DE68927393T2

DE68927393T2 - Vorrichtung zum Steuern eines Leistungsgetriebes

Info

Publication number: DE68927393T2
Application number: DE68927393T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Okura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2009-11-23
Also published as: AU4632189A; KR900702274A; EP0414901A1; EP0414901B1; DE68927393D1; DE68921625T2; AU631824B2; EP0588443B1; EP0588443A1; WO1990005865A1; EP0414901A4; DE68921625D1; KR0121882B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Steuerung eines Getriebesystems.
In den letzten Jahren wurde von den Bedienungspersonen (Nutzern) die Forderung nach Verringerung eines Gangschaltstoßes bei einer Baumaschine, wie zum Beispiel einem Kippfahrzeug, zum Ausdruck gebracht.
Es ist bekannt, daß mit dem Gangschaltstoß bzw. Gangschaltruck, auf den sich hier bezogen wird, ein Stoß gemeint ist, der erzeugt wird, wenn sich durch die Tatsache bedingt, daß das Antriebsseitendrehmoment zum Zeitpunkt des Gangschaltens nicht mit dem Lastseitendrehmoment übereinstimmt, die Beschleunigung in Längsrichtung eines Fahrzeugs in einer kurzen Zeitdauer ändert.
Insbesondere in den Fällen, in denen ein Herunterschalten mit eingeschalteter Energie ausgeführt wird, wie zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug einschließlich eines Baufahrzeugs oder ähnlichem von einer flachen Straße auf eine geneigte Straße fährt, wird der folgende Gangschaltstoß erzeugt.
Und zwar wird, wie es in Fig. 21(c) gezeigt ist, in den Fällen, in denen der Öldruck einer Gangschaltkupplung, die zur Zeit in Eingriff steht, (auf die sich im folgenden als Kupplung vor dem Gangschalten bezogen wird) beim Auftreten eines Gangschaltbefehls auf Null gesetzt ist, die Zufuhr eines Öldrucks zu einer Gangschaltkupplung, die als nächstes in Eingriff gebracht werden soll, (auf die sich im folgenden als Kupplung nach dem Gangschalten bezogen wird) gleichzeitig gestartet und wird eine Öldruckmodulation im Anschluß in einer solchen Weise ausgeführt, daß der Druck der Kupplung nach dem Gangschalten allmählich erhöht wird, wenn plötzliche Drehmomentschwankungen, die sowohl über die positive als auch die negative Seite reichen, wie es in Teil (a) der Zeichnung gezeigt ist, an der Abtriebswelle auftreten.
Insbesondere vermitteln solche plötzlichen Drehmomentschwankungen, die über die positive und negative Seite relchen, der Bedienungsperson Unbehagen.
Der Mechanismus des vorstehend genannten Gangschaltstoßes wird im wesentlichen nachstehend erläutert.
Das heißt, daß für die Drehzahl der sich drehenden Körper der Kupplung nach dem Gangschalten, da ein Herunterschalten bewirkt wird, die Drehzahl der Abtriebsseite des Getriebes größer als die Drehzahl der Antriebsseite ist (die Relativdrehzahl ist negativ, siehe Teil (b) von Fig. 21). Aus diesem Grunde wird das Kupplungseingriffdrehmoment negativ, bis sich die zwei Seiten während des Eingriffs der Kupplung in angepaßter Weise drehen; dieses verursacht den Gangschaltstoß.
Hierbei wird angenommen, daß die Relativdrehzahl als eine Zahl ausgedrückt wird, bei der die Drehzahl des sich drehenden Körpers an der Abtriebsseite von der Drehzahl des sich drehenden Körpers an der Antriebsseite subtrahiert ist.
Dementsprechend wurde, um den vorstehend genannten Gangschaltstoß zu verringern, von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ein Versuch gemacht, bei dem eine Zeitverzögerung (auf diese Zeit wird sich im folgenden als Drehmoment-Aus-Zeit bezogen) von dem Zeitpunkt an, zu dem der Öldruck der Kupplung vor dem Gangschalten Null geworden ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem eine allmähliche Erhöhung des Öl- drucks bei der Kupplung nach dem Gangschalten gestartet wird, absichtlich vorgesehen wird; die Kupplung wird in Eingriff gebracht, nachdem die Relativdrehzahl der Kupplung nach dem Gangschalten mit Null synchronisiert ist.
Außerdem wird bei einem Getriebesystem mit zwei Gangschaltkonfigurationen, das aus einem Nebengetriebe und einem Hauptgetriebe besteht, zum Zeitpunkt eines Herunterschaltens mit eingeschalteter Energie, für das die Gangschaltkupplungen an beiden Seiten in Eingriff gebracht werden müssen, die folgende Steuerung auf der Grundlage des Verfahrens ausgeführt, bei dem die vorstehend genannte Drehmoment-Aus-Zeit vorgesehen ist.
Und zwar werden in den Teilen (f) und (g) von Fig. 22 der Öldruck der jeweiligen Kupplungen vor dem Gangschalten der Gangschaltkupplung der Nebengetriebeseite (auf die sich im folgenden als Nebengetriebekupplung bezogen wird) und der Gangschaltkupplung der Hauptgetriebeseite (auf die sich im folgenden als Hauptgetriebekupplung bezogen wird) gleichzeitig auf Null gesetzt; eine allmähliche Erhöhung des Öldrucks der zwei Kupplungen nach dem Gangschalten wird nach dem Verstreichen einer Drehmoment-Aus-Zeit von diesem Zeitpunkt an gestartet.
Wenn diese Steuerung bewirkt wird, ist eine lange Zeit erforderlich, bis die Relativdrehzahl der zwei Kupplungen nach dem Gangschalten synchron wird, wie es in Teil (e) der Zeichnung gezeigt ist; es kann erkannt werden, daß insbesondere die Hauptgetriebekupplung selbst nach dem Zeitpunkt, zu dem eine allmähliche Erhöhung des Kupplungsdrucks für diese Kupplung begonnen wurde, noch einen negativen Teil aufweist. Aus diesem Grunde treten, da während des Eingriffs der Hauptgetriebekupplung ein negatives Drehmoment an der Abtriebswelle erzeugt wird, wie es in Teil (a) der Zeichnung gezeigt ist, Schwankungen, die über die positive und negative Seite reichen, an der Abtriebswelle auf, die der Bedienungsperson Unbehagen bereitet.
Außerdem ist als herkömmliches Verfahren zur Verringerung eines Gangschaltstoßes zum Beispiel ein in Fig. 23 gezeigtes bekannt.
Bei diesem Verfahren wird eine Steuerung in einer solchen Weise ausgeführt, daß die Füllzeit einer Gangschaltkupplung, die als nächstes in Eingriff gebracht werden soll, (auf die sich im folgenden als Kupplung nach dem Gangschalten bezogen wird) abgeschlossen ist, bevor der Öldruck, der auf eine Gangschaltkupplung, die zur Zeit in Eingriff steht, wirkt, (auf die sich im folgenden als Kupplung vor dem Gangschalten bezogen wird) auf Null gesetzt wird. Gleichzeitig werden ein Haltedruck P&sub1; der Kupplung vor dem Gangschalten und ein Anfangsdruck P&sub2; der Kupplung nach dem Gangschalten gesteuert, so daß diese entsprechend einen Betrag des niedergedrückten Fahrpedals (entsprechend der Motorlast) änderbar ist, wodurch die Diskontinität des Drehmoments beseitigt wird. Zum Beispiel wird bezüglich dem Anfangsdruck P&sub2; wenn der Niederdrückbetrag groß ist, P&sub2; auf einen hohen Pegel gesetzt, während bei kleinem Niederdrückbetrag P&sub2; auf einen niedrigen Pegel gesetzt wird.
Bei diesem herkömmlichen Verfahren wird, obwohl der Anfangsdruck der Kupplung nach dem Gangschalten im Ansprechen auf den Betrag des niedergedrückten Fahrpedals änderbar ist, eine Erhöhungsrate dp/dt zum allmählichen Erhöhen des Öldrucks für die Kupplung nach dem Gangschalten konstant festgelegt.
In den Fällen, in denen die Erhöhungsrate dp/dt in der vorstehend beschriebenen Weise gleichmäßig eingestellt ist, tritt das folgende Problem auf.
Im allgemeinen wird der Gangschaltstoß durch einen Beschleunigungssprungwert J quantitativ bestimmt, das heißt eine Änderungsrate bei der Beschleunigung des Fahrzeugs; diese Änderungsrate ist zur Erhöhungsrate dp/dt des Kupp lungsdrucks proportional. Wenn der Gangschaltstoß als Wert für die Bewertung des Empfindungsvermögens der Bedienungsperson betrachtet wird, weicht außerdem, selbst wenn die Änderungsrate bei der Beschleunigung des Fahrzeugs (das heißt die vorstehend genannte Erhöhungsrate dp/dt) die gleiche ist, der vorstehend genannte Bewertungswert entsprechend dem Zustand des Betrages des niedergedrückten Fahrpedals ab. Anders ausgedrückt hat die Bedienungsperson im Zustand des gedrückten Fahrpedals (Energie ein) die Absicht, die Geschwindigkeit zu beschleunigen; selbst wenn ein Gangschaltstoß auftritt, fühlt die Bedienungsperson diesen nicht als nennenswertes Unbehagen; in einigen Fällen würde sie den Gangschaltstoß sogar mit einer Empfindung von Beschleunigung und als ein gutes Gefühl (Behagen), das von ausreichendem Drehmoment herrührt, verbunden wahrnehmen. In dem Zustand, in dem das Fahrpedal nicht gedrückt ist (Energie aus), würde andererseits die Bedienungsperson, da das Abtriebswellendrehmoment klein ist, selbst wenn relativ kleine Drehmomentschwankungen an der Abtriebswelle auftreten, diese als starken Gangschaltstoß wahrnehmen.
Dementsprechend nimmt die Bedienungsperson in den Fällen, in denen die Öldruckerhöhungsrate dp/dt der Kupplung nach dem Gangschalten auf einen gleichmäßigen Pegel eingestellt ist, wie im Fall des Standes der Technik, wenn der Betrag des niedergedrückten Fahrpedals groß ist, keine Drehmomentschwankungen, wie z.B. die mit Pfeil F in Fig. 23 gezeigten, als Gangschaltstoß wahr; sie würde jedoch, wenn der Betrag des niedergedrückten Fahrpedals klein ist, in einigen Fällen ähnliche Drehmomentschwankungen als Gangschaltstoß wahrnehmen. Somit war es beim herkömmlichen Verfahren unmöglich, das Unbehagen, das auf die Bedienungsperson als Ergebnis des Gangschaltstoßes ausgeübt wurde, vollständig zu überwinden.
Wenn die Öldruckerhöhungsrate dp/dt vom Standpunkt der Lebensdauer der Gangschaltkupplungen zum Zeitpunkt einer hohen Last (wenn der Betrag des bestätigten Fahrpedals groß ist) betrachtet wird, ist es außerdem wünschenswert, die Kupplung nach dem Gangschalten schnell in Eingriff zu bringen, wodurch Schaden, der durch die auf die Kupplung wirkende thermische Last verursacht wird, verhindert wird. Dementsprechend ist es notwendig, die Öldruckerhöhungsrate dp/dt auf einen hohen Pegel einzustellen. Umgekehrt ist in den Fällen, in denen die Kupplung nach dem Gangschalten mit einer niedrigen Öldruckerhöhungsrate dp/dt zum Zeitpunkt einer großen Last in Eingriff gebracht wird, eine lange Zeit beim Eingriff erforderlich; es besteht die Möglichkeit der nennenswerten Beeinträchtigung der Lebensdauer der Kupplung.
Ferner gelangt zu dem Zeitpunkt, bei dem die Bremse betätigt wird, da ein übermäßig starkes negatives Drehmoment an der Motorseite angelegt wird, der Motor unter hohe Last. Wenn ein Gangschalten zu diesem Zeitpunkt bewirkt wird, wird die Lebensdauer der Kupplung nach dem Gangschalten in ähnlicher Weise nennenswert beeinträchtigt. Dementsprechend ist es notwendig, die Öldruckerhöhungsrate dp/dt zu erhöhen, um dieses zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände getätigt; ihre primäre Aufgabe besteht darin, das Unbehagen, das die Bedienungsperson bekommt, im wesentlichen zu verhindern, indem verhindert wird, daß ein negatives Drehmoment an der Abtriebswelle erzeugt wird, wenn ein Herunterschalten mit eingeschalteter Energie bewirkt wird; ihre zweite Aufgabe besteht darin, das Unbehagen, das auf einen Gangschaltstoß in einen beliebigen Zustand des Betrages des betätigten Fahrpedals und in einem beliebigen Betriebszustand der Bremsen zurückzuführen ist, zu verhindern und gleichzeitig die Lebensdauer der Gangschaltkupplungen zu verbessern.
Als Stand der Technik kann ebenfalls die US-A-4 653 351 genannt werden, die ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems offenbart, das eine Vielzahl von Gangschaltkupplungen zum Auswählen eines Ganges und Drucksteuerventile, die jeweils mit den Gangschaltkupplungen verbunden sind, aufweist, wobei die Steuerventile gesteuert werden, wenn bei eingeschalteter Energie ein momentaner Gang zum nächsten Gang heruntergeschaltet wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Ausschalten des Drucksteuerventils, das der Gangschaltkupplung im momentanen Gang zugehörig ist, beim Auftreten eines Gangschaltbefehls; Betätigen des Drucksteuerventils, das der Gangschaltkupplung im nächsten Gang entspricht, beim Betriebsstartzeitpunkt, bei dem eine Füllzeit der Gangschaltkupplung abgeschlossen ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Relativdrehzahl der Gangschaltkupplung Null ist, so daß der Öldruck der Gangschaltkupplung zugeführt wird, und
Bestätigen der Beendigung der Füllzeit der Gangschaltkupplung und anschließendes Steuern des Stromsteuerventils, das der Gangschaltkupplung zugehörig ist, in einer solchen Weise, daß der Öldruck der Gangschaltkupplung allmählich erhöht wird.
Die US-A-4 836 057 offenbart eine Vorrichtung, die die Merkmale des oberbegriffes von Anspruch 1 hat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern eines Getriebesystems vorgesehen, das eine Vielzahl von Gangschaltkupplungen und Drucksteuerventilen aufweist, die jeweils mit den Gangschaltkupplungen verbunden sind und die durch einen elektrischen Befehl betrieben werden, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine erste Erfassungseinrichtung, die den Betrag des betätigten Fahrpedals erfaßt,
eine zweite Erfassungseinrichtung, die einen Gang für das Gangschalten erfaßt, und
eine Steuerungseinrichtung, die ein Verhältnis bzw. eine Rate der allmählichen Erhöhung des Öldrucks, der an die in Eingriff zu bringende Gangschaltkupplung angelegt ist, auf der Grundlage der Erfassungsausgänge der ersten und zweiten Erfassungseinrichtung bestimmt und einen elektrischen Befehl, der der bestimmten Rate der allmählichen Erhöhung des Öldrucks entspricht, zum Drucksteuerventil, das der in Eingriff zu bringenden Gangschaltkupplung entspricht, ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner aufweist:
eine dritte Erfassungseinrichtung, die einen Betätigungszustand einer Bremse erfaßt, wobei die Steuerungseinrichtung die Rate der allmählichen Erhöhung des Öldrucks auf der Grundlage eines Erfassungsausgangs der dritten Erfassungseinrichtung sowie der ersten und zweiten Erfassungseinrichtung bestimmt.
Entsprechend der vorstehend beschriebenen Anordnung wird die Änderung der Rate dp/dt der allmählichen Erhöhung des Öldrucks durch drei Parameter gesteuert: den Betrag des betätigten Fahrpedals, den Betriebszustand der Bremse und den Gangschaltgang. Das heißt, daß die vorliegende Erfindung besonderen Wert auf die Tatsache legt, daß der Gangschaltstoß durch die Bewertung des Empfindungsvermögens der Bedienungsperson bestimmt wird; indem dp/dt variabel gestaltet wird, wird der Beschleunigungssprungwert J, der als Standardwert des Gangschaltstoßes verwendet wird, als Ergebnis variabel gestaltet. Der Beschleunigungssprungwert wird ausgedrückt als:
J = da/dt α dp/dt
(a: Beschleunigung des Fahrzeugs)
Dementsprechend wird die Kupplung in einer solchen Weise in Eingriff gebracht, daß die Bedienungsperson unabhängig vom Betrag des betätigten Fahrpedals, vom Betriebszustand der Bremse und der Gangstufe, auf die der Gang geändert wird, konstant Behagen wahrnimmt. Folglich wird die Ermüdung der Bedienungsperson im wesentlichen vermindert und die Lebensdauer der Kupplungen deutlich verbessert.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das ein Getriebesystem und eine Vorrichtung zur Steuerung von diesem konzeptionell darstellt,
die Figuren 2 bis 5 Fließbilder sind, die Verarbeitungsprozeduren darstellen, die in einer in Fig. 1 gezeigten Steuerungseinrichtung ausgeführt werden,
Fig. 6 eine Zeitdarstellung ist, die die Art der Änderung von mehreren Elementen eines Getriebesystems in einem Fall zeigt, in dem das in Fig. 3 gezeigte Fließbild ausgeführt wird,
Fig. 7 ein Fließbild ist, das die Art der Änderungen bei zahlreichen Elementen eines Getriebesystems in einem Fall darstellt, in dem das in Fig. 4 gezeigte Fließbild ausgeführt wird,
die Figuren 8 und 9 Zeitdarstellungen sind, die einen anderen Betriebsmodus darstellen,
Fig. 10 ein hydraulischer Schaltplan ist, der die interne Konfiguration einer Kupplungsöldruckzuführvorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung darstellt,
Fig. 11 ein Querschnitt ist, der die interne Konfiguration eines Kupplungsöldrucksteuerventils darstellt,
Fig. 12 eine Zeitdarstellung ist, die den Betrieb des Kupplungsöldrucksteuerventils erläutert,
Fig. 13 eine graphische Darstellung ist, die verwendet wird, um die Beurteilung eines Timings zum Bewirken eines automatischen Gangschaltens zu erläutern,
Fig. 14 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen einem Betrag des betätigten Fahrpedals, einem Beschleunigungssprungwert J und einem Bewertungswert für das Empfindungsvermögen der Bedienungsperson konzeptionell darstellt,
Fig. 15 eine graphische Darstellung ist, die Beträge eines niedergedrückten Fahrpedals darstellt, das in Fig. 1 gezeigt ist,
Fig. 16 eine graphische Darstellung ist, die den Inhalt konzeptionell darstellt, der in einem Speicher innerhalb der Steuerungseinrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, gespeichert ist,
Fig. 17 eine Zeitdarstellung ist, die die Art und Weise darstellt, auf die der Druck einer Gangschaltkupplung einer Änderung ausgesetzt ist, die die Ausführung des in Fig. 5 gezeigten Fließbildes begleitet,
Fig. 18 eine Zeitdarstellung ist, die die Art und Weise darstellt, auf die der Kupplungsdruck nach einem Gangschalten mit Mustern zu allmählichen Erhöhungen, die im in Fig. 16 gezeigten Speicher gespeichert sind, allmählich erhöht wird,
die Figuren 19 und 20 Zeitdarstellungen sind, die die Art und Weise darstellen, auf die die Elemente des Getriebesystems Änderungen unterworfen werden, wenn das Fließbild in Fig. 5 ausgeführt wird, und
die Figuren 21 bis 23 Zeitdarstellungen sind, die die Art und Weise darstellen, auf die die Elemente des Getriebesystems Änderungen ausgesetzt sind, wenn die Steuerung eines Getriebesystems nach dem Stand der Technik ausgeführt wird.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das ein Getriebesystem und eine Vorrichtung zur Steuerung von diesem konzeptionell darstellt.
Es ist festzuhalten, daß von einem Fall ausgegangen wird, in dem die vorstehend genannte Vorrichtung an einem Baufahrzeug, wie zum Beispiel an einem Kippfahrzeug oder ähnlichem, montiert ist.
In Fig. 1 wird der Abtrieb eines Motors 1 über einen Drehmomentwandler 2 zu einem Getriebe 3 übertragen; der Abtrieb des Getriebes 3 wird über ein Differentialgetriebe/Radvorgelege 4 zu Antriebsrädern 5 übertragen. Zwischen die Antriebs- und Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 2 ist eine überbrückungskupplung bzw. Sperrkupplung 6 für das direkte Koppeln dieser Wellen zwischengeschaltet.
Für das Getriebe 3 sind Umdrehungssensoren 7, 8 bzw. 9 vorgesehen, die Signale ausgeben, die Werte darstellen, die der Drehzahl n&sub1;, n&sub2;, n&sub3; einer Antriebswelle des Getriebes 3, einer Zwischenwelle, die sich zwischen einem Nebengetriebe und einem Hauptgetriebe befindet, die später beschrieben werden, und einer Abtriebswelle des Getriebes 3 entsprechen. Ausgänge dieser Sensoren werden an eine Steuerungseinrichtung 10 angelegt.
Ein Drosselbetragssensor 11 ist an einem Fahrpedal 11a vorgesehen; der Sensor 11 ist dazu geeignet, den Betrag des niedergedrückten Drosselpedals 11a zu erfassen und ein Signal S (S1 - S5, siehe Fig. 15), das diesen Betrag des Niederdrückens darstellt, in die Steuerungseinrichtung 10 einzugeben. An einem Bremspedal 12a ist ein Bremssensor 12 vorgesehen; der Sensor 12 erfaßt, ob die Bremse betätigt wurde oder nicht, und gibt den erfaßten Wert in die Steuerungseinrichtung 10 ein. Eine Schaltauswähleinrichtung 13 gibt in die Steuerungseinrichtung 10 ein Signal ein, das eine Schaltposition (R, N, D, 1, ...) darstellt, die durch einen Schalthebel 14 ausgewählt wurde.
Die Steuerungseinrichtung 10 bestimmt einen Gang zum automatischen Bewirken eines Gangschaltens auf der Grundlage eines Schaltpositionssignals, das von der Schaltauswähleinrichtung 13 eingegeben wurde, und schaltet den Gang des Getriebes über eine Kupplungsöldruckzuführvorrichtung 20 um einen Gang zu dieser Zeit, um den Druck einer Gangschaltkupplung, die dem Gang des Getriebes 3 entspricht, auf der Grundlage eines Signals, das die Drehzahl (n&sub1;) der Antriebswelle darstellt, und des Drosselsignals S, die jeweils vom Umdrehungssensor 7 und Drosselbetragssensor 11 eingegeben werden, in einer solchen Weise zu steuern, das von den vorstehend genannten Gängen, in denen das automatische Gangschalten möglich ist, ein optimaler Gang erhalten wird.
Wenn die Schaltposition D durch den Schalthebel 14 ausgewählt wurde, wird unter der Annahme, daß das automatische Gangschalten für die Gänge eines ersten Vorwärts- bis siebten Vorwärtsganges möglich ist, das Gangschalten eines Hochschaltens oder Herunterschaltens in diesen Gängen mit in Fig. 13 gezeigten Mustern entsprechend der Drehzahl n&sub1; der Antriebswelle und dem Drosselsignal S bewirkt. Anders ausgedrückt wird in den Fällen, in denen das Drosselsignal S&sub3; ist (siehe Fig. 15), bei der Drehzahl n&sub1; der Antriebswelle von r&sub4; oder mehr ein Herunterschalten um einen Gang ausgeführt. Außerdem ist ein Herunterschalten mit eingeschalteter Energie, was die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Herunterschalten zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Antriebskraft zu einem Fahrsystem übertragen wird; dieses Herunterschalten mit eingeschalteter Energie ist gültig, wenn das Drosselpedal 11a niedergedrückt ist, wenn mit den Drehzahlen der Antriebswelle von r&sub3; oder weniger gefahren wird und wenn das Drosselsignal S4, S5 ist.
Das Getriebe 3 weist Nebengetriebekupplungen L (niedrig) und H (hoch) im ersten Gang, die mit der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 2 verbunden sind, sowie Hauptgetriebekupplungen erste, zweite, dritte, vierte und R in der zweiten Stufe, die mit der Abtriebswelle des Getriebes 3 verbunden sind, auf. Wie es in der nachstehenden Tabelle gezeigt ist, wird durch eine Kombination der Nebengetriebeseitenkupplungen H, L und der Hauptgetriebeseiten kupplungen erste, zweite, dritte, vierte und R (diese sind in der Tabelle mit einem Kreis gekennzeichnet), aus Rev (rückwärts), Neu (neutral), F1 (erster Vorwärts), F2 (zweiter Vorwärts), F3 (dritter Vorwärts), F4 (vierter Vorwärts), F5 (fünfter Vorwärts), F6 (sechster Vorwärts) und F7 (siebter Vorwärts) ein Gang ausgewählt. Tabelle 1
Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, weist die Kupplungsdruckölzuführvorrichtung 20 zum Zuführen von Drucköl zu diesen Kupplungen eine Öldruckdrucköl 21 und ein Entlastungsventil 22, sowie Kupplungsöldrucksteuerventile 31, 32, 33, 34, 35, 36 und 37 auf, die dazu geeignet sind, an die Kupplung L, H, erste, zweite, R, vierte bzw. dritte einen Öldruck anzulegen, und die für die jeweiligen Kupplungen getrennt vorgesehen sind. Außerdem hat die Überbrückungskupplung 6 ein elektronisch betätigtes druckproportionales Steuerventil (nicht gezeigt), das einen Öldruck an die Kupplung anlegt. Diese Ventile 31-37 werden unabhängig mittels elektrischer Befehle i&sub1; - i&sub7; von der Steuerungseinrichtung 10 betätigt. Es ist festzuhalten, daß die Öldrucksteuerventile 31-37, die nachstehend beschrieben werden, jeweils mit Füllsensoren zum Erfassen der jeweiligen Beendigung des Füllens versehen sind, wobei die Füllsensoren dazu geeignet sind, in die Steuerungseinrichtung 10 Eingangserfassungssignale e&sub1; - e&sub7; einzugeben.
Fig. 11 stellt eine Konfiguration der vorstehend genannten Kupplungsöldrucksteuerventile 31-37 dar; diese Kupplungsöldrucksteuerventile 31-37 setzen sich jeweils aus dem Drucksteuerventil 301 zum Steuern des Kupplungsöldrucks, einem Strömungsmengenerfassungsventil 302 und einem Sensorelement 303 zum Erfassen der Beendigung des Füllens, wie es ebenfalls in Fig. 10 gezeigt ist, zusammen. Das Drucksteuerventil 301 wird durch die Steuerungseinrichtung 10 gesteuert, während ein Erfassungssignal von jedem der Sensorelemente 303 in die Steuerungseinrichtung 10 eingegeben wird.
Jedes der Kupplungsöldrucksteuerventile 31-37 gestattet, daß Öl von der Pumpe 21 über einen Eingangsanschluß 310 hineinströmt, und führt das Öl über einen Ausgangsanschluß 311 zu jeder Kupplung. Ein Anschluß 312 ist geschlossen, während die Anschlüsse 313, 314 Ablaufanschlüsse sind.
Das elektronisch betätigte Drucksteuerventil 301 hat einen Steuerkolben 315; das rechte Ende des Steuerkolbens 315 befindet sich mit einem Plungerkolben 317 eines Proportionalmagnetventils 316 in Anlage; eine Feder 318 ist an seinem linken Ende vorgesehen. Der Öldruck eines Ölkanals 322 wird zu einer Ölkammer 320, die durch den Steuerkolben 315 und einem Kolben 319 definiert ist, über eine Ölkammer 321, die im Steuerkolben 315 vorgesehen ist, zurückgeführt.
Das Strömungsmengenerfassungsventil 302 hat einen Steuerkolben 325, der Spulenkammern 326, 327 und 328 definiert. Zwischen den Ölkammern 327, 328 dieses Steuerkolbens 325 ist eine Öffnung 330 ausgebildet. Der Steuerkolben 325 ist so angeordnet, daß dieser drei unterschiedliche Druckaufnahmebereiche A&sub1;, A&sub2; und A&sub3; hat, die mit der Beziehung A&sub1; + A&sub3; > A&sub2; und A&sub2; > A&sub3; vorgesehen sind. Eine Feder 331 befindet sich am linken Ende des Steuerkolbens 325; eine Feder 332 befindet sich an einem rechten Ende von diesem. Der Steuerkolben 325 ist so angeordnet, daß dieser seine in Fig. 10 gezeigte neutrale Position aufrechterhält, wobei die Federn 331, 332 an die Positionen ihrer freien Längen eingestellt sind, wenn der Druck in den Ölkammern 327, 328 nicht aufgebaut ist. Das heißt, daß in diesem Fall die Feder 331 als eine Rückführfeder für den Steuerkolben 325 wirkt, während die Feder 332 als eine Druckeinstellfeder wirkt, die den Öldruck der Kupplung erfaßt.
Ein metallischer Erfassungsstift 334 befindet sich an der rechten Seite eines oberen Abschnittes eines Ventilkörpers 333; dieser Erfassungsstift 334 erfaßt, daß sich der Steuerkolben 325 von seiner in Fig. 10 gezeigten neutralen Position entgegen der Federkraft der Feder 332 nach rechts bewegt hat. Dieser Erfassungsstift 334 ist über ein Isolierflachmaterial 336 mittels einer Abdeckung 335 am Körper 333 befestigt; ein Leitungsdraht 337 führt vom Erfassungsstift 334 weg.
Dieser Leitungsdraht 337 ist mit einem Punkt a zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen R&sub1; und R&sub2; verbunden. Eine vorbestimmte Gleichspannung V (zum Beispiel 12V) ist an die Widerstände R&sub1;, R&sub2; angelegt; der Körper 333 ist geerdet.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die in Fig. 12 gezeigte Zeitdarstellung wird eine Beschreibung des Betriebes der Ventile 31-37, die auf diese Weise angeordnet sind, vorgenommen.
In Fig. 12 zeigt Teil (a) einen Strombefehl I von der Steuerungseinrichtung 10, der Teil (b) den Öldruck (Kupplungsdruck) der Ölkammer 328 und der Teil (c) einen Ausgang des Sensors 303.
Wenn ein Versuch für den Eingriff der Kupplung unternommen wird, gibt die Steuerungseinrichtung 10 einen Triggerbefehl in die Magnetspule 316 eines relevanten Kupplungsöldrucksteuerventils ein; der Befehlsstrom I wird dann so gestaltet, daß dieser auf einen vorbestimmten Anfangsdruckbefehlsstrom abfällt, der dem Anfangsdruck des Kupplungsöldrucks entspricht. In diesem Zustand wird der Betrieb in einen Bereitschaftszustand gesetzt, bis das Füllen beendet ist (siehe Teil (a) von Fig. 12).
Bei der Aufnahme des vorstehend genannten Triggerbefehls bewegt sich der Steuerkolben 315 des Drucksteuerventils 301 nach links; das Öl von der Pumpe strömt über den Eingangsanschluß 310 und den Ölkanal 322 in die Ölkammer 327 des Strömungsmengenerfassungsventils 302. Das in die Ölkammer 327 eingetretene Öl strömt über die Öffnung 330 in die Ölkammer 328 und strömt dann über den Ausgangsanschluß 311 in die Kupplung. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Steuerkolben 325 nach links, da zwischen den Ölkammern 327 und 328 durch die Öffnung ein Differentialdruck auftritt.
Als Ergebnis wird das Strömungsmengenerfassungsventil 302 geöffnet; das Öl von der Pumpe, das in einen Ölkanal 329 eingetreten ist, strömt über die Ölkammer 326, die Ölkammer 327 und strömt dann über die Öffnung 330 in die Ölkammer 328 und den Ausgangsanschluß 311 in die Kupplung. Die Strömung des Öls setzt sich fort, bis die Kupplungspackung mit Öl gefüllt ist.
Hierbei ist der Steuerkolben 325 vom Erfassungsstift 334 entfernt, wenn sich der Steuerkolben 325 in seiner neutralen Position, die in Fig. 10 gezeigt ist, befindet, und sich der Steuerkolben 325 in der Periode einer Füllzeit tf befindet, wenn dieser von der neutralen Position aus nach links bewegt ist.
Aus diesem Grunde ist in diesem Zustand das Potential am Punkt a ein Potential, bei dem die Spannung V durch die Widerstände R&sub1;, R&sub2;, wie es in Teil (c) von Fig. 12 gezeigt ist, geteilt wird.
Wenn die Kupplungspackung mit Öl gefüllt ist, ist die Füllung abgeschlossen; es fließt nicht länger Öl in diese, so daß der Differentialdruck an entgegengesetzten Seiten der Öffnung 330 verschwindet.
Dementsprechend bewegt sich der Steuerkolben 325 mittels einer Kraft nach rechts, bei der eine Kraft, die einer Differenz der Druckaufnahmebereiche des Steuerkolbens 325 (A&sub1; + A&sub3; - A&sub2;) zuschreibbar ist, zur Rückführkraft der Feder 331 addiert ist.
Zum Zeitpunkt des Rückführens des Steuerkolbens 325 wird der Öldruck von der Pumpe über den Ölkanal 329, die Ölkammer 327, die Öffnung 330, die Ölkammer 328 und ähnliches an den Kupplungsöldruck angelegt. Als Ergebnis wird ein Überschwingdruck bzw. Schußdruck erzeugt, wie dieser zum Beispiel in Teil (b) von Fig. 12 gezeigt ist.
Hierbei ist die Federkonstante der Feder 332 auf einen Druck Th eingestellt, der kleiner als der vorstehend genannte Überschwingdruck ist, wie es in Teil (b) von Fig. 12 gezeigt ist.
Dementsprechend bewegt sich der Steuerkolben 325 während seines Rückführvorgangs, nachdem sich dieser in seine neutrale Position, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, nach rechts bewegt hat, weiter nach rechts, indem die Druckkraft der Feder 332 mittels des Überschwingdrucks überwunden wird, woraus sich ergibt, daß sich die rechte Endfläche mit dem Stift 334 in Anlage befindet.
Folglich wird die Leitfähigkeit vom Erfassungsstift 334 mit dem Körper 333 hergestellt, der über den Steuerkolben 325 geerdet ist, so daß das Potential am Punkt a auf Null abfällt, wie es in Teil (c) von Fig. 12 gezeigt ist; am Punkt a tritt keine Spannung auf.
Dieses Potential am Punkt a wurde in die Steuerungseinrichtung 10 eingegeben, so daß die Steuerungseinrichtung 10 das Beenden des Füllens auf der Grundlage des Abfalls des Potentials am Punkt a bestimmt. Unmittelbar beim Bestimmen des Beenden des Füllens erhöht die Steuerungseinrichtung 10 allmählich den Befehlsstrom I bezüglich der relevanten Kupplung von dem Wert des Anfangsdruckbefehlsstrom (Teil (a) von Fig. 12) aus.
Als Ergebnis wird der Kupplungsdruck allmählich erhöht, wie es in Teil (b) von Fig. 12 gezeigt ist, nachdem der Druck von dieser Kupplung vom Wert des vorstehend genannten Überschwingdrucks zum Anfangsdruck gefallen ist. Somit bewegt sich der Steuerkolben 325 zeitweise von dem Zustand, in dem sich dieser mit dem Stift 334 in Anlage befindet, zur neutralen Position nach links. Nachfolgend übersteigt der Kupplungsdruck den eingestellten Druck Th der Feder 332 zu einem bestimmten Zeitpunkt, da der Kupplungsdruck allmählich erhöht wird. Als Ergebnis bewegt sich der Steuerkolben 325 erneut nach rechts, indem die Druckkraft der Feder 332 überwunden wird; sein rechtes Ende befindet sich mit dem Erfassungsstift 334 in Anlage.
Somit fällt das Potential am Punkt a erneut gegen Null; dieser Null-Pegel wird anschließend aufrechterhalten.
Da das Potential des Punktes a auf Null gesetzt ist, wenn ein Druck, der den eingestellten Druck Th überschreitet, in der Kupplung aufgebaut wird, während dieses Potential auf einen vorbestimmten Spannungswert gesetzt wird, wenn der Kupplungsdruck niedriger als der eingestellte Druck Th ist, ist anders ausgedrückt die Steuerungseinrichtung 10 durch die Überwachung dieses Potential am Punkt a in der Lage, nicht nur das Beenden des Füllens zu erfassen, sondern ebenfalls das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Kupplungsdruckes, das heißt den Eingriffszustand der Kupplung, festzustellen.
Unter Bezugnahme auf die Fließbilder, die in den Figuren 2 bis 4 gezeigt sind, wird nun eine Beschreibung der Gangschaltsteuerung durch die Steuerungseinrichtung 10 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration vorgenommen.
Gemäß Vorbeschreibung bestimmt die Steuerungseinrichtung 10 auf der Grundlage der Ausgänge des Umdrehungssensors 7 und des Drosselbetragssensors 11, ob ein Gangschalten vorzunehmen ist. Somit unterscheidet die Steuerungseinrichtung 10, ob ein Herunterschalten vorzunehmen ist (Schritt 101) und ob der vorliegende Zustand der mit eingeschalteter Energie ist (Schritt 102). Bezüglich dieser Unterscheidung wird der Zustand mit eingeschalteter Energie unterschieden, wenn zum Beispiel das Drosselsignal größer als ein Referenzwert ist. Dann wird, wenn der Zustand zum Bewirken eines Herunterschaltens mit eingeschalteter Energie erfaßt wird, eine Entscheidung vorgenommen (Schritt 103), ob das Hauptgetriebe und das Nebengetriebe als Gangschalten umgeschaltet wurden. Wenn nur ein Getriebe aus Hauptgetriebe und Nebengetriebe umgeschaltet wurde, wird ein erstes Unterprogramm zur Getriebesteuerung, das in Fig. 3 gezeigt ist, ausgeführt (Schritt 105). Währenddessen wird, wenn beide Getriebe umgeschaltet wurden, ein zweites Unterprogramm zur Getriebesteuerung, das in Fig. 4 gezeigt ist, ausgeführt (Schritt 106). Beiläufig sei angemerkt, daß, wenn im vorstehenden Schritt 101 bestimmt wird, daß der Fall eines Hochschaltens vorliegt, oder wenn im vorstehenden Schritt 102 bestimmt wird, daß nicht der Zustand mit eingeschalteter Energie vorliegt, das heißt, wenn bestimmt wird, daß kein Herunterschalten mit eingeschalteter Energie vorliegt, dann eine gewöhnliche Routine zur Getriebesteuerung, die sich vom Sinn der vorliegenden Erfindung unterscheidet, ausgeführt wird; das Gangschalten wird abgeschlossen (Schritt 104).
Wenn nun in Schritt 103 bestimmt wird, daß nur das Hauptgetriebe oder das Nebengetriebe umgeschaltet wurde, wird angenommen, daß zum Beispiel die Nebengetriebekupplung L und die zweite Hauptgetriebekupplung zur Zeit in Eingriff stehen und der Gang F2 ausgewählt wurde; es wird von dem Fall des Herunterschaltens von F2 zu F1 ausgegangen. Im Gang F1 steht die erste Hauptgetriebekupplung in Eingriff (es wird auf die vorstehend genannte Tabelle 1 verwiesen).
In diesem Fall wird das erste Unterprogramm zur Getriebesteuerung ausgeführt. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, führt die Steuerungseinrichtung 10 beim Starten des Gangschaltens die Verarbeitung für das Abschalten des Ventils 34 aus, das mit der zweiten Hauptgetriebekupplung verbunden ist, die dann in Eingriff steht (zu einem Zeitpunkt t&sub0; in Fig. 6 Schritt 201). Dann wird eine Verarbeitung zum Einlesen von einer Zeit T&sub0; aus einem nicht dargestellten Speicher in die Steuerungseinrichtung 10 vom Zeitpunkt t&sub0; zu einem Zeitpunkt t&sub1; ausgeführt, wenn die Zuführung des Drucköls zum Ventil 33 der ersten Hauptgetriebekupplung, die als nächstes in Eingriff zu bringen ist, gestartet wird.
An dieser Stelle wird eine Beschreibung der Zeit T&sub0;, die im Speicher gespeichert ist, vorgenommen. In einem Fall, in dem die Zufuhr eines Drucköls zur ersten Kupplung nach dem Gangschalten zum Zeitpunkt t&sub1; begonnen wird, zu dem die Zeit T&sub0; vom Zeitpunkt t&sub0; aus vergangen ist, wenn die Last am Öldruck der zweiten Kupplung vor dem Gangschalten Null ist, dann ist diese Zeit T&sub0; eine Zeit, die so ein gestellt ist, daß die Relativdrehzahl Vc der ersten Kupplung nach dem Gangschalten zu einem Zeitpunkt t&sub2; Null wird, zu dem eine Füllzeit T&sub1; vergangen ist.
Insbesondere werden optimale Einstellzeiten T&sub0;, ..., ..., (= t&sub1; - t&sub0;), bei denen die Relativdrehzahl bei Abschluß der Füllzeit Null wird, durch Simulationen und Experimente (tatsächliche Tests am Fahrzeug usw.) im voraus bestimmt, indem unterschiedliche Gänge und die Motorleistung (Drosselöffnungen) als Parameter verwendet werden. Diese Einstellzeiten T&sub0;, ..., ... werden im vorstehend genannten Speicher in der Steuerungseinrichtung 10 in Form eines Verzeichnisses gespeichert. Dementsprechend wird, wenn zum Zeitpunkt eines Gangschaltens die Einstellzeit T&sub0;, die dem Ausgang des Drosselbetragssensors 11 und dem Gang des vorliegenden Falles entspricht, von diesem Speicher gelesen wird und wenn ein Drucksteuerventil bezüglich einer Kupplung, die als nächstes in Eingriff zu bringen ist, betätigt wird, um das Drucköl zum Zeitpunkt t1 zuzuführen, zu dem diese Einstellzeit T&sub0; vergangen ist, die Relativdrehzahl der Kupplung, die als nächstes in Eingriff stehen soll, zum Zeitpunkt, zu dem die Füllzeit T&sub1; (= t&sub2; - t&sub1;) vergangen ist, Null (diese Tatsache wurde durch die vorstehend genannten Simulationen und ähnliches bestätigt). Es ist festzuhalten, daß der Ausgang des Drosselbetragssensors 11 für die Erfassung der Motorleistung verwendet werden kann; in den Fällen, in denen das Abtriebswellendrehmoment des Motors mit einem Drehmomentsensor oder ähnlichem erfaßt werden kann, kann der Erfassungswert verwendet werden.
Somit wird, wenn die Einstellzeit T&sub0;, die dem Gangschalten (F2 T F1) des vorliegenden Falles und dem Ausgang des Drosselbetragssensors 11 entspricht, vom Speicher gelesen wird (Schritt 202), durch einen nicht dargestellten Timer anschließend eine Bestimmung vorgenommen, ob die Einstellzeit T&sub0; vergangen ist (Schritt 203). Dann wird mit der Zufuhr des Drucköls zum Drucksteuerventil 33 der ersten Hauptgetriebekupplung, die als nächstes in Eingriff zu bringen ist, zum Zeitpunkt t&sub1; begonnen, wenn die vorstehend genannte Zeit T&sub0; vergangen ist (siehe Teil (d) von Fig. 6, Schritt 204).
Anschließend bestätigt die Steuerungseinrichtung 10 den Abschluß des Füllens auf der Grundlage eines Ausgangs e&sub3; des Füllerfassungssensors 303 des Ventils 33, das mit der vorstehend genannten ersten Hauptgetriebekupplung verbunden ist, (Schritt 205) und führt die folgenden zwei Punkte der Steuerung (a) (b) zu dem Zeitpunkt (zum Zeitpunkt t&sub2; in Fig. 6) aus, zu dem das vorstehend genannte Füllbeendigungserfassungssignal vom Sensor 303 eingegeben wird.
a) Das Drucksteuerventil der Überbrückungskupplung 6 wird ausgeschaltet (Teil (e) von Fig. 6, Schritt 206).
b) Der Öldruck der ersten Hauptgetriebekupplung, für die die vorstehend genannte Beendigung des Füllens erfaßt wurde, wird mit einer vorbestimmten Aufbaurate allmählich erhöht (Teil (d) von Fig. 6, Schritt 207).
Bei Beendigung dieser Steuerung beginnt die Steuerungseinrichtung 10 zu einem Zeitpunkt t&sub3;, zu dem eine vorbestimmte Zeit (auf die sich im folgenden als Überbrückungskupplungsverzögerungszeit bezogen wird) T&sub3; vom Zeitpunkt t&sub2; aus vergangen ist (Schritt 208), mit dem Aufbau des Öldrucks der Überbrückungskupplung 6.
Wenn die vorstehend genannte Gangschaltsteuerung bewirkt wird, wird die Relativdrehzahl Vc der ersten Kupplung nach dem Gangschalten zum Zeitpunkt t&sub2; Null, wenn die Zeit T&sub2; ohne Drehmoment der ersten Kupplung vergangen ist, wie es in Teil (b) von Fig. 6 gezeigt ist. Anschließend wird bezüglich der ersten Kupplung der Eingriff in einem Zustand ausgeführt, in dem die Drehzahl der zwei Drehkörper synchronisiert ist, so daß das negative Drehmoment durch die Eingriffslast bedingt nicht erzeugt wird, wie es in Teil (a) der Zeichnung gezeigt ist. Dementsprechend empfindet die Bedienungsperson keinen Eindruck der Verlangsamung (Unbehagen), der dadurch bedingt ist.
Wenn im vorstehend genannten Schritt 103 bestimmt wird, daß sowohl das Hauptgetriebe als auch das Nebengetriebe umgeschaltet wurde, wird hingegen angenommen, daß zum Beispiel die Nebengetriebekupplung L und die dritte Hauptgetriebekupplung in Eingriff stehen und daß der Gang F4 ausgewählt wurde; es wird von einem Herunterschalten von F4 zu F3 ausgegangen. Im Gang F3 stehen die Nebengetriebekupplung H und die zweite Hauptgetriebekupplung in Eingriff (es wird sich auf die vorstehend genannte Tabelle 1 bezogen).
In diesem Fall wird das zweite Unterprogramm zur Ge triebesteuerung ausgeführt. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, führt die Steuerungseinrichtung 10, wenn das Gangschalten gestartet wird, als erstes das Verarbeiten des Abschaltens der Ventile 31 und 37, die jeweils mit der Nebengetriebekupplung L verbunden sind, aus; die dritte Getriebekupplung wird dann in Eingriff gebracht (zu einem Zeitpunkt t&sub0;' in Fig. 7, Schritt 401). Dann wird zu diesem Zeitpunkt t&sub0;' die Ölzufuhr zum Ventil 32 der Kupplung H, die als nächstes in Eingriff zu bringen ist, nur bezüglich der Nebengetriebeseite gestartet (Schritt 402). Anschließend wird zu dem Zeitpunkt, zu dem das Beenden des Füllens auf der Grundlage des Ausgangs e&sub2; des Füllerfassungssensors 303 des Ventils 32 der Kupplung H nach dem Gangschalten bestätigt wird (Schritt 403), der Öldruck der Kupplung H nach dem Gangschalten mit einer vorbestimmten Aufbaurate allmählich erhöht (Teil (f) von Fig. 7, Schritt 404).
Dann wird eine Verarbeitung, die der der Schritte 202-209 des vorstehend genannten ersten Unterprogramms für die Getriebesteuerung ähnelt, bezüglich der zweiten Kupplung an der Hauptgetriebeseite, die als nächstes in Eingriff gebracht werden soll, (und bezüglich der Überbrückungskupplung 6) ausgeführt.
Das heißt, das eine geeignete Einstellzeit T&sub0;', die dem Ausgang des Drosselbetragssensors 11 und dem Gang des vorliegenden Falles entspricht, vom Speicher in der Steuerungseinrichtung 10 gelesen wird (Schritt 202); zu einem Zeitpunkt t&sub1;', zu dem die Einstellzeit T&sub0;' vergangen ist, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, (Schritt 203), wird das Ventil 34 der zweiten Hauptgetriebekupplung, die als nächstes in Eingriff stehen soll, betätigt, um dieser Drucköl zuzu führen (Schritt 204). Beim Bestätigen des Beendens einer Füllzeit T&sub1;' (t&sub2;' - t&sub1;') für die zweite Hauptgetriebekupplung (Schritt 205) wird zum Zeitpunkt t&sub2;', zu dem ein Füllbeendigungserfassungssignal e&sub4; eingegeben wird, die Überbrückungskupplung 6 abgeschaltet (Schritt 206); der Öldruck der zweiten Hauptgetriebekupplung wird mit einer vorbestimmten Aufbaurate allmählich erhöht (Schritt 207).
Anschließend wird zu einem Zeitpunkt t&sub3;', zu dem die Überbrückungskupplungverzögerungszeit T&sub3;', von diesem Zeitpunkt t&sub2;' aus vergangen ist (Schritt 208), das Aufbauen des Öldrucks der Überbrückungskupplung 6 gestartet (Schritt 209).
Bei diesem zweiten Unterprogramm zu Getriebesteuerung bezüglich der Nebengetriebekupplung wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der Öldruck der Kupplung L vor dem Gangschalten auf Null gesetzt ist (Kupplung freigegeben), der Öldruck sofort der Kupplung H nach dem Gangschalten zugeführt; der Eingriff der Kupplung H nach dem Gangschalten wird in der Zeit T&sub2;' ohne Drehmoment der Hauptgetriebekupplung beendet. Während des Eingriffs des Nebengetriebes H treten bei der Kupplung H Drehmomentschwankungen auf, die durch die Eingriffslast bedingt sind. Zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Drehmomentschwankungen treten diese jedoch nicht an der Abtriebswelle des Getriebes auf, bei dem sich die Hauptgetriebeseite in der Periode ohne Drehmoment befindet. Darüber hinaus wird zu einem Zeitpunkt t&sub4; (siehe Teil (e) von Fig. 7), zu dem die Relativdrehzahl der Nebengetriebekupplung H Null geworden ist, der Zustand ähnlich dem des Zeitpunkts t&sub0;, der in Fig. 6 gezeigt ist; das heißt, daß ein Zustand vorliegt, in dem der Eingriff nur bezüglich der Kupplung (zweiten) nach dem Gangschalten der Hauptgetriebeseite zu bewirken ist. Aus diesem Grund wird, wenn anschließend eine Prozedur, die ähnlich der des ersten Unterprogramms der Getriebesteuerung ist, für die zweite Kupplung nach dem Gangschalten ausgeführt wird und wenn die Zufuhr des Drucköls zur zweiten Kupplung zum Zeitpunkt (Zeitpunkt t&sub1;') der Beendigung der Füllzeit zu dem Zeitpunkt begonnen wird, zu dem die Relativdrehzahl der zweiten Kupplung nach dem Gangschalten Null wird, dann das negative Drehmoment an der Abtriebswelle des Getriebes in ähnlicher Weise nicht erzeugt.
In dem Ausführungsbeispiel, wie es in Figur 6 oder 7 gezeigt ist, wird die Überbrückungskupplung 6 während der Periode der Zeit T&sub2; oder T&sub2;' ohne Drehmoment in einen Eingriffszustand gebracht. Das heißt, daß, da die Antriebswelle des Getriebes mit der Abtriebswelle des Motors direkt gekoppelt ist, die Drehzahl einer Turbine des Drehmomentwandlers 2 steil erhöht wird, das heißt, daß sich die des Drehkörpers an der Drehseite und Eingangsseite der Kupplung nach dem Gangschalten schnell erhöht. Dementsprechend wird eine Wirkung dahingehend erreicht, daß das Timing zum Einstellen der Relativdrehzahl der Kupplung nach dem Gangschalten auf Null beschleunigt werden kann.
Außerdem wird entsprechend diesem Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt des Eingriffs der Kupplung nach dem Gangschalten eine Anordnung vorgesehen, die die Last am Kupplungseingriff vermindert, indem die Überbrückungskupplungsverzögerungszeit T&sub3; oder T&sub3;' bezüglich der Überbrückungskupplung 6 vorgesehen wird.
Es ist festzuhalten, daß, wenn der Öldruck der Kupplung nach dem Gangschalten nach dem Zeitpunkt, zu dem die Füll zeit beendet ist, allmählich erhöht wird, wenn die Relativdrehzahl dieser Kupplung zu diesem Zeitpunkt Null ist, der Anfangsdruck und die Rate der allmählichen Erhöhung des Öldrucks im Anschluß an die Füllzeit festgesetzt werden können. In der Praxis treten jedoch Fälle auf, in denen die Relativdrehzahl beim Beenden der Füllzeit von Null abweicht. Aus diesem Grund kann beim Implementieren des Ausführungsbeispiels der vorstehend genannte Anfangswert und die Rate der allmählichen Erhöhung des Öldrucks entsprechend dem Drosselbetrag und den Gang des vorliegenden Falles in der gleichen Weise wie bei der vorstehend genannten Einstellzeit T&sub0; oder T&sub0;' geändert werden, um den Gangschaltstoß, der durch diese Abweichung verursacht wird, zu vermindern.
Außerdem ist es effektiv, bei der Verringerung des Gangschaltstoßes den Anfangsdruck der Kupplung nach dem Gangschalten auf einen niedrigen Pegel zu setzen, da das Drehmoment der Abtriebswelle des Getriebes von Null aus ansteigen muß.
In diesem Ausführungsbeispiel wird mit der Zufuhr des Drucköls zur Kupplung nach dem Gangschalten zu dem Zeitpunkt begonnen, zu dem eine Einstellzeit, die durch Simulationen und ähnliches im voraus erhalten wurde, vergangen ist; es ist jedoch möglich, das Ausführungsbeispiel wie folgt zu implementieren:
*Eine eingestellte Relativdrehzahl Vco wird vom Speicher gelesen. Mit der Relativdrehzahl Vco ist ein Wert gemeint, der durch Simulationen und ähnliches im voraus als ein Optimum erhalten wurde; diese ist eine Drehzahl, bei der die Relativdrehzahl bei Beendigung der Füllzeit in den Fällen Null wird, in denen die Zufuhr des Drucköls zur Kupplung nach dem Gangschalten zu dem Zeitpunkt begonnen wird, zu dem die Relativdrehzahl der Kupplung nach dem Gangschalten die Relativdrehzahl Vco erreicht hat. Die eingestellten Relativdrehzahlen Vco, ..., ... sind ebenfalls im Speicher in Form eines Verzeichnisses entsprechend jedem Gang und der Motorleistung in der gleichen Weise wie die vorstehend genannten Einstellzeiten T&sub0;, ..., ... gespeichert.
Dementsprechend wird die eingestellte Relativdrehzahl Vco, die dem Ausgang des Drosselbetragssensors 11 und dem Gang des vorliegenden Falles entspricht, vom Speicher gelesen (Schritt 202').
* Die Relativdrehzahl der Kupplung nach dem Gangschalten wird anschließend erfaßt und eine Bestimmung davon vorgenommen, ob die erfaßte Relativdrehzahl die gelesene eingestellte Relativdrehzahl Vco erreicht hat (Schritt 203').
Dann wird zu einem Zeitpunkt t&sub1;", zu dem die erfaßte Relativdrehzahl die eingestellte Drehzahl Vco erreicht hat, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, der Kupplung nach dem Gangschalten der Öldruck zugeführt (Schritt 204); der Öldruck der Kupplung nach dem Gangschalten wird zu einem Zeitpunkt t&sub2;" der Beendigung der Füllzeit allmählich erhöht (Schritte 205, 207). Bezüglich der Überbrückungskupplung 6 wird ebenfalls die Verarbeitung (Schritte 206, 208, 209) ähnlich der vorstehend beschriebenen ausgeführt.
Wenn die vorstehend beschriebene Steuerung ausgeführt wird, ist es möglich, eine ähnliche Wirkung wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zu erhalten. Ferner wird entsprechend dieser Abwandlung ein Vorteil darin erreicht, daß der Zeitpunkt bei der Relativdrehzahl der Kupplung nach dem Gangschalten und der Zeitpunkt der Beendigung der Füllzeit von dieser Kupplung miteinander in guter Übereinstimmung als zusammenfallend gestaltet werden können.
Es ist festzuhalten, daß im vorhergehenden Ausführungs beispiel während der Überbrückungskupplungsverzögerungszeit der Öldruck der Überbrückungskupplung 6 vollständig auf Null gesetzt wird, woraus resultiert, daß bei Beendigung des Eingriffs dieser Kupplung 6 ein Gangschaltstoß auftritt, wie es in Teil (a) von Fig. 6, Teil (a) von Fig. 7 und Teil (a) von Fig. 8 gezeigt ist.
Um den Stoß, der zum Zeitpunkt des Eingriffs der Überbrückungskupplung 6 auftritt, zu verringern, ist es dementsprechend möglich, das Ausführungsbeispiel so zu implementieren, daß während des Eingriffs der Kupplung nach dem Gangschalten der Öldruck der Überbrückungskupplung 6 nicht vollständig auf Null gesetzt wird, sondern auf einem Druckniveau gehalten wird, das geringfügig höher als der Innendruck des Drehmomentwandlers 2 ist, wie es in Teil (e) von Fig. 9 gezeigt ist. In den Fällen, in denen ein vorbestimmter Öldruck somit aufrechterhalten wird, während der Öldruck der Überbrückungskupplung 6 verringert wird, wird der Eingriff der Kupplung 6 abgeschlossen, wobei das Übertragungsdrehmoment der Überbrückungskupplung abgesenkt ist, so daß es möglich ist, den Stoß zum Zeitpunkt des Eingriffs zu verringern oder zu überwinden, wie es in Teil (a) zu Fig. 9 gezeigt ist. Darüber hinaus ist es gleichzeitig möglich, die Eingriffslast, die auf der Kupplung nach dem Gangschalten wirkt, zu verringern. Es ist festzuhalten, daß es, obwohl im Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Einstellzeiten oder eingestellten Relativdrehzahlen, die beide jedem Gang und jeder Motorleistung entsprechen, vorbereitet werden, möglich ist, eine Einstellzeit oder eine eingestellte Relativdrehzahl unabhängig vom Gang oder der Motorleistung gleichmäßig einzustellen und diese bei einer tatsächlichen Implementierung zu verwenden.
Obwohl im ersten Unterprogramm für die Getriebesteuerung des Ausführungsbeispiels eine Beschreibung des Falles F2 T F1 vorgenommen wurde, kann eine ähnliche Wirkung bezüglich den Fällen F3 T F2, F5 T F4 und F7 T F6 erhalten werden, um ein Gangschalten für eine Seite des Getriebes zu bewirken, indem eine ähnliche Verarbeitung ausgeführt wird.
Außerdem kann bezüglich dem zweiten Unterprogramm zur Getriebesteuerung ebenfalls eine ihnliche Wirkung nicht nur im Fall F4 T F3 sondern auch im Fall F6 T F5 erhalten werden, indem eine ähnliche Verarbeitung wie die des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.
Als nächstes wird eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
Der Gangschaltstoß eines Getriebes wird durch einen Beschleunigungssprungwert J ermittelt, der durch die folgende Formel definiert ist:
J: Beschleunigungssprungwert
α: Beschleunigung des Fahrzeugs
K: Umwandlungskoeffizient
G: Untersetzungsverhältniskonstante
I: Fahrzeuggesamtgewicht (Aufbaugewicht + Ladegewicht)
µ: Reibungskoeffizient der Kupplungsscheibe
P: Öldruck der Kupplung
Die vorstehend genannte Untersetzungsverhältniskonstante G wird auf der Grundlage von jedem Untersetzungsgang bestimmt, weist jedoch auch einen Koeffizienten auf, der auf die Anzahl der laminierten Schichten einer Kupplungsplatte und ihres Bereiches in jedem Gang hinweist. Dementsprechend ändert sich der Wert dieser Konstante G geringfügig in Abhängigkeit vom Gang.
Es ist selbstverständlich, daß G in den Fällen das Untersetzungsverhältnis selbst wird, wenn die Anzahl der laminierten Schichten der Kupplungsplatten und ihrer Bereiche für die jeweiligen Gänge gleich ist.
Der zweite Ausdruck in den Klammern der vorstehend genannten Formel (1) ist ein Ausdruck, der einen Einfluß hat, wenn die Differenz zwischen der statischen Reibung und der dynamischen Reibung groß ist; seine Wirkung tritt bei Beendigung des Eingriffs der Kupplung auf. In den Fällen, in denen zwischen diesen kein Unterschied besteht, kann er ignoriert werden. Nachstehend wird eine Beschreibung unter der Annahme vorgenommen, daß der erste Ausdruck gültig ist.
Der Beschleunigungssprungwert J in der vorstehenden Formel (1) kann ausgedrückt werden als
Hierbei wird unter der Annahme von
die Formel (1)' ausgedrückt als
Somit wird eine Öldruckerhöhungsrate dp/dt der Kupplung durch K' und den Beschleunigungssprungwert J (eine Änderungsrate der Beschleunigung) bestimmt, die durch die Bedingungen zum Zeitpunkt des Gangschaltens bestimmt sind.
Hierbei kann, da die Parameter K und G von K' durch die unterschiedlichen Zustände der Kupplung und des Untersetzungsverhältnisses bestimmt werden, wenn das Fahrzeuggesamtgewicht I und der Koeffizient µ der dynamischen Reibung als konstant angesehen werden, K' bedingungslos aus der Art und Weise des Gangschaltens bestimmt werden, das heißt der Differenz zwischen dem Hochschalten und Herunterschalten und dem Gang zum Zeitpunkt des Gangschaltens.
Wenn der Parameter des Betrages des betätigten Fahrpedals zum Bewertungswert für das Empfindungsvermögen der Bedienungsperson addiert wird, wird die Beziehung zwischen dem Betrag des betätigten Fahrpedals, dem Beschleunigungssprungwert J und dem Bewertungswert für das Empfindungsvermögen eine solche, wie diese in Fig. 14 gezeigt ist.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß sich in den Fällen, in denen der Beschleunigungssprungwert Jp gleichmäßig eingestellt ist, ohne daß die Größe des Betrages des betätigten Fahrpedals hergenommen wird, und eine Gangschaltkupplung mit einer entsprechenden Druckerhöhungsrate dp/dt in Eingriff gebracht wird, die Bedienungsperson im Abschnitt I (in dem der Betrag des betätigten Fahrpedals ein Teilbetrag ist) "behaglich" fühlt, jedoch im Abschnitt M (in dem der Betrag der Fahrpedalbedienungsperson klein ist) empfindet, daß der "Gangschaltstoß groß ist". Außerdem empfindet die Bedienungsperson im Abschnitt Q die "Empfindung verringerter Beschleunigung"; im Zusammenhang damit tritt der Nachteil der Verringerung der Lebensdauer der Gangschaltkupplungen auf.
Aus diesem Grunde ist in dieser Vorrichtung, wenn der Betrag des betätigten Fahrpedals S ein niedriger wert SL ist, der Beschleunigungssprungwert J auf einen kleinen Soll-Beschleunigungssprungwert JPL eingestellt, während, wenn der Betrag des betätigten Fahrpedals S ein niedriger Wert SH ist, der Beschleunigungssprungwert auf einen hohen Sollbeschleunigungssprungwert JPH gesetzt ist. Das heißt, daß durch das Einstellen der Druckerhöhungsrate dp/dt entsprechend dem Betrag des betätigten Fahrpedals in einer solchen Weise, daß mit wachsendem Betrag des betätigten Fahrpedals der Sollbeschleunigungssprungwert, das heißt die Änderungsrate der Fahrzeugbeschleunigung, wächst, ein Versuch ausgeführt wird, den Bewertungswert für das Empfindungsvermögen "behaglich" konstant zu erhalten; die Lebensdauer der Kupplung verbessert sich.
Es ist festzuhalten, daß K' in der vorstehenden Formel (2) die folgende Tendenz hat:
* Mit wachsendem Gang nach dem Gangschalten wird der Wert K kleiner.
Somit ist es entsprechend der vorstehenden Formel (3) ausreichend, daß mit wachsendem Gang nach dem Gangschalten die Öldruckerhöhungsrate dp/dt höher eingestellt wird.
Zum Betätigungszeitpunkt der Bremse wird der Motor unter eine hohe Last gebracht, so daß die Möglichkeit besteht, daß die Kupplungen durch die thermische Last zu dem Zeitpunkt, zu dem die Gangschaltkupplung in Eingriff gebracht wird, beschädigt werden. Um dieses zu verhindern, wird in dieser Vorrichtung, wenn die Bremse betätigt wird, die Gangschaltkupplung während eines Gangschaltens in Eingriff gebracht, indem die Druckerhöhungsrate auf einen hohen Pegel gesetzt wird (auf dem Pegel einer Druckerhöhungsrate entsprechend einem in wesentlichen maximalen Wert des Betrages des betätigten Fahrpedals (geringfügig niedriger als der Maximalwert)). Das heißt, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die Bremse betätigt wird, die Kupplung mit einer hohen Druckerhöhungsrate dp/dt unabhängig vom Betrag des betätigten Fahrpedals in Eingriff gebracht wird.
Um die vorstehend genannte Steuerung der allmählichen Erhöhung des Öldrucks auszuführen, werden Muster für ein optimales allmähliches Erhöhen des Kupplungsöldrucks in dem Speicher (nicht gezeigt) in der Steuerungseinrichtung 10, die in Fig. 1 gezeigt ist, entsprechend dem Betrag des betätigten Fahrpedals und einer Kombination des Betriebszustands der Bremse und zahlreichen Gangschaltmodi gespeichert, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.
Genauer gesagt wird eine Erläuterung vorgenommen, indem der Fall eines Gangschaltmodus "Hochschalten, F1 T F2" angeführt wird. Muster PT1, PT2, PT3, PT4, PT5 für die allmähliche Erhöhung des Öldrucks, bei denen mit wachsendem Betrag des Niederdrückens die Rate dp/dt für das allmähliche Erhöhen des Öldrucks wächst, sind entsprechend den Erfassungswerten S1 - S5 des Drosselbetragssensors 11 gespeichert (siehe Fig. 15). Außerdem ist ebenfalls ein Muster der allmählichen Erhöhung des Öldrucks PT6 zum Eingriff der Kupplung mit einer Öldruckerhöhungsrate dp/dt, die geringfügig niedriger als die Öldruckerhöhungsrate dp/dt entsprechend einem Volldrosselzustand (S5) ist, entsprechend einem Fall gespeichert, in dem die Bremsbetätigung durch den Bremssensor 12 (Bremse ein) erfaßt wird.
Diese Muster der allmählichen Erhöhung des Öldrucks, die sich entsprechend der Größe des Betrages des betätigten Fahrpedals ändern, sind im Speicher gespeichert, so daß die Kupplung bei einem höheren Gang bezüglich dem jeweiligen Gangschaltmodus mit einer höheren Öldruckerhöhungsrate dp/dt in Eingriff gebracht wird.
Unter Bezugnahme auf das Fließbild, das in Fig. 5 gezeigt ist, und der Zeitdarstellung, die in Fig. 17 gezeigt ist, wird eine Beschreibung der Gangschaltsteuerung durch die Steuerungseinrichtung 10 vorgenommen, die den vorstehend beschriebenen Aufbau hat.
Die Steuerungseinrichtung 10 bestimmt auf der Grundlage der Ausgänge des Umdrehungssensors 7 und des Drosselbetragssensors 11, ob ein Gangschalten ausgeführt werden soll. Gleichzeitig mit dieser Bestimmung wird eine Unterscheidung zwischen einem Hochschalten und einem Herunterschalten ausgeführt (Schritt 501).
Nun wird angenommen, daß die Kupplung L und die erste Kupplung in Eingriff stehen und der Gang F1 (erster vorwärts) ausgewählt wurde und daß ein Hochschalten von F1 (erster vorwärts) zu F2 (zweiter vorwärts) ausgeführt werden soll. Im Gang F2 steht die zweite Kupplung in Eingriff (siehe vorstehende Tabelle 1).
Beim Starten des Gangschaltens beginnt die Steuerungseinrichtung 10 als erstes mit dem Zuführen des Drucköls zum Kupplungsöldrucksteuerventil 34 der zweiten Gangschaltkupplung (Schritt 102, Zeitpunkt t&sub0; in Fig. 6).
Anschließend wird auf der Grundlage eines Ausgangs des Füllerfassungssensors, der am Ventil 34, das mit der zweiten Kupplung nach dem Gangschalten verbunden ist, befestigt ist, durch die Steuerungseinrichtung 10 das Beenden des Füllens bestätigt (Schritt 105) und wird von der Steuerungseinrichtung 10 die folgende Steuerung zum Zeitpunkt (Zeitpunkt t&sub1; in Fig. 17) ausgeführt, wenn das Füllbeendigungserfassungssignal e&sub4; von diesem Sensor eingegeben wird:
- Das Ventil 33 der ersten Kupplung vor dem Gangschalten, die in Eingriff steht, wird ausgeschaltet (Schritt 507, Teil (a) von Fig. 17).
- Der Öldruck der zweiten Kupplung nach dem Gangschalten, für die die Füllbeendigung erfaßt wurde, wird mit einem allmählichen Muster PT des Öldrucks, das nachstehend beschrieben wird, allmählich erhöht (Schritt 511, Teil (b) von Fig. 17).
Hierbei wird bei der Steuerung der vorstehend genannten Schritte 507, 511 ein Versuch gemacht, den Gangschaltstoß zu verhindern, indem der Öldruck P&sub1; (siehe Teil (a) von Fig. 17) der ersten Kupplung, die abgeschaltet werden soll, und der Öldruck P&sub2; (siehe Teil (b) von Fig. 17) der zweiten Kupplung, die eingeschaltet werden soll, auf geeignete Werte gesetzt werden, so daß das Abtriebswellendrehmoment des Getriebes 3 unmittelbar vor dem Gangschalten und bei Beendigung des Füllens gleich wird.
Das heißt, daß durch eine Differenz beim Abtriebsdrehmoment des Getriebes 3 bedingt der Gangschaltstoß unmittelbar vor und nach dem Gangschalten auftritt. Aus diesem Grund kann der Gangschaltstoß verhindert werden, wenn das Gangschalten in einer solchen Weise bewirkt wird, daß diese Drehmomentdifferenz verschwindet.
Die Drehzahlen n&sub0;, n&sub1; der Antriebs- und Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 2, der in Fig. 1 gezeigt ist, werden jeweils durch die Sensoren erfaßt. Dementsprechend ist es durch die Bestimmung eines Verhältnisses zwischen diesen Drehzahlen e = n&sub1;/n&sub0; möglich, einen Primärkoeffizienten (STP) und ein Drehmomentverhältnis (ST) zu berechnen, die das Verhalten des Drehmomentwandlers 2 anzeigen. Da das Antriebsdrehmoment Tp des Drehmomentwandlers ausgedrückt werden kann als
Tp = STP (n&sub0;/1000) ... (4)
und da das Abtriebsdrehmoment Tt des Drehmomentwandlers ausgedrückt werden kann als
Tt = Tp ST ... (5)
kann außerdem der Wert des Abtriebsdrehmoments Tt des Drehmomentwandlers auf der Grundlage dieser Formeln und des vorstehend genannten Koeffizienten (STP) und des vorstehend genannten Drehmomentverhältnisses (ST) berechnet werden.
Somit ist es durch die Bestimmung des Abtriebsdrehmoments Tt des Drehmomentwandlers zum Zeitpunkt t&sub0; beim Ausgeben des vorstehend genannten Gangschaltbefehls möglich, das Drehmoment TB der Abtriebswelle des Getriebes 3 zu diesem Zeitpunkt t&sub0; auf der Grundlage der folgenden Formel zu bestimmen.
TB = G Tt ... (6)
wobei G das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 als Ganzes ist.
Hingegen kann das Reibungsdrehmoment TC der Kupplung zum Füllbeendigungszeitpunkt t&sub1; der zweiten Kupplung ausgedrückt werden als
TC = KC µ P ... (7)
KC: Kupplungskoeffizient zum Zeitpunkt t&sub1;
µ: Reibungskoeffizient der Kupplung zum Zeitpunkt t&sub1;; dieser ist eine Funktion der relativen Rotationsgeschwindigkeit V der Kupplungsscheibe
P: Kupplungsöldruck
Außerdem kann dieses Reibungsdrehmoment TC zum Zeitpunkt t&sub1; auf der Grundlage der folgenden Formel (8) in das Abtriebswellendrehmoment TA des Getriebes 3 umgewandelt werden:
TA = G' TC
= KC µ G' P ... (8)
wobei G' das Übersetzungsverhältnis zwischen der in Eingriff stehenden Kupplung und der Abtriebswelle des Getriebes zum Zeitpunkt t&sub1; ist.
Um Drehmomentschwankungen während des Gangschaltens zu verhindern ist es ausreichend, wenn das Getriebeabtriebswellendrehmoment TB zum Zeitpunkt t&sub0;, das in Formel (6) gezeigt ist, und dieses Drehmoment TA zum Zeitpunkt t&sub1;, das in Formel (8) gezeigt ist, gleich werden. Der Öldruck der in Eingriff stehenden Kupplung, der dieser Bedingung TB = TA gerecht wird, kann auf der Grundlage der Formel (6) und (8) wie folgt ausgedrückt werden:
P = (G Tt) / (KC µ G') ... (9)
Es ist festzuhalten, daß es unmöglich ist, den Reibungskoeffizient µ im voraus festzustellen, da der Reibungskoeffizient µ der Kupplung, der in der vorstehenden Formel (9) gezeigt ist, eine Funktion der Relativdrehzahl der Kupplungsscheibe ist. Es ist jedoch möglich, den Reibungskoeffizient µ zu erhalten, da die Relativdrehzahl der Scheibe zum Zeitpunkt des Starts des Gangschaltens aus der Drehzahl n&sub1;, die durch den Sensor 7 erfaßt wird, dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 vor und nach dem Gangschalten und der Drehzahl der Abtriebswelle, die durch den Sensor 9 erfaßt wird, bestimmt werden kann.
Dementsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 10 den Öldruck P2, der an die zweite Kupplung nach dem Gangschalten angelegt werden soll, auf der Grundlage der vorstehend genannten Formel (9) (Schritt 503) und verursacht, daß dieser Öldruckwert P2 zum Zeitpunkt t&sub1; der Beendigung der Füllzeit der zweiten Kupplung auf die zweite Kupplung wirkt (Schritt 506).
Es ist festzuhalten, daß es ausreichend ist, wenn der Öldruck P&sub1;, der an die erste Kupplung angelegt werden soll, ein Wert ist, der dazu in der Lage ist, den Abtriebsdrehmomentwert während der Füllzeit t&sub0; - t&sub1; aufrechtzuerhalten; dieser Öldruckwert P&sub1; kann ebenfalls entsprechend den vorstehend genannten Formeln (6) und (8) bestimmt werden. Dieser Öldruck P&sub1; wird an die erste Kupplung während der Periode der Füllzeit angelegt (Schritt 504).
Bei Beendigung der Füllzeit bezüglich der zweiten Kupplung nach dem Gangschalten wird der Anfangsdruck P&sub2; an diese zweite Kupplung angelegt; ihr Öldruck wird dann entsprechend dem allmählichen Muster PT des Öldrucks allmählich erhöht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Versuch dahingehend unternommen, daß die zweite Kupplung in Eingriff gebracht wird, so daß die Bedienungsperson keinen Gangschaltstoß bezüglich ihrem Gefühl wahrnimmt, und mit einem optimalen Muster der allmählichen Erhöhung des Öldrucks in Eingriff gebracht wird, um die Lebensdauer der Kupplungen zu erhöhen.
Und zwar wird, wenn in Schritt 508, der in Fig. 5 gezeigt ist, auf der Grundlage eines Ausgangs des Sensors 12 bestimmt wird, daß die Bremse betätigt wird, das Muster PT6 für die allmähliche Erhöhung des Öldrucks aus dem Speicher gelesen, der in der Steuerungseinrichtung 10 enthalten ist (Schritt 512); das Steuerventil 34 für die zweite Kupplung nach dem Gangschalten wird durch ein momentanes Befehlssignal entsprechend diesem Muster betätigt. Als Ergebnis wird der Öldruck der zweiten Kupplung zum Zeitpunkt t&sub1; der Beendigung der Füllzeit allmählich erhöht (Schritt 513), wie es bei PT6 in Fig. 18 gezeigt ist.
Währenddessen wird, wenn in Schritt 508 bestimmt wird, daß die Bremse nicht betätigt wird, auf der Grundlage des Ausgangs des Drosselbetragssensors 11 (Schritt 509) eine Verarbeitung durchgeführt, bei der ein Muster (PT1 - PT5) für die allmähliche Erhöhung des Öldrucks, die dem Erfassungswert (S1 - S5) des Sensors 11 entspricht, aus dem Speicher ausgewählt und gelesen wird (Schritt 510). Somit wird das Steuerventil 34, das die zweite Gangschaltkupplung betrifft, durch ein momentanes Befehlssignal entsprechend dem ausgewählten Muster betätigt. Als Ergebnis wird der Öldruck der zweiten Kupplung zum Zeitpunkt t&sub1; der Beendigung der Füllzeit entsprechend den ausgewählten Mustern PT1 - PT5, wie es mit PT1 - PT5 in Fig. 18 gezeigt ist, allmählich erhöht (Schritt 511).
Die Teile (a) und (b) von Fig. 19 sind Zeitdarstellungen, die jeweils die Art und Weise der Änderung beim Drehmoment der Abtriebswelle des Getriebes 3 und beim Druck der Kupplung vor und nach dem Gangschalten (erste und zweite Kupplung) in den Fällen darstellen, in denen der Betrag des betätigten Fahrpedals groß ist, zum Beispiel in dem Fall, in dem ein Drosselsignal S5 vom Drosselbetragerfassungssensor 11 ausgegeben wird. Die Teile (a) und (b) von Fig. 20 sind Zeitdarstellungen, die jeweils die Art und Weise der Änderungen des Drehmoments der Abtriebswelle des Getriebes 3 und den Druck der Kupplungen vor und nach dem Gangschalten (erste und zweite Kupplung) in den Fällen darstellen, in denen der Betrag des betätigten Fahrpedals klein ist, zum Beispiel in dem Fall, in dem ein Drosselsignal S1 vom Drosselbetragerfassungssensor 11 ausgegeben wird.
Wie es in Teil (b) von Fig. 19 gezeigt ist, wird in den Fällen, in denen der Betrag des betätigten Fahrpedals groß ist (Drosselbetrag S5), das Muster PT5 für die allmähliche Erhöhung mit einer hohen Erhöhungsrate ausgewählt und die zweite Kupplung nach dem Gangschalten mit einer sehr kurzen Eingriffszeit entsprechend diesem Muster PT5 in Eingriff gebracht.
In Klammern sei angemerkt, daß in dem Fall, in dem der Betrag des betätigten Fahrpedals groß ist, der Anfangsdruck P&sub2; auf einen relativ großen Wert gesetzt wird, wie es in Fig. 19 gezeigt ist.
Andererseits wird in den Fällen, in denen der Betrag des betätigten Fahrpedals klein ist (Drosselbetrag S1), wie es in Teil (b) von Fig. 20 gezeigt ist, das Muster PT1 für die allmähliche Erhöhung mit einer niedrigen Erhöhungsrate ausgewählt und die zweite Kupplung nach dem Gangschalten wird für eine ausreichend lange Zeit entsprechend diesem Muster PT1 in Eingriff gebracht.
Wie es in Fig. 20 gezeigt ist, wird der Anfangsdruck P&sub2;' auf einen relativ kleinen Wert gesetzt, wenn der Betrag des betätigten Fahrpedals klein ist.
In einer Situation, in der die Bremse in Eingriff steht, wird wihrend eines Gangschaltens unabhingig von der Größe des Betrages des betätigten Fahrpedals die thermische Last, die auf die zweite Kupplung wirkt, sehr groß. Da jedoch das Muster PT6 für die allmähliche Erhöhung, dessen Erhöhungsrate geringfügig niedriger als die des Musters PT5 der allmählichen Erhöhung mit einer hohen Erhöhungsrate ist, ausgewählt wurde und da die zweite Kupplung für einen sehr kurzen Zeitraum in Eingriff gebracht wird, kann jedoch der Schaden, der an der zweiten Kupplung hervorgerufen wird, auf einem im wesentlichen kleinen Pegel begrenzt werden.
Gemäß Vorbeschreibung ist die Bedienungsperson unabhängig vom Betrag des betätigten Fahrpedals, vom Betätigungszustand der Bremse und Gangschaltmodus konstant dazu in der Lage, das Wahrnehmen eines Gangschaltstoßes bezüglich ihrem Empfinden zu verhindern; es ist möglich, die Lebensdauer der Gangschaltkupplungen zu verbessern.
Es ist festzuhalten, daß die vorgesehene Anordnung eine Anordnung ist, bei der eine Bestimmung bezüglich der Tatsache vorgenommen wird, ob die Bremse betätigt wird oder nicht; wenn bestimmt wird, daß die Bremse betätigt wird, wird die Kupplung nach dem Gangschalten einer allmählichen Erhöhung entsprechend dem Muster PT6 der allmählichen Erhöhung ausgesetzt. Natürlich ist es jedoch möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der der Betätigungsbetrag der Bremse als ein Analogwert oder Mehrfachwert erfaßt wird, bei der eine Vielzahl von Mustern für die allmähliche Erhöhung im Bereich der Ölerhöhungsrate entsprechend einem Fall eingestellt wird, in dem der Betrag des betätigten Fahrpedals groß ist, wie es mit PT6' in Fig. 18 dargestellt ist, und bei der ein Muster für die allmähliche Erhöhung mit einer höheren Öldruckerhöhungsrate aus der Vielzahl an Mustern ausgewählt wird, wenn der Betätigungsbetrag der Bremse erhöht wird, wodurch die Kupplung nach dem Gangschalten mit dem somit ausgewählten Muster in Eingriff gebracht wird.
Der Betätigungszustand der Bremse kann bestimmt werden, indem der Betrag des niedergedrückten Bremspedals, der Druck eines Hauptzylinders oder ähnliches erfaßt wird.
Obwohl der Betrag des betätigten Fahrpedals auf der Grundlage des Betrages des niedergedrückten Fußgashebels erfaßt wird, kann außerdem dafür der Druck in der Ansaugsammelleitung des Motors oder ein Rotationswinkel eines Hebels des Reglers erfaßt werden.
Obwohl eine Beschreibung für den Fall vorgenommen wurde, in dem das Fahrzeuggewicht I festgelegt ist, kann außerdem statt dessen das Gewicht I erfaßt werden, und die Konstante K', die in Formel (2) gezeigt ist, entsprechend einem Erfassungswert bestimmt werden, wodurch das Muster für die allmähliche Erhöhung eingestellt wird, um einen Beschleunigungssprungwert mit optimalem Sollwert, der der somit erhaltenen Konstante K' entspricht, zu erhalten.
Obwohl Muster für die allmähliche Erhöhung im voraus im Speicher gespeichert werden und eines von diesen gelesen wird, wenn ein Gangschaltbefehl gegeben wurde, kann ferner dieser Vorgang durch einen arithmetischen Vorgang bewirkt werden.
Es ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf ein Fahrzeug mit automatischem Getriebe sondern auch auf ein Fahrzeug mit Schaltgetriebe anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Gangschaltsteuerung eines Getriebes eines Baufahrzeuges, wie zum Beispiel ein Kippfahrzeug, einen Radlader oder ähnliches, oder auf einen Personenkraftwagen anwendbar und sieht insbesondere ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung vor, die zur Verringerung des Gangschaltstoßes geeignet sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern eines Getriebesystems, das eine Vielzahl von Gangschaltkupplungen (L, H, erste, zweite, dritte, vierte, R) und Drucksteuerventile (31, 32, 33, 34, 37, 36, 35), die jeweils mit den Gangschaltkupplungen verbunden sind und durch einen elektrischen Befehl in Betrieb gesetzt werden, aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine erste Erfassungseinrichtung (11), die einen Betrag eines betätigten Fahrpedals erfaßt,

eine zweite Erfassungseinrichtung (13), die einen Gang für das Gangschalten erfaßt, und

eine Steuereinrichtung (10), die ein Verhältnis der allmählichen Erhöhung des Öldrucks an der einzurückenden Gangschaltkupplung auf der Grundlage der Erfassungsausgänge der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung bestimmt und einen elektrischen Befehl, der dem bestimmten Verhältnis des allmählichen Anstiegs des Öldrucks entspricht, zum Drucksteuerventil ausgibt, das der einzurückenden Gangschaltkupplung entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner aufweist:

eine dritte Erfassungseinrichtung (12), die einen Betriebszustand einer Bremse erfaßt, wobei die Steuereinrichtung (10) das Verhältnis des allmählichen Anstiegs des Öldrucks auf der Grundlage eines Erfassungsausgangs der dritten Erfassungseinrichtung sowie der ersten und zweiten Erfassungs einrichtung bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (10) einen Speicher hat, der vorher eine Vielzahl von Verhältnissen des allmählichen Anstiegs des Öldrucks speichert, die einem Betrag des betätigten Fahrpedals, einem Betriebszustand der Bremse und einem Gangschaltgang entsprechen, und den elektrischen Befehl, der zum Drucksteuerventil ausgegeben wird, das der einzurückenden Gangschaltkupplung entspricht, auf der Grundlage der vom Speicher gelesenen Daten erzeugt.