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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-System
für ein
automatisches Fahrzeuggetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Bei
einem automatischen Fahrzeuggetriebe, welches eine Mehrzahl von
Getriebezügen
umfaßt, wird
das Einrücken
oder Ausrücken
der reibungsmäßig eingreifenden
oder angreifenden Elemente, wie z.B. hydraulischer Kupplungen oder
Bremsen oder entsprechender Elemente, vermittels Schaltsolenoidventilen
gesteuert/geregelt, um zu ermöglichen,
daß ein
Gang (Übersetzungsverhältnis) aus
einer Mehrzahl von Getriebezügen
ausgewählt
wird, wodurch die Maschinenkraft auf das Fahrzeug übertragen wird.
Insbesondere wird das Aufwärtsschalten
oder Abwärtsschalten
durch Ausrücken
von reibungsmäßig eingreifenden
Elementen für
die momentane Gangstufe (Übersetzungsverhältnis),
aus welcher geschaltet wird, durchgeführt, während reibungsmäßig angreifende
Elemente für
die nächste
Gangstufe (Übersetzungsverhältnis),
in welche geschaltet wird, reibungsmäßig eingerückt werden, jeweils durch Erregen
oder Entregen der Schaltsolenoide.
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Um
ein sanftes Schalten ohne Verzögerung durchzuführen, ist
es erforderlich, genau Zeitpunkte zu setzen, zu welchen die reibungsmäßig eingreifenden
Elemente des momentanen Gangs (Übersetzungsverhältnis) ausgerückt werden
und die reibungsmäßig eingreifenden
Elemente des nächsten Gangs
(Übersetzungsverhältnis) eingerückt werden, und
die Schaltsequenz beginnend vom Ausrücken der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente des momentanen Gangs (übersetzungsverhältnis) bis
zum vollständigen
Einrücken
der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente des nächsten
Gangs (Übersetzungsverhältnisses)
zu steuern/regeln. Zu diesem Zweck lehrt die japanische Offenlegungsschrift
JP 62-246 653 A das Senken des Kupplungsöldrucks des momentanen Gangs,
so daß die
Kupplung einen Schlupf aufweist, um das Trägheitsmoment zu absorbieren.
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Es
ist jedoch schwierig, beim Stand der Technik zu bestimmen, wann
die Kupplungen des momentanen Gangs (Übersetzungsverhältnisses)
zu schlupfen beginnen. Aus diesem Grund schlägt die Anmelderin in der japanischen
Offenlegungsschrift JP 6-307 524 A und der gattungsbildenden JP
8-277 921 A vor, die Schalt-Steuer/Regel-Sequenzperiode für den momentanen Gang (Übersetzungsverhältnis) in
mehrere Stufen oder Schritte zu unterteilen und den Kupplungsöldruck des
momentanen Gangs (Übersetzungsverhältnis) zu
Senken und den Kupplungsschlupf in Antwort auf die erfaßte Drosselöffnung und
das Maschinenausgangsmoment in Rückkopplung
zu regeln.
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Der
Kupplungsschlupf wird jedoch durch den Zustand der Kupplung, wie
z.B. das Altern, die Kupplungsplattentemperatur, das Gangschalten
und einige weiterer Parameter beeinflußt. Als Ergebnis daraus verändert sich
der Zeitpunkt, zu dem die Kupplungen schlupfen mit den Kupplungszuständen selbst
dann, wenn der Öldruck
wie gewünscht
gesteuert wird. Ferner sollte der Öldruck erhöht werden, so daß die Betriebslebensdauer
durch den Schlupf in geringerem Ausmaß beeinträchtigt wird. Es ist daher wünschenswert,
die Periode des Kupplungsschlupfs zu Verringern und somit die Schalt-Steuer/Regel-Sequenzperiode des
momentanen Gangs zu verkürzen. Dies
wird nicht nur die Kupplungsbetriebslebensdauer erhöhen, sondern
ebenso das sanfte Durchführen des
Schaltens in den nächsten
Gang (Übersetzungsverhältnis) ermöglichen.
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Die
US 5,627,750 A offenbart
eine Schlupf-Steuer/Regel-Vorrichtung für eine Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers.
Zur Minimierung einer Differenz zwischen der Ist-Schlupfrate und
der Soll-Schlupfrate werden dabei Ansteuerbefehe berechnet. Diese
werden aus der gewichteten Summe von in der Vergangneheit verwendeten
Ansteuerbefehlen und der gewichteten Summe von in der Vergangenheit
berechneten Abweichungen zwischen der Soll-Schlupfrate und der Ist-Schlupfrate
ermittelt.
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Aus
der
US 5,613,583 A ist
ebenfalls eine Schlupf-Steuer/Regel-Vorrichtung für eine Überbrückungskupplung
eines Drehmomentwandlers bekannt. Zur Schlupfsteuerung wird von
der Schlupf-Steuer/Regel-Vorrichtung ein Schlupfsteuerbefehl zu
einem Linearsolenoidventil geleitet, um den Schlupf in Richtung
zu einem Soll-Schlupf zu bringen. Ferner wird in dieser Druckschrift
eine Diagnoseroutine beschrieben, welche mögliche Defekte bei der Schlupfsteuerung
erfassen soll.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-System
derart weiterzubilden, dass Schaltvorgänge unabhängig vom Betriebsalter zuverlässig durchgeführt werden
können
und die Betriebslebensdauer verlängert
wird.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-System
gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
vorangehenden und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen augenscheinlich, in
welchen:
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1 ein
schematisches Diagramm ist, welches ein Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-System
für ein
Fahrzeugautomatikgetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Tabelle ist, die das Einrücken oder
Ausrücken
der reibungsmäßig eingreifenden Elemente
für jeweilige
Gänge (Übersetzungsverhältnisse),
welche in 1 gezeigt sind, darstellt;
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3 ein
Diagramm ist, das einen Teil der in 1 gezeigten
Hydraulikschaltung zeigt;
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4 ein
Diagramm ist, welches in entsprechender Weise einen Teil des in 1 gezeigten
Hydraulikdiagramms zeigt;
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5 eine
Tabelle ist, welche das Erregen oder Entregen der (Schalt-) Ventile
für die
jeweiligen Gänge
(Übersetzungsverhältnisse),
welche in 1 gezeigt sind, zeigt;
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6 ein
Flußdiagramm
ist, welches den Betrieb des in 1 gezeigten
Systems zeigt;
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7 eine
Zeitdiagrammdarstellung des Betriebs ist, welcher in dem Flußdiagramm
der 6 gezeigt ist;
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8 ein
Flußdiagramm
ist, welches das Unterprogramm zum Berechnen eines Befehls QTRQ
zeigt, auf den im Flußdiagramm
der 6 Bezug genommen wird;
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9 ein
Graph ist, welcher die Charakteristiken von Tabellendaten einer
Korrekturgröße QTRQu
zeigt, auf die im Flußdiagramm
der 8 Bezug genommen wird;
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10 ein
Graph ist, welcher die Charakteristiken von Tabellendaten einer
Korrekturgröße QTRQd
zeigt, auf die im Flußdiagramm
der 8 Bezug genommen wird;
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11 ein
Graph ist, welcher die Charakteristiken von Tabellendaten einer
Korrekturgröße QTRQα zeigt, auf
die im Flußdiagramm
der 6 Bezug genommen wird; und
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12 ein
Flußdiagramm
ist, das das Unterprogramm zum Korrigieren des Befehls QTRQ zeigt, auf
das im Flußdiagramm
der 6 Bezug genommen wird.
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Mit
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen wird nachfolgend eine detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen gegeben.
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Die 1 ist
ein schematisches Diagramm, welches ein Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-System
für ein
Automatikfahrzeuggetriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Wie
dargestellt, weist ein automatisches Fahrzeuggetriebe 1 einen
hydraulischen Drehmomentwandler 8 auf, dessen Pumpe (nicht
gezeigt) mit der Maschinenausgangswelle 9 einer Brennkraftmaschine 9a verbunden
ist, und dessen Turbine (nicht gezeigt) mit einer Getriebeingangswelle 8a und
mit ersten, zweiten und dritten Planetengetriebezügen oder
Zahnradzügen
G1, G2, G3 verbunden ist, die in paralleler Anordnung auf der Getriebeeingangswelle 8a vorgesehen
sind.
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Die
ersten, zweiten und dritten Planetengetriebezüge G1, G2 und G3 sind jeweils
mit zentral positionierten ersten, zweiten und dritten Sonnenrädern S1,
S2, S3, ersten zweiten und dritten sich drehenden Planetenrädern P1,
P2, P3, die mit den ersten, zweiten und dritten Sonnenrädern S1,
S2, S3 kämmen,
um sich um diese zu drehen, ersten, zweiten und dritten Trägern C1,
C2, C3, welche die Ritzel P1, P2, P3 tragen, um eine freie Drehung
derselben zu ermöglichen,
während
sie sich in der gleichen Weise drehen, wie die Planetenräder, und
ersten, zweiten und dritten Hohlrädern R1, R2, R3 aufgebaut,
welche ein Innenverzahnungen aufweisen, die mit den Planetenrädern P1,
P2, P3 kämmen.
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Der
erste Planetengetriebezug G1 und der zweite Planetengetriebzug G2
sind Doppelritzel-Typ-Planetengetriebezüge, und, wie in dem Diagramm
gezeigt, sind das erste Planetenrad P1 und das zweite Planetenrad
P2 jeweils aus zwei Ritzeln P11, P12 und P21, P22 aufgebaut.
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Das
erste Sonnenrad S1 ist normalerweise mit der Getriebeeingangswelle 8a verbunden,
und der erste Träger
C1 ist normalerweise festgelegt. Das erste Hohlrad R1 ist mit dem
zweiten Sonnenrad S2 über
eine dritte Hydraulikkupplung K3 verbunden, und es ist möglich, das
zweite Sonnenrad S2 durch eine erste Bremse B1 festzuhalten. Der
zweite Träger
C2 ist mit dem dritten Träger
C3 und einem Ausgangsrad 8b verbunden, wodurch die Drehung
des zweiten Trägers
C2 und des dritten Trägers
C3 die Ausgangsrotation des Getriebes bilden.
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Das
zweite Hohlrad R2 ist direkt mit dem dritten Hohlrad R3 derart verbunden,
daß die
Hohlräder R2
und R3 als Ganzes durch eine zweite Bremse B2 festgehalten werden
können,
und diese sind an der Getriebeausgangswelle 8a derart angebracht,
daß sie
daran durch eine zweite Kupplung K2 ergriffen werden können. Das
dritte Sonnenrad S2 ist an der Getriebeeingangswelle 8a derart
angebracht, daß es daran
durch eine erste Kupplung K1 ergriffen werden kann. Eine Einwegekupplung
OWC ist in paralleler Anordnung zur zweiten Bremse B2 angeordnet.
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Bei
dem vorangehend beschriebenen Getriebe, umfassend erste bis dritte
Sonnenräder
S1 bis S3, erste bis dritte Träger
C1 bis C3 und erste bis dritte Hohlräder R1 bis R3, die Getriebeeingangswelle 8a und
das Aus gangzahnrad 8b ist es möglich, das Einrichten eines
Gangs (Übersetzungsverhältnis) und
das Schalten zu einem weiteren Gang (übersetzungsverhältnis) durch
Einrücken
oder Ausrücken der
reibungsmäßig eingreifenden
Elemente zu steuern, welche durch die ersten bis dritten Kupplungen K1
bis K3 und die erste und zweite Bremse B1 und B2 gebildet sind.
Insbesondere wenn die reibungsmäßig eingreifenden
Elemente zum Einrücken
oder Ausrücken
gesteuert/geregelt werden, wie in 2 dargestellt,
ist es möglich,
fünf Vorwärtsgänge (Übersetzungsverhältnisse)
(erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter) und einen Rückwärtsgang
(Übersetzungsverhältnis) (RÜCK) einzurichten.
Obgleich die Untersetzungsverhältnisse
für jeden
Gang (Übersetzungsverhältnis) sich
mit der Anzahl an Zähnen
jedes Zahnrads ändern,
ist in 2 ein mögliches
Beispiel dargestellt.
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In 2 zeigen
die Klammern um die zweite Bremse B2 für den ersten Gang (Übersetzungsverhältnis),
daß selbst
dann, wenn die Bremse B2 nicht eingerückt ist, eine Kraftübertragung
durch die Einwegekupplung OWC stattfindet. Insbesondere ist es selbst
dann, wenn die zweite Bremse B2 nicht in Betrieb gesetzt ist, wenn
die erste Kupplung K1 eingerückt
ist, möglich,
den ersten Gang (Übersetzungsverhältnis) einzurichten
und somit Antriebskraft mit dem ersten Übersetzungsverhältnis zu übertragen. Insbesondere
wenn die zweite Bremse B2 betrieben wird, dann wird der erste Gang
(Übersetzungsverhältnis) eingerichtet,
um die Motorbremse wirksam zu machen. In dem Fall, in dem der erste
Gang (Übersetzungsverhältnis) eingerichtet
ist, ohne daß die zweite
Bremse B2 eingerückt
ist oder in Eingriff ist, wird keine Motorbremswirkung erhalten,
da es nicht möglich
ist, die Kraft in diesem Falle von den Rädern zu übertragen, obgleich der erste
Gang (Übersetzungsverhältnis) eingerichtet
ist.
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Um
die Zufuhr eines Öldrucks
zu diesen reibungsmäßig eingreifenden
Elementen zu steuern/regeln ist eine Steuer/Regel-Einrichtung 200 vorgesehen,
umfassend einen Mikrocomputer, welcher Ausgaben von einem Drehzahlsensor 202,
umfassend einen magnetischen Aufnehmer, der in der Umgebung der
Getriebeeingangswelle 8a zum Erzeugen eines Signals angeordnet
ist, das eine Getriebeeingangswellendrehzahl Nin anzeigt, einem
Drehzahlsensor 204, welcher in entsprechender Weise einen
magnetischen Aufnehmer umfaßt
und in der Umgebung des Ausgangszahnrads 8b angeordnet
ist, um ein Signal zu erzeugen, das eine Getriebeausgangswellendrehzahl
Nout anzeigt, und einem Wahlhebelschalter 206 erhält, welcher
mit einem Wahlhebel 208 verbunden ist, der in der Umgebung
des Fahrersitzes angeordnet ist, um ein Signal zu erzeugen, das
einem der Gangbereiche entspricht, die durch den Fahrer auswählbar sind.
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Zusätzlich empfängt die
Steuereinrichtung 200 Ausgaben von einem Kurbelwinkelsensor 210, der
in der Umgebung der Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 9a angeordnet
ist, um ein Signal zu erzeugen, das eine Maschinendrehzahl NE wiedergibt, einem
Drosselstellungssensor 212, der in der Umgebung eines Drosselventils
(nicht gezeigt) angeordnet ist, um ein Signal zu erzeugen, das vermittels
eines Öffnungsgrads θTH eines
Drosselventils eine Maschinenlast anzeigt, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 214,
welcher an einer Antriebswelle (nicht gezeigt) angeordnet ist, um
ein Signal zu erzeugen, das eine Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs,
in dem das Fahrzeugautomatikgetriebe 1 angebracht ist,
wiedergibt.
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Beruhend
auf den so erfaßten
Parametern erregt (AN) oder entregt (AUS) die Steuer/Regel-Einrichtung 200 Solenoidventile
(genauer gesagt Schaltsolenoidventile) SA bis SE, um die Zufuhr
des Öldrucks
zu den reibungsmäßig eingreifenden
Elementen durch eine Öldruck-Steuer/Regel-Schaltung 300 zu
steuern/regeln, wie später
erklärt.
Der Öldruck
in der Schaltung 300 wird, wie später erklärt, durch fünf Drucksensoren PS erfaßt und Ausgaben
derselben werden zu der Steuer/Regel-Einrichtung 200 gesandt.
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Als
nächstes
wird mit Bezug auf die 3 und 4 eine Beschreibung
der Öldruck-Steuer/Regel-Schaltung 300 zum
Einrücken
und Ausrücken
der ersten bis dritten Kupplungen K1 bis K3 und der ersten und der
zweiten Bremse B1 und B2 gegeben. Die 3 und 4 zeigen
Teile der Öldruck-Steuer/Regel-Schaltung 300.
In jeder der Zeichnungen schließen
Enden der Ölwege,
welche durch eingekreiste Buchstaben gekennzeichnet sind, an jeweilige
entsprechend gekennzeichnete Wege in der anderen Zeichnung an. Ferner
bezeichnet das Symbol "x" in den Zeichnungen
die Öffnungen,
welche zu einer Drainage offen sind.
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Der
Betrieb der Bremsen und Kupplungen zum Steuern des Schaltens der
Gänge (Übersetzungsverhältnisse)
wird unter Verwendung des Öldrucks
von dem unter Druck gesetzten Öl
durchgeführt,
das von dem Ölreservoir,
das im unteren Teil der 3 gezeigt ist, durch eine Ölpumpe 10 geliefert
wird.
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Das
Drucköl,
welches von der Pumpe 10 in einen Ölweg 12 gepumpt wird,
wird durch ein Regulatorventil 14 derart eingestellt, daß es einen
vorbestimmten Leitungsdruck aufweist. Wenn Drucköl durch die Pumpe 10 gepumpt
wird, dann wird ein Teil dieses Öls
zu dem Ölweg 12 geleitet,
und der Rest wird durch das Regulatorventil 14 zu einem Ölweg 16 geleitet.
Das Drucköl,
welches zum Ölweg 16 geleitet wird,
wird dann zum Steuern/Regeln der Verriegelungskupplung des Drehmomentwandlers
(nicht gezeigt) geleitet. Das Drucköl, welches zu einem Ölweg 18 geleitet
wird, wird über
ein Entspannungsventil (nicht gezeigt) zum Ölreservoir zurückgeführt.
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Das
Drucköl
in dem Ölweg 12,
welches derart eingestellt worden ist, daß es den vorgeschriebenen Leitungsdruck
hat, wie vorangehend beschrieben, wird zu den relevanten Teilen
der Öldruck-Steuer/Regel-Schaltung
geleitet, so daß es
zum Steuern der Gangschaltvorgänge
in dem Automatikgetriebe verwendet wird. Unter den wesentlichen
Teilen befinden sich ein manuelles Ventil 20, welches mit
dem Wahlhebel 208 verbunden ist, der in der Umgebung des
Fahrersitzes angeordnet ist, um eine Betätigung der fünf (Schaltl-Solenidventile
SA bis SE zu ermöglichen,
welche durch die vorangehend beschriebene Steuer/Regel-Einrichtung
derart steuerbar sind, daß sie
erregt (AN) oder entregt (AUS) sind, in Abhängigkeit von Parametern, umfassend
die Bereichsauswahl des Fahrers, sechs hydraulisch betätigte Ventile 22, 24, 26, 28, 30, 32,
welche in Antwort auf den Betrieb des manuellen Ventils 20 und
die Erregung/Entregung der Solenoidventile SA bis SE arbeiten, vier Druckspeicher 34, 36, 38, 40 und
die fünf Öldrucksensoren
PS.
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Die
Solenoidventile SA und SC sind Ventile des normal geöffneten
Typs, welche offen sind, wenn die darin vorgesehenen elektromagnetischen
Solenoide AUS sind (entregt). Andererseits sind die Solenoidventile
SB, SD und SE Ventile des normalerweise geschlossenen Typs, welche
geschlossen sind, wenn die darin vorgesehenen elektromagnetischen Solenoide
AUS sind. Durch die gesteuerte/geregelte Zufuhr von Drucköl durch
die Ventile 20, SA bis SE, 22, 24, 26, 28, 30 und 32 steuert
die Steuer/Regel-Einrichtung 200 das Gangschalten und den
Betrieb der Überbrückungskupplung
des Drehmomentwandlers. Die 5 zeigt
die Beziehung zwischen dem Betrieb jedes Solenoidventils SA bis
SE und der Gänge
(Übersetzungsverhältnisse),
welche in Antwort auf diese Betriebe eingerichtet werden.
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Die 5 bezieht
sich auf AN (Erregung) und AUS (Entregung)-Zustände der elektromagnetischen
Solenoide jedes Solenoidventils SA bis SE. Die Steuer/Regel-Einrichtung 200 steuert
die Solenoide beruhend auf einem Tastverhältnis (Impulsbreitenmodulation,
d.h. AN-Zeit in einem Impulszug (Strom)), um zu ermöglichen,
daß eine
gewünschte Gangschaltcharakteristik
erhalten wird.
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Es
folgt eine Beschreibung der Gang-(Übersetzungsverhältnis)-Schaltsteuerung.
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Zunächst wird
der Fall beschrieben, in dem der D-Bereich unter Verwendung des
Wahlhebels ausgewählt
wird, so daß ein
Schieber 20a des manuellen Ventils 20 in die dem
D-Bereich entsprechende Stellung bewegt ist.
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Das
heißt,
wie in 4 gezeigt, wenn der Hakenabschnitt am rechten
Ende des Schiebers 20a nach rechts zu der für D3 oder
D2 angezeigten Stellung bewegt wird, dann wird die Verbindung zwischen einem Ölweg 42 und
dem Ölweg 12 hergestellt,
welcher mit dem auf den vorgeschriebenen Leitungsdruck eingestellten
Drucköl
versorgt ist. Ferner wirkt, da der Ölweg 12 mit dem Solenoidventil
SC verbunden ist, und da der Ölweg 42 mit
dem Solenoidventil SE in Verbindung steht, der Leitungsdruck immer
auf das Solenoidventil SC und das Solenoidventil SE ein. Ferner
wirkt der Leitungsdruck immer auf das Solenoidventil SA ein, da
der Ölweg 42 ferner
in Verbindung mit dem Solenoidventil SA steht.
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Ein
vom Ölweg 12 abzweigender Ölweg 12a steht
in Verbindung mit einer Ölkammer
am rechten Ende eines Umkehrdruckschaltventils 22, ein
von dem Ölweg 12 abzweigender Ölweg 12b steht
in Verbindung mit einer Ölkammer
am linken Ende eines Druckfreigabeventils 42, und ein vom Ölweg 42 abzweigender Ölweg 42a steht
in Verbindung mit einer Ölkammer
am rechten Ende eines Ausgangs-Gang-Steuer/Regel-Ventils 26.
Daher verursacht der Leitungsdruck, daß das Umkehrdruckschaltventil 22 und
das Ausgangs-Gang-Steuer/Regel-Ventil 26 normalerweise
nach links geschoben werden und das Druckfreigabeventil 24 normalerweise
nach rechts geschoben wird.
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In
dem Falle, in dem der D-Bereich ausgewählt ist, bestimmt die Steuer/Regel-Einrichtung 200 einen
Gang (Übersetzungsverhältnis) in Antwort
auf die Maschinenlast und die Fahrzeuggeschwindigkeit, und um einen
derartigen Gang (Übersetzungsverhältnis) zu
erhalten, sind die Steuerbetriebe jedes Solenoidventils SA bis SE
in 5 gezeigt.
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Im
folgenden werden die Betriebe der Kupplungen und Bremsen beschrieben,
welche die Betriebe der Solenoidventile begleiten, wobei als Beispiel der
Fall genommen wird, in dem das Gangschalten (Übersetzungsverhältnisschalten)
durchgeführt
wird, um den dritten Gang (Übersetzungsverhältnis) einzurichten.
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In
diesem Falle sind die Solenoidventile SC und SD aus ihrem AN-Zustand
in ihren AUS-Zustand zu schalten, so daß alle Solenoidventile SA bis
SE in ihrem AUS-Zustand sind. Auf diese Art und Weise wird aus dem
vorangehend für
den zweiten Gang beschriebenen Zustand das Solenoidventil SC derart verändert, daß es geöffnet wird,
wohingegen das Solenoidventil SD derart verändert wird, daß es geschlossen
wird. Da das Solenoidventil SA offengehalten wird, bleibt die erste
Kupplung eingerückt.
Da das Solenoidventil SD geschlossen ist, steht der Ölweg 54 durch
das Solenoidventil SD in Verbindung mit der Drainage, wodurch die
erste Bremse B1 ausgerückt oder
freigegeben wird.
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Wenn
andererseits das Solenoidventil SC geöffnet wird, dann wird Drucköl mit dem
Leitungsdruck zum Ölweg 52 geleitet,
so daß die
dritte Kupplung K3 eingerückt
wird. Zu dieser Zeit dient ein vierter Druckspeicher 40 zum
Abfangen des begleitenden Stoßes.
Die erste Kupplung K1 und die dritte Kupplung K3 sind somit zum
Einrichten des dritten Gangs (Übersetzungsverhältnis) eingerückt. Im
dritten Gang (Übersetzungsverhältnis) wird
das Solenoidventil SD derart gesteuert, daß es geschlossen wird, so daß der Öldruck,
welcher auf das linke Ende des Druckabgabeventils 28 über die Ölwege 54, 54b einwirkt,
auf Null fällt.
Es wird jedoch der Schieber 28a durch das über den Ölweg 78 zugeführte Drucköl in seiner
rechten Position gehalten. Daher wird, in der gleichen Art und Weise
wie vorangehend für
den zweiten Gang (Übersetzungsverhältnis),
dann, wenn das Solenoidventil SE in seinen AN-Zustand geschaltet
wird, es möglich,
die Überbrückungskupplung
durch die Druckabgabe von dem Solenoidventil SE zu steuern/regeln.
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Wie
vorangehend angegeben, werden die Kupplungen und Bremsen eingerückt/ausgerückt, um
das Aufwärtsschalten
oder Abwärtsschalten
zu bewirken.
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Der
Betriebsmodus des Übersetzungsverhältnisschalt-Steuer/Regel-Systems
für ein
automatisches Fahrzeuggetriebe wird nachfolgend anhand des Beispiels
des Aufwärtsschaltens
erklärt,
insbesondere des Leistungs-Aufwärtsschaltens
(des Aufwärtsschaltens,
wenn das Drosselventil über
einen vorbestimmten Wert hinaus geöffnet ist).
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Die 6 ist
ein Flußdiagramm,
welches den Betrieb des Systems zeigt, insbesondere den Betrieb,
welcher durch die Steuer/Regel-Einrichtung 200 durchgeführt wird.
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Das
Programm startet bei S10, wo bestimmt wird, ob ein Aufwärtsschaltbefehl,
beispielsweise ein Aufwärtsschaltbefehl
vom zweiten Gang zum dritten Gang ausgegeben wird, und wenn das
Ergebnis bestätigend
ist, dann geht das Programm zu S12, wo das Solenoidventil SE AUS-geschaltet (entregt)
wird, um die Überbrückungskupplung
auszurücken
oder freizugeben.
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Das
Programm geht dann zu S14, wo ein Zeitglied (Abwärtszähler) mit einem vorbestimmten Wert
T1 gestartet wird, um den Zeitablauf zu messen, zu S16, wo bestimmt
wird, ob der Zählerwert
T1 null erreicht hat, mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob die
vorbestimmte Zeit T1 abgelaufen ist. Die vorbestimmte Zeit T1 ist
auf eine Zeit gesetzt, die lange genug ist, um die Überbrückungskupplung
vollständig
auszurücken, bevor
in die nachfolgend beschriebene Kupplungsölzufuhrsteuerung eingetreten
wird.
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Wenn
das Ergebnis bestätigend
ist, dann geht das Programm zu S18, wo eine Periode oder eine Zeit,
die von diesem Schritt beginnt, als STEP 1 bezeichnet wird und die
durchzuführende
Aufgabe dort als JOBE bezeichnet wird.
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Die 7 ist
ein Zeitdiagramm, das die Prozeduren oder Aufgaben, welche in dem
Flußdiagramm
der 6 durchgeführt
werden, darstellt. Wie dargestellt, wird die Zeitdauer nach dem
Ablauf der Zeit T1 als STEP 1 oder STUFE 1 bezeichnet.
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Das
Programm geht dann zu S20, wo ein Drehmomentverringerungsbefehl
für die Ölzufuhr QTRQ
bestimmt oder berechnet wird.
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Die 8 ist
ein Flußdiagramm,
welches das Unterprogramm zum Berechnen des Drehmomentverringerungsbefehls
für die Ölzufuhr
QTRQ zeigt.
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Das
Programm startet bei S100, wo ein Anfangswert QTRQ0 des Drehmomentverringerungsbefehls
für die Ölzufuhr
QTRQ wie folgt berechnet wird. QTRQ0 = RESLOPE × TTRQABS
+ RECONTACT + CR
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In
dieser Formel ist RESLOPE ein Koeffizient für die Berechnung, TTRQABS ein
Grundwert, welcher in Antwort auf das Maschinenausgangsdrehmoment
bestimmt wird, insbesondere ein Wert, welcher von Tabellendaten,
nicht gezeigt, unter Verwendung der erfaßten Maschinendrehzahl NE und
des Ansaugunterdrucks PBA (durch einen nicht gezeigten Sensor erhalten)
als Adreßdaten
entnommen wird, RECONTACT ein zusätzlicher Wert, welcher für jeweilige
Gänge (Übersetzungsverhältnisse)
vorbereitet ist, und CR ein Korrekturkoeffizient für die Drosselöffnung.
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Der
Anfangswert des Drehmomentverringerungsbefehls für die Ölzufuhr QTRQ0 wird derart bestimmt,
daß eine
Ist-Schlupfrate eCLO (nachfolgend beschrieben) für die reibungsmäßig eingreifenden Elemente
(Kupplungen oder Bremsen), welche den Gang (Übersetzungsverhältnis),
der momentan eingerichtet ist (zweiter) einrichten, zu einem ersten
gewünschten
Schlupfverhältnis
ECLO2 (später
beschrieben) in Antwort auf das Maschinenausgangsdrehmoment konvergiert.
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Ferner
wird der Anfangswert QTRQ0 berechnet, wenn die Programmschleife
das erste Mal durchgeführt
wird. Wenn die Programmschleife in ihrem zweiten oder nachfolgenden
Durchlauf ist, dann wird der berechnete Anfangswert QTRQ0 gehalten und
als der Drehmomentverringerungsbefehl für die Ölzufuhr QTRQ verwendet. Der
Anfangswert QTRQ0 wird auf einen Wert berechnet, der einem Tastverhältnis (bei
der PWM) der Schaltsolenoidventile entspricht. In der Beschreibung
wird der Anfangswert QTRQ0 einfach als der Drehmomentverringerungsbefehl
für die Ölzufuhr
QTRQ bezeichnet.
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Das
Programm geht dann zu S102, wo bestimmt wird, ob der momentane Gang
(Übersetzungsverhältnis) (zweiter)
größer oder
höher als
der nächste
Gang (Übersetzungsverhältnis) (dritter)
ist, in welchen geschaltet werden soll, d.h. es wird bestimmt, ob
das momentane Übersetzungsverhältnis größer ist
als das nächste Übersetzungsverhältnis. Wenn
das Ergebnis negativ ist, was bedeutet, daß ein Aufwärtsschalten angezeigt wird,
dann geht das Programm zu S104, wo ein Korrekturkoeffizient für die Fahrzeuggeschwindigkeit
beim Aufwärtsschalten QTRQu
von einer Datentabelle entnommen wird (deren Charakteristiken in 9 gezeigt
sind), unter Verwendung der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit V
als Adreßdaten,
und zu S106, wo der entnommene Datenwert QTRQu zu dem Befehl QTRQ,
genauer QTRQ0, hinzu addiert wird, um diesen zu erhöhen.
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Wenn
andererseits das Ergebnis in S102 bestätigend ist, was ein Abwärtsschalten
anzeigt, dann geht das Programm zu S108, in welchem ein anderer Korrekturkoeffizient
für die
Fahrzeuggeschwindigkeit beim Abwärtsschalten
QTRQd von einer Datentabelle entnommen wird (deren Charakteristik
in 10 dargestellt ist), unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit
V als Adreßdaten,
und zu S1 10, wo der entnommene Wert QTRQd von dem Befehl QTRQ,
genauer QTRQ0, subtrahiert wird, um diesen zu verringern.
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Wenn
man sich nun dem Flußdiagramm
der 6 zuwendet, so geht das Programm zu S22, in welchem
der Ist-Kupplungsschlupf oder die Ist-Kupplungsschlupfrate eCLO des momentanen
Gangs (Übersetzungsverhältnis) (zweiter)
erfaßt
oder wie folgt berechnet wird: eCLO = (Nout/Nin) × i,dabei
ist Nout eine Getriebeausgangswellendrehzahl (die Drehzahl des Ausgangszahnrads 8b),
Nin eine Getriebeeingangswellendrehzahl (die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8a)
und i das Untersetzungsverhältnis.
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Das
Programm geht zu S24, wo bestimmt wird, ob die erfaßte Ist-Kupplungsschlupfrate
eCLO kleiner als die erste gewünschte
oder Soll-Schlupfrate
ECLO2 ist, insbesondere wird bestimmt, ob die Kupplung des momentanen
Gangs mit einem ECLO2 entsprechenden Betrag zu schlupfen beginnt.
Die 7 zeigt die erste Soll-Schlupfrate ECLO2. Die erste
Soll-Schlupfrate ECLO2 wird in Antwort auf die Maschinenbetriebszustände für jeweilige
Gänge (Übersetzungsverhältnisse)
bestimmt.
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Wenn
das Ergebnis in S24 negativ ist, dann geht das Programm zu S18,
um die vorangehend erwähnten
Prozeduren zu wiederholen. Wenn das Ergebnis in S24 bestätigend ist,
dann geht das Programm zu S26, wo bestimmt wird, daß STEP 1
beendet ist und eine Zeitperiode, die nach dieser Stufe beginnt,
wird als STEP 2 oder STUFE 2 bezeichnet und die dort durchzuführende Aufgabe
wird als JOBF bezeichnet.
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Das
Programm geht dann zu S28, wo eine maximale Schlupfrate ECLOR unter
der erfaßten Ist-Schlupfrate
der Kupplung des momentanen Gangs in STEP 1 ausgewählt oder
erfaßt
wird, zu S30, wo eine zweite Soll-Schlupfrate ECLOref in STEP 2 sowie
offenbart unter Verwendung der erfaßten maximalen Ist-Schlupfrate
ECLOR und der ersten Soll-Schlupfrate ECLO2 berechnet wird. Insbesondere
wird die zweite Soll-Schlupfrate ECLOref durch Berechnung eines
Mittelwertes der maximalen Ist-Schlupfrate
und der ersten Soll-Schlupfrate bestimmt.
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Das
Programm geht dann zu S32, wo ein Fehler oder eine Differenz ECLOdif
des Absolutwerts zwischen der zweiten Soll-Schlupfrate ECLOref und der
erfaßten
maximalen Ist-Schlupfrate ECLOR wie folgt berechnet wird: ECLOdif = | ECLOref – ECLOR |
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Dann
wird ein Korrekturwert QTRQα von
Tabellendaten entnommen, deren Charakteristiken in 11 gezeigt
sind, unter Verwendung der berechneten Differenz ECLOdif als Adreßdaten.
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Das
Programm geht dann zu S34, wo der Korrekturwert QTRQα zu dem Drehmomentverringerungsbefehl
für die Ölzufuhr
QTRQ zum Vergrößern desselben
addiert wird. Der korrigierte Befehl wird als der Befehl QTRQ in
STEP 2 verwendet. Somit ist der in der zweiten Stufe bestimmte Befehl
größer als
der in der ersten Stufe erzeugte. Es wird daher möglich, eine stabile
Schalt-Steuerung/Regelung unabhängig von
einer Änderung
im Zustand der Reibungseingriffselemente durchzuführen.
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Das
Programm geht dann zu S36, wo der korrigierte Befehl QTRQ in dem
Speicher gespeichert wird.
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Das
Programm geht dann zu S38, wo der korrigierte Befehl QTRQ in Antwort
auf die Schlupfratenänderung
der Kupplung des momentanen Gangs erneut korrigiert wird.
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Die 12 ist
ein Flußdiagramm,
welches das Unterprogramm für
diese Korrektur zeigt. Das Programm beginnt bei S200, wo die Ist-Schluprate eCLO
von einer Soll-Schlupfrate für
die Steuerung der Einwegekupplung subtrahiert wird, um eine Ist-Schlupfratendifferenz
ECLN zu berechnen. Dann wird unter Verwendung der berechneten Differenz ECLN
und eines Koeffizienten KDNT eine Soll-Differenz SECLO wie folgt
berechnet: SECLO = ECLN × KDNT/100
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Dann
geht das Programm zu S202, wo eine Ist-Schlupfratenänderung
SeCLO durch Berechnen einer Differenz erster Ordnung oder einer
Ableitung erster Ordnung der Ist-Schlupfrate eCLO bestimmt, und
es wird bestimmt, ob die Soll-Differenz SECLO nicht kleiner als
die Ist-Schlupfratenänderung
SeCLO ist. Wenn das Ergebnis bestätigend ist, dann geht das Programm
zu S204, wo eine Korrekturgröße TRQowc
von dem Drehmomentverringerungsbefehl für die Ölzufuhr QTRQ zum Verringern
desselben subtrahiert wird. Wenn das Ergebnis negativ ist, dann geht
das Programm zu S206, wo eine Korrekturgröße TRQowc zu dem Drehmomentverringerungsbefehl für die Ölzufuhr
QTRQ zum Vergrößern desselben addiert
wird.
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Das
Programm geht dann zu S208, wo bestimmt wird, ob die berechnete
Differenz SECLO nicht kleiner als eine bestimmte obere Grenze SECLMAX
ist. Wenn das Ergebnis bestätigend
ist, dann geht das Programm zu S210, wo die berechnete Differenz
SECLO auf den oberen Grenzwert SECLMAX begrenzt wird. Wenn das Ergebnis
negativ ist, dann überspringt
das Programm S210.
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Wenn
man wieder zum Flußdiagramm
der 6 zurückkehrt,
so geht das Programm zu S40, in welchem bestimmt wird, ob JOBF beendet
worden ist. Insbesondere wird dies durch Berechnen der Schlupfrate
der Kupplung des nächsten
Gangs und durch Bestimmen, ob die berechnete Schlupfrate der Kupplung
des nächsten
Gangs einen vorbestimmten Wert ECLOa1 (wie in 7 gezeigt) überschreitet, durchgeführt.
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Wenn
das Ergebnis negativ ist, dann geht das Programm zu S28 zurück. Wenn
das Ergebnis bestätigend
ist, dann wird das Programm beendet.
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Wie
in 7 gezeigt, wird der Befehl derart bestimmt, daß die Kupplung
des momentanen Gangs ausgerückt
oder freigegeben wird, wenn die Schlupfrate der Kupplung des nächsten Gangs
den vorbestimmten Wert ECLOa1 überschreitet.
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Im
Falle eines nächsten
Aufwärtsschaltens wird
der Drehmomentverringerungsbefehl für die Ölzufuhr QTRQ in JOBE (STEP
1) beruhend auf dem Befehl QTRQ, welcher in S36 in JOBF (STEP 2)
gespeichert worden ist, bestimmt.
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Wie
vorangehend angegeben, ist die Ausgestaltungsform dazu ausgebildet,
die Ist-Schlupfrate zu erfassen und den Drehmomentverringerungsbefehl
für die Ölzufuhr
QTRQ in Antwort auf die Differenz zwischen der erfaßten Ist-Schlupfrate
und der zweiten Soll-Schlupfrate in JOBF in STEP 2 zu korrigieren,
wie in S34 im Flußdiagramm
der 6 gezeigt, und diesen Befehl als die Basis für die Steuerung/Regelung
eines nächsten
Aufwärtsschaltens
zu verwenden. Dies kann verhindern, daß die Kupplungen (und Bremsen)
einen übermäßigen Schlupf
aufweisen, wodurch die Betriebslebensdauer der Kupplungen und der
Bremsen verlängert
wird und eine sanfte Durchführung
der Gangschaltssteuersequenz ermöglicht
wird.
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Ferner
wird der Befehl in JOBF in STEP 2 derart bestimmt, daß er größer ist
als in JOBE in STEP 1. Dies kann einen stabilen Schlupf und eine stabile
Schalt-Steuerung/Regelung unabhängig
von einer Änderung
im Reibungszustand der Kupplungen und Bremsen aufgrund von Änderungen
der Kupplungsplattentemperatur und der Öltemperatur usw. bewirken.
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Somit
ist die Ausführungsform
derart aufgebaut, daß sie
ein System zum Steuern/Regeln des Schaltens von Übersetzungsverhältnissen
in einem Automatikgetriebe (1) aufweist, das an einem Fahrzeug
angebracht ist, umfassend: eine Mehrzahl von Getriebezügen (G1,
G2, G3), welche ein Maschinendrehmoment auf eine Antriebswelle übertragen,
eine Mehrzahl von reibungsmäßig eingreifenden
Elementen (K1, K2, K3, B1, B2, OWC), welche zum wahlweisen Einrichten
eines Übersetzungsverhältnisses
aus den Übersetzungsverhältnissen
arbeiten, Schaltsolenoidventile (SA-SE), welche in einer Öldruck-Steuer/Regel-Schaltung
(300) vorgesehen sind, die mit einer Quelle für Drucköl 10 verbunden
ist, und ein Schalt-Steuer/Regel-Mittel
(Steuer/Regel-Einrichtung 200) zum Erzeugen eines Schaltbefehls
zum Aufwärtsschalten
von einem momentan eingerichteten Übersetzungsverhältnis zu
einem nächsten Übersetzungsverhältnis durch
Bestimmen eines Befehls (QTRQ) für
die Solenoidventile (SA-SE) zum Abgeben des Drucköls von den
reibungsmäßig eingreifenden
Elementen, welche das momentane Übersetzungsverhältnis einrichten,
so daß der
Schlupf der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente gesteuert/geregelt wird, und zum Laden des Drucköls in die reibungsmäßig eingreifenden
Elemente, welche das nächste Übersetzungsverhältnis einrichten,
in welches zu schalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt-Steuer/Regel-Mittel
umfaßt:
eine erste Stufe (STEP 1, S18-S24) zum Bestimmen des Befehls (QTRQ)
derart, daß eine
Ist-Schlupfrate der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente, welche das momentane Übersetzungsverhältnis einrichten (eCLO)
zu einer ersten Soll-Schlupfrate (ECLO2) konvergiert, eine zweite
Stufe (STEP 2, S26-S40) zum Bestimmen des Befehls (QTRQ) derart,
daß die Ist-Schlupfrate
(eCLO) der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente, welche das momentane Übersetzungsverhältnis einrichten,
zu einer zweiten Soll-Schlupfrate konvergiert (ECLOref), Maximalschlupfratenbestimmungsmittel
(S28) zum Bestimmen einer maximalen Ist-Schlupfrate (ECLOR), Schlupfratendifferenzberechnungsmittel (S32)
zum Berechnen einer Differenz (ECLOdif) zwischen der erfaßten maximalen
Ist-Schlupfrate (ECLOR) und der zweiten Soll-Schlupfrate (ECLOref), Befehlkorrekturmittel
(S34) zum Korrigieren des Befehls (QTRQ) in Antwort auf die berechnete
Differenz (ECLOdif) und Befehlspeichermittel (S36) zum Speichern
des korrigierten Befehls (QTRQ), welcher als der Befehl in der ersten
Stufe beim Steuern/Regeln des nächsten
Aufwärtsschaltens
zu verwenden ist.
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In
dem System ist der Befehl (QTRQ) in der zweiten Stufe größer als
derjenige (QTRQ) in der ersten Stufe und die Mittel zum Bestimmen
der zweiten Soll-Schlupfrate bestimmen die zweite Soll-Schlupfrate
(ECLOref) durch Berechnen eines Mittelwertes der erfaßten maximalen
Schlupfrate (ECLOR) und der ersten Soll-Schlupfrate (ECLO2).
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Es
wird darauf hingewiesen, daß,
obgleich das Fahrzeugautomatikgetriebe mit einem Planetengetriebesystem
dargestellt beschrieben ist, die Erfindung ebenso bei einem Automatikgetriebe
angewandt werden kann, das parallele Wellen aufweist, wie es beispielsweise
in der japanischen Offenlegungsschrift JP 8-184 367 A gezeigt ist.
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Ein
System zum Steuern/Regeln des Schaltens von Gängen (Übersetzungsverhältnissen)
in einem Automatikgetriebe (1), das an einem Fahrzeug angebracht
ist, umfaßt
ein Schalt-Steuer/Regel-Mittel zum Erzeugen eines Schaltbefehls
zum Aufwärtsschalten
von einem momentan eingerichteten Gang (Übersetzungsverhältnis) zu
einem nächsten
Gang (Übersetzungsverhältnis) durch
Bestimmen eines Befehls zu Solenoidventilen, um Drucköl von den
reibungsmäßig eingreifenden
Elementen (K1, K2, K3, B1, B1, OWC) abzugeben, welche den momentanen Gang
(Übersetzungsverhältnis) einrichten,
um eine Schlupfsteuerung der reibungsmäßig eingreifenden Elemente
(K1, K2, K3, B1, B2, OWC) durchzuführen, und um Drucköl in die
reibungsmäßig eingreifenden Elemente
(K1, K2, K3, B1, B2; OWC) zu leiten, welche die nächste Gangstufe
(Übersetzungsverhältnis) einrichten,
in die zu schalten ist. Das System umfaßt eine erste Stufe zum Bestimmen
des Befehls derart, daß eine
Ist-Schlupfrate der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente (K1, K2, K3, B1, B2, OWC), welche die momentane Gangstufe
(Übersetzungsverhältnis) einrichten,
zu einer ersten Soll-Schlupfrate konvergiert, eine zweite Stufe
zum Bestimmen des Befehls derart, daß die Ist-Schlupfrate der reibungsmäßig eingreifenden
Elemente (K1, K2, K3, B1, B2, OWC), welche den momentanen Gang (Übersetzungsverhältnis) einrichten,
zu einer zweiten Soll-Schlupfrate konvergiert,
Maximalschlupfratenbestimmungsmittel zum Bestimmen einer maximalen
Ist-Schlupfrate, Schlupfratendifferenzberechnungsmittel zum Berechnen
einer Differenz zwischen der erfaßten maximalen Ist-Schlupfrate
und der zweiten Soll-Schlupfrate, Befehlkorrekturmittel zum Korrigieren
des Befehls in Antwort auf die berechnete Differenz und Befehlspeichermittel
zum Speichern des korrigierten Befehls, welcher als der Befehl in
der ersten Stufe beim Steuern/Regeln eines nächsten Aufwärtsschaltens zu verwenden ist.
Diese Anordnung kann vermeiden, daß die Kupplungen (und Bremsen)
(K1, K2, K3, B1, B2, OWC) einen übermäßigen Schlupf
aufweisen, wodurch die Betriebslebensdauer der Kupplungen und der
Bremsen verlängert
wird und die Steuerung/Regelung das Schalten in den nächsten Gang
sanft durchführt.