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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, und ein Verfahren zum Steuern einer mechanischen Gangschaltvorrichtung bei einem Automatikgetriebe gemäß dem Oberbegriff des des unabhängigen Patentanspruchs 10. Ein derartiges Gangschaltungs-Steuersystem sowie ein derartiges Verfahren zum Steuern einer mechanischen Gangschaltungsvorrichtung bei einem Automatikgetriebe ist aus der Druckschrift
DE 102 30 611 A1 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes vorgeschlagen, bei dem zum Einstellen eines Kupplungssollmomentes eine Anfahrkennlinie verwendet wird, wobei die Anfahrkennlinie veränderbar ist, um diese an unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeugs anzupassen. Hierzu schlägt die
DE 102 30 611 A1 vor, eine Anpassung in Abhängigkeit der Motorlast bzw. der Belastung des Motors vorzunehmen, wenn das Getriebe von einem Nichtfahrbereich beispielsweise einem Neutralbereich oder Parkbereich in einen Fahrbereich beispielsweise dem Gehbereich geschaltet wird.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, wird der Stand der Technik der Gangschaltungs-Steuersysteme eines derartigen Typs beschrieben, bevor die Einzelheiten der Erfindung beschrieben werden.
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Generell werden in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, welches eine Planetengetriebeeinheit und einen Drehmomentumwandler umfasst, verschiedene Reibungselemente verwendet, wie etwa hydraulische Mehrscheibenkupplungen, hydraulische Bremsen und ähnliches. Beim Schalten werden einige der Reibungselemente durch eine Steuervorrichtung ausgewählt und in deren Eingriffszustand gebracht, wobei ein erwünschter Gang bzw. Rückwärtsgang des Getriebes verwirklicht wird.
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Das bedeutet beispielsweise, daß, wenn bei Stillstand eines zugeordneten Kraftfahrzeugs ein Auswahlhebel von einem N-Bereich (neutraler Bereich) in einen D-Bereich (Fahrtbereich) geschaltet wird (was im folgenden als ”N-D-Auswahl” bezeichnet wird), die Steuervorrichtung eine Kupplung, welche einem 1. Gang entspricht, in einen Eingriffszustand bringt, um den 1. Gang in dem Getriebe zu erreichen. In diesem Fall erfolgt eine Rückführregelung des hydraulischen Drucks für die Kupplung, welche dem 1. Gang entspricht, durch die Steuervorrichtung in einer derartigen Weise, daß eine Änderungsgeschwindigkeit ”dNt” einer Eingangswellendrehzahl einen Zielwert ”dNti” aufweist und die Eingangswellendrehzahl auf eine synchronisierte 1. Drehzahl ”N1” vermindert wird. Gewöhnlich wird die Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNti” auf einen geeigneten festen Wert festgelegt, um keinen Ruck zu erzeugen und den Gangschaltschritt möglichst schnell zu verwirklichen. Der feste Wert wurde zuvor in einem Speicher der Steuervorrichtung gespeichert. Wenn erfasst wird, daß die Eingangswellendrehzahl ”Nt” den Wert der synchronisierten 1. Drehzahl ”N1” aufweist, veranlasst die Steuervorrichtung einen vollständigen Eingriff der Kupplung, welche dem 1. Gang entspricht, um dadurch den Schaltwechsel in den 1. Gang zu vollenden.
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Maßnahmen zum Verbessern des Schritts eines derartigen Schaltwechsels einer N-D-Auswahl sind in der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegung (Tokkaihei) 5-322027 beschrieben. Die Maßnahmen, welche durch diese veröffentlichte Patentanmeldung offenbart sind, beachten eine Zeitänderung, welche zum Vollenden des Schaltwechsels gemäß der Eingangswellendrehzahl ”Nt” bei einer Startzeitnahme des Schaltwechsels in einem Fall, in welchem die Zielgeschwindigkeit der Drehzahländerung ”dNt” der Eingangswelle zur Zeit der N-D-Auswahl auf einen festen Wert festgelegt wird, benötigt wird. Bei den Maßnahmen wird, um die Zeit, welche zum Vollenden des Schaltwechsels benötigt wird, ungeachtet der Drehzahl der Eingangswelle bei der N-D-Auswahl konstant zu machen, die Zielgeschwindigkeit der Drehzahländerung ”dNt” gemäß der Eingangswellendrehzahl ”Nt” bei der Startzeitnahme der N-D-Auswahl festgelegt.
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Gemäß den Maßnahmen kann die Zeit, welche zum Vollenden des Schaltwechsels bei der N-D-Auswahl notwendig ist, einen generell konstanten Wert aufweisen, und somit wird das Schaltgefühl deutlich verbessert.
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Zum Betätigen der Kupplungen wird ein hydraulisches Kraftsystem verwendet. Das bedeutet, daß jede Kupplung durch eine Ölleitung mit einer hydraulischen Kraftquelle verbunden ist und ein elektrisches Ventil (bzw. ein Magnetventil) in der Ölleitung angebracht ist. Um den hydraulischen Druck zu regeln, welcher in die Kupplung geleitet wird, erfolgt eine Betätigungssteuerung des elektromagnetische Ventils.
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Aufgrund der Eigenkonstruktion des hydraulischen Kraftsystems erzeugt eine Rückführregelung für die Kupplungen eine pulsierende Bewegung in dem Fluid in der Ölleitung aufgrund der EIN-AUS-Betätigung der elektromagnetischen Ventile, und somit wird unvermeidlich eine hydraulische Schwankung erzeugt. Gewöhnlich sind zum Behandeln einer derartigen hydraulischen Schwankung Druckölspeicher für jeweilige Kupplungen in dem Hydraulikkreis vorgesehen.
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Wie bekannt ist, neigt ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, welcher mit einem Getriebe des oben erwähnten Typs verbunden ist, in einem kalten Zustand bei stärkerer Belastung dazu, eine höhere Drehzahl davon (das bedeutet, eine Drehzahl, welche höher als eine normale Drehzahl ist) und somit eine höhere Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes aufzuweisen. Ein derartiger kalter Zustand bei stärkerer Belastung entsteht beispielsweise unmittelbar nach einem Kaltstarten des Motors, das bedeutet, in der Zeit, wenn eine Verzögerung der Zündtaktung des Motors zum Fördern eines Temperaturanstiegs eines Katalysators in einem Auspuffsystem gehalten wird. Wie bekannt ist, soll der Temperaturanstieg des Katalysators die Abgasreinigungsleistung des Katalysators steigern.
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Um die Beschreibung zu erleichtern, wird das Phänomen, wobei eine höhere Drehzahl des Motors aufgrund eines kalten Zustands bei stärkerer Belastung des Motors auftritt, im folgenden als ”Phänomen einer höheren Drehzahl” bezeichnet.
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In einem Fall, in welchem der Motor und somit die Eingangswelle des Getriebes dazu neigen, das Phänomen einer höheren Drehzahl zu zeigen, benötigt der Schaltwechsel einer N-D-Auswahl einen Kupplungsdruck (das bedeutet, einen hydraulischen Druck, welcher benötigt wird, um die Kupplung zu betätigen), welcher höher als ein normaler ist, wobei dies eine Möglichkeit der Art mit sich bringt, daß der Kupplungsdruck die Kapazität des zugeordneten Druckölspeichers überschreitet. Wenn der Kupplungsdruck die Druckölspeicherkapazität überschreitet, wird die hydraulische Schwankung des Kupplungsdrucks durch den Druckölspeicher nicht ausreichend unterdrückt, und somit verbleibt der Kupplungsdruck in instabilem Zustand. Ferner wird das Ansprechverhalten des hydraulischen Drucks auf die Betätigungssteuerungsanweisung aufgrund dieses instabilen Kupplungsdrucks empfindlich, und somit wird die Drehzahlsteuerung der Eingangswelle ruckartig, das bedeutet, daß eine übermäßig feste oder eine übermäßig lockere Kopplung der Drehung der Eingangswelle erfolgt, was dazu führt, daß der unerwünschte Auswahlsruck nicht ausreichend beseitigt wird.
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Die oben erwähnten Nachteile sind klar aus der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den Laufzeitdiagrammen der 7A, 7B, 7C und 7D der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Bei diesen Laufzeitdiagrammen stellt die Abszisse die vergangene Zeit dar. Wie aus dem Laufzeitdiagramm von 7B zu ersehen ist, wird, wenn zur Zeit ”t1” eine N-D-Auswahl durch die Steuervorrichtung erfasst wird, das Betätigungsverhältnis des Magnetventils von 100% zu 0% geändert und für eine gegebene Zeit bei 0% gehalten. Bei dem Betätigungsverhältnis von 100% ist die Druckzuleitung vollständig geschlossen, und bei dem Betätigungsverhältnis von 0% ist die Leitung vollständig geöffnet.
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Das Halten des Betätigungsverhältnisses bei 0% in der gegebenen Zeit dient zum Vermindern eines Spiels zwischen benachbarten Antriebs- und Abtriebsscheiben, das bedeutet, zum Herstellen eines sogenannten nichtratternden Zustands, wobei die Antriebs- und Abtriebsscheiben in einem Maß, bei welchem eine Reibung dazwischen erzeugt zu werden beginnt, dicht aneinander gebracht werden. Danach erfolgt eine Rückführregelung des Betätigungsverhältnisses des Magnetventils, um zu bewirken, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Eingangswellendrehzahl ”Nt” den Zielwert ”dNti” aufweist und somit, wie aus dem Laufzeitdiagramm von 7A zu ersehen ist, die Drehzahl ”Nt” der Eingangswelle schrittweise vermindert wird.
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Wenn der Motor, welcher mit dem Getriebe verbunden ist, bei der N-D-Auswahl das Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt und somit der Kupplungsdruck die Kapazität des zugeordneten Druckölspeichers überschreitet, wird währenddessen eine starke Schwankung einer tatsächlichen Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswellendrehung gegenüber dem Zielwert ”dNti” erzwungen, wie aus dem Laufzeitdiagramm von 7D zu ersehen, und somit wird, wie aus dem Laufzeitdiagramm von 7C zu ersehen, eine deutliche Kraftwirkung nach vorne und hinten erzeugt, das bedeutet, daß der Eingriffsruck der Kupplung erzeugt wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes sowie ein Verfahren zum Steuern einer mechanischen Gangschaltvorrichtung bei einem Automatikgetriebe zu schaffen, wobei ein Auswahlruck bzw. Schaltruck des Getriebes vermindert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Weiterhin wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Steuern einer mechanischen Gangschaltvorrichtung bei einem Automatikgetriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Das bedeutet, daß erfindungsgemäß ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs geschaffen wird, welches einen Schaltruck unterdrücken bzw. zumindest minimieren kann, welcher üblicherweise erzeugt wird, wenn der N-D-Auswahlschritt bei einem Zustand stärkerer Belastung eines zugeordneten Verbrennungsmotors erfolgt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes, welches mit einem Motor verbunden ist, geschaffen. Das Gangschaltungs-Steuersystem umfasst eine mechanische Gangschaltungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Vorwärtsgang oder einen Rückwärtsgang durch einen Eingriff eines hydraulisch betätigten Reibungselements beim Schalten des Getriebes von einem Nichtfahrtbereich in einen Fahrtbereich zu erreichen; und eine Steuereinheit, welche das hydraulisch betätigte Reibungselement in einer derartigen Weise steuert, daß eine Rückführregelung eines hydraulischen Drucks, welcher auf das Reibungselement ausgeübt wird, in einer derartigen Weise erfolgt, daß, wenn sich der Motor in einem Zustand schwächerer Belastung befindet, eine Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Drehung einer Eingangswelle des Getriebes eine erste Zielgeschwindigkeit aufweist, wobei die Steuereinheit geeignet konfiguriert ist, um das Festlegen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle auf eine zweite Zielgeschwindigkeit, welche kleiner als die erste Zielgeschwindigkeit ist, auszuführen, wenn sich der Motor beim Schalten des Getriebes von dem Nichtfahrtbereich in den Fahrtbereich in einem Zustand stärkerer Belastung befindet; und, um das Regeln des hydraulischen Drucks des Reibungselements in der Weise einer Rückführregelung derart auszuführen, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle die zweite Zielgeschwindigkeit aufweist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gangschaltungs-Steuersystem eines Automatikgetriebes, welches durch einen Verbrennungsmotor über einen Drehmomentumwandler angetrieben wird, geschaffen. Das Gangschaltungs-Steuersystem umfasst eine mechanische Gangschaltungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Vorwärtsgang oder einen Rückwärtsgang des Getriebes durch Leiten eines hydraulischen Drucks zu einem hydraulisch betätigten Reibungselement beim Schalten des Getriebes von einem Nichtfahrtbereich in einen Fahrtbereich zu erreichen, wobei das Leiten des hydraulischen Drucks zu dem Reibungselement durch eine Ölleitung erfolgt, mit welcher ein Druckölspeicher verbunden ist; und eine Steuereinheit, welche den hydraulischen Druck für das Reibungselement in einer derartigen Weise regelt, daß, wenn sich der Motor in einem Zustand schwächerer Belastung befindet, eine Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Drehung einer Eingangswelle des Getriebes eine erste Zielgeschwindigkeit aufweist, wobei die Eingangswelle mit einer Turbine des Drehmomentumwandlers verbunden ist; wobei die Steuereinheit geeignet konfiguriert ist, um das Festlegen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle auf eine zweite Zielgeschwindigkeit, welche kleiner als die erste Zielgeschwindigkeit ist, auszuführen, wenn sich der Motor beim Schalten des Getriebes von dem Nichtfahrtbereich in den Fahrtbereich in einem Zustand stärkerer Belastung befindet; und das Regeln des hydraulischen Drucks des Reibungselements in der Weise einer Rückführregelung derart auszuführen, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle die zweite Zielgeschwindigkeit aufweist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Automatikgetriebe eines Fahrzeugs, welches eine mechanische Gangschaltungsvorrichtung aufweist, welche in der Lage ist, einen Vorwärtsgang oder einen Rückwärtsgang durch Leiten eines hydraulischen Drucks zu einem hydraulisch betätigten Reibungselement beim Schalten des Getriebes von einem Nichtfahrtbereich in einen Fahrtbereich zu bewirken, ein Verfahren zum Steuern der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren umfasst das Festlegen einer Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Drehung einer Eingangswelle des Getriebes auf eine erste Zielgeschwindigkeit, wenn sich der Motor in einem Zustand schwächerer Belastung befindet, das Festlegen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle auf einen zweiten Zielwert, welcher kleiner als der erste Zielwert ist, wenn sich der Motor beim Schalten des Getriebes von dem Nichtfahrtbereich in den Fahrtbereich in einem Zustand stärkerer Belastung befindet; und das Regeln des hydraulischen Drucks des Reibungselements in der Weise einer Rückführregelung derart, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle die zweite Zielgeschwindigkeit aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich, wobei:
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1 ein schematisches Diagramm eines Gangschaltungs-Steuersystems eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs ist, welches ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine schematische Ansicht einer mechanischen Gangschaltungsvorrichtung des Automatikgetriebes eines Fahrzeugs ist, worauf das Gangschaltungs-Steuersystem der Erfindung praktisch angewandt wird;
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3 eine schematische Schnittansicht eines Reibungselements ist, welches in dem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, worauf das Gangschaltungs-Steuersystem der Erfindung angewandt wird;
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4 eine schematische Ansicht eines Hydraulikkreises ist, welcher in dem Gangschaltungs-Steuersystem der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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5A bis 5D Laufzeitdiagramme sind, welche Steuerungskennlinien darstellen, welche das Gangschaltungs-Steuersystem der vorliegenden Erfindung aufweist;
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6 ein Flussdiagramm ist, welches programmierte Arbeitsschritte darstellt, welche durch eine Steuereinheit ausgeführt werden, welche in dem Gangschaltungs-Steuersystem der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
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7A bis 7D Laufzeitdiagramme sind, welche Steuerungskennlinien darstellen, welche ein herkömmliches Gangschaltungs-Steuersystem aufweist.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Verweis auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben.
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In 1 ist ein Gangschaltungs-Steuersystem 100 eines Automatikgetriebes 2 eines Fahrzeugs, welches mit einem Verbrennungsmotor 1 verbunden ist, schematisch dargestellt. Ein Abtrieb des Motors 1 wird durch das Getriebe 2 auf Antriebsstrassenräder (nicht dargestellt) übertragen.
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Das Automatikgetriebe 2 umfasst generell einen Drehmomentumwandler 4, welcher durch eine Abtriebswelle (bzw. Kurbelwelle) des Motors 1 angetrieben wird, eine mechanische Gangschaltungsvorrichtung 3 des Planetengetriebetyps, welche durch ein Abtriebselement (das bedeutet, eine Turbine) des Drehmomentumwandlers 4 angetrieben wird, und einen Hydraulikkreis 5, welcher verschiedene Reibungselemente der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 mit einer hydraulischen Kraft betätigt.
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Das Gangschaltungs-Steuersystem der Erfindung umfasst eine Steuereinheit 40, welche die mechanische Gangschaltungsvorrichtung 3 durch den Hydraulikkreis 5 gemäß verschiedenen äußeren Bedingungen steuert.
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Die Steuereinheit 40 ist ein Mikrocomputer, welcher eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) und Eingabe- und Ausgabeschnittstellen umfasst. Bei praktischer Verwendung ist ein Zähler, welcher als Zeitgeber dient, mit der Steuereinheit 40 verbunden.
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Die mechanische Gangschaltungsvorrichtung 3 umfasst beispielsweise eine Planetengetriebeeinheit, welche ermöglicht, daß das Getriebe 2 vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist, und eine Vielzahl von Reibungselementen, wie etwa hydraulische Kupplungen und hydraulische Bremsen, welche den Betriebszustand der Planetengetriebeeinheit ändern, um zu ermöglichen, daß das Getriebe 2 einen erwünschten Gang bzw. Rückwärtsgang erreicht.
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Wie oben beschrieben ist, wird die mechanische Gangschaltungsvorrichtung 3 durch die Steuereinheit 40 gesteuert. Das bedeutet, daß die Betätigung der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 auf Basis von Anweisungssignalen von der Steuereinheit 40 ausgeführt wird.
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Wie in 1 dargestellt, sind ein Turbinendrehzahlsensor 21, ein Übertragungs-Antriebsrads-Drehzahlsensor 22, ein Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 23, ein Auswahlbereichserfassungs-Positionssensor 24, ein Motordrehzahlsensor 25, ein Gaspedal-Öffnungsgradsensor 26 und ein Motorkühlwassertemperatursensor 27 mit der Steuereinheit 40 verbunden, um diese mit deren jeweiligen Informationssignalen zu versorgen. Das bedeutet, daß der Turbinendrehzahlsensor (bzw. Nt-Sensor) 21 eine Drehzahl ”Nt” einer Turbine (das bedeutet, einer Eingangswelle) des Drehmomentumwandlers 4 erfasst, der Übertragungs-Antriebsrads-Drehzahlsensor (bzw. No-Sensor) 22 eine Drehzahl ”No” eines Antriebsrads einer Übertragungsvorrichtung (nicht dargestellt) erfasst, der Drosselklappen-Öffnungsgradsensor (bzw. θt-Sensor) 23 einen Öffnungsgrad ”θt” einer Drosselklappe, welche in einer Luftansaugleitung des Motors 1 installiert ist, erfasst, der Auswahlbereichs-Erfassungssensor (bzw. P-Sensor) 24 einen Drehzahlbereich (bzw. eine Position), welcher durch einen Wahlhebel (nicht dargestellt) des Getriebes 2 ausgewählt wird, erfasst, der Motordrehzahlsensor 25 eine Drehzahl ”Ne” des Motors 1 erfasst und der Gaspedal-Öffnungsgradsensor (bzw. Acc-Sensor) 26 einen Öffnungsgrad ”Acc” eines Gaspedals (nicht dargestellt) erfasst und der Kühlwassertemperatursensor 27 die Temperatur von Kühlwasser, welches in einem Wassermantel des Motors 1 fließt, erfasst. Die Information über die Zündtaktung kann durch eine Motorsteuerung geliefert werden, welche den Betrieb des Motors 1 steuert. Der Auswahlbereichs-Erfassungssensor 24 kann zu einem Sperrschalter gehören. In der Steuereinheit 40 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit ”V” aus der Übertragungs-Antriebsrads-Drehzahl ”No” abgeleitet, und somit dient der No-Sensor 22 ferner als Fahrzeuggeschwindigkeitssensor.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 unter Verweis auf 2 beschrieben.
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Zur Erleichterung des Verständnisses betrifft die folgende Erläuterung eine mechanische Gangschaltungsvorrichtung eines Parallel-Doppelwellentyps anstelle des Planetengetriebetyps.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind um eine Eingangswelle 3a der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 ein erstes Antriebsrad 31 und ein zweites Antriebsrad 32 angeordnet. Die Eingangswelle 3a ist mit einer Turbinenwelle des oben erwähnten Drehmomentumwandlers 4 verbunden. Zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebsrad 31 und 32 sind hydraulische Kupplungen 33 und 34 der Seiten eines kleineren und eines größeren Gangs angeordnet, welche an der Eingangswelle 3a befestigt sind, wie dargestellt. Das bedeutet, daß, wenn ein Eingriff der hydraulischen Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs erfolgt, das erste Antriebsrad 31 mit der Eingangswelle 3a verbunden wird, um sich gemeinsam damit zu drehen, während, wenn ein Eingriff der hydraulischen Kupplung 34 der Seite des größeren Gangs erfolgt, das zweite Antriebsrad 32 mit der Eingangswelle 3a verbunden wird, um sich gemeinsam damit zu drehen.
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Eine Zwischenwelle 35 ist parallel zu der Eingangswelle 3a angeordnet. Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist die Zwischenwelle 35 über eine letzte Untersetzungsgetriebeeinheit mit angetriebenen Straßenrädern verbunden. An dieser Zwischenwelle 35 sind ein erstes und ein zweites Abtriebsrad 36 und 37 befestigt, welche jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Antriebsrad 31 und 32 verzahnt sind, wie dargestellt.
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Demgemäß wird, wenn ein Eingriff der hydraulischen Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs erfolgt, die Drehung der Eingangswelle 3a durch die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs und das erste Antriebs- und das zweite Abtriebsrad 31 und 36 auf die Zwischenwelle 35 übertragen und bewirkt somit beispielsweise den 1. Gang des Getriebes 2. Demgegenüber wird, wenn ein Eingriff der hydraulischen Kupplung 34 der Seite des größeren Gangs erfolgt, die Drehung der Eingangswelle 3a durch die hydraulische Kupplung 34 der Seite des kleineren Gangs und das zweite Antriebs- und das zweite Abtriebsrad 32 und 37 auf die Zwischenwelle 35 übertragen und bewirkt somit beispielsweise den 2. Gang des Getriebes 2.
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Im Hinblick auf die oben erwähnte Anordnung der mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 wird ein Hochschalten von dem 1. Gang in den 2. Gang in einer derartigen Weise ausgeführt, das, wenn sich die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs in Eingriff befindet, die Kupplung 33 schrittweise gelöst wird, während die hydraulische Kupplung 34 der Seite des größeren Gangs schrittweise in Eingriff gebracht wird. Demgegenüber wird ein Herunterschalten von dem 2. Gang in den 1. Gang in einer derartigen Weise ausgeführt, daß, wenn sich die hydraulische Kupplung 34 der Seite des größeren Gangs in Eingriff befindet, die Kupplung 34 schrittweise gelöst wird, während die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs schrittweise in Eingriff gebracht wird.
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Die Konstruktion der hydraulischen Kupplungen 33 und 34 der Seiten des kleineren und des größeren Gangs ist aus der folgenden Beschreibung zu ersehen, welche die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs betrifft. Aufgrund der Tatsache, daß die Kupplung 34 der Seite des größeren Gangs im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs aufweist, wird eine Erläuterung der des größeren weggelassen.
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In 3 ist die hydraulische Kupplung 33 der Seite des kleineren Gangs in einer schnittartigen Weise dargestellt. Wie aus dieser Zeichnung zu ersehen ist, gehört die Kupplung 33 einem hydraulischen Mehrscheibentyp an, welcher mit einer Vielzahl von Reibungsplatten 50 versehen ist. Die Reibungsplatten 50 umfassen eine erste Gruppe von Reibungsplatten, welche mit der Eingangswelle 3a (siehe 2) verbunden sind, und eine zweite Gruppe von Reibungsplatten, welche mit dem ersten Antriebsrad 31 (siehe 2) verbunden sind, wobei die Reibungsplatten der ersten und der zweiten Gruppe abwechselnd und dicht angeordnet sind. Wenn ein hydraulischer Druck aus einer Ölleitung 14 in einer Kolbenkammer, welche in der Kupplung 33 definiert ist, durch eine Verbindungsöffnung 51 ausgeübt wird, so wird ein Kolben 52 gegen eine Kraft einer Rückstellfeder 53 in der Zeichnung nach rechts bewegt, wobei dies einen fest zusammengedrückten Zustand der Reibungsplatten 50 bewirkt, um dadurch zu bewirken, daß die Kupplung 33 in einen Eingriffszustand übergeht. Demgegenüber wird, wenn der hydraulische Druck aus der Kolbenkammer durch die Verbindungsöffnung 51 abgelassen wird, der Kolben 52 durch die Rückstellfeder 53 in der Zeichnung nach links bewegt, wobei dies einen gelösten Zustand der Reibungsplatten 50 bewirkt, um dadurch zu bewirken, daß die Kupplung 33 in einen gelösten Zustand übergeht.
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Es sei bemerkt, daß der Kolben 52 eine sogenannte Ruheposition aufweisen kann, wobei der Eingriffszustand der Reibungsplatten 50 vollständig aufgehoben ist. Das bedeutet, daß, wenn der Kolben die Ruheposition einnimmt, ein ausreichendes Spiel zwischen sämtlichen benachbarten Reibungsplatten vorgesehen ist, um kein Reibungsdrehmoment in den Reibungsplatten 50 zu erzeugen. Demgemäß müssen sich, wenn der Eingriffszustand der Kupplung 33 beabsichtigt ist, die Reibungsplatten 50 zuerst von der Ruheposition zu einer sogenannten ”kritischen Position” bewegen, bei welcher das oben erwähnte Spiel im wesentlichen den Wert null aufweist, das bedeutet, eine Position unmittelbar vor der Position, bei welcher die Reibungsplatten 50 beginnen, einen Reibungseingriff davon aufzuweisen. Das bedeutet, daß bei der ”kritischen Position” ein sogenannter ”nichtratternder Zustand” der Reibungsplatten 50 hergestellt wird. Eine Zeit, welche zum Herstellen des ”nichtratternden Zustands” benötigt wird, wird im folgenden als ”zum Nichtrattern benötigte Zeit” bezeichnet.
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Wenn, während sich die Reibungsplatten 50 in dem fest zusammengedrückten Zustand befinden, der Löseschritt für diese begonnen wird, wird das oben erwähnte Reibungsdrehmoment weiterhin eine Zeitlang erzeugt. Demgemäß ist es zum vollständigen Aufheben des Eingriffszustands der Kupplung 33 notwendig, eine sogenannte ”benötigte Hydrauliklösezeit” als Verlustzeit zu berücksichtigen, welche von einer Zeit, bei welcher das Ablassen des hydraulischen Drucks aus der Kolbenkammer der Kupplung 33 beginnt, bis zu einer Zeit, bei welcher das Reibungsdrehmoment vollständig verschwindet, vergeht. Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, weisen Elemente (das bedeutet, hydraulische Kupplungen und Antriebs- und Abtriebsräder) zum Erreichen eines 3. Gangs, eines 4. Gangs und eines Rückwärtsgangs im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die in der oben erwähnten mechanischen Gangschaltungsvorrichtung 3 für einen 1. und 2. Gang. Das bedeutet, daß durch einen Eingriff der Antriebs- und Abtriebsräder durch eine entsprechende hydraulische Kupplung ein 3. Gang, ein 4. Gang oder ein Rückwärtsgang in dem Getriebe 3 erreicht wird. In einem neutralen Zustand befinden sich sämtliche der Reibungselemente für den 1., 2., 3. und 4. Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang in deren gelöstem Zustand. Somit wird, wenn die hydraulische Kupplung 33 in diesem neutralen Zustand in deren Eingriffszustand gebracht wird, das Automatikgetriebe 2 von dem neutralen Zustand in den 1. Gang geschaltet.
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Im folgenden wird der Hydraulikkreis 5 unter Verweis auf 4 genau beschrieben.
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Der Hydraulikkreis 5 weist eine Vielzahl elektromagnetischer Ventile (das bedeutet, Magnetventile) 11 auf, welche jeweils mit den oben erwähnten Reibungselementen (das bedeutet, Kupplungen und Bremsen) verbunden sind. Durch Steuern des Magnetventils 11 in der Weise von EIN/AUS (bzw. in der Weise einer Betätigungssteuerung) wird das Zuleiten/Ableiten des hydraulischen Drucks zu dem bzw. von dem entsprechenden Reibungselement gesteuert. Aufgrund der Tatsache, daß die Magnetventile für die Reibungselemente im wesentlichen alle die gleiche Konstruktion aufweisen, betrifft die folgende Beschreibung der Konstruktion lediglich das Magnetventil 11 für die oben erwähnte hydraulische Kupplung 33. Eine Beschreibung der anderen Magnetventile wird weggelassen.
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Wie in 4 dargestellt, gehört das Magnetventil 11 einem normalerweise geschlossenen Typ an, welcher zwei Arbeitspositionen aufweist. Wie dargestellt, weist das Magnetventil drei, das bedeutet, eine erste, eine zweite und eine dritte Verbindungsöffnung 11a, 11b und 11c auf, welche in jeweiliger Zuordnung in drei Kammern münden, welche in einem Gehäuse des Magnetventils 11 definiert sind.
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Mit der ersten Verbindungsöffnung 11a ist eine erste Ölleitung 13 verbunden, durch welche ein Hydraulikfluid von einer Ölpumpe (nicht dargestellt) zu der ersten Verbindungsöffnung 11a geleitet wird. Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist die erste Ölleitung 13 mit einem Druckregelventil versehen, durch welches der Druck des Hydraulikfluids reguliert wird, bevor dieser in die erste Verbindungsöffnung 11a geleitet wird. Der regulierte hydraulische Druck wird als ”Leitungsdruck” bezeichnet.
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Mit der zweiten Verbindungsöffnung 11b ist eine zweite Ölleitung 14 verbunden, welche zu der hydraulischen Kupplung 33 führt. Mit der dritten Verbindungsöffnung 11c ist eine dritte Ölleitung 15 verbunden, welche zu einem Öltank (nicht dargestellt) führt. Diese zweite und dritte Ölleitung 14 und 15 weisen Öffnungen 16 bzw. 17 auf. Die Durchflussfläche der Öffnung 16 der zweiten Ölleitung 14 ist größer als die der Öffnung 17 der dritten Ölleitung 15. Die zweite Ölleitung 14 weist zwischen der Kupplung 33 und der Öffnung 16 einen Druckölspeicher 18 auf, welcher damit verbunden ist.
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Wie oben erwähnt wurde, wirkt der Druckölspeicher 18 geeignet, um eine hydraulische Schwankung zu dämpfen, welche in Reaktion auf eine EIN-AUS-Betätigung des Magnetventils 11 üblicherweise unvermeidlich erzeugt wird. Demgemäß wird aufgrund der Funktion des Druckölspeichers 18 die Schwankung des hydraulischen Drucks normalerweise absorbiert, wodurch der hydraulische Druck stabilisiert wird, mit welchem die Kupplung 33 versorgt wird.
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Das Magnetventil 11 ist mit der Steuereinheit 40 verbunden, um gesteuert zu werden. Das bedeutet, daß das Betätigungsverhältnis eines Anweisungssignals, welches in das Magnetventil 11 geleitet wird, mit einer gegebenen Periode (beispielsweise mit 50 kHz) gesteuert wird.
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Wenn ein Schaltmagnet 11e des Magnetventils 11 ausgeschaltet wird, wirkt ein Ventilkörper 11f aufgrund einer Kraft einer Vorspannfeder 11g geeignet, um eine Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Verbindungsöffnung 11b und 11c zu schließen und eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsöffnung 11a und 11b herzustellen.
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Demgegenüber wirkt, wenn der Schaltmagnet 11e des Magnetventils 11 eingeschaltet wird, der Ventilkörper 11f geeignet, um die Verbindung zwischen der zweiten und der dritten Verbindungsöffnung 11b und 11c herzustellen und die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsöffnung 11a und 11b gegen die Kraft der Vorspannfeder 11g zu schließen. Das bedeutet, daß, wenn das Betätigungsverhältnis des Magnetventils einen Wert von 100% aufweist, der erste Ölkanal 13, welcher als Hydraulikdruck-Zuleitung dient, geschlossen wird, und wenn das Betätigungsverhältnis 0% aufweist, die erste Ölleitung geöffnet wird und somit ein hydraulischer Druck in das Magnetventil 11 geleitet wird.
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Im folgenden werden die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung klar beschrieben.
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In dem erfindungsgemäßen Gangschaltungs-Steuersystem wird nämlich ein Schaltruck, welcher üblicherweise erzeugt wird, wenn ein Auswahlhebel des Getriebes 2 aus einem Nichtfahrtbereich, wie etwa einem N-Bereich oder einem P-Bereich, in einen Fahrtbereich, wie etwa einem D-Bereich oder einem R-Bereich, bewegt wird, zuverlässig unterdrückt bzw. minimiert, selbst wenn sich der Motor 1 in dessen Zustand stärkerer Belastung befindet. Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich wird, wird nämlich bei der vorliegenden Erfindung eine einzigartige Steuerung auf einen Arbeitsablauf angewandt, welcher bei dem Schaltvorgang von dem Nichtfahrtbereich in den Fahrtbereich aufgenommen wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird ein derartiges Schalten in der folgenden Beschreibung als ”N-D-Auswahl” bezeichnet.
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Nach dem Erfassen der N-D-Auswahl auf Basis des Informationssignals von dem Auswahlbereichs-Erfassungssensor 24 (siehe 1) bestimmt die Steuereinheit 40 einen bestehenden Betriebszustand des Motors 1. Das bedeutet, daß die Steuereinheit 40 auf Basis der Drehzahl ”Ne”, welche durch den Motordrehzahlsensor 25 erfasst wird, einer Zündtaktung ”IT”, welche durch eine Motorsteuerung geliefert wird, der Wassertemperatur, welche durch den Motorkühlwassertemperatursensor 27 erfasst wird, und anderer Informationen eine Entscheidung trifft, ob sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet oder nicht.
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Wenn entschieden wird, daß sich der Motor 1 nicht in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, das bedeutet, daß sich der Motor 1 in einem Leerlaufzustand befindet, so steuert die Steuereinheit 40 den Schritt der N-D-Auswahl in einem normalen Steuermodus. Das bedeutet, daß in diesem Fall eine Rückführregelung des hydraulischen Drucks der Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, in einer derartigen Weise erfolgt, daß die Änderungsgeschwindigkeit ”dNt” der Drehzahl ”Nt” der Eingangswelle 3a (bzw. Turbinenwelle des Drehmomentumwandlers 4) einen vorbestimmten Zielwert ”dNtin” aufweist, um dadurch die Drehzahl der Eingangswelle 3a in Richtung der synchronisierten 1. Drehzahl ”N1” zu vermindern. Wenn erfasst wird, daß die Drehzahl ”Nt” der Eingangswelle 3a den Wert der synchronisierten 1. Drehzahl ”N1” aufweist, bewirkt die Steuereinheit 40 einen vollständigen Eingriff der Kupplung 33, welche dem ersten Gang entspricht, um dadurch den Schaltwechsel in den 1. Gang zu vollenden.
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Demgegenüber steuert, wenn entschieden wird, daß sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, die Steuereinheit 40 den Schritt der N-D-Auswahl in einem Steuermodus, welcher einer stärkeren Belastung entspricht. Ein Zustand stärkerer Belastung des Motors 1, welcher erreicht wird, wenn das Getriebe 2 den Nichtfahrtbereich (das bedeutet, den neutralen Zustand) erreicht, entsteht mit Wahrscheinlichkeit unmittelbar nach dem Motorkaltstart. Dies ist der Fall, weil der Motor 1 unmittelbar nach dem Motorkaltstart mit einer hohen Leerlaufdrehzahl betrieben wird, um die Temperatur des Motors 1 rasch zu erhöhen, und mit einer verzögerten Zündungssteuerung betrieben wird, um die Temperatur eines Katalysators, welcher in einem Auspuffsystem des Motors 1 angebracht ist, rasch zu erhöhen. Zusätzlich zu diesen Gründen entsteht der Zustand stärkerer Belastung des Motors 1 mit Wahrscheinlichkeit, wenn ein Fahrer den Auswahlhebel von dem N-Bereich in den D-Bereich schaltet, während das Gaspedal niedergedrückt wird.
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Wenn die Steuereinheit 40 entscheidet, daß sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, wird eine zweite Zielgeschwindigkeitsänderung ”dNtib” (< dNtin) festgelegt, welche kleiner als der oben erwähnte vorbestimmte Zielwert ”dNtin” (< 0) ist. Es sei bemerkt, daß der Betragswert der zweiten Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” größer als der des vorbestimmten Zielwerts ”dNtin” ist. Und zugleich erfolgt eine Rückführregelung des hydraulischen Drucks der Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, in einer derartigen Weise, daß die Änderungsgeschwindigkeit ”dNt” der Drehzahl ”Nt” der Eingangswelle 3a die zweite Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” aufweist.
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Der Grund für das Festlegen der zweiten Zielgeschwindigkeit ”dNtib”, welche kleiner als der vorbestimmte Zielwert ”dNtin” ist, ist folgender.
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Bei einem Zustand stärkerer Belastung des Motors 1 neigen die Motordrehzahl ”Ne” und die Turbinendrehzahl ”Nt” nämlich dazu, das Phänomen einer höheren Drehzahl zu zeigen. Wie bekannt ist, wird es, um die N-D-Auswahl in diesem Zustand auszuführen, notwendig, einen Kupplungsdruck zu erzeugen, welcher höher als ein normaler Kupplungsdruck ist.
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Im Hinblick auf das oben Erwähnte werden gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Maßnahmen verwendet.
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Wenn die N-D-Auswahl erfolgt, während sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, wird nämlich eine zweite Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” festgelegt, welche kleiner als eine vorbestimmte Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtin” ist, welche bei einem normalen Steuermodus derart festgelegt wird, daß der hydraulische Druck rasch erhöht wird, um die Möglichkeit des Phänomens einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a zu unterdrücken. Aufgrund der Unterdrückung des Phänomens einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a ist zu erwarten, daß ein Ruck, welcher üblicherweise unvermeidlich erzeugt wird, wenn ein Eingriff der hydraulischen Kupplung 33 erfolgt, gedämpft bzw. minimiert wird.
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Selbst dann, wenn eine Rückführregelung der Turbinendrehzahl durch Festlegen der zweiten Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit wie oben erfolgt, kann es geschehen, daß die hydraulische Schwankung der Kupplung 33 die Kapazität des Druckölspeichers 18 überschreitet. Wenn die hydraulische Schwankung die Kapazität des Druckölspeichers 18 überschreitet, wird der Druck für die Kupplung 33, welcher auf einer Abströmungsrichtungsseite des Druckölspeichers 18 ausgeübt wird, instabil, und das Verhalten des hydraulischen Drucks gegenüber einer Steuerungseingabe (das bedeutet, einer Betätigungssteuerungsanweisung) wird empfindlich. In diesem Fall besteht eine Neigung dazu, daß eine übermäßig feste oder eine übermäßig lockere Kopplung der Drehung der Eingangswelle 3a erfolgt, wobei dies den Eingriffszustand der Kupplung 33 instabil macht, was dazu führt, daß der unerwünschte Auswahlsruck nicht ausreichend unterdrückt wird.
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Um mit dieser unerwünschten Neigung umzugehen, wird während einer Zeit, in welcher eine Rückführregelung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Eingangswelle (bzw. Turbinenwelle) auf Basis der zweiten Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” erfolgt, eine Entscheidung hinsichtlich des Phänomens einer höheren Drehzahl getroffen. Das bedeutet, daß während dieser Zeit eine Entscheidung getroffen wird, ob die Turbinendrehzahl (das bedeutet, die Drehzahl der Turbinenwelle 3a) eine Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt oder nicht.
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Somit wird in der Steuereinheit 40 die Entscheidung hinsichtlich des Phänomens einer höheren Drehzahl auf Basis einer Abweichung (bzw. Differenz) ”ec” (= dNtib – dNt) zwischen der Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit (bzw. Turbinendrehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit) ”dNtib” getroffen. Das bedeutet, daß, wenn die Abweichung ”ec” nach der Änderung der Abweichung ”ec” von einem positiven Wert zu einem negativen Wert kleiner als ein gegebener Wert ”dNta” wird, beispielsweise –10 U/min pro s, entschieden wird, daß die Turbinenwelle 3a die Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt. Wenn entschieden wird, daß die Turbinenwelle 3a die Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt, wird die Rückführregelung sofort beendet, und sodann wird eine rückführungslose Steuerung begonnen. Dies ist der Fall, weil selbst dann, wenn die Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl erfasst wird, die höhere Drehzahl der Turbinenwelle 3a durch die Rückführregelung nicht unterdrückt werden kann und somit in diesem Fall eine Umschaltung des Regelungsobjekts (bzw. der Regelungsfaktor) von der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a zu einer Druckänderungsgeschwindigkeit der Kupplung 33 erfolgt und die rückführungslose Steuerung in einer geeigneten Weise erfolgt, um die Druckänderungsgeschwindigkeit mit einer konstanten Geschwindigkeit zu erhöhen, um das Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a zuverlässig zu unterdrücken.
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Bei dieser rückführungslosen Steuerung wird das Steuersignal, welches zu dem Magnetventil 11 geleitet wird, auf Basis von Daten erzeugt, welche zuvor in dem Speicher der Steuereinheit 40 gespeichert wurden. Das bedeutet, daß im voraus durch Versuche Daten über das Betätigungsverhältnis des Magnetventils 11, welche bewirken, daß der Kupplungsdruck mit einer gegebenen Geschwindigkeit ansteigt, erhalten und in dem Speicher der Steuereinheit 40 gespeichert werden. Wenn entschieden wird, daß die Turbinenwelle 3a eine derartige Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt, erfolgt eine Umschaltung von der Rückführregelung, welche den Öffnungsgrad (das bedeutet, das Betätigungsverhältnis) des Magnetventils 11 der Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, geeignet steuert, um zu bewirken, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a die zweite Zielgeschwindigkeit ”dNtib” aufweist, zu der rückführungslosen Steuerung, welche den Öffnungsgrad des Magnetventils 11 auf Basis der Daten steuert, welche zuvor in dem Speicher der Steuereinheit 40 gespeichert wurden. Wie oben erwähnt wurde, weisen die Daten, welche in dem Speicher gespeichert sind, geeignete Eigenschaften auf, um den Kupplungsdruck mit einer konstanten Geschwindigkeit zu erhöhen.
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Im folgenden werden programmierte Arbeitsschritte, welche durch die Steuereinheit 40 im Fall der N-D-Auswahl ausgeführt werden, unter Verweis auf das Flussdiagramm von 6 und die Laufzeitdiagramme von 5A bis 5D genau beschrieben.
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5A stellt eine Änderung der Motordrehzahl ”Ne” und der Turbinendrehzahl ”Nt” dar, 5B stellt eine Änderung des hydraulischen Drucks dar, welcher auf die Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, ausgeübt wird, 5C stellt eine Änderung einer Kraftwirkung nach vorne und hinten (Beschleunigung) dar, und 5D stellt einen zeitlichen Verlauf der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a dar.
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In dem Flussdiagramm von 6 werden in Schritt S1 Informationssignale von den verschiedenen Sensoren eingegeben. In Schritt S2 wird eine Entscheidung getroffen, ob sich der Auswahlhebel des Getriebes 2 in dem Nichtfahrtbereich (das bedeutet, dem N-Bereich oder dem P-Bereich) befindet oder nicht. Bei NEIN, das bedeutet, wenn sich der Auswahlhebel nicht in dem Nichtfahrtbereich befindet, geht der Arbeitsablauf zurück, während bei JA, das bedeutet, wenn sich der Auswahlhebel in dem Nichtfahrtbereich befindet, der Arbeitsablauf zu Schritt S3 übergeht. In diesem Schritt S3 wird eine Entscheidung getroffen, ob der Auswahlhebel des Getriebes 2 in den Fahrtbereich (das bedeutet, den D-Bereich oder den R-Bereich) bewegt wurde.
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Bei Ja in Schritt S3, das bedeutet, wenn entschieden wird, daß der Auswahlhebel aus dem Nichtfahrtbereich in den Fahrtbereich bewegt wurde, das bedeutet, wenn eine N-D-Auswahl festgestellt wird, geht der Arbeitsablauf zu Schritt S4 über. Demgegenüber geht der Arbeitsablauf bei NEIN in Schritt S3 zurück.
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In Schritt S4 wird eine Entscheidung getroffen, ob sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet oder nicht. Bei NEIN, das bedeutet, wenn entschieden wird, daß sich der Motor 1 nicht in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, geht der Arbeitsablauf zu Schritt S5 über. In diesem Schritt S5 wird eine vorbestimmte Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNtin” (< 0) der Turbinenwelle 3a als Zielwert der Rückführregelung festgelegt. Sodann erfolgt in Schritt S6 eine Rückführregelung des hydraulischen Drucks für die Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, in einer derartigen Weise, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Turbinenwellendrehung ”Nt” den Zielwert ”dNtin” aufweist. Sodann wird in Schritt S11 erzwungen, daß die Turbinendrehzahl ”Nt” den Wert der synchronisierten 1. Drehzahl ”N1” aufweist, um den Eingriff der Kupplung 33 zu vollenden.
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Demgegenüber geht der Arbeitsablauf bei JA in Schritt S4, das bedeutet, wenn entschieden wird, daß sich der Motor 1 in einem Zustand stärkerer Belastung befindet, zu Schritt S7 über. In diesem Fall wird bei Feststellung einer ”N-D”-Auswahl das Betätigungsverhältnis des Magnetventils 11 der Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, welche gelöst wurde, zeitweilig auf 0% festgelegt, wie aus dem Laufzeitdiagramm von 5B zu ersehen ist. Damit wird ein hydraulischer Druck in die Kupplung 33 geleitet, wobei dies ermöglicht, daß die Kupplung 33 den nichtratternden Zustand aufweist. Ferner wird als Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a die oben erwähnte zweite Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” (< 0), welche kleiner als der oben erwähnte vorbestimmte Zielwert ”dNtin” ist, festgelegt, und zugleich erfolgt eine Rückführregelung des Betätigungsverhältnisses des Magnetventils 11 der Kupplung 33, welche dem 1. Gang entspricht, in einer derartigen Weise, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Drehzahl ”Nt” der Turbinenwelle 3a die Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” aufweist. Mit dieser Rückführregelung wird die Turbinendrehzahl ”Nt” rasch vermindert, wie durch die Pfeile in dem Laufzeitdiagramm von 5A angezeigt, und wie aus dem Laufzeitdiagramm von 5D zu ersehen ist, wird die tatsächliche Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Drehzahl ”Nt” der Turbinenwelle 3a in Richtung des Zielwerts ”dNtib” vermindert.
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Zurück in dem Flussdiagramm von 6 geht der Arbeitsablauf zu den Schritten S8 und S9 über, wo eine Entscheidung im Hinblick auf das Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a getroffen wird. Das bedeutet, daß in Schritt S8 eine Entscheidung getroffen wird, ob sich die Abweichung ”ec” zwischen der Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” und der tatsächlichen Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” von positiv zu negativ änderte oder nicht. Bei JA, das bedeutet, daß entschieden wird, daß sich die Abweichung ”ec” von positiv zu negativ änderte, geht der Arbeitsablauf zu Schritt S9 über. In diesem Schritt S9 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Abweichung ”ec” gleich einem oder kleiner als ein gegebener Wert ”dNta”, beispielsweise –10 U/min pro s, ist oder nicht.
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Bei JA in Schritt S9, das bedeutet, wenn entschieden wird, daß die Abweichung ”ec” gleich einem oder kleiner als ein gegebener Wert ”dNta” ist, geht der Arbeitsablauf zu Schritt S10 über, wobei die Rückführregelung beendet wird. In Schritt S10 wird die rückführungslose Steuerung ausgeführt, durch welche der Kupplungsdruck mit einer gegebenen Geschwindigkeit erhöht wird. Sodann wird in Schritt S11 der Eingriff der Kupplung 33 vollendet.
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Wie aus dem Laufzeitdiagramm von 5B zu ersehen ist, bedeutet dies, daß, wenn der Kupplungsdruck die Kapazität (bzw. den Funktionsbereich) des Druckölspeichers 18 überschreitet, der Kupplungsdruck instabil wird und somit die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a schwankt. Demgemäß wird, wie aus dem Laufzeitdiagramm von 5D zu ersehen ist, nach dem Abfallen unter die Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” die tatsächliche Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Turbinenwelle 3a größer als die Zielgeschwindigkeit ”dNtib”. Das bedeutet, daß sich die Abweichung ”ec” zwischen der Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” und der tatsächlichen Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” von positiv zu negativ ändert. Wenn die Abweichung ”ec” nach der Änderung von positiv zu negativ kleiner als der gegebene Wert ”dNta” wird, so wird entschieden, daß die Turbinenwelle 3a die Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt. Nach dieser Entscheidung erfolgt ein Wechsel der Steuerung von der Rückführregelung, wobei die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Turbinenwelle 3a auf der Regelung basiert, zu der rückführungslosen Steuerung, wobei der hydraulische Druck der Kupplung 33 mit einer gegebenen Geschwindigkeit erhöht wird.
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Durch Ausführen der oben erwähnten Steuerungen werden ein unerwünschtes Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a und ein Schaltruck, welcher durch ein derartiges Phänomen einer höheren Drehzahl verursacht wird, unterdrückt bzw. zumindest minimiert, wie durch die Laufzeitdiagramme von 5D und 5C dargestellt ist. Beim Vergleichen des Laufzeitdiagramms von 5D mit dem von 7D ist zu ersehen, daß die Kraftwirkung nach vorne und hinten bei der Erfindung erheblich vermindert wird.
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Wie aus der vorangehenden Beschreibung zu ersehen ist, besteht bei der Erfindung keine Notwendigkeit, die Kapazität des Druckölspeichers 18 abzustimmen und/oder die verbleibenden Abschnitte des Getriebes 2 zu ändern. Das bedeutet, daß bei der vorliegenden Erfindung die Steuerung des Getriebes 2 dadurch ausgeführt wird, daß lediglich die Steuerlogik geändert wird und somit kein Anstieg von Kosten und Gewicht bewirkt wird.
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Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung selbst nach dem Festlegen der zweiten Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” das Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a unter Überwachung gehalten, und wenn entschieden wird, daß die Turbinenwelle die Neigung zu dem Phänomen einer höheren Drehzahl zeigt, erfolgt ein Wechsel der Rückführregelung zu der rückführungslosen Steuerung, wobei der hydraulische Druck der Kupplung 33 mit einer gegebenen Geschwindigkeit erhöht wird. Demgemäß kann, selbst wenn das Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a in einer Stärke auftritt, welche nicht lediglich durch die Rückführregelung behandelt werden kann, welche auf der zweiten Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” basiert, das Phänomen einer höheren Drehzahl unterdrückt werden, und somit wird der unerwünschte Schaltruck zuverlässig unterdrückt bzw. zumindest minimiert.
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Bei der rückführungslosen Steuerung wird die Steuerung des Magnetventils 11 auf Basis der Dateninformation, welche zuvor festgelegt wurde, in einer derartigen Weise ausgeführt, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Eingangswelle 3a die zweite Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ist, und somit kann der hydraulische Druck einfach und zuverlässig mit einer gegebenen Geschwindigkeit erhöht werden.
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Wie aus dem Laufzeitdiagramm von 5D zu ersehen, wird ferner, wenn die tatsächliche Drehzahländerungsgeschwindigkeit ”dNt” der Turbinenwelle 3a nach dem Abfallen unter die Drehzahländerungs-Zielgeschwindigkeit ”dNtib” größer als die Zielgeschwindigkeitsänderung ”dNtib” wird und wenn die Abweichung ”ec” dazwischen (das bedeutet, zwischen ”dNtib” und ”dNt”) kleiner als ein gegebener Wert ”dNt” wird (das bedeutet, wenn |ec| > |dNta|), wird entschieden, daß die Turbinenwelle 3a die Neigung zu einer höheren Drehzahl zeigt. Somit wird das Phänomen einer höheren Drehzahl der Turbinenwelle 3a zuverlässig erfasst.
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In der obigen Beschreibung betrifft die Erläuterung einen möglichen Schaltruck, welcher üblicherweise erfolgt, wenn beim Schalten des Auswahlhebels von dem N-Bereich in den D-Bereich eine Gangschaltung des Getriebes 2 von einem neutralen Zustand in den 1. Gang erfolgt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen derartigen N-D-Schaltschritt beschränkt. Das bedeutet, daß die Maßnahmen der vorliegenden Erfindung zum Unterdrücken eines Schaltrucks verwendet werden können, welcher üblicherweise erzeugt wird, wenn nach dem Schalten des Auswahlhebels von dem N-Bereich oder dem P-Bereich in den P-Bereich oder den Haltebereich des 1. Gangs eine Gangschaltung des Getriebes von einem neutralen Zustand in einen Rückwärts- oder Vorwärtsgang erfolgt.
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In der obigen Beschreibung betrifft die Erläuterung ein Automatikgetriebe eines Typs, welcher eine Planetengetriebeeinheit aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein derartiges Getriebe beschränkt. Das bedeutet, daß die Automatikgetriebe, auf welche die vorliegende Erfindung praktisch angewandt wird, einem beliebigen Typ angehören können, solange diese einen Vorwärtsgang oder einen Rückwärtsgang durch einen Eingriff eines Reibungselements beim Schalten des Getriebes von einem Nichtfahrtbereich in einen Fahrtbereich erreichen.
