von dem Unterzeitraum C auf den Unterzeitraum D, und zwar in dieser Reihenfolge.
Zuerst wird in dem Unterzeitraum A, der an dem Zeitpunkt beginnt, an welchem die Kupplungssteueroperation für die Kupplung beginnt, eine derartige Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung durchgeführt, dass die Motordrehzahländerungsrate auf einem niedrigen Wert bleibt. Daher können Stöße abgemildert werden, die anderenfalls beim Kupplungssteuervorgang für die Kupplung auftreten könnten.
Daraufhin wird in dem Unterzeitraum B die Soll-Motordrehzahländerungsrate hauptsächlich unter Berücksichtigung der Verkürzung der Zeit eingestellt, die für den Gangwechsel benötigt wird, da Stöße selbst dann kaum auftreten, wenn die Motordrehzahländerungsrate in gewissem Ausmaß nach Ablauf einer gewissen Zeit seit dem Beginn des Kupplungssteuervorgangs für die Kupplung erhöht wird, worauf die Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung durchgeführt wird.
Daraufhin wird dann, wenn sich die Motordrehzahl an die Drehzahl der Eingangswelle 22 des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff annähert, die Motordrehzahländerungsrate auf einen niedrigen Wert eingestellt, um eine geeignete Kombination der Motordrehzahl und der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff zu erreichen, da dann kaum Stöße auftreten, worauf die voranstehend geschilderte Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung durchgeführt wird. Diese Steuerung bzw. Regelung wird in dem Unterzeitraum C durchgeführt.
Schließlich wird in dem Unterzeitraum D, nachdem eine Übereinstimmung zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl der Eingangswelle 22 des Getriebes 3 festgestellt wurde, der Vorgabewert für den Erregerstrom mit konstanter Rate mittels Regelung mit offener Schleife in Richtung auf einen gewünschten oder Soll-Kupplungserregerstromwert erhöht, bei welchem das Motorausgangsdrehmoment ausreichend und zufriedenstellend von der Kurbelwelle 21 auf die Eingangswelle 22 des Getriebes 3 übertragen werden kann.
In diesem Fall kann der Soll-Kupplungsstrom ITGT in Ampere [A] für die Rückkopplungsregelung bzw. Rückkopplungssteuerung arithmetisch entsprechend dem nachstehenden Ausdruck (1) bestimmt werden: ITGT = (Ii)n + KP {(dNi/dt)o – (dNe/dt)n} + KD {(dNe/dt)(n – 1) – (dNe/dt)n} (1) wobei (Ii)n in [A] einen Integralterm des Soll-Kupplungsstroms bei der momentanen Arithmetikoperation bezeichnet,
KP in [A/(r/min/10 ms)] eine Proportionalverstärkung bezeichnet,
(dNi/dt)o in [r/min/10 ms] die Soll-Motordrehzahländerungsrate bezeichnet,
(dNe/dt)n in [r/min/10 ms] die Motordrehzahländerungsrate bei der momentanen Arithmetikoperation bezeichnet,
KD in [A/(r/min/10 ms)] eine differentielle Verstärkung bezeichnet, und
(dNe/dt)(n – 1) in [r/min/10 ms] die Soll-Motordrehzahländerungsrate bei der vorherigen Arithmetikoperation bezeichnet.
Hierbei kann der Soll-Kupplungsstrom (Ii)n in [A] in der momentanen Arithmetikoperation aus folgendem Ausdruck (2) bestimmt werden: (Ii)n = (Ii)(n – 1) + KI {(dNi/dt)o – (dNe/dt)n} (2)wobei (Ii)(n – 1) in [A] den Integralterm des Soll-Kupplungsstroms in der vorherigen Arithmetikoperation bezeichnet, und
KI in [A/(r/min/10 ms)] eine integrale Verstärkung bezeichnet.
Nunmehr erfolgt unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung einer grundlegenden Entscheidungsverarbeitungsprozedur für den Kupplungssteuervorgang der Kupplung in dem Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 3 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Entscheidungsverarbeitung für den Kupplungssteuervorgang der Kupplung in dem Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Verarbeitungsprozedur oder das Verarbeitungsprogramm, die bzw. das in 3 dargestellt ist, kann periodisch in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt werden, beispielsweise alle 10 ms.
Wie aus 3 hervorgeht, wird in einem Schritt S1 eine Entscheidung getroffen, ob eine Kupplungsanforderung für die Kupplung nach der Getriebestufenumschaltung oder dem Schaltvorgang des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff ausgegeben wurde oder nicht. Falls festgestellt wird, dass die Kupplungsanforderung für die Kupplung nicht ausgegeben wurde (also wenn der Entscheidungsschritt S1 ein verneinendes Ergebnis "N" ergibt), wird das in 3 dargestellte Verarbeitungsprogramm unverändert beendet.
Wenn andererseits im Schritt S1 entschieden wird, dass die Kupplungsanforderung für die Kupplung ausgegeben wurde (also wenn der Entscheidungsschritt S1 ein bejahendes Ergebnis "J" ergibt), dann geht das Verarbeitungsprogramm zu einem Schritt S2 über, in welchem entschieden wird, ob die Kupplungsanforderung für die Kupplung, die nunmehr betroffen ist, zusammen mit der Getriebestufenumschaltung oder dem Schalten von der ersten auf die zweite Getriebestufe (vom ersten auf den zweiten Gang) ausgegeben wird oder nicht.
Wenn im Schritt S2 festgestellt wird, dass die Kupplungsanforderung für die Kupplung zusammen mit der Getriebeumschaltung oder dem Schaltvorgang vom ersten auf den zweiten Gang ausgegeben wurde (also wenn der Entscheidungsschritt S2 zu einem bejahenden Ergebnis "J" führt), wird die Verarbeitung für den Kupplungsvorgang der Kupplung zusammen mit dem Gangwechselvorgang von dem ersten auf den zweiten Gang in einem Schritt S3 durchgeführt, worauf das Verarbeitungsprogramm, das in 3 gezeigt ist, beendet wird.
Wenn im Gegensatz hierzu der Entscheidungsschritt S2 dazu führt, dass ein negatives Ergebnis "N" erzielt wird, welches angibt, dass der Kupplungsvorgang der Kupplung nicht für den Gangwechsel von dem ersten auf den zweiten Gang dient, dann wird die Kupplungsverarbeitung der Kupplung für eine andere Gangwechseloperation in einem Schritt S4 durchgeführt. Selbstverständlich werden ähnliche Verarbeitungsschritte wie jene, die in 3 gezeigt sind, für den Kupplungsvorgang der Kupplung in Bezug auf die Anforderung eines anderen Gangwechsels durchgeführt.
Nunmehr erfolgt unter Bezugnahme auf 4 eine konkrete Beschreibung der Verarbeitung für den Kupplungsvorgang der Kupplung (3, Schritt S3), der auf den Gangwechsel oder die Umschaltung folgend durchgeführt wird, beispielsweise vom ersten auf den zweiten Gang, in dem Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist in 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Kupplungssteuervorgangs für die Kupplung dargestellt, welcher auf die Umschaltung von dem ersten auf den zweiten Gang in dem Automatikgetriebesystem mit Zahnradeingriff gemäß der momentanen Ausführungsform der Erfindung folgt.
Wie aus 4 hervorgeht, wird zuerst in einem Schritt S10 eine Entscheidung getroffen, ob der Steuer-Unterzeitraum für die Kupplungssteuerung der Kupplung für die Umschaltung vom ersten auf den zweiten Gang innerhalb eines der Steuer-Unterzeiträume A bis d liegt (sh. 2). Wenn festgestellt wird, dass der Steuer-Unterzeitraum einer von den Unterzeiträumen A bis C ist, dann wird die Soll-Motordrehzahländerungsrate für den betreffenden Steuer-Unterzeitraum eingestellt (Schritt S11, 21 oder 31).
Weiterhin wird, wenn im Schritt S10 festgestellt wird, dass der Steuer-Unterzeitraum innerhalb des Unterzeitraums D liegt, eine Anstiegsrate des Kupplungsstromvorgabewertes in einem Schritt S41 eingestellt.
Dann wird auf die Ausführung des Schrittes S11, S21 oder S31 in dem Unterzeitraum A, dem Unterzeitraum B oder dem Unterzeitraum C folgend der entsprechende Stromvorgabewert zum Erregen der elektromagnetischen Kupplung 2 arithmetisch auf der Grundlage der Ausdrücke (1) und (2) festgestellt, um die voranstehend geschilderte Rückkopplungsregelung oder Rückkopplungssteuerung durchzuführen (Schritt S50).
Andererseits wird nach Ausführung des Schrittes S41 für den Unterzeitraum D der Erregerstromvorgabewert für die elektromagnetische Kupplung 2 für die Regelung mit offener Schleife arithmetisch bestimmt, ohne die voranstehend geschilderte Rückkopplungsregelung durchzuführen (Schritt S51).
Daraufhin folgt nach dem Schritt S50 oder S51, die voranstehend beschrieben wurden, eine Entscheidung in einem Schritt S12, S22, S32 oder S42, nämlich ob die Bedingung für die Beendigung des Unterzeitraums A, B, C oder D erfüllt ist oder nicht.
Im einzelnen wird im Schritt S12 eine Entscheidung in Bezug auf die Bedingung für die Beendigung für den Unterzeitraum A getroffen (beispielsweise Ablauf von 200 ms). Wenn die Entscheidung das Ergebnis hat, dass die Beendigungsbedingung für den Unterzeitraum A erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S12 zur bejahenden Antwort "J" führt), dann wird der Steuer-Unterzeitraum auf den Unterzeitraum B aktualisiert (Schritt S13), worauf das in 4 gezeigte Verarbeitungsprogramm beendet ist.
Weiterhin wird im Schritt S22 eine Entscheidung in Bezug auf die Bedingung für das Beenden des Unterzeitraums B getroffen (ob beispielsweise der Drehzahlunterschied zwischen der Motordrehzahl und der Eingangswellendrehzahl des Getriebes 3 kleiner oder gleich 300 Umdrehungen pro Minute ist oder nicht). Wenn die Entscheidung das Ergebnis, dass die Beendigungsbedingung für den Unterzeitraum B erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S22 das Ergebnis "JA" ergibt, so wird der Steuer-Unterzeitraum auf den Unterzeitraum C aktualisiert (Schritt S23), womit das in 4 gezeigte Verarbeitungsprogramm beendet ist.
Weiterhin erfolgt im Schritt S32 eine Entscheidung in Bezug auf die Bedingung für die Beendigung des Unterzeitraums C (beispielsweise ob die Drehzahldifferenz zwischen der Motordrehzahl und der Eingangswellendrehzahl des Getriebes 3 kleiner oder gleich 20 Umdrehungen pro Minute ist). Wenn die Entscheidung zu dem Ergebnis führt, dass die Beendigungsbedingung für den Unterzeitraum C erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S32 zum Ergebnis "J" führt), so wird der Steuer-Unterzeitraum auf den Unterzeitraum D aktualisiert (Schritt S33), worauf das in 4 gezeigte Verarbeitungsprogramm beendet wird.
Schließlich erfolgt im Schritt S42 eine Entscheidung in Bezug auf die Bedingung für die Beendigung des Unterzeitraums D (beispielsweise ob der Kupplungserregerstrom den Sollwert erreicht hat). Wenn sich bei der Entscheidung ergibt, dass die Bedingung für die Beendigung des Unterzeitraums D erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S42 das Ergebnis "J" ergibt), wird dann eine Verarbeitung zur Beendigung des Kupplungssteuervorgangs für die Kupplung durchgeführt (Schritt S43), worauf das in 4 gezeigte Verarbeitungsprogramm beendet wird.
Wenn andererseits die Entscheidung in jedem Schritt S12, S22, S32 oder S42 ergibt, dass die Bedingung für die Beendigung des entsprechenden Steuer-Unterzeitraums nicht erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S12, S22, S32 oder S42 zum negativen Ergebnis "N" führt), wird das in 4 dargestellte Verarbeitungsprogramm sofort beendet.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich geworden sein sollte, kann mittels Durchführung der Kupplungssteuerung der elektromagnetischen Kupplung 2 nach einer Umschaltung der Getriebestufe des Getriebes 3 mit Zahnradeingriff über Rückkopplungsregelung bzw. Rückkopplungssteuerung der Änderungsrate der Drehzahl des Motors 1 das Auftreten von Stößen infolge einer Verschlechterung oder eines Verschleißes der elektromagnetischen Kupplung 2 nach einem Gangwechsel oder Umschalten der Getriebestufe in zufriedenstellender Weise unterdrückt oder verhindert werden.
Weiterhin kann die Kupplungssteuerung der elektromagnetischen Kupplung 2 so durchgeführt werden, dass die Streuung oder Änderung des Ausmaßes der Kupplungskraft bei den einzelnen elektromagnetischen Kupplungen 2 nicht berücksichtigt werden muss.

Claims

Automatische Getriebeeinrichtung, umfassend ein Getriebe (3) zur Übertragung einer Ausgangsleistung an einer Ausgangswelle (21) eines Motors (1) an eine anzutreibende Vorrichtung, wobei ein Gangstufen-Einstellzahnrad des Getriebes (3) wahlweise in unterschiedliche Gang-Positionen zur Einstellung unterschiedlicher Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnisse des Getriebes (3) schaltbar ist; eine Kupplungsvorrichtung (2), durch welche eine Eingangswelle (22) des Getriebes (3) wahlweise an die Ausgangswelle (21) des Motors (1) ankuppelbar und von dieser abkuppelbar ist; eine Schaltvorrichtung (5) zum Schalten des Gangstufen-Zahnrades des Getriebes (3) wahlweise in unterschiedliche Gang-Positionen; eine Gangpositions-Sensorvorrichtung (6) zum Erfassen der jeweiligen Gang-Position des Gangstufen-Zahnrades des Getriebes (3); einen Drehzahlsensor (9) zum Erfassen der jeweiligen Drehzahl einer Ausgangswelle (23) des Getriebes (3); und eine Steuervorrichtung (4) zum Steuern der Schaltoperationen der Schaltvorrichtung (5) in Abhängigkeit von einem manuell einstellbaren Vorgabewert oder von der vom Drehzahlsensor (9) erfassten Drehzahl der Ausgangswelle (23) des Getriebes (3); wobei die Steuervorrichtung (4) die Kupplungsvorrichtung (2) in einer Folge mehrerer zeitlicher Teilphasen (A bis D) steuert; und für die mehreren Steuer-Teilphasen (A bis D) jeweils Sollwerte der Rate einer Drehzahländerung des Motors (1) festgesetzt sind zum Bewirken einer Rückkopplungssteuerung der Kupplungsvorrichtung (2).
Automatische Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher für die Beendigung der jeweiligen Teil-Phasen (A bis D) jeweils bestimmte Betriebsbedingungen festgesetzt sind, und die Steuervorrichtung (4) bewirkt, dass nacheinander bei Erfüllung der Betriebsbedingung für eine jeweilige Teil-Phase diese Teil-Phase beendet wird und ein Übergang auf eine jeweils folgende Teil-Phase erfolgt.
Automatische Getriebeeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Steuervorrichtung (4) so ausgelegt ist, dass in einer ersten Teil-Phase (A) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne unmittelbar nach dem Schalten des Gangstufen-Einstellzahnrades in eine entsprechende Gangstufen-Position ein Übergang in eine zweite Teil-Phase (B) erfolgt (S12, S13), und in dem Fall, dass eine Differenz zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle (21) des Motors und der Drehzahl der Eingangswelle (22) des Getriebes (3) in der zweiten Teil-Phase (B) nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert (S22, S23), ein Übergang von der zweiten Teil-Phase (B) in eine dritte Teil-Phase (C) erfolgt.
Automatische Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Steuervorrichtung (4) einen Wert für den Steuerstrom zum Betätigen der Kupplungsvorrichtung (2) in einer letzten Teil-Phase (D) der mehreren Teil-Phasen (A bis D) in offener Schleife berechnet (S51).
Automatische Getriebeeinrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Steuervorrichtung (4) so ausgelegt ist, dass bei Erfüllung der Betriebsbedingung für die Beendigung der letzten Teil-Phase (D) die Kupplungsvorrichtung (2) im Sinne einer Beendigung des Kupplungsvorganges betätigt wird (S43).
Automatische Getriebeeinrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Steuervorrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass die Betriebsbedingung für die Beendigung der letzten Teil-Phase (D) als erfüllt gilt, wenn der Steuerstrom für die Beendigung des Kupplungsvorganges durch die Kupplungsvorrichtung (2) einen vorbestimmten Sollwert erreicht (S42).
Automatische Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Steuervorrichtung (4) die Kupplungsvorrichtung (2) im Zuge einer Rückkopplungssteuerung steuert auf der Grundlage der Rate einer Änderung der Drehzahl des Motors (1) als Folge einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes (3).
Automatische Getriebeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Steuervorrichtung (4) eine Stelleinrichtung (10) für eine Drosselklappe (12) des als Brennkraftmaschine ausgebildeten Motors (1) steuert unter Berücksichtigung einer von einem Gaspedal-Positionssensor (8) erfassten Position eines Gaspedals des Motors (1).