DE102005030567A1

DE102005030567A1 - Schaltsteuerungsvorrichtung für Automatikgetriebe

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Publication number: DE102005030567A1
Application number: DE102005030567A
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Anjo Inagaki; Eiji Anjo Ito; Kenichi Anjo Sato; Hiroshi Anjo Tsutsui; Yoshihisa Anjo Yamamoto
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: DE102005030567B4; US20060003867A1; JP4196891B2; JP2006015873A; US7470212B2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schaltsteuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe bereitgestellt, wobei eine Motorleistungssteuerung derart ausgeführt wird, dass ein Verzögerungszeitgeber die Zeitdauer misst, die von einem Zeitpunkt an verstrichen ist, zu dem ein ausrückseitiger Hydraulikdruck einen Hydraulikdruck-Sollwert angenommen hat, wobei die Steuerung nach einer durch den Zeitgeber gemessenen vorgegebenen Zeitdauer gestartet wird, so dass ein vorgegebener Drehmomenterhöhungswert erhalten wird. Die Motorleistungssteuerung speichert Kennfelder der vorgegebenen Zeitdauern und der Drehmomenterhöhungswerte für normale Schaltvorgänge, wie beispielsweise vom 3. in den 2. Gang und vom 4. in den 3. Gang, und für Sprung-Schaltvorgänge, wie beispielsweise vom 4. in den 2. Gang, und wählt das dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten entsprechende Kennfeld aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltsteuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Schaltsteuerungsvorrichtung zum Ausführen eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten, wenn ein Beschleunigungspedal nicht betätigt ist (d.h. während eines Power-off-Zustands), und insbesondere zum Steuern der Motorleistung während eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten oder Abwärts-Schaltvorgangs.
Typischerweise schaltet ein Fahrer in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe, wenn keine ausreichende Motorbremskraft erhalten werden kann, wenn das Beschleunigungspedal nicht betätigt ist (d.h. in einem Power-off-Zustand), wenn das Fahrzeug bergab fährt oder in einer ähnlichen Situation, typischerweise herunter, indem er entweder einen Schalthebel vom D-Bereich auf den S-Bereich oder 1-Bereich schaltet oder eine manuelle Schaltvorrichtung betätigt, um die gewünschte Motorbremskraft zu erhalten. Außerdem schalten neuere Automatikgetriebe, die so konstruiert sind, dass sie eine Überbrückungs- oder Lockup-Kupplung so weit wie möglich eingerückt halten, in Antwort auf eine Verzögerung in einem antriebslosen Zustand (d.h. Power-off-Zustand) bei einer vorgegebenen Drehzahl herunter und halten den Motor bei einer Leerlaufdrehzahl oder einer höheren Drehzahl für eine lange Zeitdauer in einem angetriebenen Zustand (in dem der Motor durch die Drehbewegung der Antriebsräder angetrieben wird, anstatt dass der Motor die Antriebsräder antreibt), um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
Während eines derartigen Power-off-Schaltvorgangs zum Herunterschalten dauert es nach dem Schaltvorgang eine gewisse Zeitdauer, bevor die Motordrehzahl durch die Drehmomentübertragung auf der Ausgangsseite zum Motor durch eine Einrückeinrichtung (d.h. eine Kupplung oder Bremse), die nach dem Schaltvorgang eingerückt wird, bezüglich der Eingangswellendrehzahl zunimmt. Mit zunehmender Schaltdauer nimmt jedoch die Reibungsenergie der Einrückeinrichtung zu, wodurch die Reibungselemente der Einrückeinrichtung schneller verschleißen.

Herkömmlich wurde, um dieses Problem zu eliminieren, eine Schaltsteuerungsvorrichtung vorgeschlagen, die dazu in der Lage sein sollte, die Schaltdauer in einem Power-off-Schaltvorgang zum Herunterschalten zu verkürzen, während ein Schaltruck unterdrückt wird, indem die Motorleistung erhöht wird, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer bezüglich eines Zeitmeß-Startzeitpunkts (d.h. eines Zeitpunkts, an dem eine Zeitmessung gestartet wird) verstrichen ist (vgl. JP-A-5-338469).

Die in dieser Veröffentlichung dargestellte Schaltsteuerungsvorrichtung ändert die Zeitdauer bezüglich des Zeitmeß-Startpunkts in Abhängigkeit von der Hydrauliktemperatur und der Motordrehzahl, um beispielsweise zu verhindern, dass das Fahrgefühl sich durch eine Erhöhung des Antriebsdrehmoments oder aus einem ähnlichen Grunde verschlechtert, und zu erreichen, dass die Schaltdauer in ausreichendem Maße reduziert werden kann, indem der Zeitpunkt, zu dem der Motor durchdreht, durch eine Verzögerung im Ein- oder Ausrückvorgang der Einrückeinrichtungen oder eine Verzögerung in der Änderung der Motorleistung versetzt wird.

Auch wenn eine geeignete Steuerung zum Erhöhen der Motorleistung zu einem geeigneten Zeitpunkt in einem vorgegebenen Schaltvorgang zum Herunterschalten beispielsweise vom 3. Gang in den 2. Gang durch Ändern der bezüglich des Zeitmeß-Startpunkts verstrichenen Zeitdauer ausgeführt wird, ist es noch immer schwierig, diese Steuerung für alle Schaltvorgänge zum Herunterschalten anzuwenden. Insbesondere in einem Sprung-Schaltvorgang, z.B. vom 4. Gang in den 2. Gang, ist der Zeitversatz aufgrund des Typs des Schaltvorgangs größer als aufgrund externer Faktoren, wie beispielsweise der Hydrauliktemperatur, so daß die Steuerung zum Erhöhen der Motorleistung in diesem Fall möglicherweise nicht zu einem ge eigneten Zeitpunkt ausgeführt wird. Insbesondere werden in einem Automatikgetriebe, das zusätzlich eine manuelle Betätigungsvorrichtung aufweist, Power-off-Schaltvorgänge zum Herunterschalten häufig durch manuelle Operationen veranlaßt. In diesem Fall werden verschiedene Typen von Schaltvorgängen verwendet, z.B. normale Schaltvorgänge und Sprung-Schaltvorgänge. Daher kann der Motor durch eine zu einem ungeeigneten Zeitpunkt und mit einem ungeeigneten Drehmomenterhöhungswert ausgeführte Motorsteuerung auf einen Antriebszustand (d.h. Power-on-Zustand) gebracht werden, wodurch der Fahrer ein unangenehmes Fahrgefühl empfinden oder ein Schaltruck erzeugt werden kann.

Angesichts der vorstehenden Probleme wird durch die vorliegende Erfindung eine Schaltsteuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe bereitgestellt, die in der Lage ist, unabhängig vom Typ eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten immer eine geeignete Motorleistungssteuerung auszuführen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Steuerung zum Erhöhen der Motorleistung durch eine Motorleistungssteuerung ausgeführt werden, die für einen vorgegebenen Schaltvorgang zum Herunterschalten immer geeignet ist, indem eine gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten gespeicherte Steuerung zum Erhöhen der Motorleistung ausgewählt und ausgeführt wird. Außerdem kann die Schaltdauer eines Power-off-Schaltvorgangs zum Herunterschalten reduziert werden, ohne dass durch eine übermäßige Erhöhung des Motordrehmoments ein unangenehmes Fahr- oder Schaltgefühl verursacht wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Motorleistungssteuerung zu einem Startzeitpunkt ausgeführt werden, der für den Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten immer geeignet ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Motorleistungssteuerung mit einem Motorleistungserhöhungswert ausgeführt werden, der für den Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten immer geeignet ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung können sowohl der Startzeitpunkt der Motorleistungssteuerung als auch der Motorleistungserhöhungswert geändert werden. Dadurch kann eine für alle Situationen geeignete Motorleistungssteuerung gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten ausgewählt werden. Beispielsweise kann im Vergleich zu einem normalen Schaltvorgang zum Herunterschalten im Fall eines Sprung-Schaltvorgangs zum Herunterschalten der Startzeitpunkt vorverlegt und der Motorleistungserhöhungswert vermindert werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, der einen Schaltvorgang zum Herunterschalten durch einen sogenannten Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang unter Verwendung eines ausrückseitigen Hydraulikdrucks und eines einrückseitigen Hydraulikdrucks betrifft, kann der Startzeitpunkt der Motorleistungssteuerung gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten geändert werden, wobei beispielsweise der Zeitpunkt als Bezugspunkt genommen wird, bei dem ein ausrückseitiger Hydraulikdruck auf einen Hydraulikdruck-Sollwert abgenommen hat.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, der einen Fall betrifft, in dem eine ausrückseitige Einwegkupplung verwendet wird, kann der Startzeitpunkt der Motorleistungssteuerung gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten geändert werden, wobei beispielsweise ein Zeitpunkt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer seit dem Start der Schaltsteuerung als Referenzzeitpunkt genommen wird.

Gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung können für normale Schaltvorgänge zum Herunterschalten und für Sprung-Schaltvorgänge zum Herunterschalten verschiedene Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung gespeichert werden, wobei eine Motorleistungssteuerung, die für einen vorgegebenen Schaltvorgang zum Herunterschalten immer geeignet ist, unabhängig davon ausgewählt werden kann, ob dieser Schaltvorgang zum Herunterschalten ein normaler Schaltvor gang zum Herunterschalten oder ein Sprung-Schaltvorgang zum Herunterschalten ist.

Nachstehend werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Automatikgetriebes, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

2 zeigt eine Kupplungs- und Bremsenaktivierungstabelle für das in 1 dargestellte Automatikgetriebe;

3 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltsteuerung;

4 zeigt eine schematische Ansicht einer Hydraulikdruckvorrichtung;

5 zeigt ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer erfindungsgemäßen Schaltsteuerung, wenn eine ausrückseitige Steuerung ausgeführt wird;

6 zeigt ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer erfindungsgemäßen Schaltsteuerung, wenn eine ausrückseitige Einwegkupplung verwendet wird;

7 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer ausrückseitigen Hydraulikdrucksteuerung;

8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer einrückseitigen Hydraulikdrucksteuerung;

9 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Motorleistungssteuerung, wenn eine ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung ausgeführt wird;

10 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Motorleistungssteuerung, wenn eine ausrückseitige Einwegkupplung verwendet wird; und

11 zeigt eine Tabelle des Drehmomenterhöhungswertes und des Startzeitpunkts der Motorleistungssteuerung für jeden Schalttyp.

Ein Fünfgang-Automatikgetriebe 1 weist einen Drehmomentwandler 4, einen Dreigang-Hauptgangschaltmechanismus (-abschnitt) 2, einen Dreigang-Zusatzgangschaltmechanismus (-abschnitt) 5 und ein (nicht dargestelltes) Differential auf, wobei all diese Komponenten miteinander verbunden und in einem integralen Gehäuse aufgenommen sind, wie in 1 dargestellt ist. Der Drehmomentwandler 4 weist eine Überbrückungs- oder Lockup-Kupplung 4a auf und überträgt eine Drehkraft von einer Motorkurbelwelle 13 zu einer Eingangswelle 3 der Hauptgangschaltmechanismus 2 entweder über ein Hydraulikfluid im Drehmomentwandler 4 oder durch eine mechanische Verbindung über die Überbrückungskupplung. Die erste Welle 3 (d.h. die Eingangswelle), die ausgerichtet mit der Kurbelwelle 13 angeordnet ist, eine zweite Welle 6 (eine Gegenwelle), die parallel zur ersten Welle 3 angeordnet ist, und eine dritte Welle (eine linke/rechte Differentialausgangswelle) sind gemeinsam im integralen Gehäuse aufgenommen. Außerdem ist ein Ventilkörper an der Außenseite des Gehäuses angeordnet.
Der Hauptgangschaltmechanismus 2 weist eine Planetengetriebeeinheit 15 mit einem Einzelritzel-Planetengetriebe 7 und einem Doppelritzel-Planetengetriebe 9 auf. Das Einzelritzel-Planetengetriebe 7 weist ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1 und einen Träger CR auf, der lange Ritzel P1 trägt, die mit dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 kämmen. Der Träger CR ist ein gemeinsamer Träger, der auch als Träger für das Doppelritzel-Planetengetriebe 9 dient. Außerdem sind die Ritzel P1 gemeinsame Ritzel, die auch als Ritzel des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 dienen. Das Doppelritzel-Planetengetriebe 9 weist ein Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2 und einen Träger CR auf, der zusätzlich zu den Ritzeln P1 auch die Ritzel P2 trägt. Die Ritzel P1 kämmen mit dem Sonnenrad S2, und die Ritzel P2 kämmen mit dem Hohlrad R1.
Die Eingangswelle 3, die über den Drehmomentwandler 4 mit der Motorkurbelwelle 13 verbunden ist, kann über eine erste (Vorwärts) Kupplung C-1 mit dem Hohlrad R1 des Einzelritzel-Planetengetriebes 7 und über eine zweite (direkte) Kupplung C-2 mit dem Sonnenrad S1 des Einzelritzel-Planetengetriebes 7 verbunden werden. Das Sonnenrad S2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 kann durch eine erste Bremse B-1 direkt abgebremst werden und durch eine zweite Bremse B-2 über eine erste Einwegkupplung F-1 abgebremst werden. Außerdem kann das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 durch eine dritte Bremse B-3 und durch eine zweite Einwegkupplung F-2 abgebremst werden. Der gemeinsame Träger CR ist mit einem antreibenden Gegenrad 8 verbunden, das als Ausgangselement des Hauptgangschaltmechanismus 2 dient.
Der Zusatzgangschaltmechanismus (-abschnitt) 5 weist in in der axialen Richtung der als zweite Welle dienenden Gegenwelle 6 von vorne nach hinten nacheinander auf: ein Abtriebsrad 16, ein erstes Einzelritzel-Planetengetriebe 10 und ein zweites Einzelritzel-Planetengetriebe 11. Die Gegenwelle 6 wird durch das integrale Gehäuse durch Lager drehbar gehalten. Das erste und das zweite Planetengetriebe 10 und 11 bilden in Kombination einen Simpson-Planetengetriebesatz.
Außerdem ist ein Hohlrad R3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 mit einem angetriebenen Gegenrad 17 verbunden, das mit dem antreibenden Gegenrad 8 kämmt, und ein Sonnenrad S3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 ist an einer Hohlwelle 12 fixiert, die durch die Gegenwelle 6 drehbar gehalten wird. Ritzel 3 werden durch einen Träger CR3 gehalten, der ein mit der Gegenwelle 6 einstückig verbundener Flansch ist. Außerdem ist das andere Ende des Trägers CR3, der die Ritzel P3 hält, mit einer Innennabe einer U/D-Direktkupplung C-3 verbunden. Außerdem ist auf der Hohlwelle 12 auch ein Sonnenrad S4 des zweiten Einzelritzel-Planetengetriebes 11 ausgebildet und dadurch mit dem Sonnenrad S3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 verbunden. Ein Hohlrad R4 des zweiten Einzelritzel-Planetengetriebes 11 ist mit der Gegenwelle 6 verbunden.
Die U/D-Direktkupplung C-3 ist zwischen dem Träger CR3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 und den verbundenen Sonnenrädern S3 und S4 angeordnet. Die verbundenen Sonnenräder S3 und S4 können durch eine vierte Bremse B-4 abgebremst werden, die als Bandbremse ausgebildet ist. Außerdem kann ein Träger CR4, der Ritzel P4 des zweiten Ein zelritzel-Planetengetriebes 11 hält, durch eine fünfte Bremse B-5 abgebremst werden.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Getriebemechanismusabschnitts des Fünfgang-Automatikgetriebes unter Bezug auf 1 und die Kupplungs- und Bremsenaktivierungstabelle von 2 beschrieben, um die Funktionsweise dieser exemplarischen Ausführungsform zu erläutern.
Im ersten Gang (1. Gang) des D- (Fahr) Bereichs ist die Vorwärtskupplung C-1 eingerückt, und sowohl die fünfte Bremse B-5 als auch die zweite Einwegkupplung F-2 sind eingerückt, so dass das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 und der Träger CR4 des zweiten Einzelritzel-Planetengetriebes 11 blockiert oder gehalten werden. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 3 über die Vorwärtskupplung C-1 zum Hohlrad R1 des Einzelritzel-Planetengetriebes 7 übertragen, und das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 wird blockiert, so dass der gemeinsame Träger CR sich mit einer wesentlich niedrigeren Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung dreht, während die Sonnenräder S1 und S2 sich in Rückwärtsrichtung frei drehen. D.h., der Hauptgangschaltmechanismus 2 ist auf eine erste Gangstufe eingestellt, in der die verlangsamte Drehbewegung über die Gegenräder 8 und 17 dem Hohlrad R3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 des Zusatzgangschaltmechanismus 5 zugeführt wird. Der Zusatzgangschaltmechanismus 5 wird auf eine erste Gangstufe eingestellt, indem der Träger CR4 des zweiten Einzelritzel-Planetengetriebes 11 durch die fünfte Bremse B-5 blockiert wird. Dadurch wird die verlangsamte Drehbewegung des Hauptgangschaltmechanismus 2 durch den Zusatzgangschaltmechanismus 5 noch weiter verlangsamt und dann vom Abtriebsrad 16 ausgegeben.
Im zweiten Gang (2. Gang) ist zusätzlich zur Vorwärtskupplung C-1 auch die Bremse B-2 eingerückt, und an Stelle der zweiten Einwegkupplung F-2 ist die erste Einwegkupplung F-1 eingerückt, während die fünfte Bremse B-5 weiterhin eingerückt gehalten wird. In diesem Zustand wird das Sonnenrad S2 sowohl durch die zweite Bremse B-2 als auch durch die er ste Einwegkupplung F-1 blockiert, so dass durch die Drehbewegung des Hohlrades R1 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 7, die von der Eingangswelle 3 über die Vorwärtskupplung C-1 übertragen wird, veranlaßt wird, dass der Träger CR sich mit einer langsameren Geschwindigkeit in die Vorwärtsrichtung dreht, während das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 sich in Vorwärtsrichtung frei dreht. Diese verlangsamte Drehbewegung wird dann über die Gegenräder 8 und 17 dem Zusatzgangschaltmechanismus 5 zugeführt. D.h., der Hauptgangschaltmechanismus 2 ist auf eine zweite Gangstufe eingestellt, während der Zusatzgangschaltmechanismus 5 auf eine erste Gangstufe eingestellt ist, weil die fünfte Bremse B-5 eingerückt ist. Durch die zweite Gangstufe und die erste Gangstufe wird im Automatikgetriebe 1 in Kombination der zweite Gang eingestellt.
Im dritten Gang (3. Gang) sind die Vorwärtskupplung C-1, die zweite Bremse B-2 und die erste Einwegkupplung F-1 weiterhin eingerückt, während die fünfte Bremse B-5 ausgerückt und stattdessen die vierte Bremse B-4 eingerückt ist. D.h., der Hauptgangschaltmechanismus 2 wird im gleichen Zustand gehalten wie im vorstehend beschriebenen zweiten Gang, und diese Drehbewegung wird über die Gegenräder 8 und 17 an den Zusatzgangschaltmechanismus 5 übertragen. Im Zusatzgangschaltmechanismus 5 wird jedoch die Drehbewegung vom Hohlrad R3 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 in eine Drehbewegung mit einer zweiten Geschwindigkeit umgewandelt, indem das Sonnenrad S3 blockiert und die erhaltene Drehbewegung vom Träger CR3 ausgegeben wird. Dadurch werden sowohl der Hauptgangschaltmechanismus 2 als auch der Zusatzgangschaltmechanismus 5 auf die zweite Gangstufe eingestellt, wodurch im Automatikgetriebe 1 insgesamt der dritte Gang erhalten wird.
Im vierten Gang (4. Gang) ist der Hauptgangschaltmechanismus 2 auf den gleichen Zustand eingestellt wie in den vorstehend beschriebenen zweiten und dritten Gangstufen, wobei die Vorwärtskupplung C-1, die zweite Bremse B-2 und die erste Einwegkupplung F-1 eingerückt sind. Im Zusatzgang schaltmechanismus 5 ist dagegen die vierte Bremse B-4 ausgerückt, während die U/D-Direktkupplung C-3 eingerückt ist. In diesem Zustand sind der Träger CR3 und die Sonnenräder S3 und S4 des ersten Einzelritzel-Planetengetriebes 10 derart verbunden, dass die Planetengetriebe 10 und 11 sich als einzelne Einheit zusammen in einer Direktantriebsdrehbewegung drehen. Dadurch werden die zweite Gangstufe des Hauptgangschaltmechanismus 2 und die Direktantriebsdrehbewegung (d.h. die dritte Gangstufe) des Zusatzgangschaltmechanismus 5 kombiniert, so dass im Automatikgetriebe insgesamt eine Drehbewegung für den vierten Gang vom Abtriebsrad 16 ausgegeben wird.
Im fünften Gang (5. Gang) sind die Vorwärtskupplung C-1 und die Direktkupplung C-2 eingerückt, so dass die Drehbewegung der Eingangswelle 3 dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 des Einzelritzel-Planetengetriebes 7 zugeführt wird, und die Getriebeeinheit des Hauptgangschaltmechanismus 2 sich als einzelne Einheit in einer Direktantriebsdrehbewegung dreht. Außerdem dreht sich der Zusatzgangschaltmechanismus 5 in einer Direktantriebsdrehbewegung, wenn die U/D-Direktkupplung C-3 eingerückt ist. Dadurch werden die dritte Gangstufe (Direktantrieb) des Hauptgangschaltmechanismus 2 und die dritte Gangstufe (Direktantrieb) des Zusatzgangschaltmechanismus 5 derart kombiniert, dass im Automatikgetriebe insgesamt eine Drehbewegung für den fünften Gang vom Abtriebsrad 16 ausgegeben wird.
Die Kreise in den Klammern von 2 zeigen einen Zustand, in dem die Motorbremsfunktion während eines antriebslosen Zustands (im Bereich 4, 3 oder 2) aktiviert ist. D.h., im ersten Gang wird die dritte Bremse B-3 derart eingerückt, dass die Drehbewegung des Hohlrades R2, die durch die zweite Einwegkupplung F-2 im Freilauf gehalten werden konnte, gestoppt wird. Außerdem ist im zweiten Gang, im dritten Gang und im vierten Gang die erste Bremse B-1 eingerückt, so dass die Drehbewegung des Sonnenrades S-1, die durch die erste Einwegkupplung F-1 im Freilauf gehalten werden konnte, gestoppt wird. Außerdem zeigen massive schwarze Kreise in 2, dass die Bremse B-2 eingerückt ist, aber kein Drehmoment übertragen wird, weil die Einwegkupplung F-1 sich im Freilauf dreht.
Außerdem sind im R- (Rückwärts) Bereich die Direktkupplung C-2, die dritte Bremse B-3 und die fünfte Bremse B-5 eingerückt. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 3 über die Direktkupplung C-2 zum Sonnenrad S-1 übertragen, während das Hohlrad R2 des Doppelritzel-Planetengetriebes 9 durch die dritte Bremse B-3 blockiert wird. Dadurch dreht sich der Träger CR in Rückwärtsrichtung, während sich das Hohlrad R1 des Einzelritzel-Planetengetriebes 7 ebenfalls im Leer- oder Freilauf in Rückwärtsrichtung dreht. Die Rückwärtsdrehbewegung des Trägers CR wird dann über die Gegenräder 8 und 17 zum Zusatzgangschaltmechanismus 5 übertragen. Im Zusatzgangschaltmechanismus 5 wird die Rückwärtsdrehbewegung des Trägers CR4 des zweiten Einzelritzel-Planetengetriebes 11 durch die fünfte Bremse B-5 gestoppt, so dass der Zusatzgangschaltmechanismus 5 in der ersten Gangstufe gehalten wird. Dadurch werden die Drehbewegung des Hauptgangschaltmechanismus 2 und die Drehbewegung des ersten Gangs des Zusatzgangschaltmechanismus 5 derart kombiniert, dass durch die Abtriebswelle 16 eine verlangsamte Rückwärtsdrehbewegung ausgegeben wird.
3 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Systemsteuerung. Bezugszeichen U bezeichnet eine Steuereinheit (ECU), die durch einen Mikrocomputer gebildet wird, der verschiedene Signale von einem Motordrehzahlsensor 22, einem Sensor 23, der einen Betätigungsgrad eines durch einen Fahrer betätigten Beschleunigungspedals erfaßt, einem Sensor 24, der den Drosselklappenöffnungsgrad des Motors erfaßt, einem Sensor 25, der die Eingangswellendrehzahl (Turbinendrehzahl) eines Getriebes (d.h. des Automatikgetriebes) erfaßt, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 (wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit der Abtriebswellendrehzahl des Automatikgetriebes entspricht) und einem Hydrauliktemperatursensor 27 empfängt. Die Steuereinheit U gibt Signale an ein elektronisches Drosselklappensystem (Motorbetriebseinheit) 28 aus, das die Motordrosselklappe steuert, und an lineare Solenoidventile SLS und SLU in einer Hydraulikschaltung. Die Steuereinheit U weist eine ausrück- und einrückseitige Hydraulikdrucksteuereinheit 18 auf, die ein Druckregelsignal an das lineare Solenoidventil SLS oder SLU überträgt, und eine Motorsteuereinheit 20, die einen Drosselklappenöffnungsgradbefehl an das Motordrosselklappensystem 28 überträgt. Die Steuereinheit U weist außerdem eine Einheit 19 zum Erfassen des Typs des Schaltvorgangs auf, den die aktuelle Schaltsteuerung ausführt, und insbesondere des Typs eines Schaltvorgangs zum Herunterschalten, z.B. eines Schaltvorgangs vom 3. in den 2. Gang, eines Schaltvorgangs vom 4. in den 3. Gang oder eines Schaltvorgangs vom 4. in den 2. Gang basierend auf Signalen vom Schaltstellungssensor und ähnlichen Signalen.
Außerdem speichert die Motorsteuereinheit 20 verschiedene Steuerungen 20a zum Erhöhen der Motorleistung gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten. Insbesondere speichert die Motorsteuereinheit 20 ein Kennfeld für Erhöhungswerte (T_MD) und Startzeiten (T_E1) für die Motorleistungssteuerungen gemäß dem Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten. Die Motorsteuereinheit 20 wählt dann eine Startzeit und einen Motorleistungserhöhungswert gemäß dem durch die Erfassungseinheit 19 erfaßten Typ des Schaltvorgangs zum Herunterschalten vom Kennfeld aus und gibt ein die ausgewählte Startzeit und den Motorleistungserhöhungswert anzeigendes Motorsteuersignal an das elektronische Drosselklappensystem aus.
4 zeigt ein schematisches Diagramm einer Hydraulikschaltung, die die beiden linearen Solenoidventile SLS und SLU sowie mehrere Hydraulik-Servoeinrichtungen 29 und 30 aufweist, die mehrere Reibungseingriffselemente (d.h. die Kupplungen C-1 bis C-3 und die Bremsen B-1 bis B-4) ein- bzw. ausrücken, die verwendet werden, um fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang einzustellen, indem der Übertragungsweg in den Planetengetriebeeinheiten des Automatikgetriebes geschaltet wird. Außerdem wird Eingangsports a₁ und a₂ der linearen Solenoidventile SLS und SLU ein Solenoidmodulationsdruck zugeführt, und ein Steuerhydraulikdruck von Ausgangsports b₁ und b₂ dieser linearen Solenoidventile wird Steuerhydraulikkammern 31a und 32a von Druckregelventilen 31 und 32 zugeführt. Eingangsports 31b und 32b der Druckregelventile 31 und 32 wird ein Leitungsdruck zugeführt, und ein geregelter Druck von Ausgangsports 31c und 32c, der durch den Steuerhydraulikdruck geregelt wurde, wird den Hydraulik-Servoeinrichtungen 29 und 30 über Schaltventile 33 und 15 geeignet zugeführt.
Die in dieser Zeichnung dargestellte Hydraulikdruckschaltung soll lediglich das Basiskonzept aufzeigen. Die Hydraulik-Servoeinrichtungen 29 und 30 und die Schaltventile 33 und 15 dienen lediglich zur Erläuterung. In der Realität sind viele Hydraulik-Servoeinrichtungen für das Automatikgetriebe und viele Schaltventile zum Schalten des Hydraulikdrucks für diese Hydraulik-Servoeinrichtungen vorgesehen. Außerdem weist eine Hydraulik-Servoeinrichtung, z.B. die Hydraulik-Servoeinrichtung 30, einen Kolben 39 auf, der über eine Öldichtung 37 öldicht in einen Zylinder 36 eingepaßt ist. Der Kolben 39 bewegt sich durch einen Hydraulikdruck, der durch das auf eine Hydraulikdruckkammer 40 wirkende Druckregelventil 32 geregelt wird, gegen die Kraft einer Rückstellfeder 41 und kommt mit einer äußeren Reibungsscheibe 42 und einem inneren Reibungselement 43 in Kontakt. Die Reibungsscheiben und die Reibungselemente sind durch eine Kupplung dargestellt, sie können jedoch ähnlicherweise auch einer Bremse entsprechen.
Nachstehend wird zum Beschreiben einer erfindungsgemäßen Schaltsteuerungsvorrichtung zunächst unter Bezug auf die 5 und 6 in Verbindung mit 7 ein ausrückseitiger Hydraulikdruck P_A während eines Kupplung-Kupplung-Schaltvorgangs zum Herunterschalten im Power-off-Zustand beschrieben.
5 zeigt einen Schaltvorgang zum Herunterschalten, insbesondere einen Schaltvorgang zum Herunterschalten in den 3. oder 2. Gang, durch eine ausrückseitige Reibungsein griffsvorrichtung, d.h. einen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang zum Herunterschalten. 6 zeigt einen Schaltvorgang zum Herunterschalten, insbesondere einen Schaltvorgang zum Herunterschalten in den 1. Gang, durch eine ausrückseitige Einwegkupplung.
Wenn das Beschleunigungspedal freigegeben ist (d.h. der Drosselklappenöffnungsgrad θ ≈ 0) und der Schalthebel bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit vom D-Bereich auf den S- oder L-Bereich heruntergeschaltet wird, wird bezüglich des Zeitpunkts der Bestimmung des Schaltvorgangs (Startzeitpunkt der Schaltsteuerung) ein Zeitmeßvorgang nach einer vorgegebenen Verzögerung gestartet (S1). Zum Startzeitpunkt der Schaltsteuerung (t = 0) wird ein Steuersignal, durch das veranlaßt wird, dass der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A einen Anfangsdruck P_T1 annimmt, an das lineare Solenoidventil SLS (oder SLU) ausgegeben, während das ausrückseitige Reibungseingriffselement eingerückt ist. D.h., der Hydraulikdruck P_A an der Ausrückseite, die vor dem Schaltvorgang der Einrückseite entsprach, ist der Einrückdruck P_T1, d.h. der Leitungsdruck, wobei jedoch ein vorgegebener Bereitschaftsdruck P_T2 für den ausrückseitigen Druck gesetzt ist, durch den keine Änderung der Drehbewegung der Eingangswelle verursacht wird. Der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A wird dann mit einem vorgegebenen Gradienten (P_T1 – P_T2)/t_TA basierend auf der im voraus gesetzten Zeit t_TA, ausgehend von dem als Referenzpunkt dienenden Zeitpunkt, an dem die Zeitmessung gestartet wurde, vom Anfangsdruck P_T1 auf den Bereitschaftsdruck P_T2 vermindert (S2). Die Druckverminderung wird fortgesetzt, bis der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A dem Bereitschaftsdruck gleicht, der ein vorgegebener niedriger Druck in einem Bereich ist, in dem keine Änderung der Drehbewegung der Eingangswelle verursacht wird (S3), und dann wird der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A auf den Bereitschaftsdruck P_T2 gesetzt (S4).
Der Bereitschaftsdruck P_T2 wird von dem Zeitpunkt, an dem der Zeitmeßvorgang gestartet wird, für eine vorgegebene Zeitdauer t_SC gehalten (S5). Diese vorgegebene Zeitdauer t_SC ist durch die Zeit t_SE und eine Zeit t_SD bestimmt (t_SC = t_SE – t_SD). Die Zeit t_SE wird durch eine später beschriebene Kolbendrosselsteuerung (d.h. eine Steuerung, die den Kolben zu einer Position bewegt, an der er gerade noch nicht mit dem Reibungselement in Kontakt kommt und keine Drehmomentkapazität bereitgestellt wird) für einen Einrückhydraulikdruck im voraus gesetzt. Die Zeit t_SD wird im Voraus in Synchronisation mit dem Ende der einrückseitigen Kolbenhubsteuerung derart gesetzt, dass der ausrückseitige Hydraulikdruck vermindert wird.
Dann wird ein ausrückseitiges Drehmoment T_A durch eine Funktion eines Eingangsdrehmoments T_t berechnet (S6). Das Eingangsdrehmoment T_t wird erhalten, indem zunächst das Motordrehmoment basierend auf der Motordrehzahl und dem Drosselklappenöffnungsgrad von einem Kennfeld bestimmt und dann ein Drehzahlverhältnis anhand des Verhältnisses zwischen der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers berechnet wird, um ein diesem Drehzahlverhältnis entsprechendes Drehmomentverhältnis von einem Kennfeld zu bestimmen, und indem das Drehmomentverhältnis mit dem Motordrehmoment multipliziert wird. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der Drosselklappenöffnungsgrad "0", so dass das Eingangsdrehmoment T_t klein ist, und obwohl das ausrückseitige Drehmoment T_A erhalten werden kann, weil Drehmomentanteile und ähnliche zum Eingangsdrehmoment beitragen, ist der Wert des ausrückseitigen Drehmoments T_A niedrig.
Außerdem wird der ausrückseitige Hydraulikdruck-Sollwert P_TA (= P_T3) basierend auf dem ausrückseitigen Drehmoment T_A berechnet (S7). D.h., wenn das Produkt aus Reibungskoeffizient × Anzahl der Scheiben × Kolbenfläche × effektiver Radius der ausrückseitigen Reibungselemente durch A und der ausrückseitige Kolbenhubdruck (d.h. der Rückstellfederdruck) durch B bezeichnet wird, wird der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A gemäß der Gleichung [P_A = (T_A/A) + B] berechnet. Wenn der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A länger ausgeübt wird als über die seit dem Start der Schaltsteuerung verstrichene, im Voraus gesetzte Zeitdauer (t = t_SE – t_SD), wird der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A schnell auf den Hydraulikdruck-Sollwert P_TA (= P_T3) vermindert, der ein niedriger Druckwert ist. Der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A wird dann mit einem vorgegebenen Gradienten vom Hydraulikdruck-Sollwert P_T3 ausgehend vermindert (S8), bis der Hydraulikdruck freigegeben ist, woraufhin die ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung endet.
Bei einem im Ablaufdiagramm von 8 dargestellten einrückseitigen Hydraulikdruck P_B beginnt die Zeitmessung (S1) zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die Schaltsteuerung gestartet wird. Gleichzeitig wird auch ein vorgegebenes Signal an das lineare Solenoidventil SLS (oder SLU) ausgegeben, durch das veranlaßt wird, dass der einrückseitige Hydraulikdruck P_B einen vorgegebenen Druckwert P_S1 annimmt (S11), und der einrückseitige Hydraulikdruck P_B wird für eine vorgegebene Zeitdauer t_SA bei diesem vorgegebenen Druckwert P_S1 gehalten (S12). Der vorgegebene Druck P_S1 ist der zum Bewegen des Kolbens 39 erforderliche Druck, durch den die Hydraulikdruckkammer 20 der Hydraulik-Servoeinrichtung gefüllt wird und der Kolben mit den Reibungselementen in Kontakt kommt. Wenn die vorgegebene Zeitdauer t_SA abgelaufen ist, wird der einrückseitige Hydraulikdruck P_B mit einem vorgegebenen Gradienten [( P_S1 – P_S2)/t_SB] vermindert (S13). Wenn der einrückseitige Hydraulikdruck P_B einen vorgegebenen niedrigen Druckwert P_S2 erreicht hat (S14), wird die Druckverminderung gestoppt und dieser vorgegebene niedrige Druckwert P_S2 gehal ten (S15). Der vorgegebene niedrige Druckwert P_S2 wird auf einen Druckwert gesetzt, der größer oder gleich dem Kolbenhubdruck ist, durch den jedoch keine Änderung in der Drehbewegung der Eingangswelle verursacht wird. Der vorgegebene niedrige Druckwert P_S2 wird gehalten, bis eine Zeitdauer t größer wird als die vorgegebene Zeitdauer t_SE (Kolbenhubsteuerung) (S16). D.h., die Startzeit t_SE der Kolbenhubsteuerung wird um eine vorgegebene Zeitdauer t_SD bezüglich der zum Erreichen des Hydraulikdruck-Sollwertes P_T3 des ausrückseitigen Hydraulikdrucks gesetzten Zeit t_SC verzögert.
Dann wird ein ausrückseitiger Drehmomentanteil T_B anhand einer Funktion basierend auf dem Eingangsdrehmoment T_t und dem ausrückseitigen Hydraulikdruck P_A, berechnet (S17). Außerdem wird ein einrückseitiger Hydraulikdruck P_TB, bei dem die Eingangsdrehzahl N_T gerade noch nicht beginnt sich zu ändern (d.h. unmittelbar vor Beginn der Trägheitsphase) basierend auf diesem ausrückseitigen Drehmomentanteil T_B berechnet (S18). Dann wird ein vorgegebener Gradient [(P_TB – P_S2)/t_TB] unter Verwendung der im Voraus gesetzten Zeitdauer t_TB basierend auf dem einrückseitigen Hydraulikdruck P_TB berechnet, und der einrückseitige Hydraulikdruck wird dann mit diesem Gradienten erhöht (S19). Aufgrund dieser Druckerhöhung nimmt das Einrückdrehmoment zu, und der Hydraulikdruck nimmt zu bis zu einem Punkt, an dem die Eingangsdrehzahl gerade noch nicht beginnt sich zu ändern, d.h. bis er den berechneten vorgegebenen Hydraulikdruck-Sollwert P_TB erreicht (S20).
Die Druckerhöhung wird fortgesetzt, bis der Hydraulikdruck den einrückseitigen Hydraulikdruck-Sollwert P_TB erreicht, d.h., bis bestimmt wird, dass der Eintritt in die Trägheitsphase vorliegt, bei dem die Eingangswellendrehzahl beginnt sich zu ändern, und bis α₁[%], z.B. 10[%], der gesamten Drehzahländerung ΔN bis zum Abschluß des Schaltvor gangs zum Herunterschalten erreicht sind. D.h., die Druckerhöhung wird fortgesetzt, bis [(ΔN × 100)/N_TS(g_i+1 – g_i)] den Wert α₁[%] erreicht, wobei N_TS die Ausgangswellendrehzahl zu Beginn des Schaltvorgangs, ΔN die Änderung der Eingangswellendrehzahl, g_i+1 das Übersetzungsverhältnis vor dem Schaltvorgang und g_i das Übersetzungsverhältnis nach dem Schaltvorgang bezeichnen. Alternativ kann, anstatt dass die Druckerhöhung fortgesetzt wird, bis [(ΔN × 100)/N_TS(g_i+1 – g_i)] den Wert α₁[%] erreicht, die Druckerhöhung fortgesetzt werden, bis die Drehzahl bezüglich der Drehzahl vor dem Schaltvorgang um einen vorgegebenen Drehzahlwert (Umin^–1) zugenommen hat.
Außerdem wird, wenn [(ΔN × 100)/N_TS(g_i+1 – g_i)] den Wert α₁[%] überschreitet, ein anderer Hydraulikdruckgradient δP_LB durch eine Rückkopplungssteuerung basierend auf einer glatten Eingangswellendrehzahländerung ΔN gesetzt, so dass eine Druckerhöhung mit dem Gradienten δP_LB ausgeführt wird (S22). δP_LB ist ein Gradient, der flacher ist als bei der Hydraulikdruckerhöhung zum einrückseitigen Hydraulikdruck-Sollwert P_TB. Die Druckerhöhung wird fortgesetzt, bis α₂[%], z.B. 90[%], der Drehzahländerung ΔN erreicht sind, d.h., bis der Schaltvorgang nahezu abgeschlossen ist (S23).
Wenn α₂[%] der Drehzahländerung erreicht sind, wird eine vorgegebene Zeit t_F gesetzt (S24). Dieser Zustand entspricht im wesentlichen dem Zustand, in dem die Trägheitsphase beendet ist. Außerdem wird ein relativ steiler Hydraulikdruckgradient δP_FB gesetzt, so daß der Hydraulikdruck gemäß diesem Hydraulikdruckgradienten relativ schnell zunimmt (S25). Die einrückseitige Hydraulikdrucksteuerung endet, wenn eine gesetzte Zeitdauer t_FB, die ausreichend ist, damit der Hydraulikdruck auf den Einrückdruck ansteigt, bezüglich der Zeit t_F verstrichen ist (S26).
5 zeigt einen Kupplung-Kupplung-Schaltvorgang zum Herunterschalten, in dem der ausrückseitige Hydraulikdruck wie in 7 dargestellt gesteuert wird. 6 zeigt einen Ausrückvorgang, in dem die Einwegkupplung sich frei dreht, ohne dass die in 7 dargestellte ausrückseitige Steuerung ausgeführt wird. In 6 ist der ausrückseitige Hydraulikdruck P_A derart, dass der Einrückdruck zur gleichen Zeit freigegeben wird, zu dem die Schaltsteuerung startet (in der Zeichnung entspricht dies der Bestimmung des Schaltvorgangs, aber die Zeitdifferenz zwischen dem Start der Steuerung und der Bestimmung des Schaltvorgangs ist so gering, dass sie als gleich betrachtet werden können. Die Linien in der Zeichnung sind derart gezeichnet, dass sie nicht überlappen.). Ähnlich 5 wird in 6 die einrückseitige Steuerung gemäß dem in 8 dargestellten Ablaufdiagramm ausgeführt.
Weil der Schaltvorgang ein Schaltvorgang zum Herunterschalten ist, würde eine Eingangswellendrehzahl (eine dem Übersetzungsverhältnis entsprechende Drehzahl) N_IN sich normalerweise basierend auf dem ausrückseitigen Hydraulikdruck ändern. Weil ein leistungsloser Zustand (Power-off-Zustand) vorliegt und das Eingangsdrehmoment klein ist, ist das ausrückseitige Drehmoment jedoch ebenfalls klein, so dass die Eingangswellendrehzahl N_IN tatsächlich basierend auf der Rückkopplungssteuerung des einrückseitigen Hydraulikdrucks zunimmt (S22).
Nachstehend wird die Motorleistungssteuerung für den Fall, dass die ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung ausgeführt wird, unter Bezug auf die 5 und 9 beschrieben. Die Zeitmessung startet so wie beim Start der Hydraulikdrucksteuerung, wenn der Schaltvorgang beginnt (S1). Dann wird ein Verzögerungszeitgeber gestartet, wobei der Startzeitpunkt t_SC der Druckverminderung auf den Hydraulikdruck- Sollwert P_TA (= P_T3) der ausrückseitigen Steuerung als Referenzwert dient (S7), oder die vorgegebene Zeit t_SD vor dem Startzeitpunkt t_SE der Hydraulikdruckerhöhung auf den Hydraulikdruck-Sollwert P_TB der einrückseitigen Steuerung (d.h. t_SE – t_SD) als Referenzwert X dient. Dadurch wird die Steuerung zum Erhöhen der Motorleistung nicht ausgeführt, bis der Zeitzählwert des Verzögerungszeitgebers eine vorgegebene Verzögerungszeit (t_SC + t_E1) erreicht hat. D.h., eine Motorsteuerung wird in Synchronisation mit einem Zeitmeßvorgang in eine Richtung gestartet, gemäß der eine Änderung der Drehbewegung der Eingangswelle aufgrund einer Freigabe des ausrückseitigen Hydraulikdrucks verursacht wird, oder mit einem Zeitmeßvorgang in eine Richtung, gemäß der eine Änderung der Drehbewegung der Eingangswelle aufgrund der Zufuhr des einrückseitigen Hydraulikdrucks verursacht wird, d.h. mit einem Zeitmeßvorgang in eine Richtung, durch die tatsächlich ein Schaltvorgang verursacht wird (S31). Die Zeit t_E1 des Verzögerungszeitgebers wird in Abhängigkeit vom Ansprechverhalten des Motors auf einen positiven oder negativen Wert gesetzt. D.h., sie wird im allgemeinen auf einen positiven Wert gesetzt, aber in einem Motor mit schlechtem Ansprechverhalten auf einen negativen Wert gesetzt, so dass die Drehmomenterhöhung auch vor dem Ausrückvorgang auf der Ausrückseite ausgegeben kann.
Dann wird eine Motorleistungs(drehmoment)steuerung ausgeführt, wobei der Zeitpunkt nach Ablauf der Zeitdauer T_E1 des Verzögerungszeitgebers als Referenzwert Y gesetzt wird. Wie in 5 (und 6) dargestellt ist, wird ein Motordrehmoment (eine Motorleistung) T_E durch ein Drehmoment(Leistungs)erhöhungsanforderungsflag (Drehmomenterhöhungsanforderungsflag) F_E und ein Drehmomentbegrenzungssignal (TRQ-Begrenzungssignal) L_E gesteuert. Wenn das Drehmomenterhöhungsanforderungsflag F_E erhöht wird, wird das Mo tordrehmoment T_E derart gesteuert, dass es zunimmt, und wenn das Drehmomenterhöhungsanforderungsflag F_E vermindert wird, wird das Motordrehmoment T_E derart gesteuert, dass es abnimmt. In den 5 und 6 wird das Flag erhöht, so dass die Motorsteuereinheit 20 ein die Erhöhung anzeigendes Signal an das elektronische Drosselklappensystem 28 ausgibt (vgl. 3).
Durch das Drehmomentbegrenzungssignal L_E wird das Motordrehmoment begrenzt. Wenn das Drehmomenterhöhungsanforderungsflag F_E erhöht wird, wird die Zunahme des Motordrehmoments durch das Drehmomentbegrenzungssignal L_E begrenzt. Daher wird gemäß dem Drehmomenterhöhungsanforderungsflag F_E und dem Drehmomentbegrenzungssignal L_E ein Befehl zum Steuern der Motordrehmomenterhöhung zusammen mit einem Maximalwert L_M, d.h. dem Drehmomenterhöhungswert T_MD, für diese Drehmomenterhöhung ausgegeben. Dadurch wird zum Motordrehmoment ein Drehmomenterhöhungswert M_D addiert, der gemäß der Geschwindigkeit und dem Typ des Schaltvorgangs, z.B. einem normalen Schaltvorgang oder einem Sprung-Schaltvorgang, im Voraus gesetzt wird (S32). Durch diese Motordrehmomenterhöhungssteuerung nimmt das Motordrehmoment gemäß dem Drehmomentbegrenzungssignal L_E auf den Maximalwert L_M erhöht, wobei der Zeitpunkt Y nach Ablauf der Verzögerungszeit t_E1 als Referenzwert zum Starten der Drehmomenterhöhung verwendet wird, wie in den 5 und 6 dargestellt ist, wobei der Drehmomenterhöhungswert T_MD durch die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Motordrehmoment vor der Drehmomenterhöhung gegeben ist.
Dann wird bestimmt, ob der auf der Eingangswellendrehzahl N_IN (Getriebedrehzahl) basierende Schaltvorgang in einem vorgegebenen Prozentanteil β (z.B. 50%) fortgeschritten ist (S33). D.h., wie in den vorstehend erwähnten Schritten S21 und S23 wird bestimmt, ob (ΔN × 100)/N_TS(g_i+1 – g_i) ≥ β ist, wobei ΔN die Änderung der Eingangswellendrehzahl, N_TS die Ausgangswellendrehzahl zu Beginn des Schaltvorgangs, g_i+1 das Übersetzungsverhältnis vor dem Schaltvorgang und g_i das Übersetzungsverhältnis nach dem Schaltvorgang bezeichnen. Der Drehmomenterhöhungswert T_MD, der durch das Drehmomentbegrenzungssignal L_E begrenzt ist, wird beibehalten, bis der Schaltvorgang im vorgegebenen Prozentanteil β (z.B. 50%) fortgeschritten ist. Wenn der Fortschritt des Schaltvorgangs den vorgegebenen Prozentanteil β überschreitet, wird der Zeitpunkt Z, bei dem der Fortschritt des Schaltvorgangs den vorgegebenen Prozentanteil β überschreitet, als Referenzzeit gesetzt, und ein Motorsteuerungsendzeitgeber startet einen Zeitzählvorgang für eine Zeit t_EF, während das Motordrehmoment T_E vermindert wird (S34). Dies dient dazu, einen durch eine plötzliche Änderung des Motordrehmoments verursachten Schaltruck zu reduzieren. Das Motordrehmoment T_E, dessen oberer Grenzwert durch das Drehmomentbegrenzungssignal L_E begrenzt ist, wird durch Reduzieren des Drehmomentbegrenzungssignals L_E vermindert.
Die Verminderung δL₁ des Drehmomentbegrenzungssignals L_E wird fortgesetzt (S35), bis eine Zeit abgelaufen ist, die z.B. durch eine Summe aus einer im Voraus gesetzten Schaltverzögerungszeit t_D des Solenoidventils und einer Zeit t_FB (S26) erhalten wird, bei der ein Signalbefehl ausgegeben wird, um den einrückseitigen Hydraulikdruck P_B auf den Einrückdruck einzustellen. Wenn während der Druckverminderung mit dem Gradient δLi das Drehmomentbegrenzungssignal L_E über den Normalwert hinaus abnimmt, der einen nicht-gesteuerten Zustand anzeigt, wird das aktuelle Motordrehmoment T_E nicht derart gesteuert, dass es über diesen, den nicht-gesteuerten Zustand anzeigenden Normalwert hinaus abnimmt, sondern bei einem Motordrehmomenterhöhungswert von "0" gehalten. Dies ist der Fall, weil, obwohl die Motordrehmomentsteuerung in der negativen Richtung ausgeführt wird (d.h. in Richtung eines abnehmenden Drehmoments), das Drehmomenterhöhungsanforderungsflag F_E in Richtung eines zunehmenden Drehmoments erhöht wird. Nachdem die Zeitdauer in Schritt S35 verstrichen ist (d.h. t > t_FB + t_D), wird der Erhöhungswert T_MD des Motordrehmoments T_E auf "0" gesetzt (S36). D.h., der Wert des Drehmomenterhöhungsanforderungsflags F_E wird "0", und das Drehmomentbegrenzungssignal L_E wird auf einem hohen Wert gehalten.
Nachstehend wird unter Bezug auf die 6 und 10 ein Fall beschrieben, in dem die ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung nicht ausgeführt wird. Unter Verwendung der Einwegkupplung wird keine Druckverminderungssteuerung auf den Hydraulikdruck-Sollwert (P_TA = P_T3) des ausrückseitigen Hydraulikdrucks ausgeführt, so dass keine Start-Referenzzeit t_SC (= t_SE – t_SD) gesetzt wird. Daher beginnt die Zeitzählung zum Starten der Motorsteuerung an dem Zeitpunkt, zu dem die Zeitmessung beginnt (S1) und der den Start der Schaltsteuerung festlegt. Wenn eine vorgegebene Zeitdauer T_E1 des Zeitgebers verstrichen ist (S31'), beginnt die Steuerung zum Erhöhen des Motordrehmoments T_E. Die vorgegebene Zeitdauer t_E1 des Zeitgebers wird im Voraus gesetzt, um eine Verzögerungszeit t_E1 vom Start der Steuerung zum Vermindern des ausrückseitigen Hydraulikdrucks auf den Hydraulikdruck-Sollwert (P_T3) zu addieren, wenn die ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung ausgeführt wird (S38), d.h. vom Zeitpunkt X. Die anschließende Motorsteuerung ist die gleiche wie diejenige (d.h. S32, S33, S34, S35 und S36), die unter Bezug auf die ausrückseitige Hydraulikdrucksteuerung beschrieben wurde, so dass diese Schritte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht näher beschrieben werden.
Die Zeit t_E1 des Verzögerungszeitgebers und der Motordrehmomenterhöhungswert T_MD werden gemäß dem Typ des Schaltvorgangs im Voraus gesetzt. 11 zeigt ein im Voraus gesetztes Kennfeld. Während eines normalen Schaltvorgangs zum Herunterschalten vom 3. in den 2. Gang oder vom 4. in den 3. Gang beträgt die Zeit t_E1 des Verzögerungszeitgebers 250 ms. Bei einem Sprung-Schaltvorgang vom 4. in den 2. Gang nimmt die Verzögerungszeit t_E1 jedoch auf 150 ms ab, um eine Anpassung der einrückseitigen Hubsteuerung an die ausrückseitige Ausrückzeit zu erhalten. Dies ist der Fall, weil die Kapazität der Hydraulik-Servoeinrichtung des einzurückenden Elements und des auszurückenden Elements bei jedem Schaltvorgang verschieden sind, und weil eine Anpassung der Kolbenhübe jedes Elements erreicht werden soll. Außerdem wird der Drehmomenterhöhungswert T_MD basierend auf einem Test gesetzt, um ein gutes Schaltgefühl zu erhalten, wobei der Drehmomenterhöhungswert T_MD in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten vom 3. in den 2. Gang 100 Nm und in einem Schaltvorgang zum Herunterschalten vom 4. in den 3. Gang 70 Nm beträgt. Der Drehmomenterhöhungswert T_MD kann auch auf der Seite eines niedrigen Gangs auf einen hohen Wert gesetzt werden, so dass ein der Drehzahl angepaßtes Drehmoment erhalten wird, das auf dem Übersetzungsverhältnis der Eingangswelle basiert, die sich durch das Drehmoment des Ausgangsabschnitts (d.h. der Radseite) dreht. Außerdem kann der Drehmomenterhöhungswert T_MD bei einem Sprung-Schaltvorgang vom 4. in den 2. Gang auf einen kleinen Wert von beispielsweise 50 Nm gesetzt werden. Dadurch wird die Motordrehmomentsteuerung in einem Sprung-Schaltvorgang früh ausgeführt. Die Steuerung kann auch derart ausgeführt werden, dass sie sowohl während des Schaltvorgangs schnell fortschreitet als auch ein unangenehmes Schaltgefühl vermeidet, das durch eine plötzliche Abnah me der Motordrehzahl verursacht wird, indem der Drehmomenterhöhungswert auf einen niedrigen Wert gesetzt wird.
Die in 11 dargestellte Tabelle zeigt lediglich ein Beispiel, und es können auch andere Werte verwendet werden. Außerdem kann aus anderen Gründen als den vorstehend beschriebenen Gründen in einem Sprung-Schaltvorgang beispielsweise der Drehmomenterhöhungswert auf einen hohen Wert und die Verzögerungszeit auf einen großen Wert gesetzt werden, um z.B. eine Anpassung des Schaltvorgangs bezüglich des Gangs zu erhalten, in den das Getriebe schaltet. Alternativ können auch andere Typen von Schaltvorgängen, z.B. vom 5. in den 4. Gang, vom 5. in den 3. Gang, vom 5. in den 2. Gang, vom 4. in den 1. Gang, vom 3. in den 1. Gang und vom 2. in den 1. Gang gesetzt werden. Außerdem können ein automatischer Schaltvorgang bei einer Bergabfahrt und ein Schaltvorgang zum Herunterschalten durch Betätigen eines Schalthebels oder einer manuellen Betätigungsvorrichtung separat gesetzt werden. Außerdem ist das Automatikgetriebe nicht auf das in der vorstehenden exemplarischen Ausführungsform beschriebene Automatikgetriebe beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann ähnlicherweise auch auf ein Getriebe mit einem andersartigen Getriebezug angewendet werden.

Claims

Schaltsteuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe zum Ausführen von Abwärts-Schaltvorgängen in einem Power-off-Zustand, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad im wesentlichen null beträgt, mit: einer Motorsteuereinheit, die die Motorleistung um einen vorgegebenen Wert erhöht, nachdem seit dem Start des Abwärts-Schaltvorgangs eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist; und einer Erfassungseinheit zum Erfassen des Typs des Abwärts-Schaltvorgangs; wobei die Motorsteuereinheit verschiedene Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung speichert, die sich in Abhängigkeit vom Typ des Abwärts-Schaltvorgangs unterscheiden, und eine der gespeicherten Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung gemäß dem durch die Erfassungseinheit erfaßten Abwärts-Schaltvorgang auswählt und ausführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen gespeicherten Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung verschiedene vorgegebene Zeitdauern zum Starten der Motorleistungssteuerung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen gespeicherten Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung verschiedene vorgegebene Erhöhungswerte für die Motorleistungssteuerung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen gespeicherten Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung verschiedene vorgegebene Zeitdauern zum Steuern der Mo torleistungssteuerung und verschiedene vorgegebene Erhöhungswerte für die Motorleistungssteuerung aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abwärts-Schaltvorgang durch Ausrücken eines Reibungseingriffselements durch eine Ausrücksteuerung eines ausrückseitigen Hydraulikdrucks und Einrücken eines Reibungseingriffselements durch eine Einrücksteuerung eines einrückseitigen Hydraulikdrucks ausgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abwärts-Schaltvorgang durch Ausrücken eines vorgegebenen Drehelements durch eine Einwegkupplung und Einrücken eines Reibungseingriffselements durch eine Einrücksteuerung des einrückseitigen Hydraulikdrucks ausgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die verschiedenen gespeicherten Steuerungen zum Erhöhen der Motorleistung eine Steuerung aufweisen, die einem normalen Abwärts-Schaltvorgang über eine Gangstufe entspricht, und eine Steuerung, die einem Abwärts-Sprung-Schaltvorgang über zwei oder mehr Gangstufen entspricht.