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Für die Anmeldung
wird die Priorität
der am 9. Dezember 2006 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0125185 beansprucht, deren
gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung einer
Umschaltung während des
Schaltens, und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Steuerung
einer Umschaltung während
des Schaltens, bei denen ein Schaltstoß durch Verhinderung eines
Vorladens im Falle einer Umschaltung während des Schaltens reduziert
wird, wobei ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder betrieben
wird.
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Im
Allgemeinen bietet ein Automatikgetriebe ein bequemes Fahren durch
Erreichen eines automatischen Schaltens auf eine Zielschaltdrehzahl
infolgedessen, dass die Zielschaltdrehzahl aus einem vorbestimmten
Schaltmuster basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Änderung
der Drosselöffnung
erlangt wird und dann die Betriebselemente entsprechend einem Hydraulikbetrieb
mit der Zielschaltdrehzahl gesteuert werden.
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Für den Fall,
dass das Schalten auf die Zielschaltdrehzahl durchgeführt wird,
weist ein Automatikgetriebe ein ausrückendes Element, das von einem
Betriebszustand in einen Außerbetriebszustand wechselt,
und ein einrückendes
Element auf, das von einem Außerbetriebszustand
in einen Betriebszustand wechselt. Die Freigabe eines ausrückenden Elements
und der Eingriff eines einrückenden
Elements wird durch Steuerung eines den jeweiligen Elementen zugeführten Hydraulikdrucks
realisiert.
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Nachfolgend
wird der Eingriffsvorgang des einrückenden Elements beschrieben.
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Wenn
eine Getriebesteuereinrichtung ein Schaltsignal empfängt, treibt
die Getriebesteuereinrichtung eine Betätigungseinrichtung derart an,
dass ein Hydraulikdruck des einrückenden
Elements schnell auf einen Vorladedruck erhöht wird. Danach wird der Hydraulikdruck
des einrückenden
Elements für
eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten, damit das einrückende Element
schnell in Eingriff gelangt.
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Danach
reduziert die Getriebesteuereinrichtung schnell den Hydraulikdruck
des einrückenden Elements
und erhöht
dann allmählich
den Hydraulikdruck des einrückenden
Elements mit einem vorbestimmten Gradienten. Der in diesem Zustand
aufgebrachte Hydraulikdruck wird als Bereitschaftsdruck bezeichnet.
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Herkömmlich wurde
das oben beschriebene Verfahren auch zur Steuerung eines Eingriffs
des einrückenden
Elements bei einer Umschaltung während des
Schaltens verwendet, wobei ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe
wieder in Eingriff gebracht wird. Daher kann der Schaltstoß in einem
Vorladevorgang infolge eines Reststeuerdrucks einer vorhergehenden
Umschaltung auftreten.
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Mit
der Erfindung werden ein Verfahren und ein System zur Steuerung
einer Umschaltung während
des Schaltens geschaffen, bei denen ein Schaltstoß durch
Verhinderung eines Vorladens im Falle einer Umschaltung während des
Schaltens reduziert wird, wobei ein Reibelement im Verlaufe der
Freigabe wieder betrieben wird.
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Ein
System zur Steuerung einer Umschaltung während des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann aufweisen: einen Drosselöffnungsdetektor zum Erfassen
eines Drosselöffnungsgrades
und Erzeugen eines dementsprechenden Signals, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor
zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Erzeugen eines dementsprechenden
Signals, einen Turbinendrehzahldetektor zum Erfassen einer Turbinendrehzahl
und Erzeugen eines dementsprechenden Signals, einen Motordrehzahldetektor
zum Erfassen einer Motordrehzahl und Erzeugen eines dementsprechenden
Signals, eine Getriebesteuereinrichtung, welche die Signale von
dem Drosselöffnungsdetektor,
dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, dem Turbinendrehzahldetektor
und dem Motordrehzahldetektor empfängt und ein Steuersignal erzeugt,
und eine Betätigungseinrichtung,
welche das Steuersignal der Getriebesteuereinrichtung empfängt und
einen Steuerdruck zur Steuerung eines Getriebes erzeugt, wobei die
Getriebesteuereinrichtung programmiert ist, um ein Verfahren zur
Steuerung einer Umschaltung während
des Schaltens, wo ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder
betrieben wird, gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung durchzuführen.
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Ein
Verfahren zur Steuerung einer Umschaltung während des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann umfassen: Erfassen von Fahrinformationen eines
Fahrzeuges, Bestimmen, ob eine Umschaltung während des Schaltens auftritt,
wo ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder betrieben wird,
Aufrechterhalten eines Steuerdrucks als ein Bereitschaftsdruck,
wenn die Umschaltung während
des Schaltens auftritt, wo das eine Reibelement im Verlaufe der
Freigabe wieder betrieben wird, Bestimmen, ob ein Eingriffszustand
des Reibelements erfüllt
ist, und Erhöhen
des Steuerdrucks des Reibelements.
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Die
Antriebsinformationen können
eine Drosselöffnung,
eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Turbinendrehzahl und eine Motordrehzahl
umfassen.
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Die
Umschaltung während
des Schaltens kann auftreten, wenn ein Solenoidventil, das den Steuerdruck
des Reibelements steuert, innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach
dem Ausschalten wieder eingeschaltet wird.
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Der
Eingriffszustand des Reibelements kann erfüllt sein, wenn eine Verzögerungszeit
abgelaufen ist, da der Steuerdruck als Bereitschaftsdruck aufrechterhalten
wurde, oder wenn ein momentanes Übersetzungsverhältnis gleich
einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis ist.
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Die
Verzögerungszeit
kann entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem momentanen Übersetzungsverhältnis bestimmt
werden.
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Das
momentane Übersetzungsverhältnis kann
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Turbinendrehzahl
bestimmt werden.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
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1 ein
Schema eines Automatikgetriebes, bei dem ein Verfahren zur Steuerung
einer Umschaltung während
des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung anwendbar ist;
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2 eine
Betriebstabelle des in 1 gezeigten Automatikgetriebes;
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3 ein
Blockdiagramm eines Systems zur Steuerung einer Umschaltung während des
Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung;
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4 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Umschaltung während des Schaltens
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ein
Steuerdiagramm zur Durchführung eines
Verfahrens zur Steuerung einer Umschaltung während des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 ein
Diagramm eines Steuerdrucks entsprechend einer Turbinendrehzahl
und einer Motordrehzahl, die bei einem Verfahren zur Steuerung einer
Umschaltung während
des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, weist ein Automatikgetriebe, bei dem
ein Verfahren zur Steuerung einer Umschaltung während des Schaltens gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung angewendet werden kann, ein erstes, zweites und drittes Planetengetriebe
PG1, PG2 und PG3 auf.
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Das
erste Planetengetriebe PG1 weist Einzelplanetenräder und ein erstes Sonnenrad
S1, einen ersten Planetenradträger
PC1 und ein erstes Hohlrad R1 als dessen Betriebselemente auf. Ein erstes
Planetenrad P1, das mit dem ersten Hohlrad R1 und dem ersten Sonnenrad
S1 in Eingriff steht, ist mit dem ersten Planetenradträger PC1
verbunden.
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Das
zweite Planetengetriebe PG2 weist Einzelplanetenräder und
ein zweites Sonnenrad S2, einen zweiten Planetenradträger PC2
und ein zweites Hohlrad R2 als dessen Betriebselemente auf. Ein zweites
Planetenrad P2, das mit dem zweiten Hohlrad R2 und dem zweiten Sonnenrad
S2 in Eingriff steht, ist mit dem zweiten Planetenradträger PC2
verbunden.
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Das
dritte Planetengetriebe PG3 weist Doppelplanetenräder und
ein drittes Sonnenrad S3, einen dritten Planetenradträger PC3
und ein drittes Hohlrad R3 als dessen Betriebselemente auf. Ein drittes
Planetenrad P3, das mit dem dritten Hohlrad R3 und dem dritten Sonnenrad
S3 in Eingriff steht, ist mit dem dritten Planetenradträger PC3
verbunden.
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Außerdem weist
das Automatikgetriebe eine Antriebswelle 100 zum Aufnehmen
eines Drehmoments von einem Motor (nicht gezeigt), ein Abtriebsrad 110 zum
Abgeben des Drehmoments von dem Getriebe, und ein Getriebegehäuse 120 auf.
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Bei
dem Automatikgetriebe ist der erste Planetenradträger PC1
mit dem zweiten Hohlrad R2 fest verbunden.
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Der
zweite Planetenradträger
PC2 ist mit dem dritten Planetenradträger PC3 fest verbunden.
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Das
erste Hohlrad R1 ist mit dem dritten Hohlrad R3 fest verbunden.
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Das
dritte Sonnenrad S3 wirkt immer als ein Antriebselement, indem es
mit der Antriebswelle 100 fest verbunden ist.
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Der
erste Planetenradträger
PC1 wirkt immer als ein Abtriebselement, indem es mit dem Abtriebsrad 110 fest
verbunden ist.
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Der
dritte Planetenradträger
PC3 ist über eine
erste Kupplung C1 mit der Antriebswelle 100 variabel verbunden.
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Das
zweite Sonnenrad S2 ist über
eine zweite Kupplung C2 mit der Antriebswelle 100 variabel verbunden.
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Das
erste Sonnenrad S1 ist über
eine erste Bremse B1 mit dem Getriebegehäuse 120 variabel verbunden
und ist einem Stoppbetrieb der ersten Bremse B1 ausgesetzt.
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Das
zweite Sonnenrad 92 ist über eine zweite Bremse B2 mit
dem Getriebegehäuse 120 variabel verbunden
und ist einem Stoppbetrieb der zweiten Bremse B2 ausgesetzt.
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Der
dritte Planetenradträger
PC3 ist über eine
dritte Bremse B3 mit dem Getriebegehäuse 120 variabel verbunden
und ist einem Stoppbetrieb der dritten Bremse B3 ausgesetzt.
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Außerdem ist
eine Einwegkupplung F1, die zwischen dem dritten Planetenradträger PC3
und dem Getriebegehäuse 120 angeordnet
ist, parallel zu der dritten Bremse B3 angeordnet.
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Wie
in 2 gezeigt, werden die erste Bremse B1 und die
Einwegkupplung F1 in einem ersten Vorwärtsgang D1 betrieben, die erste
und die zweite Bremse B1 und B2 werden in einem zweiten Vorwärtsgang
betrieben, und die erste Bremse B1 und die zweite Kupplung C2 werden
in einem dritten Vorwärtsgang
D3 betrieben. Ferner werden die erste Bremse B1 und die erste Kupplung
C1 in einem vierten Vorwärtsgang
D4 betrieben, die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 werden
in einem fünften Vorwärtsgang
D5 betrieben, und die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2
werden in einem sechsten Vorwärtsgang
D6 betrieben.
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Außerdem werden
die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 in einem Rückwärtsgang
R betrieben.
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Nachfolgend
werden die Hochschaltvorgänge
für das
in 1 gezeigte Automatikgetriebe ausführlich beschrieben.
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Bei
einem Schaltvorgang vom ersten Vorwärtsgang D1 in den zweiten Vorwärtsgang
D2 wird die zweite Bremse B2 betrieben. In diesem Falle wird die
Einwegkupplung F1 ohne eine zusätzliche
Steuerung automatisch freigegeben.
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Bei
einem Schaltvorgang vom zweiten Vorwärtsgang D2 in den dritten Vorwärtsgang
D3 werden die zweite Bremse B2 freigegeben und die zweite Kupplung
C2 betrieben.
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Bei
einem Schaltvorgang vom dritten Vorwärtsgang D3 in den vierten Vorwärtsgang
D4 werden die zweite Kupplung C2 freigegeben und die erste Kupplung
C1 betrieben.
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Bei
einem Schaltvorgang vom vierten Vorwärtsgang D4 in den fünften Vorwärtsgang
D5 werden die erste Bremse B1 freigegeben und die zweite Kupplung
C2 betrieben.
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Bei
einem Schaltvorgang vom fünften
Vorwärtsgang
D5 in den sechsten Vorwärtsgang
D6 werden die zweite Kupplung C2 freigegeben und die zweite Bremse
B2 betrieben.
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Die
Herunterschaltvorgänge
sind umgekehrt zu den Hochschaltvorgängen.
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Nachfolgend
werden die Sprungherunterschaltvorgänge für das in 1 gezeigte
Automatikgetriebe ausführlich
beschrieben.
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Bei
einem Sprungschaltvorgang vom sechsten Vorwärtsgang D6 in den vierten Vorwärtsgang
D4 werden die zweite Bremse B2 freigegeben und die erste Bremse
B1 betrieben.
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Bei
einem Sprungschaltvorgang vom fünften Vorwärtsgang
D5 in den dritten Vorwärtsgang
D3 werden die erste Kupplung C1 freigegeben und die erste Bremse
B1 betrieben.
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Bei
einem Sprungschaltvorgang vom vierten Vorwärtsgang D4 in den zweiten Vorwärtsgang
D2 werden die Kupplung C1 freigegeben und die zweite Bremse B2 betrieben.
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Bei
einem Sprungschaltvorgang vom dritten Vorwärtsgang D3 in den ersten Vorwärtsgang
D1 wird die zweite Kupplung C2 freigegeben. Die Einwegkupplung F1
wird automatisch betrieben.
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Wie
in 3 gezeigt, weist ein System zur Steuerung einer
Umschaltung während
des Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung einen Drosselöffnungsdetektor 10,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20, einen Turbinendrehzahldetektor 30,
einen Motordrehzahldetektor 40, eine Getriebesteuereinrichtung 50 und eine
Betätigungseinrichtung 60 auf.
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Der
Drosselöffnungsdetektor 10 erfasst
den Öffnungsgrad
einer Drosselklappe, die entsprechend der Betätigung eines Gaspedals betrieben
wird, und überträgt ein dementsprechendes
Signal an die Getriebesteuereinrichtung 50.
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Der
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit
und überträgt ein dementsprechendes
Signal an die Getriebesteuereinrichtung 50.
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Der
Turbinendrehzahldetektor 30 erfasst eine momentane Turbinendrehzahl,
die als ein Abtriebsdrehmoment eines Drehmomentwandlers wirksam
ist, und überträgt ein dementsprechendes
Signal an die Getriebesteuereinrichtung 50.
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Der
Motordrehzahldetektor 40 erfasst eine momentane Motordrehzahl,
die als ein Antriebsdrehmoment des Drehmomentwandlers basierend
auf einer Winkelverschiebung einer Kurbelwelle wirksam ist, und überträgt ein dementsprechendes
Signal an die Getriebesteuereinrichtung 50.
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Die
Getriebesteuereinrichtung 50 kann durch einen oder mehrere
Prozessoren realisiert werden, die von einem vorbestimmten Programm
aktiviert werden, und das vorbestimmte Programm kann programmiert
werden, um jeden Schritt eines Verfahrens zur Steuerung der Umschaltung
während
des Schaltens gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung durchzuführen.
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Die
Getriebesteuereinrichtung 50 empfängt Fahrinformationen von dem
Drosselöffnungsdetektor 10,
dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20, dem Turbinendrehzahldetektor 30 und
dem Motordrehzahldetektor 40 und erzeugt ein Steuersignal
zur Steuerung des Eingriffs und der Freigabe der jeweiligen Reibelemente
des Automatikgetriebes basierend auf der Fahrinformationen.
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Die
Fahrinformationen können
die Drosselöffnung,
die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Turbinendrehzahl und die Motordrehzahl
umfassen.
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Die
Getriebesteuereinrichtung 50 weist eine Kartentabelle auf,
in welcher Verzögerungszeiten entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem momentanen Übersetzungsverhältnis gespeichert
sind.
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Außerdem sind
momentane Übersetzungsverhältnisse
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Turbinendrehzahl
ebenfalls in der Kartentabelle gespeichert.
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Die
Betätigungseinrichtung 60 empfängt das Steuersignal
von der Getriebesteuereinrichtung 50 und steuert den Eingriff
und die Freigabe der jeweiligen Reibelemente des Automatikgetriebes.
Die Betätigungseinrichtung 60 weist
wenigstens ein Solenoidventil auf, das einen Hydraulikdruck in dem
Automatikgetriebe steuert.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die Zeichnung das Verfahren zur Steuerung des
Umschaltens während
des Schaltens gemäß der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 4 gezeigt, erfassen in Schritt S110 in einem Fahrzustand
eines Fahrzeuges die jeweiligen Detektoren 10, 20, 30 und 40 die
Fahrinformation des Fahrzeuges und übertragen die dementsprechenden
Signale an die Getriebesteuereinrichtung 50.
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Die
Getriebesteuereinrichtung 50 bestimmt in Schritt S120 basierend
auf der Fahrinformation, ob ein Umschalten während des Schaltens auftritt.
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Wenn
in Schritt S120 kein Umschalten während des Schaltens auftritt,
ist das Verfahren zur Steuerung einer Umschaltung während des
Schaltens gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung beendet.
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Wenn
in Schritt S120 eine Umschaltung während des Schaltens auftritt,
bestimmt in Schritt S130 die Getriebesteuereinrichtung 50,
ob die Umschaltung während
des Schaltens auftritt, wo ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe
wieder betrieben wird. Zum Beispiel wird, wie in 1 und 2 gezeigt,
wenn das Fahrzeug vom dritten Vorwärtsgang D3 über den vierten Vorwärtsgang
D4 in den fünften Vorwärtsgang
D5 geschaltet wird, die zweite Kupplung C2 im Verlaufe der Freigabe
wieder betrieben. Die Umschaltung während des Schaltens, wo ein Reibelement
im Verlaufe der Freigabe wieder betrieben wird, wie in 5 gezeigt
ist, kann auftreten, wenn ein Solenoidventil, das den Steuerdruck
des Reibelements steuert, innerhalb einer vorbestimmten Zeit t1
wieder eingeschaltet wird, nachdem es ausgeschaltet ist. Die vorbestimmte
Zeit t1 kann von einem technisch versierten Fachmann leicht erlangt
werden und kann gemäß der beispielhaften
Ausführungsform der
Erfindung 250ms betragen.
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Wenn
in Schritt S130 keine Umschaltung während des Schaltens auftritt,
wo ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder betrieben wird,
ist das Verfahren zur Steuerung der Umschaltung während des
Schaltens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung beendet.
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Wenn
in Schritt S130 die Umschaltung während des Schaltens auftritt,
wo ein Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder betrieben wird,
wie in 5 gezeigt ist, treibt in Schritt S140 die Getriebesteuereinrichtung 50 die
Betätigungseinrichtung 60 an,
um den Steuerdruck des einen Reibelements als einen Bereitschaftsdruck
aufrechtzuerhalten.
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Danach
bestimmt in Schritt S150 die Getriebesteuereinrichtung 50,
ob ein Eingriffszustand des Reibelements erfüllt ist. Der Eingriffszustand
des Reibelements ist erfüllt,
wenn die Verzögerungszeit
t2 abgelaufen ist, da der Steuerdruck als Bereitschaftsdruck aufrechterhalten
wurde, oder wenn ein momentanes Übersetzungsverhältnis gleich
einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis ist.
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Die
Verzögerungszeit
t2 ist die Zeit, die für den
Abbau eines Reststeuerdrucks einer vorhergehenden Umschaltung benötigt wird.
Daher steigt, wenn der Steuerdruck dem Reibelement zugeführt wird,
nachdem die Verzögerungszeit
t2 abgelaufen ist, das Drehmoment nicht an. Eine solche Verzögerungszeit
t2 wird von einem technisch versierten Fachmann leicht erlangt.
Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die Verzögerungszeit
t2 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem momentanen Übersetzungsverhältnis bestimmt.
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Außerdem wird,
wenn der Steuerdruck dem Reibelement abnorm zugeführt wird,
gerade bevor die Verzögerungszeit
t2 abgelaufen ist, da die Turbinendrehzahl entsprechend der Motordrehzahl
abrupt geändert
wird, wie im Fall 1 in 6, der Steuerdruck dem Reibelement
zugeführt,
wenn das momentane Übersetzungsverhältnis gleich
dem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis ist.
Das momentane Übersetzungsverhältnis wird
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Turbinendrehzahl
bestimmt. Das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis kann
von einem technisch versierten Fachmann leicht erlangt werden, so
dass eine ausführliche
Beschreibung des vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses
weggelassen wird.
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Fall
2 und Fall 3 in 6 zeigen den Steuerdruck, der
dem Reibelement zugeführt
wird, wenn die Verzögerungszeit
t2 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem momentanen Übersetzungsverhältnis abgelaufen
ist.
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Wenn
in Schritt S150 der Eingriffszustand des Reibelements nicht erfüllt ist,
hält in
Schritt S140 die Getriebesteuereinrichtung 50 den Steuerdruck als
Bereitschaftsdruck weiter aufrecht.
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Wenn
in Schritt S150 der Eingriffszustand des Reibelements erfüllt ist,
erhöht
in Schritt S160 die Getriebesteuereinrichtung 50 den Steuerdruck
und bringt das Reibelement in Eingriff.
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Gemäß der Erfindung
wird im Falle einer Umschaltung während des Schaltens, wo ein
Reibelement im Verlaufe der Freigabe wieder in Eingriff gelangt,
ein Vorladen verhindert, um die Wirkung eines Reststeuerdrucks einer
vorhergehenden Umschaltung zu reduzieren. Daher kann der Schaltstoß reduziert
werden.