DE19733129B4

DE19733129B4 - Hochschaltsteuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE19733129B4
Application number: DE19733129A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Fuji Takiguchi
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: US5882278A; DE19733129A1; JPH1047467A; JP3340627B2; US5916059A; DE19733127A1; DE19733127B4

Abstract

Hochschaltsteuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, wobei das Getriebe in eine erste Schaltstellung hochgeschaltet wird, indem ein Öldruck (P_2-4/B) an einem ersten Eingriffelement (a, 2-4/B), das in einer vor dem Hochschalten eingestellten zweiten Schaltstellung eingerückt gewesen ist, entlastet wird und ein Öldruck (P_H/C) an ein zweites Eingriffelement (b, H/C), das in der zweiten Schaltstellung ausgerückt gewesen ist, angelegt wird, aufweisend
eine Hochschalt-Bestimmungseinrichtung (c), die bestimmt, ob ein Hochschaltbefehl zum Hochschalten des Getriebes erzeugt worden ist,
eine Motorlast-Erfassungseinrichtung (d), die die Motorlast (TH) erfasst,
dadurch gekennzeichnet, das die Hochschaltsteuervorrichtung ferner aufweist:
einen Druckspeicher (e, 10), der in einem Weg vorgesehen ist, der zum ersten Eingriffelement (a, 2-4/B) führt, das nach Abschluss des Hochschaltens ausgerückt werden soll,
ein Druckspeichergegendruck-Steuerventil (f, 8), das einen Druck (P_ACCMA), der der Motorlast (TH) entspricht, und einen Druck (P_H/C), der an das zweite Eingriffelement (b, H/C) angelegt wird, als Betriebssignaldrücke verwendet, um von einer Beaufschlagungsstellung,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochschaltsteuervorrichtung für Kraftfahrzeug- Automatikgetriebe und insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern des Gegendrucks eines Druckspeichers für ein Eingriffelement, das während des Hochschaltens ausgerückt wird.
Die EP 0 331 523 B1 beschreibt eine Methode zum Bestimmen und Verhindern eines Hochdrehens eines Motors während eines Schaltvorganges in einem Automatikgetriebe. Eine korrespondierende Vorrichtung weist verschiedene Akkumulatoren bis auf. Die Akkumulatoren bis haben Gegendruckkammern, über die der Druck in den jeweiligen Lastkammern der Akkumulatoren bis beeinflusst werden kann. Der Druck in den Gegendruckkammern wird mit Hilfe eines elektromagnetischen Ventils mit einem Leistungselektromagneten gesteuert. Der Druck, den das elektromagnetische Ventil erzeugt, ist von einem Strom abhängig, der dem Leistungselektromagneten zugeleitet wird. Der Strom wird mit Hilfe einer Steuervorrichtung während des Schaltvorganges von einem maximalen Wert I_(max) auf einen Wert I_(LOW) abgesenkt. Der niedrigere Stromwert der für den jeweils nächsten Schaltvorgang verwendet wird, ist von dem Grad des von der Steuervorrichtung im letzten Schaltvorgang erkannten Hochdrehens des Motors abhängig. Der niedrigere Stromwert wird somit durch einen Lernprozess jeweils angepasst.
In der EP 0 520 532 B1 wird eine Steuermethode für ein Automatikgetriebe offenbart. In einem zugehörigen Antriebsstrang sind hydraulikbetätigte Kupplungen vorgesehen. Der Druck in den Kupplungen wird jeweils mit Hilfe von Hydraulikventilen modifiziert und durch Passagen den Kupplungen zugeleitet. Die durch die Hydraulikventile erzeugten Druckwerte hängen von einem Strom ab, der von einer Steuereinheit jeweils pulsweitenmoduliert den elektromagnetischen Spulen der Hydraulikventile zugeführt wird.
Aus der US 4,428,258 ist ein Fluiddrucksteuersystem zum Steuern eines Automatikgetriebes bekannt, welches einen mit Fluiddruck in Eingriff zu bringenden Reibeingriffsmechanismus aufweist. Der Reibeingriffsmechanismus wird mit einer verbesserten Drehmomentencharakteristik in Eingriff gebracht.
Die Drehmomentencharakteristik weist ausgehend von einem Startpunkt einen steilen linearen Anstieg auf, hat dann einen deutlich flacheren linearen Anstieg und verläuft hiernach bis zu einem Endpunkt erneut mit einem steilen linearen Anstieg. Gegenüber einer herkömmlichen Drehmomentencharakteristik ist der flache lineare Anstieg der verbesserten Charakterstik um einen bestimmten Betrag abgesenkt. Dies führt zu einer längeren Eingriffszeit gegenüber einer Eingriffszeit der herkömmlichen Drehmomentencharakteristik.
Die Eingriffszeiten werden durch Schnittpunkte der Drehmomentencharakteristiken mit einer entsprechenden horizontalen Linie erhalten, die von einer Motordrehmomentenkurve vor dem Schalten und einen Motordrehmomentenkurve nach dem Schalten kommen. Dabei stellen die Motordrehmomentenkurven den Verlauf des Motordrehmomentes für verschiedene Drosselklappenöffnungsgerade dar und die herkömmliche sowie die verbesserte Drehmomentencharakterstik sind für 100% Drosselklappenöffnung angegeben.
Das Absenken des flach linear ansteigenden Abschnittes von der Drehmomentencharakterstik wird durch Modifizieren einer „Druckspeicherstartoperation"-Charakteristik und ein „Druckspeicherendoperation"-Charakteristik für große und kleine Drosselklappenöffnungen realisiert. Auf diese Weise sind die „Druckspeicherstartoperation"-Charakteristik und die „Druckspeicherendoperation"-Charakteristik dem Motordrehmomentenverlauf über den Bereich möglicher Drosselklappenöffnungen besser angenähert.
Die besser angenäherten Drehmomentencharakteristiken korrespondieren zu einer modifizierten Leitungsdruckcharakteristik, die auf eine Gegendruckkammer eines Druckspeichers angewendet wird. Der Druckspeicher beeinflusst über eine Druckleitung den auf den in Eingriff zu bringenden Reibeingriffsmechanismus angewendeten Druck.
Die modifizierte Leitungsdruckcharakteristik wird mit Hilfe erster und zweiter Druckmodulationsventile generiert. Der Eingangsdruck des zweiten Druckmodulationsventiles ist ein Drosselklappendruck, welcher einen durchgehend linearen Anstieg hat. Der Ausgangsdruck des zweiten Druckmodulationsventils hat eine Charakteristik, die ausgehend von einem Nullpunkt bis zu einer bestimmten Drosselklappenöffnung der Charakteristik des Drosselklappendruckes entspricht und dann waagerecht verläuft.
Dieser Ausgangsdruck und ein Liniendruck mit durchgehend linearem Anstieg sind die Eingangsdrücke des ersten Druckmodulationsventils. Das erste Druckmodulationsventil generiert die modifizierte Druckcharakteristik. Diese hat bei großen und kleinen Drosselklappenöffnungen gegenüber dem ursprünglichen Liniendruck verringerte, linear verlaufende Druckcharakteristiken.
Aus der JP 5-248526-A ist eine Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe bekannt. Wie in 12 (und in 5 der genannten Anmeldung) gezeigt ist, wird beim Hochschalten des Getriebes vom dritten Gang zum vierten Gang durch Ausrücken einer unteren Kupplung 50 und Einrücken einer Bandbremse 28 (in 12 nicht gezeigt) ein Folgeventil 90 für die untere Kupplung aus einer Beaufschlagungsstellung, in der an einen Druckspeicher 83 der unteren Kupplung 50 ein Gegendruck angelegt wird, in eine Entlastungsstellung, in der der Druckspeicher 83 entlastet wird, geschaltet, wenn die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichergegendruck und einem Einrückdruck für den vierten Gang, die als Betriebssignaldrücke dienen, gleich einem vorgegebenen Wert wird (z. B. ΔP = 49,1 kPa).
Wenn in dieser Anordnung das Getriebe vom dritten Gang zum vierten Gang hochgeschaltet wird, während das Gaspedal niedergedrückt ist und der Gegendruck des Druckspeichers einen relativ hohen Pegel besitzt, wird, wie in 13 gezeigt ist, das Folgeventil 90 der unteren Kupplung 50 sofort nach Abschluss eines Servokolbenhubs der Bandbremse 28 in die Entlastungsstellung geschaltet, so dass der Druck der unteren Kupplung reduziert wird und der Einrückdruck für den vierten Gang zum optimalen Zeitpunkt erhöht wird.
Wenn jedoch in der herkömmlichen Schaltsteuervorrichtung ein Hochschalten vom dritten Gang zum vierten Gang bei niedrigem Pegel des Druckspeichergegendrucks erfolgt, wird das Folgeventil 90 der unteren Kupplung zu einem frühen Zeitpunkt vor Abschluss des Servokolbenhubs der Bandbremse 28 in die Entlastungsstellung geschaltet, wie in 14 gezeigt ist, wodurch sich sowohl die untere Kupplung 50 als auch die Bandbremse 28 in ihren ausgerückten Stellungen befinden, was ein Hochdrehen des Motors zur Folge hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe dahingehend zu verbessern, dass auf möglichst einfache Weise der Schaltkomfort in verschiedenen Lastsituationen des Motors verbessert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.
Nun wird eine Funktionsweise einer Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe kurz beschrieben. Wenn die Hochschaltbestimmungseinrichtung "c" feststellt, dass ein Hochschaltbefehl erzeugt worden ist, um das Getriebe bei fahrendem Fahrzeug hochzuschalten, und wenn die Motorlast-Erfassungseinrichtung "d" feststellt, dass die Motorlast außerhalb ihres Minimalwertbereichs liegt, wird das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" in die Entlastungsstellung geschaltet. Somit wird das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" aus der Beaufschlagungsstellung, in der der Gegendruck an den Druckspeicher angelegt wird, in die Entlastungsstellung geschaltet, in der der Druckspeicher entlastet wird, wenn die Differenz zwischen dem der Motorlast entsprechenden Druck und dem an das zweite Eingriffelement "b" angelegten Druck, die als Betriebssignaldrücke dienen, während des Hochschaltens gleich einem vorgegebenen Wert wird. Im Ergebnis wird der Gegendruck des Druckspeichers "e" entlastet, wobei die Reduzierung des am ersten Eingriffelement "a" entlasteten Drucks und die Erhöhung des an das zweite Eingriffelement "b" angelegten Drucks zeitlich richtig erfolgen, wodurch eine hohe Schaltqualität sichergestellt wird.
Falls die Hochschalt-Bestimmungseinrichtung "c" feststellt, dass ein Hochschaltbefehl erzeugt worden ist, um bei fahrendem Fahrzeug das Getriebe hochzuschalten, und wenn die Motorlast-Erfassungseinrichtung "d" feststellt, dass die Motorlast angenähert gleich dem Minimalwert ist, erzeugt die Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung "i" für das Ventilsteuerung-Betätigungselement "g" einen Befehl, um ein Schalten des Druckspeichergegendruck-Steuerventils "f" in die Entlastungsstellung zu sperren, so dass das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" in der Beaufschlagungsstellung gehalten wird, in der während des Hochschaltens der Gegendruck an den Druckspeicher "e" angelegt wird, wodurch der am ersten Eingriffelement "a" entlastete Druck reduziert wird, nachdem er für ausreichend lange Zeit eine Schelfdruckcharakteristik besessen hat.
Wenn daher das Getriebe hochgeschaltet wird, wenn die Motorlast angenähert gleich dem Minimalwert ist, und der Druckspeichergegendruck einen niedrigen Pegel besitzt, wird der Druck am ersten Eingriffelement "a" so lange nicht reduziert, bis auf das zweite Eingriffelement "b" seine Eingriff-Nennkraft ausgeübt wird, wodurch ein Hochdrehen des Motors und resultierende Mitziehstöße vermieden werden. Das Hochdrehen des Motors würde nämlich auftreten, wenn das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" zu einem frühen Zeitpunkt vor Abschluss des Kolbenhubs in die Entlastungsstellung geschaltet würde und sich sowohl das erste Eingriffelement "a" als auch das zweite Eingriffelement "b" in ihren ausgerückten Stellungen befänden.
Nun wird eine weitergebildete Hochschaltsteuervorrichtung beschrieben. Wenn die Antrieb/Schub-Bestimmungseinrichtung "j" vorgesehen ist, kann das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" in die Entlastungsstellung geschaltet werden, wenn sich das Fahrzeug im Schubzustand befindet. Daher kann das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" zu einem frühen Zeitpunkt, d. h. bald nach Erzeugung des Hochschaltbefehls, in die Entlastungsstellung geschaltet werden, um so den Druck am ersten Eingriffelement "a" zu reduzieren und während des Hochschaltens eine gute Schaltqualität sicherzustellen.
Da nämlich der Motor nicht hochdrehen kann, wenn sich das Fahrzeug im Schubzustand befindet, kann das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" seine Schaltfunktion ohne Probleme ausführen. Wenn ein Schalten des Druckspeichergegendruck-Steuerventils "f" in die Entlastungsstellung gesperrt ist und das Ventil "f" in der Gegendruck-Beaufschlagungsstellung fixiert ist, tritt aufgrund einer verzögerten Reduzierung der Motordrehzahl ein Mitziehen des Getriebeabtriebswellendrehmoments auf, so daß der Fahrer das Gefühl hat, daß der Hochschaltvorgang lange dauert.
Nun wird die Funktionsweise der Hochschaltsteuervorrichtung nach Anspruch 3 erläutert. Die Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung "i" erzeugt einen EIN- oder AUS-Befehl für einen Zeitsteuerelektromagneten, um die Erzeugung eines Öldrucks zu steuern, wobei das Zeitsteuerventil den am zweiten Eingriffelement "b" anliegenden Druck wahlweise an das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" anlegt oder ein Anlegen dieses Drucks an das Steuerventil "f" sperrt, indem es den Öldruck von obigem Zeitsteuerelektromagneten als Betriebssignaldruck verwendet.
Somit kann das Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" in Abhängigkeit von dem EIN/AUS-Befehl, der von der Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung "i" für den Zeitsteuerelektromagneten erzeugt wird, wahlweise so gesteuert werden, daß es entweder seine normale Schaltfunktion ausführt, oder daß das Schalten des Druckspeichergegendruck-Steuerventils "f" in seine Entlastungsstellung gesperrt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine Ansicht der Konstruktion einer Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe gemäß der Erfindung;
2 eine Ansicht, die ein Kraftübertragungssystem des Automatikgetriebes, das die Hydrauliksteuervorrichtung der Ausführungsform der Erfindung verwendet, schematisch zeigt;
3 eine Tabelle, die die Einrückzustände der Elemente des Automatikgetriebes, das die Hydrauliksteuervorrichtung der Ausführungsform verwendet, zeigt;
4 einen Plan, der das gesamte Steuersystem einschließlich eines hydraulischen Steuerabschnitts und eines elektronischen Steuerabschnitts der Hochschaltsteuervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
5 eine Tabelle, die die Betriebszustände von Schaltelektromagneten der Hydrauliksteuervorrichtung der Ausführungsform zeigt;
6 einen Graphen, der ein Beispiel einer Gangwechselpunkt-Charakteristik zeigt, die von der Hydrauliksteuervorrichtung der Ausführungsform verwendet wird;
7 einen Ablaufplan, der den Ablauf einer Hochschaltsteuerung vom zweiten Gang zum dritten Gang zeigt, die von einer AG-Steuereinheit der Ausführungsform ausgeführt wird;
8A–D Kennfelder, die für die Bestimmung des Antriebs-/Schubzustands des Fahrzeugs und der zu diesem Zeitpunkt anliegenden Motorlast verwendet werden;
9 einen Zeitablaufplan, der die jeweiligen Übergangscharakteristiken der Steuerbefehle, des Öldrucks, des Übersetzungsverhältnisses, des Getriebeabtriebswellendrehmoments und dergleichen während einer Hochschaltoperation vom zweiten Gang zum dritten Gang bei im Schubzustand befindlichem Fahrzeug zeigt;
10 einen Zeitablaufplan, der die jeweiligen Übergangscharakteristiken von Steuerbefehlen, des Öldrucks, des Übersetzungsverhältnisses, des Getriebeabtriebswellendrehmoments und dergleichen während einer Hochschaltoperation vom zweiten Gang zum dritten Gang bei im Antriebszustand befindlichem Fahrzeug und bei auf einen minimalen Wert geschlossener Drosselklappe zeigt;
11 einen Zeitablaufplan der jeweiligen Übergangscharakteristiken von Steuerbefehlen des Öldrucks, des Übersetzungsverhältnisses, des Getriebeabtriebswellendrehmoments und dergleichen während einer Hochschaltoperation vom zweiten Gang zum dritten Gang bei im Antriebszustand befindlichem Fahrzeug und bei einer Stellung der Drosselklappe im Bereich zwischen kleiner und großer Öffnung;
12 die bereits erwähnte schematische Ansicht einer herkömmlichen Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe;
13 den bereits erwähnten Zeitablaufplan der Übergangscharakteristiken der Motordrehzahl und des Kupplungsdrucks während eines Hochschaltens vom zweiten zum dritten Gang bei im Antriebszustand befindlichem Fahrzeug und bei einer Drosselklappenstellung im Bereich zwischen kleiner und großer Öffnung; und
14 den bereits erwähnten Zeitablaufplan der Übergangscharakteristiken der Motordrehzahl und des Kupplungsdrucks während eines Hochschaltens vom zweiten zum dritten Gang bei im Antriebszustand befindlichem Fahrzeug und bei auf einen minimalen Wert geschlossener Drosselklappe zeigt.
Im folgenden wird eine Hochschaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Zunächst wird die Gesamtkonstruktion des Automatikgetriebes, in der die Hochschaltsteuervorrichtung der Erfindung verwendet wird, schematisch beschrieben.
2 ist eine Ansicht, die ein Kraftübertragungssystem des Automatikgetriebes schematisch zeigt. In 2 bezeichnet IN eine Antriebswelle und OUT eine Abtriebswelle, während FPG ein vorderes Planetenradsystem ist und RPG ein hinteres Planetenradsystem ist. Das vordere Planetenradsystem FPG enthält ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Hohlrad R1, ein erstes Planetenrad P1 und einen ersten Planetenradträger C1. Das hintere Planetenradsystem RPG enthält ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Hohlrad R2, ein zweites Planetenrad P2 und einen zweiten Planetenradträger C2.
Es sind Eingriffelemente, die unter Verwendung des obenbeschriebenen Getriebezugs vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang einstellen, vorgesehen, die eine Rückwärtskupplung REV/C (im folgenden mit R/C bezeichnet), eine obere Kupplung HIGH/C (im folgenden mit H/C bezeichnet), eine 2-4-Bremse 2-4/B, eine untere Kupplung LOW/C (im folgenden mit L/C bezeichnet), eine untere Rückwärtsbremse L&R/P und eine untere Einwegkupplung LOW OWC umfassen.
Das erste Sonnenrad S1 ist mit der Antriebswelle IN über ein erstes Drehelement M1 und die Rückwärtskupplung R/C und außerdem mit einem Gehäuse K über das erste Drehelement M1 und die 2-4-Bremse 2-4/B verbunden.
Der erste Träger C1 ist mit der Antriebswelle IN über ein zweites Drehelement M2 und die obere Kupplung H/C verbunden und außerdem mit dem Gehäuse K über ein drittes Drehelement M3 und die untere Rückwärtsbremse L&R/B verbunden. Ferner ist der erste Träger C1 mit dem zweiten Hohlrad R2 über das dritte Drehelement M3 und die untere Kupplung L/C verbunden. Die untere Einwegkupplung LOW OWC ist parallel zur unteren Rückwärtsbremse L&R/P angeordnet.
Das erste Hohlrad R1 ist über ein viertes Drehelement M4 direkt mit dem zweiten Träger C2 verbunden, ferner ist die Abtriebswelle OUT mit dem zweiten Träger C2 direkt verbunden. Das zweite Sonnenrad S2 ist mit der Antriebswelle IN direkt verbunden.
Das Kraftübertragungssystem weist die Besonderheit auf, daß es keine Einwegkupplung zum Steuern des Schaltzeitpunkts enthält, so daß Schaltstöße beim Herunterschalten vom vierten Gang zum dritten Gang beseitigt werden, und daß es keine Kupplung enthält, die hydraulisch eingerückt wird und für die Sicherstellung der Motorbremswirkung erforderlich ist, wenn die eben genannte Einwegkupplung verwendet wird. Dadurch ist die Anzahl der Eingriffelemente geringer, was zu einer reduzierten Größe und zu einem reduzierten Gewicht des Kraftübertragungssystems führt.
3 ist eine Tabelle, die die eingerückten und ausgerückten Zustände der Eingriffelemente des obenbeschriebenen Kraftübertragungssystems für die Einstellung von vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zeigt.
Der erste Gang wird durch hydraulisches Einrücken der unteren Kupplung L/C sowie entweder durch hydraulisches Einrücken der unteren Rückwärtsbremse L&R/B – wenn ein Motorbremsbereich gewählt ist – oder durch mechanisches Einrücken der unteren Einwegkupplung LOW OWC – wenn das Fahrzeug beschleunigt wird – eingestellt. In diesem Fall ist das zweite Sonnenrad S2 mit der Antriebswelle IN verbunden und das zweite Hohlrad R2 ist fest, während der zweite Träger C2 mit der Abtriebswelle OUT verbunden ist. Der zweite Gang wird durch hydraulisches Einrücken der unteren Kupplung L/C und der 2-4-Bremse 2-4/B eingestellt. In diesem Fall ist das zweite Sonnenrad S2 mit der Antriebswelle IN verbunden und ist das erste Sonnenrad S1 fest, während der zweite Träger C2 mit der Abtriebswelle OUT verbunden ist.
Der dritte Gang wird durch hydraulisches Einrücken der oberen Kupplung H/C und der unteren Kupplung L/C einge stellt. In diesem Fall sind das zweite Hohlrad R2 und das zweite Sonnenrad S2 gleichzeitig mit der Antriebswelle IN verbunden und ist der zweite Träger C2 mit der Abtriebswelle OUT verbunden, so daß das Getriebeübersetzungsverhältnis gleich 1 ist.
Der vierte Gang wird durch hydraulisches Einrücken der oberen Kupplung H/C und der 2-4-Bremse 2-4/B eingestellt. In diesem Fall sind der erste Träger C1 und das zweite Sonnenrad S2 mit der Antriebswelle IN verbunden und ist das erste Sonnenrad S1 fest, während der zweite Träger C2 mit der Abtriebswelle OUT verbunden ist, wodurch der Schongang eingestellt ist. Der Rückwärtsgang wird durch hydraulisches Einrücken der Rückwärtskupplung REV/C und der unteren Rückwärtsbremse L&R/B eingestellt. In diesem Fall sind das erste Sonnenrad S1 und das zweite Sonnenrad S2 mit der Antriebswelle IN verbunden und ist der erste Träger C1 fest, während der zweite Träger C2 mit der Abtriebswelle OUT verbunden ist.
Die 2-4-Bremse 2-4/B ist eine Mehrscheibenbremse, die ähnlich wie eine Mehrscheibenkupplung konstruiert ist.
4 ist eine Darstellung des Steuersystems, das einen Steuerventilabschnitt, einen elektronischen Steuerabschnitt sowie Eingriffelemente zum automatischen Schalten des Getriebes für die Einstellung der obenerwähnten ersten bis vierten Gänge im D-Bereich (Fahrbereich) zeigt. In 4 sind die untere Kupplung L/C, die 2-4-Bremse 2-4/B und die obere Kupplung H/C als die Eingriffelemente vorgesehen.
In dem Steuerventilabschnitt von 4 sind ein Schiebeventil (A) 1, ein Schiebeventil (B) 2, ein Druckspeicher-Steuerventil (A) 3, ein Druckspeicher-Steuerventil (B) 4, ein Zeitsteuerventil 5 für die untere Kupplung, ein Folgeventil 6 für die untere Kupplung, ein Zeitsteuerventil 7 für die 2-4-Bremse, ein Folgeventil 8 für die 2-4-Bremse, ein Druckspeicher 9 für die untere Kupplung, ein Druckspeicher 10 für die 2-4-Bremse und ein Druckspeicher 11 für die obere Kupplung vorgesehen.
Das Schiebeventil (A) 1 und das Schiebeventil (B) 2 sind so beschaffen, daß sie Ölwege umschalten, um entsprechend der Operationen eines Schaltelektromagneten (A) 21 bzw. eines Schaltelektromagneten (B) 22 die ersten bis vierten Gänge einstellen.
Das Druckspeicher-Steuerventil (A) 3 reduziert einen Leitungsdruck P_L in Abhängigkeit vom Pegel eines Elektromagnetdrucks P_SOLA, der durch einen Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 erzeugt wird, um so einen Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA zu erzeugen. Der Elektromagnetdruck P_SOLA, der durch den Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 erzeugt wird, wird auch an ein Druckmodifikationsventil geleitet, das so beschaffen ist, daß es einen Modifikationsdruck erzeugt, der als Signaldruck für den Leitungsdruck P_L dient, der durch ein (nicht gezeigtes) Druckreglerventil erzeugt wird.
Das Druckspeicher-Steuerventil (B) 4 reduziert den Leitungsdruck P_L in Abhängigkeit vom Pegel eines Elektromagnetdrucks P_SOLB, der durch einen 2-4-B-Tastelektromagneten 24 erzeugt wird, um so einen Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB zu erzeugen.
Das Zeitsteuerventil 5 für die untere Kupplung ist ein Schaltventil, das einen Leitungsdruck-Ölweg entlastet, wenn ein Zeitsteuerelektromagnet 25 für die untere Kupplung aberregt ist, und einen Öldruck erzeugt, der eine Verbindung mit dem Signaldruck-Ölweg herstellt, wenn der Elektromagnet 25 erregt ist. Das Folgeventil 6 für die untere Kupplung ist so beschaffen, daß es den Gegendruck des Druckspeichers 9 der unteren Kupplung beim Hochschalten in den vierten Gang oder beim Herunterschalten vom vierten Gang steuert.
Das Zeitsteuerventil 7 der 2-4-Bremse ist ein Schaltventil, das einen Signaldruck-Ölweg entlastet, wenn der Zeitsteuerelektromagnet 26 der 2-4-Bremse aberregt ist, und einen Öldruck erzeugt, der eine Verbindung mit dem Signaldruck-Ölweg herstellt, wenn der Elektromagnet 26 erregt ist. Das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse ist so beschaffen, daß es den Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse beim Hochschalten in den dritten Gang oder beim Herunterschalten vom dritten Gang steuert.
Der Druckspeicher 9 der unteren Kupplung besitzt eine Gegendruckkammer, an die der Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA über das Folgeventil 6 der unteren Kupplung angelegt wird, um die untere Kupplung L/C gleichmäßig ein- und auszurücken. Der Druckspeicher 10 der 2-4-Bremse besitzt eine Gegendruckkammer, an die der Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB über das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse angelegt wird, um die 2-4-Bremse 2-4/B gleichmäßig ein- und auszurücken. Der Druckspeicher 11 der oberen Kupplung besitzt eine Gegendruckkammer, an die der Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA direkt angelegt wird, um die obere Kupplung H/C gleichmäßig ein- und auszurücken.
Der elektronische Steuerabschnitt von 4 enthält einen Schaltelektromagneten (A) 21, einen Schaltelektromagneten (B) 22, einen Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23, einen 2-4/B-Tastelektromagneten 24, einen Zeitsteuerelektromagneten 25 der unteren Kupplung und einen 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 als Betätigungselemente für die Steuerung der Öldrücke in Übereinstimmung mit Trei berbefehlen, die von der AG-Steuereinheit 20 erzeugt werden.
Die AG-Steuereinheit 20 empfängt als Eingangsinformationen verschiedene Signale von verschiedenen Sensoren wie etwa einem Drosselklappensensor 27, der die Öffnung einer Drosselklappe erfaßt, einem Fahrgeschwindigkeitssensor 28, der die Fahrgeschwindigkeit erfaßt, einem Turbinenradsensor 29, der die Drehzahl eines Turbinenrades erfaßt, einem Öltemperatursensor 30, der die Öltemperatur erfaßt und anderen Sensoren und Schaltern 31.
Um die Schaltsteuerung zum automatischen Schalten des Getriebes von einem der ersten bis vierten Gänge in einen anderen der ersten bis vierten Gänge Gang im D-Bereich (Fahrbereich) auszuführen, wird zunächst auf der Grundlage des Graphen von 6, der Schaltpunkte in Abhängigkeit von der erfaßten Drosselklappenöffnung und der Fahrgeschwindigkeit angibt, einen Gangwechselbefehl erzeugt, wenn der momentane Punkt (Beziehung zwischen der Drosselklappe und der Fahrgeschwindigkeit) auf dem Graphen eine der Hochschalt- oder Herunterschaltlinien passiert, wobei der Gang, in den das Getriebe geschaltet werden soll, anhand dieses Gangwechselbefehls bestimmt wird. Um den so bestimmten Gang einzustellen, erzeugt die AG-Steuereinheit 20 EIN- und AUS-Befehle für den Schaltelektromagneten (A) 21 und für den Schaltelektromagneten (B) 22 entsprechend der Tabelle von 5, die die Betriebszustände der Schaltelektromagneten angibt.
Nun wird die Funktionsweise der Hochschaltsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Elektronische Steuerung beim Hochschalten vom zweiten in den dritten Gang
7 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf der von der AG-Steuereinheit 20 ausgeführten Hochschaltsteuerung zeigt, wenn das Getriebe vom zweiten Gang zum dritten Gang hochgeschaltet wird, wobei diese Steuerung die 2-4-Bremse 2-4/B, die dem ersten Eingriffelement "a" entspricht, ausrückt und die obere Kupplung H/C (die dem zweiten Eingriffelement "b" entspricht) einrückt. Der Steuerablauf entspricht der Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung "i".
Zunächst wird im Schritt 70 von 7 festgestellt, ob das Getriebe vom zweiten Gang in den dritten Gang hochgeschaltet werden soll. Eine JA-Entscheidung in diesem Schritt wird erhalten, wenn der momentane Punkt (Beziehung zwischen der Drosselklappenöffnung und der Fahrgeschwindigkeit) auf dem Graphen von 6, der die Gangwechselpunkte angibt, die 2-3-Hochschaltlinie passiert, so daß ein 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird. (Dieser Schritt entspricht der Hochschaltbestimmungseinrichtung "c".) Wenn bestimmt wird, daß der 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird, wird ein Zeitgeberwert T, der die seit der Erzeugung des 2-3-Hochschaltbefehls verstrichene Zeit repräsentiert, inkrementiert, außerdem wird die Eingangsinformation wie etwa die Drosselklappenöffnung TH eingelesen. Im Schritt 71 wird für den Schaltelektromagneten (A) 21 ein AUS-Befehl erzeugt, ferner wechselt der Befehl an den Schaltelektromagneten (B) 22 von einem EIN-Befehl zu einem AUS-Befehl.
Im Schritt 72 wird festgestellt, ob sich das Fahrzeug in einem Antriebszustand oder in einem Schubzustand befindet. Der Schubzustand wird festgestellt, wenn die erfaßte Drosselklappenöffnung TH kleiner als ihr nahe bei Null liegender Minimalwert ist, während in jeder anderen Situation der Antriebszustand festgestellt wird. Wenn im Schritt 72 der Antriebszustand festgestellt wird, wird anschließend der Schritt 73 ausgeführt, in dem festgestellt wird, ob die vom Drosselklappensensor 27 (der der Motorlast-Bestimmungseinrichtung "d" entspricht) erfaßte Drosselklappenöffnung TH größer als eine vorgegebene Drosselklappenöffnung THO, z. B. 1/16, ist, die den Minimalwert bildet, der etwas größer als Null ist.
In Übereinstimmung mit den Feststellungen in den Schritten 72 und 73 wird eine Schubsteuerung (a) der Schritte 74 bis 77 ausgeführt, wenn im Schritt 72 festgestellt worden ist, daß sich das Fahrzeug im Schubzustand befindet, wird eine Steuerung (2) zur Sperrung der Druckspeichergegendruckentlastung der Schritte 78 bis 81 ausgeführt, wenn sich das Fahrzeug im Antriebszustand befindet und die Drosselklappenöffnung im wesentlichen gleich dem obenbeschriebenen Minimalwert ist, und wird eine Druckspeichergegendruck-Zeitsteuerung (3) der Schritte 82 bis 85 ausgeführt, wenn sich das Fahrzeug im Antriebszustand befindet und die Drosselklappenöffnung in einem Bereich zwischen einer verhältnismäßig kleinen und einer verhältnismäßig großen Öffnung liegt.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Antriebs-/Schubzustand und die Motorlast in den Schritten 72, 73 getrennt bestimmt werden, können Kennfelder vorgesehen sein, auf deren Ordinate die Drosselklappenöffnung TH und auf deren Abszisse die Fahrgeschwindigkeit V_SP aufgetragen sind, wie in den 8A–8D gezeigt ist, um so gleichzeitig zu bestimmen, ob die Antriebssteuerung (1), die Steuerung (2) zur Sperrung der Druckspeichergegendruckentlastung oder die Druckspeichergegendruck-Zeitsteuerung (3) ausgeführt werden soll. Es wird angemerkt, daß die Bestimmung unter Verwendung der Kennfelder der 8A und 8B nur von der Drosselklappenöffnung TH abhängt, während die Bestimmung unter Verwendung der Kennfelder der 8C und 8D sowohl von der Fahrgeschwindigkeit V_SP als auch von der Drosselklappenöffnung TH abhängt, so daß der Schwellenwert der Drosselklappenöffnung TH bei steigender Fahrgeschwindigkeit VSP ansteigt.
Im Schritt 74 wird für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 ein EIN-Befehl erzeugt. Im Schritt 75 wird für den Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und für den 2-4/B-Tastelektromagneten 24 eine Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens (wie in 9 gezeigt) ausgeführt. Im Schritt 76 wird festgestellt, ob der momentane Zeitgeberwert T gleich oder größer als ein vorgegebener Zeitgeberwert T0 ist, welcher den Abschluß des Schaltvorgangs darstellt. Falls im Schritt 76 eine JA-Entscheidung erhalten wird, wird anschließend Schritt 77 ausgeführt, um einen Befehl zu erzeugen, der die normale Steuerung des Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und des 2-4/B-Tastelektromagneten 24, die gemäß der Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens betätigt worden sind, wieder aufnimmt.
Im Schritt 78 wird für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 ein AUS-Befehl erzeugt. Im Schritt 79 wird für den Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und den 2-4/B-Tastelektromagneten 24 eine Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens (wie in 10 gezeigt) ausgeführt. Im Schritt 80 wird festgestellt, ob der momentane Zeitgeberwert T gleich oder größer als der vorgegebene Wert T0 ist, der den Abschluß des Schaltvorgangs darstellt. Falls im Schritt 80 eine JA-Entscheidung erhalten wird, wird Schritt 81 ausgeführt, in dem ein Befehl erzeugt wird, um die normale Steuerung des Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und des 2-4/B-Tastelektromagneten 24, die gemäß der Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens betätigt worden sind, wieder aufzunehmen und um einen EIN-Befehl für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 zu erzeugen.
Im Schritt 82 wird ein EIN-Befehl für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 erzeugt. Im Schritt 83 wird für den Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und für den 2-4/B-Tastelektromagneten 24 eine Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens (wie in 11 gezeigt) ausgeführt. Im Schritt 84 wird festgestellt, ob der momentane Zeitgeberwert T gleich oder größer als der vorgegebene Wert T0 ist, welcher den Abschluß des Schaltvorgangs darstellt. Falls im Schritt 84 eine JA-Entscheidung erhalten wird, wird Schritt 85 ausgeführt, um einen Befehl zu erzeugen, durch den die normale Steuerung des Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 und des 2-4/B-Tastelektromagneten 24, die gemäß der Druckspeicher-Drucksteuerung während des Schaltens betätigt worden sind, wieder aufgenommen wird. Während der 2-3-Hochschaltvorgänge wie oben beschrieben wird für den Zeitsteuerelektromagneten 25 für die untere Kupplung ein EIN-Befehl gehalten.
Steuerung im Schubzustand
Nun wird mit Bezug auf den Zeitablaufplan von 9 eine 2-3-Hochschaltsteuerung erläutert.
Falls ein 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird, wenn das Gaspedal, das niedergedrückt gewesen ist, losgelassen wird (TH ändert sich von 2/8 nach 0/8) oder wenn das Gaspedal unverändert in einer losgelassenen Stellung verbleibt (TH bleibt bei 0/8), wird ein Befehl an den Schaltelektromagneten (B) 22 von EIN nach AUS geändert, ferner wird der D-Bereichsdruck an den Ölweg zur oberen Kupplung H/C, der mit einer Senke verbunden gewesen ist, angelegt, außerdem wird der Ölweg zur 2-4-Bremse 2-4/B, an den der D-Bereichsdruck angelegt worden ist, mit einer Senke verbunden.
Der Gegendruck des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung H/C wird durch den Leitungsdruck-Tastelektromagneten 23 gesteuert, der den Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA erzeugt, ferner wird der Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse 2-4/B durch den 2-4/B-Tastelektromagneten 24, der den Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB erzeugt, und durch den 2-4-/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 der das 2-4/B-Zeitsteuerventil 7 schaltet, gesteuert.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung H/C zu steuern, wird der Leitungsdruck-Tastelektromagnet 23 mit einem niedrigen Tastverhältnis angesteuert, so daß der Druckspeicher 11 der oberen Kupplung mit einem niedrigen Druckspeichergegendruck beaufschlagt wird, wie in 9 gezeigt ist. Im Ergebnis steigt der Druck P_H/C der oberen Kupplung allmählich auf den Pegel des Druckspeichergegendrucks an, wenn eine Kupplungskolbenhubperiode verstrichen ist, und zeigt dann während einer Zeitperiode, die der Nennkraft des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung entspricht, eine Schelfdruckcharakteristik, um dann schnell auf den Pegel des Leitungsdrucks anzusteigen, wenn der Kolben des Druckspeichers sein Hubende erreicht, wie in 9 gezeigt ist.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse 2-4/B zu steuern, wird für den 2-4/B-Synchronistionselektromagneten 26 fortlaufend ein EIN-Befehl erzeugt, wobei das 2-4/B-Zeitsteuerventil 7 in einer Stellung gehalten wird, in der der Druck P_H/C für die obere Kupplung als Betriebssignaldruck an das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse (das dem Druckspeichergegendruck-Steuerventil "f" ent spricht) geliefert wird. Im Ergebnis wird das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse, das den Druckspeicher 10 der 2-4-Bremse (der dem Druckspeicher "e" entspricht) mit dem Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB beaufschlagt, in eine Stellung geschaltet, in der der Druckspeicher 10 mit einer Senke verbunden ist, wenn die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA und dem Druck P_H/C der oberen Kupplung gleich einem vorgegebenen Wert wird. Da der Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA verhältnismäßig niedrig ist, wenn sich das Fahrzeug im Schubzustand befindet, wird die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA und dem Druck P_H/C der oberen Kupplung in einer frühen Periode des Schaltvorgangs, d. h. bald nach der Erzeugung des Hochschaltbefehls, gleich dem vorgegebenen Wert, so daß der Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse in dieser frühen Periode entlastet wird. Dadurch wird der Druck P_2-4/B der 2-4-Bremse gleichzeitig zur Entlastung des Gegendrucks des Druckspeichers 10 im wesentlichen in der Mitte der Kupplungskolbenhubperiode schnell abgesenkt, wie in 9 gezeigt ist. In dieser Anordnung werden bereits in einer frühen Periode des Schaltvorgangs, d. h. bald nach Erzeugung des Schaltbefehls das Übersetzungsverhältnis erniedrigt und der Schaltvorgang fortgesetzt, wobei die Motordrehzahl Ne in dieser frühen Periode abgesenkt wird, während das Getriebeabtriebswellendrehmoment TQ bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses allmählich ansteigt und dann in gewissem Maß abgesenkt wird. Diese Eigenschaften stellen eine hohe Schaltqualität sicher, wenn das Getriebe im Schubbetrieb vom zweiten Gang zum dritten Gang hochgeschaltet wird.
Da der Motor im Schubzustand des Fahrzeugs nicht hochdrehen kann, kann somit das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse zwischen der Stellung zum Entlasten des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse 2-4/B und der Stellung zum Anlegen des Druckspeichersteuerdrucks (B) P_ACCMB an den Druckspeicher 10 geschaltet werden, ohne daß ein Problem entsteht. Wenn ein Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse zur Entlastungsseite gesperrt ist und das Ventil 8 in der Stellung zum Anlegen des Gegendrucks fixiert ist, ändert sich jedoch der Druck P_2-4/B der 2-4-Bremse wie durch eine gestrichelte Linie in 9 gezeigt ist, so daß die Verringerung der Motordrehzahl Ne um die Zeit "t1" verzögert wird, wie in 9 gezeigt ist, was ein Mitziehen des Getriebeabtriebswellendrehmoments TQ sowie eine Verzögerung der Reduzierung der Übersetzungsverhältnisses zur Folge hat, was dem Fahrer das Gefühl vermittelt, daß der Schaltvorgang lange dauert.
Steuerung zum Sperren der Entlastung des Druckspeichergegendrucks
Nun wird mit Bezug auf 10 eine 2-3-Hochschaltsteuerung bei im Antriebszustand befindlichem Fahrzeug und sehr kleiner oder minimaler Drosselklappenöffnung beschrieben.
Falls ein 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird, wenn das Gaspedal leicht niedergedrückt gehalten wird (TH verbleibt bei 1/16), wechselt ein Befehl für den Schaltelektromagneten (B) 22 von EIN nach AUS, außerdem wird der D-Bereichsdruck an den Ölweg zur oberen Kupplung H/C, der mit einer Senke verbunden gewesen ist, angelegt, während der Ölweg zur 2-4-Bremse 2-4/B, an die der D-Bereichsdruck angelegt gewesen ist, mit der Senke verbunden wird.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung H/C zu steuern, wird das Tastverhältnis, mit dem der Leitungsdruck-Tastelektromagnet 23 angesteuert wird, in der Anfangsperiode des Schaltvorgangs auf einem niedrigen Pegel gehalten und dann mit einer mäßigen Steigung er höht, wie in 10 gezeigt ist, um den so gesteuerten Druckspeichergegendruck an den Druckspeicher 11 der oberen Kupplung anzulegen. Im Ergebnis nimmt der Druck P_H/C der oberen Kupplung nach Verstreichen einer Kupplungskolbenhubperiode auf den Pegel des Druckspeichergegendrucks zu und zeigt dann während einer Zeitperiode, die der Kapazität des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung entspricht, eine Schelfdruckcharakteristik mit geringer Zunahme, um dann schnell auf den Pegel des Leitungsdrucks anzusteigen, wenn der Kolben des Druckspeichers sein Hubende erreicht hat, wie in 10 gezeigt ist.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse 2-4/B zu steuern, wird gleichzeitig zur Erzeugung des Hochschaltbefehls ein AUS-Befehl für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 erzeugt, wobei das 2-4/B-Zeitsteuerventil 8 aus einer Stellung zum Anlegen des einen Betriebssignaldruck darstellenden Drucks P_H/C der oberen Kupplung an das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse in eine Stellung geschaltet wird, in der das Ventil 8 vom Druck P_H/C der oberen Kupplung abgekoppelt ist. Im Ergebnis wird an das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse nur der Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA nach links in 4 angelegt, so daß eine Entlastung des Gegendrucks des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse gesperrt wird und der Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB fortwährend an den Druckspeicher 10 der 2-4-Bremse angelegt wird. Das heißt, daß ein Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse selbst dann nicht auftritt, wenn die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA und dem Druck P_H/C der oberen Kupplung gleich einem vorgegebenen Wert wird. Daher behält der Druck P_2-4/B der 2-4-Bremse seine Schelfdruckcharakteristik selbst nach Verstreichen der Kupplungskolbenhubperiode bei, wie in 10 gezeigt ist, und nimmt dann bei einem Anstieg des Drucks P_H/C der oberen Kupplung ab.
Wenn ein Hochschalten zu einer Zeit auftritt, zu der die Drosselklappenöffnung sehr klein ist und der Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA einen verhältnismäßig niedrigen Pegel besitzt, wird der von der 2-4-Bremse 2-4/B entlastete Druck so lange nicht reduziert, bis die obere Kupplung H/C die Einrück-Nennkraft erreicht, wodurch ein Anstieg der Motordrehzahl Ne aufgrund des Hochdrehens des Motors ebenso wie ein Mitziehen des Getriebeabtriebswellendrehmoments TQ, das durch das Hochdrehen des Motors hervorgerufen würde, vermieden werden, so daß eine hohe Schaltqualität sichergestellt ist.
Falls das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse seine Schaltfunktion beibehielte, wurde es zu einem frühen Zeitpunkt vor Abschluß des Kolbenhubs in die Stellung zum Entlasten des Druckspeichergegendrucks geschaltet, wie durch eine Strichlinie in 10 gezeigt ist, wobei sowohl die 2-4-Bremse 2-4/B als auch die obere Kupplung H/C in ausgerückte Zustände (neutrale Zustände) versetzt wurden. In diesem Fall könnte der Motor während der Periode "t2", die bei Abschluß des Kupplungskolbenhubs beginnt und dann endet, wenn die obere Kupplung H/C ihre Einrück-Nennkraft erreicht, hochdrehen, ferner träten Mitziehstöße aufgrund des Hochdrehens des Motors auf.
Zeitsteuerung des Druckspeichergegendrucks
Nun wird mit Bezug auf den Zeitablaufplan von 11 eine 2-3-Hochschaltsteuerung beschrieben, die ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug im Schubzustand befindet und die Öffnung der Drosselklappe in einem Bereich zwischen kleiner Öffnung und großer Öffnung liegt.
Falls ein 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird, wenn das Gaspedal niedergedrückt wird (TH bleibt unverändert bei 1/8), wechselt ein Befehl für den Schaltelektromagneten (B) 22 von EIN nach AUS, außerdem wird der D-Bereichsdruck an den Ölweg zur oberen Kupplung H/C, der mit einer Senke verbunden gewesen ist, angelegt, während der Ölweg zur 2-4-Bremse 2-4/B, an den der D-Bereichsdruck angelegt gewesen ist, mit der Senke verbunden wird.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung H/C zu steuern, wird das Tastverhältnis, mit dem der Leitungsdruck-Tastelektromagnet 23 angesteuert wird, in der Anfangsperiode des Schaltvorgangs auf einem niedrigen Pegel gehalten und dann mit einer leichten Steigung wie in 11 gezeigt erhöht, um den gesteuerten Druckspeichergegendruck an den Druckspeicher 11 der oberen Kupplung anzulegen. Im Ergebnis nimmt der Druck P_H/C der oberen Kupplung nach Verstreichen einer Kupplungskolbenhubperiode auf den Pegel des Druckspeichergegendrucks zu und zeigt dann während einer Zeitperiode, die der Kapazität des Druckspeichers 11 der oberen Kupplung entspricht, eine Schelfdruckcharakteristik mit geringem Anstieg, um schließlich schnell auf den Pegel des Leitungsdrucks zuzunehmen, wenn der Kolben des Druckspeichers sein Hubende erreicht, wie in 11 gezeigt ist.
Um den Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse 2-4/B zu steuern, wird für den 2-4/B-Zeitsteuerelektromagneten 26 fortwährend ein EIN-Befehl erzeugt, so daß das 2-4/B-Zeitsteuerventil 7 in eine Stellung gebracht wird, in der der Druck P_H/C der oberen Kupplung als Betriebssignaldruck an das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse angelegt wird. Wenn die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA und dem Druck P_H/C der oberen Kupplung gleich einem vorgegebenen Wert wird, wird das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse aus einer Stellung, in der der Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB an den Druckspeicher 10 angelegt wird, in eine Stellung zum Entlasten des Druckspeichers 10 geschaltet. Da sich der Pegel des Druckspeichersteuerdrucks (A) P_ACCMA bei einer Veränderung der Drosselklappenöffnung TH verändert, wenn sich das Fahrzeug im Antriebszustand befindet und wenn die Drosselklappenöffnung TH nicht sehr gering ist, d. h. wenn sich die Drosselklappe im Bereich zwischen geringer und großer Öffnung befindet, wird die Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck (A) P_ACCMA und dem Druck P_H/C der oberen Kupplung nach Verstreichen der Kupplungskolbenhubperiode, die zum Zeitpunkt der Erzeugung des Schaltbefehls beginnt, gleich dem vorgegebenen Wert, so daß dann der Gegendruck des Druckspeichers 10 der 2-4-Bremse entlastet wird. Daher wird der Druck P_2-4/B der 2-4-Bremse plötzlich abgesenkt, wie in 11 gezeigt ist, wenn der Gegendruck des Druckspeichers 10 nach Verstreichen der Kupplungskolbenhubperiode entlastet wird.
In der obigen Anordnung werden in der optimalen Periode unmittelbar nach Verstreichen der Kupplungskolbenhubperiode seit der Erzeugung des Schaltbefehls das Übersetzungsverhältnis erniedrigt und der Schaltvorgang fortgesetzt, ferner wird die Motordrehzahl Ne abgesenkt, wenn der Druck P_2-4/B der 2-4-Bremse erniedrigt wird. Das Getriebeabtriebswellendrehmoment TQ verändert sich mit verhältnismäßig kleinen Schwankungen, obwohl es unmittelbar nach dem Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse vorübergehend reduziert wird. Somit kann die gewünschte Schaltcharakteristik durch Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse wie oben beschrieben erhalten werden, so daß während des Hochschaltvorgangs eine hohe Schaltqualität sichergestellt werden kann.
In dem Fall, in dem das Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse während des Hochschaltens vom zweiten Gang zum dritten Gang gesperrt wäre, während sich das Fahrzeug in einem Antriebszustand befindet und die Öffnung der Drosselklappe in einem Bereich zwischen geringer und großer Öffnung liegt, würde die Reduzierung des Schelfdrucks (stationärer Pegel des Drucks P_2-4/B) der 2-4-Bremse verzögert, bis die Zeit "t3" ab dem Zeitpunkt, zu dem das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse geschaltet werden soll, verstrichen ist. Im Ergebnis könnte ein Mitziehen des Getriebeabtriebswellendrehmoments TQ während dieser Verzögerungsdauer aufgrund einer Zunahme der Motordrehzahl Ne auftreten, in einigen Fällen könnte der Schaltvorgang später als beim Ende des Schelfdrucks des Druckspeichers beendet werden, was Stöße zur Folge hätte.
Nun werden die Wirkungen der obenbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung erläutert.

(1) Die Hochschaltsteuervorrichtung der Erfindung ist mit einem Folgeventil 8 für die 2-4-Bremse versehen, das aus der Stellung, in der der Druckspeichersteuerdruck (B) P_ACCMB an den Druckspeicher 10 der 2-4-Bremse angelegt wird, in die Stellung, in der der Druckspeicher 10 entlastet wird, geschaltet wird, wenn eine Differenz ΔP zwischen dem Druckspeichersteuerdruck P_ACCMA und dem Druck P_H/C, der an die obere Kupplung H/C als Betriebssignaldruck angelegt wird, gleich dem vorgegebenen Wert wird. Die AG-Steuereinheit 20 der erfindungsgemäßen Hochschaltsteuervorrichtung erzeugt für den Zeitsteuerelektromagneten 26 der 2-4-Bremse einen Befehl (AUS-Befehl), um das Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse zur Senke zu sperren, falls die vom Drosselklappensensor 27 erfaßte Drosselklappenöffnung TH bei Erzeugung eines 2-3-Hochschaltbefehls einen sehr kleinen Wert besitzt. Daher kann die erfindungsgemäße Hochschaltsteu ervorrichtung ein Hochdrehen des Motors verhindern, wodurch eine hohe Schaltqualität sichergestellt wird, wenn das Getriebe vom zweiten zum dritten Gang hochgeschaltet wird und die Drosselklappenöffnung einen sehr kleinen Wert, der nur etwas größer als Null ist, besitzt.
(2) In der Hochschaltsteuervorrichtung der Erfindung wird festgestellt, ob sich das Fahrzeug in einem Antriebszustand mit niedergedrücktem Gaspedal oder in einem Schubzustand mit losgelassenem Gaspedal befindet, wobei dann, wenn sich das Fahrzeug im Antriebszustand befindet, wenn ein 2-3-Hochschaltbefehl erzeugt wird und wenn die vom Drosselklappensensor 27 erfaßte Drosselklappenöffnung TH einen sehr kleinen Wert, der nur etwas größer als Null ist, besitzt, für den Zeitsteuerelektromagneten 26 der 2-4-Bremse ein Befehl (AUS-Befehl) erzeugt wird, der ein Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse zur Entlastungsseite sperrt. Wenn sich das Fahrzeug in einem Schubzustand befindet und das Gaspedal losgelassen ist, kann daher das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse zwischen der Druckförderseite und der Druckentlastungsseite geschaltet werden, so daß ein Mitziehen des Getriebeabtriebswellendrehmoments im Schubzustand vermieden wird.
(3) Das Ventilsteuerung-Betätigungselement enthält den Zeitsteuerelektromagneten 26 der 2-4-Bremse, der so beschaffen ist, daß er als Antwort auf einen EIN-Befehl einen Öldruck erzeugt und als Antwort auf einen AUS-Befehl keinen Öldruck erzeugt, und das Zeitsteuerventil 7 der 2-4-Bremse, das unter Verwendung des Öldrucks des Zeitsteuerelektromagneten 26 der 2-4-Bremse als Betriebssignaldruck den Druck P_H/C der oberen Kupplung wahlweise anlegt oder entlastet. Wenn das Zeitsteuerventil 7 der 2-4-Bremse das Anlegen des Drucks P_H/C der oberen Kupplung als Betriebssignaldruck des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse wahlweise zuläßt oder sperrt, arbeitet das Folge ventil 8 der 2-4-Bremse in einer von zwei Betriebsarten, d. h. in einer Schaltbetriebsart, in der das Ventil 8 sicher zwischen der Druckanlegungsseite und der Druckentlastungsseite geschaltet werden kann, und in einer Entlastungssperrbetriebsart, in der ein Schalten des Ventils 8 zur Entlastungsseite gesperrt ist.

Modifizierte Ausführungsformen der Erfindung
Obwohl in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft ein Hochschalten vom zweiten zum dritten Gang beschrieben worden ist, kann die Hochschaltsteuerung der Erfindung auch auf einen Hochschaltsteuervorgang vom dritten zum vierten Gang angewendet werden, in der die untere Kupplung L/C ausgerückt wird und die 2-4-Bremse 2-4/B eingerückt wird. In diesem Fall wird der Gegendruck des Druckspeichers 9 der unteren Kupplung durch das Folgeventil 6 der unteren Kupplung (Druckspeichergegendruck-Steuerventil) gesteuert. Die Hochschaltsteuerung der Erfindung ist auch auf ein Hochschalten vom vierten zum fünften Gang anwendbar, wenn das Automatikgetriebe fünf Vorwärtsgänge besitzt.
Obwohl in der Steuervorrichtung der gezeigten Ausführungsform zwei Tastelektromagneten, d. h. ein Leitungsdruck-Tastelektromagnet 23 und ein 2-4/B-Tastelektromagnet 24 verwendet werden, kann wenigstens einer dieser Tastelektromagneten zum Steuern des Druckspeicherdrucks verwendet werden.
Obwohl das Automatikgetriebe der gezeigten Ausführungsform automatisch vom zweiten Gang zum dritten Gang hochgeschaltet wird, wenn sich der Wählhebel im D-Bereich befindet, kann die Erfindung auch auf den Fall angewendet werden, in dem das Getriebe manuell vom zweiten zum dritten Gang hochgeschaltet wird. In diesem Fall kann der für die Bestimmung des minimalen Motorlastbereichs verwendete Schwellenwert in Abhängigkeit davon, ob sich der Wählhebel im D-Bereich oder im manuellen Bereich befindet, wenn ein 2-3-Hochschalten auftritt, unterschiedlich gesetzt sein, so daß die obenbeschriebene Steuerung, die eine Entlastung des Druckspeichergegendrucks sperrt, in einem breiteren Motorlastbereich implementiert sein kann, wenn sich der Wählhebel im manuellen Bereich befindet.
Obwohl in der gezeigten Ausführungsform der Drosselklappensensor als Motorlast-Erfassungseinrichtung verwendet wird, kann als Motorlast-Erfassungseinrichtung auch ein Motoransaugdrucksensor oder dergleichen verwendet werden.
Die Bestimmung, ob sich das Fahrzeug im Antriebszustand oder im Schubzustand befindet, greift wenigstens auf einen der Parameter zurück, die die Drosselklappenöffnung, die Fahrgeschwindigkeit, die Motordrehzahl, die Turbinendrehzahl, den Öldruck, den Gang, die Position oder den Bereich des Wählhebels, die Motoransaugluftmenge usw. umfassen.
In der gezeigten Ausführungsform arbeitet das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse in einer von zwei ausgewählten Betriebsarten, d. h. in einer Schaltbetriebsart, in der das Ventil 8 zwischen der Druckanlegungsseite und der Druckentlastungsseite geschaltet werden kann, und in einer Entlastungssperrbetriebsart, in der ein Schalten des Ventils 8 zur Entlastungsseite gesperrt ist, indem der Druck P_H/C der oberen Kupplung, der einen Betriebssignaldruck darstellt, wahlweise an das Folgeventil 8 der 2-4-Bremse angelegt oder nicht angelegt wird. Das Schalten des Folgeventils 8 der 2-4-Bremse zur Entlastungsseite kann jedoch durch Anlegen einer äußeren Kraft an einen Schieber des Ventils 8, mit der das Ventil 8 verriegelt wird, gesperrt werden.

Claims

Hochschaltsteuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, wobei das Getriebe in eine erste Schaltstellung hochgeschaltet wird, indem ein Öldruck (P_2-4/B) an einem ersten Eingriffelement (a, 2-4/B), das in einer vor dem Hochschalten eingestellten zweiten Schaltstellung eingerückt gewesen ist, entlastet wird und ein Öldruck (P_H/C) an ein zweites Eingriffelement (b, H/C), das in der zweiten Schaltstellung ausgerückt gewesen ist, angelegt wird, aufweisend eine Hochschalt-Bestimmungseinrichtung (c), die bestimmt, ob ein Hochschaltbefehl zum Hochschalten des Getriebes erzeugt worden ist, eine Motorlast-Erfassungseinrichtung (d), die die Motorlast (TH) erfasst, dadurch gekennzeichnet, das die Hochschaltsteuervorrichtung ferner aufweist: einen Druckspeicher (e, 10), der in einem Weg vorgesehen ist, der zum ersten Eingriffelement (a, 2-4/B) führt, das nach Abschluss des Hochschaltens ausgerückt werden soll, ein Druckspeichergegendruck-Steuerventil (f, 8), das einen Druck (P_ACCMA), der der Motorlast (TH) entspricht, und einen Druck (P_H/C), der an das zweite Eingriffelement (b, H/C) angelegt wird, als Betriebssignaldrücke verwendet, um von einer Beaufschlagungsstellung, in der ein Gegendruck des Druckspeichers (e, 10) angelegt wird, in eine Entlastungsstellung, in der der Druckspeicher (e, 10) entlastet wird, umzuschalten, wenn eine Differenz zwischen dem Druck (P_ACCMA), der der Motorlast entspricht, und dem Druck (P_H/C), der an das zweite Eingriffselement (b, H/C) angelegt wird, gleich einem vorgegebenen Wert (ΔP) wird, ein Zeitsteuerventil (h, 7), das in Abhängigkeit von einem von einem Ventilsteuerung-Betätigungselement (g, 26) empfangenen Signal zwischen einer Beaufschlagungsstellung, in der der an das zweite Eingriffelement (b, H/C) angelegte Druck (P_H/C) an das Druckspeichergegendruck-Steuerventil (f, 8) angelegt wird, und einer Sperrstellung, in der das Anlegen des an das zweite Eingriffelement (b, H/C) angelegten Drucks (P_H/C) an das Druckspeichergegendruck-Steuerventil (f, 8) gesperrt wird, geschaltet wird, und eine Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung (i, 20), die für das Ventilsteuerung-Betätigungselement (g, 26) einen Befehl erzeugt, um das Zeitsteuerventil (h, 7) mittels des Ventilsteuerung-Betätigungselementes (g, 26) in die Sperrstellung zu schalten, wenn der Hochschaltbefehl durch die Hochschaltbestimmungseinrichtung (c, 70) erzeugt wird und die von der Motorlast-Bestimmungs-einrichtung (d) erfasste Motorlast (TH) angenähert gleich einem Minimalwert (TH0) ist.
Hochschaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Antrieb/Schub-Bestimmungseinrichtung (j, 72) enthält, die feststellt, ob sich das Fahrzeug in einem Antriebszustand, in dem ein Gaspedal niedergedrückt ist, oder in einem Schubzustand, in dem das Gaspedal losgelassen ist, befindet, und die Druckspeichergegendruck-Steuereinrichtung (i, 20) einen Befehl für das Ventilsteuerung-Betätigungselement (g, 26) erzeugt, um das Zeitsteuerventil (h, 7) mittels des Ventilsteuerung-Betätigungselementes (g, 26) in die Sperrstellung zu schalten, wenn der Hochschaltbefehl von der Hochschalt-Bestimmungseinrichtung (c, 70) erzeugt wird, das Fahrzeug sich in einem Antriebszustand befindet und die von der Motorlast-Erfassungseinrichtung (d, 27) erfasste Motorlast (TH) angenähert gleich dem Minimalwert (TH0) ist.
Hochschaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsteuerung-Betätigungselement (g, 26) einen Zeitsteuerelektromagneten (25) enthält, der als Antwort auf einen EIN-Befehl einen Öldruck erzeugt und als Antwort auf einen AUS-Befehl keinen Öldruck erzeugt und das Zeitsteuerventil (h, 7) die Beaufschlagung des Druckspeichergegendruck-Steuerventils (f, 8) mit dem an das zweite Eingriffelement (b, H/C) angelegten Druck unter Verwendung des vom Zeitsteuerelektromagneten (25) erzeugten Öldrucks als Betriebssignaldruck wahlweise zulässt oder unterbricht.