DE3812003C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

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.

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.

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.

Ein Steuerungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1 ist aus der DE 30 25 054 A1 bekannt. Dieses Steuerungs­ system soll dazu dienen, das Schaltverhalten eines Automatik­ getriebes insbesondere hinsichtlich seines Zeitverhaltens einzustellen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird nur insofern berücksichtigt, als die Wahl der einzelnen Getriebe-Über­ setzungsstufen wie üblich in Übereinstimmung mit der Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssy­ stem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache Weise der Fahrkomfort verbessert und Pump­ verluste verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ ches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungs­ formen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit mit in die Herleitung des Leitungs­ drucks einbezogen wird. Dadurch gelingt eine Minimierung des Leitungsdruckes dahingehend, daß bei hohen Fahrzeuggeschwin­ digkeiten und einem bestimmten Drehmoment ein niedrigerer Lei­ tungsdruck eingestellt wird als bei niedrigen Fahrzeugge­ schwindigkeiten, wodurch einerseits die Pumpverluste vermin­ dert, andererseits aber der Fahrkomfort beibehalten bleiben.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden eine bevorzug­ te Ausführungsform der Erfindung anhand von Abbildungen be­ schrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1a, 1b ein Vierrad-Antriebssystem und ein Blockschalt­ bild einer Ausführungsform der Steuereinheit des Steuerungssystems;

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 8a 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 22a 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, so wird der Leitungsdruck P auf einem Wert PH ge­ halten, so daß P=PH. Dementsprechend ist der charakteristische Kur­ venverlauf des Leitungsdruckes P bei weit offener Drosselklap­ pe sehr ähnlich dem des Motorendrehmomentes F, so daß die For­ men der Kurven, welche das Motorendrehmoment F und den Lei­ tungsdruck P über die Zeit darstellen, einander gleichen bzw. im wesentlichen parallel verlaufen.

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((kaR + kb) × (kc - kdV)),

wobei ka, kb, kc und kb Konstanten sind.

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((kaR + 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((kaR 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 (5)

1. Steuerungssystem für den Leitungsdruck in einem Automatikge­ triebe eines Antriebes für Kraftfahrzeuge, umfassend
einen Motorlastdetektor (16, 25) zur Erzeugung eines Last­ signales (R) in Abhängigkeit von der auf den Motor wirken­ den 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 anspricht und ein Leitungsdrucksignal (Pc) erzeugt, das den erforderlichen Leitungsdruck repräsentiert;
eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (28), die auf das Leitungsdrucksignal (Pc) anspricht und ein Steuersignal (D) erzeugt;
ein Magnetventil (19), das mit dem Steuersignal (D) betätigt wird und den Druck eines Steueröls in einem Hydraulikkreis des Automatikgetriebes steuert, und
ein Druckregelventil (21), das in dem Hydraulikkreis vorge­ sehen ist und mit dem Steueröl betätigt wird, um den Leitungs­ druck (P) zu steuern,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsdruckrechner (27) derart ausgebildet ist, daß

• - bei einem Lastsignal (R) unterhalb eines ersten vorbestimm­ ten Lastsignalwertes (R1) ein erster konstanter Leitungs­ druck (P1) eingestellt wird,
• - bei einem Lastsignal (R) zwischen dem ersten (R1) und einem zweiten, höherliegenden Lastsignalwert (R2) ein Leitungs­ druck (P) eingestellt wird, der höher als der erste, kon­ stante Leitungsdruck (P1) ist, und der
  • - unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V1) von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und dem Last­ signal (R) abhängt, wobei die partielle Abhängigkeit vom Lastsignal linear ist,
  • - oberhalb der vorbestimmten Geschwindigkeit (V1) nur von dem Lastsignal (R) linear abhängt,
• - bei einem Lastsignal (R) oberhalb des zweiten Lastsignal­ wertes (R2) ein Leitungsdruck (P) eingestellt wird, der
  • - bei einer Geschwindigkeit unterhalb der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (VB1) nur von dieser abhängt und,
  • - bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) oberhalb der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V1) bei einem zweiten konstanten Leitungsdruck (PH) liegt, der höher ist als der erste konstante Leitungsdruck (P1),

so daß der geschwindigkeitsabhängige und stetige charakteri­ stische Verlauf des Leitungsdrucks demjenigen des fahrzeugge­ schwindigkeitsabhängigen Drehmoments des Motors angenähert wird.

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

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal (D) impulsförmig ist und das Tastverhält­ nis des Magnetventils (19) bestimmt.

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 er­ zeugen, der das Druckregelventil (21) betätigt.