DE3712223C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Kupplungssteuerverfahren
für einen Fluiddrehmomentwandler eines
Fahrzeuggetriebes, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie
mit einer Vorrichtung zum Steuern einer Kupplung hierbei gemäß
Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Bei einem bekannten Kupplungssteuerverfahren
der vorstehend genannten Art wird die Kupplung direkt bei
einer hohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges und mit
einer relativ niedrigen Eingriffskraft bei einem relativ
niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich eingerückt, um
ein Rutschen der Kupplung zu ermöglichen, so daß Drehmomentschwankungen
einer Brennkraftmaschine durch den Schlupf
bzw. das Rutschen der Kupplung ausgeglichen werden können,
um den Kraftstoffverbrauch und den Fahrkomfort zu verbessern.
Dieses Steuerverfahren bringt jedoch die Schwierigkeit mit
sich, daß keine genügende Bremswirkung durch die Brennkraftmaschine
im niedrigen Drehzahlbereich erreicht werden kann,
wenn das Fahrpedal losgelassen wird, um eine Verzögerung zu
erreichen, was auf das Durchrutschen der Kupplung zurückzuführen
ist.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde in der älteren
Anmeldung DE-OS 36 40 139 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem dann, wenn
die Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine auf
einen Wert abgenommen hat, der kleiner als eine vorbestimmte
Bezugsöffnungsgröße ist, die Eingriffskraft der Kupplung selbst
dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten
niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereiches sich befindet,
auf einen Wert angehoben wird, der höher als jener
für die Bezugsöffnungsgröße ist.
Es ist erwünscht, zu bestimmen, ob der Fahrer die Absicht
hat, das Fahrzeug zu verzögern oder nicht, indem ermittelt
wird, ob die Brennkraftmaschinendrosselklappe vollständig
geschlossen ist oder nicht. Trotz dieses Wunsches jedoch
ist es schwierig, im Prinzip genau zu bestimmen, ob die
Drosselklappe vollständig geschlossen ist oder nicht, da ein
in Abhängigkeit von dem vollständig geschlossenen Zustand
der Drosselklappe zu erzeugendes Signal sich in gewissem
Maße für jede einzelne Drosseleinrichtung infolge der Fertigungstoleranzen
bei der Einrichtung ändern kann, die die
Drosselklappenöffnung detektiert oder aufgrund der Toleranzen
der Teile selbst. Daher wird ein geringfügig größerer
Wert als jener des vollständig geschlossenen Zustandes als
Bezugsöffnungsgröße gesetzt, so daß, wenn die Drosselklappenöffnung
auf einen Wert abnimmt, der kleiner als die Bezugsöffnungsgröße
ist, bestimmt wird, daß der Fahrer die Absicht hat, das
Fahrzeug zu verzögern, um somit die Eingriffskraft der Kupplung
zu erhöhen.
Bei diesem Verfahren zum Bestimmen der Verzögerung jedoch steigt
die Eingriffskraft der Kupplung auch in dem Fall an, bei dem
das Fahrzeug von einer ebenen Straße etwas bergab fährt, wobei
die Drosselklappenöffnung allmählich reduziert wird, um eine
konstante Fahrgeschwindigkeit zu erreichen und wobei die
Drosselklappenöffnung zwischen der vollständig geschlossenen
Stellung und der Bezugsposition bleibt. Als Folge hiervon
werden Drehmomentschwankungen von der Brennkraftmaschine
über die Kupplung auf die Antriebsräder übertragen und die
Fahrzeugkarosserie vibriert. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die Eingriffskraft der Kupplung trotz der Tatsache erhöht
wird, daß in Wirklichkeit keine Verzögerung beabsichtigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungssteuerverfahren
sowie eine Vorrichtung zum Steuern einer
Kupplung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welchen
Vibrationen der Fahrzeugkarosserie vermieden und ein verbesserter
Fahrkomfort erzielt wird.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Kupplungssteuerverfahren
für einen Fluid-Drehmomentwandler eines
Fahrzeuggetriebes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen seines
Kennzeichens gelöst.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei
einer Vorrichtung zum Steuern einer Kupplung eines Fluid-Drehmomentwandlers
und einem Antrieb eines Kraftfahrzeugs
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 7 in
Verbindung mit den Merkmalen seines Kennzeichens gelöst.
Der Wunsch, das Fahrzeug zu verzögern, wird dadurch bestimmt,
daß die Freigaberate des Fahrpedals über der Zeit ermittelt wird, wenn
der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug zu verzögern, d. h.
die Änderungsrate der Drosselklappenöffnung über der Zeit wird relativ
groß, so daß die Drosselklappenöffnung während der
Beschleunigung mit einer zeitlichen Rate reduziert wird, die größer
als ein vorbestimmter Wert ist, sowie auf einen Wert, der
kleiner als ein Bezugsdrosselklappenöffnungsbetrag selbst dann
ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorbestimmten
Bereich liegt, in dem die Kupplung mit Durchrutschen
eingerückt wird. Als Folge hiervon wird die Eingriffskraft
der Kupplung erhöht, um eine ausreichende Bremswirkung durch
die Brennkraftmaschine zu erreichen. Wenn andererseits das
Fahrzeug nur geringfügig bergab fährt, so läßt der Fahrer
allmählich das Fahrpedal los, um den Drosselklappenöffnungsbetrag
auf einen Wert zu reduzieren, der kleiner als der Bezugsdrosselklappenöffnungsbetrag
ist, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
beizubehalten. Die Änderungsrate der Drosselklappenöffnung
über der Zeit ist hierbei geringer als der vorbestimmte
Wert, so daß die Eingriffskraft der Kupplung nicht erhöht
wird, und Drehmomentschwankungen von der Brennkraftmaschine
durch das Durchrutschen der Kupplung aufgenommen werden, um
keine Vibrationen der Fahrzeugkarosserie zu haben, wodurch
der Fahrkomfort verbessert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 6 wiedergegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugantriebes,
der einen Drehmomentwandler
mit einer Kupplung enthält, die nach der
Erfindung ausgelegt ist,
Fig. 2 einen hydraulischen Schaltplan des Fahrzeuggetriebes
und der Kupplung nach Fig. 1
mit den elektronischen Steuerschaltungen
zur Durchführung des Verfahrens nach der
Erfindung,
Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Arbeitskennlinien
der Kupplung beim Verfahren
nach der Erfindung,
Fig. 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Ausgangskennlinien
der zweiten Drosselklappe
in der hydraulischen Schaltung nach Fig. 2,
Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderungen
der Kennlinien der Kupplungseingriffskraft,
und
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des
Steuerungsablaufes mit der elektronischen
Steuerschaltung beim Verfahren nach der
Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt der Fahrzeugantrieb
eine Brennkraftmaschine 1, die über das Fahrzeuggetriebe
3 mit den angetriebenen Rädern 2 verbunden ist. Dieses
Getriebe weist einen Drehmomentwandler 4 und ein Hilfsgetriebe
5 für die Ausführung der Gangschaltungen von drei
Vorwärtsgängen und einen Rückwärtsgang auf.
Das Hilfsgetriebe 5 ist mit ersten und dritten Vorwärtsganggetriebeteilen
G 1, G 2 und G 3 und einem Rückwärtsgetriebeteil
GR zwischen einer Antriebswelle 5 a, die zu dem Fluid-
Drehmomentwandler 4 geht, und einer angetriebenen Welle 5 b
vorgesehen, die zu den angetriebenen Rädern 2 führt. Den
Vorwärtsgang-Getriebeteilen G 1, G 2 und G 3 sind jeweils hydraulische
Kupplungen C 1, C 2 und C 3 zugeordnet, so daß die
Getriebeteile G 1, G 2 und G 3 selektiv durch Einrücken der
entsprechend zugeordneten hydraulischen Kupplungen C 1, C 2
und C 3 arbeiten. Andererseits hat der Rückwärtsgetriebeteil
GR die hydraulische Kupplung C 2 für den zweiten Gang
mit dem zweiten Gang-Getriebeteil G 2 gemeinsam, so daß
durch einen Vorwärts- oder Rückwärtsschaltvorgang ein
Schaltzahnrad 6 in Wirkung gebracht wird, um einen der beiden
Getriebeteile G 2 und GR zu wählen. Mit 7 ist eine Einwegkupplung
bezeichnet, die im ersten Gang-Getriebeteil G 1
angeordnet ist und die in Wirkung gebracht wird, um ein
Überdrehen der Ausgangswelle 5 b zu ermöglichen.
Die vorstehend genannten entsprechenden hydraulischen
Kupplungen C 1, C 2 und C 3 haben Ölzufuhr- und Ableiteinrichtungen,
die mit Hilfe einer hydraulischen Schaltung geregelt
werden, die beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist. Insbesondere
umfaßt die hydraulische Schaltung folgendes: Eine
Öldruckquelle 8, ein manuelles Ventil 9, das in fünf Positionen,
d. h. Parkbereich "P", Rückwärtsfahrt "R", Neutralstellung
"N", einen Fahrbereich "D" und einen zweiten Gangbegrenzungsbereich
"2" schaltbar ist, ein Schaltventil 10,
das in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine schaltbar ist,
und ein Vorwärts/Rückwärtsschaltservoventil 11 für die Betätigung
des vorstehend genannten Schaltzahnrades 6. In
der "D"-Bereichsstellung des manuellen Ventils 9 ist eine
erste von der Öldruckquelle 8 kommende Ölleitung L 1 mit
einer zweiten zu dem Schaltventil 10 führenden Ölleitung L 2
verbunden, so daß das Öl in der hydraulischen Kupplung C 1
für den ersten Gang über eine dritte Ölleitung 3 zugeführt
wird, die von der zweiten Ölleitung L 2 abzweigt und zu den
jeweiligen hydraulischen Kupplungen C 2 und C 3 für den zweiten
und dritten Gang über das Schaltventil 10 verbunden ist.
Das Schaltventil 10 weist ein stromaufwärtiges Erster-Gang/
Zweiter-Gang/-Schaltventil 10-1 und ein stromabwärtiges
Zweiter-Gang/Dritter-Gang-Schaltventil 10-2 auf, die miteinander
über eine vierte Verbindungsölleitung L 4 verbunden
sind. Jedes der Ventile 10-1 und 10-2 hat an seinem einen
Ende, d. h. in der Zeichnung an seinem rechten Ende, eine
Beaufschlagung durch einen Steuerdruck von einem Reglerventil
12, dessen Druck der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet
ist und dem linken Ende wird ein Drosseldruck von
einem ersten Drosselventil 13-1 zugeführt, der der Drosselklappenöffnung
der Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit über die mit X 1 in der Fig. 3
gezeichnete Kennlinie für den Ersten-Zweiten-Gangbereich
ansteigt, bewegt sich das erste Ventil 10-1 von der rechten
Ersten-Gang-Stellung zu der linken Zweiten-Gang-Stellung,
so daß die zweite Ölleitung L 2 über die vierte Ölleitung L 4
mit der fünften Ölleitung L 5 an der Austrittsseite des zweiten
Gang-Schaltventiles 10-2 verbunden ist, so daß Öldruck
der hydraulischen Kupplung C 2 für den zweiten Gang über eine
sechste Ölleitung L 6 zugeführt wird, die mit der fünften
Ölleitung L 5 im "D"-Bereich des manuellen Ventils 9 verbunden
ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter über den Zweiten-
Dritten-Gang-Bereich und die entsprechende Kennlinie, die in
Fig. 3 mit X 2 bezeichnet ist, ansteigt, bewegt sich das
zweite Gang-Schaltventil 10-2 von der rechten zweiten Gang-
Stellung zu der linken dritten Gangstellung, so daß die
Verbindung der vierten Ölleitung L 4 von der fünften Ölleitung
L 5 zu einer siebten Ölleitung L 7 umgeschaltet wird, die
zu der hydraulischen Kupplung C 3 für den dritten Gang führt,
so daß der Öldruck an die hydraulische Kupplung C 3 für
den dritten Gang angelegt wird.
Mit 14 ist in der Zeichnung ein Reglerventil zum Regeln des
Öldruckes von der Öldruckquelle 8 bezeichnet, die denselben
auf einen konstanten Betriebsdruck regelt. Mit den Bezugs-
Zeichen 15-1 und 15-2 sind Geschwindigkeitsakkumulatoren
für den zweiten und dritten Gang bezeichnet, die zu den
hydraulischen Kupplungen C 2 und C 3 führen, die jeweils für
den zweiten und dritten Gang bestimmt sind. Der Drosseldruck
entsprechend der Drosselklappenöffnung liegt als ein Gegendruck
von dem zweiten Drosselventil 13-2 an jedem der Akkumulatoren
15-1 und 15-2 an. Der vorstehend beschriebene Fluid-
Drehmomentwandler 4 ist ferner in seinem Innenraum so beschaffen,
daß auf einer Seite von einem Eingangsgehäuse 16
eine Verbindung mit der Kurbelwelle 1 a der Brennkraftmaschine
hergestellt wird und auf der anderen Seite eine Pumpe
17 mit dem Eingangsgehäuse 16 verbunden ist, wobei beide
zusammen eine Turbine 18 bilden, die die Antriebswelle 5 a
des Hilfsgetriebes 5 verbindet und einen Stator 19 zwischen
der Pumpe 17 und der Turbine 18 angeordnet ist. Der Fluid-
Drehmomentwandler 4 weist ferner eine hydraulisch betätigte
Kupplung 20 zum mechanischen Verbinden der Eingangsseite
und der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 4 auf, d. h. zum
Verbinden des Eingangsgehäuses 16 der Turbine 18. Wenn daher
die Kupplung 20 ausgerückt ist, dann wird eine Fluid-Drehmomentübertragung
durch die Zirkulation des inneren Fluids
zwischen der vorstehend genannten Pumpe 27, der Turbine 18
und dem Stator 19 ermöglicht. Wenn diese Kupplung 20 andererseits
eingerückt ist, erhält man eine mechanische Drehmomentübertragung
hierüber.
Die Kupplung 20 kann in verschiedenartiger Weise ausgestaltet
sein und es kann sich beispielsweise um eine Mehrscheiben-
Friktionskupplung handeln. Beim dargestellten Beispiel ist
die Kupplung 20 eine Einscheiben-Friktionskupplung, die
eine Kupplungsscheibe 20 a hat, die in axialer Richtung in
einem Zwischenraum zwischen dem Eingangsgehäuse 16 und der
Turbine 18 beweglich ist und die mit der Turbine 18 über
eine Dämpfungsfeder 20 b verbunden ist. Der Innenraum des
Fluid-Drehmomentwandlers 4 ist durch die Kupplungsscheibe 20 a
in eine erste Flügelaufnahmekammer 21, die sich auf einer
Seite befindet, und eine Gegendruckkammer 22 unterteilt,
die sich zwischen der anderen Seite und dem Eingangsgehäuse
16 befindet. Die Kupplung kann durch ein später noch beschriebenes
Steuerventil 23 in einen ausgerückten Zustand umgeschaltet
werden, in dem das Öl von der Gegendruckkammer 22
dem Innenraum zugeführt wird und in einen eingerückten Zustand
umgeschaltet werden, in dem das Öl von der Kammer 21 zugeführt
wird. In dem eingerückten Zustand der Kupplung wird die Kupplungsscheibe
20 a in Reibschlußeingriff mit dem Eingangsgehäuse
16 durch die Eingriffskraft gemäß der Druckdifferenz
zwischen dem Innendruck (der als Pa bezeichnet wird), der
Aufnahmekammer 21 und dem Innendruck (der als Pb bezeichnet
wird) der Gegendruckkammer 22 gebracht.
Das Steuerventil 23 kann zwischen einer rechtsseitigen Kupplungslösestellung
(d. h. die dargestellte Stellung), in der
eine achte Ölleitung L 8, die zu einem Regelventil 14 führt,
mit einer neunten Ölleitung L 9 verbunden ist, die zu der
Gegendruckkammer 22 führt, um das Öl der Gegendruckkammer 22
zuzuführen und einer linksseitigen Kupplungseinrückstellung
umgeschaltet werden, in der die achte Ölleitung L 8 mit
einer zehnten Ölleitung L 10 verbunden ist, die zu der Flügelaufnahmekammer
21 führt, um hierdurch das Öl der Kammer 21
zuzuführen. Das Steuerventil 23 hat eine rechte Ölkammer 23 a,
der über eine elfte Ölleitung L 11 Öl mit einem Ausgangsdruck
(der nachstehend als Pm bezeichnet wird) von einem Modulierventil
24 auf der stromaufwärtigen Seite des vorstehend
genannten ersten Drosselventils 13-1 zugeführt wird und
eine links liegende Ölkammer 23 b, die mit einer Ölleitung
L 11 a verbunden ist, die eine Öffnung hat, die zu der elften
Ölleitung L 11 führt, wobei die Ölleitung L 11 a mit einem
ersten Atmosphärenentlastungsventil 25-1 der elektromagnetischen
Bauart verbunden ist. Wenn das Entlastungsventil 25-1
offen ist, wird das Steuerventil 23 in die Kupplungseinrückstellung
entgegen der Wirkung einer Feder 23 c durch die Druckdifferenz
zwischen den beiden Ölkammern 23 a und 23 b gebracht,
um die Kupplung 20 einzurücken.
Ein erstes Regelventil 26, das ein Rückschlagventil aufweist,
ist in der ersten Rücklaufleitung LD 1 vorgesehen, die zu der
die Flügel aufnehmenden Kammer 21 führt, so daß der Druck
Pa auf einen vorbestimmten relativ hohen Wert geregelt wird.
Mit 27 und 28 sind ein Ölkühler und ein Ölvorratsbehälter
jeweils bezeichnet.
Hierbei wird der Betriebszustand der Kupplung nach Maßgabe
der Änderungen der Eingriffskraft infolge der Zunahme oder
Abnahme der Differenz zwischen dem Druck Pa und Pb zwischen
einem direkt eingerückten Zustand, in dem die Eingangs- und
Ausgangsseiten direkt verbunden sind, und einem Schlupfzustand
geschaltet, bei dem die Eingangs- und Ausgangsseiten
über Schlupf verbunden sind. Die Einrichtung ist derart ausgewählt,
daß die Druckdifferenz variabel steuerbar ist,
d. h. daß die Eingriffskraft nach Maßgaben des Fahrzustandes
des Fahrzeuges und des Laufzustandes der Brennkraftmaschine
variabel geregelt werden kann.
Insbesondere sind eine zwölfte Ölleitung L 12, die mit der
neunten Ölleitung L 9, die zu der Gegendruckkammer 22 in der
Kupplungseinrückstellung des Steuerventils 23 führt, und
eine dreizehnte Ölleitung L 13 vorgesehen, die von der zehnten
Ölleitung L 10 abzweigt, die zu der die Flügel aufnehmenden
Kammer 21 geht. Die zwei Ölleitungen L 12 und L 13 sind über
ein zweites Regelventil 29 verbunden, um einen Verbindungsdurchgang
zur Herstellung einer Verbindung zwischen den
beiden Kammern 21 und 22 zu haben. Insbesondere ist eine
zweite Rücklaufleitung LD 2 parallel zum ersten Regelventil
26 in der vorstehend genannten ersten Rücklaufleitung LD 1
vorgesehen. Auch ist ein Steuerventil 30 zum Öffnen der
zweiten Rücklaufleitung LD 2 und der dreizehnten Ölleitung L 13
im Schlupfzustand der Kupplung 20 und zum Schließen der
beiden Ölleitungen LD 2 und L 13 bei der direkten Verbindung
durch die Kupplung vorgesehen. Insbesondere wird das Steuerventil
30 nach links in Schließrichtung durch den Reglerdruck
von dem Reglerventil 12 und in die rechte Öffnungsrichtung
durch die Wirkung einer Feder 13 a und den Drosseldruck
von dem ersten Drosselventil 13-1 gedrückt, so daß es zwischen
einer Offenstellung (gezeigt), in der es in Verbindung mit
den beiden Ölleitungen LD 2 und L 13 in einem niedrigeren
Drehzahlbereich als eine Kurve Z in Fig. 3 ist, und einem Schließzustand
umschaltbar ist, in der dieselben Leitungen in
einem höheren Drehzahlbereich geschlossen sind.
Das vorstehend genannte zweite Reglerventil 29 spricht auf
eine Druckdifferenz an und es wird in die rechts liegende
Öffnungsrichtung durch den Öldruck gedrückt, der über eine
Pilot-Ölleitung LD 2 a einwirkt, die von der zweiten Rücklaufleitung
LD 2 abzweigt, d. h. mit dem Druck Pa beaufschlagt
und es wird in die linke Schließrichtung durch einen Öldruck
gedrückt, der über eine Pilotölleitung L 12 a einwirkt,
die zu der zwölften Ölleitung L 12 führt, d. h. in diese Richtung
durch den Druck Pb beaufschlagt. Das zweite Reglerventil
29 wird ferner in Schließrichtung durch die Wirkung
einer Feder 29 a und einen Drosseldruck (der nachstehend als
P R bezeichnet wird) gedrückt, der von einem zweiten Drosselventil
13-2 kommt und es wird in Öffnungsrichtung durch den
Druck Pm gedrückt, der von der vorstehend genannten elften
Ölleitung L 11 über eine Ölleitung L 11 b mit einer Drosselstelle
zur Einwirkung gebracht wird. Diese Ölleitung L 11 b ist
mit einem zweiten Atmosphärenentlastungsventil 25-2 von
elektromagnetischer Bauart verbunden.
Es ist noch zu erwähnen, daß der Drosseldruck P R sich nach
Fig. 4 in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung der
Brennkraftmaschine ändert, während der Druck Pm auf einen
niedrigeren Wert als ein Betriebsdruck Pl eingestellt ist.
Die vorstehend genannten ersten und zweiten Atmosphärenentlastungsventile
25-1 und 25-2 werden so gesteuert, daß sie
geöffnet und geschlossen werden, und zwar mit Hilfe einer
elektronischen Steuerschaltung 31, die einen Mikroprozessor
enthält. Der Schaltung 31 wird sowohl ein Signal, das von
der Drosselklappenöffnungs-Detektiereinrichtung 32 kommt,
als auch ein Signal zugeführt, das von der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektiereinrichtung
33 kommt, um das erste Atmosphärenentlastungsventil
25-1 mit einem Kupplungseinrückbereich
zu öffnen, der in Fig. 3 mit Strichen gekennzeichnet ist,
und der auf der Seite in Richtung der höheren Geschwindigkeit
als eine Kurve Y liegt, um die Kupplung 20 einzurücken,
wie dies vorstehend beschrieben worden ist, und um das
zweite Atmosphärenentlastungsventil 25-2 nur zu öffnen,
wenn spezielle Umstände erfüllt sind, während sonst dieses
Ventil normalerweise geschlossen ist, wie dies nachstehend
noch näher beschrieben wird.
Hier in einem höheren Bereich als eine Kurve Z in Fig. 3
wird das Steuerventil 30 in seine Schließstellung umgeschaltet,
wie dies vorstehend beschrieben worden ist, um die
dreizehnte Ölleitung L 13 und die zweite Rücklaufleitung LD 2
zu schließen und um das Öl nicht von der dreizehnten Ölleitung
L 13 in der zwölften Ölleitung L 12, sondern von der
zwölften Ölleitung L 12 einem Rücklaufanschluß 29 b des
zweiten Regelventils 29 zuzuführen, so daß der Druck Pb
sich dem Atmosphärendruckwert annähert. Jedoch wird die
Ableitung über die zweite Rücklaufleitung LD 2 unterbrochen,
so daß der Druck Pa auf einem relativ hohen Pegel konstant
gehalten wird, der durch das erste Regelventil 26 bestimmt
ist. Als Folge hiervon wird die Differenz zwischen den
Drücken Pa und Pb größer, um die Angriffskraft der Kupplung
zu erhöhen, so daß die Kupplung 20 im direkt verbundenen
Zustand eingerückt wird.
Im Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zwischen den Kurven Y
und Z andererseits ist das Steuerventil 30 in seine Öffnungsstellung
umgeschaltet, in der die zweite Rücklaufleitung LD 2
und die dreizehnte Ölleitung L 13 offen sind, um das Öl in
das Innere der die Flügel aufnehmenden Kammer 21 von der
zweiten Rücklaufleitung L 2 nicht über das erste Regelventil
26 zurückzuleiten, so daß der Druck Pa einen relativ niedrigen
Wert einnimmt, der durch den Durchflußwiderstand der
zweiten Rücklaufleitung LD 2 bestimmt ist. Andererseits wird
das Öl in der Gegendruckkammer 22 mit einem Öldruck zugeführt,
der durch das zweite Druckregelventil 29 geregelt ist,
und zwar über die Verbindungsleitung der dreizehnten Ölleitung
L 13 und der zwölften Ölleitung L 12, so daß die Differenz
zwischen den Drücken Pa und Pb auf einen niedrigeren
Wert als jenem bei dem direkten Verbindungszustand abfällt,
so daß die Kupplung 20 mit Schlupf eingerückt wird.
Wenn hier das zweite Regelventil 29 einen Bereich S 1 zur Aufnahme
der Drücke Pa und Pb und einen Bereich S 2 zur Aufnahme
der Drücke P 0 und Pm hat und wenn die Feder 29 a eine Kraft F
liefert, lassen sich die auf das zweite Regelventil 29
einwirkenden Kräfte durch die folgende Gleichung ausdrücken:
PaS 1 + PmS 2 = Pb S 1 + P R S 2 + F.
Hieraus ergibt sich folgende Gleichung:
Pa - Pb = S 2/S 1 P R + F/S 1 - S 2/S 1 Pm (1)
Als Folge hiervon wird im Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich,
in dem die Kupplung 20 mit Schlupf eingerückt wird, die
Kupplungseingriffskraft erhöht, wie dies in Fig. 5 gezeigt
ist, und zwar entsprechend der Gleichung (1), wenn die
Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine größer wird.
Dies bedeutet, daß die Kupplungseingriffskraft entsprechend
der Zunahme des Abtriebsmoments der Brennkraftmaschine infolge
der Zunahme der Drosselklappenöffnung größer wird.
Oberhalb eines bestimmten Grades der Drosselklappenöffnung
wird das Drehzahlverhältnis des Fluid-Drehmomentwandlers
auf einen konstanten Wert von etwa 0,92 bis 0,93 unabhängig
von der Änderung des Abtriebsmoments gehalten. Die Drehmomentschwankungen,
die eher im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
zunehmend auftreten, werden durch den Schlupf
der Kupplung 20 absorbiert, um ein Vibrieren der Fahrzeugkarosserie
zu verhindern.
Wenn selbst in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zwischen
den Kurven Y und Z, in dem die Kupplung 30 im Schlupfzustand
eingerückt wird, die Drosselklappenöffnung mit einer Rate
reduziert wird, die größer als ein vorbestimmter Wert ist,
und zwar auf einen vorbestimmten Bezugsöffnungsgrad (der
als R-1 bezeichnet wird), der geringfügig größer als der
vollständig geschlossene Drosselklappenöffnungsgrad ist
(der mit R-0 bezeichnet ist), was bedeutet, daß die abrupte
Verminderung der Drosselklappenöffnung den Laufzustand in
einen Bereich A bringt, der von den gebrochenen Linien in
Fig. 3 umschlossen wird, wird das zweite Atmosphärendruckentlastungsventil
25-2 geöffnet, um das Einwirken des Druckes
Pm an dem zweiten Regelventil 29 zu unterbrechen. Bei dieser
Konstruktion fällt die Größe des Drucks Pm gemäß der
vorstehend genannten Gleichung (1) auf Null ab, so daß die
Eingriffskraft der Kupplung 20 entsprechend größer wird.
Wenn hierbei angenommen wird, daß der Druck P R Po für die
Drosselklappenöffnung R-0 und P 1 für die Drosselklappenöffnung
R-1 ist, läßt sich die Differenz zwischen der Kupplungseingriffskraft
To für R-0 der Kupplungseingriffskraft T 1
für R-1 durch die folgende Gleichung für einen Druckwirkbereich
So der Kupplungsscheibe 20 a angeben:
To - T 1 = So ((S 2/S 1 · Po + F /S 1)
- (S 2/S 1 · P 1 + F/S 1 - S 2 /S 1 · Pm))
= So S 2/S 1 (Pm + (Po - P 1)).
- (S 2/S 1 · P 1 + F/S 1 - S 2 /S 1 · Pm))
= So S 2/S 1 (Pm + (Po - P 1)).
Wie sich aus Fig. 4 ergibt, ist hierbei Po P 1 und Pm » Po,
P 1, so daß die Kraft To wesentlich größer als die Kraft T 1
ist. Als Folge hiervon wird hierdurch dem Schlupf bei der
Kupplung 20 entgegengewirkt, so daß eine ausreichende Bremswirkung
durch die Brennkraftmaschine während der Verzögerung
beim Loslassen des Fahrpedals erreicht werden kann.
Die Angriffskraft To kann auf einen Wert Tr gesetzt werden,
bei dem 100% des entgegenwirkenden Treibmoments von den angetriebenen
Rädern 2 übertragen werden kann, um die Kupplung 20
in einen vollständig direkten Verbindungszustand zu bringen.
Wenn jedoch der Wert To auf einen Wert gesetzt ist, der
geringfügig kleiner als der Wert Tr ist, wobei das Drehzahlverhältnis
des Fluid-Drehmomentwandlers 4 mit einem Wert
von 1,02 bis 1,03 beispielsweise angenommen werden kann, wird
es in vorteilhafter Weise möglich, die Bremswirkung durch
die Brennkraftmaschine in einem ausreichenden Maße aufrechtzuerhalten
und es werden Vibrationen der Fahrzeugkarosserie
verhindert, wenn die Bremswirkung durch die Brennkraftmaschine
erzeugt wird.
Während das gegenwirkende Antriebsmoment übertragen wird,
ändern sich die Umdrehungszahlen der angetriebenen Räder 2
nicht periodisch in Schwankungen, ganz im Gegenteil zu dem
Fall, wenn sie von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben werden
und bei dem Belastungsschwankungen bei den Arbeitshüben
der Brennkraftmaschine 1 auftreten, die zu beträchtlichen
Vibrationen der Fahrzeugkarosserie führen. Wenn es erwünscht
ist, können jedoch selbst jene geringfügige Vibrationen,
die während des Gegenantriebsmomentes auftreten
können, durch eine Steuerung des Schlupfes der Kupplung 20
auf die vorstehend beschriebene Weise absorbiert werden.
Der Bereich A ist in einem Bereich von R ≦ωτ R-1 und Vo ≦ωτ V ≦ωτ V 1
gemäß Fig. 3 für eine Drosselklappenöffnung R und eine
Fahrzeuggeschwindigkeit V eingestellt und die Geschwindigkeit
V 1 ist geringfügig höher als ein unterer Grenzwert Vz des
Bereichs, in dem die Kupplung 20 direkt eingerückt ist und
durch die Kurve Z begrenzt ist. Für V 1 = V 2 würde das Steuerventil
30 in Richtung der höheren Geschwindigkeitsseite als
die Geschwindigkeit V 1 öffnen, was auf die Toleranz der
hydraulischen Steuerteile zurückzuführen ist, so daß das
Verhältnis von V 1 ≦ωτ VZ nicht eingehalten werden kann, so daß
die Kupplungseingriffskraft während der Verzögerung in dem
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich zwischen V 1 und VZ nicht
erhöht werden könnte. Die vorstehend angegebene Einstellung
dient dazu, eine solche Erscheinung zu verhindern.
Darüber hinaus ist die Kurve Y in Richtung zur höheren Geschwindigkeit
für einen Bereich von R ≦ωτ R-1 versetzt, um
die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo größer als eine Fahrzeuggeschwindigkeit
Vy für R = R-1 zu machen. Der Grund hierfür
ist darin zu sehen, daß es beabsichtigt ist, ein Stoppen
der Brennkraftmaschine zu verhindern, da sonst durch die
Wirkung der Kupplung 20 bei einer abrupten Verzögerung auf
eine Geschwindigkeit verursacht werden könnte, die kleiner
als Vo ist.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des
Steuerungsablaufes mit Hilfe der vorstehend beschriebenen
elektronischen Steuerschaltung 31. In einem Schritt S 1 wird
ermittelt, ob der Laufzustand im Kupplungseinrückbereich
ist oder nicht, d. h. in einem höheren Bereich als jener der
Kurve Y liegt. In einem Schritt S 2 wird ermittelt, ob die
jüngste Drosselklappenöffnung R und die Fahrzeuggeschwindigkeit V
innerhalb den Bereichen von R ≦ωτ 1 und V ≦ωτ V 1, d. h.
innerhalb des Bereichs A liegen oder nicht. In einem Schritt
S 3 wird ermittelt, ob das zweite Atmosphärenentlastungsventil
(Atmosphärenentlastungsventil ist in Fig. 6 mit "ARV"
abgekürzt) 25-2 im vorangehenden Zyklus geöffnet worden ist
oder nicht. In einem Schritt S 4 ist ermittelt, ob die vorangehende
Drosselklappenöffnung R′ und die Fahrzeuggeschwindigkeit
V′ innerhalb den Bereichen von R′ ≦ωτ R-1 und V′ ≧ V 1
waren oder nicht. In einem Schritt S 5 wird ermittelt, ob die
Differenz zwischen der jüngsten Drosselklappenöffnung R und
der vorangehenden Drosselklappenöffnung R′ kleiner als ein
vorbestimmter negativer Wert -α ist oder nicht, d. h. ob
die Verminderungsrate der Drosselklappenöffnung größer als
ein vorbestimmter Wert ist oder nicht.
Wenn die Laufzustandsermittlung außerhalb des Kupplungseinrückbereiches
liegt, erfolgt ein Setzen auf "NEIN" im
Schritt S 1, so daß beide Atmosphärenentlastungsventile 25-1
und 25-2 geschlossen sind. Innerhalb des Kupplungseinrückbereiches
hingegen erfolgt eine Beurteilung mit "JA" im
Schritt S 1 und der Steuerungsablauf wird mit dem Schritt S 2
fortgesetzt. Außerhalb des Bereichs A erfolgt eine Zuweisung
von "NEIN" im Schritt S 2. In diesem Fall wird das zweite
Atmosphärenentlastungsventil 25-2 im Schließzustand gehalten,
aber das erste Atmosphärenentlastungsventil 25 ist offen, so
daß das Steuerventil 23 in die Kupplungseinrückstellung
geschaltet wird, wie dies voranstehend beschrieben worden
ist. Durch die Steuerung des Steuerventils 30 wird die
Kupplung 2 in ihrem Schlupfzustand innerhalb eines vorbestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiches zwischen den
Kurven Y und Z und im direkten Verbindungszustand in einem
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eingerückt, der höher als die
Kurve Z liegt.
Wenn darüber hinaus das Fahrpedal plötzlich losgelassen wird,
so daß das Fahrzeug von seinem Laufzustand, in dem der
Schlupfbereich der Kupplung 20 wirksam war, wie dies mit
"a" in Fig. 3 bezeichnet ist, zu verzögern, und um die
Drosselklappenöffnung R auf R-0 zu reduzieren, so verschiebt
sich der Laufbereich zu dem Bereich A, so daß der Steuerungsablauf,
ausgehend von dem Schritt S 2 in der Reihenfolge mit
den Schritten S 3, S 4 bis zu dem Schritt S 5 fortgesetzt wird,
in dem eine Zuweisung von "JA" erfolgt, um das zweite Atmosphärenentlastungsventil
25-2 zu öffnen. Anschließend wird in
einem Schritt S-3 die Ermittlung mit "JA" angenommen, solange
der Laufzustand innerhalb des Bereichs A ist. Als Folge
hiervon wird das Ventil 25-2 im Offenzustand gehalten, so
daß die Kupplungsangriffskraft erhöht ist, wie dies vorstehend
angegeben ist, um eine ausreichende Bremswirkung
durch die Brennkraftmaschine sicherzustellen.
Wenn jedoch der Fahrzeuglaufzustand am Punkt "a" zu einer
geringfügigen Bergabfahrt kommt und die Geschwindigkeit des
Fahrzeuges konstant gehalten werden soll, indem das Fahrpedal
allmählich losgelassen wird, um den Laufzustand zu
dem Bereich A zu verlagern und indem die Drosselklappenöffnung
R zwischen den Werten R-0 und R-1 bleibt, so erfolgt eine
Zuweisung von "NEIN" im Schritt S 5, um das zweite Atmosphärenentlastungsventil
25-2 geschlossen zu lassen, so daß Vibrationen
der Fahrzeugkarosserie, die sonst aufgrund einer Zunahme
der Kupplungseingriffskraft auftreten würden, nicht
erzeugt werden. Wenn aber das Fahrpedal plötzlich während
eines solchen konstanten Geschwindigkeitsbetriebsbereiches
losgelassen wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen, erfolgt
eine Zuweisung von "JA" im Schritt S 5, so daß das zweite
Atmosphärenentlastungsventil 25-2 geöffnet wird, um die
Kupplungseingriffskraft zu erhöhen.
Wenn andererseits das Fahrpedal aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich,
der höher als V 1 ist, losgelassen wird, um
das Fahrzeug zu verlangsamen, so daß sein Laufzustand von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, der mit "b" in Fig. 3
gezeigt ist, in dem die Kupplung 20 in direktem Verbindungszustand
eingerückt ist, zu dem Bereich A verschoben wird,
erfolgt eine Zuweisung von "JA" im Schritt S 4, so daß das
zweite Atmosphärenentlastungsventil 25-2 geöffnet wird, um
eine ausreichende Bremswirkung durch die Brennkraftmaschine
selbst dann zu erzielen, wenn anschließend die Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner als V 1 ist.
Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das
zweite Atmosphärenentlastungsventil 25-2 gleichförmig während
der Verzögerung im Bereich A geöffnet. Trotz dieser Tatsachen
jedoch kann das Geschwindigkeitsverhältnis des
Fluid-Druckmomentwandlers 4 tatsächlich gemessen werden,
so daß das Ventil 25-2 mit einer Prozeßsteuerung auf eine
solche Weise verknüpft werden kann, daß ein gemessenes Geschwindigkeitsverhältnis
mit einem vorbestimmten Wert eingesetzt
wird (z. B. 1,02 bis 1,03).
Andererseits ist die vorstehend genannte Drosselklappenöffnungs-
Detektiereinrichtung 32 als Beispiel in Form eines
Potentiometers dargestellt, das entweder auf den Öffnungs-
oder den Schließvorgang der Drosselklappe der Brennkraftmaschine
oder die Bewegung des Fahrpedals anspricht und
die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektiereinrichtung 33 ist als
Beispiel in Form eines Leitungsschalters oder dergleichen
dargestellt, der einem Magnetrotor zugeordnet ist, und der
sich mit der Antriebswelle 5 b zur Erzeugung eines Impulssignals
entsprechend der Drehzahl der Welle 5 b dreht.
Wie vorangehend beschrieben worden ist, wird die Kupplungseingriffskraft
während einer Verzögerung erhöht, so daß
eine ausreichende Bremswirkung durch die Brennkraftmaschine
erhalten werden kann. Sie wird aber selbst dann nicht erhöht,
wenn die Drosselklappenöffnung unterhalb des Bezugsöffnungswertes
liegt, wenn das Fahrpedal allmählich losgelassen wird,
um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei einer geringfügigen
Abwärtsfahrt o. dgl. konstant zu halten und somit werden Vibrationen
der Fahrzeugkarosserie verhindert, um den Fahrkomfort
zu verbessern, die ihre Ursache in einem Anstieg
der Eingriffskraft während einer solchen Abwärtsfahrt haben.
Claims (7)
1. Kupplungssteuerverfahren für einen Fluid-Drehmomentwandler
eines Fahrzeuggetriebes, bei dem eine Kupplung die
Eingangs- und Ausgangsseiten eines Fluid-Drehmomentwandlers
verbindet, der mit einer Brennkraftmaschine zusammenarbeitet,
wobei die Kupplung innerhalb eines vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiches
mit einer solchen relativ
geringen Eingriffskraft eingerückt wird, daß die Kupplung
durchrutschen kann, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn die Drosselklappenöffnung der Brennkraftmaschine
mit einer Änderungsrate des Öffnungswinkels (ΔR) über der
Zeit (dR/dt), die größer als ein vorgegebener Änderungsratenwert
ist, auf einen Wert verringert wird, der kleiner
als ein vorgegebener Referenz-Drosselklappen-Öffnungsbetrag
ist, die Eingriffskraft der Kupplung auf einen höheren Wert
als der normalerweise bei diesem Referenz-Drosselklappen-Öffnungsbetrag
in dem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
vorhandenen Wert erhöht wird.
2. Kupplungssteuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Bezugsdrosselklappenöffnung
größer als die Öffnung der Drosselklappe ist, wenn
sie vollständig geschlossen ist.
3. Kupplungssteuerverfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Bezugsdrosselklappenöffnung
nur geringfügig, ausgehend von dem vollständig geschlossenen
Drosselklappenöffnungszustand offen ist, um
Fehler bei der Detektion der vollständig geschlossenen Drosselklappenöffnungsstellung
zu vermeiden.
4. Kupplungssteuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Bezugsdrosselklappenöffnung
eine im wesentlichen geschlossene Drosselklappenöffnungsstellung
ist.
5. Kupplungssteuerverfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte
Ratenwert größer als die normale Abnahmerate der Drosselklappenöffnung
während eines Übergangs zu einer Fahrt des
Fahrzeuges von der Ebene zur Abwärtsfahrt ist, so daß die
Kupplungseingriffskraft während dieses Übergangszustandes
nicht erhöht wird.
6. Kupplungssteuerverfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung
mit einer relativ geringen Eingriffskraft in einen mittleren
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eingerückt wird, wobei
das Verfahren die Schritte während der Drosselklappenschließbewegung
umfaßt, bei denen ermittelt wird, ob eine Eingriffskraft
an die Kupplung anzulegen ist, die Schließrate der
Drosselklappe bestimmt wird und die momentane Rate mit einem
vorbestimmten Ratenwert verglichen wird, und daß die momentane
Drosselklappenöffnung infolge der Schließbewegung ermittelt
und mit dem vorbestimmten Bezugsdrosselklappenöffnungswert
verglichen wird, sowie die Kupplungseingriffskraft aufgrund
der jeweiligen nachfolgenden Beziehungen bestimmt wird
(1) eine Kupplungseingriffskraft wirkt ein, (2) die momentane
Schließrate der Drosselklappe überschreitet den vorbestimmten
Ratenwert und (3) die momentane Drosselklappenöffnung
infolge der Schließbewegung ist kleiner als die vorbestimmte
Bezugsdrosselklappenöffnung.
7. Vorrichtung zum Steuern einer Kupplung (20) eines
Fluid-Drehmomentwandlers (4) bei einem Antrieb eines Kraftfahrzeugs,
mit einer Einrichtung, die die Kupplung (20)
mechanisch mit den Eingangs- und Ausgangsseiten des Fluid-Drehmomentwandlers
(4) mit einer relativ niedrigen Kupplungseingriffskraft
in einem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
derart verbindet, daß ein Durchrutschen
der Kupplung ermöglicht wird, gekennzeichnet
durch eine Steuereinrichtung, die, wenn die Drosselklappenöffnung
der Brennkraftmaschine mit einer Änderungsrate
des Öffnungswinkels (ΔR) über der Zeit (dR/dt), die
größer als ein vorgegebener Änderungsratenwert ist, auf
einen Wert vermindert wird, der kleiner als ein vorgegebener
Referenz-Drosselklappen-Öffnungsbetrag ist, die Eingriffskraft
der Kupplung (20) auf einen Wert erhöht, der
größer als der normalerweise bei diesem Referenz-Drosselklappen-Öffnungsbetrag
vorhandene Wert in dem vorgegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist.
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