-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Hydrauliksteuerungssystem für
ein Automatikgetriebe in einem Automobil und insbesondere in einem
solchen Hydrauliksteuerungssystem verwendete Einrichtungen zum Steuern
eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten.
-
Allgemein können Fahrzustände eines
sich bewegenden Fahrzeugs in verschiedenartige Zustände eingeteilt
werden, z. B. in einen Power-on-Zustand, in dem ein Beschleunigungs- oder Fahrpedal betätigt ist,
so daß ein
Drehmoment von einem Motor zu Fahrzeugrädern übertragen wird, einen Power-off-Zustand, in dem das
Beschleunigungs- oder Fahrpedal freigegeben ist, so daß die Drehmomentübertragung
vom Motor zu den Fahrzeugrädern
unterbrochen wird, und einen Hochgeschwindigkeitsfahrzustand und
einen Niedriggeschwindigkeitsfahrzustand. Die Schaltsteuerung in
einem Automatikgetriebe basiert auf dem Fahrzeugfahrzustand. Beispielsweise
wird ein allgemein als Kick-Down-Schaltvorgang bezeichneter Schaltvorgang
zum Herunterschalten während
eines Power-on-Zustands ausgeführt,
indem das Beschleunigungs- oder Fahrpedal weiter durchgedrückt wird
(die Drosselklappenöffnung
vergrößert wird),
während
ein Schaltvorgang zum Herunterschalten in einem Power-off-Zustand ausgeführt wird,
während
die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, nachdem das Beschleunigungspedal freigegeben
worden ist (die Drosselklappenöffnung verkleinert
wird).
-
In einem Hydraulik-Schaltverfahren
wird im allgemeinen ein Reibungseingriffselement eingerückt, während gleich zeitig
ein anderes Reibungseingriffselement ausgerückt wird, wie beispielsweise
in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 4-210158
(vergl. EP-A-435372, die ein Familienmitglied der JP-4-210158 ist)
für einen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang
dargestellt ist. In diesem Verfahren wird erfaßt, ob ein Power-on-Zustand
oder ein Power-off-Zustand
vorliegt, und basierend auf dem Erfassungsergebnis wird ein Schaltvorgang
zum Herunterschalten durch eine für den jeweiligen Zustand vorgegebene
Steuerlogik ausgeführt. Wenn
der Fahrzeugfahrzustand sich durch Betätigen des Beschleunigungspedals
während
eines durch die Power-off-Steuerung
gesteuerten Schaltvorgangs zum Herunterschalten auf den Power-on-Zustand ändert, wird
basierend auf dem Hydraulikdruck für das ausrückende Reibungseingriffselement
entschieden, daß der
Schaltvorgang zum Herunterschalten unter Verwendung der Power-off-Steuerlogik
oder unter Verwendung der Power-on-Steuerlogik fortgesetzt wird.
-
D. h., der Power-on-Zustand oder
der Power-off-Zustand wird basierend auf der erfaßten Drosselklappenöffnung bestimmt.
Wenn der Hydraulikdruck des ausrückenden
Reibungseingriffselements (Druck-AUS-Befehl) null beträgt und der Schaltvorgang
zum Herunterschalten nicht abgeschlossen ist, wenn die Änderung
vom Power-off-Zustand auf den Power-on-Zustand erfaßt wird, wird die Steuerlogik
für den
Power-off-Zustand
fortgesetzt, wobei der dem einrückenden
Reibungseingriffselement zugeführte
Hydraulikdruck erhöht
wird, bis der Schaltvorgang zum Herunterschalten abgeschlossen ist.
-
Wenn der dem ausrückenden Reibungseingriffselement
zugeführte
Hydraulikdruck von null verschieden ist (d. h., wenn noch ein Rest-Hydraulikdruck
vorhanden ist), wird die Steuerlogik für den Power-off-Zustand unterbrochen
und die Steuerlogik für den
Power-on-Zustand verwendet.
-
In herkömmlichen Hydrauliksteuerungen werden
die Steuerung im Power-on-Zustand und die Steuerung im Power-off-Zustand durch verschiedene Steuerlogiken
ausgeführt.
Daher wird, wenn z. B. das Beschleunigungspedal während eines
Schaltvorgangs zum Herunterschalten im Power-on-Zustand freigegeben
wird, der Schaltvorgang zum Herunterschalten durch die Steuerlogik
für den
Power-on-Zustand ausgeführt.
Die Steuerlogik für
den Power-on-Zustand führt
den Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Vermindern des dem
ausrückenden
Reibungseingriffselement zugeführten
Hydraulikdrucks derart aus, daß die
Drehzahl der Eingangswelle auf eine synchronisierte Drehzahl nach
dem Schaltvorgang normal erhöht
wird. Wenn der Fahrzustand sich vom Power-on-Zustand auf den Power-off-Zustand
geändert
hat, ist die Anstiegsrate der Eingangswellendrehzahl jedoch gering,
weil das Beschleunigungspedal freigegeben und das Motordrehmoment
niedrig ist. Obwohl der dem ausrückenden Reibungseingriffselement
zugeführte
Hydraulikdruck schnell erhöht
wird, um zu versuchen, die geringe Anstiegsrate der Eingangswellendrehzahl
zu kompensieren, nimmt die Eingangswellendrehzahl nicht auf die
erforderliche synchronisierte Drehzahl zu. Daher muß die Eingangswellendrehzahl
erhöht
werden, indem der dem einrückenden
Reibungseingriffselement zugeführte
Hydraulikdruck erhöht
wird.
-
Die Erhöhung des dem einrückenden
Reibungseingriffselement zugeführten
Hydraulikdrucks durch die Steuerlogik für den Power-on-Zustand erfolgt
jedoch im allgemeinen verzögert,
d. h., der dem einrückenden
Reibungseingriffselement zugeführte Hydraulikdruck
wird bei einem niedrigen Druckwert gehalten, bis die Eingangsdrehzahl
etwa auf die synchronisierte Drehzahl zugenommen hat, um eine Kopplung
(Tie-up) mit dem ausrückenden
Reibungseingriffselement zu verhindern. Daher wird der dem einrückenden
Reibungseingriffselement zuge führte Hydraulikdruck
mit einer relativ geringen Rate erhöht. Dadurch wird die für einen
Schaltvorgang zum Herunterschalten erforderliche Zeitdauer übermäßig lang.
-
In einem Typ eines Automatikgetriebes
können,
wie in 24 dargestellt,
die Gangstufen oder Übersetzungsverhältnisse
manuell geschaltet werden, um das Gefühl eines Handschaltgetriebes
zu vermitteln, indem der Schalthebel 100 so konstruiert ist,
daß er
im D-Bereich des Automatikgetriebes in Betriebsstellungen bewegbar
ist, die verschiedenen Gangstufen oder Übersetzungsverhältnissen
entsprechen, z. B. einem ersten Übersetzungsverhältnis, einem
zweiten Übersetzungsverhältnis, einem dritten Übersetzungsverhältnis und
einem vierten Übersetzungsverhältnis. Im
normalen D-Bereich eines Automatikgetriebes kann die durch eine Änderung
vom Power-on- auf den Power-off-Zustand (wenn beispielsweise ein
Kick-down-Schaltvorgang durch Freigeben des Beschleunigungspedals
unterbrochen wird) verursachte übermäßige Verzögerung beim
Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Umschalten der Steuerung
des Getriebes auf einen Modus für
einen Schaltvorgang zum Heraufschalten verhindert werden. Wenn der
Schaltvorgang zum Herunterschalten jedoch in Antwort auf eine Bewegung des
manuellen Schalthebels ausgeführt
wird, kann aufgrund der manuellen Anforderung eines Schaltvorgangs
zum Herunterschalten, z. B. eines Schaltvorgangs vom vierten Übersetzungsverhältnis auf das
dritte Übersetzungsverhältnis, nicht
auf einen Schaltvorgang zum Heraufschalten umgeschaltet werden.
Daher kann die Verzögerung
im Schaltvorgang zum Herunterschalten nicht durch Unterbrechen des
Schaltvorgangs zum Herunterschalten verhindert werden.
-
In einem Schaltvorgang zum Herunterschalten
in einem Automatikgetriebe, in dem eine Einwegkupplung verwendet
wird, ist das einrückende
Reibungseingriffselement im Power-off-Zustand parallel zur Einwegkupplung
angeordnet, um nach dem Schaltvorgang zum Herunterschalten eine
Motorbremsfunktion bereitzustellen. In dieser Struktur tritt während eines
manuellen Schaltvorgangs zum Herunterschalten im Power-off-Zustand eine Zeitverzögerung auf,
so daß es
schwierig ist, beim Schaltvorgang zum Herunterschalten bei allen
Fahrzeuggeschwindigkeiten ein geeignetes Schaltgefühl zu erhalten.
-
In der EP-A-583954 sind die Merkmale
der Präambel
von Patentanspruch 1 dargestellt, und dieses Dokument betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Drehzahländerungen
für ein Automatikgetriebe
eines Kraftfahrzeugs mit einer 1.-Gang-Kupplung zum Einrichten eines
ersten Gangs und einer 2.-Gang-Kupplung zum Einrichten eines zweiten
Gangs, wobei eine Feedback-Steuerung mindestens bezüglich eines
Tastgrades Dr eines 2.-Gang-Solenoidventils zum Zuführen von Öldruck zur
2.-Gang-Kupplung ausgeführt
wird, so daß die
1.-Gang-Kupplung eingerückt
wird, während
die 2.-Gang-Kupplung
ausgerückt
wird.
-
Die EP-A-566399 betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Steuern von Drehzahländerungen für ein Automatikgetriebe eines
Kraftfahrzeugs. Während
eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten, in dem eine einem niedrigeren
Gang zugeordnete Kupplung zum Einrichten einer niedrigeren Gangstufe
eingerückt
wird, während
eine einem höheren Gang
zugeordnete Kupplung, durch die eine höhere Gangstufe eingerichtet
wurde, ausgerückt
wird, um die Turbinendrehzahl Nt zu einer der niedrigeren Gangstufe
zugeordneten synchronen Drehzahl Ntj hin zu erhöhen, wird die Drehzahländerungssteuerung
unabhängig
davon, ob der Motor auf einen Power-on-oder einen Power-off-Zustand eingestellt
ist, gemäß dem gleichen
Steuerungsverfahren ausgeführt.
-
Die US-A-5046174 betrifft ein Kupplung-Kupplung-Schaltverfahren
zum Herunterschalten bei geschlossener Drosselklappe für ein Automatikgetriebe,
das gesteuert wird, indem der einrückenden Kupplung für eine vorgegebene
Zeitdauer ein maximaler Fülldruck
zugeführt
wird, während
der ausrückenden
Kupplung ein niedriger Druck zugeführt wird, der vor dem Ende
der Füllzeitdauer
freigegeben wird. Am Ende der Füllzeitdauer
wird der der einrückenden
Kupplung zugeführte
Druck auf einen Anfangswert gesetzt und dann rampenförmig erhöht, bis
die Turbinendrehzahl aufgrund des Schlupfes der ausrückenden
Kupplung hochgezogen wird.
-
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Hydrauliksteuerungssystem für
ein Automatikgetriebe bereitzustellen, das eine Schaltsteuerung
für verschiedene
Fahrzeugfahrzustände, z.
B. einen Power-on-Zustand und einen Power-off-Zustand, durch die
gleiche Steuerlogik ausführt
und außerdem übermäßige Verzögerungen beim
Ausführen
der Schaltvorgänge
verhindert, wenn ein Beschleunigungspedal im Power-on-Zustand freigegeben
wird.
-
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, weist ein
Hydrauliksteuerungssystem für
ein Automatikgetriebe, das eine Eingangswelle zum Aufnehmen von Leistung
von einer Motorausgangswelle, eine mit Fahrzeugrädern verbundene Abtriebswelle
und mehrere Reibungseingriffselemente aufweist, die Kraftübertragungsverhältnisse
zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle ändern, auf:
Hydraulik-Servoeinrichtungen zum Ein- und Ausrücken der Reibungseingriffselemente,
einen Hydraulikcontroller zum Steuern der den Hydraulik-Servoreinrichtungen zugeführten Hydraulikdrücke und
eine Steuereinheit, die Eingangssignale von Sensoren basierend auf
einem Fahrzeugfahrzustand empfängt
und Hydrauliksteuerungssignale an den Hydraulikcontroller ausgibt.
Die Steuereinheit weist auf: einen ausrückseitigen Controller, der
den der Hydraulik-Servoeinrichtung für ein ausrückendes Reibungseingriffselement zugeführten Hydraulikdruck
in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten auf ein vorgegebenes Übersetzungsver hältnis steuert,
einen einrückseitigen Controller,
der den der Hydraulik-Servoeinrichtung für ein einrückendes Reibungseingriffselement
zugeführten
Hydraulikdruck in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten auf das
vorgegebene Übersetzungsverhältnis steuert,
einen Schaltvorgangfortschrittdetektor, der den Fortschritt des
Schaltvorgangs zum Herunterschalten basierend auf den Eingangssignalen
der Sensoren erfaßt,
und eine Umschaltentscheidungseinrichtung, die die primäre Steuerung
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten vom ausrückseitigen Controller auf den
einrückseitigen
Controller umschaltet, wenn festgestellt wird, daß der durch
die primäre
Steuerung des ausrückseitigen
Controllers ausgeführte
Schaltvorgang zum Herunterschalten nicht bis zu einem vorgegebenen Punkt
im Verlauf des Schaltvorgangs fortgeschritten ist.
-
Der Schaltvorgangfortschrittdetektor
erfaßt den
Fortschritt des Schaltvorgangs zum Herunterschalten basierend auf
einem Änderungswert
eines oder mehrerer Eingangssignale von Sensoren, die den Fortschritt
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten überwachen, und die Umschaltentscheidungseinrichtung
entscheidet, daß ein
vorgegebener Punkt im Verlauf des Schaltvorgangs nicht erreicht ist,
wenn der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige Reibungseingriffselement
zugeführte Hydraulikdruck
kleiner ist als ein vorgegebener Druckwert oder der Änderungswert
einen Basiswert nicht erreicht hat.
-
Der Schaltvorgangfortschrittdetektor
erfaßt den
Fortschritt des Schaltvorgangs zum Herunterschalten basierend auf
einem Änderungswert
von Eingangssignalen, die den Fortschritt des Schaltvorgangs zum
Herunterschalten überwachen,
und die Umschaltentscheidungseinrichtung entscheidet, daß der vorgegebene
Punkt im Verlauf des Schaltvorgangs nicht erreicht ist, wenn seit
dem Beginn der Schaltsteuerung eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen
ist und der Änderungswert
der Eingangssignale einen Basiswert nicht erreicht hat.
-
Der ausrückseitige Controller führt eine Steuerung
aus, in der der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige Reibungseingriffselement
zugeführte
Hydraulikdruck basierend auf einem Eingangsdrehmoment berechnet
wird.
-
Der während des Verlaufs des Schaltvorgangs
zum Herunterschalten überwachte Änderungswert
ist der Änderungswert
der Eingangsdrehzahl bezüglich
der Ausgangsdrehzahl (Übersetzungsverhältnis).
-
Der ausrückseitige Controller führt eine Feedback-Steuerung aus, in
der der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige Reibungseingriffselement
zugeführte
Hydraulikdruck basierend auf einem im Verlauf des Schaltvorgangs zum
Herunterschalten überwachten Änderungswert gesteuert
wird.
-
Der einrückseitige Controller führt eine
Einrücksteuerung
aus, in der der Hydraulikdruck auf einen Einrückdruck-Sollwert zunimmt, der basierend auf
einem Drehmoment berechnet wird, das dem einrückseitigen Reibungseingriffselement
zugeteilt wird, und führt
eine Endphasensteuerung aus, die gestartet wird, wenn der Änderungswert
im Verlauf des Schaltvorgangs zum Herunterschalten einen vorgegebenen
Wert erreicht, der dem Start der Endphasensteuerung entspricht.
-
Der einrückseitige Controller führt eine
Feedback-Steuerung
basierend auf einem Änderungswert der
Eingangsdrehzahl bezüglich
der Ausgangsdrehzahl aus, wenn die Umschaltentscheidungseinrichtung
entscheidet, daß die
Steuerrung umgeschaltet wird, so daß der Schaltvorgang zum Herunterschalten
im wesentlichen durch den einrückseitigen
Controller gesteuert wird.
-
Der ausrückseitige Controller führt eine
Wartesteuerung aus, in der das ausrückseitige Reibungseingriffselement
eine dem Eingangsdrehmoment entsprechende Drehmomenkapazität beibehält.
-
Die Zeit für die Wartesteuerung wird reduziert,
wenn das Eingangsdrehmoment zunimmt.
-
Eine Totzeit oder Verzögerung von
der Erfassung einer Abnahme des der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige
Reibungseingriffsselement zugeführten
Hydraulikdrucks auf einen Wert, der kleiner ist als ein vorgegebener
Druckwert, bis die Steuerung des Schaltvorgangs zum Herunterschalten
von der ausrückseitigen
Steuerung auf die einrückseitige
Steuerung umgeschaltet wird, basiert auf dem Eingangsdrehmoment,
so daß die
Verzögerung zunimmt,
wenn das Eingangsdrehmoment zunimmt.
-
Die Totzeit wird basierend auf einer Öltemperatur
geändert.
-
Der vorgegebene Druck für das ausrückseitige
Reibungseingriffselement entspricht einem Federdruck einer Rückstellfeder
in der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige Reibungseingriffselement.
-
Die vorgegebene Zeit vom Start der
Schaltsteuerung ist eine Soll-Schaltzeit, die basierend auf dem
Fahrzeugfahrzustand im voraus gesetzt wird.
-
Der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird
durch Ausrücken
des ausrückseitigen
Reibungseingriffselements und Einrücken des einrückseitigen Reibungseingriffselements
ausgeführt.
Der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige Reibungseingriffselement
zugeführte
Hydraulikdruck und der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das einrückseitige
Reibungseingriffselement zugeführte
Hydraulikdruck werden durch die jeweiligen Hydraulikcontroller gesteuert.
-
Der Schaltvorgang zum Herunterschalten auf
ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis wird durch
Ausrücken
des ausrückseitigen
Reibungseingriffselements und Betätigen einer Einwegkupplung und/oder
Einrücken
des parallel zur Einwegkupplung angeordneten einrückseitigen
Reibungseingriffselements ausgeführt.
-
Der der Hydraulik-Servoeinrichtung
für das ausrückseitige
Reibungseingriffselement zugeführte Hydraulikdruck
und der der Hydraulik-Servoeinrichtung für das einrückseitige Reibungseingriffselement zugeführte Hydraulikdruck
werden durch den gleichen Hydraulikcontroller gesteuert. Die Umschaltentscheidungseinrichtung
schaltet die Kommunikation des durch den Hydraulikcontroller erzeugten
Hydraulikdrucks von der Hydraulik-Servoeinrichtung für das ausrückseitige
Reibungseingriffselement auf die Hydraulik-Servoeinrichtung für das einrückseitige
Reibungseingriffselement um.
-
Es wird ein Speichermedium für ein Hydrauliksteuerungssystem
für ein
Automatikgetriebe verwendet, das eine Eingangswelle zum Aufnehmen von
Leistung von einer Motorausgangswelle, eine mit Fahrzeugrädern verbundene
Abtriebswelle, mehrere Reibungseingriffselemente, die Kraftübertragungsverhältnisse
zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle ändern, und
Hydraulik-Servoeinrichtungen zum Ein- und Ausrücken der Reibungseingriffselemente
aufweist. Das Speichermedium ist durch einen Computer lesbar, dem
Eingangssignale von Sensoren zugeführt werden, die Fahrzeugfahrzustände erfassen
und der Hydrauliksteuerungssignale an einen Hydraulikcontroller
ausgibt, der die den Hydraulik-Servoeinrichtungen
zugeführten
Hydraulikdrücke
steuert. Das Speichermedium speichert Programme zum Ausführen einer
ausrückseitigen Steuerung,
die den Hydraulikdruck steuert, der einer Hydraulik-Servoeinrichtung
für ein
Reibungseingriffselement zugeführt
wird, das in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten auf ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ausgerückt wird,
einer einrückseitigen
Steuerung, die den Hydraulikdruck steuert, der einer Hydraulik-Servoeinrichtung für ein Reibungseingriffselement
zugeführt
wird, das in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten in das vorgegebene Übersetzungsverhältnis eingerückt wird,
einer Schaltvorgangfortschritterfassungsprozedur, die einen Fortschritt
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten basierend auf den Eingangssignalen
von den Sensoren erfaßt,
und einer Umschaltentscheidungsprozedur, die die Steuerung des Schaltvorgangs
zum Herunterschalten von einer primären Steuerung durch die ausrückseitige
Steuerung auf eine primäre
Steuerung durch die eingangsseitige Steuerung umschaltet, wenn basierend
auf dem Schaltvorgangfortschritterfassungsschritt festgestellt wird,
daß der
durch die ausrückseitige
Steuerung ausgeführte
Schaltvorgang zum Herunterschalten nicht bis zu einem vorgegebenen
Punkt im Verlauf des Schaltvorgangs fortgeschritten ist.
-
Erfindungsgemäß wird der Schaltvorgang zum
Herunterschalten unabhängig
von den Fahrzeugfahrzuständen,
z. B. vom Power-on-Zustand und vom Power-off-Zustand, durch die
gemeinsame Steuerlogik gesteuert. Dadurch kann die Struktur vereinfacht
werden, z. B. wird die Speicherkapazität der Steuereinheit reduziert.
-
Wenn der Änderungswert während des Schaltvorgangs
zum Herunterschalten nicht den Basiswert erreicht hat, wenn der
ausrückseitige
Druck auf einen Wert reduziert wird, der kleiner ist als der vorgegebene
Druckwert, wird die Schaltsteuerung von der primären Steuerung des ausrückseitigen Drucks
auf die primäre
Steuerung des einrückseitigen
Drucks umgeschaltet. Dadurch wird, wenn der Fahrzeugfahrzustand
sich während
eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten im Power-on-Zustand auf
den Power-off-Zustand ändert,
die Schaltsteuerung schnell geändert,
um den Schaltvorgang zum Herunterschalten zuverlässig und korrekt zu verarbeiten.
-
Wenn der während des Schaltvorgangs zum Herunterschalten überwachte Änderungswert
den Basiswert nicht erreicht hat, nachdem die vorgegebene Zeitdauer
verstrichen ist, wird die Schaltsteuerung von der primären Steuerung
des ausrückseitigen Drucks
auf die primäre
Steuerung des einrückseitigen
Drucks umgeschaltet. Dadurch wird eine übermäßig lange Schaltzeit vermieden,
und der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird auch dann zuverlässig verarbeitet,
wenn unklar ist, ob das Eingangsdrehmoment positiv oder negativ
ist.
-
Im Power-off-Zustand wird die Schaltsteuerung
so ausgeführt,
daß der
einrückseitige
Druck im wesentlichen z. B. durch eine Anfangsphasensteuerung gesteuert
wird, in der der ausrückseitige
Druck basierend auf dem Eingangsdrehmoment gesteuert wird. Dadurch
wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten schnell und zuverlässig ausgeführt.
-
Der Schaltfortschritt wird basierend
auf der Änderung
der Eingangswellendrehzahl bezüglich
der Abtriebswellendrehzahl (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
erfaßt.
Dadurch erreicht der durch die Drehzahlsensoren angezeigte Schaltvorgangfortschritt
beim Schaltvorgang zum Herunterschalten den vorgegebenen Punkt im
Verlauf des Schaltvorgangs, wenn die der Endphasensteuerung entsprechende Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
erreicht wird, so daß der
Schaltvorgang korrekt und zuverlässig
ausgeführt
wird.
-
Der ausrückseitige Druck wird durch
die Feedback-Steuerung
auch dann schnell und zuverlässig
auf einen Wert vermindert, der kleiner ist als der vorgegebene Druckwert,
wenn der Fahrzeugfahrzustand sich während des Power-on-Zustands auf den
Power-off-Zustand ändert.
Dadurch wird eine lange Schaltzeit vermieden und das Schaltgefühl beim
Schaltvorgang zum Herunterschalten verbessert.
-
Der einrückseitige Controller führt die
Einrücksteuerung
und die Endphasensteuerung aus, wobei der Basiswert dem Start der
Endphasensteuerung entspricht. Dadurch wird von der ausrückseitigen
Steuerung glatt auf die einrückseitige
Steuerung umgeschaltet und ein unnötiger Umschaltvorgang nach
dem Start der Endphasensteuerung eliminiert. Außerdem wird die Hydrauliksteuerung
durch den einrückseitigen
Controller durch Umschalten auf die einrückseitige Steuerung glatt ausgeführt.
-
Wenn die Schaltsteuerung auf die
primäre Steuerung
durch den einrückseitigen
Controller umgeschaltet wird, wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten
durch die Feedback-Steuerung,
in der primär
der einrückseitige
Druck gesteuert wird, korrekt und zuverlässig verarbeitet.
-
Die Zeitdauer für die Wartesteuerung wird basierend
auf dem Eingangsdrehmoment geändert. Dadurch
wird die Zeit für
die Wartesteuerung verkürzt und
der Schaltvorgang zum Herunterschalten schnell ausgeführt, wenn
das Eingangsdrehmoment z. B. im Power-on-Zustand hoch ist. Außerdem wird
der Schaltvorgang zum Herunterschalten im Power-off-Zustand und
im negativen (oder niedrigen) Drehmomentzustand korrekt ausgeführt, weil
beispielsweise die Wartesteuerung während der durch den einrückseitigen
Controller ausgeführten
Servo-Startsteuerung
fortgesetzt wird.
-
Die Totzeit von dem Zeitpunkt, an
dem der ausrückseitige
Druck niedriger ist als der vorgegebene Druckwert, bis zu dem Zeitpunkt,
an dem der Umschaltentscheidungsschritt ausgeführt wird, wird basierend auf
dem Eingangsdrehmoment geändert. Wenn
das Eingangsdrehmoment negativ (oder niedrig) ist, wird die Totzeit
verkürzt,
so daß der
Umschaltvorgang schnell ausgeführt
wird. Wenn das Eingangsdrehmoment hoch ist, wird die vorgegebene Totzeit
so gesetzt, daß die
Verzögerung
der Steuereinheit, z.B, eine Verzögerung im Ansprechverhalten der
linearen Solenoidventile, kompensiert wird.
-
Die Totzeit basiert außerdem auf
der Öltemperatur.
Daher wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten ohne Kopplung
der Reibungseingriffselemente (Tie-up), die bei einer niedrigen
Temperatur aufgrund einer Änderung
der Ansprechgeschwindigkeit auftritt, basierend auf der Öltemperatur
schnell ausgeführt.
-
Der vorgegebene Druck, bei dem die
Schaltsteuerung auf die einrückseitige
Drucksteuerung umschaltet, entspricht dem Federrückstelldruck, so daß die Schaltsteuerung
umgeschaltet wird, wenn der eingerückte Zustand des Reibungseingriffselements durch
den ausrückseitigen
Druck in der Hydraulik-Servoeinrichtung
freigegeben wird. Dadurch wird jegliche Kopplung zwischen dem ausrückseitigen Reibungseingriffselement
und dem einrückseitigen Reibungseingriffselement
(Tie-up) zuverlässig verhindert.
-
Die vorgegebene Zeit ist die Soll-Schaltzeit, die
basierend auf dem Fahrzeugfahrzustand im voraus gesetzt wird. Daher
wird die vorgegebene Zeit basierend auf dem Übersetzungsverhältnis korrekt gesetzt,
und der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird unabhängig vom
Fahrzeugfahrzustand korrekt ausgeführt.
-
Im Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang
zwischen dem ausrückseitigen
Reibungseingriffselement und dem einrückseitigen Reibungseingriffselement
werden die Hydraulikdrücke
für die
jeweiligen Reibungseingriffselemente durch ihre jeweils zugeordneten
Hydraulikcontroller gesteuert. Daher wird der durch den entsprechenden
Hydraulikcontroller ausgeführte
Schaltvorgang zum Herunterschalten korrekt und zuverlässig ausgeführt.
-
Beim Schaltvorgang zum Herunterschalten unter
Verwendung der Einwegkupplung wird das parallel zur Einwegkupplung
angeordnete einrückseitige
Reibungseingriffselement mit einer korrekten Zeitsteuerung gesteuert.
Im manuellen Schalt vorgang zum Herunterschalten im Power-off-Zustand
wird die Zeitverzögerung
vermieden. Der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird im Power-on-Zustand,
im Power-off-Zustand und bei undefinierten Fahrzustand und außerdem bei
allen Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einem guten Schaltgefühl ausgeführt.
-
Wenn die Einwegkupplung verwendet
wird, wird der auf einem Hydraulikcontroller basierende Hydraulikdruck
geändert
und werden der ausrückseitige
Druck und der einrückseitige
Druck verwendet. Dadurch wird ein korrekter Schaltvorgang zum Herunterschalten
ohne Beeinflussung durch einen anderen Controller und ohne Verwendung
eines zusätzlichen,
teuren Hydraulikcontrollers, z. B. eines linearen Solenoidventils,
ausgeführt.
-
Die Hydrauliksteuerung im Schaltvorgang zum
Herunterschalten wird basierend auf in einem Speichermedium, z.
B. einer CD-ROM, gespeicherten Programmen ausgeführt.
-
Die Erfindung wird nachstehend in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen ähnliche Elemente und Merkmale
durch ähnliche
Bezugszeichen bezeichnet sind; es zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen
Steuereinheit;
-
2 eine
schematische Darstellung von Strukturabschnitten eines durch die
Steuereinheit von 1 gesteuerten
Automatikgetriebes;
-
3 eine
Tabelle zum Darstellen von Betriebszuständen von im Getriebe von 2 vorgesehenen Reibungseingriffselementen;
-
4 ein
Diagramm zum Darstellen einer Hydraulikschaltung zum Ausführen eines
Schaltvorgangs basierend auf einem Übergang zwischen Reibungseingriffselementen
(Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang);
-
5 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer in der Steuereinheit von 1 ausgeführten Hauptprozedur;
-
6 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten
in einem Power-on-Zustand (durchgezogene Linien) und in einem Power-off-Zustand
(gestrichelte linien) im Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang;
-
7 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines ersten Teils einer Ausrückprozedur
im Schaltvorgang zum Herunterschalten durch den Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang;
-
8 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines zweiten Teils bzw. einer Fortsetzung
der Ausrückprozedur
von 7;
-
9 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines ersten Teils einer Einrückprozedur
im Schaltvorgang zum Herunterschalten durch den Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang;
-
10 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines zweiten Teils bzw. einer Fortsetzung
der Ausrückprozedur
von 9;
-
11 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines dritten Teils bzw. einer Fortsetzung
der Ausrückprozedur
von 10;
-
12 einen
Graphen zum Darstellen einer Änderung
einer Wartesteuerungszeit für
den ausrückseitigen
Druck;
-
13 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten,
wenn ein Fahrzeugfahrzustand sich während eines Power-on-Zustands
auf einen Power-off-Zustand ändert;
-
14 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Umschaltentscheidungsprozedur;
-
15 einen
Graphen zum Darstellen einer Änderung
einer Totzeit, wenn der ausrückseitige Druck
auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als ein Federdruck;
-
16 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer anderen Ausführungsform einer Umschaltentscheidungsprozedur;
-
17 ein
Diagramm zum Darstellen einer Hydraulikschaltung zum Ausführen eines
Schaltvorgangs zum Herunterschalten in einem Automatikgetriebe unter
Verwendung einer Einwegkupplung;
-
18 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten
in einem Power-on-Zustand (durchgezogene Linien) und in einem Power-off-Zustand
(gestrichelte Linien) unter Verwendung der Hydraulikschaltung von 17;
-
19 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Steuerprozedur für einen
ausrückseitigen Druck
in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten;
-
20 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines ersten Teils einer Steuerprozedur
für einen
einrückseitigen
Druck in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten;
-
21 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen eines zweiten Teils bzw. einer Fortsetzung
der Steuerprozedur für
den einrückseitigen
Druck von 20;
-
22 ein
Zeitdiagramm zum Darstellen eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten,
wenn ein Fahrzeugfahrzustand sich während eines Power-on-Zustands
auf einen Power-off-Zustand ändert;
-
23 einen
Graphen zum Darstellen einer Änderung
der Totzeit, wenn der ausrückseitige
Druck niedriger ist als der Federdruck; und
-
24 eine
Draufsicht zum Darstellen eines manuell betätigbaren Schalthebelabschnitts
eines Automatikgetriebes. Die Erfindung wird nachstehend anhand
der ausführlichen
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
-
Wie in 2 dargestellt,
weist ein 5-Gang-Automatikgetriebe 1 einen Drehmomentwandler 4,
einen 3-Gang-Hauptgetriebemechanismus 2, einen 3-Gang-Zusatzgetriebemechanismus 5 und
eine Differentialeinheit 8 auf. Diese Komponenten sind
miteinander so verbunden, daß sie
eine in einem Gehäuse
angeordnete einheitliche Struktur bilden. Der Drehmomentwandler 4,
der eine Lockup- oder Überbrückungskupplung 4a aufweist,
empfängt ein
Drehmoment von einer Motorkurbelwelle 13 und führt das
Drehmoment über
eine Hydraulikströmung im
Drehmomentwandler 4 oder über die Überbrückungskupplung 4a einer
Eingangswelle 3 des Hauptgetriebemechanismus 2 zu.
Die erste Welle 3 (Eingangswelle), die mit der Kurbelwelle
ausgerichtet ist, die zweite Welle 6 (Gegenwelle), die
parallel zur ersten Welle 3 ausgerichtet ist, und die dritte
Welle (Antriebswellen für
das linke/rechte Rad) 14a, 14b sind im Gehäuse drehbar
angeordnet. Ein Ventilkörper
ist außerhalb
des Gehäuses
angeordnet.
-
Der Hauptgetriebemechanismus 2 weist
eine Planetengetriebeeinheit 15 auf, die ein einfaches oder
Einzelritzel-Planetengetriebe 7 und
ein Doppelritzel-Planetengetriebe 9 aufweist. Das einfache
Planetengetriebe 7 weist ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1
und einen Träger
CR zum Halten eines Ritzels P1 auf. Das Ritzel P1 steht mit dem
Sonnen- und dem Hohlrad S1 bzw. R1 in Eingriff. Das Doppelritzel-Planetengetriebe 9 weist
dagegen ein Sonnenrad S2 mit einer im Vergleich zur Anzahl der Zähne des
Sonnenrades S1 anderen Anzahl von Zähnen, ein Hohlrad R2 und den
mit dem einfachen Planetengetriebe 7 gemeinsam verwendeten
Träger
CR zum Halten des Ritzels P2 und eines Ritzels P3 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 auf.
Das Ritzel P2 steht mit dem Sonnenrad S2 in Eingriff, und das Ritzel
P3 steht mit dem Hohlrad R2 in Eingriff.
-
Die Eingangswelle 3, die über den
Drehmomentwandler 4 mit der Motorkurbelwelle 13 verbunden
ist, kann über
eine erste (Vorwärts)
Kupplung C1 mit dem Hohlrad R1 des einfachen Planetengetriebes 7 und über eine
zweite (direkte) Kupplung C2 mit dem Sonnenrad S1 des einfachen
Planetengetriebes 7 verbunden werden. Das Sonnenrad S2
des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 kann durch eine erste Bremse
B1 direkt blockiert werden oder durch eine zweite Bremse B2 über eine
erste Einwegkupplung F1 blockiert werden. Andererseits kann das
Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 durch eine dritte
Bremse B3 oder eine zweite Einwegkupplung F2 blockiert werden. Der
gemeinsame Träger
CR ist mit einem antreibenden Vorgelegerad 18-verbunden, das als
Abtriebselement des Hauptgetriebemechanismus 2 dient.
-
Der Zusatzgetriebemechanismus 5 weist
ein Abtriebsrad 16, ein erstes einfaches Planetengetriebe 10 und
ein zweites einfaches Planetengetriebe 11 auf, die in der
axialen Richtung der als zweite Welle dienenden Gegenwelle 6 zur
Rückseite
hin nacheinander angeordnet sind. Die Gegenwelle 6 wird
durch das Gehäuse,
in dem die vorstehend erwähnte
einheitliche Struktur angeordnet ist, über ein Lager drehbar gehalten.
Das erste und das zweite einfache Planetengetriebe 10 und 11 sind
beide Getriebe des Sympson-Typs.
-
Im ersten einfachen Planetengetriebe 10 ist ein
Hohlrad R3 mit einem angetriebenen Vorgelegerad 17 verbunden,
das mit dem antreibenden Vorgelegerad 18 in Eingriff steht.
Ein Sonnenrad S3 ist auf einer Hohlwelle 12 fixiert, die
durch die Gegenwelle 6 drehbar gehalten wird. Ein Ritzel
P3 wird durch einen Träger
CR3 gehalten, der einen Flansch an einem seiner Enden aufweist,
der mit der Gegenwelle 6 verbunden ist, um eine Einheit
zu bilden. Der Träger CR3
ist an seinem anderen Ende mit einer Innennabe einer direkten UD-
(unidirektionalen) Kupplung C3 verbunden. Im zweiten einfachen Planetengetriebe 11 ist
ein Sonnenrad S4 auf der Hohlwelle 12 ausgebildet und mit
dem Sonnenrad S3 des ersten einfachen Planetengetriebes 10 verbunden.
Ein Hohlrad R4 ist mit der Gegenwelle 6 verbunden.
-
Die direkte UD-Kupplung C3 ist zwischen dem
Träger
CR3 und den Sonnenrädern
S3 und S4 des ersten einfachen Planetengetriebes angeordnet. Das
Sonnenrad S3 und das Sonnenrad S4 können durch eine vierte Bremse
B4, z. B. eine Bandbremse, blockiert werden. Ein Träger CR4,
der ein Ritzel P4 des zweiten einfachen Planetengetriebes 11 hält, kann
durch eine fünfte
Bremse B5 blockiert werden.
-
Nachstehend wird die Funktionsweise
der Mechanismen des 5-Gang-Automatikgetriebes unter Bezug auf die 2 und 3 erläutert.
-
In einem ersten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
im D- (Fahr) Bereich ist die Vorwärtskupplung C1 eingerückt und
sind die fünfte
Bremse B5 und die zweite Einwegkupplung F2 ebenfalls eingerückt, so
daß das
Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 und der
Träger
CR4 des zweiten einfachen Planetengetriebes 11 im blockierten
Zustand gehalten werden. In diesem Zustand wird die Drehbewegung
der Eingangswelle 3 über
die Vorwärtskupplung
C1 zum Hohlrad R1 des einfachen Planetengetriebes 7 übertragen.
Außerdem
wird, weil das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 blockiert
ist, der gemeinsame Träger
CR mit einer wesentlich verminderten Drehzahl in die positive Richtung
gedreht, während
das Sonnenrad S1 und das Sonnenrad S2 sich in der Rückwärtsrichtung
frei drehen. D. h., der Hauptgetriebemechanismus 2 ist auf
sein erstes Übersetzungsverhältnis eingestellt, und
die Drehbewegung mit der verminderten Drehzahl wird über die
Vorgelegeräder 18 und 17 zum Hohlrad
R3 des ersten einfachen Planetengetriebes 10 im Zusatzgetriebemechanismus übertragen.
Weil der Träger
CR4 des zweiten einfachen Planetengetriebes 11 durch die
fünfte
Bremse B5 blockiert wird, ist auch der Zusatzgetriebemechanismus 5 auf
sein erstes Übersetzungsverhältnis einge stellt.
In diesem Zustand wird die Drehbewegung des Hauptgetriebemechanismus 2 mit
der verminderten Drehzahl durch den Zusatzgetriebemechanismus 5 weiter
reduziert und über
das Abtriebsrad 16 ausgegeben.
-
In einem zweiten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
wird, außer
daß die
Vorwärtskupplung C1
eingerückt
ist, auch die zweite Bremse B2 (und die erste Bremse B1) betätigt und
eingerückt.
Außerdem
wird der eingerückte
Zustand von der zweiten Einwegkupplung F2 auf die erste Einwegkupplung
F1 umgeschaltet, und die fünfte
Bremse B5 wird im eingerückten
Zustand gehalten. In diesem Zustand wird das Sonnenrad S2 durch
die zweite Bremse B2 und die erste Einwegkupplung F1 blockiert.
Daher wird durch die von der Eingangswelle 3 über die
Vorwärtskupplung
C1 übertragene
Drehbewegung des Hohlrades R1 des einfachen Planetengetriebes 7 veranlaßt, daß der Träger CR sich
in der positiven Richtung dreht, während das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 sich
in der positiven Richtung frei dreht. Außerdem wird die Drehbewegung
mit der verminderten Drehzahl über
die Vorgelegeräder 18 und 17 zum
Zusatzgetriebemechanismus 5 übertragen. D. h., der Hauptgetriebemechanismus 2 ist
auf sein zweites Übersetzungsverhältnis eingestellt,
während der
Zusatzgetriebemechanismus 5 aufgrund des eingerückten Zustands
der fünften
Bremse B5 auf sein erstes Übersetzungsverhältnis eingestellt
ist. Durch die Kombination des zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Hauptgetriebemechanismus 2 und des ersten Übersetzungsverhältnisses
des Zusatzgetriebemechanismus 5 wird im Automatikgetriebe 1 insgesamt
das zweite Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
erhalten. Zu diesem Zeitpunkt kann die erste Bremse B1 eingerückt werden,
wenn das zweite Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
durch einen Schaltvorgang zum Herunterschalten im antriebslosen
Zustand (Coast-Down- Schaltvorgang)
erhalten wird, wird die erste Bremse B1 jedoch ausgerückt.
-
In einem dritten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
werden die Vorwärtskupplung
C1, die zweite Bremse B2, die erste Einwegkupplung F1 und die erste
Bremse B1 im eingerückten
Zustand gehalten. Außerdem
wird der eingerückte
Zustand der fünften
Bremse B5 freigegeben, während
gleichzeitig die vierte Bremse B4 eingerückt wird. D. h., der Hauptgetriebemechanismus 2 wird
unverändert
in seinem Zustand gehalten, und die vorstehend erwähnte Drehbewegung
mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis wird über die
Vorgelegeräder 18 und 17 zum
Zusatzgetriebemechanismus 5 übertragen. Außerdem wird
im Zusatzgetriebemechanismus 5 die Drehbewegung vom Hohlrad
R3 des ersten einfachen Planetengetriebes 10 vom Träger CR3
als Drehbewegung mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis ausgegeben,
weil das Sonnenrad S3 und das Sonnenrad S4 blockiert sind. Durch
Kombinieren des zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Hauptgetriebemechanismus 2 und des zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Zusatzgetriebemechanismus 5 wird im Automatikgetriebe 1 insgesamt
das dritte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
erhalten.
-
In einem vierten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
ist der Hauptgetriebemechanismus 2 auf die gleichen Zustände eingestellt
wie im vorstehend beschriebenen zweiten und dritten Übersetzungsverhältnis, wobei
die Vorwärtskupplung
C1, die zweite Bremse B2, die erste Einwegkupplung F1 und die erste
Bremse B1 eingerückt
sind. Im Zusatzgetriebemechanismus 5 ist die vierte Bremse
B4 ausgerückt, während die
direkte UD-Kupplung C3 eingerückt
ist. In diesem Zustand sind der Träger CR3, das Sonnenrad S3 des
ersten einfachen Planetengetriebes 10 und das Sonnenrad
S4 verbunden, wodurch das erste und das zweite einfache Plantengetriebe 10 und 11 auf
einen direkt verbundenen Zustand eingestellt werden, in dem das
erste und das zweite einfache Planetengetriebe 10 und 11 sich
integral drehen. Durch Kombinieren des zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Hauptgetriebemechanismus 2 und eines dritten Übersetzungsverhältnisses,
d. h. des direkt verbundenen Zustands des Zusatzgetriebemechanismus 5,
wird im Automatikgetriebe insgesamt eine Drehbewegung mit dem vierten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
vom Abtriebsrad 16 ausgegeben.
-
In einem fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
sind die Vorwärtskupplung
C1 und die direkte Kupplung C2 eingerückt, und die Drehbewegung der
Eingangswelle 3 wird zum Hohlrad R1 und zum Sonnenrad S1
des einfachen Planetengetriebes 7 übertragen. Der Hauptgetriebemechanismus 2 ist daher
auf einen direkt verbundenen Zustand eingestellt, in dem die Planetengetriebeeinheit
sich integral dreht. Zu diesem Zeitpunkt wird die erste Bremse B1 ausgerückt, und
die zweite Bremse B2 wird in einem eingerückten Zustand gehalten, das
Sonnenrad S2 ist jedoch auf einen Freilaufzustand eingestellt, weil die
erste Einwegkupplung F1 auf einen Freilaufzustand eingestellt ist.
Außerdem
ist der Zusatzgetriebemechanismus 5 auf einen direkt verbundenen
Zustand eingestellt, wobei die direkte UD-Kupplung C3 eingerückt ist.
Durch Kombinieren des dritten Übersetzungsverhältnisses,
d. h. des direkt verbundenen Zustands, des Hauptgetriebemechanismus 2 und des
dritten Übersetzungsverhältnisses,
d. h. des direkt verbundenen Zustands, des Zusatzgetriebemechanismus 5 wird
im Automatikgetriebe insgesamt eine Drehbewegung mit dem fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
vom Abtriebsrad 16 ausgegeben.
-
Außerdem weist das Automatikgetriebe
Zwischenübersetzungsverhältnisse
auf, d. h. ein drittes niedriges Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
und ein viertes niedriges Übersetzungsverhältnis (Gangstufe),
die z. B. während
eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten bei einem Beschleunigungsvorgang
eingerichtet werden.
-
Im dritten niedrigen Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
sind die Vorwärtskupplung
C1 und die direkte Kupplung C2 eingerückt. Tatsächlich ist auch die zweite
Bremse B2 eingerückt,
sie ist jedoch durch die Einwegkupplung F1 auf einen Freilaufzustand eingestellt.
Der Hauptgetriebemechanismus 2 ist auf ein drittes Übersetzungsverhältnis eingestellt,
wobei seine Planetengetriebeeinheit 15 direkt verbunden ist.
Die fünfte
Bremse B5 ist eingerückt,
wodurch der Zusatzgetriebemechanismus 5 auf ein erstes Übersetzungsverhältnisses
eingestellt wird. Durch Kombinieren des dritten Übersetzungsverhältnisses
des Hauptgetriebemechanismus 2 und des ersten Übersetzungsverhältnisses
des Zusatzgetriebemechanismus 5 wird im Automatikgetriebe 1 insgesamt
ein Übersetzungsverhältnis zwischen
dem zweiten und dem dritten Übersetzungsverhältnis erhalten,
d. h. das dritte niedrige Übersetzungsverhältnis (Gangstufe).
-
Im vierten niedrigen Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
sind die Vorwärtskupplung
C1 und die direkte Kupplung C2 eingerückt, wodurch der Hauptgetriebemechanismus 2 auf
sein drittes Übersetzungsverhältnis eingestellt
wird, wobei seine Planetengetriebeeinheit 15 wie im Fall
des dritten niedrigen Übersetzungsverhältnisses
auf einen direkt verbundenen Drehbewegungszustand eingestellt ist.
Die vierte Bremse B4 ist eingerückt,
und das Sonnenrad S3 des ersten einfachen Planetengetriebes 10 und das
Sonnenrad S4 des zweiten einfachen Planetengetriebes 11 sind
blockiert, wodurch der Zusatzgetriebemechanismus 5 auf
ein zweites Übersetzungsverhältnis eingestellt
wird. Durch Kombinieren des dritten Übersetzungsverhältnisses
des Hauptgetriebemechanismus 2 und des zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Zusatzgetriebemechanismus 5 wird im Automatikgetriebe 1 insgesamt
ein Überset zungsverhältnis zwischen
dem dritten und dem vierten Übersetzungsverhältnis erhalten,
d. h. das vierte niedrige Übersetzungsverhältnis (Gangstufe).
-
Ein in 3 gestrichelt
dargestellter Kreis zeigt, daß die
Motorbremsfunktion im antriebslosen Zustand im ersten Bereich aktiviert
ist. D. h., im ersten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
ist die dritte Bremse B3 betätigt,
wodurch die durch einen Freilaufzustand der zweiten Einwegkupplung
F2 verursachte Drehbewegung des Hohlrades R2 blockiert wird. Außerdem ist
im zweiten, dritten und vierten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
die erste Bremse B1 betätigt,
wodurch die durch einen Freilaufzustand der ersten Einwegkupplung
F1 verursachte Drehbewegung des Sonnenrades S1 blockiert wird.
-
Im R- (Rückwärts) Bereich sind die direkte Kupplung
C2 und die dritte Bremse B3 eingerückt, und gleichzeitig ist auch
die fünfte
Bremse B5 eingerückt.
In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 3 über die
direkte Kupplung C2 zum Sonnenrad S1 übertragen, und das Hohlrad
R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 wird durch die
dritte Bremse B3 blockiert . Dadurch wird, weil das Hohlrad R1 des
einfachen Planetengetriebes 7 auf einen Drehbewegungszustand
in Rückwärtsrichtung
eingestellt ist, der Träger
CR ebenfalls in Rückwärtsrichtung
gedreht. Diese Drehbewegung in Rückwärtsrichtung
wird über
die Vorgelegeräder 18 und 17 zum Zusatzgetriebemechanismus 5 übertragen.
Die Rückwärtsdrehbewegung
des Trägers
CR4 des zweiten einfachen Planetengetriebes 11 wird durch die
fünfte
Bremse B5 blockiert, so daß der
Zusatzgetriebemechanismus 5 auf sein erstes Übersetzungsverhältnis eingestellt
bleibt. Durch Kombinieren der Rückwärtsdrehbewegung
des Hauptgetriebemechanismus 2 und der Drehbewegung des
Zusatzgetriebemechanismus 5 mit dem ersten Übersetzungs verhältnis wird
vom Abtriebsrad 16 eine Rückwärtsdrehbewegung mit reduzierter
Drehzahl ausgegeben.
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen eines elektrischen Steuerungssystems.
Einer Steuereinheit (ECU) 21, z. B. ein Mikrocomputer, werden
Signale von einem Motordrehzahlsensor 22, einem Drosselklappenöffnungssensor 23,
der den Betätigungsgrad
eines Beschleunigungspedals erfaßt, einem Sensor 25,
der eine Eingangswellendrehzhal (Turbinendrehzahl) des Getriebes
(Automatikgetriebes) erfaßt,
einem Fahrzeuggeschwindigkeits (Drehzahl der Abtriebswelle des Automatikgetriebes)
-sensor 26 und einem Öltemperatursensor 27 zugeführt, und
die Steuereinheit gibt Signale an lineare Solenoidventile SLS SLU
in der Hydraulikschaltung aus. Die Steuereinheit 21 weist
einen ausrückseitigen
Controller 21a zum Steuern eines ausrückseitigen Drucks, einen einrückseitigen
Controller 21b zum Steuern eines einrückseitigen Drucks, einen Schaltvorgangfortschrittdetektor 21c zum
Erfassen eines Drehzahländerungswertes
der Eingangswellendrehzahl bezüglich
der Abtriebswellendrehzahl (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
basierend auf Signalen von Sensoren, z. B. des Eingangswellendrehzahlsensors 25 und
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 26, und zum Erfassen
eines Fortschritts eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten (z.
B. eines Basiswertes für
eine Endphasensteuerung) basierend auf dem Erfassungswert, und eine
Umschaltentscheidungseinrichtung 21d zum Entscheiden, daß an Stelle
des ausrückseitigen Controllers 21a der
einrückseitige
Controller 21b den Schaltvorgang zum Herunterschalten steuern
sollte, wenn basierend auf dem Ausgangssignal des Schaltvorgangfortschrittdetektors
festgestellt wird, daß der durch
den ausrückseitigen
Controller 21a ausgeführte
Schaltvorgang zum Herunterschalten einen vorgegebenen Zustand oder
Punkt im Verlauf des Schaltvorgangs nicht erreicht hat, wenn beispielsweise der ausrückseitige
Druck einem Rückstellfederdruck gleicht
und der Schaltvorgang zum Herunterschalten nicht den vorgegebenen
Zustand oder Punkt erreicht hat, oder wenn die Änderung der Eingangswellendrehzahl
bezüglich
der Abtriebswellendrehzahl innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen
Basiswert nicht erreicht hat, wenn durch den Schaltvorgangfortschrittdetektor 21c festgestellt
wird, daß der
Schaltvorgang einen vorgegebenen Zustand oder Punkt erreicht hat.
-
Die Hydraulikschaltung von 4 weist die beiden linearen
Solenoidventile SLS, SLU und mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen 29, 30 auf,
die durch Ändern
der Drehbewegungszustände
der Planetengetriebeeinheiten des Automatikgetriebes mehrere Reibungseingriffselemente
(Kupplungen und Bremsen) ein- und ausrücken, die verschiedene Übersetzungsverhältnisse
einstellen, z. B. fünf
Vorwärtübersetzungsverhältnisse
(Gangstufen) und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis (Gangstufe).
Eingangsports a1, a2 der linearen Solenoidventile SLS und SLU empfangen
einen Solenoidmodulationsdruck. Die linearen Solenoidventile SLS,
SLU führen von
ihren Ausgangsports b1, b2 Hydrauliksteuerungskammern 31a, 32a von
Druckregelventilen 31, 32 einen Steuerdruck zu.
Eingangsports 31b, 32b der Druckregelventile 31, 32 empfangen
einen Leitungsdruck. Der durch den Steuerdruck geregelte Druck wird
den Hydraulik-Servoeinrichtungen 29, 30 von den
Ausgangsports 31c, 32c über Schaltventile 33 bzw. 35 zugeführt.
-
Die Hydraulikschaltung dient lediglich
zur Erläuterung
eines Basiskonzepts eines Kupplung-Kupplung-Schaltvorgangs, in dem
ein Reibungseingriffselement aus- und ein anderes Reibungseingriffselement
eingerückt
wird. Außer
Kupplungsbetätigungen
beinhaltet der Ausdruck "Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang" auch die Betätigung einer
oder mehrerer Bremsen in Kombination mit oder ohne Betätigung einer
Kupplung.
-
Die Hydraulik-Servoeinrichtungen 29, 30 und die
Schaltventile 33, 35 sind lediglich zur Erläuterung dargestellt.
Tatsächlich
weist das Automatikgetriebe viele Hydraulik-Servoeinrichtungen auf, insbesondere
eine Hydraulik-Servoeinrichtung
für eine
vierte Bremse B4 und eine Hydraulik-Servoeinrichtung für eine fünfte Bremse
B5 für
einen Schaltvorgang vom dritten Übersetzungsverhältnis zum
zweiten Übersetzungsverhältnis und
eine Hydraulik-Servoeinrichtung für eine dritte Kupplung C3 und
eine Hydraulik-Servoeinrichtung für eine vierte Bremse B4 für einen Schaltvorgang
vom vierten Übersetzungsverhältnis zum
dritten Übersetzungsverhältnis, und
viele Schaltventile zum Schalten des den Hydraulik-Servoeinrichtungen
zugeführten
Hydraulikdrucks. In der Hydraulik-Servoeinrichtung ist, wie bezüglich der
Hydraulik-Servoeinrichtung 30 dargestellt ist, ein Kolben 39 durch
eine Öldichtung 37 öldicht in
einen Zylinder 36 eingepaßt. Der Kolben 39 wird
durch den vom Regelventil 32 einer Hydraulikkammer 40 zugeführten geregelten
Druck gegen die Kraft einer Rückstellfeder 41 bewegt,
um äußere Reibungsplatten 42 mit
inneren Reibungseingriffselementen 43 in Kontakt zu bringen.
Obwohl die Reibungsplatten und die Reibungseingriffselemente in
Form einer Kupplung dargestellt sind, sollte erwähnt werden, daß auch eine
Bremse mit einer oder mehreren ähnlichen
Reibungsplatten oder in einer Trommelstruktur konstruiert und auf ähnliche
Weise betätigt
werden kann.
-
Nachstehend wird eine in der Ausführungsform
vorgesehene Hauptsteuerungsprozedur unter Bezug auf 5 beschrieben.
-
Der ausrückseitige Controller 21a führt beim Start
einer Prozedur zum Ausrücken
eines Reibungseingriffselements eine Verzögerungs- oder Wartesteuerung
aus (S101, S102). Eine Zeit tw für
die Wartesteuerung wird basierend auf dem Eingangsdrehmoment Tt gesetzt, wie später unter Bezug auf 12 beschrieben wird. Anschließend werden
eine Anfangsphasen-Schaltsteuerung (S103), eine Trägheitsphasen-Schaltsteuerung
(S104) und eine Feedback-Steuerung (S105) ausgeführt, woraufhin die Steuerung
beendet wird.
-
Der einrückseitige Controller 21b führt beim Start
einer Prozedur zum Einrücken
eines Reibungseingriffselements eine Servo-Startsteuerung (S107) und
eine Einrücksteuerung
(S108) aus. Die Einrücksteuerung
(S108) wird basierend auf dem ausrückseitigen Druck in der Anfangsphasen-Schaltsteuerung
(S103) und der Trägheitsphasen-Schaltsteuerung
(S104) für
die Ausrückseite
ausgeführt.
Dann wird ein Steuerungsumschaltentscheidungsschritt (S109) ausgeführt. Wenn
die Antwort in diesem Schritt JA lautet, werden eine einrückseitige
Drehmomentsteuerung (S110) und eine einrückseitige Trägheitssteuerung
(S112) ausgeführt.
Wenn die Antwort NEIN lautet, werden die vorstehend erwähnten Steuerungen
(S110 und S112) übersprungen
und wird eine Endphasensteuerung (S114) ausgeführt. Außerdem wird eine Endsteuerung
(S116) ausgeführt,
nach deren Abschluß die
Einrücksteuerung
beendet ist.
-
Nachstehend wird der Schaltvorgang
zum Herunterschalten, beispielsweise ein Schaltvorgang vom dritten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das zweite Übersetzungsverhältnis (Gangstufe), durch
den Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang (in dem die Bremse B4 aus- und
die Bremse B5 eingerückt
wird), unter Bezug auf 6 beschrieben.
Zunächst
wird eine Prozedur zum Steuern des Drucks PA des ausrückenden
Reibungseingriffselements (ausrückseitigen
Drucks) unter Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. In 6 zeigt eine durchgezogene
Linie einen Power-on-Zustand und eine gestrichelte Linie einen Power-off-Zustand.
D. h., die durchgezogene Linie zeigt einen Zustand, in dem ein Fahrer
empfindet, daß das
Drehmoment unzureichend ist und ein Beschleunigungs pedal betätigt, so daß ein Schaltvorgang
zum Herunterschalten ausgeführt
wird, und die gestrichelte Linie zeigt einen Zustand, in dem das
Beschleunigungspedal freigegeben und der Schaltvorgang zum Herunterschalten ausgeführt wird,
während
die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
-
Die Steuereinheit 21 erzeugt
einen Befehl für einen
Schaltvorgang zum Herunterschalten basierend auf einer Tabelle unter
Verwendung von Signalen vom Drosselklappenöffnungssensor 23 und
vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26. Nach einer vorgegebenen
Verzögerungszeit
seit der Bestimmung des Schaltvorgangs wird ein Zeitgeber gestartet,
woraufhin die Schaltsteuerung gestartet wird (S1). Zum Startzeitpunkt
(t = 0) weist der ausrückseitige
Druck PA, z. B. der Hydraulikdruck für die Hydraulik-Servoeinrichtung
B4, einen hohen Wert, d. h. einen Einrückdruckwert, auf, um das ausrückseitige Reibungseingriffselement
(z. B. die Bremse B4) im eingerückten
Zustand zu halten. In Schritt S2 wird ein ausrückseitiges Drehmoment TA als Funktion des Eingangsdrehmoments Tt berechnet (S2). Zunächst wird ein Motordrehmoment
basierend auf der Drosselklappenöffnung
und der Motordrehzahl von einer Tabelle bestimmt. Außerdem wird
ein Drehzahlverhältnis
basierend auf der Eingangs- und der Abtriebswellendrehzahl des Drehmomentwandlers
berechnet. Unter Verwendung des berechneten Drehzahlverhältnisses
wird ein Drehmomentverhältnis
von einer Tabelle bestimmt. Das Eingangsdrehmoment Tt wird
durch Multiplizieren des Motordrehmoments mit dem Drehmomentverhältnis berechnet.
Das ausrückseitige
Drehmoment TA wird basierend auf dem Eingangsdrehmoment
unter Verwendung z. B. einer Drehmomentzuteilungsrate berechnet.
Die zum Bestimmen des Schaltvorgangs zum Herunterschalten, zum Berechnen
des Motordrehmoments und zum Berechnen des Drehmo mentverhältnisses
verwendeten Tabellen sind Fachleuten bekannt.
-
Ein ausrückseitiger Wartedruck PW wird basierend auf dem ausrückseitigen
Drehmoment TA berechnet (S3). Ein Steuersignal
wird an das lineare Solenoidventil ausgegeben, so daß der ausrückseitige
Druck auf den ausrückseitigen
Wartedruck PW geändert wird, und in diesem Zustand
wird beispielsweise basierend auf dem Eingangsdrehmoment eine Feedback-Steuerung
(S5) für
einen Schaltvorgang zum Herunterschalten ausgeführt.
-
In den Schritten S2 bis S5 wird die
Wartesteuerung ausgeführt.
Die Wartesteuerungszeit tw wird basierend auf dem Eingangsdrehmoment
Tt gesetzt, wie in 12 dargestellt ist (S6). D. h., im Power-off-Zustand,
in dem das Eingangsdrehmoment Tt einen großen negativen
Wert hat, wird die Wartesteuerungszeit tw auf eine Servo-Startzeit
TSE für
die Einrückseite
gesetzt, wie später
beschrieben wird, und wenn das Eingangsdrehmoment Tt in
der positiven Richtung zunimmt, wie beispielsweise im Power-on-Zustand,
wird die Wartesteuerungszeit tw verkürzt. In der Wartesteuerung
wird der ausrückseitige
Druck basierend auf dem Eingangsdrehmoment durch die Feedback-Steuerung
beim einrückseitigen Wartedruck
PW gehalten (S5). Der einrückseitige Wartedruck
PW ist im Power-on-Zustand relativ hoch und
im Power-off-Zustand relativ niedrig und wird bis zum Ende der Servo-Wartesteuerung
aufrechterhalten.
-
Dann wird ein vorgegebener ausrückseitiger Druck
PAS berechnet (S7), und das ausrückseitige Drehmoment
TA wird wie vorstehend erwähnt berechnet
(S2, S8). Außerdem
wird ein vorübergehender
Druck-Sollwert PTA basierend auf dem ausrückseitigen
Drehmoment TA berechnet (S9). Daraufhin wird
ein ausrückseitiger
Druck-Sollwert PTA vom vorübergehenden
Druck-Sollwert basierend
auf mit dem Fahrgefühl
in Beziehung stehenden Zusatzbeträgen (Kopplungsraten) berechnet
(S10). Die Zusatzbeträge
werden anhand von Drosselklappenöffnungs- /Fahrzeuggeschwindigkeitstabellen
berechnet, die Fachleuten bekannt sind, und basierend auf einer Öltemperatur
ausgewählt.
Im allgemeinen haben diese Zusatzbeträge Werte S11 > 1,0 und S21 > 0,0.
-
Außerdem wird ein Gradient (Steigung)
oder eine Abnahmerate auf den Druck-Sollwert PTA gemäß (PTA – PAS)/tTA berechnet,
wobei tTA eine vorgegebene Zeit bezeichnet.
Der ausrückseitige
Druck PA wird mit der berechneten Abnahmerate vermindert (auch als "Sweep-down-Vorgang" bezeichnet) (S11).
Im Power-on-Zustand weist der erste Abschnitt des Sweep-down-Vorgangs einen
relativ steilen Gradienten auf und wird fortgesetzt, bis der ausrückseitige Druck
PA den Druck-Sollwert
PTA erreicht. Im Power-off-Zustand wird
der Sweep-down-Vorgang
mit einem relativ flachen Gradienten ausgehend von einem niedrigen
Wartedruck ausgeführt.
Anschließend wird
eine ausrückseitige
Druckänderung δPTA basierend auf einer Funktion δPTA = fδPTA (ωa)
berechnet (S13). Der Wert ωa
bezeichnet einen Drehzahländerungsraten-Sollwert,
der die Änderungsrate
der Eingangswellendrehzahl bezüglich
der Abtriebswellendrehzahl (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses N)
darstellt. Dann wird ein zweiter Abschnitt des Sweep-down-Vorgangs mit
dem Gradienten (Steigung) δPTA ausgeführt
(S14). Wenn der Fahrzeugfahrzustand der Power-on-Zustand ist, wird
der Sweep-down-Vorgang mit dem Grdienten δPTA ausgehend
von der anfänglichen
Eingangswellendrehzahl (Übersetzungsverhältnis) NTS bis zum Start eines Schaltvorgangs ausgeführt, der
durch eine relative Eingangswellendrehzahl be stimmt ist, die angezeigt
wird, wenn erfaßt
wird, daß ein
Drehzahländerungswert ΔN größer ist
als ein vorgegebener Wert NS (S15). Im Power-off-Zustand ändert sich
die relative Eingangsdrehzahl (Übersetzungsverhältnis) als Ergebnis
des Sweep-down-Vorgangs des ausrückseitigen
Drucks PA nicht, der weiterhin mit einem relativ niedrigen Gradienten
auf einen Druckwert sinkt, der kleiner ist als ein Federdruck PG einer Rückstellfeder 21 der
Hydraulik-Servoeinrichtung, bis durch die Prozedur der einrückseitigen
Steuerung des Schaltvorgangs zum Herunterschalten ein Wert ΔN erhalten
wird, der größer ist
als NS. Der Gradient δPTA des
zweiten Sweep-down-Vorgangs
ist flacher als der Gradient (PTA – PAS)/tTA des ersten Sweep-down-Vorgangs.
In den Schritten S7 bis S14 wird die Anfangsphasensteuerung ausgeführt.
-
Anschließend wird der Sweep-down-Vorgang
des ausrückseitigen
Drucks PA mit einem Gradienten einer vorgegebenen Druckänderung δPI fortgesetzt, der im voraus gesetzt wird
und einen relativ kleinen Wert hat (S16). Wenn der Fahrzeugfahrzustand
der Power-on-Zustand ist, und wenn der ausrückseitige Druck PA größer ist
als der Federdruck PG der Rückstellfeder 21,
d. h., wenn die Drehmomentkapazität der ausrückseitigen Hydraulik-Servoeinrichtung
nicht 0 beträgt
(S17), wird der Sweep-down-Vorgang mit dem Gradienten δPI ausgeführt,
bis die relative Drehzahländerung
(Übersetzungsverhältnis) ΔN aF (Prozent
%) eines vollen Drehzahländerungswertes
(NTS/gi)(gi+1 – gi) vom Start des Schaltvorgangs bis zum Ende
des Schaltvorgangs überschreitet
(S18). Wenn der Fahrzeugfahrzustand der Power-off-Zustand ist, und
wenn der ausrückseitige
Druck PA kleiner ist als der Federdruck PG der
Rückstellfeder
(S17), wird der Sweep-down-Vorgang mit dem Gradienten δPI fortgesetzt, bis die relative Drehzahländerung
(Überset zungsverhältnis) ΔN a2 (Prozent
%) eines vollen Drehzahländerungswertes
(NTS/gi)(gi+1 – gi) (z. B. a2 = 90%) vom Start des Schaltvorgangs
bis zum Ende des Schaltvorgangs überschreitet,
der in der Nähe
eines vollen Drezahländerungswertes
liegt (S19). Der Sweep-down-Vorgang mit dem Gradienten δPI (S16) ist die Trägheitsphasen-Schaltsteuerung.
-
Dann wird im Power-on-Zustand eine
Feedback-Steuerung (S20) für
einen Schaltvorgang zum Herunterschalten basierend auf einer vorgegebenen Änderungsrate
der Eingangswellendrehzahl bezüglich
der Abtriebswellendrehzahl (Übersetzungsverhältnis) ausgeführt. Die
Steuerung des ausrückseitigen
Drucks, um diese vorgegebene Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses
zu erhalten, wird fortgesetzt, bis der relative Eingangswellendrehzahländerungswert ΔN einen vorgegebenen Änderungswert
a2 (Prozent %) überschreitet
(S21). Der Änderungswert
a2% liegt in der Nähe
eines vollständigen Drehzahländerungswertes
vom Start bis zum Ende des Schaltvorgangs zum Herunterschalten.
Dann wird die Feedback-Steuerung (S20) fortgesetzt, bis eine Zeit
tSE seit dem Start der Servo-Steuerung verstrichen
ist (S23). Wenn die Antwort in Schritt S23 JA lautet, wird die Feedback-Steuerung
(S20) für
den Schaltvorgang zum Herunterschalten fortgesetzt, bis der einrückseitige
Druck PB gemäß einer
Beziehung mit einer Steuerung für
den einrückseitigen
Druck PB auf einen Wert ansteigt, der größer ist als ein Druck-Sollwert
PTB (S24), wie später beschrieben wird. Schritt
20 wird nur im Power-on-Zustand
ausgeführt,
und durch die Feedback-Steuerung kann tatsächlich der ausrückseitige
Druck aufgrund eines durch das relativ hohe Eingangsdrehmoment erhaltenen
zunehmenden Schlupfes des Reibungseingriffselements erhöht werden.
-
Wenn a2% des Schaltvorgangs abgeschlossen
sind, wird eine vorgegebene Druckänderungsrate δPFA mit einem ver gleichsweise steilen Gradienten gesetzt,
und in der Endsteuerung wird ein Sweep-down-Vorgang mit diesem vorgegebenen Gradienten
ausgeführt
(S25). Wenn der ausrückseitige
Druck PA auf 0 abnimmt, wird die ausrückseitige Drucksteuerung beendet
(S26). Im Power-off-Zustand ist der ausrückseitige Druck PA niedriger
als der Federdruck PG (S17), so daß die Schaltsteuerung im
wesentlichen durch die einrückseitige
Steuerung ausgeführt
wird, und die Endsteuerung wird ohne die Feedback-Steurung ausgeführt, nachdem
der Schaltvorgang in der Trägheitsphasensteuerung
auf a2% fortgeschritten ist.
-
Nachstehend wird die Steuerung für den einrückseitigen
Druck PB unter Bezug auf die Ablaufdiagramme in den 9 bis 11 und
das Zeitdiagramm in 6 beschrieben.
Wie vorstehend in Verbindung mit 6 beschrieben
wurde, zeigt die durchgezogene Linie den Power-on-Zustand und die
gestrichelte Linie den Power-off-Zustand.
-
Ein Zeitgeber wird basierend auf
einem von der Steuereinheit 21 ausgegebenen Befehl für einen Schaltvorgang
zum Herunterschalten gestartet (S30). Es wird ein vorgegebenes Signal
an das lineare Solenoidventil SLS (oder SLU) ausgegeben, um den
einrückseitigen
Druck PB auf den vorgegebenen Druckwert PS1 zu ändern. Der
vorgegebene Druckwert PS1 ist ein zum Füllen einer
Hydraulikkammer 20 der Hydraulik-Servoeinrichtung erforderlicher, gesetzter
Hydraulikdruck.
-
Der Druck PS1 wird
für eine
vorgegebene Zeitdauer tSA aufrechterhalten.
Wenn die vorgegebene Zeitdauer tSA verstrichen
ist (S32), wird ein Sweep-down-Vorgang des einrückseitigen Drucks PB mit einem
vorgegebenen Gradienten (PS1 – PS2)/tSB ausgeführt (S33).
Wenn der einrückseitige Druck
PB auf einen vorgegebenen niedrigen Druckwert PS2 abgenommen
hat (S34), wird der Sweep-down-Vorgang gestoppt, und der vorgegebene
niedrige Druckwert PS2 wird beibehalten
(S35). Der vorgegebe ne niedrige Druckwert PS2 wird
so gesetzt, daß er
größer ist
als die Kolbenhub-Rückstellkräfte, er
wird jedoch auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt, um zu veranlassen,
daß das
einrückseitige Reibungseingriffselement
(z. B. die fünfte
Bremse B5) kein wesentliches Drehmoment aufweist. Der vorgegebene
niedrige Druckwert PS2 wird aufrechterhalten, bis eine in einem
Zeitgeber gezählte
Zeit t größer ist
als die vorgegebene Zeitdauer tSE (S36). Die
Schritte S31 bis S36 beschreiben die Servo-Startsteuerung.
-
Nach Schritt S36 wird ein vorübergehendes einrückseitiges
Drehmoment TB basierend auf einer Funktion
TB = fTB(PA, Tt) des ausrückseitigen Drucks PA und des
Eingangsdrehmoments Tt berechnet (S37).
Außerdem
wird dieses vorübergehende
einrückseitige
Drehmoment TB in ein einrückseitiges Drehmoment
umgewandelt, das gemäß der Formel TB = S1D*TB + S2D berechnet
wird, wobei S1D und S2D Zusatzbeträge darstellen
(S38). Dann wird der einrückseitige
Druck PB basierend auf dem einrückseitigen
Drehmoment TB berechnet (PB = fPB(TB)) (S39). Die Schritte S37 bis S39 beschreiben
die Einrücksteuerung.
-
Wie in Schritt S17 wird der ausrückseitige Druck
PA mit dem Federdruck PG verglichen (S12'). Wenn der ausrückseitige
Druck PA höher
ist (NEIN in Schritt S12'),
d. h., wenn der Fahrzeugfahrzustand der Power-on-Zustand ist, wird
der einrückseitige Druck
PB, der basierend auf dem einrückeitigen Drehmoment
TB berechnet wird (in Abhängigkeit
vom ausrückseitigen
Druck PA und vom Eingangsdrehmoment Tt),
fortgesetzt zugeführt,
bis a1 (Prozent %) des gesamten Drehmomentänderungswertes (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
erreicht sind (S40).
-
Wenn der ausrückeitige Druck PA in Schritt S12' niedriger ist als
der Federdruck PG, d. h., wenn der Fahrzeugfahr zustand
der Power-off-Zustand ist, wird die Schaltsteuerung im wesentlichen
durch Steuern des einrückseitigen
Drucks ausgeführt.
Zunächst
wird ein Einrückdruck-Sollwert
PTB basierend auf dem einrückseitigen
Drehmoment TB berechnet (S41). Der Druck
PTB ist ein berechneter einrückseitiger
Druck, der erreicht wird, bevor sich die Eingangswellendrehzahl
aufgrund des einrückseitigen
Eingangsdrehmoments TB bezüglich der
Abtriebsdrehzahl (Übersetzungsverhältnis) ändert. Außerdem wird
der einrückseitige
Druck PB, der in Schritt S39 zum Zeitpunkt berechnet wird, an dem
die Schaltsteuerung in Schritt S12' umgeschaltet wird, so daß der Schaltvorgang
im wesentlichen durch Steuern des einrückseitigen Drucks gesteuert
wird, als Druckwert PBS gespeichert (S42).
Es wird ein vorgegebener Gradient (PTB – PBS)/tTB basierend
auf dem gespeicherten Druckwert PBS, dem
in Schritt S41 berechneten Einrückdruck-Sollwert
PTB und einer vorgegebenen Zeitdauer tTB berechnet. Der einrückseitige Druck wird mit diesem
relativ steilen Gradienten erhöht (Sweep-up-Vorgang) (S43). Der
Sweep-up-Vorgang (erster Sweep-up-Vorgang) wird fortgesetzt, bis der einrückseitige
Druck PB den Einrückdruck-Sollwert PTB überschreitet
(S44).
-
Wenn der einrückseitige Druck PB den Einrückdruck-Sollwert PTB erreicht, d. h., wenn die Reibungskräfte der
Reibungseingriffselemente beginnen, die relative Drehzahl der Eingangswellendrehzahl
zu ändern,
wird die Druckänderungsrate δPTB basierend auf einer Funktion δPTB = fδPTB(ωa') berechnet, wobei ωa' die Soll-Drehzahländerungsrate bei
Beginn der Änderung
der Eingangswellendrehzahl N (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses) bezeichnet
(S45). Dann wird ein zweiter Abschnit des Sweep-up-Vorgangs mit
dem Gradienten der Druckänderung δPTB ausgeführt
(S46). Der zweite Sweep-up-Vorgang wird fortgesetzt, bis der Drehzahländerungswert ΔN von der
Eingangswellendrehzahl NTS bei Beginn der
Drehzahländerung
einen vorgegebenen Wert NS erreicht (S47).
Die Schritte S41 bis S46 beschreiben die im Power-off-Zustand ausgeführte einrückseitige
Drehmomentsteuerung, so daß die
Schaltsteuerung im wesentlichen durch Steuern des einrückseitigen
Drucks ausgeführt
wird.
-
Wenn die Antwort in Schritt S47 JA
lautet, wird eine einrückseitige
Druckänderung δPI durch eine Feedback-Steuerung basierend auf einem Eingangswellendrehzahländerungswert
(Änderung des Übersetzungsverhältnisses) ΔN gesetzt,
der durch den Eingangswellendrehzahlsensor 5 erhalten wird.
Es wird ein Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPI ausgeführt (S48,
S49), um die einrückseitige
Trägheitssteuerung
auszuführen.
Der Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPI wird
fortgesetzt, bis a1%, z. B. 70%, des gesamten Drehzahländerungswertes ΔN vom Start
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten (Start der Drehzahländerung) bis
zum Ende des Schaltvorgangs zum Herunterschalten erreicht sind (S50).
D. h., wenn NTS die Eingangswellendrehzahl
beim Start des Schaltvorgangs, ΔN
den Drehzahländerungswert,
gi das Übersetzungsverhältnis vor
dem Schaltvorgang und gi+1 das Übersetzungsverhältnis nach
dem Schaltvorgang darstellt, wird der Sweep-up-Vorgang fortgesetzt,
bis (ΔN*100)/(NTS/gi)*(gi+1 – gi) den Wert a1% überschreitet.
-
Dann wird nach Schritt S40 oder Schritt
S50, wenn a1% des vollständigen
Drehzahländerungswertes ΔN erreicht
ist, in den Schritten S51 bis S53 die Endphasensteuerung ausgeführt. Zunächst wird der
einrückseitige
Druck-Sollwert PTB wie in Schritt S41 basierend
auf dem einrückseitigen
Drehmo ment TB berechnet (S51), und der einrückseitige
Druck PB bei a1% des Drehzahländerungswertes
wird als Druckwert PLSB gespeichert (S52).
Ein vorgegebener Gradient (PTB – PLSB)/tLE wird basierend
auf dem Druckwert PLSB und einer im voraus gesetzten, vorgegebenen
Zeitdauer tLE berechnet. Es wird ein Sweep-up-Vorgang
mit diesem relativ flachen Gradienten ausgeführt (S53). Der Sweep-up-Vorgang
wird fortgesetzt, bis der einrückseitige
Druck den Druck-Sollwert PTB erreicht. Die
Schritte S53 und S54 in der Endphasensteuerung werden im Power-on-Zustand
wiederholt, um den einrückseitigen
Druck zu ändern,
während
der Schaltvorgang zum Herunterschalten im wesentlichen durch Steuern
des ausrückseitigen
Drucks gesteuert wird, und werden im Power-off-Zustand nicht wiederholt,
weil der Sweep-up-Vorgang auf den einrückseitigen Druck-Sollwert PTB durch die in den Schritten S41 bis S46
dargestellte Einrückdrehmomentsteuerung
erreicht worden ist.
-
Dann wird im Power-off-Zustand ein
Gradient δPLB gesetzt, der flacher ist als der Gradient δPI (S55). Der Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPTB wird fortgesetzt, bis a2%, z. B. 90%,
des gesamten Drehzahländerungswertes
(Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
vom Beginn bis zum Ende des Schaltvorgangs zum Herunterschalten
erreicht sind (S56). Im Power-on-Zustand wird Schritt S55 nicht
wiederholt, um eine wesentliche einrückseitige Druckänderung
zu erzeugen, weil in der Steuerungsprozedur für den ausrückseitigen Druck in Schritt
S56 bereits die Antwort JA erhalten worden ist.
-
Außerdem wird eine Endzeit tF für
die Endphasensteuerung gesetzt (S57), wird ein relativ steiler Druckgradient δPFB gesetzt und wird ein Sweep-up-Vorgang
mit diesem Gradienten ausgeführt
(S58). Der Sweep-up-Vorgang mit dem Gradienten δPFB wird
für eine
Endsteuerungszeitdauer tFE fortge setzt (S59).
Im Power-on-Zustand wird der Gradient δPFB für den Sweep-up-Vorgang
gemäß dem ausrückseitigen
Druck δPFA in Schritt S25 auf einen großen Wert
gesetzt. Im Power-off-Zustand
wird der Sweep-up-Vorgang bis zum Ende des Schaltvorgangs zum Herunterschalten
mit einem flachen Gradienten ausfgeführt. Die Schritte S57 bis S58
beschreiben die Endsteuerung.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf 13 ein Fall beschrieben,
in dem der Fahrzeugfahrzustand sich während eines Schaltvorgangs
zum Herunterschalten im Power-on-Zustand auf den Power-off-Zustand ändert. Dieser
Fall tritt beispielsweise auf, wenn ein Fahrer beim Überholen
eines anderen Fahrzeugs oder in einer anderen Situation, in der er
schnell beschleunigen möchte,
einen in 24 dargestellten
Schalthebel 100 betätigt
oder das Beschleunigungspedal betätigt, um einen Schaltvorgang
zum Herunterschalten auszuführen,
z. B. vom dritten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das zweite Übersetzungsverhältnis (Gangstufe),
und der Fahrer den Überholvorgang
oder Beschleunigungsvorgang abbricht, indem er das Beschleunigungspedal
während
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten freigibt.
-
Dieser Schaltvorgang zum Herunterschalten beginnt
im Power-on-Zustand. Daher wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten
anfangs gemäß den in 6 durch eine durchgezogene
Linie dargestellten Bedingungen gesteuert. D. h. bei der Steuerung des
ausrückseitigen
Drucks PA wird ein einrückseitiger
Wartedruck PW für eine relativ kurze Wartezeit aufrechterhalten
(Wartesteuerung), dann werden Sweep-down-Vorgänge mit den vorgegebenen Gradienten
(PTA – PAS)/tTA, δPTA und δPI ausgeführt
(Anfangsphasensteuerung, Trägheitssteuerung).
Dann wird der ausrückseitige
Druck PA durch die Feedback-Steuerung weiter gesteuert, um zu erreichen, daß der Anstieg
der relativen Eingangswellendrehzahl (Änderung des Übersetungsverhältnisses) ΔN einem vorgegebenen Änderungswert
NS gleicht. Bei der Steuerung des einrückseitigen Drucks PB wird der
Kolben der einrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung
mit dem vorgegebenen hohen Druckwert S51 bewegt
und durch den relativ niedrigen Druck PS2 in einer
Servo-Start-Einrückposition
gehalten, um die Einrücksteuerung
zu aktivieren.
-
Wenn der Fahrzeugfahrzustand sich
während
der Feedback-Steuerung
für den
ausrückseitigen
Druck PA vom Power-on-Zustand
auf den Power-off-Zustand ändert,
wird der ausrückseitige Druck
PA durch die durch den Wechsel auf den Power-off-Zustand verursachte Abnahme des
Eingangsdrehmoments mit steilem Gradienten vermindert (wie durch
eine gestrichelte Linie dargestellt ist). Die Abnahme des Eingangsdrehmoments
führt zu
einem Abbruch der Änderung
der relativen Eingangswellendrehzahl (Änderung des Übersetzungsverhältnisses) ΔN. Weil der
ausrückseitige
Druck PA während
der Feedback-Steuerung
basierend auf der Beibehaltung einer vorgegebenen Änderungsrate
der relativen Eingangswellendrehzahl ΔN gesteuert wird, führt der
Abbruch der Änderung
der relativen Eingangswellendrehtahl zu einer schnellen Abnahme des
ausrückseitigen
Drucks, um zu versuchen, die vorgegebene Änderungsrate aufrechtzuerhalten. Wenn
dann der durch die gestrichelte Linie dargestellte ausrückseitige
Druck PA auf einen Wert abgenommen hat, der kleiner ist als der
Federdruck PG der Hydraulik-Servoeinrichtung,
wird die Schaltsteuerung so geändert,
daß der
Schaltvorgang zum Herunterschalten im wesentlichen durch Steuern
des einrückseitigen
Drucks gesteuert wird.
-
In diesem Zustand wird der einrückseitige Druck
PB gesteuert, um das einrückseitige
Drehmoment zu ändern
und die Änderung
der relativen Eingangsdrehzahl (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
und damit den Schaltvorgang zum Herunterschalten zu veranlassen.
Wie durch die gestrichelte Linie für den einrückseitigen Druck PB dargestellt
ist, wird der Sweep-up-Vorgang (erste Sweep-up-Vorgang) basierend
auf dem Eingangsdrehmoment mit dem Gradienten (PTB – PBS)/tTB auf den Einrückdruck-Sollwert
ausgeführt,
und der (zweite) Sweep-up-Vorgang wird mit dem Gradienten δPTB basierend auf der Drehzahländerungsrate ωa der Eingangswellendrehzahl
(des Übersetzungsverhältnisses)
ausgeführt.
Außerdem
werden die Sweep-up-Vorgänge
durch den einrückseitigen Druck
PB mit dem Gradienten δPI ausgeführt,
der durch eine Feedback-Steuerung basierend auf der vorgegebenen Änderungsrate
des relativen Eingangsdrehzahländerungswertes
(Übersetzungsverhältnisdes)
modifiziert wird, bis eine vorgegebene Änderung des relativen Eingangsdrehzahländerungswertes
erreicht ist. Anschließend
wird der einrückeitige
Druck PB in der Endphasensteuerung und in der Endsteuerung mit den
Gradienten δPLB und δPFB geändert.
Dadurch wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten nach der Änderung
vom Power-on-Zustand auf den Power-off-Zustand durch Steuern des einrückseitigen
Drucks gesteuert.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf
die 14 und 15 eine Prozedur zum Entscheiden
eines Umschaltvorgangs auf einen Zustand beschrieben, in dem ein
Schaltvorgang zum Herunterschalten im wesentlichen durch Steuern
des einrückseitigen Drucks
PB ausgeführt
wird. Der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird anfangs grundsätzlich durch Steuern
des ausrückseitigen
Drucks verarbeitet. Wenn jedoch das Eingangsdrehmoment unzureichend
ist, z. B. während
eines Power-off-Zustands, kann
der Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Steuern des ausrückseitigen
Drucks nicht verarbeitet werden, weil die relative Eingangsdrehzahl
(Übersetzungsverhältnis) durch
Ausrücken
des ausrückenden Reibungseingriffselements
nicht erhöht
wird. Daher wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten so geändert, daß er im
wesentlichen durch Steuern des einrückseitigen Drucks gesteuert
wird.
-
D. h., wenn der ausrückseitige
Druck auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als der Federdruck PG der Rückstellfeder 41 in
der ausrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung 30 (S60), um den Hydraulikdruck
in der Hydraulik-Servoeinrichtung 30 während eines
Schaltvorgangs zum Herunterschalten freizugeben, der durch die Feedback-Steuerung
des ausrückseitigen
Drucks basierend auf einer durch den Eingangswellendrehzahlsensor 25 erfaßten Änderung
der Eingangswellendrehzahl bezüglich
der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 erfaßten Abtriebswellendrehzahl
N (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
ausgeführt
wird (S30), oder in dem Fall, wenn das Eingangsdrehmoment im Power-off-Zustand
negativ (oder klein) ist und der Schaltvorgang zum Herunterschalten
durch Steuern des ausrückseitigen
Drucks basierend auf dem Eingangsdrehmoment ausgeführt wird,
wird ein Zeitgeber gestartet (S61). Eine Totzeit t1 zum Aktivieren des
Zeitgebers wird basierend auf dem Eingangsdrehmoment Tt gesetzt,
wie in 15 dargestellt
ist. Die Totzeit t1 nimmt zu, wenn das Eingangsdrehmoment von einem
vorgegebenen negativen Wert auf einen vorgegebenen positiven Wert
ansteigt. Wenn das Eingangsdrehmoment größer ist als der vorgegebene
Drehmomentwert, ist die Totzeit t1 eine vorgegebene gesetzte Zeit.
Dann wird, nachdem die Totzeit t1 vesrtrichen ist, eine Umschaltentscheidung zum
Umschalten auf die Einrückdrucksteuerung
getroffen (S62), und der Schaltvorgang zum Herunterschalten wird
so geändert,
daß er
im wesentlichen durch Steuern des einrückseitigen Drucks ausgeführt wird.
-
Andererseits wird, wenn die Antwort
in Schritt S60 oder Schritt S61 NEIN lautet, d. h., wenn der ausrückseitige
Druckwert größer ist
als der Federdruck PG, oder wenn der ausrückseitige
Druckwert kleiner wird als der Federdruck PG,
bevor die vorgegebene Totzeit t1 abgelaufen ist, bestimmt, ob eine
Endphasensteuerung ausgeführt
werden soll (S63). D. h., es wird bestimmt, ob die relative Eingangsdrehzahländerung
(Änderung
des Übersetzungsverhältnisses) ΔN a1%, z.
B. 70%, des gesamten relativen Drehzahländerungswertes vom Beginn bis
zum Ende des Schaltvorgangs zum Herunterschalten (bezüglich des
Basiswertes in den 6 und 13) erreicht hat. Wenn die
Antwort in Schritt S63 JA lautet, d. h., wenn der vorgegebene Prozentanteil des
Schaltvorgangs zum Herunterschalten abgeschlossen ist, lautet das
Entscheidungsergebnis in Schritt S64 NEIN, so daß der Schaltvorgang zum Herunterschalten
im wesentlichen durch Steuern des ausrückseitigen Drucks verarbeitet
wird. Wenn die Antwort in Schritt S63 NEIN lautet, werden die Schritte
S60 und S61 wiederholt. Wenn die relative Eingangswellendrehzahländerung
(Ändrung
des Übersetzungsverhältnisses)
nicht in dem vorgegebenen Prozentsatz zunimmt, wird der ausrückseitige
Druck schließlich
auf einen Wert vermindert, der niedriger ist als der Federdruck
PG, so daß das Entscheidungsergebnis
in Schritt S62 JA lauten wird.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf 16 eine andere Ausführungsform
einer Prozedur zum Umschalten der Steuerung eines Schaltvorgangs zum
Herunterschalten von einer Steuerung, gemäß der im wesentlichen der ausrückseitige
Druck gesteuert wird, auf eine Steuerung beschrieben, gemäß der im
wesentlichen der einrückseitige
Druck gesteuert wird. Eine vorgegebene Zeit t2 wird auf die maximale
Zeit gesetzt, während
der der Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Steu ern des ausrückseitigen
Drucks normalerweise problemlos ausgeführt wird. Die vorgegebene Zeit
t2 ist eine Soll-Schaltzeit,
die basierend auf dem Fahrzustand, z. B. auf dem Übersetzungsverhältnis, der
Eingangswellendrehzahl, dem Eingangsdrehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit,
im voraus gesetzt wird. Dann wird die seit dem Start des Schaltvorgangs
(t = 0) verstrichene Zeit t mit der vorgegebenen Zeit t2 verglichen
(S70). Wenn die Zeit t kürzer
ist als die vorgegebene Zeit t2 (NEIN), wird bestimmt, ob die Endphase
vorliegt (S71). In der vorgegebenen Zeit t2 wird bestimmt, daß die Endphase
vorliegt, wenn die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
einen vorgegebenen Wert erreicht hat und die Umschaltentscheidung
in Schritt S72 NEIN lautet, so daß der Schaltvorgang weiterhin
im wesentlichen durch Steuern des ausrückseitigen Drucks ausgeführt wird.
-
Wenn dagegen die vorgegebene Zeit
t2 verstrichen ist (JA in Schritt S70), bevor festgestellt wird, daß die Endphase
vorliegt (wenn die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
den vorgegebenen Wert nicht erreicht hat), lautet die Umschaltentscheidung in
Schritt S73 JA, so daß die
Schaltsteuerung derart geändert
wird, daß der
Schaltvorgang zum Herunterschalten im wesentlichen durch Steuern
des einrückseitigen
Drucks ausgeführt
wird. Obwohl das Umschalten der Steuerung für den Schaltvorgang zum Herunterschalten
gemäß der Prozedur
von 16 geeignet ausgeführt wird,
indem die Umschaltentscheidung ausschließlich basierend auf der verstrichenen
Zeit getroffen wird, ist die Prozedur von 14 gegenüber der Prozedur von 16 dahingehend vorteilhaft,
daß die
Schaltsteuerung sofort umgeschaltet wird, wenn der ausrückseitige
Druckwert im Power-off-Zustand kleiner wird als der Federdruck PG, so daß der
Schaltvorgang zum Herunterschalten im wesentlichen durch Steuern
des einrückseitigen
Drucks ausgeführt
wird, um zu gewährleisten,
daß der Schaltvorgang
zum Herunterschalten korrekt und zuverlässig ausgeführt wird. Außerdem wird
in der Prozedur von 16,
wenn in der vorgegebenen Zeit t2 nicht bestimmt wurde, daß die Endphase
vorliegt, und wenn das Eingangsdrehmoment auf einen Grenzzustand
eingestellt ist, die Schaltsteuerung für den Schaltvorgang zum Herunterschalten
so geändert,
daß sie
im wesentlichen durch den einrückseitigen
Druck gesteuert wird, wodurch der Schaltvorgang zum Herunterschalten
im Power-on-Zustand innerhalb einer langen Schaltzeit beendet wird,
die wesentlich länger
ist als eine optimale Schaltzeit.
-
Nachstehend wird eine Ausführungsform zum
Ausführen
eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten unter Verwendung einer
Einwegkupplung unter Bezug auf die 17 bis 23 beschrieben.
-
Im herkömmlichen Hydrauliksteuerungssystem
wird in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten unter Verwendung
einer Einwegkupplung, z. B. bei einem Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
(3), ein ausrückseitiges Reibungseingriffselement
(z. B. die direkte Kupplung C2, 2)
ausgerückt
und die Einwegkupplung (z. B. die erste Einwegkupplung F1) eingerückt, woraufhin der
Schaltvorgang auf das niedrige Übersetzungsverhältnis (z.
B. auf das vierte Übersetzungsverhältnis) ausgeführt wird.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, nachdem das ausrückende Element ausgerückt ist,
wird ein Schaltventil betätigt,
so daß ein
parallel zur Einwegkupplung angeordnetes Reibungseingriffselement
(z. B. die erste Bremse B1) eingerückt wird. Dann wird der Schaltvorgang
gesteuert, um eine Motorbremsfunktion zu erhalten.
-
Gemäß dieser herkömmlichen
Steuerung wird nach dem Ausrücken
des ausrückseitigen
Elements (C2), bevor der Hydrau lik-Servoeinrichtung für das Reibungseingriffselement
(B1) Hydraulikdruck zugeführt
wird, eine vorgegebene Verzögerung
bereitgestellt, um eine Kopplung zwischen dem ein- und dem ausrückenden
Reibungseingriffselement im Schaltvorgang zum Herunterschalten im
Power-on-Zustand zu verhindern. Dadurch tritt im manuellen Schaltvorgang
zum Herunterschalten im Power-off-Zustand eine Zeitverzögerung auf,
und es ist schwierig, für
alle Fahrzeuggeschwindigkeiten ein gutes Schaltgefühl zu erhalten.
-
In der in den 17–23 dargestellten Ausführungsform
ist es ein Ziel, ein gutes Schaltgefühl für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten
zu erhalten, einschließlich
für den
Fall des manuellen Schaltvorgangs zum Herunterschalten bei einer
hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, indem der Zeitpunkt des Starts der
Zufuhr des Hydraulikdrucks zum Reibungseingriffselement (z. B. zur
Bremse B1) gesteuert wird, basierend auf dem Steuerwert des Hydraulikdrucks für das ausrückseitige
Reibungseingriffselement (z. B. die Kupplung C2), der auf einen
Wert vermindert wird, der kleiner ist als der vorgegebene Wert, ähnlich wie
im Fall des vorstehend beschriebenen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgangs.
-
Zunächst wird unter Bezug auf 17 eine Hydraulikschaltung
zum Ausführen
des Schaltvorgangs zum Herunterschalten unter Verwendung einer Einwegkupplung
beschrieben, im einzelnen wird ein Schaltvorgang von einem fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf ein viertes Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
beschrieben. In 17 bezeichnen
Bezugszeichen 50 eine Ölpumpe, 51 ein primäres Regelventil, 52 ein
manuelles Ventil, SLS ein lineares Solenoidventil und 53 ein
Solenoid-Modulationsventil. Bezugszeichen 32 bezeichnet
ein Schaltdrucksteuerungsventil, 56 ein Schaltdruck-Servoventil, 57 ein
M1-Schaltventil, 59 ein M2-Schaltventil, 60 ein
U1-Schaltventil und 61 ein U2-Schaltventil. Außerdem bezeichnen
die Bezeichnungen Sol1-Sol5 Solenoidventile, die EIN- und AUS-Zustände annehmen
können.
Die Solenoidventile Sol1 und Sol4 sind normalerweise offene Ventile, und
die Solenoidventile Sol2, Sol3 und Sol5 sind normalerweise geschlossene
Ventile. B-1 bezeichnet eine Hydraulik-Servoeinrichtung für ein erstes
Reibungseingriffselement, das parallel zur Einwegkupplung F1 angeordnet
ist und betätigt
wird, um das erste Reibungseingriffselement durch den einrückseitigen
Druck im Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
einzurücken,
C-2 bezeichnet eine Hydraulik-Servoeinrichtung
für eine
direkte Kupplung, die durch Steuern des der Servoeinrichtung C-2
zugeführten
ausrückseitigen
Drucks während
des Schaltvorgangs vom fünften Übersetzungsverhältnis auf
das vierte Übersetzungsverhältnis ausgerückt wird,
und Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Druckspeicher für der Servoeinrichtung
C-2 zugeführtes
Fluid.
-
Nachstehend wird die Funktionsweise
der Hydraulikschaltung für
den Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
beschrieben. Zunächst
wird ein Hydraulikdruck von der Ölpumpe 50 durch
das primäre
Regelventil 51 auf einen Leitungsdruck geregelt und wird
ferner durch das Solenoid-Modulationsventil 53 auf
einen Solenoid-Modulationsdruck geregelt. Der Solenoid-Modulationsdruck
wird einem Zufuhrport a1 des linearen Solenoidventils SLS zugeführt. Dieses
lineare Solenoidventil SLS erzeugt einen geeignet geregelten Steuerdruck
an einem Ausgangsport b1, wobei der Steurdruck auf einem Steuersignal
von der elektronischen Steuereinheit 21 basiert. Der Steuerdruck
wird einer Steuerkammer 32a des Schaltdrucksteuerungsventils 32 zugeführt, das
den dem Eingangsport 32b zugeführten Leitungsdruck PL regelt,
um einen Zufuhrdruck an einem Ausgangsport 32c zu erzeugen.
Dieser Zufuhrdruck entspricht dem Steuerdruck.
-
Im fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
sind die Solenoidventile Sol3, Sol4 und Sol5 auf einen geschlossenen
Zustand eingestellt, und die Solenoidventile Soll und Soll sind
auf einen offenen Zustand eingestellt. In diesen Zuständen wird
das Schaltdruck-Servoventil 56 durch die Solenoidventile auf
der in der rechten Hälfte
dargestellten Position gehalten, das M1-Schaltventil 57 auf
der in der linken Hälfte
dargestellten Position gehalten, das M2-Schaltventil 59 auf der in
der linken Hälfte
dargestellten Position gehalten, das U1-Schaltventil 60 auf der
in der linken Hälfte
dargestellten Position gehalten und das U2-Schaltventil 61 auf der in
der rechten Hälfte
dargestellten Position gehalten.
-
Während
die Schaltventile in diesen Positionen gehalten werden, wird der
durch das Schaltdrucksteuerungsventil 32 basierend auf
dem Steuerdruck vom linearen Solenoidventil SLS erzeugte Zufuhrdruck
der Hydraulik-Servoeinrichtung C-2 für die direkte Kupplung und
dem Druckspeicher 62 über Ports 56a, 56b des
Schaltdrucksteuerungsventils 56, Ports 57a, 57b des
M1-Schaltventils 57 und Ports 59a, 59b des
M2-Schaltventils 59 zugeführt. Der
Hydraulikdruck in der Hydraulik-Servoeinrichtung B-1 für die erste
Bremse wird über
Ports 59c, 59d des M2-Schaltventils 59 abgeleitet.
-
Im vierten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
werden die Solenoidventile Sol3, Sol4 und Sol5 im geschlossenen
Zustand gehalten, und das Solenoidventil Sol2 wird auf den geschlossenen
Zustand umgeschaltet, während
das Solenoidventil Sol1 auf den offenen Zustand eingestellt bleibt.
Dann wird einer Steuerkammer 59e des M2-Schaltventils 59 ein
Hydraulikdruck zugeführt,
und das Schaltventil 59 wird auf die in der rechten Hälfte dargestellte
Position bewegt. In diesem Zustand wird der Hydraulikdruck in der
Hydraulik-Servoeinrichtung
C-2 für
die direkte Kupplung über
Ports 59b und 59f abgeleitet. Andererseits wird
der Ausgangsdruck vom Port 32c des Schaltdrucksteuerungsventils 32 basierend
auf dem Steuerdruck vom linearen Solenoidventil SLS über Ports 56c, 56d des
Schaltdruck-Servoventils 56, Ports 57c, 57d des
M1-Schaltventils 57 und Ports 59g, 59c des
M2-Schaltventils 59 der Hydraulik-Servoeinrichtung B-1
für die
erste Bremse zugeführt.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf
die 18 und 19 die Steuerung für den ausrückseitigen Druck
PA beim Schaltvorgang zum Herunterschalten unter Verwendung der
Einwegkupplung spezifisch für den
Hydraulikdruck für
die direkte Kupplung C2 im Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
beschrieben. Die Steuerung für
den ausrückseitigen
Druck ist der vorstehend unter Bezug auf die 6, 7 und 8 beschriebenen Kupplung-Kupplung-Steuerung ähnlich.
Daher werden in 19 die
gleichen Schrittnummern verwendet, um ähnliche Verarbeitungen darzustellen,
die zur vereinfachenden Beschreibung nicht näher erläutert werden.
-
In einer unter Bezug auf die Schritte
S2 bis S6 beschriebenen Wartesteuerung werden der ausrückseitige
Druck PA und eine Wartezeit tw basierend auf dem Eingangsdrehmoment
Tt gesetzt. Daher wird im Power-on-Zustand
ein einrückseitiger
Wartedruck PW auf einen hohen Druckwert
gesetzt, und die Wartezeit tw wird auf eine kurze Zeit gesetzt,
wie in 18 durch eine
durchgezogene Linie dargestellt ist, und im Power-off-Zustand wird
der einrückseitige Wartedruck
PW auf einen niedrigen Druckwert gesetzt,
und die Wartezeit tw wird auf eine lange Zeit gesetzt, wie in 18 durch eine gestrichelte
Linie dargestellt ist. Im Power-on-Zustand wird die Einwegkupplung
automatisch betätigt,
wenn die relative Eingangswellendrehzahl (Übersetzungsverhältnis) N auf
eine relative Drehzahl ansteigt, die einem nach dem Schaltvorgang
gewünschten Übersetzungsverhältnis (dem
vierten Übersetzungsverhältnis (Gangstufe))
entspricht. Im Power-off-Zustand
wird der ausrückseitige
Druck PA ähnlich
wie im vorstehend beschriebenen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang
auf einen Druckwert vermindert, der niedriger ist als der Federdruck
PG. Dadurch wird im Power-off-Zustand der
ausrückseitige
Druck PA mit dem vorgegebenen Gradienten δPI in
einem Sweep-down-Vorgang vermindert, und die in der in 8 dargestellten Feedback-Steuerung
vorgesehenen Schritte S17, S20, S23, S24 sind in der ausrückseitigen
Drucksteuerung unter Verwendung der Einwegkupplung nicht erforderlich.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf
die 18, 20 und 21 eine
Steuerung für
einen einrückseitigen
Druck PB im Schaltvorgang zum Herunterschalten unter Verwendung
der Einwegkupplung, z. B. der Einwegkupplung F1, zum Steuern des
der parallel zur Einwegkupplung F1 angeordneten ersten Bremse B1
zugeführten
Hydraulikdrucks bei einem Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
beschrieben. Schritte in Teilen der Prozedur der 20 und 21 haben
die gleichen Nummern wie Schritte in der Prozedur der 7–9,
um darzustellen, daß in
diesen gleich nummerierten Schritten die gleichen Verarbeitungen
ausgeführt werden,
und diese Schritte werden nachstehend nicht näher erläutert.
-
Zunächst nimmt die relative Eingangswellendrehzahl
(Übersetzungsverhältnis) durch
die Steuerung für
den ausrückseitigen
Druck PA zu. In der Steuerung für
den einrückseitigen
Druck wird bestimmt, ob a2% (z. B. 90%) des vollständigen relativen
Drehzahländerungswertes
im Schaltvorgang vom fünften Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
auf das vier te Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
erreicht sind (S562). Wenn festgestellt wird, daß der relative Eingangswellendrehzahländerungswert ΔN größer ist
als a2%, wird festgestellt, daß der
Power-on-Zustand vorliegt. Dann muß in der Steuerung für den einrückseitigen
Druck die relative Eingangswellendrehzahl (Übersetzungsverhältnis) nicht
geändert
werden, und die Endsteuerung (S57, S58) wird sofort ausgeführt. In
diesem Fall wird die Drehmomentkapazität der direkten Kupplung C2
zum Erhöhen
der relativen Eingangswellendrehzahl durch Steuern der Freigabe
des ausrückseitigen
Drucks PA für
die direkte Kupplung C2 vermindert. Wenn die relative Eingangswellendrehzahl
auf die dem vierten Übersetzungsverhältnis entsprechende
Drehzahl angestiegen ist (Basispunkt), wird die Drehzahl des Sonnenrades
S2 vermindert. Wenn dann die Drehzahl des Sonnenrades S2 den Wert
null erreicht und das Sonnenrad versucht, sich in die entgegengesetzte
Richtung zu drehen, wird die Einwegkupplung F1 automatisch betätigt, um
die Drehbewegung des Sonnenrades S2 in die entgegengesetzte Richtung zu
verhindern. Dann wird durch Betätigen
der Bremse B1 der Schaltvorgang zum Herunterschalten beendet.
-
Wenn der relative Eingangswellendrehzahländerungswert
in Schritt S562 a2% nicht überschritten
hat, wird festgestellt, daß der
Power-off-Zustand vorliegt, und der ausrückseitige Druck PA wird mit dem
Federdruck PG der Hydraulik-Servoeinrichtung B-1
verglichen. Wenn dann der ausrückseitige
Druck PA z. B. gemäß dem Sweep-down-Vorgang
des ausrückseitigen
Drucks PA mit dem vorgegebenen Gradienten δPI auf
einen Wert abgenommen hat, der kleiner ist als der Federdruck (PA < pG)
(S122), wird ein Zeitgeber gestartet (S30),
und der Zustand, in dem die Schaltsteuerung im wesentlichen durch Steuern
des ausrückseitigen
Drucks PA ausgeführt wird,
wird auf einen Zustand geändert,
in dem die Schaltsteuerung im wesentlichen durch Steuern des einrückseitigen
Drucks PB ausgeführt
wird. In diesem letztgenannten Zustand wird das Solenoidventil Sol2
vom Zustand EIN auf den Zustand AUS (auf den geschlossenen Zustand)
umgeschaltet, um das M2-Schaltventil 59 vom
in der linken Hälfte
von 17 dargestellten
Position auf die in der rechten Hälfte von 17 dargestellte Position umzuschalten.
Der auf dem Steuerdruck vom linearen Solenoidventil SLS basierende
Zufuhrdruck wird der einrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung B-1 zugeführt. Dieser Zufuhrdruck wird
der ausrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung C-1 zugeführt, bevor das M2-Schaltventil umschaltet.
Dann wird der Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Steuern des
der einrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung B-1 zugeführten einrückseitigen Drucks PB gesteuert.
-
In der einrückseitigen Drucksteuerung werden
die ServoStartsteuerung (S31 bis S36), die einrückeitige Drehmomentsteuerung
(S42 bis S47), die einrückseitige
Trägheitssteuerung
(S48 bis S50), die Endphasensteuerung (S51 bis S56) und die Endsteuerung
(S57 bis S59) wie im Fall des vorstehend beschriebenen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgangs ausgeführt. Die
Einrücksteuerung
(S37 bis S39) wird jedoch nicht ausgeführt, weil der ausrückseitige Druck
PA in Schritt S122 bereits niedriger ist
als der Federdruck, und das einrückseitige
Drehmoment wird nicht basierend auf dem ausrückseitigen Druck berechnet.
Wenn die nicht ausgeführten
Schritte der Einrücksteuerung
in der Software für
die Steuerlogik vorgesehen sind, werden diese Schritte umgangen.
-
Nachstehend wird unter Bezug auf 22 ein Fall beschrieben,
in dem der Fahrzeugfahrzustand sich während eines Schaltvorgangs
zum Herunterschalten im Power-on-Zustand vom Power-on-Zustand auf
den Power-off-Zustand ändert. Der
Schaltvorgang zum Herunterschalten vom fünften Übersetzungs verhältnis (Gangstufe)
auf das vierte Übersetzungsverhältnis (Gangstufe)
wird entweder durch eine manuelle Operation oder durch Betätigen des
Beschleunigungspedals für
eine schnelle Beschleunigung ausgeführt, und die Änderung
in den Power-off-Zustand
erfolgt durch Freigeben des Beschleunigungspedals während des
Schaltvorgangs zum Herunterschalten.
-
Die Änderung vom Power-on-Zustand
auf den Power-off-Zustand
wird auf ähnliche
Weise ausgeführt
wie in dem in 13 dargestellten
Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang. Zunächst werden die Wartesteuerung
mit dem einrückseitigen
Wartedruck PW und die Anfangsphasen- und
die Trägheitssteuerung
durch den Sweep-down-Vorgang mit den Gradienten (PTA – PAS)/tTA, δPTA und δPI ausgeführt,
wie durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, weil der Schaltvorgang
zum Herunterschalten im Power-on-Zustand ausgeführt wird, in dem die Steuerung
im wesentlichen durch Steuern des ausrückseitigen Drucks ausgeführrt wird.
Wenn der Fahrzeugfahrzustand während
der Trägheitsphasensteuerung,
in der der Sweep-down-Vorgang
mit einem vergleichsweise flachen Gradienten δPI ausgeführt wird, auf
den Power-off-Zustand geändert
wird, wird der ausrückseitige
Druck PA weiterhin vermindert, obwohl der Anstieg der relativen
Eingangswellendrehzahl (Übersetzungsverhältnis) N
unterbrochen wird, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
-
Wenn dann der ausrückseitige
Druck PA auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als der Federdruck
PG (S122), wird
das Solenoidventil Sol2 umgeschaltet, so daß der auf dem Steuerdruck vom
linearen Solenoidventil SLS basierende Zufuhrdruck der einrückseitigen
Hydraulik-Servoeinrichtung B-1 zugeführt wird, und die Schaltsteuerung
wird so geändert,
daß eine
anschließende Änderung
der relativen Eingangsdrehzahl (Änderung
des Übersetzungsverhältnisses)
im wesentli chen durch die einrückseitige Steuerung
des einrückseitigen
Drucks PB ausgeführt wird.
In 22 zeigen die durchgezogenen
Linien die Drücke
PA und PB, wenn der Power-on-Zustand fortgesetzt würde, während die
gestrichelten Linie die Drücke
nach dem Umschalten auf den Power-off-Zustand darstellen.
-
In einer Hydrauliksteuerung für den Schaltvorgang
zum Herunterschalten unter Verwendung einer Einwegkupplung könnten die
Prozeduren der 14 und 16 zum Entscheiden eines
Umschaltvorgangs in der Steuerung eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten
von der ausrückseitigen
Steuerung auf die einrückseitige
Steuerung wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden. In diesen Fällen lautet die
Antwort in den Schritten S63, S71 für die Bestimmung der Endphase
JA, wenn ein Eingangswellendrehzahländerungswert (Änderung
des Übersetzungsverhältnis) ΔN von a2%
erreicht ist.
-
In der in 14 dargestellten Umschaltentscheidung
wird, wenn der ausrückseitige
Druck PA kleiner ist als der Federdruck PG (JA
in Schritt S60), der Zeitgeber zum Messen der Totzeit t1 gestartet (S61).
Es ist wünschenswert,
daß die
durch den Zeitgeber gemessene Totzeit t1 wie in 23 dargestellt gesetzt wird. D. h., die
Totzeit wird wie im Fall von 15 basierend
auf dem Eingangsdrehmoment Tt geändert und
wird basierend auf der Öltemperatur geändert, weil
das Ansprechverhalten des Hydraulikssystems bei verschiedenen Öldrücken verschieden
ist. Weil die Totzeit t1 bezüglich
der Öltemperatur eingestellt
wird, wird auch bei niedriger Öltemperatur ein
glatter Schaltvorgang zum Herunterschalten ohne Kopplung zwischen
dem ein- und dem ausrückseitigen
Reibungseingriffselement (Tie-up) erhalten. Die Einstellung der
Totzeit t1 basierend auf der Öltemperatur
kann auch für
andere Fälle
des Kupplung-Kupplung-Schaltvorgangs ohne Betätigung einer Einwegbremse angewendet
werden.
-
In der vorstehend erwähnten Hydrauliksteuerung
wird die Eingangswellendrehzahl bezüglich der Abtriebsdrehzahl
(Übersetzungsverhältnis) zum Bestimmen
des Fortschritts des Schaltvorgangs zum Herunterschalten verwendet.
Es können
jedoch auch andere Zustände
oder Bedingungen des Getriebes, z. B. die Beschleunigung der Eingangswelle
verwendet werden, die basierend auf verschiedenen Meßwerten
des Eingangswellendrehzahlsensors 25 bestimmt werden. In
der vorstehend erwähnten
Hydrauliksteuerung wird der Fortschritt des Schaltvorgangs zum Herunterschalten
durch den ausrückseitigen Controller
basierend auf dem ausrückseitigen
Druck oder der seit Beginn des Schaltvorgangs verstrickenden Zeit
erfaßt.
Es können
jedoch auch andere Zustände
oder Bedingungen im Getriebe verwendet werden.