DE19836756B4 - Hydrauliksteuerungssystem für Automatikgetriebe - Google Patents

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Hirsohi Anjo Tsutsui
Masaaki Anjo Nishida
Yoshihisa Anjo Yamamoto
Masao Anjo Saito
Takayuki Anjo Kubo
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Abstract

Hydrauliksteuerungssystem zur Verwendung in einem Automatikgetriebe zum Steuern eines Schaltvorgangs auf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis durch Einrücken eines ersten Reibungseingriffselements und Ausrücken eines zweiten Reibungseingriffselements, wobei das Automatikgetriebe aufweist: eine Eingangswelle, der ein Drehmoment von einem Motor zugeführt wird, eine mit Fahrzeugrädern verbundene Ausgangswelle und mehrere Reibungseingriffselemente, einschließlich des ersten Reibungseingriffselements und des zweiten Reibungseingriffselements, zum selektiven Ändern eines Drehmomentübertragungsweges zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle;
wobei das Hydrauliksteuerungssystem aufweist:
mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen (9, 10) zum Einrücken und Ausrücken der Reibungseingriffselemente;
einen Detektor (1a) zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung der Eingangswelle;
einen Detektor (1b) zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung zum Erfassen des Betrags der Drehzahländerung zum Zeitpunkt des erfaßten Beginns der Drehzahländerung;
eine lernende Steuerung (1c), die die Schaltsteuerung basierend auf einer Bestimmung der Zeitdauer zwischen dem Beginn einer Schaltsteuerungsoperation und dem durch den Detektor (1a) zum Erfassen des...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksteuerungssystem für ein Automatikgetriebe und insbesondere ein Hydrauliksteuerungssystem für ein Automatikgetriebe, das Schaltsteuerungen, einschließlich einer Servo-Startsteuerung, durch einen Lernprozeß korrigiert.
  • Die US 4,875,391 beschreibt ein elektronisch steuerbares, adaptives Automatikgetriebe, das eine lernende Steuerung zum Korrigieren des Einstelldrucks auf der Basis von Drehzahländerungen aufweist.
  • In der JP-B-5-17976 (1993), der die US 4,707,789 entspricht, wird eine herkömmlich lernende Steuerung für die Startzeit einer Servosteuerung für eine Kupplung beschrieben, die bei einem Schaltvorgang eingerückt wird. Durch eine Servo-Startsteuerung wird ein Abstand zwischen den Reibungsauflagen der Kupplung vermindert, und wird die Kupplung auf einen Zustand unmittelbar vor Beginn des Eingriffs eingestellt. Bei diesem Steuerungsverfahren wird eine Turbinendrehzahl als Eingangswellendrehzahl erfaßt, und die Zeit zwischen dem Beginn einer Schaltsteuerung und dem Beginn einer Drehzahländerung der Eingangswelle, durch die der Beginn der Drehmomentphase festgelegt ist, wird gemessen. Daraufhin wird diese gemessene Zeit mit einer gespeicherten Basis-Füllzeit der Servoeinrichtung verglichen, und der der Hydraulik-Servoeinrichtung zugeführte Hydraulikdruck wird so korrigiert, daß die gemessene Zeit der Basis-Füllzeit gleich wird. D. h., wenn die Zeitdauer zwischen dem Beginn der Schaltsteuerung und dem Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle länger ist als eine vorgegebene Basiszeit, wird festgestellt, daß der Füllstand der Hydraulik-Servoeinrichtung für die einrückseitige Kupplung (Kupplung, die beim Schaltvorgang eingerückt wird) unzureichend ist, und der der Hydraulik-Servoeinrichtung für die einrückseitige Kupplung zugeführte Hydraulikdruck wird so korrigiert, daß die Zeitdauer für den Beginn der Servosteuerung verlängert wird. Wenn dagegen die Zeitdauer zwischen dem Beginn der Schaltsteuerung und dem Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle kürzer ist als die vorgegebene Basiszeit, wird festgestellt, daß der Füllstand der Hydraulik-Servoeinrichtung zu groß ist, und der der Hydraulik-Servoeinrichtung für die einrückseitige Kupplung zugeführte Hydraulikdruck wird so korrigiert, daß die Zeitdauer für den Beginn der Servosteuerung verkürzt wird.
  • Die Zeitdauer vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle ist nicht nur dann länger als ein vorgegebener Wert, wenn die Hydraulik-Servoeinrichtung nicht ausreichend gefüllt ist. Wenn die Erhöhungsrate des Hydraulikdrucks für den Einrückvorgang nach Beginn der Servosteuerung zu gering ist, nimmt die Zeitdauer vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung auch dann zu, wenn der Beginn der Servosteuerung geeignet festgelegt ist. Gemäß dem herkömmlichen System wird in diesem Fall festgelegt, daß der Füllstand der Hydraulik-Servoeinrichtung unzureichend ist, und die Zeitdauer für den Beginn der Servosteuerung wird so korrigiert, daß sie länger wird. Dadurch wird die Hydraulik-Servoeinrichtung zu früh gefüllt und erfolgt der Eingriff der eingangsseitigen Kupplung zu früh. Dadurch tritt aufgrund einer Wechselwirkung oder Koppelung mit einer ausrückseitigen Kupplung, die im Schaltvorgang ausgerückt wird, ein Schaltruck auf.
  • Aufgabe der Erindung ist es, ein Hydrauliksteuerungssystem für ein Automatikgetriebe bereitzustellen, durch das das vorstehend erwähnte Problem durch eine geeignete lernende Steuerung gelöst wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird die lernende Steuerung basierend auf (1) der Zeitdauer (tST) vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle und (2) basierend auf dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Maß oder Betrag der Drehzahländerung ausgeführt. Dadurch wird die Schaltsteuerung geeignet ausgeführt, und unerwünschte Erscheinungen, wie beispielsweise ein Schaltruck, werden reduziert.
  • Wenn die Zeitdauer (tST) vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle länger ist als die vorgegebene Basiszeit und der Betrag der Drehzahländerung zum Zeitpunkt des Beginns der Drehzahländerung größer ist als der vorgegebene Wert, wird die Zeitdauer für die Servo-Startsteuerung so korrigiert, daß sie verlängert wird. Dadurch wird die Servo-Startsteuerung geeignet korrigiert, und ein Schaltruck, der durch eine große Drehzahländerung bei Beginn des Schaltvorgangs erzeugt würde, wird verhindert.
  • Erfindungsgemäß wird, wenn die Zeit vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle länger ist als eine vorgegebene Basiszeit und der Betrag der Drehzahländerung am Beginn der Drehzahländerung kleiner ist als der vorgegebene Wert, der Soll-Einrückdruck für eine Korrektur erhöht. Dadurch wird eine fehlerhafte lernende Korrektur für die Servo-Startsteuerung vermieden. Daher wird die Zeitdauer vom Beginn der Schaltsteuerung zum Schaltbeginn verkürzt und das Gefühl einer langen Schaltzeit vermieden.
  • Außerdem wird der Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle basierend auf dem Übersetzungsverhältnis erfaßt. Dadurch wird der Beginn der Drehzahländerung durch einen einfachen Drehzahldetektor und die Differenz bezüglich der Drehzahl der Ausgangswelle auf einfache Weise erfaßt und korrekt bestimmt. Darüber hinaus wird der Zeitpunkt der Erfassung der Drehzahländerung als Zeitpunkt des Beginns des Schaltvorgangs betrachtet. Daraufhin wird der Betrag der Drehzahländerung zum Zeitpunkt des Beginns der Drehzahländerung einfach und korrekt berechnet. Außerdem kann die Erfassung des Zeitpunktes des Beginns des Schaltvorgangs für andere Steuerungen verwendet werden, z. B. für eine Steuerung, in der ein Leitungsdruck bei einem Schaltvorgang reduziert wird, und für eine Steuerung, in der ein Motordrehmoment vermindert wird. Daher sind keine zusätzlichen besonderen Detektoren erforderlich, wodurch die Kosten reduziert werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen ähnliche Merkmale durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet sind; es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems;
  • 2 ein Hydraulikschaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hydrauliksteuerungsschaltung;
  • 3 ein Zeitdiagramm zum Darstellen von Steuersignaldrücken, die Grundlage der Erfindung sind, für einen einrückseitigen und für einen ausrückseitigen Druck;
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer Routine für eine einrückseitige Hydrauliksteuerung in einem Schaltvorgang zum Heraufschalten;
  • 5 ein Ablaufdiagramm einer Routine für eine ausrückseitige Hydrauliksteuerung in einem Schaltvorgang zum Haraufschalten;
  • 6(a) ein Zeitdiagramm zum Darstellen des Steuersignals für den einrückseitigen Druck für einen Fall, bei dem der Soll-Einrückdruck PTA geeignet festgelegt und die Schaltstartsteuerung geeignet ausgeführt wird;
  • 6(b) ein Zeitdiagramm zum Darstellen des Steuersignals für den einrückseitigen Druck für einen Fall, bei dem die Schaltstartsteuerung nicht geeignet ausgeführt wird;
  • 6(c) ein Zeitdiagramm zum Darstellen des Steuersignals für den einrückseitigen Druck für einen Fall, bei dem der Soll-Einrückdruck nicht geeignet ist;
  • 7 ein Ablaufdiagramm einer Routine für eine erfindungsgemäße lernende Steuerung; und
  • 8 eine graphische Darstellung der Änderung eines Maximalwertes der Soll-Änderungsrate ω' max als Funktion einer Änderung des Drosselklappenöffnungsgrads.
  • Ein Automatikgetriebe weist viele Reibungseingriffselemente auf, wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen, einen Planetengetriebemechanismus und einen Schaltsteuerungsmechanismus zum Auswählen eines Leistungs- oder Kraftübertragungsweges durch den Planetengetriebemechanismus durch geeignetes Ein- und Ausrücken der Reibungseingriffselemente. Die Eingangswelle des Automatikgetriebemechanismus ist über einen Drehmomentwandler mit der Ausgangswelle eines Motors verbunden. Die Ausgangs- oder Abtriebswelle des Automatikgetriebemechanismus ist mit den Antriebsrädern verbunden.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen elektronischen Steuerungssystems. Die Steuereinheit 1 ist ein Mikrocomputer. Die Steuereinheit 1 empfängt Eingangssignale von einem Motordrehzahlsensor 2, einem Drosselklappenöffnungssensor 3, der eine Fahr- oder Beschleunigungspedalbewegung oder -stellung erfaßt, einem Eingangswellendrehzahlsensor 5, der die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (= Turbinendrehzahl) erfaßt, einem Fahrzeuggeschwindigkeits (= Drehzahl der Ausgangswelle des Automatikgetriebes)-sensor 6 und einem Öltemperatursensor 7. Außerdem gibt die Steuereinheit 1 Signale an lineare Solenoidventile SLS und SLU in der Hydraulikschaltung aus. Die Steuereinheit 1 weist auf: einen Detektor 1a zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung der Eingangswelle (Beginn der Drehmomentphase oder Beginn der Trägheitsphase) basierend auf den Signalen vom Eingangswellendrehzahlsensor 5 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6, einen Detektor 1b zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung, der den Betrag der Drehzahländerung (unter Verwendung einer Zeitdifferentialgleichung für die Drehzahländerung, d. h. für eine Drehzahländerungsrate oder eine Winkelbeschleunigung) am Beginn eines Schaltvorgangs erfaßt (Beginn einer gemäß dem Übersetzungsverhältnis erfaßten Drehzahländerung), und eine lernende Steuerung 1c, die eine Schaltsteuerung, z. B. eine Servo-Startsteuerung, basierend auf der Zeitdauer zwischen dem Beginn der Schaltsteuerung und dem Beginn der durch den Detektor 1a zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung erfaßten Drehzahländerung und auf dem durch den Detektor 1b zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung erfaßten Betrag der Drehzahländerung korrigiert. Die lernende Steuerung 1 gibt vorgegebene Steuersi gnale an die linearen Solenoidventile SLS, SLU als Einstellvorrichtungen aus.
  • 2 zeigt eine Hydraulikschaltung, in der zwei lineare Solenoidventilen SLS, SLU (Einstellvorrichtungen) und mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen 9, 10 dargestellt sind, die mehrere Reibungseingriffselemente (Kupplungen und Bremsen) ein- und ausrücken, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse selektiv einzustellen. Beispielsweise können durch Ändern des Getriebedrehmomentweges durch die Planetengetriebeeinheit des Automatikgetriebemechanismus vier oder fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang eingestellt werden. Ein gangsanschlußöffnungen a1, a2 der linearen Solenoidventile SLS und SLU wird ein Solenoid-Modulationsdruck zugeführt. Die linearen Solenoidventile SLS, SLU führen Steuerkammern 11a, 12a von Druckregelventilen 11 bzw. 12 jeweils einen Steuerdruck über ihre Ausgangsanschlußöffnunge b1, b2 zu. Eingangsanschlußöffnungen 11b, 12b der Druckregelventile 11, 12 wird ein Leitungsdruck zugeführt. Der durch den Steuerdruck geregelte Druck wird den Hydraulik-Servoeinrichtungen 9, 10 von Ausgangsöffnungen 11c, 12c über Schaltventile 13 bzw. 15 geeignet zugeführt.
  • Die in 2 dargestellte Hydraulikschaltung dient lediglich zum Erläutern des Basiskonzepts der vorliegenden Erfindung, und die Hydraulik-Servoeinrichtungen 9, 10 und die Schaltventile 13, 15 sind nur repräsentative Beispiele zahlreicher solcher Komponenten in der Hydrauliksteuerungsschaltung. Tatsächlich weist der Automatikgetriebemechanismus wesentlich mehr derartiger Hydraulik-Servoeinrichtungen und wesentlich mehr solcher Schaltventile zum Schalten der Hydraulikdrücke auf die Hydraulik-Servoeinrichtungen auf. In jeder Hydraulik-Servoeinrichtung ist, wie durch die Hydraulik-Servoeinrichtung 10 exemplarisch dargestellt, ein Kolben 19 verschiebbar in einem Zylinder 16 angeordnet, der durch eine bereitgestellte Öldichtung 17 öldicht ist. Der Kolben 19 wird gegen die Kraft einer Rückstellfeder 21 vorwärtsbewegt, um die äußeren Reibungsplatten 22 durch den geregelten Druck, der der Hydraulikkammer 20 der Servoeinrichtung vom Regelventil 12 zugeführt wird, mit den inneren Reibungselementen 23 in Eingriff zu bringen. Obwohl die Reibungsplatten und -elemente in 3 als Kupplung dargestellt sind, sollte klar sein, daß eine Bremse auf gleiche Weise aufgebaut sein und betrieben werden kann.
  • Nachstehend wird die Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Hydrauliksteuerungssystems unter Bezug auf 3, 4 und 5 erläutert.
  • Ein Schaltvorgang, z. B. ein Schaltvorgang zum Heraufschalten vom zweiten Gang in den dritten Gang, wird basierend auf den Signalen vom Drosselklappenöffnungssensor 3 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 unter Bezug auf eine in der Steuereinheit 1 gespeicherte Schalttabelle festgelegt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer für Vorbereitungsoperationen für ein Schaltventil (für den festgelegten Schaltvorgang) wird eine Schaltsteuerungsroutine zum Steuern des einrückseitigen Drucks PA und des ausrückseitigen Drucks PB gestartet. In der Schaltsteuerung wird, unter der Voraussetzung, daß der Fahrer das Beschleunigungspedal während des Schaltvorgangs mit etwa konstantem Druck betätigt, in einem Leistungszustand, in dem Leistung vom Motor auf Fahrzeugantriebsräder übertragen wird, eine Steuerungsroutine für einen Schaltvorgang zum Heraufschalten ausgeführt. Daraufhin wird ein vorgegebenes Signal an das lineare Solenoidventil SLS (oder SLU) ausgegeben, so daß bei Schritt S2 der der einrückseitigen Hydraulik-Servoeinrichtung zugeführte Hydraulikdruck (Einrückdruck) auf einen vorgegebenen Druck PS1 eingestellt wird. Der vorgegebene Druck (Druckgrenzwert) PS1 ist so festgelegt, daß die Hydraulikkammer 20 der Hydraulik- Servoeinrichtung aufgefüllt wird, und wird für eine vorgegebene Zeitdauer tSA aufrechterhalten. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer tSA bei Schritt S3 wird der einrückseitige Druck PA über die Zeit mit einer vorgegebenen Verminderungsrate (PS1 – PS2)/tSB in Schritt S4 vermindert (nachstehend als ”Sweep-down”-Vorgang bezeichnet). Wenn der einrückseitige Druck PA bei Schritt S5 einen vorgegebenen unteren Druckgrenzwert PS2 erreicht, wird der Sweep-down-Vorgang unterbrochen, und der einrückseitige Druck PA wird bei Schritt S6 auf dem vorgegebenen unteren Druckgrenzwert PS2 gehalten. Der vorgegebene untere Druckgrenzwert PS2 ist so festgelegt, daß er höher ist als der zum Vorwärtsbewegen des Kolbens erforderliche Druckwert, so daß noch keine Drehzahländerung der Eingangswelle auftritt. Der vorgegebene untere Druckgrenzwert PS2 wird aufrechterhalten, bis ein Zeitmesser in Schritt S7 erfaßt, daß eine vorgegebene Zeitdauer tSE abgelaufen ist.
  • Ein Soll-Einrückdruck PTA, der zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor Beginn der Drehzahländerung NT (unmittelbar vor Beginn der Trägheitsphase) der Eingangswelle (bezüglich der Ausgangswelle) vorliegen soll, wird in Schritt S8 basierend auf einer vorgegebenen Gleichung PTA = fPTA(TT), d. h. als Funktion des Eingangsdrehmoments TT berechnet. Der Soll-Einrückdruck PTA wird folgendermaßen berechnet. Zunächst wird ein Drehmomentanteil TA eines einrückseitigen Drehmoments (= 1/a·TT, wobei 1/a ein Drehmomentverteilungsverhältnis ist) berechnet. Daraufhin wird der Soll-Einrückdruck PTA durch PTA = (TA/AA) + BA + dPTA berechnet, wobei BA der dem Kolben der der Servoeinrichtung (Servokolben) zugeführte Hydraulikdruck (= Federkraft), AA der effektive Radius der Reibungsauflage x der Kolbenfläche x der Anzahl der Reibungsauflagen x dem Reibungskoeffizient des Reibungseingriffselements und dPTA ein Hydraulikdruck-Inkrementwert für eine Verzögerung ist. Der vorgegebene Gradient wird durch die Formel (PTA – PS2)/tTA basierend auf dem Soll-Einrückdruck PTA, der basierend auf dem Eingangsdrehmoment TT berechnet wird, und basierend auf einer vorgegebenen Zeit tTA berechnet. Daraufhin wird der einrückseitige Druck PA in Schritt S9 über die Zeit mit einer vorgegebenen Erhöhungsrate erhöht (nachstehend als ”Sweep-up”-Vorgang bezeichnet). Beim ersten Sweep-up-Vorgang, in dem ein vergleichsweise steiler Anstieg bzw. eine große Erhöhungsrate vorgesehen ist, wird das Einrückdrehmoment erhöht, und der einrückseitige Druck PA wird in Schritt S10 auf den Soll-Einrückdruck PTA erhöht. In diesem Zustand wird das der einrückseitigen Kupplung zugeteilte Drehmoment erhöht, und das der ausrückseitigen Kupplung zugeteilte Drehmoment wird vermindert, und das Übersetzungsverhältnis wird auf den Wert eingestellt, der unmittelbar vor dem Schaltvorgang zum Heraufschalten (zweiter Gang) vorhanden war, wodurch die Drehmomentphase erreicht wird, in der nur das Drehmomentverteilungsverhältnis geändert wird. Der Soll-Einrückdruck PTA wird so berechnet, daß das der einrückseitigen Kupplung zugeteilte Drehmoment größer ist als das Eingangsdrehmoment.
  • Das Eingangsdrehmoment TT (= Turbinendrehmoment) wird folgendermaßen bestimmt. Zunächst wird das Motordrehmoment durch lineare Interpolation unter Bezug auf eine Tabelle basierend auf dem Drosselklappenöffnungsgrad und der Motordrehzahl gemäß dem Fahrzeugfahrtzustand bestimmt. Anschließend wird ein Drehzahlverhältnis basierend auf der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers berechnet. Daraufhin wird ein Drehmomentverhältnis unter Bezug auf eine Tabelle basierend auf dem Drehzahlverhältnis bestimmt. Dann wird das Eingangsdrehmoment TT durch Multiplizieren des Motordrehmoments mit dem Drehmomentverhältnis erhalten.
  • Wenn der einrückseitige Druck PA den Soll-Einrückdruck PTA erreicht, d. h., wenn die Trägheitsphase begonnen hat und die Drehzahl NT der Eingangswelle beginnt, sich zu ändern, wird die Änderung δPTA des einrückseitigen Drucks PA durch δPTA = fδPTA(ωa') für eine Soll-Drehzahländerungsrate (dωs/dt, in der vorstehenden Gleichung durch ωa' dargestellt) berechnet, d. h. als Sollwert gesetzt, wenn die Drehzahl NT der Eingangswelle beginnt sich zu ändern (S11). Die Änderung δPTA des Hydraulikdrucks wird durch δPTA = (I·ωa')/(k·taim) berechnet, wobei k eine Konstante, taim die Sollzeit für den Beginn des Schaltvorgangs, ωa' eine Soll-Drehzahländerungsrate (Änderungsrate beim Erreichen der Soll-Drehzahl) und I das Trägheitsmoment bezeichnen. Dann wird in Schritt S12 der Sweep-up-Vorgang bezüglich des einrückseitigen Drucks PA mit einem Gradienten von δPTA ausgeführt. Der zweite Sweep-up-Vorgang wird fortgesetzt, bis die Drehzahländerung ΔN in Schritt S13 den Wert dNS erreicht, der den zum Anzeigen des Beginns des Schaltvorgangs vorgegebenen Änderungswert darstellt. Die Drehzahländerung ΔN bezieht sich auf eine Anfangsdrehzahl NTS am Beginn der Drehzahländerung.
  • Die Soll-Startzeit taim für den Schaltvorgang wird als Funktion der Drehzahl NT der Eingangswelle festgelegt.
  • Der Beginn der Drehzahländerung der Drehzahl NT der Eingangswelle ist der Beginn der Trägheitsphase, d. h., ein Zustand, in dem ein Schaltvorgang zu einem neuen Übersetzungsverhältnis (vom zweiten zum dritten Übersetzungsverhältnis) beginnt und die Drehzahl der Eingangswelle beginnt, sich bezüglich der Drehzahl der Ausgangswelle zu ändern, was den Beginn der Änderung in ein neues Übersetzungsverhältnis anzeigt. Der Beginn der Drehzahländerung für die Drehzahl NT der Eingangswelle wird basierend auf Signalen vom Eingangswellendrehzahlsensor 5 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor 6 erfaßt. Die durch den Detektor 1a zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung erfaßte Beginn der Drehzahländerung der Drehzahl NT der Eingangswelle ausgeführte Erfassungsfunktion ist nicht auf den Fall der Erfassung der Drehzahländerung basierend auf dem Übersetungsverhältnis (Beginn der Trägheitsphase) beschränkt. Es ist außerdem möglich, eine Drehzahländerung in der Drehmomentphase zu erfassen, weil die mit der Änderung der Drehmomentverteilung in Beziehung stehende Änderung der Drehzahl NT der Eingangswelle beginnt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahländerung dNs, die den Beginn des Schaltvorgangs anzeigt, der den Beginn der Änderung der Drehzahl NT der Eingangswelle basierend auf einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses darstellt, durch den Detektor 1a zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung erfaßt. Der Zeitpunkt, an dem die Drehzahländerung dNs erfaßt wird, wird als Beginn des Schaltvorgangs verwendet. Die Zeit tST (Startzeit) ist die Zeitgeberperiode, die sich vom Beginn der Schaltsteuerung (t = 0) zu dem Zeitpunkt erstreckt, an dem die Drehzahländerung dNs erfaßt wird. Außerdem wird die Winkelbeschleunigung dNs/dt der Eingangswelle, die als Drehzahländerungsrate ωS' angezeigt wird, durch den Detektor 1b zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung erfaßt. Allgemein ist die Drehzahländerungsrate ωS' der Soll-Drehzahländerungsrate ωa' etwa gleich.
  • Eine einrückseitige Druckänderung δPI wird durch eine rückgekoppelte Steuerung basierend auf dem Betrag der Drehzahländerung ΔN festgelegt, die auf den durch den Eingangswellendrehzahlsensor 5 erfaßten Werten basiert. Dann wird der einrückseitige Druck PA in Schritt S14 einem Sweep-up-Vorgang mit einer Steigung (Gradient) δPI unterzogen. In Schritt S15 wird der Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPI fortgesetzt, bis ein Wert α1%, z. B. 70%, der am Ende des Schaltvorgangs vorgesehenen Gesamtdrehzahländerung ΔN erreicht ist. D. h., der Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPI wird fortgesetzt, bis (ΔN·100)/NTS(gi – gi+1) den Wert α1% aufweist, wobei NTS die Eingangswellendrehzahl bei Beginn des Schaltvorgangs, ΔN der Drehzahländerungsbetrag, gi das Übersetzungsverhältnis vor dem Schaltvorgang und gi+1 das Übersetzungsverhältnis nach dem Schaltvorgang bezeichnen.
  • Nachdem α1% der Gesamtdrehzahländerung ΔN überschritten wurden, wird die Hydraulikdruckänderung δPL unter Berücksichtigung von δPI durch eine rückgekoppelte Steuerung basierend auf der Gesamtdrehzahländerung ΔN gesetzt. Daraufhin wird in Schritt S16 der Sweep-up-Vorgang für den einrückseitigen Druck PA mit dem Gradienten δPL ausgeführt. Im allgemeinen ist die Hydraulikdruckänderung δPL etwas geringer als δPI. Dieser Sweep-up-Vorgang wird fortgesetzt, bis in Schritt S17 α2%, z. B. 90%, des Betrags der am Ende des Schaltvorgangs vorgesehenen Gesamtdrehzahländerung ΔN erreicht sind. Die Soll-Schaltzeit tI für den Sweep-up-Vorgang mit den Gradienten δPI und δPL wird basierend auf einer Drosselklappenöffnungs-/Fahrzeuggeschwindigkeitstabelle festgelegt, die gemäß der Öltemperatur ausgewählt wird.
  • Nachdem die Soll-Schaltzeit tI abgelaufen ist, wird in Schritt S18 eine Durchdrehzeit tF festgelegt. Die Zeit tF endet zu einem etwa dem Ende der Trägheitsphase entsprechenden Zeitpunkt. Außerdem wird eine relativ große oder steile Hydraulikdruckänderung δPF gesetzt, und der einrückseitige Druck PA wird in Schritt S19 einem Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten von δPF unterzogen. Nachdem eine vorgegebene Zeitdauer tFE, die als eine Zeitdauer festgelegt ist, die ausreichend ist, um den Druck PA auf den Einrückdruck zu erhöhen, nach dem Ende der Durchdrehzeit tF in Schritt S20 abgelaufen ist, wird die Hydrauliksteuerung für den einrückseitigen Druck PA beendet.
  • Nachstehend wird die Steuerung des ausrückseitigen Drucks PB im vorstehend beschriebenen Schaltvorgang zum Heraufschalten unter Bezug auf 3 und 5 beschrieben. 3 zeigt die Steuerung für den Ein- und den Ausrückvorgang, d. h. für einen Kupplungs-Kupplungs-Schaltvorgang und insbesondere für einen Schaltvorgang vom zweiten in den dritten Gang. Die Steuerungsroutine von 5 kann auch verwendet werden, wenn nur der Einrückdruck gesteuert wird, wenn an der Ausrückseite eine Einwegkupplung verwendet wird.
  • Ein Zeitgeber für die Steuerung des ausrückseitigen Drucks PB wird in Schritt S21 gleichzeitig mit dem Zeitgeber für die Einrückseite durch eine durch die Steuereinheit 1 vorgegebene Schaltfolge gestartet. Zu diesem Zeitpunkt wird der ausrückseitige Druck PB in Schritt S22 auf einem zum Einrücken erforderlichen hohen Druckwert PW gehalten. Der hohe Druck PB wird so lange zugeführt, bis in Schritt S23 der erste Sweep-up-Vorgang (Beginn der Drehmomentphase) (tSE) für den einrückseitigen Druck PA beginnt.
  • Dann wird in Schritt S24 ein ausrückseitiges vorläufiges Drehmoment TB' als Funktion des einrückseitigen Drucks PA und des Eingangsdrehmoments TT berechnet, d. h. TB' = fTB(PA, TT). Außerdem wird in Schritt S25 ein ausrückseitiges Drehmoment TB als Funktion von Überschußraten S1U, S2U berechnet, d. h. TB = S1U·TB' + S2U. Dann wird der ausrückseitige Druck PB in Schritt S26 basierend auf der Funktionsbeziehung PB = fPB(TB) berechnet, d. h. als Funktion des ausrückseitigen Drehmoments TB. D. h., ein dem einrückseitigen Reibungseingriffselement zugeteiltes Drehmoment TA wird basierend auf der Formel TA = AA·(PA – BB) berechnet, wobei AA der effektive Radius des einrückseitigen Reibungseingriffselements x einer Kolbenfläche des Servokolbens (Kolben der Servoeinrichtung) x einer Konstante x dem Reibungskoeffizienten und BB den dem Servokolben (Kolben der Servoeinrichtung) zugeführten Druck bezeichnen. Außerdem wird ein dem ausrückseitigen Reibungseingriffselement vorläufig zugeteiltes Drehmoment TB' basierend auf der Formel TB' = (1/b)TT – (a/b)TA berechnet, wobei 1/b den zugeteilten Drehmomentanteil für die Ausrückseite, 1/a den zugeteilten Drehmomentanteil für die Einrückseite und TT das Drehmoment der Eingangswelle bezeichnen. Dann wird ein Wert für die Koppelung oder Wechselwirkung mit dem einrückseitigen Reibungseingriffselement basierend auf den Überschußraten S1U, S2U unter Berücksichtigung des durch den Fahrer wahrgenommenen Schaltgefühls festgelegt, und das ausrückseitige Drehmoment TB wird basierend auf der Formel TB = S1U·TB' + S2U berechnet. Die Überschußraten S1U, S2U werden aus einer Tabelle oder Karte (Diagramm) des Drosselklappenöffnungsgrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, die aus vielen Tabellen oder Karten für verschiedene Öltemperaturen ausgewählt wird, so daß der Fahrer ein angenehmes Schaltgefühl empfindet. Im allgemeinen sind die Beziehungen S1U > 1,0, S2U > 0,0 erfüllt. Außerdem wird der ausrückseitige Druck PB basierend auf dem ausrückseitigen Drehmoment TB unter Berücksichtigung der Überschußrate durch eine Formel [PB = (TB/AB) + BB] berechnet, wobei AB der effektive Radius des ausrückseitigen Reibungseingriffselements x der Kolbenfläche des Servokolbens x einer Konstanten x dem Reibungskoeffizienten und BB der dem Servokolben an der Ausrückseite zugeführte Druck ist.
  • Weil der Sweep-down-Vorgang für den gemäß der vorstehenden Formel berechneten ausrückseitigen Druck PB mit dem einrückseitigen Druck PA korreliert ist, weist der Sweep-down-Vorgang zwei verschiedene Gradienten auf, die sich bei Beginn der Trägheitsphase (Ablauf von tA) ändern, wenn die Drehzahl der Eingangswelle beginnt sich zu ändern. D. h., der Sweep-down-Vorgang weist eine erste Sweep-down-Phase des einrückseitigen Drucks PA und eine zweite Sweep-down-Phase mit einem vergleichsweise weniger steilen Gradienten auf, die der zweiten Sweep-up-Phase des einrückseitigen Drucks PA entspricht. Daraufhin wird der Sweep-down-Vorgang fortgesetzt, bis der Betrag der Drehzahländerung ΔN der Eingangswelle den Beginn der vorgegebenen Drehzahländerung erreicht, d. h. bis zur Erfassung der Drehzahländerung dNs in Schritt S27. Anschließend wird eine Änderungsrate δPE für den ausrückseitigen Druck PB festgelegt, und der Sweep-down-Vorgang wird in Schritt S28 mit der Änderungsrate δPE ausgeführt. Der Sweep-down-Vorgang wird fortgesetzt, bis der ausrückseitige Druck PB in Schritt 29 den Wert 0 erreicht, woraufhin die Hydrauliksteuerung für den ausrückseitigen Druck beendet wird.
  • Nachstehend wird die lernende Korrektur in der erfindungsgemäßen Schaltsteuerung unter Bezug auf die 6 bis 8 beschrieben.
  • 6(a) zeigt ein Steuersignal für den einrückseitigen Druck für den Fall, bei dem der Soll-Einrückdruck PTA und der Kolbenvorschub in der Servo-Startsteuerung geeignet sind. Die gestrichelte Linie zeigt den der Hydraulik-Servoeinrichtung zugeführten Hydraulikdruck-Istwert. Die die Drehzahl NT der Eingangswelle darstellende durchgezogene Linie zeigt die Drehzahländerung als Änderung der Eingangswellendrehzahl bezüglich der Ausgangswellendrehzahl, d. h. eine Änderung bezüglich des Übersetzungsverhältnisses. 6(b) und (c) sind ähnliche Diagramme zum Darstellen von Fällen einer unzulänglichen Steuerung.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Startzeit tST, die die für den Beginn der Drehzahländerung erforderliche Zeitdauer darstellt, kürzer als ein Sollzeit-Maximalwert (tSoll max) in Schritt S31 und länger als ein Sollzeit-Minimalwert (tSoll min) in Schritt S32. Die Drehzahländerungsrate ωS' (dNs/dt) am Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle ist kleiner als ein Soll-Änderungsraten-Maximalwert ω' max, und die Drehzahländerungsrate ωS' (dNs/dt) liegt in Schritt S33 innerhalb eines geeigneten Bereichs. Der Sollzeit-Maximalwert (tSoll max), der Sollzeit-Minimalwert (tSoll min) und der Soll-Änderungsraten-Maximalwert ω' max sind vorgegebene Werte.
  • 6(b) zeigt den Fall, bei dem der Füllstand der einrückseitigen Hydraulik-Servoeinrichtung in der Servo-Startsteuerung ungenügend und der Vorschub des Servokolbens unzulänglich ist. In diesem Fall wird der Soll-Einrückdruck PTA geeignet berechnet. Der Hydraulikdruck in der frühen Phase der Drehmomentphasensteuerung, in der ein Sweep-up-Vorgang bis zum Soll-Einrückdruck PTA ausgeführt wird, wird zum Vorwärtsbewegen des Kolbens in der Servo-Startsteuerung verwendet, weil der Füllstand in der Servo-Startsteuerung ungenügend ist. Dadurch wird die Startzeit tST, d. h. die Zeit, bis die Drehzahländerung dNs der Eingangswelle beginnt, verlängert. Außerdem wird die Drehzahländerungsrate ωS' auf einen hohen Wert erhöht, weil das Steuersignal für den einrückseitigen Druck am Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle einen hohen Zustand aufweist.
  • In diesem Fall von 7 ist die Startzeit tST in Schritt S31 länger als der Sollzeit-Maximalwert (tSoll max), und die Drehzahländerungsrate ωS' ist in Schritt S33 größer als der Soll-Änderungsraten-Maximalwert ωS' max. Dann wird die Füllzeit tSA zum Erreichen des vorgegebenen hohen Drucks PS1 in der Servo-Startsteuerung so korrigiert, daß sie auf eine vorgegebene Zeit verlängert wird (tSA = tSA + dtSA). Außerdem wird im nächsten Schritt S35 der vorstehend erwähnte vorgegebene untere Druckgrenzwert PS2 so korrigiert, daß er auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Das Steuersignal für den einrückseitigen Druck, nachdem die lernende Korrektur ausgeführt wurde, ist in 6(b) als strichpunktierte Linie dargestellt.
  • 6(c) zeigt den Fall, bei dem die Drehzahländerung der Eingangswelle spät, nach Ablauf der vorgegebenen Zeit, beginnt und der Soll-Einrückdruck PTA nicht geeignet ist. In diesem Fall ist, obwohl der Servokolben in der Servo-Startsteuerung geeignet vorwärtsbewegt wird und die einrückseitige Kupplung auf einen Zustand unmittelbar vor Beginn des Eingriffs eingestellt ist, die Zeit tST, d. h. die Zeit, die erforderlich ist, damit die Drehzahländerung der Eingangswelle durch den zweiten Sweep-up-Vorgang den Wert dNs erreicht, um die Soll-Drehzahländerungsrate ωa' zu erreichen, zu lang, weil der berechnete Soll-Einrückdruck PTA beispielsweise aufgrund einer fehlerhaften Berechnung in der Drehmomentphasensteuerung geringer ist als der geeignete Wert. Außerdem wird der einrückseitige Druck PTA leicht erhöht. Dadurch ist die Drehzahländerungsrate ωS' am Beginn des Schaltvorgangs klein.
  • D. h., wenn, wie in 7 dargestellt, die Startzeit tST in Schritt S31 größer ist als der Sollzeit-Maximalwert (tSoll max) und die Drehzahländerungsrate ωS' in Schritt S33 kleiner ist als der Drehzahländerungsraten-Maximalwert ω' max, schreitet die Routine zu Schritt S36 fort. In Schritt S36 wird die Summe aus dem vorgegebenen Wert POFF SET und dem vorgegebenen unteren Druckgrenzwert PS2 in der Servo-Startsteuerung mit dem Soll-Einrückdruck PTA verglichen (PS2 + POFF SET > PTA?). Wenn das Eingangsdrehmoment sehr gering ist, und wenn der einrückseitige Druck PA auf den Soll-Einrückdruck PTA erhöht wurde, der basierend auf dem Ein gangsdrehmoment festgelegt wird, nachdem der vorgegebene untere Druckgrenzwert PS2 festgelegt wurde, kann der Schaltvorgang mit dem vorgegebenen unteren Druckgrenzwert PS2 gestartet werden, weil der vorgegebene niedrige Druckgrenzwert PS2 höher sein kann als der Soll-Einrückdruck PTA. Dann werden, auch wenn der Soll-Einrückdruck zu diesem Zeitpunkt korrigiert wird, die Sollwerte (die Sollzeit und die Soll-Änderungsrate) bei der nächsten Ausführung (Zyklus) der Steuerroutine nicht erreicht. Daher wird der vorgegebene Wert POFF SET gesetzt.
  • Daraufhin wird, wenn die Ungleichung PS2 + POFF SET < PTA in Schritt S36 nicht erfüllt ist, festgelegt, daß das Eingangsdrehmoment zu groß ist, und daß eine lernende Korrektur bezüglich des Soll-Einrückdrucks PTA angewendet werden sollte, woraufhin die lernende Korrektur ausgeführt wird, so daß der Soll-Einrückdruck PTA in Schritt S37 um einen vorgegebenen Wert erhöht wird (PTA = PTA + dPTA), wie durch eine strichpunktierte Linie in 6(c) dargestellt. Wenn die Ungleichung PS2 + POFF SET > PTA in Schritt S36 erfüllt ist, wird festgestellt, daß das Eingangsdrehmoment zu gering ist, wobei die Sollwerte im nächsten Zyklus auch dann nicht erreicht werden, wenn die lernende Korrektur auf den Soll-Einrückdruck PTA angewandt wird, und der vorgegebene untere Druckgrenzwert PS2 wird durch Addieren des vorgegebenen Druck-Inkrementwertes korrigiert (PS2 = PS2 + dPS2), so daß die Sollwerte im nächsten Zyklus erreicht werden.
  • Außerdem ist, wie in 8 dargestellt, der Soll-Änderungsraten-Maximalwert ω' max in einer Tabelle als Funktion des Drosselklappenöffnungsgrades gespeichert. Der Maximalwert ω' max nimmt mit zunehmendem Drosselklappenöffnungsgrad zu, und der Bereich, der basierend auf der ersten Füllzeit tSA in der Servo-Startsteuerung gesteuert werden kann, wird größer.
  • Dadurch wird, wenn die Startzeit länger ist als die vorgegebene Zeitdauer, ein geeignetes Steuerungsschema basierend z. B. auf der Drehzahländerungsrate ωS' am Beginn der Drehzahländerung der Eingangswelle ausgewählt, und die lernende Korrektur wird so ausgeführt, daß die Startzeit geeignet bleibt.

Claims (4)

  1. Hydrauliksteuerungssystem zur Verwendung in einem Automatikgetriebe zum Steuern eines Schaltvorgangs auf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis durch Einrücken eines ersten Reibungseingriffselements und Ausrücken eines zweiten Reibungseingriffselements, wobei das Automatikgetriebe aufweist: eine Eingangswelle, der ein Drehmoment von einem Motor zugeführt wird, eine mit Fahrzeugrädern verbundene Ausgangswelle und mehrere Reibungseingriffselemente, einschließlich des ersten Reibungseingriffselements und des zweiten Reibungseingriffselements, zum selektiven Ändern eines Drehmomentübertragungsweges zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle; wobei das Hydrauliksteuerungssystem aufweist: mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen (9, 10) zum Einrücken und Ausrücken der Reibungseingriffselemente; einen Detektor (1a) zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung der Eingangswelle; einen Detektor (1b) zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung zum Erfassen des Betrags der Drehzahländerung zum Zeitpunkt des erfaßten Beginns der Drehzahländerung; eine lernende Steuerung (1c), die die Schaltsteuerung basierend auf einer Bestimmung der Zeitdauer zwischen dem Beginn einer Schaltsteuerungsoperation und dem durch den Detektor (1a) zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung erfaßten Beginn der Drehzahländerung und auf dem durch den Detektor (1b) zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung erfaßten Betrag der Drehzahländerung korrigiert; und eine Einstellvorrichtung (SLS, SLU) zum Einstellen mindestens eines der Hydraulik-Servoeinrichtung für das erste Reibungseingriffselement zugeführten einrückseitigen Drucks in Antwort auf ein vorgegebenes Signal von der lernenden Steuerung, wobei die lernende Steuerung (1c), wenn die Zeitdauer vom Beginn der Schaltsteuerung (t = 0) bis zum Beginn der Drehzahländerung (tST) länger ist als eine vorgegebene Basiszeit und wenn der Betrag der Drehzahländerung am Beginn der Drehzahländerung größer ist als ein vorgegebener Wert, die Feststellung trifft, dass der Füllstand der Hydraulik-Servoeinrichtung (9, 10) für länglich ist das erste Reibungseingriffselement unzulänglich ist, und wobei die lernende Steuerung (1c) in Antwort auf diese Feststellung eine Korrektur durch Verlängern der Zeitdauer ausführt.
  2. Hydrauliksteuerungssystem zur Verwendung in einem Automatikgetriebe zum Steuern eines Schaltvorgangs auf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis durch Einrücken eines ersten Reibungseingriffselements und Ausrücken eines zweiten Reibungseingriffselements, wobei das Automatikgetriebe aufweist: eine Eingangswelle, der ein Drehmoment von einem Motor zugeführt wird, eine mit Fahrzeugrädern verbundene Ausgangswelle und mehrere Reibungseingriffselemente, einschließlich des ersten Reibungseingriffselements und des zweiten Reibungseingriffselements, zum selektiven Ändern eines Drehmomentübertragungsweges zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle; wobei das Hydrauliksteuerungssystem aufweist: mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen (9, 10) zum Einrücken und Ausrücken der Reibungseingriffselemente; einen Detektor (1a) zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung der Eingangswelle; einen Detektor (1b) zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung zum Erfassen des Betrags der Drehzahländerung zum Zeitpunkt des erfaßten Beginns der Drehzahländerung; eine lernende Steuerung (1c), die die Schaltsteuerung basierend auf einer Bestimmung der Zeitdauer zwischen dem Beginn einer Schaltsteuerungsoperation und dem durch den Detektor (1a) zum Erfassen des Beginns einer Drehzahländerung erfaßten Beginn der Drehzahländerung und auf dem durch den Detektor (1b) zum Erfassen des Betrags einer Drehzahländerung erfaßten Betrag der Drehzahländerung korrigiert; und eine Einstellvorrichtung (SLS, SLU) zum Einstellen mindestens eines der Hydraulik-Servoeinrichtung für das erste Reibungseingriffselement zugeführten einrückseitigen Drucks in Antwort auf ein vorgegebenes Signal von der lernenden Steuerung, wobei die lernende Steuerung (1c), wenn die Zeitdauer vom Beginn der Schaltsteuerung bis zum Beginn der Drehzahländerung länger ist als eine vorgegebene Basiszeit und wenn der Betrag der Drehzahländerung kleiner ist als ein vorgegebener Wert, die Feststellung trifft, dass der Soll-Einrückdruck zu gering ist, und in Antwort auf diese Feststellung einen Sollwert für den einrückseitigen Druck erhöht.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lernende Steuerung (1c) eine Servo-Startsteuerungsroutine korrigiert, so dass der Hydraulik-Servoeinrichtung (9, 10) für das erste Reibungs eingriffselement ein Hydraulikdruck zugeführt wird, um ihren Kolben zu einer Position vorwärtszubewegen, in der das Reibungseingriffselement auf einen Zustand unmittelbar vor einer Drehmomentübertrageung eingestellt ist, und eine Drehmomentphasensteuerung korrigiert, durch die der Hydraulikdruck in der Hydraulik-Servoeinrichtung (9, 10) für das erste Reibungseingriffselement auf einen Soll-Einrückdruck erhöht wird, der unmittelbar vor der Erfassung des Beginns der Drehzahländerung vorliegt.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehzahländerung der Eingangswelle eine Änderung bezüglich der Drehzahl der Ausgangswelle ist und den Beginn eines Schaltvorgangs auf das vorgegebene Übersetzungsverhältnis anzeigt.
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