DE3729186C2

DE3729186C2 -

Info

Publication number: DE3729186C2
Application number: DE3729186A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Yokohama Jp Narita
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1991-05-29
Also published as: JP2689417B2; US4953090A; JPS6362942A; DE3729186A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulikdruck- Steuersystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, aus der DE-OS 29 38 268 bekannten Hydraulikdruck-Steuersystem weist die einen Mikrocomputer enthaltende Regeleinheit mehrere in einem Speicher abgespeicherte Kurvenverläufe für ein sich über die Zeit änderndes Ausgangs-Drehmoment auf. Nach Maßgabe der jeweiligen Größen des ersten bis dritten Ausgangssignals und des jeweils stattfindenden Schaltvorgangs des automatischen Getriebes werden aus den Kurven Sollgrößen für das Ausgangs-Drehmoment aus dem Speicher ausgelesen, um die Istgröße des Ausgangs-Drehmoments zum jeweiligen Zeitpunkt an die jeweils ausgelesene Sollgröße anzunähern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem eine weitere Lösung der Aufgabe, den Eingriffsdruck des Reibelements zu verhindern, aufzuzeigen.

Bei einem Hydraulikdruck-Steuersystem der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Drehmomentdifferenz vor und nach einem Schaltvorgang des Getriebes unter Verwendung des Turbinenläufer-Drehmoments sowie der beiden Übersetzungsverhältnisse des Getriebes vor und nach dem Schaltvorgang berechnet. Unter Verwendung der jeweiligen Drehzahl der Getriebe-Ausgangswelle wird dann ein Energiebetrag berechnet, der einer Trägheitsänderung innerhalb des Getriebes entspricht. Aus diesem berechneten Energiebetrag sowie der berechneten Drehmomentdifferenz wird dann eine Zeitdauer berechnet, während der die Trägheitsphase auftritt, die vom Eingriffsbeginn bis zum Eingriffsende des jeweiligen Reibungselements andauert. Das Verhältnis zwischen Drehmomentdifferenz und dieser Zeitdauer gibt dann einen Faktor an, mit dem sich die Sollgröße des dem Reibungselement zuzuführenden Hydraulikdrucks ändert. Da die Istgröße des vom Ventil erzeugten Hydraulikdrucks, der dem Reibungselements tatsächlich zugeführt wird, dieser Sollgröße mit Hilfe einer üblichen PID-Regelung nachgeführt wird, ändert sich damit auch die Größe des tatsächlich am Reibungselement anstehenden Hydraulikdrucks. Damit kann der Eingriff des Reibungselements so geregelt werden, daß annähernd kein Eingriffsruck an dem Reibungselement auftritt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikdruck-Steuersystems;

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung die Kraftübertragung innerhalb eines Automatikgetriebes, dem das Steuersystem zugeordnet ist;

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des elektromagnetischen Ventils;

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, in dem die von dem Steuersystem ausgeführten Schritte dargestellt sind;

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, nach dem das Steuersystem arbeitet, um den Wert des anfänglichen Hydraulikdrucks und die Zeitdauer festzustellen, die benötigt wird, um ein Schalten zwischen den Gängen herbeizuführen;

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm der Schritte, die das Drucksteuersystem ausführt, um den Solldruck des Hydraulikfluids festzulegen;

Fig. 7 zeigt den Ausgangsdruck des elektromagnetischen Ventils gegenüber dem Solenoideingangsstrom, aufgetragen in einer charakteristischen Kurve, die die Daten wiedergibt, wie sie in einem ROM eines Mikrocomputers gespeichert sind;

Fig. 8 zeigt den Verlauf charakteristischer Kurven für die Drehmomentverhältnisse an einem Drehmomentwandler, wobei Daten dargestellt sind, die in einem ROM gespeichert sind;

Fig. 9 zeigt den Energiebetrag als Fläche, die durch die Drehmomentdifferenz T_D und die Zeitdauer ΔT_S gegeben ist; und

Fig. 10 zeigt den Verlauf der verschiedenen Signale gegenüber der Zeit.

Das in Fig. 1 gezeigte Hydraulikdruck-Steuersystem wird nun beschrieben.

Mit dem Bezugszeichen 2 ist dabei ein Motor bezeichnet. 3 bezeichnet einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und 4 ein automatisches Getriebe. Der Drehmomentwandler 3 umfaßt ein Pumpenrad 3a, das mit einer Kurbelwelle 2a des Motors 2 antriebsverbunden ist, sowie einen Turbinenläufer 3b, der über eine Turbinenwelle mit der Getriebeeingangswelle 4a antriebsverbunden ist.

Ein Beispiel des Aufbaus eines Getriebes 4 wird anhand von Fig. 2 beschrieben. Wie Fig. 2 zeigt, ist das Getriebe über die Eingangswelle 4a an den Drehmomentwandler 3 angeschlossen. Das Getriebe umfaßt einen ersten Planetenradsatz PG₁ und einen zweiten Planetenradsatz PG₂. Der erste Planetenradsatz PG₁ weist ein Sonnenrad S₁ auf, das über eine Kupplung F₄ mit der Eingangswelle 4a verbindbar ist, weiter ein Hohlrad R₁, Planetenräder P₁, die mit den Sonnen- und Hohlrädern S₁ und R₁ in Eingriff stehen, und einen Träger C₁, der auf die Planetenräder P₁ drehbar trägt. Der Träger C₁ kann über eine Kupplung F₃ mit der Eingangswelle 4a verbunden werden. Der zweite Planetenradsatz PG₂ umfaßt ein mit der Eingangswelle 4a verbundenes Sonnenrad S₂, ein Hohlrad R₂, Planetenräder P₂, die mit dem Sonnen- und Hohlrad S₂ und R₂ in Eingriff stehen, sowie einen Träger C₂, der die Planetenräder P₂ drehbar trägt. Der Träger C₂ ist mit dem Hohlrad R₁ und auch mit der Getriebeausgangswelle 4b verbunden. Der Träger C₁ kann über eine Kupplung F₂ mit dem Hohlrad R₂ verbunden werden und ist auch über eine Freilaufkupplung F₆ verbindbar, wenn die Kupplung F₁ in Eingriff ist. Mit einer Bremse F₅ wird das Sonnenrad S₁ festgehalten. Zwischen dem Träger C₁ und einem feststehenden Teil des Getriebes ist betriebsmäßig eine Einwegkupplung F₇ angeordnet.

Die oben beschriebenen Reibungselemente werden nach einem bestimmten Muster miteinander in oder außer Eingriff gebracht, so daß man vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang entsprechend der folgenden Tabelle erhält.

Tabelle

In der obigen Tabelle gibt das Zeichen "○" den Eingriff des jeweiligen Reibungselements wieder. Das Fehlen eines Zeichens bedeutet daher, daß das entsprechende Reibungselement nicht in Eingriff ist. Das Zeichen "(○)" bedeutet, daß das spezielle Reibungselement während der Motorbremsung in Eingriff ist.

Mit dem hydraulischen Drucksteuersystem kann jedes der Reibungselemente F₂, F₅ und F₃ hydraulisch gesteuert werden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird von diesen Reibungselementen die Kupplung F₃ hydraulisch so gesteuert, daß Stöße absorbiert werden, die auftreten, wenn die Kupplung F₃ in Eingriff gebracht wird, um zwischen den verschiedenen Gängen des Getriebes einen Schaltvorgang auszuführen. Obwohl dieses in Fig. 1 nicht besonders dargestellt ist, ist die Kupplung F₃ eine Mehrscheibenkupplung, die durch festen Eingriff von Antriebsplatten 5c und angetriebenen Platten, von denen nur eine bei 5d gezeigt ist, infolge des Kolbenhubs eines Kolbens 5b abhängig von dem im Zylinder 5a aufgebauten Druck greift. Die Kupplung F₃ kommt außer Eingriff, wenn der Hydraulikdruck in dem Zylinder 5a abgebaut wird.

Mit dem Zylinder 5a ist eine Hydraulikleitung 6 verbunden. In der Hydraulikleitung 6 wird ein Leitungsdruck, der durch den Pfeil L wiedergegeben ist, erzeugt. In einem Bereich der Hydraulikleitung 6 ist ein Betätigungselement in Form eines elektromagnetisch betriebenen Proportionalitätsventils 7 angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeit des den Zylinder 5a der Kupplung F₃ zugeführten Hydraulikfluids zu steuern. Dieses Ventil 7 wird in Abhängigkeit des Ausgangssignals einer mit einem Mikrocomputer arbeitenden Regeleinheit 8 betätigt.

Der Aufbau des oben erwähnten elektromagnetisch betriebenen Ventils 7 ist in der Fig. 3 dargestellt. Dieses Ventil 7 umfaßt einen Ventilkörper 7a, einen Ventilschieber 7b, eine Tauchspule 7d, die elektromagnetisch über ein Solenoid 7c aktiviert wird. Wenn die Tauchspule 7d aktiviert wird, wird sie in der Darstellung der Fig. 3 nach links bewegt, so daß der Ventilschieber 7b gegen die Vorspannkraft der Feder 7e beaufschlagt wird. Der Ventilkörper 7a weist einen Einlaß 7f und einen Auslaß 7g sowie einen Auslaß 7h auf. Der Einlaß 7f ist mit einer Quelle für den Leitungsdruck verbindbar, so daß Hydraulikfluid über den Einlaß 7f und den Auslaß 7g in den Zylinder 5a fließt. In der dargestellten Lage des Ventilschiebers 7b ist die Strömungsverbindung sowohl zwischen dem Auslaß 7g und dem Einlaß 7f sowie zwischen dem Auslaß 7g und dem Auslaß 7h unterbrochen. Wenn der Ventilschieber 7b aus der in Fig. 3 dargestellten Lage nach links bewegt wird, entsteht eine Strömungsverbindung zwischen dem Auslaß 7g und dem Einlaß 7f, so daß Hydraulikfluid in den Zylinder 5a der Kupplung F₃ geführt wird. Wenn der Ventilschieber 7b aus der in Fig. 3 dargestellten Lage nach rechts bewegt wird, gelangt der Auslaß 7g mit dem Auslaß 7h in Verbindung, so daß Hydraulikfluid aus dem Zylinder 5a der Kupplung F₃ abgeführt wird. Wie aus Fig. 3 erkannt werden kann, wird der Hydraulikdruck innerhalb des Auslasses 7g mit Hilfe einer axialen Bohrung im Ventilschieber 7b in die Federkammer übertragen, in der die Feder 7e angeordnet ist, so daß die Feder 7e bei ihrer Vorspannung des Ventilschiebers 7b nach rechts in Fig. 3 unterstützt wird.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Ausgangshydraulikdruck P_C, wie er im Auslaß 7g erzeugt wird, und der Stärke i des elektrischen Stroms, der durch das Solenoid 7c fließt. Wie aus dieser Darstellung deutlich wird, besteht eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Ausgangshydraulikdruck und dem elektrischen Strom, der durch das Solenoid 7c fließt.

Um nun wieder auf Fig. 1 zurückzukommen, so sind drei Drehzahlsensoren 10, 12 und 14 vorhanden. Der eine Sensor 10 ist so angeordnet, daß er die Drehzahl der Kurbelwelle 2a mißt. Ein weiterer Sensor 12 ist so angeordnet, daß er die Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle 4a (oder die Drehzahl der Turbine 3b des Drehmomentwandlers 3) mißt. Ein anderer Sensor 14 mißt die Drehzahl der Getriebe-Ausgangswelle 4b. Der Sensor 15 mißt den Ausgangshydraulikdruck des elektromagnetisch betätigten Ventils 7. Die Ausgangssignale der Sensoren 10, 12, 14 und 15 werden an eine Regeleinheit 8 gegeben. Die Regeleinheit 8 gibt ein Ausgangssignal an das elektromagnetisch betätigte Ventil 7 ab. Diese Regeleinheit 8 umfaßt einen Mikrocomputer, wobei mit 40 der Zentralprozessor (im folgenden als CPU bezeichnet) bezeichnet ist, der auf der Basis eines Steuerprogramms und von Steuerdaten, die in dem Lesespeicher 42 enthalten sind (im folgenden als ROM abgekürzt), arbeitet. Die Ausgangssignale der Sensoren 10, 12, 14 und 15 werden mit entsprechenden Wandlern, die nicht gezeigt sind (z. B. Analogdigitalwandler) in binär codierte Werte umgesetzt. Diese binär codierten Werte werden in einem Zugriffsspeicher (RAM) 44 über ein Eingabe/Ausgabe-Interface 46 (abgekürzt als I/O) gespeichert. Die CPU 40 arbeitet auf der Basis gespeicherter Daten und der im RAM 44 und ROM 42 gespeicherten Werte und Programme und regelt den Hydraulikfluiddruck zur Betätigung der Reibungselemente und erzeugt über das I/O 46 das Solenoidtreibersignal, welches an das Solenoid 7c des elektromagnetisch betätigten Ventils 7 angelegt wird.

Die Art und Weise, wie das beschriebene Hydraulikdrucksteuersystem arbeitet, wird im folgenden anhand der Flußdiagramme nach den Fig. 4, 5 und 6 erläutert.

Fig. 4 ist dabei das Flußdiagramm eines Unterbrechungsprogramms, das zusammen mit einem Hauptprogramm arbeitet, welches nicht gezeigt ist, um den Leitungsdruck zu steuern. Das in Fig. 4 gezeigte Programm arbeitet abhängig von einem Unterbrechungssignal, das in bestimmten vorgegebenen Intervallen, z. B. alle fünf Millisekunden von einem Zeitgeber 48 erzeugt wird.

Fig. 5 zeigt das Flußdiagramm eines Unterprogramms, mit dem Anfangshydraulikwerte P_I sowei eine Zeit ΔT_S erzeugt werden, die zum Umschalten zwischen Getriebestellungen benötigt werden.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterprogramms mit dem ein Sollwerthydraulikdruck P_T bestimmt wird.

Die folgende Tabelle (Tabelle 2) gibt die Grundbedeutung der in den Flußdiagrammen nach Fig. 4, 5 und 6 wiedergegebene Adreßnamen an.

Adreßnamen
Bedeutung
SFLG I
nimmt den Wert 1 in Abhängigkeit eines das Schalten der Gänge anzeigenden Signals (Schaltbefehl) an, das in Fig. 10 gezeigt ist.
SFLG II	nimmt den Wert 1 zur Anzeige an, daß ein Anfangshydraulikdruck errechnet worden ist.
SFLG III	nimmt den Wert 1 an, wenn das Übersetzungsverhältnis N_T/N_O sich zu ändern beginnt, was anzeigt, daß ein Schaltvorgang in eine Trägheitsphase eingetreten ist.
G	speichert einen Wert für ein Übersetzungsverhältnis, der aus der Berechnung von N_T/N_O resultiert.
G_NEW	speichert einen Wert für ein Übersetzungsverhältnis, der für jede Übersetzung vorbestimmt ist.
T_S	gibt einen Zeitgeber für den Schaltvorgang an.
ΔT_S	speichert einen Zeitwert, der für eine Trägheitsphase des Schaltvorgangs benötigt wird.
T_A	speichert einen Zeitwert, der für den durch einen Schaltbefehl in Gang gesetzten Schaltvorgang benötigt wird.
P_I	speichert einen Wert für einen Anfangshydraulikdruck.
P_T	speichert einen Wert für einen Sollhydraulikdruck.
i	speichert einen Stromstärkwert für einen Strom, der durch den in Fig. 3 gezeigten Solenoid 7c fließt.
e	speichert einen Wert für ein Drehzahlverhältnis, der aus der Berechnung von N_T/N_E resultiert.
t	speichert einen Wert für ein Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers 3, wobei dieser Wert durch Tabellen-Auslesen wie in Fig. 8 gezeigt, gewonnen wird.
τ	speichert einen Wert eines Koeffizienten für ein Eingangsdrehmoment des Drehmomentwandlers 3, wobei dieser Wert durch Tabellen-Auslesen, wie in Fig. 8 angedeutet, gewonnen wird.
N_E	speichert die vom Sensor 10 gemessene Drehzahl des Motors.
N_T	speichert die vom Sensor 12 gemessene Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle oder der Turbine.
N_O	speichert die vom Sensor 14 gemessene Drehzahl der Getriebe-Ausgangswelle.
T_T	speichert das Drehmoment, das auf die Getriebe-Eingangswelle 4a durch den Drehmomentwandler 3 übertragen wird, wobei dieser Wert aus der Berechnung t×(τ)×N_E² ermittelt wird.
E	speichert einen Energiebetrag, der einer Trägheitsänderung während der Trägheitsphase entspricht.
T_D	speichert eine Differenz im Getriebeausgangsdrehmoment, wie sie durch einen Schaltvorgang entsteht.
λ₁	speichert ein Übersetzungsverhältnis vor dem Schalten.
λ₂	speichert ein Übersetzungsverhältnis nach dem Schalten.

Im folgenden werden nun die Programme anhand der Flußdiagramme nach den Fig. 4, 5 und 6 beschrieben.

Zunächst wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Im Schritt 30 wird überprüft, ob der Inhalt der Adresse SFLG I auf 1 gesetzt ist. Bevor mit der weiteren Erläuterung des Unterprogramms fortgefahren wird, wird nun eine kurze Erläuterung gegeben, wie die Adresse SFLG I auf 1 gesetzt wird. Der Mikrocomputer errechnet eine geeignete Getriebeposition auf der Basis von Ausgangssignalen der verschiedenen Positionssensoren, die die Lagen erfassen, welche von verschiedenen Schaltventilen, z. B. einem 1-2 Schaltventil, einem 2-3 Schaltventil und einem 3-4 Schaltventil eingenommen werden. Die Adresse SFLG I wird auf 1 gesetzt, abhängig von einem vorbestimmten Wechsel in der Getriebeposition von einem Gang in einen anderen, z. B. vom zweiten Gang in den dritten Gang. Wenn die zuvor erwähnten Schaltventile nicht verwendet werden, wird eine Getriebeschalttabelle in dem ROM 42 abgespeichert und stattdessen verwendet. Die Tabelle speichert Digitalwerte, die Getriebeübersetzungswerten entsprechen. Der Rechner verwendet die Tabelle und führt ein Tabellen-Auslesen durch, um einen geeigneten Gang als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Drosselklappenöffnungswert zu bestimmen.

Wenn im Schritt 30 festgestellt wird, daß der Inhalt der Adresse SFLG I nicht gleich 1 ist, kehrt das Unterprogramm zum Hauptprogramm zurück. Wenn die Adresse SFLG gleich 1 ist, geht das Unterprogramm zum Schritt 31 über, wo untersucht wird, ob der Inhalt der Adresse G gleich dem Inhalt der Adresse G_NEW ist. Obwohl aus Gründen der Einfachheit das in der Fig. 4 nicht gezeigt ist, gibt es noch Schritte, die die geeigneten vorbestimmten Getriebeübersetzungswerte einer Adresse G_NEW zuordnen entsprechend der Getriebelage, die vom Computer erfaßt wird.

Weiterhin werden die Ausgabesignale der Drehzahlsensoren 12 und 14 über den I/O 46 gelesen und als Digitalwerte in den Adressen N_T und N_O abgespeichert: Dann wird das Verhältnis N_T/N_O berechnet und das Ergebnis unter der Adresse G abgespeichert. Eine Veränderung im Inhalt der Adresse G ist in Fig. 10 dargestellt. Wenn im Schritt 31 fesgestellt wird, daß der Inhalt der Adresse G nicht dem Inhalt der Adresse G_NEW gleicht, geht das Programm zum Schritt 32 über, während dann, wenn der Inhalt der Adresse G dem Inhalt der Adresse G_NEW gleicht, das Programm zum Schritt 45 weiterläuft. Man kann einfach sehen, daß der Inhalt der Adresse G gleich dem Inhalt der Adresse G_NEW bis zur Vollendung eines bestimmten Schaltvorgangs wird. Im Schritt 32 wird untersucht, ob die Adresse SFLG II auf 1 gesetzt ist. Wenn der Inhalt der Adresse SFLG II nicht gleich 1 ist, geht das Programm zum Schritt 33, mit dem das in Fig. 5 gezeigte Unterprogramm ausgeführt wird, um einen Anfangshydraulikdruckwert festzustellen, der unter der Adresse P_I gespeichert werden soll. Danach geht das Programm zum Schritt 34, wo der Inhalt der Adresse SFLG II auf 1 gesetzt wird. Danach folgt der Schritt 35, in dem untersucht wird, ob der Inhalt von SFLG III gleich 1 ist. Wenn im Schritt 32 festgestellt wird, daß der Inhalt der Adresse SFLG II gleich 1 ist, überspringt das Programm die Schritte 33 und 34 und geht zum Schritt 35.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5 das Unterprogramm zur Bestimmung des Anfangsdruckwerts erläutert. Im Schritt 50 werden die Ausgangssignale der Drehzahlsensoren 10 und 12 über das I/O 46 gelesen und die Ergebnisse unter den Adressen N_E bzw. N_T gespeichert. Die CPU 40 errechnet dann den Wert N_T/N_E und speichert das Ergebnis unter der Adresse e. Nach diesem Schritt 50 geht das Programm zum Schritt 51, wobei der Computer ein Tabellen-Auslesen durchführt, und dabei den Inhalt der Adresse e verwendet. Für diesen Betrieb sind in ROM 42 zwei Tabellen abgespeichert. Die eine Tabelle gibt die Drehmomentverhältnisse an, wie sie als strichpunktierte Linie 300 in der Fig. 8 dargestellt ist. Die andere Tabelle gibt die Koeffizienten für die Eingangsdrehmomente an, wie sie durch die durchgezogene Linie 302 in Fig. 8 dargestellt ist. Das Ergebnis des Tabellen-Auslesens aus der Tabelle 300 wird unter der Adresse t gespeichert. Das Ergebnis des Tabellen-Auslesens aus der Tabelle 302 wird unter der Adresse (τ) gespeichert. Im folgenden Schritt 52 rechnet der Computer die Gleichung t×τ×N_E² aus und speichert das Ergebnis unter der Adrese T_T. Der Inhalt der Adresse T_T gibt ein Turbinendrehmoment an, das auf die Getriebe-Eingangswelle 4a wirkt. Danach geht das Programm zum Schritt 53, wobei der Betrag der Energie E, wie er sich aus einer Änderung der Trägheit beim Schalten der Gänge ergibt, durch Berechnung der Gleichung E=k×N_O ermittelt wird, wobei: k eine Konstante wiedergibt, die für einen gegebenen Wechsel in den Gängen vorbestimmt ist. Im nachfolgenden Schritt 54 rechnet die CPU 40 die Gleichung

T_D = T_T × (λ₁ - λ₂)

aus und erfaßt somit einen Drehmomentwechsel vor und nach dem Schalten des Getriebes. Im Schritt 55 errechnet die CPU 40 die Gleichung ΔTs=2×E/T_D und ermittelt somit die Zeitdauer, die für die Trägheitsphase erforderlich ist. Diese Gleichung wird aus der Annahme abgeleitet, daß der Energiebetrag gleich der Hälfte des Produkts von T_D und ΔT_S ist. Diese Annahme wird durch das rechtwinklige Dreieck der Fig. 9 wiedergegeben. Die Fläche dieses Dreiecks gibt den Energiebetrag an. Die Höhe des Dreiecks gibt, die Drehmomentdifferenz T_D an und die Länge des Dreiecks gibt die Zeit ΔT_S an, die für die Trägheitsphase Ts erforderlich ist. Im nachfolgenden Schritt 56 errechnet die CPU 40 einen mittleren Drehmomentsänderungswert α während der Trägheitsphase durch Berechnen der Gleichung α=T_D/Ts, welche aus der anhand von Fig. 9 erläuterten Annahme abgeleitet wird. Danach geht das Programm zum Schritt 57 über, in dem der Anfangshydraulikdruck festgelegt und unter der Adresse P_I gespeichert wird. Der Anfangshydraulikdruck ist die Summe des hydraulischen Kupplungsbetätigungsdrucks, der benötigt wird, um die Kupplung so zu beaufschlagen, daß eine Eingriffskraft erzeugt wird, die als Minimalwert für den unter Adresse T_T abgespeicherten Turbinendrehmomentwert erforderlich ist, sowie aus einem Kupplungsbetätigungsdruck, der erforderlich ist, damit die Kupplung eine weitere Eingriffskraft für die Drehmomentdifferenz, die in der Adresse T_D gespeichert ist, aufbringt. Um den zuerst erwähnten Kupplungsbetätigungsdruck zu erhalten, führt der Rechner ein Tabellen-Auslesen in einer Tabelle aus, die in dem ROM gespeichert ist, wobei diese Tabelle Daten enthält, die aus den Turbinendrehmomentwerten gewonnen werden. Um den zweiten Kupplungsbetätigungsdruck zu erhalten, führt der Rechner ein Tabellen-Auslesen in einer Tabelle aus, die in dem ROM 42 gespeichert ist, wobei diese Tabelle die Daten enthält, die aus Drehmomentdifferenzwerten abgeleitet sind. Nach der Ausführung des Schritts 57 geht das Programm zum Schritt 34, der in Fig. 4 gezeigt ist.

Im Schritt 34 wird die Adresse SFLG II auf 1 gesetzt. In dem nachfolgenden Schritt 35 wird untersucht, ob die Adresse SFLG III auf 1 gesetzt ist. Wie zuvor erläutert worden ist, wird die Adresse SFLG III beim Beginn des Trägheitsphasenbetriebs auf 1 gesetzt, so daß die Adresse SFLG III nicht auf 1 ist, bevor der Schaltvorgang in die Trägheitsphase eintritt. Das Programm geht dann vom Schritt 35 zum Schritt 36, in dem untersucht wird, ob sich der Inhalt der Adresse G verändert hat. Da der Inhalt der Adresse G ein Getriebeübersetzungsverhältnis wiedergibt, d. h., das Verhältnis der Turbinendrehzahl N_T zur Drehzahl N_O der Getriebe-Ausgangswelle, zeigt die Tatsache, daß der Inhalt der Adresse G verändert worden ist, den Beginn der Trägheitsphase an. Wie sich aus Fig. 10 ergibt, bleibt der Inhalt der Adresse G so lange unverändert, bis die Trägheitsphase beginnt, so daß die im Schritt 36 durchgeführte Entscheidung solange negativ ist, bis die Trägheitsphase beginnt. Dann geht das Programm zum Schritt 37, wobei der Inhalt der Adresse auf den Inhalt der Adresse P_T geführt wird. Mit anderen Worten, wird der Anfangshydraulikdruckwert, der im Schritt 33 ermittelt wird, als Hydrauliksollwert im Schritt 37 genommen, bis die Trägheitsphase beginnt.

Wenn der Schaltvorgang in die Trägheitsphase eintritt, geht das Programm vom Schritt 36 zum Schritt 38 über, in dem die Adresse SFLG III auf 1 gesetzt wird. Nachdem die Adresse SFLG III auf 1 gesetzt ist, geht das Programm vom Schritt 35 zum Schritt 39 in einem nachfolgenden Durchlauf über. Im Schritt 39 wird ein Schaltzeitgeber Ts um einen Wert 1 erhöht. Dieser Schritt wird ausgeführt, um die Zeit festzustellen, die nach dem Eintritt in die Trägheitsphase vergangen ist. Im nachfolgenden Schritt 40 wird untersucht, ob der Inhalt des Schaltzeitgebers Ts größer oder gleich einem vorbestimmten Zeitintervallwert T_A ist, wobei dieser Wert größer eingestellt ist als die Schaltzeit, die durch den Inhalt der Adresse Ts zur Ausfallsicherheit wiedergegeben ist. Wenn im Schritt 40 festgestellt wird, daß der Inhalt des Schaltzeitgebers Ts noch kleiner als der Inhalt der Adresse Ts ist, geht das Programm zum Schritt 41 über, in dem das Unterprogramm nach Fig. 6 durchlaufen wird, um so einen Hydraulikdrucksollwert zu ermitteln, der unter der Adresse P_T gespeichert werden soll.

Anhand von Fig. 6 wird das gezeigte Unterprogramm nun beschrieben. Im Schritt 60 werden die Ausgangssignale der Drehzahlsensoren 10 und 12 mittels des I/O 46 gelesen und die Ergebnisse unter den Adressen N_E bzw. N_T gespeichert. Die CPU 40 errechnet nach der Gleichung N_T/N_E einen Wert und speichert das Ergebnis unter der Adresse e. Nachdem dieser Schritt 60 ausgeführt ist, geht das Programm zum Schritt 61 weiter, wobei der Computer ein Tabellen-Auslesen durchführt unter Verwendung des Inhalts der Adresse e. Bei diesem Betrieb werden zwei Tabellen eingesehen, d. h., eine für die Drehmomentverhältnisse, wie sie in der Fig. 8 durch die strichpunktierte Linie 300 dargestellt ist, und eine für die Koeffizienten der Eingangsdrehmomente, wie sie durch die durchgezogene Linie 302 in Fig. 8 gezeigt ist. Das Ergebnis des Tabellen-Auslesens in die Tabelle 300 wird unter der Adresse t gespeichert. Das Ergebnis des Tabellen-Auslesens in die Tabelle 302 wird unter der Adresse τ gespeichert. Im nachfolgenden Schritt 62 errechnet der Rechner nach der Gleichung t×τ×N_E² einen Wert und speichert diesen Wert in der Adresse T_T. Der Inhalt der Adresse T_T gibt das Turbinendrehmoment an, das auf die Getriebe-Eingangswelle 4a wirkt. Im nachfolgenden Schritt 63 errechnet der Rechner nach der Gleichung

T_P = T_D - α × T_S

einen Wert, um so einen beabsichtigten Drehmomentenbereich während der Trägheitsphase festzulegen. Dieser Wert wird unter der Adresse T_P gespeichert. In dem nachfolgenden Schritt 64 wird der Hydrauliksolldruck ermittelt und der Inhalt der Adresse P_T mit diesem Ergebnis erneuert. Der Hydrauliksolldruck ist die Summe des Kupplungsbetätigungsdruck, der erforderlich ist, um für die Kupplung eine für das unter der Adresse T_T gespeicherte Turbinendrehmoment minimal erforderliche Eingriffskraft zu erzeugen, und der Kupplungsbetätigungsdrucks, der erforderlich ist, damit die Kupplung eine weitere Eingriffskraft entsprechend dem beabsichtigten, in der Adresse T_P gespeicherten Drehmomentwert erzeugen kann. Diese ersten und zweiten Hydraulikdruckwerte werden wiedergegeben mit P_T(T_T) und P_T(T_p) im Schritt 64. Das Ergebnis wird unter der Adresse P_T(NEW) gespeichert und der Inhalt der Adresse P_T(NEW) als Inhalt in die Adresse P_T eingeschrieben. Danach geht das Programm zum Schritt 42, der in Fig. 4 gezeigt ist.

Zurückgehend auf Fig. 4 werden im Schritt 42 der hydraulische Drucksollwert, der unter der Adresse P_T abgespeichert und in den zuvor durchgeführten Schritten 37 oder 41 erhalten wurde, und der hydraulische Druckistwert, der in der Adresse P_C gespeichert ist, dazu verwendet, um einen Fehler oder eine Abweichung dazwischen festzustellen. Entsprechend der Abweichung führt der Rechner eine PID (P: proportional, I: integral, D: differenzial)-Berechnung durch und speichert das Ergebnis. Ein elektrischer Stromwert, der diesem Ergebnis entspricht, wird unter der Adresse i(NEW) gespeichert. Im nachfolgenden Schritt 43 wird der Inhalt der Adresse i(NEW) auf den Inhalt der Adresse i gesetzt. In einem Schritt 44 wird der Inhalt der Adresse i ausgelesen und über den I/O 46 an das Solenoid 7c gegeben. Als Ergebnis dieser Rückkopplungsregelung wird der hydraulische Betätigungsdruck P_C auf den Wert des hydraulischen Solldruckwerts, wie er in der Stufe 37 oder 41 ermittelt worden ist, gefahren.

Wenn im Schritt 31 dessen Ergebnis anzeigt, daß ein bestimmter Schaltvorgang vollendet ist, ist G gleich G_NEW, so daß das Programm über die Schritte 45, 46 und 47 läuft. Im Schritt 45 werden alle Adressen SFLG I, SFLG II und SFLG III gelöscht und ihre Inhalte auf 0 gesetzt. Im Schritt 46 wird der Hydraulikdrucksollwert, wie er durch den Inhalt der Adresse P_T wiedergegeben ist, auf einen Maximalwert gesetzt. Das bedeutet, daß der Leitungsdruck P_L als Hydrauliksollwert eingestellt wird. Im Schritt 46 wird der Solenoidstrom, der dem durch den Inhalt der Adresse P_T wiedergegebenen Maximalwert entspricht, ermittelt und unter der Adresse i(NEW) gespeichert. Im nachfolgenden Schritt 47 wird der Inhalt des Schaltzeitgebers Ts gelöscht und auf 0 gesetzt. Danach läuft das Programm durch die Schritte 43 und 44 und der Inhalt der Adresse i wird über den I/O 46 an das Solenoid 7c gegeben. Als Ergebnis dieses Schritts wird der hydraulische Betätigungsdruck P_C gleich dem Wert des Leitungsdrucks P_L eingestellt. Dies verhindert, daß die Kupplung F₃ nach Beendigung des Schaltvorgangs schleift. Dadurch wird der Übertragungsverlust durch die Kupplung so klein wie möglich.

Wenn die CPU 40 die Beendigung eines bestimmten Schaltvorgangs im Schritt 31 nicht feststellen kann, würde das Programm vom Schritt 40 durch die oben beschriebenen Schritte 45, 46 und 47 laufen, wenn der Inhalt des Schaltzeitgebers Ts größer oder gleich einem vorbestimmten Zeitwert T_A wird. Dies stellt eine Sicherheitsmaßnahme gegen ein Blockieren der Kupplung aufgrund von übermäßiger, durch Reibung erzeugter Wärme dar.

Das Hochschalten wird nun im folgenden anhand von Fig. 10 erläutert. Da während des Zeitraums zum Zeitpunkt t₁ wenn ein Schaltbefehl auftaucht, bis zum Zeitpunkt t₂, für den die Trägheitsphase beginnt, die Motordrehzahl N_E und die Turbinendrehzahl N_T konstant gehalten werden, ist auch der anfängliche Hydraulikdruckwert, wie er durch den Inhalt von P_I wiedergegeben wird, konstant, so daß der Solenoidstrom i, der an das Solenoid 7c gegeben wird, während diesem Zeitraum konstant ist, wie es gezeigt ist. Während diesem Zeitraum wird der hydraulische Kupplungsbetätigungsdruck P_C anfänglich auf einem Wert gehalten, der der Vorspannkraft einer Kupplungsrückholfeder während der Totgangbewegung des Kupplungskolbens bis zum Beginn des Kupplungseingriffs entspricht. Nach Beendigung der Totgangbewegung des Kupplungskolbens beginnt der hydraulische Kupplungsbetätigungsdruck P_C in Richtung auf einen anfänglichen hydraulischen Druckwert anzusteigen, wie er durch den Inhalt der Adresse P_I wiedergegeben wird, so daß die Kupplung F₃ den Eingriffsvorgang beginnt. Als Ergebnis davon findet ein Abfall des Ausgangswellendrehmoments T_O statt.

Während des Zeitraums ΔTs der Trägheitsphase, der zum Zeitpunkt t₂ beginnt und zum Zeitpunkt t₃ endet, nachdem der Schaltvorgang zu Ende ist, wird an das Solenoid 7c der elektrische Strom i gegeben, der dem Hydraulikdrucksollwert entspricht, wie er dem Inhalt der Adresse P_T zugeordnet ist, der durch das in Fig. 6 dargestellte Unterprogramm ermittelt wurde. Dadurch wird der Kupplungsbetätigungsdruck P_C so geregelt, daß sich das Ausgangswellendrehmoment T_O weich ändert, ohne daß Drehmomentunterschiede verursacht werden. Dadurch kann der Energiebetrag E allmählich abgebaut werden. Auf diese Weise wird das Auftreten eines Schaltdrucks wirksam unterbunden.

Außerdem tritt kein Drehmomentunterschied vor und nach dem Zeitpunkt t₃ auf, wenn der Schaltvorgang beendet ist und das Ausgangswellendrehmoment T_O wird in Übereinstimmung mit dem Drehmomentwert T_T×λ₂ gebracht. Dadurch werden Schaltstöße, wie sie durch Drehmomentschwankungen bis zur Beendigung des Schaltbetriebs verursacht werden könnten, wirksam unterdrückt.

Claims

1. Hydraulikdruck-Steuersystem zur Verminderung des Eingriffsdrucks eines Reibungselements (F₃) in einem automatischen Getriebe (4), das eine Getriebe-Eingangswelle (4a) und eine Getriebe-Ausgangswelle (4b) aufweist, wobei die Eingangswelle (4a) mit dem Turbinenläufer (3b) eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (3) verbunden ist, dessen Pumpenrad (3a) mit der Kurbelwelle (2a) eines Motors (2) verbunden ist, und wobei das Steuersystem umfaßt:
ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (7) zur Einstellung eines Hydraulikdrucks für das Reibungselement (F₃);
eine erste Sensoreinrichtung zum Erfassen der Drehzahl (NE) der Kurbelwelle (2a) des Motors (2);
eine zweite Sensoreinrichtung (12) zum Erfassen der Drehzahl (N_T) der Getriebe-Eingangswelle (4a);
eine dritte Sensoreinrichtung (14) zum Erfassen der Drehzahl (N_O) der Getriebe-Ausgangswelle (4b);
eine Regeleinheit (8), die die erfaßten Drehzahlen als Eingangssignale erhält und ein Ausgangssignal erzeugt, das das elektromagnetisch betätigte Ventil (7) derart beeinflußt, daß der von diesem eingestellte Hydraulikdruck mit einer Sollgröße (P_T) übereinstimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Drehmomentdifferenz (T_D) vor und nach einem Schaltvorgang des Getriebes (4) durch Berechnen einer Gleichung T_D=T_T×(λ₁-λ₂) abgeschätzt wird, wobei T_T das in einem Rechnerteil der Regeleinheit (8) aus den erfaßten Drehzahlwerten (N_E; N_T) und der Charakteristik des Drehmomentwandlers ermittelte Turbinenläufer-Drehmoment zu einem Zeitpunkt vor Beginn der Trägheitsphase des Schaltvorgangs ist, sowie λ₁ das Übersetzungsverhältnis des Getriebes vor und λ₂ das Übersetzungsverhältnis des Getriebes nach dem Schaltvorgang ist;
ein Energiebetrag (E) infolge einer Trägheitsänderung des Getriebes (4) vor und nach dem Schaltvorgang zu dem Zeitpunkt vor Beginn der Trägheitsphase durch Berechnen einer Gleichung E=k×N_O abgeschätzt wird, wobei k ein bestimmter Koeffizient für den Schaltvorgang und N_O die Drehzahl der Getriebe-Ausgangswelle (4b) zu diesem Zeitpunkt ist;
eine Zeitdauer (ΔT_S) vom Beginn (t₂) der Trägheitsphase bis zum Ende (t₃) der Trägheitsphase des Schaltvorgangs durch Berechnen der Gleichung ΔT_S=2×E/T_D abgeschätzt wird; und
die Sollgröße (P_T), des dem Reibungselement (F₃) zuzuführenden Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem Verhältnis (α) der Drehmomentdifferenz (T_D) zu der Zeitdauer (ΔT_S) der Trägheitsphase geändert wird. Wonach durch die Regeleinheit (8) ein elektrischer Stromwert (i) an das Ventil (7) gegeben wird, der bewirkt, daß der von dem Ventil (7) eingestellte Hydraulikdruck gleich der Sollgröße (P_T) ist.

2. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollgröße (P_T) des Hydraulikdrucks für die Trägheitsphase des Schaltvorgangs gleich der Summe einer Funktion (P_T(T_T)) des Turbinenläufer-Drehmoments (T_T) und einer Funktion (P_T(T_p)) eines in der Regeleinheit (8) ermittelten Drehmoments (T_p) ist, das sich durch Subtraktion des Produkts (α×T_S) von der Drehmomentdifferenz (T_D) ergibt, wobei Ts eine Anzahl von im Rechnerteil der Regeleinheit (8) während des Schaltvorgangs gezählter Zeittakte ist.

3. Hydraulikdruck-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenläufer-Drehmoment (T_T) durch Berechnen der Funktion T_T=t×τ×N_E² gegeben ist, in der N_E die Drehzahl der Kurbelwelle (2a) als Veränderliche ist und wobei t und τ aus der Charakteristik der Drehmomentwandlers in Abhängigkeit von den erfaßten Drehzahlen (N_E; N_T) ermittelte Parameter sind.