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Die
Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe, und insbesondere ein Hochschaltsteuerungssystem eines
Automatikgetriebes für
einen 2–3
Hochschaltbetrieb und ein Verfahren dafür.
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Ein
modernes Automatikgetriebe wendet ein Kupplungsschaltsystem an,
d.h. ein unabhängiges Schaltsystem,
bei dem keine Hydrauliksteuerung für eine weggehende Kupplung
während
eines Hoch- oder Herunterschaltens durchgeführt wird und nur eine Freigabezeitsteuerung
der weggehenden Kupplung gesteuert wird.
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Daher
wird für
die weggehende Kupplung nach der Freigabezeitsteuerung der Hydraulikdruck von
dem weggehenden Reibelement ohne zusätzliche Steuerung freigegeben.
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Bei
einem solchen Hydrauliksteuerungsschema wird die Zeitsteuerung einer
Freigabe des Hydraulikdrucks von dem weggehenden Reibelement als
ein Punkt bestimmt, in welchem ein Hydraulikdruck für ein ankommendes
Reibelement passend ansteigt. Wenn der Hydraulikdruck zu schnell
von dem weggehenden Reibelement freigegeben wird, oder wenn der
Hydraulikdruck zu langsam an das ankommende Reibelement zugeführt wird,
kann ein Auftreiben eintreten, so sich dass die Schaltqualität verschlechtern
kann.
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Obwohl
ein zusätzliches
Schaltsteuerungsschema (z.B. eine Zweipunktregelung) verwendet wird,
um ein solches Problem zu lösen,
kann das Schaltgefühl
durch Drehmomentänderungen
infolge des rapiden Anstiegs des Hydraulikdrucks verschlechtert
werden.
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Insbesondere
kann während
des 2–3
Hochschaltbetriebs eine Auftriebserscheinung auftreten, bei welcher
eine Turbinendrehzahl entsprechend den Hydraulikdruckzuständen abnormal
ansteigt.
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Eine
solche Erscheinung eines rapiden Anstiegs einer Turbinendrehzahl
wird durch eine Freigabe des Hydraulikdrucks von einer weggehenden Kupplung
in einem Zustand verursacht, in welchem der Hydraulikdruck einer
ankommenden Kupplung ein Antriebsdrehmoment (d.h. Turbinendrehmoment) nicht
ausreichend aufrechterhält.
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Mit
der Erfindung wird ein Schaltsteuerungssystem und ein Verfahren
dafür zum
2–3 Hochschaltbetrieb
durch Steuerung eines Hydraulikdrucksteuerbetriebs des weggehenden
Reibelements entsprechend einem Antriebsdrehmoment und dann durch vollständiges Freigeben
des Hydraulikdrucks von einem weggehenden Reibelement an einem Punkt
geschaffen, wo eine Turbinendrehzahl um einen vorbestimmten Wert
geringer als eine synchrone Turbinendrehzahl des zweiten Ganges
ist, um eine zuverlässige
Schaltsteuerung zu erreichen.
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Ein
beispielhaftes Schaltsteuerungssystem eines Automatikgetriebes gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist zumindest einen Sensor, der einen Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor,
der eine Getriebeabtriebswellendrehzahl erfasst, einen Drosselöffnungswinkelsensor,
der einen Drosselöffnungswinkel
erfasst, einen Motordrehzahlsensor, der eine Motordrehzahl erfasst,
und einen Turbinendrehzahlerfassungssensor aufweist, der eine Turbinendrehzahl
erfasst, ein Hydraulikdrucksteuerungsstellglied für eine Hydraulikdrucksteuerung
von Reibelementen des Automatikgetriebes, und eine Getriebesteuereinrichtung
auf, die das Hydraulikdrucksteuerungsstellglied steuert, um ein
Gangschalten auf der Basis von Signalen von dem zumindest einen
Sensor durchzuführen.
Die Getriebesteuereinrichtung führt eine
Betriebssteuerung zur Steuerung von Hydraulikdrücken für ein ankommendes Reibelement
und ein weggehendes Reibelement während eines 2–3 Hochschaltbetriebs
durch, so dass Hydraulikdrücke für das ankommende
Reibelement und das weggehende Reibelement auf der Basis eines Turbinendrehmoments
gleichzeitig gesteuert werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung steuert die Getriebesteuereinrichtung einen Hydraulikdrucksteuerbetrieb
des weggehenden Reibelements und gibt den Hydraulikdrucksteuerbetrieb des
weggehenden Reibelements als 0% an einem Punkt ab, wenn eine momentane
Turbinendrehzahl um einen vorbestimmten Wert geringer als eine synchrone
Turbinendrehzahl des zweiten Ganges ist, und erhöht gleichzeitig allmählich den
Hydraulikdrucksteuerbetrieb des ankommenden Reibelements auf 100.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung steuert die Getriebesteuereinrichtung gleichzeitig
den Hydraulikdrucksteuerbetrieb des weggehenden Reibelements und
des ankommenden Reibelements jeweils unter Verwendung von Übersichten
mit in Bezug auf Turbinendrehmomente bestimmten Hydraulikdruckbetriebswerten.
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Ein
beispielhaftes 2–3
Hochschaltbetriebssteuerungsverfahren für ein Automatikgetriebe gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist auf: Bestimmen, ob ein 2–3 Hochschaltbetriebszustand existiert;
Entnehmen eines Anfangshydraulikdrucksteuerbetriebs und eines Hydraulikdrucksteuerbetriebs
in Abhängigkeit
von einem Antriebsdrehmoment aus einer Übersichtstabelle für ein ankommendes
Reibelement und ein weggehendes Reibelement, wenn bestimmt wird,
dass der 2–3
Hochschaltbetriebszustand existiert, und Durchführen einer Schaltsteuerung
für das
Hochschalten; und vollständiges
Freigeben eines Hydraulikdrucks des weggehenden Reibelements an
einem Punkt, wo ein Hydraulikdruck für das ankommende Reibelement
in der Lage ist, ein Turbinendrehmoment zuzulassen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist das 2–3
Hochschaltbetriebssteuerungsverfahren ferner auf: Vervollständigen einer Synchronisation
eines dritten Ganges durch allmähliches
Erhöhen
eines Hydraulikdrucks, der dem ankommenden Reibelement von einem
Punkt zugeführt wird,
wo der Hydraulikdruck für
das weggehende Reibelement vollständig freigegeben wird.
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Bei
einer anderen weiteren Ausführungsform der
Erfindung wird der Hydraulikdruck für das weggehende Reibelement
an einem Punkt vollständig
freigegeben, wo eine Turbinendrehzahl um eine vorbestimmte Drehzahl
geringer als eine synchrone Turbinendrehzahl des zweiten Ganges
ist.
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Bei
einer noch weiteren Ausführungsform der
Erfindung wird ein Hydraulikdrucksteuerbetrieb für das weggehende Reibelement
in einem ersten Steuerbereich, wo ein Hochschalten beginnt, auf β% gesteuert,
wird in einem zweiten Steuerbereich um β1% erhöht, wird in einem dritten Steuerbereich
um β2% verringert
und um eine vorbestimmte Verringerungsrate β3%/s verringert gesteuert, und
wird nach dem dritten Steuerbereich auf 0% gesteuert.
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Ein
beispielhaftes 2–3
Hochschaltbetriebssteuerungsverfahren für ein Automatikgetriebe gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung weist auf: Erhöhen
eines Hydraulikdrucksteuerbetriebs eines ankommenden Reibelements
auf einen Betrieb von 100% an einem Punkt nach dem Ablauf eines
ersten vorbestimmten Zeitraums von einem Punkt des Erfassens, dass
ein 2–3
Hochschaltbetriebszustand existiert, gleichzeitiges Verringern eines
Hydraulikdrucksteuerbetriebs eines weggehenden Reibelements auf
einen ersten vorbestimmten Betrieb, und dann Beibehalten des Betriebs
von 100% des ankommenden Reibelements und des Betriebs des ersten
vorbestimmten Betriebs des weggehenden Reibelements für einen
zweiten vorbestimmten Zeitraum; Erhöhen des Hydraulikdrucksteuerbetriebs
des weggehenden Reibelements auf einen zweiten vorbestimmten Betrieb,
der in Abhängigkeit von
einer Turbinendrehzahl und einer Getriebeabtriebswellendrehzahl
bestimmt wird, an einem Punkt eines Endes des zweiten vorbestimmten
Zeitraums, und dann Beibehalten des zweiten vorbestimmten Betriebs
des weggehenden Reibelements für
einen dritten vorbestimmten Zeitraum; Verringern des Hydraulikdrucksteuerbetriebs
des weggehenden Reibelements auf einen dritten vorbestimmten Betrieb
an einem Punkt eines Endes des dritten vorbestimmten Zeitraums,
und dann Verringern des Hydraulikdrucksteuerbetriebs des weggehenden
Reibelements um eine erste vorbestimmte Rate; Verringern des Hydraulikdrucksteuerbetriebs
des ankommenden Reibelements auf einen vierten vorbestimmten Betrieb, der
in Abhängigkeit
von dem Turbinendrehmoment und der Getriebeabtriebswellendrehzahl
bestimmt wird, an dem Punkt des Endes des zweiten vorbestimmten
Zeitraums, und dann Beibehalten des vierten vorbestimmten Betriebs
des ankommenden Reibelements für
den dritten vorbestimmten Zeitraum und den vierten vorbestimmten
Zeitraum; Verringern des Hydraulikdrucksteuerbetriebs des weggehenden Reibelements
auf 0% an einem Punkt eines Endes des vierten vorbestimmten Zeitraums,
und dann Beibehalten des Hydraulikdrucksteuerbetriebs des weggehenden
Reibelements bei 0%; und Verringern des Hydraulikdrucksteuerbetriebs
des ankommenden Reibelements auf einen vierten vorbestimmten Betrieb,
und dann allmähliches
Erhöhen
des Hydraulikdrucksteuerbetriebs des ankommenden Reibelements auf
100%.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Punkt des Endes des vierten vorbestimmten
Zeitraums ein Punkt, wo eine Turbinendrehzahl um eine vorbestimmte
Drehzahl geringer als eine synchrone Turbinendrehzahl des zweiten Ganges
ist.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein
Blockschema, das ein Schaltsteuerungssystem für ein Automatikgetriebe für einen 2–3 Hochschaltbetrieb
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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2 Betriebssteuerungsmuster
für ein
ankommendes Reibelement und ein weggehendes Reibelement für einen
2–3 Hochschaltbetrieb
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist eine Hydrauliksteuerungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung einen Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 10,
einen Drosselpositionssensor 20, einen Motordrehzahlsensor 30,
einen Turbinendrehzahlsensor 40, eine Getriebesteuereinrichtung
(TCU) 50, einen Speicher 60, und ein Hydraulikdrucksteuerungsstellglied 70 auf.
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Der
Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 10 erfasst eine Abtriebsdrehzahl
einer Automatikgetriebeabtriebswelle und gibt ein entsprechendes
Signal ab.
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Der
Drosselpositionssensor 20 erfasst einen Öffnungswinkel
eines Drosselventils, welches durch ein Niederdrücken eines Gaspedals betrieben
wird, und gibt ein entsprechendes Signal ab.
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Der
Motordrehzahlsensor 30 erfasst eine Motordrehzahl und gibt
ein entsprechendes Signal ab.
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Der
Turbinendrehzahlsensor 40 erfasst eine Turbinendrehzahl
und gibt ein entsprechendes Signal ab.
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Die
TCU 50 weist vorzugsweise einen Prozessor, einen Speicher
und andere bekannte notwendige Hardware- und Sofware-Komponenten
auf, um zu ermöglichen,
dass die Steuereinrichtung mit den Sensoren 10, 20, 30 und 40 verbunden
ist und die Steuerungsfunktion wie hierin beschrieben ausführt. Zum
Beispiel kann der Prozessor konfiguriert sein, um durch vorbestimmte
Programme aktiviert zu werden, die programmiert werden können, um
den jeweils entsprechenden Schritt eines Verfahrens gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung auszuführen.
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Die
TCU 50 bestimmt auf der Basis von Signalen, die einen Drosselöffnungswinkel
und eine Getriebeabtriebswellendrehzahl anzeigen, ob ein 2–3 Hochschaltbetriebszustand
existiert. Wenn bestimmt wird, dass der 2–3 Hochschaltbetriebszustand
existiert, steuert die TCU 50 das Hydraulikdrucksteuerungsstellglied 70,
um Steuerhydraulikdrücke
eines ankommenden Reibelements (z.B. Kupplung) und eines weggehenden
Reibelements (z.B. Kupplung) zu steuern, so dass ein Hydraulikdrucksteuerbetrieb
des weggehenden Reibelements in Abhängigkeit von einem Betrag eines
Antriebsdrehmoments (d.h. Turbinendrehmoment) gesteuert wird.
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Beim
2–3 Hochschaltbetrieb
steuert die TCU 50 einen Hydraulikdruck des weggehenden
Reibelements auf der Basis des Antriebsdrehmoments und gibt dann
ein Hydraulikdrucksteuersignal des weggehenden Reibelements an einem
Punkt frei, wo ein Hydraulikdruck des ankommenden Reibelements passend
ansteigt.
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Das
heißt,
dass anstelle der separaten Steuerung von Zeitsteuerungen des weggehenden
Reibelements und des ankommenden Reibelements die Hydraulikdrucksteuerbetriebe
des weggehenden Reibelements und des ankommenden Reibelements auf der
Basis des Antriebsdrehmoments unter Verwendung einer vorbestimmten Übersicht
gesteuert werden.
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Der
Speicher 60 speichert vorzugsweise eine Übersichtstabelle
eines Schaltmusters in Abhängigkeit
einer Fahrzeuggeschwindigkeit (d.h. Getriebeabtriebswellendrehzahl)
und einer Drosselventilöffnung,
und eine Übersichtstabelle
mit Hydraulikdrucksteuerbetrieben des weggehenden Reibelements und
des ankommenden Reibelements.
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Das
Hydraulikdrucksteuerungsstellglied 70 ist in einem Ventilkörper des
Getriebes eingebaut und betätigt
Kupplungselemente und Reibelemente mittels eines Hydraulikdrucks.
Das Hydraulikdrucksteuerungsstellglied 70 kann Solenoidventile
aufweisen, die entsprechend Betriebssteuerungssignalen arbeiten,
die von der Getriebesteuereinrichtung 50 eingegeben werden.
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Gemäß einem
Steuerungsverfahren eines Ausführungsform
der Erfindung kann ein Betriebssteuerungsmuster erzielt werden,
wie z.B. in 2 gezeigt ist. Mit Bezug auf 2 wird
das Steuerungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung nachfolgend erläutert.
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Die
Getriebesteuereinrichtung 50 nimmt ein Getriebeabtriebswellendrehzahlsignal
von dem Getriebeabtriebswellendrehzahlsensor 10 und ein Drosselventilöffnungssignal
von dem Drosselpositionssensor 20 auf und bestimmt auf
der Basis des Getriebeabtriebswellendrehzahlsignals und des Drosselventilöffnungssignals,
ob ein 2–3
Hochschaltbetriebszustand existiert.
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Wenn
bestimmt wird, dass der 2–3
Hochschaltbetriebszustand existiert, bestimmt die Getriebesteuereinrichtung 50 einen
Anfangsbetrieb des ankommenden Reibelements und einen Anfangsbetrieb
des weggehenden Reibelements aus einer zweidimensionalen Übersichtstabelle
mit Betrieben, die in Bezug auf ein Antriebsdrehmoment (d.h. ein Turbinendrehmoment)
und eine Getriebeabtriebswellendrehzahl bestimmt werden, und führt eine
Hydraulikdruckbetriebssteuerung unter Verwendung der Anfangsbetriebe
durch.
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Wie
in 2 gezeigt ist, wird während eines Verzögerungszeitraums
T1 (erster Steuerbereich) von einem Punkt, wo ein Schaltsteuerungsstartzustand
existiert, welcher im Allgemeinen als ein Schaltstartpunkt und kurz
als ein SS-Punkt
bezeichnet wird, ein Hydraulikdrucksteuerbetrieb des ankommenden
Reibelements bei 0% gehalten, und ein Hydraulikdrucksteuerbetrieb
des weggehenden Reibelements wird bei 100 gehalten. Um eine Kollision eines
momentanen Schaltens mit einem vorhergehenden Schalten zu verhindern,
wird eine Schaltsteuerung für
den Verzögerungszeitraum
T1 verzögert.
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Nach
dem ersten Steuerbereich wird eine Anfangsfüllung für das ankommende Reibelement durch
Abgeben von 100 des Hydraulikdrucksteuerbetriebs des ankommenden
Reibelements und Beibehalten dieses Betriebs für einen vorbestimmten Zeitraum
T2 (ein zweiter Steuerbereich). Gleichzeitig wird nach dem ersten
Steuerbereich der Hydraulikdrucksteuerbetrieb des weggehenden Reibelements als β% (vorzugsweise
als 34%) abgegeben, und dieser Betrieb wird für den vorbestimmten Zeitraum
T2 beibehalten. Der vorbestimmte Zeitraum T2 für die Anfangsfüllung des
ankommenden Reibelements wird vorzugsweise auf der Basis der Getriebeabtriebswellendrehzahl
und einer Temperatur des Automatikgetriebefluids (ATF) bestimmt,
wie offensichtlich ist.
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Nach
dem zweiten Steuerbereich wird der Hydraulikdrucksteuerbetrieb des
ankommenden Reibelements auf den Anfangsbetrieb Da verringert, und der
Anfangsbetrieb wird für
einen dritten Steuerbereich (Zeitraum von T3) und einen vierten
Steuerbereich (Zeitraum von T4), d.h. für einen Zeitraum von T3 + T4,
beibehalten. In derselben Zeit wird nach dem zweiten Steuerbereich
der Hydrauliksteuerbetrieb des weggehenden Reibelements von dem
Betrieb von β%
um β1 erhöht, wodurch
der Anfangsbetrieb Dr des weggehenden Reibelements abgegeben wird
und der Anfangsbetrieb Dr für
den vorbestimmten Zeitraum T3 aufrechterhalten wird.
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Dann
wird nach dem dritten Steuerbereich der Hydraulikdrucksteuerbetrieb
des weggehenden Reibelements auf β2%
verringert und dann um eine vorbestimmte Rate β3%/s für den vorbestimmten Zeitraum
T4 verringert.
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Der
Anfangsbetrieb Da des ankommenden Reibelements und der Anfangsbetrieb
Dr des weggehenden Reibelements werden vorzugsweise jeweils auf
der Basis der Turbinendrehzahl (d.h. Antriebsdrehmoment) bestimmt,
und die Getriebeabtriebswellendrehzahl und insbesondere jeweils
der Anfangsbetrieb Da und Dr werden annähernd proportional zu der Turbinendrehzahl
und der Getriebeabtriebswellendrehzahl bestimmt. Zum Beispiel kann der
Anfangsbetrieb Da aus einer vorbestimmten zweidimensionalen Übersicht
mit optimalen Anfangsbetrieben in Bezug auf die Turbinendrehmomente und
die Getriebeabtriebswellendrehzahlen bestimmt werden, und gleichermaßen kann
der Anfangsbetrieb Dr aus einer vorbestimmten zweidimensionalen Übersicht
mit optimalen Anfangsbetrieben in Bezug auf die Turbinendrehmomente
und die Getriebeabtriebswellendrehzahlen bestimmt werden. Die Übersichten
können
aus Versuchen erzielt werden.
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Mit
Bezug auf 2 ist der weitere Steuerbereich
ein Zeitraum von einem Punkt eines Endes des dritten Steuerbereichs
zu einem Punkt, wo eine momentane Turbinendrehzahl um eine vorbestimmte Drehzahl
A (zum Beispiel 30 U/min) geringer als eine synchrone Turbinendrehzahl
des zweiten Ganges ist. Ein Endpunkt des vierten Steuerbereichs
wird als ein Punkt bestimmt, wo bestimmt wird, dass ein tatsächlicher
Schaltvorgang begonnen wurde, und wenn eine Differenz zwischen der
synchronen Turbinendrehzahl des zweiten Ganges und der momentanen Turbinendrehzahl
30 U/min ist, kann bestimmt werden, dass ein tatsächlicher
Schaltvorgang begonnen wurde. Der Punkt, wo bestimmt wird, dass
ein tatsächlicher
Schaltvorgang eintritt, kann auch als ein Punkt betrachtet werden,
wo der Hydraulikdruck des ankommenden Reibelements in der Lage ist,
ein Antriebsdrehmoment (d.h. ein Turbinendrehmoment) zuzulassen.
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Nach
dem vierten Steuerbereich wird der Hydraulikdrucksteuerbetrieb des
weggehenden Reibelements auf 0% verringert, und dadurch wird der
Hydraulikdruck von dem weggehenden Reibelement vollständig freigegeben.
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Außerdem wird
nach dem vierten Steuerbereich der Hydraulikdrucksteuerbetrieb des
ankommenden Reibelements um α1%
(z.B. 1%) verringert und dann um eine vorbestimmte Rate von α2%/s für einen
vorbestimmten Zeitraum T6 (fünfter
Steuerbereich) erhöht.
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Nach
dem fünften
Steuerbereich wird der Hydraulikdrucksteuerbetrieb des ankommenden
Reibelements um α3
(z.B. 1%) erhöht,
und der erhöhte
Betrieb wird für
einen vorbestimmten Zeitraum T6 (sechster Steuerbereich) beibehalten.
So wird eine Hydraulikdrucksteuerung auf einen ersten Schaltendpunkt
SF1 durchgeführt.
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Nach
dem sechsten Steuerbereich wird der Hydraulikdrucksteuerbetrieb
um α4 (z.B.
1%) erhöht, und
dann wird der erhöhte
Betrieb für
einen vorbestimmten Zeitraum T7 (siebter Steuerbereich) beibehalten.
So wird eine Hydraulikdrucksteuerung auf einen zweiten Schaltendpunkt
SF2 durchgeführt.
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Nach
dem siebten Steuerbereich wird der Hydraulikdrucksteuerbetrieb auf
100% erhöht,
um eine Synchronisation des dritten Ganges beizubehalten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann durch Steuerung des Hydraulikdrucksteuerbetriebs
des weggehenden Reibelements entsprechend eines Antriebsdrehmoments
während
eines 2–3
Hochschaltbetriebs und dann durch vollständiges Freigeben des Hydraulikdrucks
von dem weggehenden Reibelement an einem Punkt, wo eine momentane
Turbinendrehzahl um einen vorbestimmten Wert geringer als eine synchrone
Turbinendrehzahl des zweiten Ganges ist, ein Auftreiben verhindert werden,
und dadurch kann eine zuverlässige
Schaltsteuerung realisiert werden.