DE3936115C2 - Elektronisches Steuersystem für die Regulierung eines variablen Leitungsdrucks in einem hydraulischen Steuerkreis eines Automatikgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Steuersystem für die Regulie­ rung eines variablen Leitungsdrucks in einem hydraulischen Steuerkreis eines Automatikgetriebes wie es sich aus dem Anspruch 1 ergibt.

In Verbindung mit einer bekannten elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung (JP 54-2349 = DE 20 61 697 A1) für die hydraulisch betätigten Brems- und Kupplungsservos eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere eines hydrodynamisch-mechanischen Fahrzeuggetriebes wird die Verwendung eines elektrischen Rechners vorgeschlagen, der zur Regelung des hydraulischen Betätigungsdruckes der Brems- und Kupplungsservos in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschnine und des Getriebes eine Regelvor­ richtung über elektrische Impulse ansteuert, wobei die Impulszahl je Zeiteinheit vom Rechner in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine und der Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes bestimmt wird. Die Regelvor­ richtung wird von einem Regelventil gebildet, welches über ein Impuls- bzw. Tast-Solenoidventil angesteuert wird.

Diese bekannte Steuereinrichtung befaßt sich mit dem Problem, daß vom Getrie­ be und damit auch den Kupplungen und Bremsen beim Anfahren und insbeson­ dere beim Rückwärtsfahren hohe Drehmomente übertragen werden müssen, während in höheren Geschwindigkeitsbereichen deutlich geringere Drehmomente zu übertragen sind und hierbei möglichst sanfte Schaltvorgänge erwünscht sind. Zur Lösung dieses Problems sorgt die Steuereinrichtung beim Anfahren und Rückwärtsfahren für einen erhöhten Hydraulikdruck in Abhängigkeit vom An­ saugunterdruck des Motors und der Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes, während sie oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit den Hydraulikdruck ausschließlich in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck steuert.

Ein weiteres bekanntes elektronisches Steuerungssystem (DE 19 54 770 B1) zur Regulierung des Steuerdrucks im hydraulischen Steuerkreis für die Schaltung des mechanischen Getriebeteils eines hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetrie­ bes stellt sich die Aufgabe, den Leitungsdruck im hydraulischen Steuerkreis möglichst proportional zum Drehmoment an der Turbinenwelle des hydrodyna­ mischen Drehmomentwandlers einzustellen. Von dem Steuerungssystem wird eine dem Turbinendrehmomentverlauf angepaßte Spannung erzeugt, die den Steuerdruck in dem hydraulischen Steuerkreis bestimmt. Insbesondere in dem kritischen Bereich zwischen Anfahr- und Kupplungspunkt des Drehmomentwand­ lers ist es aufwendig, das Turbinendrehmoment zu bestimmen. Dazu werden das Motordrehmoment, die Motordrehzahl und die Getriebeabtriebswellendrehzahl, von Signalgebern erfaßt und in analoge elektrische Spannungen umgesetzt. Aus diesen Spannungen wird in einer komplizierten elektronischen Schaltung unter Berücksichtigung der Kennlinie des Drehmomentwandlers das Turbinendrehmo­ ment ermittelt und die den Steuerdruck bestimmende Spannung erzeugt.

Bei einem ausschließlich hydraulisch funktionierenden System (GB-PS 1 219 327) zur Steuerung eines varaiblen Leitungsdruckes in einem hydraulischen Steuerkreis eines hydrodynamisch-mechanischen Automatikgetriebes werden zur Steuerung des Leitungsdruckes die Drehzahl der Getriebeantriebswelle bzw. der Turbinenwelle des Drehmomentwandlers sowie die Drosselklappenstellung am Motor erfaßt und in entsprechende Drücke umgesetzt. Die Drucksteuerung erfolgt rein hydraulisch in einem Druckregelventil, dem die von der Drossel­ klappenstellung und der Turbinenwellendrehzahl abhängigen Drücke als Ein­ gangswerte zugeführt werden. Die Regelcharakteristik des Regelventils kann über Federn und durch entsprechende Wahl der Kolbenflächen vorbestimmt werden. Das Regelventil ist so gebaut, daß ab einer bestimmten Turbinenwellen­ drehzahl die Regelung des Leitungsdruck nur noch in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung erfolgt. Denn der von der Turbinenwellendrehzahl abhän­ gige Druck beaufschlagt einen Hilfskolben in dem Regelventil, der ab einer bestimmten Höhe des Drucks von einem Anschlag gestoppt wird, so daß dieser Druck keinen weiteren Einfluß auf die Druckregelung nehmen kann. Der hierzu erforderliche Druck wird bei Überschreiten einer bestimmten Turbinenwellen­ drehzahl einerseits vor dem eigentlichen Heraufschalten und andererseits wäh­ rend des Herunterschaltens im Moment des Leerlaufs zur Anpassung der Motor­ drehzahl erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronisches Steuersystem für die Regulie­ rung eines variablen Leitungsdrucks in einem hydraulischen Steuerkreis eines Automatikgetriebes vorzuschlagen, welches bei geeigneter Wahl von einzubezie­ henden Betriebsbedingungen des Motors und des Automatikgetriebes einen erhöhten Schaltkomfort durch Vermeidung von Drehmomentenstößen während der Schaltvorgänge ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein elektronisches Steuer­ system mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter­ bildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß unterschiedliche Grund­ werte des Leitungsdruckes im Nicht-Schaltbetrieb gemäß einem diesem zu­ geordneten Programm, im Aufwärtsschaltbetrieb gemäß einem diesem zugeord­ neten Programm und im Abwärtsschaltbetrieb einem diesem zugeordneten Programm eingestellt werden können, wobei zugeordnete Steuerkarten und Schaltmuster Berücksichtigung finden. Dabei ist als weiterer Vorteil zu beachten, daß sowohl das Motorabriebsdrehmoment als auch die durch die Turbinen­ drehzahl vorgegebene Antriebsdrehzahl des Mehrstufen-Übertragungsgetriebes und die jeweilig zu schaltenden Schaltstufen in diesem in geeigneter Weise Berücksichtigung finden, ohne daß die Kennlinie des Drehmomentenwandlers selber berücksichtigt zu werden braucht. Infolgedessen werden nicht nur Dreh­ momentstöße während der Schaltvorgänge selber vermieden sondern auch die im gesamten Hydrauliksystem auftretenden Druckwerte spürbar herabgesetzt. Überdies ermöglichen diese Maßnahmen auf einfache Weise eine flexible An­ passung an unterschiedliche Fahrzeug-, Motor- und Getriebetypen.

Die EP 0 000 960 beschreibt eine Vorrichtung für ein Automatikgetriebe, die in der Lage ist vom Fahrer unerwünschte Hoch- und Rückschaltvorgänge zu unter­ drücken, wie sie beispielsweise beim Ausrollen oder beim Befahren einer Gefälle­ strecke auftreten könnten. Hierbei werden jedoch nur die Schaltzeitpunkte beeinflußt, nicht jedoch der auf die Schaltbremsen und Schaltkupplungen des Automatikgetriebes wirkende Hydraulikdruck in Abhängigkeit bestimmter, den Fahrzustand bestimmender Größen reguliert.

In der DE 31 39 838 A1 wird ein Verfahren zum Steuern von automatischen Stufengetrieben in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, das eine sogenannte Kick- down-Funktion umfaßt. Hierbei werden jedoch lediglich die Schaltzeitpunkte des Getriebes in Abhängigkeit bestimmter Betriebsparameter des Fahrzeuges beein­ flußt. Eine Regulierung des Hydraulikdruckes zum Betätigen der für den Schalt­ vorgang notwendigen Kupplungen und Bremsen in Abhängigkeit bestimmter Betriebsparameter ist nicht Bestandteil des Verfahrens.

Die DE 35 17 381 A1 beschreibt eine Steuerung für eine Überbrückungskupp­ lung eines Drehmomentwandlers in einem Automatikgetriebe. Diese Kupplung unterbricht die Überbrückung des Drehmomentwandlers beim Auftreten eines Schaltbefehls und schließt die Überbrückung wieder in Abhängigkeit einer bestimmten Drehzahländerung an der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers. Eine Einstellung des Leitungsdruckes für die Betätigung der Bremsen und Kupp­ lungen zum Schalten des Automatikgetriebes in Abhängigkeit bestimmter Be­ triebsparameter ist nicht beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung bei­ spielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die ein Automatikgetriebe mit einem Drehmomentenwandler und einem hydraulischen Steuerkreis zeigt, bei welchem die Erfindung Anwen­ dung finden kann;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Mehrstufen­ übertragungsgetriebes des Automatikgetriebes;

Fig. 3 einen hydraulischen Steuerkreis gemäß einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die einen zeitlichen Verlauf eines Leitungsdrucks in einem Schaltbetrieb zeigt;

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die einen zeitlichen Verlauf eines Eingriffsdruckes eines Reibungeelemen­ tes zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Steuersystems in Anwendung für die Erfindung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Hauptprogramms einer Lei­ tungsdruckeinstellung,

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung eines Tastverhältnisses für ein Tast-Solenoidventil;

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Programms für eine Leitungs­ druckeinstellung bei einem Nicht-Schaltbetrieb;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Programms einer Leitungs­ druckeinstellung während eines Schaltbetriebs;

Fig. 11 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Lei­ tungsdruck, der Drosselöffnung und den in den Schaltbetrieb einbezogenen Gangstufen vorsieht;

Fig. 12 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwi­ schen einem Basis- bzw. Grundleitungsdruck und der Turbinendrehzahl zeigt;

Fig. 13 eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Drehmomentenverhältnis und einem Drehzahlverhältnis zeigt;

Fig. 14 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Lei­ tungsdruck, der Drosselöffnung und den in den Schaltbetrieb einbezogenen Gangstufen zeigt;

Fig. 15 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen der Drosselöffnung und den Basis- bzw. Grundlei­ tungsdrücken, der in Abhängigkeit von den einbezoge­ nen Gangstufen erhalten worden ist;

Fig. 16 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Grundleitungsdruck und der Turbinendrehzahl in dem Fall eines Abwärtsschaltbetriebes von der dritten zur zweiten Gangstufe zeigt;

Fig. 17 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Drosselöffnungsänderung und einem Koeffizien­ ten zur Kompensation des Leitungsdruckes; und

Fig. 18 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Grundleitungs­ druck.

Fig. 1 und 2 zeigen den Aufbau eines Automatikgetriebes AT, in welchem ein Drehmomentenwandler 2 mit einer Motorabtriebs­ welle 1 verbunden ist und ein Mehrstufen-Übertragungsgetriebe 10 mit einem Abtriebsglied des Drehmomentenwandlers 2 verbun­ den ist.

Der Drehmomentenwandler 2 umfaßt eine Pumpe 3, die mit der Motorabtriebswelle 1 verbunden ist, eine Turbine 4 und einen Stator 5, der mit einer Welle 7 durch eine Einwegkupplung 6 verbunden ist.

Das Getriebe 10 umfaßt eine Ölpumpenantriebswelle 12, die an ihrem Basisende mit der Motorabtriebswelle 1 und an ihrem Kopfende mit einer Ölpumpe 8 verbunden ist, eine hohle Turbinenwelle 13, die mit der Turbine 4 am Basisende außerhalb der Ölpumpenantriebswelle 12 verbunden ist, und ein Planetenradgetriebe 14 vom Ravig­ neaux-Typ um die Turbinenwelle 13. Das Planetenradgetriebe 14 ist mit einem kleinen Sonnenrad 15 und einem großen Sonnenrad 16 vorgesehen, die Seite an Seite in einer Längsrichtung des Übertragungsgetriebes 10 angeordnet sind. Das Planetenrad­ getriebe 14 umfaßt ebenfalls ein kurzes Ritzelrad 18, ein langes Ritzelrad 17, welches mit dem großen Sonnenrad 16 und dem kurzen Ritzelrad 18 kämmt, und ein Ringrad 19, welches mit dem langen Ritzelrad 17 kämmt.

Es sind eine Vorwärtskupplung 20 und eine Seitenkupplung 21 Seite an Seite als Reibungselemente zwischen der Turbinenwelle 13 und dem kleinen Sonnenrad 15 vorgesehen. Das kleine Sonnen­ rad 15 ist mit der Turbinenwelle 13 durch die Vorwärtskupplung 20, die hinter dem großen Sonnenrad 16 gelegen ist, und eine erste Einwegkupplung 22 verbunden, die mit der Vorwärtskupp­ lung 20 verbunden ist, um eine Rückwärtsdrehung der Turbinen­ welle 13 zu verhindern. Die Seitenkupplung 21 ist ebenfalls zwischen der Turbinenwelle 4 und dem kleinen Sonnenrad 15 in einer Reihe mit der Vorwärtskupplung 20 und der Einwegkupplung 16 angeordnet.

Außerhalb der Seitenkupplung 21 ist eine 2-4 Bremse 23 vorge­ sehen mit einer Bremstrommel 23a, die mit dem großen Sonnenrad 16 verbunden ist, und einem Bremsband 23b, welches mit der Bremstrommel 23a in Eingriff gebracht werden kann, so daß, wenn die 2-4 Bremse im Eingriff ist, das große Sonnenrad fixiert ist. Eine Rückwärtskupplung 24 ist hinter der Bremse 23 angeordnet zur Steuerung einer Leistungsübertragung zwi­ schen dem großen Sonnenrad 16 und der Turbinenwelle 13 durch die Bremstrommel 23a, um dadurch eine Rückwärtsgangstufe herzustellen.

Es ist eine Langsam- & Rückwärts-Bremse 25 zwischen einem Träger 31 des Planetenradgetriebes 14 und einem Gehäuse 10a des Getriebes 10 vorgesehen zur Steuerung des Eingriffs und der Trennung zwischen dem Träger 14a und dem Gehäuse 10a. Das lange Ritzelrad 17 ist mit der Langsam- & Rückwärts-Bremse 25 für ein Fixieren des langen Ritzelrades 17 und mit einer zweiten Einwegkupplung 26 verbunden, die in einer Reihe mit der Bremse 25 angeordnet ist, um eine Drehung des langen Ritzelrades 17 in derselben Richtung wie die Motorabtriebs­ welle 1 zuzulassen.

Eine 3-4 Kupplung 27 ist vor dem Planetenradgetriebe 14 vor­ gesehen zur Steuerung des Eingriffs und der Trennung zwischen dem Träger 14a und der Turbinenwelle 13. Ein Abtriebszahnrad 28, welches vor der 3-4 Kupplung 27 angeordnet ist, ist mit dem Ringrad 19 durch eine Abtriebswelle 28a verbunden. Mit 29 ist eine Wandlerüberbrückungskupplung für eine direkte Verbin­ dung der Motorabtriebswelle 1 mit der Turbinenwelle 13 be­ zeichnet. Das Getriebe 10 ist mit vier Gangschaltstufen für eine Vorwärtsbewegung und einer Gangschaltstufe für eine Rückwärtsbewegung vorgesehen. Die Kupplungen 20, 21, 24 und 27 und die Bremsen 23 und 25 werden gesteuert, um eine gewünschte Gangschaltstufe unter der Vielzahl von Gangschaltstufen herzu­ stellen.

Die Tabelle 1 zeigt Betriebsweisen der zugeordneten Kupplungen und Bremsen in den entsprechenden Gangschaltstufen des Getrie­ bes.

In der Tabelle 1 bedeutet das Bezugszeichen O, daß sich das entsprechende Element in Betrieb für die Übertragung eines Drehmomentes befindet, während das entsprechende Element zu den Bezugszeichen (O) in den Zustand versetzt ist, die Lei­ stung nur zu übertragen, wenn es als ein Antriebselement funktioniert.

Nachfolgend wird ein hydraulischer Steuerkreis HU zur Steue­ rung der obigen Reibungselemente, um eine gewünschte Gangstufe entsprechend der Fahrzeugbetriebsbedingung herzustellen, in Verbindung mit den Betriebsbedingungen der obigen Reibungs­ elemente beschrieben, wobei Bezug auf die Fig. 3 genommen wird.

Nach Fig. 3 pumpt die Ölpumpe 8 ein Hydraulikfluid in die Hydraulikleitung L1. Das Hydraulikfluid wird mit seinem Druck in ein Druckeinstellventil bzw. Drucksteuerventil 51 einge­ führt. Das Drucksteuerventil 51 wird durch ein Tast-Solenoid­ ventil 71 gesteuert, um den Leitungsdruck des hydraulischen Steuerkreises HU einzustellen. Im einzelnen wird der Hydrau­ likdruck von der Pumpe 8 in einem Reduzierventil 58 auf einen vorbestimmten Wert reduziert. Nachfolgend wird der Hydraulik­ druck durch eine Taststeuerung des Tast-Solenoidventils 71 eingestellt, indem eine Menge an Abfluß gesteuert wird, und in das Drucksteuerventil 51 als ein Steuerdruck hierfür einge­ führt. So wird die Leitungsdruck-Regulierung des hydraulischen Steuerkreises ausgeführt. Der regulierte bzw. eingestellte Leitungsdruck wird an eine Öffnung g eines Handschaltventils 52 angelegt. Das Handschaltventil 52 ist mit einem Ventilkör­ per 52a vorgesehen, der mit einem Wahlhebel verbunden ist, so daß der Ventilkörper 52a entsprechend einer Handbetätigung des Wahlhebels durch einen Fahrer bewegt werden kann in einen Bereich D, in welchem der Gangschaltbetrieb automatisch zwi­ schen den vier Vorwärtsgangstufen, in einen Bereich 2, in welchem der Gang­ schaltbetrieb automatisch zwischen der ersten und dritten Gangstufe in einen Bereich 1, in welchem der Gangschaltbetrieb automatisch zwischen der ersten und zweiten Gangstufe erfolgt, und einen Rückwärtsbereich R, einen Parkbereich P und einen neutralen Bereich N.

Die Öffnung g ist in Verbindung gesetzt mit Öffnungen a, d und e, wenn der Bereich 1 eingestellt ist, mit Öffnungen a, c und d, wenn der Bereich 2 eingestellt ist, mit Öffnungen a und c, wenn der Bereich D eingestellt ist und mit einer Öffnung f, wenn der Rückwärtsbereich R einstellt ist.

Die Öffnung a des Handschaltventils 52 ist mit einem 1-2 Schaltventil 53 verbunden. Ein Ventilkörper 53a des 1-2 Schaltventils 53, welcher durch eine Feder belastet ist, ist einem Steuerdruck ausgesetzt, der durch ein 1-2 Solenoidventil 72 gesteuert werden kann. Wenn die Schaltstufe die erste Stufe ist, ist das 1-2 Solenoidventil 72 ausgeschaltet, so daß dessen Ventilkörper 53a nach links bewegt wird, um eine Druck­ kammer 23A der 2-4 Bremse 23 mit einer Abflußöffnung zu verbinden. Wenn der Schaltvorgang von der zweiten zur vierten Stufe erfolgt, wird das 1-2 Solenoidventil 72 eingeschaltet, so daß der Ventilkörper 53a in der Zeichnung nach rechts bewegt wird. Als Folge dessen wird der Hydraulikdruck von der Öffnung a an die Druckkammer 23A der 2-4 Bremse 23 durch das 3-4 Schaltventil 55 angelegt. Wenn die Schaltstufe die erste Stufe im Bereich 1 ist, legt das 1-2 Schaltventil 53 den Hydraulikdruck, der von der Öffnung e des Handschaltventils 52 zugeführt wird, durch ein Langsamreduzierventil 59 an die Langsam- & Rückwärtsbremse 25 an.

Der Hydraulikdruck von der Öffnung a des Handschaltventils 52 wird ebenfalls an ein 2-3 Schaltventil 54 als ein Steuerdruck angelegt. Das 2-3 Schaltventil 54 ist mit der Öffnung c des Handschaftventils 52 verbunden. Der Steuerdruck hierfür wird durch ein 2-3 Solenoidventil 73 gesteuert. Wenn die Schaltstufe die erste oder zweite Stufe ist, ist das 2-3 Solenoidventil 73 eingeschaltet, um eine Bewegung eines Ven­ tilkörpers 54a des Ventils 73 nach rechts zu veranlassen, so daß die 3-4 Kupplung 27 mit einem Abflußdurchgang verbunden wird, um die 3-4 Kupplung 27 zu lösen. Wenn die Schaltstufe die dritte oder vierte Stufe ist, wird das 2-3 Solenoidventil 73 abgeschaltet, um eine Bewegung des Ventilkörpers 54a nach links zu veranlassen, so daß der Hydraulikdruck von der Öff­ nung c an die 3-4 Kupplung 27 durch ein 2-3 Taktsteuerventil 56 angelegt wird, um einen Eingriffszustand von dieser herbei­ zuführen. In diesem Fall wird der Hydraulikdruck an eine Lösekammer 23B der 2-4 Bremse 23 angelegt, um diese zu lösen. Es ist ein Sammler 62 vorgesehen, um einen Stoß zu der Zeit eines Eingriffsvorgangs der 3-4 Kupplung 27 zu mildern.

Der Hydraulikdruck von der Öffnung a des Handschaltventils 52 wird an ein 3-4 Schaltventil 55 als ein Steuerdruck angelegt, der durch ein 3-4 Solenoidventil 74 gesteuert wird. Wenn die Schaltstufe die erste, zweite und vierte Stufe in dem Bereich D und die erste Stufe im Bereich 2 ist, ist das 3-4 Solenoid­ ventil 74 eingeschaltet, um eine Bewegung eines Ventilkörpers 55a des Ventils 55 nach rechts zu veranlassen, so daß die Lösekammer 23B der 2-4 Bremse 23 mit einem Abflußdurchgang verbunden ist.

Wenn die Schaltstufe die dritte Stufe im Bereich D, die zweite und dritte Stufe in dem Bereich 2 und die erste und zweite in dem Bereich 1 ist, ist das 3-4 Solenoidventil 74 abgeschaltet, um eine Bewegung des Spulenkörpers 55a nach links herbei­ zuführen, so daß der Hydraulikdruck von dem 1-2 Schaltventil 53 an die Druckkammer 23A der 2-4 Bremse 23 und der Hydraulikdruck im Bypass zu dem 1-2 Schaltventil 53 von der Öffnung a des Handschaltventils 52 an die Freilauf­ kupplung 21 durch das 3-4 Schaltventil 55 und ein Freilauf­ bypassventil 61 angelegt wird. Als Folge dessen wird das Anlegen des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem Betrieb des 2-3 Schaltventils 54 gesteuert.

Das Langsamreduzierventil 59 legt in dem Bereich 1 nach einem Reduzieren den Hydraulikdruck von der Öffnung e des Handschaltventils 52 an das 1-2 Schaltventil 53 an. In der ersten Stufe des Bereichs 1 legt das Langsamreduzierventil 59 den Hydraulikdruck von dem 1-2 Schaltventil 53 an die Langsam- & Rückwärtsbremse 25 an. Das 2-3 Taktsteuerventil ist vor­ gesehen, um den Drehmomentenstoß zu der Zeit des Schaltvor­ gangs von der zweiten Stufe zur dritten Stufe zu mildern.

Um den Schaltstoß beim Schaltbetrieb von der dritten Stufe zur zweiten Stufe zu vermeiden, sind ein 3-2 Taktsteuerventil 57 und ein Bypassventil 60 vorgesehen.

Die Überbrückungskupplung 29 ist mit einem Überbrückungs­ schaltventil 63 verbunden, welches dem Hydraulikdruck entgegen einer elastischen Kraft einer Feder und einer Antriebskraft der Vorwärtskupplung 20 ausgesetzt ist. Wenn das Schaltventil eingeschaltet ist, wird der Hydraulikdruck an eine Druckkammer 29A angelegt, während der Hydraulikdruck in einer Lösekammer 29B entspannt wird, um die Überbrückungskupplung 29 in Ein­ griff zu bringen.

In dem Fall, in dem der Bereich von N (neutral) zu R (rück­ wärts) geändert wird, wird der Hydraulikdruck von der Öffnung f des Handschaltventils 52 sowohl an die Rückwärtskupplung 24 als auch die Langsam- & Rückwärtskupplung 25 angelegt, nachdem er durch das Tast-Solenoidventil 71 eingestellt worden ist. Die Rückwärtskupplung 24 und die Langsam- & Rückwärts­ kupplung 25 werden in Eingriff gebracht, um die Rückwärtsstufe herzustellen. Um den Schaltstoß im Schaltbetrieb von dem Bereich N zum Bereich R zu vermeiden, wird die Langsam- & Rückwärtsbremse 25 in Eingriff gebracht, um den Träger 31 des Planetenradgetriebes 14 zu fixieren. Danach wird die Rück­ wärtskupplung 24 in Eingriff gebracht. In diesem Fall ist die Rückwärtskupplung 24 und die Langsam- & Rückwärtsbremse 25 einem relativ niedrigen Hydraulikdruck ausgesetzt, um in Ein­ griff gebracht zu werden. Für diesen Zweck wird, wenn die Änderung vom Bereich N zu dem Bereich R auf Basis der Schalt­ stellung des Handschaltventils 52 festgestellt wird, der Leitungsdruck P auf einen relativ niedrigen Wert P1 für eine vorbestimmte Zeitdauer t1 (welche notwendig ist, das Inein­ grifftreten der Rückwärtskupplung 24 und der Langsam- & Rück­ wärtsbremse 25 zu vollenden) eingestellt, während der Lei­ tungsdruck P normalerweise auf den Wert P2 eingestellt ist, welcher höher als der Wert P1 ist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die Rückwärtskupplung 24 und die Langsam- & Rückwärts­ bremse 25 werden durch den Druck P1 gleichzeitig in Eingriff gebracht. Der Hydraulikdruck, der an die Rückwärtskupplung 24 und die Langsam- & Rückwärtsbremse 25 angelegt wird, wird während einer Zeit ta (Schaltbetrieb) bis zu einer Zeit tb erhöht, auf einem im wesentlichen konstanten Wert P1 während der Zeit tb bis zu einer Zeit tc gehalten und erneut nach der Zeit tc auf den Druck P2 erhöht, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Da der Eingriffsvorgang während der Zeitdauer tb bis tc abge­ schlossen ist, kann der Drehmomentenstoß durch den Schalt­ vorgang vermieden werden. Die Rückwärtskupplung 24 ist ver­ schieden von der Langsam- & Rückwärtsbremse 25 im Reibungs­ koeffizienten. Somit wird, selbst wenn derselbe Druck an beide von diesen angelegt wird, die Langsam- & Rückwärtsbremse 25, die einen höheren Reibungskoeffizienten hat, früher in Eingriff gebracht, als die Rückwärtskupplung 24 mit einem relativ kleineren Reibungskoeffizienten in Eingriff gebracht wird.

Gemäß Fig. 6 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100 vorgesehen, die von einem Mikrocomputer gebildet wird, um den Steuerkreis HU zu steuern. Die Steuereinheit 100 empfängt Signale, die der Motordrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Turbinendrehzahl TSP, der Drosselöffnung TVO entsprechen, und andere Signale, die Fahrzeugbetriebsbedingungen ein­ schließlich Motorbetriebsbedingungen angeben. Die Steuer­ einheit 100 verarbeitet solche Betriebssignale als Eingangs­ signale, um das Motordrehmoment oder die Motorbelastung, die Drosselklappenöffnungsänderung, das Drehmomentenverhältnis, das Drehzahlverhältnis in dem Getriebe und andere Parameter zu erhalten, die erforderlich sind, die Schaltsteuerung auszufüh­ ren. Das Motordrehmoment kann von der Drosselöffnung und der Motordrehzahl abgeleitet werden. Eine Luftansaugmenge kann verwendet werden, um das Motordrehmoment zu erhalten. Jegliche andere bekannte Technik, um das Motordrehmoment zu ermitteln, kann angewendet werden. Die Steuereinheit 100 gibt an verschiedene Solenoidventile einschließlich dem Tast-Solenoid­ ventil 71 Steuersignale zur Einstellung des Leitungsdrucks des Steuerkreises HU.

In Fig. 7 ist ein Hauptprogramm für die Steuerung des Steuer­ kreises HU gezeigt.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Leitungs­ druckeinstellung verschieden vorgesehen für den Heraufschalt­ betrieb und den Herunterschaltbetrieb.

Die Steuereinheit 100 liest Signale von Fühlern zur Überwa­ chung eines Schaltbetriebes wie einem Hemmschalter bzw. Sperr­ schalter (S1). Die Steuereinheit 100 stellt fest, ob sich das Automatikgetriebe AT in einem Schaltbetrieb unter Berücksichtigung eines Schaltmusters befindet oder nicht, und zwar im Schritt S2. Wenn die Feststellung NEIN lautet oder sich das Automatikgetriebe AT nicht im Schaltbetrieb befindet, führt die Steuereinheit 100 im Schritt S3 eine Leitungsdruck­ einstellung gemäß einem Programm aus, das für einen Nicht- Schalt-Betrieb vorgesehen ist, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Wenn die Feststellung JA im Schritt S2 lautet, führt die Steuereinheit 100 ein Programm für den Schaltbetrieb aus, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.

Die Steuereinheit 100 ist mit einem Programm zur Bestimmung des Tastverhältnisses für das Tast-Solenoidventil 71 vor­ gesehen.

In Fig. 8 ist ein Ablauf zur Bestimmung des Tastverhältnisses D vorgesehen.

Die Steuereinheit 100 liest den Grund- bzw. Basisleitungsdruck PLB im Schritt S1 und liest eine Temperatur des Hydraulik­ fluids im Automatikgetriebe AT im Schritt S2. Im Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 100 ein Basistastverhältnis DO in Abhängigkeit von der Hydraulikfluidtemperatur. Die Steuer­ einheit 100 ist mit Karten vorgesehen, die das Basistast­ verhältnis DO auf Basis des Leitungsdrucks vorsehen. Mehrere Karten sind mit Bezug auf entsprechende Temperaturen des Hydraulikfluids vorbereitet, da sich das Verhältnis zwischen dem Leitungsdruck und dem Basistastverhältnis DO in Abhängig­ keit mit der Temperatur der Hydrauliktemperatur ändert, und zwar zur besseren Steuerung. Ein genauer Wert des Basistast­ verhältnisses DO kann mittels einer linearen Interpolation unter Benutzung zweier Karten selbst dann erhalten werden, wenn die Temperatur des Hydraulikfluids einen Zwischenwert einnimmt.

Bevorzugt wird ein nachteiliger Einfluß durch Luft oder der­ gleichen indem Hydraulikfluid in der Anfangsstufe des Be­ triebs des Automatikgetriebes berücksichtigt. Zu diesem Zweck wird im Schritt S4 eine Zeitdauer tig nach dem Starten des Motors festgestellt. Gemäß der dargestellten Steuerung wird ein Kompensationskoeffizient Ca durch eine Karte in Abhängig­ keit von dem Zeitdauer tig nach dem Starten des Motors erhal­ ten, und zwar im Schritt S5. Im Schritt S6 berechnet die Steuereinheit 100 das Tastverhältnis D durch Multiplizieren des Koeffizienten Ca mit dem Basistastverhältnis DO.

Fig. 9 zeigt eine Drucksteuerung im Nicht-Schaltbetrieb in S4 der Fig. 7.

Die Steuereinheit 100 liest die Drosselöffnung TVO (S1) und die Turbinendrehzahl Nt (S2).

Im Schritt S3 erhält die Steuereinheit 100 den Basisleitungs­ druck PLB der Steuereinheit HU unter Berücksichtigung einer Karte, die in einem Speicher der Steuereinheit 100 gespeichert ist, und zwar in Abhängigkeit von der Drosselöffnung TVO und der Turbinendrehzahl Nt, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Im Schritt S4 bestimmt die Steuereinheit 100 ein Tastverhältnis. D für das Tast-Solenoidventil 71 in Abhängigkeit von dem Basis­ leitungsdruck PLB, der im Schritt S3 erhalten wird. Die Steu­ ereinheit 100 setzt eine Frequenz für die Betätigung des Tast- Solenoidventils 71, z. B. 35 Hz, bei der dargestellten Aus­ führungsform im Schritt S5. Im Schritt S6 bestimmt die Steuer­ einheit 100 eine Einschaltdauer ton in einem einzigen Zyklus durch Multiplizieren des Tastverhältnisses D mit einem Be­ triebszyklus. Im Schritt 37 betätigt die Steuereinheit 100 das Tast-Solenoidventil 71 in Abhängigkeit von dem Ergebnis im Schritt S6, um den Leitungsdruck einzustellen, der im Schritt S3 erhalten worden ist, und zwar durch Anlegen eines Tast­ signals einer normalen Frequenz 35 Hz. In Fig. 12 ist eine Beziehung zwischen dem Basisleitungsdruck PLB und der Turbinendrehzahl Nt, die durch die in Fig. 11 gezeigte Karte erhalten wird, dargestellt. Fig. 13 zeigt eine Beziehung zwischen einem Drehmomentenverhältnis und einem Dreh­ zahlverhältnis im Automatikgetriebe AT.

Die Leitungsdruckeinstellung während des Schaltvorgangs im Schritt S3 in Fig. 7 wird gemäß einem in Fig. 10 gezeigten Programm ausgeführt.

Zuerst stellt die Steuereinheit 100 fest, ob der Schaltbetrieb ein Aufwärtsschaltbetrieb ist oder nicht, und zwar im Schritt S1. Im Aufwärtsschaltbetrieb liest die Steuereinheit 100 die Drosselöffnung TVO im Schritt S2 und bestimmt den Basislei­ tungsdruck PLB unter Berücksichtigung einer Karte, wie in Fig. 14 gezeigt, in Abhängigkeit von der Drosselöffnung TVO und den in den Aufwärtsschaltbetrieb einbezogenen Schaltstufen. Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 100 das Tastverhältnis im Schritt S4 und fahrt die Schritte S5 bis S7 aus, um das Tast- Solenoidventil 71 zu betätigen, welches der gleiche Ablauf wie bei den Schritten 5 bis 7 in Fig. 9 ist.

Wie Fig. 15 zeigt, sind die durch den obigen Ablauf erhaltenen Leitungsdrücke niedriger als der Wert bei einer üblichen Einstellung, wie es durch eine strichpunktierte Linie gezeigt ist. Somit kann eine genaue Einstellung des Leitungsdrucks in Abhängigkeit von den einbezogenen Gangstufen ausgeführt wer­ den.

Wenn die Feststellung im Schritt S1 NEIN lautet oder das Automatikgetriebe AT in einem Abwärtsschaltbetrieb ist in Fig. 10, dann stellt die Steuereinheit 100 weiter fest, ob der Ab­ wärtsschaltbetrieb derjenige von der dritten zur zweiten Stufe ist oder nicht, und zwar im Schritt S8.

Im Abwärtsschaltbetrieb von der dritten zur zweiten Stufe be­ stimmt die Steuereinheit 100 den Basisleitungsdruck PLB unter Berücksichtigung einer Karte, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist, in Abhängigkeit von der Turbinendrehzahl Nt, und zwar in den Schritten 9 und 11. Eine Zeittaktsteuerung mittels Leitungs­ druckeinstellung ist in dem Fall erforderlich, wenn der Ab­ wärtsschaltbetrieb von der dritten zur zweiten Stufe erfolgt, da ein Eingriffsvorgang des Reibelementes wie der 3-4 Kupplung und der 2-4 Bremse 23 erforderlich ist. Wenn nur Lösevorgänge der Reibungselemente in einem Schaltbetrieb auftreten, besteht kein Erfordernis für eine Zeittaktsteuerung des Schaltbetriebs der einbezogenen Reibungselemente.

Wenn die Feststellung im Schritt S8 NEIN lautet, führt die Steuereinheit 100 den in Fig. 9 gezeigten Ablauf aus.

Im Schritt S12 berechnet die Steuereinheit 100 eine Änderung dTVO der Drosselöffnung TVO. Die Steuereinheit 100 kompensiert den Basisleitungsdruck PLB in Abhängigkeit von der Änderung dTVO der Drosselöffnung TVO, indem ein Kompensationskoeffi­ zient Cb verwendet und mit dem Basisleitungsdruck PLB multipliziert wird, und zwar im Schritt S13. Der Koeffizient Cb wird in Abhängigkeit von der Änderung dTVO der Drosselöff­ nung TVO vorgesehen, wie es in Fig. 17 gezeigt ist.

Als nächstes modifiziert die Steuereinheit 100 den Basislei­ tungsdruck PLB auf Grundlage eines Vorgangs wie einer Lern­ steuerung der Zeitdauer des Schaltvorgangs, und zwar im Schritt S14. Danach bestimmt die Steuereinheit 100 das Tast­ verhältnis d des Tast-Solenoidventils 71 im Schritt S4, stellt die Betätigungsfrequenz zur Betätigung des Tast-Solenoid­ ventils 71 im Schritt S5 ein, berechnet eine Einschaltdauer des Solenoids im Schritt S6 und betätigt das Tast-Solenoid­ ventil 71 im Schritt S7.

Diese Prozedur wird ausgeführt, um den Wert des Leitungsdrucks zu modifizieren, der durch den Schritt S3 gemäß Fig. 7 erhal­ ten worden ist und im Speicher der Steuereinheit 100 gespeichert ist, und zwar gemäß der Schaltbetriebszeitdauer.

Wenn die Änderung dTVO der Drosselöffnung TVO einen großen Wert einnimmt, erfolgt der Anstieg der Motordrehzahl oder Turbinendrehzahl abrupt. Unter dieser Bedingung wird erfin­ dungsgemäß der Kompensationskoeffizient Cb erhöht, um den Leitungsdruck zu erhöhen, so daß die im Schaltbetrieb ein­ bezogenen Reibungselemente schnell in Eingriff gebracht werden können, um den Drehmomentenstoß zu verringern.

Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, erfolgt, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit TSP erhöht ist, der Anstieg der Turbinendreh­ zahl zur Zeit des Herunterschaltbetriebs abrupt. In diesem Fall wird der Leitungsdruck verringert, um den Eingriffsvor­ gang der Reibungselemente langsam zu machen und dadurch eine abrupte Änderung der Turbinendrehzahl zu verhindern.

Claims (12)

1. Elektronisches Steuersystem für die Regulierung eines variablen Leitungs­ drucks in einem hydraulischen Steuerkreis (HU) eines Automatikgetriebes (AT), das einen Drehmomentwandler (2) mit zumindest einer Turbine (4) und ein Mehrstufen-Übertragungsgetriebe (10) mit einer Vielzahl von Zahn­ radstufen (15-18) und Reibungselementen (20-27, 29) zum Schalten von Gangstufen im Getriebe (10) aufweist, wobei über den hydraulischen Steuerkreis (HU) das Ineingrifftreten der Reibungselemente (20-27, 29) zur Herstellung von Gangstufen gesteuert wird, mit
Motordrehmoment-Überwachungsmitteln zur Feststellung des Motor­ abtriebsdrehmomentes,
Turbinendrehzahl-Überwachungsmitteln zur Feststellung der Turbinen­ drehzahl (Nt),
Schaltzustands-Überwachungsmitteln zur Feststellung eines Nicht-Schalt­ betriebes oder eines Aufwärts- oder Abwärtsschaltbetriebes einschließlich der jeweils anstehenden, zu wechselnden Gangstufen und
einer elektronischen Steuereinheit (100) zur Steuerung des hydraulischen Steuerkreises (HU), die Leitungsdruck-Einstellmittel (51, 58, 71) ein­ schließlich eines Tast-Solenoidventils (71), das ein Drucksteinstellventil (51) zur Einstellung des Leitungsdrucks ansteuert, aufweist, wobei
die Steuereinheit (100) Betriebssignale von den Überwachungsmitteln empfängt und das Motorabtriebsdrehmoment ableitet, mittels verschiedener Steuerkarten und Programme für den Nicht-Schaltbetrieb, den Aufwärts- und den Abwärtsschaltbetrieb sowie Schaltmuster die Tastverhältnisse (D) des Tast-Solenoidventils (71) zur Erzeugung jeweiliger Grundwerte (PLB) des Leitungsdruckes ermittelt und den Leitungsdruck
im Nicht-Schaltbetrieb gemäß dem Nicht-Schalt-Programm abhängig von einer Drosselöffnung (TVO) und der Turbinendrehzahl (Nt),
im Aufwärtsschaltbetrieb gemäß dem Aufwärtsschalt-Programm, das das Motorabtriebsdrehmoment berücksichtigt, und
im Abwärtsschaltbetrieb gemäß dem Abwärtsschalt-Programm, das zumindest die Turbinendrehzahl (Nt) berücksichtigt, einstellt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, bei welchem die Einstellung des Leitungs­ druckes im Schaltbetrieb zusätzlich von der jeweils anstehenden, zu wech­ selnden Gangstufe abhängig ist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Motordrehmoment- Überwachungseinrichtung eine Überwachungseinrichtung zur Erfassung der Drosselöffnung (TVO) und der Motordrehzahl aufweist.

4. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Motordrehmoment aus der Ansaugmenge des Motors ermittelt wird.

5. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Leitungsdruck erhöht ist, wenn das Motordrehmoment erhöht ist.

6. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem im Abwärtsschaltbetrieb der Leitungsdruck in Abhängigkeit von einer Ände­ rung (dTVO) der Drosselöffnung (TVO) kompensiert wird.

7. Steuersystem nach Anspruch 5, bei welchem der Leitungsdruck erhöht wird, wenn eine große Änderung (dTVO) der Drosselöffnung (TVO) erfolgt.

8. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem der Grundleitungs­ druck vermindert ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht ist.

9. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein Basistastverhältnis (DO) in Abhängigkeit von der Hydraulikfluidtemperatur bestimmt wird.

10. Steuersystem nach Anspruch 9, bei welchem während einer vorbestimmten Zeit nach dem Starten des Fahrzeuges das Basistastverhältnis (DO) um einen vorbestimmten Faktor (Ca) reduziert wird.

11. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Automatikgetriebe vier Gangstufen umfaßt.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, bei welchem das Einstellen des Leitungs­ druckes im Abwärtsschaltbetrieb mit Ausnahme des Wechsels von der 3. zur 2. Gangstufe in Abhängigkeit von der Drosselöffnung (TVO) und der Turbinendrehzahl (Nt) erfolgt und beim Wechsel von der 3. zur 2. Gangstufe der Leitungsdruck ausschließlich in Abhängigkeit von der Turbinendrehzahl eingestellt wird.