DE4120761C2 - Leitungsdrucksteuerung für ein Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Leitungsdrucksteueranordnung für ein Automatikgetriebe, das eine adaptive selbsteinstellende Eigenschaft zum Kompensieren des Verschleißes und/oder von Temperaturänderungen aufweist, und die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine solche Anordnung, die den Aktualisierungsprozeß in Übereinstimmung mit den verwendeten Zusatzgeräten modifiziert, die Motorausgangsleistung aufnehmen, und die den Drehmomentanteil, der dem Getriebe zum Antrieb des Fahrzeuges tatsächlich zugeführt wird, reduzieren.

Die JP-A-63-92863 offenbart eine Getriebeanordnung der Gattung, in der eine Verschlechterung von Schalteigenschaften bezüglich des Reibelementverschleißes und/oder von Änderungen in der Hydraulikfluidtemperatur und dgl. dadurch begegnet wird, daß der Pegel, um welchen der Leitungsdruck gesteuert werden sollte, häufig durch Bestimmung der tatsächlichen Zeitdauer, die definiert ist zwischen den Zeitpunkten, an denen eine vorgegebene Schaltung begonnen und die Schaltung beendet wird, mit einer vorbestimmten Optimalzeit aktualisiert wird. Falls die tatsächliche Zeitdauer, die für die stattfindende Schaltung erforderlich ist, länger dauert als vorbestimmt ist, wird der Pegel des Leitungsdrucks inkrementiert und umgekehrt.

Mit diesem Anordnungstyp jedoch ist, falls Zusatzgeräte, wie eine Klimaanlage und dgl. vorgesehen sind, der Drehmomentenanteil, der zum Erzeugen der Kompression während der Nutzung der Zusatzgeräte erforderlich ist, wesentlich und reduziert den tatsächlichen Drehmomentanteil, der der Getriebeantriebswelle zugeführt wird. Dies schafft ein Problem derart, daß während der Nutzung solcher Leistungsaufnahmegeräte man dazu neigt, den Leitungsdruck auf einen Pegel unterhalb des normalen Leitungsdrucks einzustellen, um den reduzierten Drehmomentenanteil, der dem Getriebe zugeführt wird, zu kompensieren. Entsprechend wird dann, wenn der Gebrauch des Leistungsaufnahmegerätes beendet wird, der Drehmomentanteil, der zum Antreiben des Leistungsaufnahmegerätes benützt wurde, zum Drehmoment, das dem Getriebe zugeführt wird, addiert. Das führt zu der Situation, daß der Pegel des Leitungsdrucks zeitweilig auf einen Pegel gesetzt wird, der unzulänglich gegenüber dem gewachsenen Drehmoment, das fortwährend zugeführt wird, ist, woraus sich ein Rutschen der Reibelemente und ähnliches ergibt. Im umgekehrten Fall, wenn das Leistungsaufnahmegerät nach einer Dauer des Nichtgebrauchs eingeschaltet wird, tritt die umgekehrte Situation auf, in der der Leitungsdruck auf einen Pegel gesetzt wird, der höher als erforderlich für den der Getriebeeingangswelle zugeführten Drehmomentanteil ist. Unter diesen Bedingungen führt der übermäßig hohe Leitungsdruckpegel dazu, die Reibelemente abrupter als gewünscht in Eingriff zu bringen, was zur Erzeugung eines Schalt- und/oder Auswahlstoßes führt.

Eine Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist mit der DE 36 32 960 A1 bekanntgeworden. Diese bekannte Getriebesteuerung ist darauf gerichtet, den Motor als Kraftzentrale für Nebenaggregate wie z. B. der Fahrzeugheizung, Fahrzeugkühlung, Stromerzeugung usw. besser zu nutzen, damit diese Zusatzaggregate mit höheren Drehzahlen betrieben und dadurch leichter ausgelegt werden können.

Es wird deshalbb vorgeschlagen, mindestens einen Betriebsparameter zu verwenden, beispielsweise den Wärmebedarf einer Heizung oder den Kältebedarf einer Klimaanlage, der von Fahrleistung und Kraftstoffverbrauch unbeeinflußt ist. Beim Auftreten eines kritischen Wertes dieses Betriebsparameters wird die Motordrehzahl durch Änderung der unter Berücksichtigung von Motordrehmoment, Fahrgeschwindigkeit usw. eingestellten Getriebeübersetzung erhöht. Dadurch wird verhindert, daß der Motor in einem zu niedrigen Drehzahlbereich arbeitet und darum die Zusatzaggregate nicht genügend Leistung erbringen.

Die DE 35 42 147 C2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer von einem Motor eines Kraftfahrzeuges angetriebenen Zusatzeinrichtung, z. B. einer Klimaanlage, bei welchem die Zusatzeinrichtung abgeschaltet wird, sobald ein Kennwert des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes unter einen kritischen Punkt fällt.

Das US-Patent 4 850 935 beschreibt ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit einer kontinuierlich variablen Übersetzung. Beim Betrieb einer Zusatzeinrichtung wie einer Klimaanlage wird das Übersetzungsverhältnis der Übersetzung erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Automatikgetriebe eines Fahrzeuges derart zu steuern, daß ein optimaler Schaltvorgang unabhängig vom Betrieb von Zusatzgeräten möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den einzigen Anspruch gelöst.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Getriebezuges eines Getriebes der Gattung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird,

Fig. 2 eine Tabelle, die die Reibelementemuster zeigt, die benutzt werden, um verschiedene Vorwärts- und Rückwärtsgänge des in Fig. 1 gezeigten Getriebezuges zu erzeugen,

Fig. 3 einen Hydrauliksteuerkreis, der verwendet wird zur Steuerung des Eingriffs der Reibelemente des Getriebezuges von Fig. 1,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild, das eine elektronische Steueranordnung, die in Verbindung mit dem in Fig. 3 gezeigten hydraulischen Steuerkreis verwendet wird; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Stufen einer Steuerroutine darstellt, die die Steuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung ausführt.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Getriebezuges eines Getriebetyps, auf welchen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. In dieser Anordnung verbindet ein Drehmomentwandler 10 wirksam eine Motorausgangswelle 12 und eine Getriebeeingangswelle 13 miteinander solcherart, daß eine Antriebsverbindung zwischen ihnen hergestellt wird. Obwohl nicht dargestellt, versteht es sich, daß der Motor ein Drosselventil aufweist, über welches die Luftmenge, die den Brennkammern zugeführt wird, gesteuert wird.

In dieser Ausführungsform ist das Getriebe so ausgelegt, daß vier Vorratsgänge mit einem Schnellgang und einem Einfach-Rückwärtsgang ausgeführt werden. Die Getriebeeingangswelle 13 ist mit einem Turbinenläufer des Drehmomentwandlers 10 verbunden, währenddessen die Ausgangswelle 14 mit einer Radantriebsgetriebeanordnung (nicht dargestellt) verbunden ist. Das Getriebe weist außerdem einen ersten Planetengetriebesatz 15, einen zweiten Planetengetriebesatz 16, eine Rückwärtskupplung 18, eine Hochgangkupplung 20, eine Vorwärtsgangkupplung 22, eine Freilaufkupplung 24, eine Niedrig- und Rückwärtsgangbremse 26, eine Bandbremse 28, eine Niedriggang-Einwegkupplung 29 und eine Vorwärtsgangeinwegkupplung 11 auf. Der Drehmomentenwandler 10 ist mit einer Sperrkupplung 11 versehen.

Der erste Planetengetriebesatz 15 umfaßt ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1 und einen Planetenträger PC1, der drehbar die Planetenräder P1 trägt, die mit dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 kämmen. Der Planetengetriebesatz 16 umfaßt ein Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2 und einen Planetenträger PC2, der Planetenräder P2 drehbar trägt, die mit dem Sonnenrad S2 und dem Hohlrad R2 kämmen.

Der Planetenträger PC1 ist über die Hochgangkupplung 20 mit der Eingangswelle 13 verbindbar, währenddessen das Sonnenrad S1 über die Rückwärtsgangkupplung 18 mit der Eingangswelle 13 verbindbar ist. Der Planetenträger PC1 ist mit dem Hohlrad R2 verbindbar über die Vorwärtsgangkupplung 22 und die Vorwärtsgangeinwegkupplung 30, die in Reihe mit der Vorwärtsgangkupplung 22 angeordnet sind, oder ist über die Freilaufkupplung 24 verbindbar, die parallel sowohl zu der Vorwärtsgangkupplung 22 als auch zu der Vorwärtsgangeinwegkupplung 30 angeordnet sind.

Das Sonnenrad S2 ist direkt mit der Eingangswelle 13 verbunden, währenddessen das Hohlrad R1 und der Planetenträger PC2 dauerhaft mit der Ausgangswelle 14 verbunden sind. Die Niedrig- und Rückwärtsgangbremse 26 ist so angeordnet, daß der Planetenträger PC1 stationär gehalten wird, währenddessen die Bandbremse 28 so angeordnet ist, daß das Sonnenrad S1 stationär gehalten wird. Die Niedriggangeinwegkupplung 29 ist so angeordnet, daß eine Drehung des Planetenträgers PC1 in einer "Vorwärts"-Richtung (in gleicher Richtung wie die Motorwelle 12) gestattet wird, und daß eine Drehung in entgegengesetzter oder "Rückwärts"-Richtung verhindert wird.

In diesem Getriebe wird die Drehung der verschiedenen Elemente (S1, S2, R1, R2, PC1 und PC2) der Planetengetriebesätze 15 und 16 durch den ausgewählten Eingriff der hydraulisch betätigten Reibelemente, nämlich durch die Kupplungen 18, 20, 22, 24 und die Bremsen 26, 28 in der Weise bestimmt, wie das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, d. h. das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle 14 verändert wird.

Vier Vorwärtsgänge und ein Einfach-Rückwärtsgang werden durch Betätigung der Kupplungen 1, 20, 22 und 24 und der Bremsen 26 und 28 in der in Fig. 2 dargestellten Weise erzielt. Es ist anzumerken, daß in der Figur die Kreise den Eingriff des Reibelementes bezeichnen, währenddessen oe1 und oe2 das Zähnezahlverhältnis des Hohlrads R1 zum Sonnenrad S1 und ein Zähnezahlverhältnis des Hohlrades R2 zum Sonnenrad S2 bezeichnen.

Fig. 3 zeigt ein hydraulisches Steuersystem, das zur Steuerung der obenerwähnten Getriebezuganordnung verwendet wird. Dieses Hydrauliksteuersystem umfaßt ein Leitungsdruckregelventil 40, ein Druckmodifizierventil 42, einen Leitungsdrucksteuer-Schaltmagnet 44, einen Modifizierakkumulator 46, ein Steuerventil 48, ein Drehmomentwandler-Entlastungsventil 50, ein Absperr-Steuerventil 52, ein erstes Pendelventil 54, einen Absperr-Schaltmagnet 56, ein handbetätigtes Ventil 58, ein erstes Schaltventil 60, ein zweites Schaltventil 62, einen ersten Umschalt-Schaltmagnet 64, einen zweiten Umschalt-Schaltmagnet 66, ein Servoladeventil 68, ein 3-2-Zeitsteuerventil 70, ein 4-2-Überströmventil 72, ein 4-2-Folgeventil 74, ein erstes Reduzierventil 76, ein zweites Pendelventil 78, ein Freilaufkupplungs-Steuerventil 80, einen Freilaufkupplungs-Schaltmagnet 82, ein Freilaufkupplungs-Reduzierventil 84, einen 1-2-Akkumulator 86, einen 2-3-Akkumulator 88, einen 3-4-Akkumulator 90, einen N-D-Akkumulator 92, ein Akkumulatorsteuerventil 94 und einen Filter 96, wobei die Bauteile so miteinander verbunden sind, wie dargestellt.

Es ist anzumerken, daß die obenerwähnten Elemente auch im Kreislauf mit dem Drehmomentwandler 10 (der eine Beaufschlagungskammer 11a und eine Lösekammer 11b für die Sperrkupplung 11 aufweist), der Vorwärtsgangkupplung 22, der Hochgangkupplung 20, der Bandbremse 28 (die Bandbremse 28 weist eine Beaufschlagungskammer 28a für den zweiten Gang, eine Beaufschlagungskammer 28b für den dritten Gang und eine Beaufschlagungskammer 28c für den vierten Gang auf), der Rückwärtsgangkupplung 18, der Niedriggang- und Rückwärtsgangbremse 26 und der Freilaufkupplung 24 verbunden ist. Außerdem weist der Kreislauf eine Flügelzellenverstell-Ölpumpe 34, einen Ölkühler 36, einen Ölarbeitskreis 37 und einen Öl-Rücklaufkreis 38, wie dargestellt, auf.

Zur Kürzung unterbleibt eine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise dieser Ventile. Zur weiteren Offenbarung wird Bezug genommen auf "Elektronisch gesteuertes Vollbereichs-Automatikgetriebe des Typs RE4R01A von Nissan", veröffentlicht durch die Nissan Motor Co. Ltd. im März 1987 (Veröffentlichungsnummer A261C07) und das US-Patent 47 30 521 von Hayasaki et al., vom 15. März 1989, die sich auf den gleichen Sachverhalt beziehen. In diesem Automatikgetriebe wird der Wert des Leitungsdrucks durch einen Leitungsdrucksteuerschaltmagnet 44 gesteuert. Die Art, in der die Steuerung ausgeführt wird, ist auf den Seiten I-22 bis I-24 der oben erwähnten Serviceanleitung beschrieben. Für Merkmale, die sich auf die Leitungsdrucksteuerung beziehen, wird Bezug genommen auf das US-Patent Nr. 48 07 496 von Hayasaki et al. vom 28. Februar 1989.

Fig. 4 zeigt eine Getriebesteuereinheit 200, die die Schaltmagnete 44, 56, 64, 66 und 82 steuert. Die Steuereinheit 300 umfaßt ein Inputinterface 311, einen Bezugsimpulserzeuger 312, einen CPU (eine zentrale Verarbeitungseinheit) 313, ein ROM (ein read only memory) 314, ein RAM (ein random access memory) 315 und ein Outputinterface 316, die wirksam mit einem Adressenbus 319 und einem Datenbus 320 verbunden sind.

Die Steuereinheit 300 empfängt Signale von einem Motordrehzahlsensor 301, einem Abtriebswellendrehzahlsensor (einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 302, einem Drosselklappenöffnungsgrad oder -positionssensor 303, einem Positionsauswahlschalter 304, einem Kickdownschalter 305, einem Stillstandsschalter 306, einem Vollgasschalter 307, einem Öltemperatursensor 308, einem Antriebswellendrehzahlsensor (Turbinendrehzahlsensor) 309, einem Schnellgangschalter 310 und einem Klimaanlagenschalter 600.

Die Ausgänge der Steuereinheit 300 werden den Umschalt-Schaltmagneten 64 und 66, dem Freilaufkupplungs-Schaltmagnet 82, dem Absperr-Schaltmagnet 56 und dem Leitungsdrucksteuer-Schaltmagnet 44 zugeführt. Es ist anzumerken, daß die Schaltventile 60 und 62 auf die Umschalt-Schaltmagnete 64 und 66 ansprechen, während das Druckmodifizierventil 42 auf den Leitungsdrucksteuer-Schaltmagnet 44 anspricht.

Zwecks weiterer Bezugnahme auf die Steuerung der Schaltmagnete 64 und 66 und auf die Ventile 42, 60 und 62 wird Bezug genommen auf die Seiten I-22 bis I-27 der Serviceanleitung (Veröffentlichungsnummer A261 C07) und auf das US-Patent Nr. 47 30 521.

Um den Pegel des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu steuern, führt die Steuereinheit eine Steuerroutine der in Fig. 5 gezeigten Art aus. Wie gezeigt, werden in den ersten zwei Stufen dieser Routine die Drosselöffnung und die Fahrzeuggeschwindigkeit eingelesen (nämlich Parameter, die die Motorbelastung und die Fahrzeuggeschwindigkeit angeben). In der Stufe 506 werden diese Werte in Kombination mit voreingegebenen Schaltschemawerten verwendet, um zu bestimmen, welches Übersetzungsverhältnis des Getriebes ausgeführt werden soll. In der Stufe 508 wird das in Stufe 506 benannte Übersetzungsverhältnis mit dem gegenwärtig ausgeführten Übersetzungsverhältnis verglichen. Falls die beiden Übersetzungsverhältnisse gleich sind, kehrt die Routine zurück. Falls jedoch andererseits eine Differenz besteht und eine Schaltung als notwendig angezeigt wird, geht die Routine zur Stufe 510, wobei der unmittelbare Zustand des Klimaanlagenschalters bestimmt wird. Falls die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, geht die Routine zur Stufe 512, wobei der tatsächliche Schaltzeitpunkt durch Überwachen der Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangswellen bestimmt wird (nämlich durch die Ausgänge des Abtriebswellendrehzahlsensors 302 und des Antriebswellendrehzahlsensors 309). Lediglich als Beispiel aufzufassen kann die Schaltzeit vom Zeitpunkt des ausgegebenen Schaltbefehls bis zu dem Zeitpunkt angenommen werden, zu dem das Übersetzungsverhältnis der Antriebs- und Abtriebswellendrehzahl einen Wert annimmt, der das Übersetzungsverhältnis, auf das gegenwärtig geschaltet wurde, angibt.

In der Stufe 514 wird die abgeleitete Schaltzeit mit einem Wert verglichen, der eine optimale Schaltung angibt. Falls eine Differenz besteht, wird diese verwendet, um einen Korrekturwert, der in Stufe 516 aufgenommen ist, abgeleitet und nachfolgend der Leitungsdruckpegelsteuerung zugeführt. Es ist anzumerken, daß der Korrekturwert verwendet wird, um den Arbeitszyklus, dem der Leitungsdrucksteuer-Schaltmagnet unterworfen wird, zu modifizieren, und um so wiederum die Modulationsbetriebsweise des Leitungsdruckregulierventils 40 zu modifizieren.

Falls jedoch die Klimaanlage als in Betrieb befindlich erfaßt wird, kehrt die Routine direkt von der Stufe 510 durch Umgehen der adaptiven Leitungsdruckkorrekturstufen zurück. Auf diese Weise kann die Wirkung von Drehmomentänderungen an der Getriebeantriebswelle bezüglich des Inbetriebs- oder Außerbetriebszustandes von Hochbelastungsgeräten wie Klimaanlagen und dergleichen begegnet werden. Es ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das Überwachen des Betriebs einer Klimaanlage begrenzt ist, sondern kann sich auch auf anderen Arten von Belastungen, die ausgewählt in Betrieb genommen werden können, erstrecken. Als Beispiel aufzufassen, liegt es im Bereich der vorliegenden Erfindung, den Zustand von Kraftfahrzeugscheinwerfern, Innenlampen, Scheibenwischern und Servogeräten, wie Ölpumpen, die mit einer Servolenkvorrichtung verbunden sind, zu überwachen.

Claims (1)

1. Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe, welches mit dem Motor eines Fahrzeuges verbunden ist, mit:
einer Leitungsdruckquelle (34), über die die Reibelemente (18, 20, 22, 24, 26, 28) des Getriebes in Eingriff gebracht werden;
einer Einrichtung (301 bis 310) zum Erfassen einer Anzahl von Betriebsparametern, die zum Schalten des Getriebes in Beziehung stehen,
einer Einrichtung (600, 300) zum Erfassen des Betriebes eines Verbrauchers, welcher Leistung vom Motor aufnimmt und das Drehmoment, welches dem Getriebe zugeführt ist, vermindert,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf Grundlage dieser Betriebsparameter ein Leitungsdruck-Korrekturwert ermittelt wird, mittels dessen der Leitungsdruck, welcher von der Leitungsdruckquelle ausgegeben wird, korrigiert wird, und
daß diese Einrichtung zum Erfassen der Tätigkeit des Verbrauchers, der Leistung vom Motor aufnimmt, die Ermittlung des Leitungsdruck-Korrekturwertes während des Betriebes dieses Verbrauchers verhindert.