DE69018417T2 - Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in automatischen Getrieben. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Steuerns des Wechsels in einem automatischen Getriebe und insbesondere auf einen Kupplung-Zu-Kupplung-Wechsel.
• Im allgemeinen umfaßt ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe eine Anzahl von Zahnradelementen, die seine Eingangs- und Ausgangswellen kuppeln, und eine darauf bezogene Anzahl von Drehmoment herbeiführenden Geräten, wie Kupplungen und Bremsen, welche auf selektive Weise in Eingriff treten können, um bestimmte Zahnradelemente zum Herbeiführen eines gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen zu aktivieren. Die Bremse kann von dem Band-Typus oder dem Scheiben-Typus sein. Automobilingenieure nehmen weitverbreitet auf Bremsen des Scheiben-Typus in Getrieben als "Kupplungen" oder "Reaktionskupplungen" Bezug. Wie hierin verwendet, werden die Ausdrücke "Kupplungen" und "drehmomentübertragende Geräte" verwendet werden, um auf Bremsen genauso wie auf Kupplungen Bezug zu nehmen.
• Die Eingangswelle ist mit dem Fahrzeugmotor durch eine Fluidkupplung, wie einem Drehmomentwandler verbunden und die Ausgangswelle ist direkt mit den Fahrzeugrädern verbunden. Das Schalten von einem Vorwärtsgeschwindigkeitsverhältnis zu einem anderen wird im Ansprechen auf die Motordrossel und die Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt und bezieht im allgemeinen das Loslösen oder Außer-Eingriff-bringen der Kupplung (Losgehen), die zu dem augenblicklichen Geschwindigkeitsverhältnis gehört, und das Anlegen oder In-Eingriff-bringen der Kupplung (Herankommen), die zu dem gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis gehört, mit ein.
• Das Geschwindigkeitsverhältnis wird als die Getriebeeingangsgeschwindigkeit oder Turbinengeschwindigkeit geteilt durch die Ausgangsgeschwindigkeit definiert. So weist ein niedriger Zahnradbereich ein hohes Geschwindigkeitsverhältnis auf und weist ein höherer Zahnradbereich ein niedrigeres Geschwindigkeitsverhältnis auf. Um eine Aufwärtsschaltung durchzuführen, wird eine Schaltung von einem Verhältnis mit hoher Geschwindigkeit zu einem Verhältnis mit niedriger Geschwindigkeit durchgeführt. In dem unten beschriebenen Typus der Übertragung wird die Aufwärtsschaltung erreicht, indem eine Kupplung, die zu dem Verhältnis mit höherer Geschwindigkeit gehört, außer Eingriff gebracht wird, und eine Kupplung, die zu dem Verhältnis mit niedrigerer Geschwindigkeit gehört, in Eingriff gebracht wird, um so den Zahnradsatz zu rekonfigurieren, um weiter bei dem niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis zu wirken. Schaltungen, die in der obigen Weise durchgeführt werden, werden Kupplung-zu-Kupplung-Schaltungen genannt und erfordern eine präzise Zeitsteuerung, um Schalten mit hoher Qualität zu erreichen.
• Die US-A-4 527 678 offenbart ein Verfahren des Steuerns einer Kupplung-zu-Kupplung-Schaltung, das die Schritte im Oberbegriff von Anspruch 1 einschließt.
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren des Steuerns des Wechsels in einem automatischen Getriebe von einem losgehenden fluiddruckbetriebenen Drehmoment übertragenden Gerät, das zu einem ersten Geschwindigkeitsverhältnis gehört, zu einem herankommenden, fluiddruckbetriebenen, Drehmoment übertragenden Gerät, das zu einem zweiten Geschwindigkeitsverhältnis gehört, das über die US-A-4 527 678 durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gekennzeichnet ist.
• Die Erfindung kann ein Verfahren des Steuerns einer Kupplung-Zu-Kupplung-Schaltung schaffen, indem ein Schlupfgeschwindigkeitsprofil herbeigeführt wird und die Schlupfgeschwindigkeit der herankommenden Kupplung auf das Profil geregelt wird, indem der Druck auf einer der Kupplungen eingestellt wird, um den Schlupfgeschwindigkeitsfehler zu minimieren.
• Vorzugsweise erzeugt das Verfahren ein Schlupfgeschwindigkeitsprofil, welches die Synchronisation der herankommenden Kupplung auf schnelle und sanfte Weise erreicht.
• In einem Ausführungsbeispiel steuert das Verfahren eine Aufwärtsschaltung in einem automatischen Getriebe, indem eine Kupplung außer Eingriff gebracht wird und eine andere Kupplung in einer gesteuerten Weise in Eingriff gebracht wird und eine Getriebegeschwindigkeitsrückkopplung verwendet wird, um die Regelung zu leiten. Insbesondere kann ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe mit einem elektronischen Steuersystem Schaltungen mit hoher Qualität erreichen, indem die Eingangs- und Ausgangsgeschwindigkeit überwacht wird, um die Effekte der Kupplungsbetätigungen auf die Eingangsgeschwindigkeit zu bestimmen, und der Schlupf der herankommenden Kupplung für die Kupplungsregelung mit geschlossener Schleife berechnet wird.
• Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Vorrichtung gerichtet, die Mittel zum Ausführen der Schritte des oben beschriebenen Verfahrens umfaßt.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten nur beispielsweise mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Figur 1a ein Systemdiagramm eines fluidbetriebenen Kraftfahrzeuggetriebes ist, das verschiedene Solenoid betriebene Fluiddrucksteuerventile und eine Steuere inheit umfaßt;
• Figur 1b eine Tabelle ist, die die Kupplungseingriffe veranschaulicht, die erforderlich sind, um die verschiedenen Geschwindigkeitsverhältnisse des Getriebes von Figur 1a herbeizuführen;
• die Figuren 2, 3a und 3b Flußdiagramme eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Steuerung des Zahnradwechsels vermittels der Steuerung von Figur 1a sind;
• Figur 4 Graphen A, B und C Graphen sind, die die Turbinengeschwindigkeit, den Losgehdruckbefehl bzw. den Herankommdruckbefehl für das Kupplung-zu-Kupplung-Schalten veranschaulichen;
• Figur 5 ein Schlupfdiagramm für die Betätigung mit geschlossener Schleife der herankommenden Kupplung ist;
• Figur 6 bis 9 Flußdiagramme sind, die ein Ausführungsbeispiel einer Aufwärtsschaltlogik für die herankommende Kupplung veranschaulichen; und
• die Figuren 10 und 11 Flußdiagramme sind, die ein Ausführungsbeispiel der Aufwärtsschaltlogik für die losgehende Kupplung veranschaulichen.
• Bezug nehmend jetzt auf die Figur 1a, bezeichnet die Bezugszahl 10 im allgemeinen einen Kraftfahrzeuggetriebezug, welcher einen gedrosselten internen Verbrennungsmotor 12, einen fluidischen Drehmomentwandler 14, ein fluidbetriebenes Sechsgangleistungsgetriebe 16 und einen Differentialzahnradsatz (DG) 18 umfaßt. Der Motor 12 ist mit dem Drehmomentwandler 14 über Welle 20 verbunden, der Drehmomentwandler 14 ist mit dem Getriebe 16 über Welle 22 verbunden, das Getriebe 16 ist mit dem Differentialzahnradsatz 18 über die Welle 24 verbunden und der Differentialzahnradsatz ist mit einem Paar von Antriebsrädern (nicht gezeigt) über die Antriebswellen 26 und 28 verbunden.
• Die Zahnradschaltungen werden herbeigeführt, indem selektiv Bremsen und Kupplungen, die hierin drehmomentübertragende Geräte oder Kupplungen genannt werden, in und außer Eingriff gebracht werden. Diese Kupplungen werden durch hydraulischen Druck betätigt und erfordern auf das In-Eingriff-treten hin eine Füllzeit, bevor Drehmoment zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen Reibungselement übertragen wird.
• Die Geschwindigkeits- und Drehmomentsbeziehungen zwischen dem Motor 12 und den Antriebsrädern des Fahrzeugs werden durch eine fluidbetriebene Drehmomentwandlerkupplung, bezeichnet als TCC, und fünf fluidbetriebene Getriebekupplungen gesteuert, die als C1 - C5 bezeichnet werden. Die Drehmomentwandlerkupplung TCC wird selektiv durch das solenoidbetriebene Steuerventil 30 in Eingriff gebracht, um das Laufrad I und die Turbine T des Drehmomentwandlers 14 mechanisch zu verbinden. Die Kupplungen TCC, C1, C2, C3, C4, C5 werden selektiv durch die solenoidbetriebenen Steuerventile 30, 32, 34, 36, 38, 40 gemäß dem Diagramin, das in Figur 1b gezeigt ist, in und außer Eingriff gebracht, und zwar selektiv, um ein gewünschtes Getriebegeschwindigkeitsverhältnis herbeizuführen. Der veranschaulichte Getriebezahnradsatz sieht ein Rückwärtsverhältnis und sechs Vorwärtsverhältnisse vor und ist detailliert im US-Patent 4 070 927 beschrieben. Ein betätigerbedientes Beschleunigerpedal 41 positioniert die Motordrossel zum Steuern der Motorleistungsausgabe.
• Die Betätigung der solenoidbetriebenen Steuerventile 30 - 40 wird durch eine Steuereinheit 42 auf Computerbasis gesteuert, die in gestricheltem Umriß gezeigt ist, und zwar über die Leitungen 44 - 54 im Ansprechen auf verschiedene Eingangssignale, die für Systemparameter repräsentativ sind. Derartige Eingänge umfassen ein Motordrosselpositionssignal %T auf Leitung 56, ein Motorausgangswellengeschwindigkeitssignal Ne auf Leitung 58, ein Drehmomentwandlerausgangswellengeschwindigkeitssignal Nt auf Leitung 60, ein Getriebeausgangswellengeschwindigkeitssignal No auf Leitung 62, ein Systemversorgungsspannungssignal Vb auf Leitung 64, ein Getriebefluidttemperatursignal Tsump auf Leitung 66 und ein Betätigerbereichsauswählerpositionssignal RS auf Leitung 68. Die Systemspannung wird von der Speicherbatterie 70 geliefert und die Eingangssignale werden mit herkömmlichen elektrischen Übertragern wie Potentiometern, Thermistoren und magnetischen Geschwindigkeitsaufnehmern erhalten.
• Intern umfaßt die Steuereinheit 42 eine Anzahl von herkömmlichen Geräten einschließlich eines Mikrocomputers (uc) mit internem Takt und Speicher, eines Eingang-/Ausgang-Gerätes (I/O) und eines Feldes von pulsbreitenmodulierten Signalgeneratoren (PWM) und Ansteuerungen (DR). Wie unten angegeben, sind ein PWM-Generator und eine Ansteuerung (DR) jedem solenoidbetriebenen Steuerventil 30 - 40 gewidmet. Die PWM-Generatorausgänge werden an die jeweiligen Ansteuerungen (DR) geliefert und werden verwendet, um die jeweiligen solenoidbetriebenen Steuerventile zu erregen. Das Tastverhältnis der PWM-Generatorausgänge bestimmt den hydraulischen Druck, der an die solenoidgenerierten Steuerventile geliefert wird, wobei ein Tastverhältnis mit niedrigem Prozentsatz einen niedrigen Druck ergibt und ein Tastverhältnis mit hohem Prozentsatz einen hohen Druck ergibt, und zwar für ein normalerweise geschlossenes Ventil.
• Der hydraulische Schaltkreis des Getriebes 16 umfaßt eine positive Verschiebepumpe 82 zum Liefern von unter Druck stehendem hydraulischen Fluid aus dem Sumpf oder Reservoir 84 zu den Kupplungen TCC und C1 - C5 durch verschiedene hydraulische und elektrohydraulische Ventilmechanismen. Nachdem durch einen Hauptkreisfilter 86 getreten wird, wird der Fluidausgang von Pumpe 82 auf ein Hauptdruckreglerventil 88 gerichtet, welcher regulierte Fluiddrücke in den Leitungen 90 und 92 entwikkelt.
• Das Fluid in Leitung 90, auf das im allgemeinen als Wandlerspeisedruck Bezug genommen wird, wird durch den Drehmomentwandler 14 gerichtet, wie schematisch durch die Wandlerhülle 97 bezeichnet. Nach dem Durchtreten durch einen Kühler 100 und einen Kühlerfilter 102 wird das Wandlerfluid dann zu einem niedrigeren Druck durch das Regulatorventil 104 heruntergerege1t und auf die Getriebeschmierung oder den Schmiermittelkreislauf 106 gerichtet.
• Das Fluid in Leitung 92, auf das im allgemeinen als Haupt- oder Leitungsdruck Bezug genommen wird, wird als ein Eingang an die solenoidbetriebenen Steuerventile 30 - 40 geliefert und auch an das Steuerdruckregulierventil 96. Das Steuerdruckregulierventil 96 entwickelt einen etwas niedrigeren Druck in Leitung 98, auf den hierin als der Steuerdruck Bezug genommen wird, wobei derartiger Druck auf das Solenoid von jedem Steuerventil 30 - 40 gerichtet ist.
• Das Fluid in Leitung 94, auf das als der Wandlerkupplungsdruck Bezug genommen wird, wird direkt durch das Solenoid 30 an die Drehmomentwandlerkupplung TCC geliefert, um diese in Eingriff zu bringen. Dieser Druck wird auch an das Hauptdruckregulatorventil 88 geliefert, um einen niedrigeren regulierten Leitungsdruck in dem Wandlereinrastmodus zu schaffen.
• Die Figuren 2, 3 und 6 - 11 sind Flußdiagramme, die für Computerprogrammanweisungen repräsentativ sind, die durch die Steuereinheit 42 von Figur 1 auf Computerbasis im Ausführen der Schaltungssteuertechnik ausgeführt werden, die unten beschrieben ist.
• Figur 2 stellt ein Ausführ- oder Hauptschleifenprogramm dar, welches die sequentielle Ausführung von verschiedenen Unterroutinen bestimmt. Der Block 130 bezeichnet eine Reihe von Anweisungen, die bei der Initialisierung von jeder Periode des Fahrzeugbetriebs zum Einstellen der verschiedenen zeitsteuerungen, Register und variabler Werte der Steuereinheit 42 auf vorherbestimmte anfängliche Werte ausgeführt werden. Danach werden die Blöcke 132 - 140 sequentiell und wiederholt ausgeführt, wie durch die Flußdiagrammlinien angedeutet. Der Block 132 liest die verschiedenen Eingangssignalwerte und gibt die erforderten Steuersignale an die PWM-Generatoren und Ansteuerungen für die solenoidgesteuerten Ventile 30 - 40 aus. Die Blöcke 134 - 138 enthalten diagnostische, schaltungsplanende und adaptive Markenlogik. Der Kupplungssteuerlogikblock 140 analysiert die verschiedenen Systemeingangssignale, die oben mit Bezug auf Figur 1a beschrieben worden sind, entwickelt Druckbefehlssignale PCMD für die Anlegung an die solenoidbetriebenen Steuerventile bei der nächsten Ausführung des Blockes 132 und berechnet adaptive Korrekturen, die auf den adaptiven Marken bei Schaltabschluß beruhen. Der Block 140 bewirkt auch die Pulsbreitenmodulation der Solenoidansteuerungsspannung, um die Druckbefehle für die spezifischen Schaltoperationen auszuführen. Der Block 140 ist in dem Flußdiagramm der Figuren 3a - 3b detailliert dargestellt.
• Das Flußdiagramm der Figuren 3a - 3b legt das Programm zum Durchführen von Entscheidungen hinsichtlich des Typus der Bereichsschaltung im Fortschreiten, wenn überhaupt, dar, und bestimmt die spezifische Steuerung für die herankommenden und die losgehenden Kupplungen. Das Programm überprüft auch, ob eine Schaltung innerhalb der Spezifikationen durchgeführt wird, und wenn nicht, werden bestimmte Schaltungsparameter bei Schaltungsabschluß nach einer vordefinierten adaptiven Logik geändert, um die Schaltung zu korrigieren. Zuerst wird die Einrastkupplungssteuerung ausgeführt 142, wenn eine Einrastschaltung im Fortschreiten ist 144. Dann wird es (aus dem Schaltungsplan) bestimmt, ob eine Bereichsschaltung im Fortschreiten ist 146. Falls nicht, wird die Kupplungssteuerlogik verlassen. Wenn eine Bereichsschaltung im Fortschreiten ist 146, wird es bestimmt, ob es eine Aufwärtsschaltung 150, eine Abwärtsschaltung 152, eine Neutralschaltung 154 oder eine Garagenschaltung 156 ist. Eine Garagenschaltung ist eine Schaltung von Neutral nach entweder Fahren oder Rückwärts oder eine Schaltung aus Fahren nach Rückwärts oder von Rückwärts nach Fahren. Die Steuerung fließt von entweder dem Aufwärtsschalte-, Abwärtsschalte-, Neutralschalte- oder dem Garagenschalteblock zu dem Ende-des-Schalten- Test 160. Wenn der Test einmal abgeschlossen ist 160, werden die adaptiven Schalteparameter geändert, falls erforderlich 162, und der Tastverhältnisbefehl wird ausgegeben 163. Wenn die Schaltung nicht beendet ist 160, wird der Tastzyklusbefehl ausgegeben 163, bevor zu der Hauptschleife von Figur 2 zurückgekehrt wird.
• Wenn eine Aufwärtsschaltung angezeigt ist 150, werden die Aufwärtsschalte-Herankommkupplungssteuerungen 164 und die Aufwärtsschalte-Losgehkupplungssteuerung 166 aktiviert. Wenn eine Abwärtsschaltung angezeigt ist 152, wird es zunächst entschieden, ob es eine Abwärtsschaltuflg mit geschlossener Drossel oder eine leistungsbeaufschlagte Abwärtsschaltung 168 ist. Wenn sie mit geschlossener Drossel stattfindet, wird eine geschlossene-Drossel-im-Fortschreiten-Marke gesetzt 169, die geschlossene-Drossel-Herankommkupplungssteuerung wird aktiviert 170 und die geschlossene Drossel-Losgeh-Kupplungssteuerung wird aktiviert 172. Wenn die Abwärtsschaltung nicht mit geschlossener Drossel stattfindet 168, wird die Geschlossene-Drossel-Marke überprüft 173. Wenn die Marke nicht gesetzt ist, werden die leistungsbeaufschlagte Abwärtsschaltung-Herankomm- Kupplungssteuerung 174 und die leistungsbeaufschlagte Abwärtsschaltung-Losgeh-Kupplungssteuerung 176 aktiviert. Wenn die geschlossene Drossel-Marke gesetzt ist 173, öffnete sich die Drossel während des Verlaufs der Abwärtsschaltung mit geschlossener Drossel und ein Übergang zur leistungsbeaufschlagten Abwärtsschaltung kann notwendig sein; in derartigen Fällen wird die geeignete Übergangslogik miteinbezogen 178. Wenn die Schaltung eine Neutralschaltung 154 ist, führt die Neutralschaltungskupplungssteuerung Schaltungen von Fahren nach Neutral oder von Rückwärts nach Neutral aus 158.
• Jede Steuerphase wirkt, indem Drücke, Druckinkremente, Zeiten oder andere Werte auf vordefinierte kalibrierte Werte gesetzt werden, welche hierin im allgemeinen "eingestellte", "voreingestellte", "gegebene" oder "bestimmte" Werte genannt werden. Jeder derartige Wert wird aus einer Tabelle von kalibrierten Werten für jeden spezifischen Getriebezustand, Drosselbereich und Schaltungstypus gewählt. So werden verschiedene Werte für Aufwärtsschaltung, Abwärtsschaltung usw. genauso wie jede Bereichsschaltung, z.B. 1-2, 2-1, 4-3, 5-4 usw. vorgesehen. Wandler- und Einrastmoden können auch verschiedene Sätze von Kalibrationswerten erfordern.
• Die Figur 4, Graphen A, B und C stellen den gesteuerten Kupplungsdruck für eine Aufwärtsschaltung genauso wie die Turbinengeschwindigkeit oder Eingangsgeschwindigkeit dar. Der Graph A ist ein Graph der Turbinengeschwindigkeit gegen die Zeit, Graph B zeigt den befohlenen Druck gegen die Zeit für die losgehende Kupplung und Graph C zeigt den befohlenen Druck gegen die Zeit für die herankommende Kupplung. Die Graph A-Kurve ist typisch für den Fall der zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit vor der Schaltungsinitialisierung und deutet die Turbinengeschwindigkeit während des ersten Bereichs, die Geschwindigkeitsabnahme während des Schaltens und die Zunahme wiederum bei einem niedrigeren Niveau nach dem Schalten an. Die Spitze der Turbinengeschwindigkeit ist zurückführbar auf die langsame Wirkung der herankommenden Kupplung, was Schlupf der losgehenden Kupplung verursacht und ist für "Turbinen-Herabziehen" indikativ. Turbinen-Herabziehen wird nachgewiesen, indem erfaßt wird, wann die Turbinengeschwindigkeit einen eingestellten Betrag unterhalb der Ausgangsgeschwindigkeit multipliziert mit dem höheren Geschwindigkeitsverhältnis fällt. Die Geschwindigkeit nach dem Schalten ist die "synchrone Geschwindigkeit", d.h. die Turbinengeschwindigkeit (Nt) gleicht der Ausgangsgeschwindigkeit (No) mal dem niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis (SR) oder Nt = No * SR.
• Bezug nehmend auf die Graphen B und C kann es beobachtet werden, daß anfänglich zur Zeit des Schaltbefehls der Losgehdruck zu einem Zwischenwert Pint für eine kurze Zeit verringert wird und dann zu einem anfänglichen Wert Pioff verringert wird und dann rampenartig heruntergeht, bis Losgeh-Kupplungsschlupf (oder Turbinenherabziehen) nachgewiesen wird, und dann auf Null abfällt. Der kurze Zwischenwert Pint ist wirksam, um den Kupplungsdruckunterschwinger zu verringern, der durch die Solenoiddynamiken verursacht wird.
• Für die herankommende Kupplung zeigt Graph C, daß maximaler Druck für eine Füllzeit befohlen wird. Die Füllzeit erlaubt nahezu vollständiges Reiben der Kupplungsplatten und erhält die Kupplungsdrehmomentkapazität. Dann fällt der Befehlsdruck zu einem anfänglichen Wert, Pin, und geht langsam rampenartig herauf, bis er Turbinenherabziehen verursacht. Die Kombination der Herankomm-Aufwärtsrampe und der Losgeh-Abwärtsrampe hat einen Drehmomentübergang von der Losgeh- zu der Herankomm-Kupplung zur Folge. Dann tritt die Herankomm-Kupplungssteuerung in eine Regelperiode mit geschlossener Schleife, worin der Druck eingestellt wird, um den Herankomm-Kupplungsschlupf nahe zu einem berechneten Schlupfprofil zu halten. Wenn die Turbinengeschwindigkeit, Nt, die synchrone Geschwindigkeit erreicht, wird der Druck zu dem Maximalwert erhöht, um die Kupplung vollständig in Eingriff zu bringen und die Schaltung abzuschließen.
• Der Aufwärtsschaltungsprozeß dieses Ausführungsbeispiels weist verschiedene Merkmale auf, welche zum sanften und effizienten Betrieb beitragen. Die Herankommund Losgeh-Druckrampenbefehle verringern die Kupplungszeitsteuerempfindlichkeit auf die anfänglichen Druckbefehle. So legen Variationen der Kupplungen aufgrund der Temperatur oder anderer Faktoren keine kritischen Anforderungen auf die Zeitsteuerung des Drehmomentübergangs, weil die zwei Rampen sich für eine variable Zeit, einem Grenzwert unterworfen, fortsetzen können, so daß die tatsächliche Annahme des Drehmomentes durch die Herankomm-Kupplung die Zeit des Übergangs bestimmt. Auch verringert das unmittelbare Lösen der losgehenden Kupplung dem Herabzieh-Nachweis folgend das Kupplungsblockieren, welches eine bremsende Wirkung zur Folge haben könnte. Die Regelung mit geschlossener Schleife der herankommenden Kupplung verringert die Schaltungsvariation und die Ende-der-Schaltung-Drehmomentstörung.
• Die geschlossene Schleifenregelung wird besser mit Bezug auf Figur 5 erklärt, welche das Herankomm-Schlupfgeschwindigkeitsprofil in durchgezogenen Linien und die tatsächliche Schlupfgeschwindigkeit in gestrichelten Linien zeigt. Die Schlupfgeschwindigkeit wird bestimmt, indem die Turbinengeschwindigkeit mit der Ausgangsgeschwindigkeit verglichen wird. Spezifischerweise ist die Schlupfgeschwindigkeit die absolute Differenz (mal einem Umwandlungsfaktor K) zwischen der Turbinengeschwindigkeit und dem Produkt der Ausgangsgeschwindigkeit und dem Geschwindigkeitsverhältnis des niedrigeren Bereichs oder SLIP = K* ABS (Nt - No* SR). So wird, sobald wie ein Schaltbefehl ausgegeben wird, es eine Schlupfgeschwindigkeit über die herankommende Kupplung geben. Die anfängliche Schlupfgeschwindigkeit SLIPI ist der Schlupfgeschwindigkeitswert beim Nachweis des Turbinenherabziehens. Das Schlupfgeschwindigkeitsprofil beginnt an diesem Punkt und nimmt zu einer festen Rate ab, die die erste Steigung genannt wird. Dann verringert sich, bei einem bestimmten Punkt, die Rate zu einer zweiten Steigung. Die Steigungen sind so gewählt, daß idealerweise die tatsächliche Schlupfgeschwindigkeit dazu gebracht werden kann, sanft innerhalb einer gegebenen Zeitspanne zu Null zu gehen. Die zweite Steigung ist weniger steil als die erste Steigung und verringert die Drehmomentstörung am Ende der Schaltung, indem sich den Beschleunigungsraten auf beiden Seiten der herankommenden Kupplung enger angepaßt wird. Indem die Schlupfgeschwindigkeit der herankommenden Kupplung als das Regelziel verwendet wird, werden sowohl die Turbinen- als auch Ausgangsgeschwindigkeiten berücksichtigt, wenn die Schaltungsdauer gesteuert wird.
• Um die Steigungen zu bestimmen, werden drei Konstanten definiert. C1 ist ein Bruchteil des anfänglichen Schlupfwertes SLIPI, bei welchem die zweite Steigung beginnt. Zum Beispiel ändert sich, wenn SLIP =< C1*SLIPI ist, die Steigung zu Steigung 2. C2 ist die gewünschte Zeit, um die erste Steigung zu verwenden. C3 ist die gewünschte Gesamtzeit mit geschlossener Schleife. C2 und C3 werden nur für die Steigungsberechnung verwendet und nicht für direkte Zeitsteuerungszwecke. Dann soll die erste Steigung SLOPE1 = [SLIPI-(C1*SLIPI)]/C2 sein. Die zweite Steigung soll sein SLOPE2 = C1*SLIPI/(C3-C2).
• Die Ankunft bei der Synchronisationsgeschwindigkeit wird bestimmt, indem verschiedene Messungen in konsekutiven Steuerschleifen durchgeführt werden. Dies stellt sicher, daß wahre Synchronisation erreicht und aufrechterhalten worden ist. Wenn Synchronisation sichergestellt ist, wird der volle Kupplungsdruck unmittelbar angelegt. In dem Fall, daß die Turbinengeschwindigkeit unter die Synchronisationsgeschwindigkeit geht, wie in den gestrichelten Linien in Figur 4 gezeigt, wird sie sanft zu der Synchronisationsgeschwindigkeit heraufgezogen, indem der Druck über eine feste Periode rampenartig heraufgeht. Dieses Merkmal verhindert die volle Anlegung der herankommenden Kupplung (während Schaltungen mit geschlossener Schleife), wenn die herankommende Kupplung nicht vollständig angeschlagen ist. Der "Unterhalb-Sync"-Zustand kann nur resultieren, wenn Turbinenherabziehen durch einen "Neutral"-Zustand erreicht wird, der durch Mangel an Kapazität der herankommenden Kupplung verursacht wird. Die Rampenanlegung der herankommenden Kupplung wird die Drehmomentstörung des Endes der Schaltung signifikant verringern.
• Die Flußdiagramme der Figuren 6 - 11 veranschaulichen die Steuerlogik, die in dem Programm für die Schaltungssteuerung miteinbezogen ist. Figur 6 zeigt den Logikfluß für die Aufwärtsschaltung der herankommenden Kupplung. SCHALTPHASE ist ein Zeiger, der die Stufe des Schaltfortschreitens andeutet. Wenn die SCHALTPHASE auf FÜLLPERIODE eingestellt ist 200, wird die Füllperioden- Routine ausgeführt 202, wie in Figur 7 gezeigt, andernfalls wird es bestimmt, ob die SCHALTPHASE auf INIT.- DRUCK 204 eingestellt ist. Falls dem so ist, wird die Anfangsdruckroutine ausgeführt 206; diese Routine stellt den anfänglichen Kalibrationsdruck, Pint, ein und stellt den SCHALTPHASE-Zeiger auf RAMPE. Wenn die SCHALTPHASE RAMPE ist 208, wird die Rampenroutine ausgeführt 210, wie in Figur 8 gezeigt. Wenn die SCHALTPHASE GESCHLOSSENE-SCHLEIFE ist 212, wird die Geschlossene- Schleife-Routine ausgeführt 214, wie in Figur 9 gezeigt. Wenn SCHALTPHASE auf UNTERHALB SYNC eingestellt ist 216, wird die Unterhalb-Sync-Routine ausgeführt 218. Die Unterhalb-Sync-Routine inkrementiert den Druck um einen eingestellten Betrag in jeder Steuerschleife, bis maximaler Druck erreicht ist. Wenn SCHALTPHASE nicht UNTERHALB SYNC ist, wird der maximale Druck befohlen 220.
• Die Füllperiodenroutine ist in Figur 7 gezeigt. Wenn es der erste Durchgang durch diese Schleife ist 222, werden die Zeitsteuerungen und geschlossene-Schleife-Parameter initialisiert 224 und wird die Füllzeit berechnet 226; die Füllzeit wird durch einen Zähler als eine Zahl von Steuerschleifen ausgedrückt und setzt eine maximale Zeit zum Füllen. Wenn es nicht der erste Durchgang ist, wird der Füllzeitzähler dekrementiert 228 und der maximale Druck wird befohlen 230. Wenn der Füllzeitzähler nicht abgelaufen ist 232, und Turbinenherabziehen nicht nachgewiesen ist 234, wiederholt sich die Schleife. Andernfalls wird SCHALTPHASE auf INIT.-DRUCK eingestellt 236 und die Programmsteuerung geht zu dieser Phase.
• Die Rampenroutine wie in Figur 8 gezeigt, inkrementiert den Druck um einen eingestellten Betrag 240. Wenn Turbinenherabziehen 242 oder Zeitsperre 244 auftritt, wird das geschlossene-Schleifen-Profil initialisiert 246 und SCHALTPHASE auf GESCHLOSSENE SCHLEIFE eingestellt 248. Andernfalls wiederholt sich die Rampenroutine, bis eine der obigen Anforderungen erfüllt worden ist. Die Zeitsperre basiert auf der vorhergehend berechneten Füllzeit plus einem konstanten Wert, um die Gesamtzeit, die zwischen der Schaltungsinitialisierung und der Initialisierung der geschlossenen Schleife verstreicht, zu begrenzen.
• Die geschlossene-Schleife-Routine, wie in Figur 9 gezeigt, umfaßt das Berechnen des geschlossene-Schleife-Profils 250, das Berechnen eines geschlossene-Schleife-Schlupfgeschwindigkeitsfehlers 252, das Berechnen des geschlossene-Schleife-Drucks, der erforderlich ist, um den Fehler zu verringern 254 und das Testen auf Erreichen von Sync 256 und auf Unterhalb-Sync-Zustand 258. Wenn keine Bedingung zutrifft, wiederholt sich die Schleife, um den Kupplungsschlupf zu steuern. Wenn eine eingestellte Zahl "N" von aufeinanderfolgenden Sync- Geschwindigkeiten nachgewiesen werden 256, wird die SCHALTPHASE auf ENDE eingestellt 260, was veranlaßt, daß maximaler Druck angelegt wird 220. Wenn der Unterhalb-Sync-Zustand nachgewiesen wird 258, wird SCHALTPHASE auf UNTERHALB SYNC eingestellt 262.
• Die Aufwärtsschaltung-Losgeh-Kupplungssteuerung 166 ist in Figur 10 gezeigt. Wenn SCHALTPHASE auf ANFÄNGLICH eingestellt wird 270, wird die anfängliche Perioderoutine ausgeführt 272, wie in Figur 11 gezeigt. Wenn die SCHALTPHASE auf losgehende Rampe eingestellt wird 274, wird die losgehende Rampe-Routine ausgeführt 276. Diese Routine dekrementiert den Druck um einen eingestellten Betrag, wenn die herankommende SCHALTPHASE nicht in GESCHLOSSENER SCHLEIFE ist oder einen Entleerezustand befiehlt, wenn sie in GESCHLOSSENE SCHLEIFE liegt. Im letzteren Fall wird der Minimum-Druck-Befehl 278 ausgeführt.
• In Figur 11 initialisiert die anfängliche Perioderoutine 272 eine Zeitsteuerung 280, wenn sie der erste Durchgang ist 282, oder dekrementiert die Zeitsteuerung 284, wenn es nicht der erste Durchgang ist. Dann wird, wenn die Zeitsteuerung nicht abgelaufen ist 286, der anfängliche losgehende Druck plus einem Versatz befohlen 288, um den Zwischendruck, Pint, herbeizuführen. Wenn die Zeitsteuerung abgelaufen ist, wird der anfängliche Losgehdruckwert Pioff befohlen 290 und die SCHALTPHASE auf LOSGEH-RAMPE 292 eingestellt.
• Es wird auf unsere ebenfalls anhängigen Anmeldungen EP-A-0 435 374, EP-A-0 436 977, EP-A-0 435 377, EP-A- 0 435 372 und EP-A-0 436 978 Bezug genommen, die am selben Tag wie diese Anmeldung eingereicht und veröffentlicht wurden.

Claims (9)

1. Ein Verfahren zur Steuerung des Wechselns in einem automatischen Kraftfahrzeuggetriebe von einem losgehenden, fluiddruckbetriebenen, Drehmoment übertragenden Gerät (C1-C5), das zu einem ersten Geschwindigkeitsverhältnis gehört, zu einem herankommenden, fluiddruckbetriebenen drehmomentübertragenden Gerät (C1-C5), das zu einem zweiten Geschwindigkeitsverhältnis gehört, worin das losgehende drehmomentübertragende Gerät im wesentlichen gleichlaufend mit dem In-Eingriff-treten des herankommenden drehmomentübertragenden Gerätes außer Eingriff gebracht wird, das automatische Getriebe einen Eingang (22), einen Ausgang (24), eine Turbine (14), die mit dem Eingang verbunden ist, um antreibendes Drehmoment daran zu kuppeln, und turbinengeschwindigkeits- (Nt) und ausgangsgeschwindigkeits- (No) -erfassende Mittel (60 ,62) umfaßt; wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß ein progressiv abnehmender Losgehdruck an das losgehende drehmomentübertragende Gerät (C1-C5) angelegt wird; das herankommende drehmomentübertragende Gerät (C1-C5) vorbereitet wird, Drehmoment vorzusehen, indem ein im wesentlichen hinreichender Druck daran angelegt wird; eine Regelperiode mit geschlossener Schleife für das Regeln des herankommenden drehmomentübertragenden Gerätes initialisiert wird; während der Regelperiode mit geschlossener Schleife ein Schlupfgeschwindigkeitsprofil herbeigeführt wird, das für den gewünschten Schlupf während der geschlossenen Schleife-Periode repräsentativ ist, die Schlupfgeschwindigkeit des herankommenden, drehmomentübertragenden Geräts gemessen wird und der Druck auf einem der losgehenden und herankommenden drehmomentübertragenden Geräte progressiv geändert wird, um die gemessene Schlupfgeschwindigkeit auf der Grundlage des Schlupfgeschwindigkeitsprofils zu regeln und die Schlupfgeschwindigkeit in Richtung auf Null zu verringern, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Herbeiführens eines Schlupfgeschwindigkeitsprofils die Schritte umfaßt, daß eine Rampe erzeugt wird, die mit einer anfänglichen Schlupfgeschwindigkeit beginnt und eine erste Steigung und eine zweite Steigung aufweist, wobei die erste Steigung relativ steiler als die zweite Steigung ist, um so die Schlupfgeschwindigkeit mit einer ersten größeren Rate zu verringern, und die zweite Steigung dazu angepaßt ist, die Synchronisation des herankommenden drehmomentübertragenden Gerätes zu bewirken.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Vorbereitens des herankommenden drehmomentübertragenden Gerätes, um Drehmoment vorzusehen, die Schritte umfaßt, daß hinreichend Druck an das herankommende drehmomentübertragende Gerät angelegt wird, um Schlupf des losgehenden drehmomentübertragenden Gerätes zu verursachen, Schlupf des losgehenden drehmomentübertragenden Gerätes auf der Grundlage der Turbinengeschwindigkeit und der Ausgangsgeschwindigkeit detektiert wird, und die Geschlossene-Schleife-Regelperiode auf die Detektion des Schlupfes des losgehenden drehmomentübertragenden Gerätes initialisiert wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der Schritt des Herbeiführens des Schlupfgeschwindigkeitsprofils die Schritte umfaßt, daß ein Bruchteil der anfänglichen Schlupfgeschwindigkeit, bei welcher die erste Steigung abschließen soll, eine gewünschte erste Steigungszeit, während welcher die Rampe die erste Steigung aufweisen soll, und eine gewünschte Gesamtschlupfzeit erhalten wird; der Gradient der ersten Steigung auf der Grundlage der anfänglichen Schlupfgeschwindigkeit, des Bruchteils und der gewünschten ersten Steigungszeit bestimmt wird; der Gradient der zweiten Steigung auf der Grundlage der anfänglichen Schlupfgeschwindigkeit, des Bruchteils, der gewünschten ersten Steigungszeit und der gewünschten Gesamtschlupfzeit bestimmt wird; und der Gradient der Rampe von der ersten Steigung zu der zweiten Steigung geändert wird, wenn die tatsächliche Schlupfgeschwindigkeit den Bruchteil der anfänglichen Schlupfgeschwindigkeit erreicht.

4. Ein Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin der Wechsel von einem Verhältnis mit höherer Geschwindigkeit, zu welchem das losgehende drehmomentübertragende Gerät gehört, zu einem Verhältnis mit niedrigerer Geschwindigkeit stattfindet, zu welchem das herankommende drehmomentübertragende Gerät gehört.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 4, worin der Schritt des Anlegens eines progressiv abnehmenden Losgeh-Drucks an das losgehende drehmomentübertragende Gerät während einer Drucklöseperiode ausgeführt wird; das Verfahren die Schritte umfaßt, daß während der Drucklöseperiode Herankommdruck an das herankommende drehmomentübertragende Gerät für eine eingestellte Zeit bis zu einem anfänglichen Herankommdruck angelegt wird und der Herankomm-Druck mit einer Rate erhöht wird, die kalibriert wird, um eine vorbestimmte Abnahme der Turbinengeschwindigkeit zu erreichen und der Losgehdruck von dem losgehenden drehmomentübertragenden Gerät entfernt wird; und die Synchronisation des herankommenden drehmomentübertragenden Gerätes aus einem Vergleich der Turbinengeschwindigkeit und der Ausgangsgeschwindigkeit bestimmt wird, und daß, wenn die Turbinengeschwindigkeit zu einer Synchronisationsgeschwindigkeit abnimmt, der herankommende Druck zu einem maximalen Wert erhöht wird, um den Wechsel abzuschließen.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 5, worin der Schritt des Anlegens eines progressiv abnehmenden Losgehdrucks an das losgehende drehmomentübertragende Gerät den Schritt umfaßt, daß ein intermediärer Losgehdruck für eine eingestellte Periode angelegt wird, ein anfänglicher Losgehrampendruck angelegt wird und dann ein abnehmender Losgehrampendruck angelegt wird.

7. Ein Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, das den Schritt umfaßt, daß die Turbinengeschwindigkeit und das Produkt der Ausgangsgeschwindigkeit und des höheren Geschwindigkeitsverhältnisses verglichen werden, um Turbinengeschwindigkeitsherabziehen während der Drucklöseperiode zu detektieren, worin die Schritte des Entfernens des Drucks von dem losgehenden drehmomentübertragenden Gerät und des Initialisierens einer Geschlossenen-Schleife-Periode des herankommenden Drehmomentübertragens auf die Detektion des Turbinengeschwindigkeitsherabziehens hin ausgeführt werden.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, worin bestimmt wird, daß die Synchronisation aufgetreten ist, wenn die Turbinengeschwindigkeit im wesentlichen dem Produkt der Ausgangsgeschwindigkeit und des niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnisses gleich ist.

9. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, worin der Schritt des Erhöhens des Herankommdrucks den Schritt umfaßt, daß der Herankommdruck graduell zu dem maximalen Wert erhöht wird, um den Wechsel abzuschließen, wenn die Turbinengeschwindigkeit zu einem Wert unterhalb des Synchronisationswertes abnimmt.