DE3600756A1

DE3600756A1 - Electronic control device for automatic transmission

Info

Publication number: DE3600756A1
Application number: DE19863600756
Authority: DE
Inventors: Bernd Sander
Original assignee: Renk GmbH; Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1987-07-16

Abstract

The hydraulic pressure for actuating the gear shift elements (46, 50) of the transmission (4) is modulated as a function of vehicle speed changes during gear shift sequences, so that an improved shift quality results, especially a jerk-free gear shift. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinrichtung für automatische Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Das Anwendungsgebiet betrifft insbesondere motorisch angetriebene Landfahrzeuge (Radfahrzeuge, Kettenfahrzeuge), aber auch Antriebe für stationäre Anlagen und Antriebe für Schiffe.The invention relates to an electronic control device for automatic transmissions according to Preamble of claim 1. The field of application especially concerns motor driven Land vehicles (wheeled vehicles, tracked vehicles), but also drives for stationary systems and Propulsion for ships.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Schaltqualität zu verbessern. Gleichzeitig soll die Lebensdauer der Schaltelemente des Getriebes verlängert und der Energiebedarf zum Antrieb des Getriebes verringert werden.The object of the invention is to be achieved to improve the switching quality. At the same time the service life of the switching elements of the transmission extended and the energy required to drive the Transmission can be reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst. This task is characterized by the characteristics in the indicator solved by claim 1.

Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft Personenkraftwagen, Omnibusse und Schwerlastfahrzeuge.The preferred field of application of the invention relates Cars, buses and heavy duty vehicles.

Durch die Erfindung ergeben sich insbesondere folgende Vorteile und Eigenschaften:
a) die Schaltqualität eines Fahrzeuges, welches die elektronische Steuereinrichtung nach der Erfindung enthält, ist unabhängig von der Beladung (leer oder voll belastet) gleich gut. "Gut" bedeutet hier insbesondere ruckfrei und trotzdem ohne nachteilige Geschwindigkeitsverluste oder negative Einflüsse auf die Lebensdauer der Schaltelemente. Ein Sattelschlepper kann beispielsweise leer 18 t und voll beladen 80 t wiegen. Durch die Erfindung wird der Schaltdruck durch Erfassung von Geschwindigkeitsänderungen diesen Gewichtsänderungen angepaßt.
b) Die Schaltqualität ist unabhängig von der Getriebeöltemperatur (kalt oder heiß) gleich gut. Dies ist besonders wichtig für Kraftfahrzeuge, die häufig in Grenzbereichen arbeiten. Beispielsweise müssen die Getriebe von Feuerlöschfahrzeugen im Notfall ohne Vorwärmung mit voller Leistung betrieben werden. Als Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung der Schaltelemente, welches normalerweise Kupplungslamellen des Getriebes sind, dient vorzugsweise Öl. Die Öltemperatur beeinflußt die Fließgeschwindigkeit des Öls und die Reibwerte zwischen den Schaltelementen, wenn die Kupplungslamellen in Öl laufen.
c) Es gibt bereits unter Last schaltbare automatische Getriebe für Busse, bei welcher die Schaltpunkte (Getriebedrehzahl), bei welcher in den einzelnen Gängen nach oben oder nach unten umgeschaltet wird) in Abhängigkeit von Beschleunigungsänderungen des Getriebes verschoben werden. Gemäß der Erfindung kann die Schaltqualität auch bei großer Schaltpunktverschiebung unabhängig von der Lage des Schaltpunktes stets gleich gut gehalten werden.
d) Wenn die Schaltpunkte bei leerem Kraftfahrzeug gut oder sehr gut eingestellt sind, also für möglichst ruckfreien Fahrzeugbetrieb, dann besteht die Gefahr, daß bei voll beladenem Kraftfahrzeug die spezifische Schaltarbeit der Schaltelemente auf unzulässig hohe Werte ansteigt, bei welchen die Lebensdauer der Schaltelemente drastisch reduziert wird. Durch die Erfindung wird in solchen Betriebssituationen die spezifische Schaltarbeit reduziert. Die dadurch auftretende Erhöhung der spezifischen Schaltleistung ist für die Lebensdauer der Schaltelemente von geringerer Bedeutung.
e) Bei variierenden Ölqualitäten und den sich damit zwangsläufig ergebenden variierenden Reibwerten in den Schaltelementen der Getriebe (insbesondere bei weltweitem Einsatz eines Getriebes) wird gemäß der Erfindung die Schaltqualität immer optimal nach den vorgegebenen Werten gesteuert. Wie bereits oben erwähnt, beeinflußt die Ölqualität die Reibwerte der Schaltelemente und damit Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeuges während Schaltvorgängen. Damit lassen sich auch in großem Umfang unterschiedliche Reibwertcharakteristiken der unterschiedlichen Öle ausgleichen.
f) Beim Absinken des Reibwertes der Schaltelemente durch Alterung des Öls wird durch die Erfindung die Rutschzeit der Schaltelemente ebenfalls automatisch konstant gehalten. Ferner ist es möglich, ein Signal zu erzeugen, um größere Schäden zu vermeiden, wenn Grenzwerte überschritten werden.
g) Durch die Erfindung werden außerdem ähnlich wie bei f) die Rutschzeiten selbst dann im wesentlichen konstant gehalten, wenn im Hydrauliksystem für die Schaltelemente Druckänderungen oder ein Druckabfall aufgrund von Ölmangel, Leckagen oder aufgrund eines Absinkens der Ölfördermenge (Pumpe verschlissen, Filter verschmutzt) auftritt.The following advantages and properties result in particular from the invention:
a) the switching quality of a vehicle, which contains the electronic control device according to the invention, is equally good regardless of the loading (empty or fully loaded). "Good" here means in particular jerk-free and nevertheless without disadvantageous speed losses or negative influences on the service life of the switching elements. For example, a semi-trailer can weigh 18 t when empty and 80 t when fully loaded. By means of the invention, the switching pressure is adapted to these changes in weight by detecting changes in speed.
b) The shift quality is equally good regardless of the transmission oil temperature (cold or hot). This is particularly important for motor vehicles that often work in border areas. For example, the gears of fire-fighting vehicles must be operated at full power in an emergency without preheating. Oil is preferably used as the hydraulic fluid for actuating the switching elements, which are normally clutch plates of the transmission. The oil temperature influences the flow rate of the oil and the friction values between the switching elements when the clutch plates run in oil.
c) There are already automatic transmissions for buses which can be shifted under load, in which the shift points (transmission speed), in which the individual gears are shifted up or down) are shifted depending on changes in acceleration of the transmission. According to the invention, the switching quality can be kept equally good regardless of the position of the switching point even with a large shift point shift.
d) If the switching points are set well or very well when the motor vehicle is empty, that is, for vehicle operation that is as jerk-free as possible, then there is a risk that, when the motor vehicle is fully loaded, the specific switching work of the switching elements increases to impermissibly high values at which the service life of the switching elements is drastically reduced becomes. The specific switching work is reduced by the invention in such operating situations. The resulting increase in the specific switching capacity is of less importance for the life of the switching elements.
e) With varying oil qualities and the inevitably resulting varying friction values in the shifting elements of the transmission (especially when a transmission is used worldwide), the shifting quality is always optimally controlled according to the invention according to the specified values. As already mentioned above, the oil quality influences the friction values of the switching elements and thus accelerations and decelerations of the vehicle during switching operations. This means that different friction coefficient characteristics of the different oils can also be compensated for on a large scale.
f) When the coefficient of friction of the switching elements drops due to aging of the oil, the sliding time of the switching elements is also automatically kept constant by the invention. It is also possible to generate a signal in order to avoid major damage if limit values are exceeded.
g) Through the invention, similarly to f), the slipping times are kept essentially constant even if pressure changes or a pressure drop occurs in the hydraulic system for the switching elements due to lack of oil, leaks or due to a drop in the oil flow rate (pump worn, filter dirty) .

Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform und einer Variante davon beschrieben. In den Zeichnungen zeigenIn the following the invention with reference to the Drawings based on a preferred embodiment and a variant thereof. In the Show drawings

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Steuereinrichtung nach der Erfindung für ein unter Last schaltbares automatisches Getriebe, und Fig. 1 is a block diagram of an electronic control device according to the invention for an automatic transmission switchable under load, and

Fig. 2 ein Diagramm des Schaltdruckes für die Schaltelemente des Getriebes. Fig. 2 is a diagram of the switching pressure for the switching elements of the transmission.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 2 mit einem unter Last schaltbaren automatischen Getriebe 4 und einer elektronischen Steueranlage 6 zur Steuerung des Getriebes 4. Fig. 1 shows schematically a vehicle 2 with a switchable under load automatic transmission 4, and an electronic control system 6 for controlling the transmission 4.

Ein Gangschalt-Signalgeber 12 in Form einer elektronischen Schaltung erzeugt an seinem Ausgang 14 Signale, welche über Leitungen 16 und 18 Schaltungen 20 und 22 einer Modulations-Signalgebereinrichtung 24 zugeführt werden. Das Gangschaltsignal am Ausgang 14 zeigt den Zeitpunkt eines Gangschaltvorganges an. Während eines solchen Gangschaltvorganges erzeugt die elektronische Schaltung 20 an ihrem Ausgang 26 ein Signal in Abhängigkeit vom Beschleunigungswert, welcher von einem Beschleunigungsaufnehmer 28 im Fahrzeug 2 während des Schaltvorganges gemessen und einem Eingang 30 der Beschleunigungserfassungsschaltung 20 zugeführt wird.A gearshift signal generator 12 in the form of an electronic circuit generates signals at its output 14 , which signals are fed via lines 16 and 18 to circuits 20 and 22 of a modulation signal generator device 24 . The gear shift signal at output 14 indicates the time of a gear shift process. During such a gearshift process, the electronic circuit 20 generates at its output 26 a signal as a function of the acceleration value, which is measured by an acceleration sensor 28 in the vehicle 2 during the gearshift process and is supplied to an input 30 of the acceleration detection circuit 20 .

Anstelle eines Beschleunigungsaufnehmers 28 im Fahrzeug 2 kann auch auf der Primärseite des Getriebes 4 ein Drehzahlsensor 32 zur Messung der Eingangsdrehzahl des Getriebes 4 vorgesehen sein, welcher ein der Drehzahl am Getriebeeingang entsprechendes Signal an einen Eingang 34 der Beschleunigungserfassungsschaltung 20 gibt. Das Signal am Ausgang 26 der Beschleunigungserfassungsschaltung 20 hat somit einen Wert, welcher von Geschwindigkeitsänderungen direkt des Fahrzeuges (bei Messung durch den Beschleunigungsaufnehmer 28) oder indirekt von Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit (durch Messung der Getriebeeingangsdrehzahl durch einen Sensor 32) abhängig ist. Die Schaltsignale am Ausgang 26 der Beschleunigungserfassungsschaltung 20 werden einem Eingang 36 der Ansteuerschaltung 22 zugeführt, welche in Abhängigkeit von diesem Signal ein moduliertes Signal 37 an ihrem Ausgang 38 erzeugt und damit eine Druckmodulationseinrichtung 40 steuert. Die Druckmodulationseinrichtung 40 ist eine elektrisch betätigbare hydraulische Ventileinrichtung, welche die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise Öl, von einer Zufuhrleitung 42 in den Schaltzylinder 44 von Schaltelementen 46 und die Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit in einen Sumpf 48 steuert. Die Schaltelemente 46 sind Lamellen von Schaltkupplungen, welche mit weiteren Lamellen 50 dieser Schaltkupplung zusammenarbeiten. An der elektrohydraulischen Druckmodulationseinrichtung 40 ist der Schaltdruck für die Hydraulikflüssigkeit auf einen bestimmten Wert eingestellt. Während eines Schaltvorganges wird der Hydraulikdruck in Abhängigkeit von den genannten Geschwindigkeitsänderungen (Beschleunigungsaufnehmer 28 oder Sensor 32) so verändert, daß sich eine gute Schaltqualität ergibt. Mit der Schaltqualität wird insbesondere ein ruckfreies Schalten bezeichnet, ohne nachteilige Geschwindigkeitsverluste oder negative Einflüsse auf die Lebensdauer der Schaltelemente.Instead of an acceleration sensor 28 in the vehicle 2 , a speed sensor 32 for measuring the input speed of the transmission 4 can also be provided on the primary side of the transmission 4 , which sensor outputs a signal corresponding to the speed at the transmission input to an input 34 of the acceleration detection circuit 20 . The signal at the output 26 of the acceleration detection circuit 20 thus has a value which is dependent on speed changes directly in the vehicle (when measured by the acceleration sensor 28 ) or indirectly on changes in the vehicle speed (by measuring the transmission input speed by a sensor 32 ). The switching signals at the output 26 of the acceleration detection circuit 20 are fed to an input 36 of the control circuit 22 which, depending on this signal, generates a modulated signal 37 at its output 38 and thus controls a pressure modulation device 40 . The pressure modulation device 40 is an electrically actuable hydraulic valve device which controls the supply of hydraulic fluid, preferably oil, from a supply line 42 into the switching cylinder 44 of switching elements 46 and the discharge of the hydraulic fluid into a sump 48 . The switching elements 46 are plates of clutch clutches, which cooperate with other plates 50 of this clutch. The switching pressure for the hydraulic fluid is set to a specific value on the electrohydraulic pressure modulation device 40 . During a switching operation, the hydraulic pressure is changed as a function of the speed changes mentioned (acceleration sensor 28 or sensor 32 ) in such a way that good switching quality results. The shift quality is particularly a jerk-free shift, without disadvantageous speed losses or negative influences on the life of the switching elements.

In Abwandlung von der oben beschriebenen Ausführungsform können auch die Signale des Beschleunigungsaufnehmers 28 und des Drehzahlsensors 32 gleichzeitig verwendet und daraus Differenzsignale gebildet werden.In a modification of the embodiment described above, the signals of the acceleration sensor 28 and of the speed sensor 32 can also be used simultaneously and differential signals can be formed therefrom.

Im Kurvendiagramm von Fig. 2 ist in ausgezogener Linie 50 der fest vorgegebene Druckverlauf für den Schaltdruck der Hydraulikflüssigkeit im Zylinder 44 gezeichnet. Die gestrichelten Kurven 52, 54, 56 und 58 zeigen an, wie der Druckkurvenverlauf durch Modulation gemäß der Erfindung verstellt werden kann, um unabhängig von Betriebsbedingungen des Fahrzeuges und des Getriebes optimale Schaltqualitäten zu erzielen. Im Zeitraum t ₁ bis t ₂ wird der Zylinder 44 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und dadurch werden die Lamellen 46 und 50 aneinander angelegt. Ab dem Zeitpunkt t ₂ wird von der Druckmodulationseinrichtung 40 der im Zylinder 44 herrschende Druck der Hydraulikflüssigkeit nach einer der Kurven 50, 52, 54, 56 oder 58 erhöht. Entlang welcher der Kurven der Druck erhöht wird, hängt vom Ruck, welcher vom Beschleunigungsaufnehmer 28 erfaßt wird, oder vom Abfall der Primärdrehzahl auf der Primärseite des Getriebes am Sensor 32 ab. Die Kurven sind nur schematisch. Zwischen den Kurven sind stufenlos weitere Kurvenverläufe möglich. Damit der Druck einen Grenzwert P _max. nicht überschreitet, kann eine Warnvorrichtung zur Abgabe eines Warnsignals bei Erreichen des Druckwertes P _max. vorgesehen sein.In the curve diagram of FIG. 2, the fixed pressure curve for the switching pressure of the hydraulic fluid in the cylinder 44 is drawn in a solid line 50 . The dashed curves 52 , 54 , 56 and 58 indicate how the pressure curve profile can be adjusted by modulation according to the invention in order to achieve optimum shifting qualities regardless of the operating conditions of the vehicle and the transmission. In the period t ₁ to t ₂ , the cylinder 44 is filled with hydraulic fluid and the fins 46 and 50 are thereby placed against one another. From time t ₂ , pressure modulation device 40 increases the pressure of the hydraulic fluid in cylinder 44 according to one of curves 50 , 52 , 54 , 56 or 58 . Which of the curves increases the pressure depends on the jerk, which is detected by the accelerometer 28 , or on the drop in the primary speed on the primary side of the transmission at the sensor 32 . The curves are only schematic. Continuous curves are possible between the curves. So that the pressure reaches a limit value P _max. does not exceed a warning device for emitting a warning signal when the pressure value P _max. be provided.

Claims

1. Electronic control device for automatic transmissions ( 4 ) which can be switched under load, characterized by a modulation signal generator device ( 24 ) for generating at least one electrical modulation signal ( 37 ), the value of which depends on accelerations or decelerations in a drive train, in which the transmission is located, or of accelerations or decelerations of a vehicle ( 2 ) containing the transmission ( 4 ) during gearshift operations, and by means of a pressure modulation device ( 40 ) electrically controlled as a function of these electrical modulation signals for changing the gear shifting elements ( 46 , 50 ) to change the hydraulic pressure acting on the gear shifting elements ( 46, 50 ) during gear change processes as a function of speed changes in the drive train or as a function of speed changes of the vehicle.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the modulation signaling device ( 24 ) is connected to an electronic gearshift signaling device ( 12 ), depending on the gearshift signals which indicate gearshifting operations, the modulation signaling device ( 24 ) only during Gears transmits modulated signals to the pressure modulation device ( 40 ).