DE3812003A1

DE3812003A1 - Steuerungssystem fuer den leitungsdruck in einem automatikgetriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3812003A1
Application number: DE3812003A
Authority: DE
Inventors: Hosei Suzuki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1988-11-03
Also published as: GB2207716A; DE3812003C2; JP2741023B2; GB2207716B; JPS63259257A; GB8808549D0; US4836055A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für den Leitungs druck in einem Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge, wobei der Druck in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung gesteuert wird, indem man ein in dem Steuerungssystem vorhandenes Magnetventil betätigt.

In einem herkömmlichen Hydraulikkreis für ein Automatikge triebe wird der Leitungsdruck gesteuert durch ein Druckände rungsventil, welches von dem Reglerdruck betätigt wird, der sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Wie in Fig. 5 dargestellt, wird der Leitungsdruck stufenweise geändert von einem Wert auf hohem Pegel zu einem Wert auf niedrigem Pegel, und zwar in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindig keit. In einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, wo das Drehmoment des Motors groß ist, befindet sich näm lich der Leitungsdruck auf hohem Pegel, und in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, wo das Drehmoment kleiner wird, wird der Leitungsdruck reduziert.

In der JP-Gm 56-1 27 141 ist ein Automatikgetriebe angegeben, das einen Hydraulikkreis mit drei Schieberventilen sowie eine elektronische Steuerschaltung mit einem Magnetventil aufweist, an das ein Signal in Abhängigkeit von der Fahr zeuggeschwindigkeit und der Motorlast angelegt wird. Das Magnetventil ist so angeordnet, daß es Steuerdrücke mit drei Pegeln erzeugt. Die Schieberventile werden betätigt von jeweils verschiedenen Steuerdrücken, so daß das Über tragungsverhältnis geändert werden kann.

Da jedoch bei der Leitungsdrucksteuerung gemäß Fig. 5 der Leitungsdruck nur auf einem von zwei Pegeln gehalten werden kann, gibt es zwei Bereiche A und B, wo die Leitungsdrücke relativ zum Drehmoment zu hoch sind. In diesen Bereichen nehmen Pumpenverluste in einer Ölpumpe sowie stoßartige oder ruckartige Bewegungen zu, die bei Änderung eines Über setzungsverhältnisses auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Steuerungssystem für den Leitungsdruck in einem Automatikgetriebe für Kraft fahrzeuge oder dergleichen anzugeben, wo das Verhältnis des Leitungsdruckes zum Motorendrehmoment bei jeder Fahr zeuggeschwindigkeit relativ konstant gehalten wird, so daß Pumpenverluste und Stöße reduziert werden, die sonst bei Än derung des Übersetzungs- oder Übertragungsverhältnisses auftreten.

Gemäß der Erfindung wird ein Steuerungssystem für den Lei tungsdruck in einem hydraulisch betriebenen Automatikge triebe für Kraftfahrzeuge angegeben, das folgendes auf weist: Einen Motorlastdetektor zur Erzeugung eines Last signales in Abhängigkeit von der auf den Motor des Fahr zeuges wirkenden Last; einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetek tor zur Erzeugung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges; einen Leitungsdruckrechner, der auf das Lastsignal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal anspricht, um ein Leitungs drucksignal zu erzeugen, welches den Leitungsdruck reprä sentiert; und eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung, die auf das Leitungsdrucksignal anspricht, um ein Steuersignal zu erzeugen.

Ein Hydraulikkreis des Automatikgetriebes hat ein elektro magnetisches Ventil, das von dem Steuersignal betätigt wird, um den Druck eines Steueröles in dem Hydraulikkreis des Automatikgetriebes zu steuern, wobei ein Druckregelventil in dem Hydraulikkreis vorgesehen ist, das mit dem Steueröl betätigt wird, um den Leitungsdruck so zu steuern, daß der Leitungsdruck entsprechend dem Drehmoment des Motors ange nähert wird.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß der Motorlastdetektor ein Drosselklappenöffnungsrechner ist, das Steuersignal Impulse umfaßt, und das elektromagnetische Ventil ein Solenoidventil ist. Weiterhin ist in dem Steue rungssystem ein Druckänderungsventil vorgesehen, das von dem Steuersignal betätigt wird, um einen Änderungsdruck zu erzeugen, mit dem das Druckregelventil betätigt wird.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung eines Aus führungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die beiliegen den Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1a und 1b ein Vierrad-Antriebssystem und ein Blockschalt bild einer Steuereinheit des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Hydraulik kreises zur Steuerung des Leitungsdruckes;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Charakteristi ken von Motorendrehmoment und Leitungsdruck bei weit offener Drosselklappe;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen dem Leitungsdruck und dem Drosselklap penöffnungswinkel; und in

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeiten von Motorendrehmoment und Leitungsdruck von der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem herkömmlichen System.

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Brenn kraftmaschine E ist im vorderen Bereich eines Fahrzeuges montiert. Eine Kurbelwelle 1 des Motors E ist betriebs mäßig mit einem Drehmomentwandler 3 verbunden, der eine Überbrückungskupplung 2 eines Automatikgetriebes A auf weist. Das Automatikgetriebe weist den Drehmomentwandler 3 sowie eine Automatikgetriebeeinheit 5 auf, die betriebs mäßig mit dem Drehmomentwandler 3 über eine Eingangswelle 4 verbunden ist.

Die Leistung der Automatikgetriebeeinheit 5 wird an eine Aus gangswelle 6 übertragen, auf der ein Antriebszahnrad 7 fest montiert ist, und das Antriebszahnrad 7 steht mit einem angetriebenen Zahnrad 7′ in Eingriff. Das angetriebene Zahnrad 7′ ist fest auf einer vorderen Antriebswelle 8 montiert, die integral mit einem Antriebsritzel 8 a ausge bildet ist, welches mit einem Zahnkranz 9 einer Endunter setzungseinrichtung für die Vorderräder in Eingriff steht. Die Ausgangswelle 6 ist mit einer hinteren Antriebswelle 11 über eine Übertragungskupplung 10 verbunden, die in Form einer fluidbetätigten Mehrscheiben-Reibungskupplung aus bildet ist. Die hintere Antriebswelle 11 ist außerdem be triebsmäßig verbunden mit einer Enduntersetzungseinrich tung 13 für die Hinterräder, und zwar über eine Gelenk welle 12.

Die Automatikgetriebeeinheit 5 wird mit unter Druck stehen dem Öl von einer hydraulischen Steuerung 14 versorgt, die unter der vorderen Antriebswelle 8 vorgesehen ist. Die Hydrauliksteuerung 14 wird von einer Steuereinheit 15 ge steuert. Das Steuerungssystem ist außerdem mit einem Drosselklappen-Stellungsmeßfühler 16, einem Fahrzeugge schwindigkeitsmeßfühler 17 und einem Leitungsdruckmeß fühler 18 ausgerüstet, um ein Solenoidventil oder Magnet ventil zu steuern, das in der Hydrauliksteuerung 14 vor gesehen ist.

Fig. 2 zeigt einen Hydraulikkreis zur Steuerung des Lei tungsdruckes. Der Hydraulikkreis enthält ein Druckregel ventil 21, ein Magnetventil 19, ein Druckänderungsventil 22 und ein Führungsventil 23. Öl von einer Ölpumpe 20 wird dem Druckregelventil 21 zugeführt. Das Druckregelventil 21 wird an seinem oberen Ende mit einem Änderungsdruck Pa von dem Druckänderungsventil 22 versorgt. Eine obere Kam mer des Druckänderungsventiles 22 wird mit dem Arbeitsdruck Pb beaufschlagt, der in Abhängigkeit von dem Tastverhältnis bzw. der Einschaltzeit des Magnetventiles 19 bestimmt wird.

Das Magnetventil 19, das mit Impulsen von der Steuerein heit 15 betätigt wird, öffnet, um das Öl von einer Ablaß öffnung 30 abzulassen, wenn es erregt ist. Das Druckregel ventil 21 und das Druckänderungsventil 22 stehen mit dem Führungsventil 23 in Verbindung.

Wenn das Tastverhältnis oder die Einschaltzeit des Magnet ventiles 19 zunimmt, so nimmt die Menge an Ablaßöl zu, so daß der Arbeitsdruck Pb reduziert wird. Wenn der Arbeits druck Pb abnimmt, so steigt ein Steuerschieber 22 a nach oben und reduziert den Änderungsdruck Pa. Dementsprechend wird der Leitungsdruck P, der mit dem Druckregelventil 21 reguliert wird, niedriger. Somit wird der Leitungsdruck P auf einen optimalen Wert gesteuert, und zwar in Abhän gigkeit von den Antriebsbedingungen, indem man das Tast verhältnis oder die Einschaltzeit des Magnetventiles 19 steuert.

Wie in Fig. 1b dargestellt, hat die Steuereinheit 15 zur Steuerung des Solenoidventiles oder Magnetventiles 19 einen Drosselklappenöffnungsrechner 25 und einen Fahrzeugge schwindigkeitsrechner 26, an die Ausgangssignale vom Drosselklappenstellungsfühler 16 bzw. dem Fahrzeugge schwindigkeitsmeßfühler 17 angelegt werden.

Ein Drosselklappen-Öffnungswinkelsignal R, das von dem Rech ner 25 berechnet wird, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, das von dem Rechner 26 berechnet wird, und ein vorlie gendes Leitungsdrucksignal Pa, das von dem Leitungsdruckmeß fühler 18 gemessen wird, werden an einen Leitungsdruck rechner 27 angelegt, der ein korrigiertes Leitungsdruck signal Pc erzeugt. Das Leitungsdrucksignal Pc repräsen tiert den erforderlichen Leitungsdruck und wird einem Tastverhältnisrechner 28 zugeführt, wo die Einschaltzeit bzw. das Tastverhältnis D entsprechend dem erforderlichen Leitungsdruck berechnet wird. Somit wird das Magnetventil 19 mit dem Tastverhältnis D betätigt.

Die Berechnung, mit der der Leitungsdruck P erhalten wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 näher erläutert.

Gemäß der Erfindung wird der Leitungsdruck P so gesteuert, daß er bei zunehmendem Drosselklappenöffnungswinkel R zu nimmt und bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V in ei nem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich abnimmt.

Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Leitungsdruck P und der Fahrzeuggeschwindigkeit V beispielsweise bei weit geöffneter Drosselklappe (R=R w). Wenn die Fahr zeuggeschwindigkeit V niedriger ist als eine vorgegebene Geschwindigkeit V 1, beispielsweise eine Fahrzeuggeschwin digkeit, bei der die Überbrückungskupplung des Drehmo mentwandlers gelöst ist, so nimmt der Leitungsdruck gemäß der nachstehenden Gleichung linear ab:

P = f(Po - CV) (C = Konstante).

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorgegebene Geschwin digkeit V 1 ereicht, so daß die Überbrückungskupplung einge rückt wird, wird der Leitungsdruck P auf einem Wert PH ge halten, so daß P=PH. Dementsprechend ist die Charakteri stik des Leitungsdruckes P bei weit offener Drosselklappe annähernd die des Motorendrehmomentes F, so daß das Ver hältnis des Leitungsdruckes P zum Drehmoment F bei irgend einer Fahrzeuggeschwindigkeit im wesentlichen konstant ist.

Fig. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Leitungsdruck P und dem Drosselklappenöffnungswinkel R, wenn die Fahr zeuggeschwindigkeit als Parameter niedriger ist als die Fahrzeuggeschwindigkeit V 1, also die Beziehung V 1≦V 1 gilt. Wenn der Drosselklappenöffnungswinkel R kleiner ist als ein vorgegebener Winkel, so daß die Beziehung R≦R 1 gilt, so wird der Leitungsdruck P auf einem vorgegebenen Wert P 1 gehalten, wie es mit der Linie l 1 in Fig. 4 eingetragen ist.

Wenn sich der Drosselklappenöffnungswinkel R zwischen dem vorgegebenen Winkel R 1 und einem anderen vorgegebenen Win kel R 2 befindet, der größer ist als der erste vorgegebene Winkel R 1, also die Beziehung R 1<R≦R 2 gilt, so wird der Leitungsdruck P folgendermaßen berechnet:

P = f((ka R + kb) × (kc - kdV)),
wobei ka = Konstante und kd = Konstante.

Dementsprechend nimmt der Leitungsdruck P bei zunehmendem Drosselklappenöffnungswinkel R zu, wie es mit den Linien l 2 in Fig. 4 angegeben ist.

Wenn der Drosselklappenöffnungswinkel R den vorgegebenen Winkel R 2 überschreitet, also die Beziehung R<R 2 gilt, so wird der Leitungsdruck P folgendermaßen berechnet:

P = f(ke - kgV),
wobei ke = Konstante und kg = Konstante.

Somit wird der Leitungsdruck P in diesem Bereich konstant gehalten, wie es mit den Linien l 3 in Fig. 4 dargestellt ist.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorgegebene Ge schwindigkeit V 1 überschreitet und die Beziehung V<V 1 gilt, während der Drosselklappenöffnungswinkel R niedriger als R 1 ist, so ist der Leitungsdruck P beim Druckwert P 1 konstant. Wenn der Drosselklappenöffnungswinkel R zwischen R 1 und R 2 liegt, so wird der Leitungsdruck P gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet:

P = f((ka R + kb) × (kc - kdV 1)).

Der Leitungsdruck P ist nämlich eine Funktion des Drossel klappenöffnungswinkels R. Wenn der Drosselklappenöffnungs winkel R größer wird als der vorgegebene Wert R 2, so wird der Leitungsdruck P bei dem Wert PH konstant gehalten, der durch die nachstehende Gleichung erhalten wird.

PH = f((ka R 2 + kb) × (kc - kdV 1)).

Aus den obigen Darlegungen ergibt sich, daß gemäß der Erfin dung ein Steuerungssystem für den Leitungsdruck angegeben wird, bei dem ein Verhältnis von Leitungsdruck zu Dreh moment bei irgendeiner Fahrzeuggeschwindigkeit im wesent lichen konstant gehalten wird. Dementsprechend werden Pum penverluste einer Ölpumpe verringert, die für das Automa tikgetriebe vorgesehen und eingebaut ist.

Claims

1. Steuerungssystem für den Leitungsdruck in einem Automatikge triebe für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch

- einen Motorlastdetektor (16, 25) zur Erzeugung eines Last signales (R) in Abhängigkeit von der auf den Fahrzeugmotor wirkenden Last,
- einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (17) zur Erzeugung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales (V) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges,
- einen Leitungsdruckrechner (27), der auf das Lastsignal (R) und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (V) anspricht, um ein Leitungsdrucksignal (Pc) zu erzeugen, das den er forderlichen Leitungsdruck repräsentiert, eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (28), die auf das Leitungsdrucksignal (Pc) anspricht, um ein Steuer signal (D) zu erzeugen,
- ein elektromagnetisches Ventil (19), das mit dem Steuer signal (D) betätigt wird, um den Druck eines Steueröls in einem Hydraulikkreis des Automatikgetriebes zu steuern, und
- ein Druckregelventil (21), das in dem Hydraulikkreis vorgesehen ist und mit dem Steueröl betätigt wird, um den Leitungsdruck (P) so zu steuern, daß der Leitungs druck dem Drehmoment des Motors angenähert wird.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorlastdetektor (16, 25) einen Drosselklappen öffnungsrechner (25) aufweist.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal (D) Impulse aufweist und das elek tromagnetische Ventil (19) ein von einem Solenoid betä tigtes Ventil ist.

4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckänderungsventil (22) vorgesehen ist, das mit dem Steueröl betätigt wird, um einen Änderungsdruck (Pa) zu erzeugen, um das Druckregelventil (21) zu be tätigen.