DE4121530A1 - Verriegelungsregelung waehrend des schaltvorgangs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System für eine Verriegelungsregelung während des Schaltens eines Ganges in einem Automatikgetriebe.

Die japanische, erste (ungeprüfte) Patentanmeldung Nr. 63-9771 legt eine Verriegelungsregelung während eines Schaltvorgangs in einem Automatikgetriebe offen. Entspre­ chend dieser bekannten Regelung wird der Beginn und das Ende eines zeitweisen Freigebens einer Verriegelungskupplung in Abhängigkeit von einem Verhältnis eines Signals, das die Eingangsdrehgeschwindigkeit angibt, zu einem Signal, das die Ausgangsdrehgeschwindigkeit angibt, bestimmt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ver­ riegelungsregelung der obigen Art so zu verbessern, daß eine Verzögerung beim Loslassen der Verriegelungskupplung, die einen beträchtlichen Schaltungsstoß verursachen würde, ver­ hindert wird, selbst wenn es unter bestimmten Umständen schwierig ist, den Beginn eines beabsichtigten oder ge­ wünschten, zeitweisen Loslassen der Verriegelungskupplung zu bestimmen.

Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren und ein System für eine Verriegelungsregelung, wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert, gelöst.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verriegelungsregelung während eines Schaltvor­ gangs in einem Automatikgetriebe, das eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle besitzt, zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfaßt:
Feststellen der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle und Erzeugen eines Eingangsdrehgeschwindigkeitssignals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle an­ gibt;
Feststellen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle und Erzeugen eines Ausgangsdrehgeschwindigkeitssignals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle an­ gibt;
Bestimmen des Beginns und des Endes eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Eingangsdrehgeschwindigkeitssignals zu dem Ausgangsdrehgeschwindigkeitssignal,
Messen eines verstrichenen Zeitintervalls von dem Ertei­ len des Befehls zum Gangschalten an;
Bestimmen des Beginns eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung, wenn das gemessene Zeitintervall grö­ ßer wird als ein vorgegebener Wert; und
Loslassen der Verriegelungskupplung zwischen dem be­ stimmten Beginn und Ende.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein System zur Verriegelungsregelung während eines Schaltvorgangs in einem Automatikgetriebe, das eine Ein­ gangswelle und eine Ausgangswelle besitzt, zur Verfügung ge­ stellt, wobei das System umfaßt:
eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle und Erzeugen eines Eingangsdrehgeschwin­ digkeitssignals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle angibt;
eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle und Erzeugen eines Ausgangsdrehgeschwin­ digkeitssignals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle angibt;
eine Regelungseinheit mit:
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Beginns und des Endes eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Eingangsdrehgeschwin­ digkeitssignals zu dem Ausgangsdrehgeschwindigkeitssignal;
einer Vorrichtung zum Messen eines verstrichenen Zeitintervalls von dem Erteilen des Befehls zum Gangschalten an; und mit
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Beginns eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung, wenn das gemessene Zeitintervall größer wird als ein vorgegebener Wert; und
eine Vorrichtung zum Loslassen der Verriegelungskupplung zwischen dem bestimmten Beginn und Ende.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Automatikgetriebe-Re­ gelungseinheit.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zum Erklären der Folge von notwendigen Ablaufschritten.

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm eines automati­ schen, schrittweise arbeitenden Getriebes, das mit einem Mo­ tor eines Automobils verbunden ist.

Fig. 4 ist eine Tabelle, die zeigt, welche von sich durch Reibung festhaltende Verbindungen bei jeder Schal­ tungsposition oder jedem Gang betätigt werden.

Fig. 5 ist ein Schaltkreisdiagramm eines hydraulischen Regelungssystems für das Automatikgetriebe.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein schrittweise arbeitendes Automatikgetriebe angetrieben mit einem Drehmomentwandler 10 verbunden, der seinerseits angetrieben mit einer Ausgangs­ welle 12 eines Motors eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Motor besitzt eine Drosselklappe, die sich schrittweise öffnet. Das Automatikgetriebe besitzt vier Vorwärtsgänge mit einem Spargang (Overdrive) und einen Rückwärtsgang. Das Ge­ triebe umfaßt eine Eingangswelle 13, die mit einem Turbinen­ läufer des Drehmomentwandlers 10 verbunden ist, und eine Ausgangswelle 14, die mit einer nicht gezeigten Antriebsan­ ordnung verbunden ist. Sie umfaßt außerdem einen ersten Pla­ netengetriebesatz 15, einen zweiten Planetengetriebesatz 16, eine Rückwärtskupplung 18, eine hohe Kupplung 20, eine Vor­ wärtskupplung 22, eine Überlaufkupplung 24, eine niedrige und Rückwärtsbremse 26, eine Bandbremse 28, eine niedrige Einwegkupplung 29 und eine Vorwärtseinwegkupplung 30. Der Drehmomentwandler 10 umfaßt eine Verriegelungskupplung. Der erste Planetengetriebesatz 15 umfaßt ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1 und einen Kammwalzenträger PC1, der drehend Kamm­ walzen P1 trägt, die jeweils sowohl in das Sonnenrad S1 als auch in das Hohlrad R1 greifen. Der zweite Planetengetrie­ besatz 16 umfaßt ein Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2 und einen Kammwalzenträger PC2, der drehend Kammwalzen P2 trägt, die jeweils sowohl in das Sonnenrad S2 als auch in das Hohlrad R2 greifen. Der Träger PC1 ist mit der Eingangswelle 13 über die hohe Kupplung 20 verbindbar, während das Sonnenrad S1 mit der Eingangswelle 13 über die Rückwärtskupplung 18 ver­ bindbar ist. Der Träger PC1 ist mit dem Hohlrad R2 über die Vorwärtskupplung 22 und über die in Reihe mit der Vorwärts­ kupplung angeordnete Vorwärtseinwegkupplung 30 oder über die Überlaufkupplung 24, die parallel sowohl zur Vorwärtskupp­ lung 22 als auch zur Vorwärtseinwegkupplung 30 angeordnet ist, verbindbar. Das Sonnenrad S2 ist mit der Eingangswelle 13 verbunden, während das Hohlrad R1 und der Träger PC2 per­ manent mit der Ausgangswelle 14 verbunden sind. Die niedrige und Rückwärtsbremse 26 ist so angeordnet, daß sie den Träger PC1 stationär hält, während die Bandbremse 28 so angeordnet ist, daß sie das Sonnenrad S1 stationär hält. Die niedrige Einwegkupplung 29 ist so angeordnet, daß sie eine Drehung des Kammwalzenträgers PC1 in eine Vorwärtsrichtung (dieselbe Richtung wie die Drehrichtung der Motorwelle 12) ermöglicht, aber eine Drehung in der umgekehrten Rückwärtsrichtung ver­ hindert.

Bei diesem Getriebe werden die Drehzustände der ver­ schiedenen, rotierenden Elemente (S1, S2, R1, 2, PC1 und PC2) der Planetengetriebesätze 15 und 16 durch Einschalten von hydraulisch schaltbaren und durch Reibung einrastende Verbindungen, nämlich durch die Kupplungen 18, 20, 22, 24 und die Bremsen 26, 28 in verschiedenen Kombinationen verän­ dert, wodurch das Übersetzungsverhältnis der Geschwindigkeit der Eingangswelle 13 zur Geschwindigkeit der Ausgangswelle 14 verändert wird. Vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang werden durch Schalten der Kupplungen 18, 20, 22 und 24 und der Bremsen 26 und 28 in verschiedenen Kombinationen er­ zeugt, wie in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 bezeichnet das Zei­ chen ○ (Kreis), daß eine bestimmte Verbindung, die bezeich­ net ist, geschaltet oder eingerastet ist, die Zeichen α1 (alpha eins) und α2 (alpha zwei) bezeichnen jeweils das Zahnverhältnis des Hohlrades R1 zum Sonnenrad S1 und das Zahnverhältnis des Hohlrades R2 zum Sonnenrad S2.

Fig. 5 zeigt ein hydraulisches Regelungssystem des Ge­ triebes. Dieses hydraulische Regelungssystem umfaßt ein Druckregulierungsventil 40, ein Druckänderungsventil 42, einen Leitungsdruckmagneten 44, einen Druckänderungsspeicher 46, ein Servoventil 48, ein Drehmomentwandlerentlastungsven­ til 50, ein Verriegelungsregelungsventil 52, ein erstes Durchgangsventil 54, einen Verriegelungsmagneten 56, ein Handventil 58, ein erstes Schaltventil 60, ein zweites Schaltventil 62, einen ersten Schaltmagneten 64, einen zwei­ ten Schaltmagneten 66, ein erstes Servoladeventil 68, ein 3-2-Zeitgeberventil 70, ein 4-2-Relaisventil 72, ein 4-2-Se­ quenzventil 74, ein erstes Reduzierventil 76, ein zweites Durchgangsventil 78, ein Überlaufkupplungsregelungsventil 80, einen Überlaufkupplungsmagneten 82, ein Überlaufkupp­ lungsreduzierventil 84, einen 1-2-Speicher 86, einen 2-3- Speicher 88, einen 3-4 Speicher 90, einen N-D-Speicher 92, ein Speicherregelungsventil 94 und ein Filter 96. Diese Kom­ ponenten sind wie dargestellt miteinander verbunden. Wie dargestellt, sind sie auch mit dem zuvor erwähnten Drehmo­ mentwandler (der Drehmomentwandler 10 umfaßt eine Anlegekam­ mer 11a und eine Lösekammer 11b für die Verriegelungskupp­ lung 11), der Vorwärtskupplung 22, der hohen Kupplung 20, der Bandbremse 28 (die Bandbremse 28 umfaßt eine zweite Ganganlegekammer 28a, eine dritte Ganglösekammer 28b und eine vierte Ganganlegekammer 28c), der Rückwärtskupplung 18, der unteren und Rückwärtsbremse 26 und der Überlaufkupplung 24 verbunden. Sie sind ebenfalls mit einer Drehkolbenölpumpe 34, einem Ölkühler 36, dem vorderen Schmierkreislauf 37 und dem hinteren Schmierkreislauf 38 verbunden, wie dargestellt. Die detaillierte Beschreibung dieser Ventile wird hier unter­ lassen. Das soweit beschriebene, automatische Getriebe ist im wesentlichen dasselbe wie das automatische Getriebe des RE4RO1A-Typs, das von Nissan Motor Company Limited in Japan hergestellt wird. Das automatische Getriebe des RE4R01A-Type in einem Servicehandbuch (Veröffentlichungsnr. A261C07) mit dem Titel "NISSAN FULL RANGE ELECTRONICALLY CONTROLLED AUTO­ MATIC TRANSMISSION RE4R01A TYPE", von der Nissan Motor Com­ pany Limited im März 1987 veröffentlicht, beschrieben. Das US-Patent 47 30 521, erteilt an Hayasaki und andere am 15. März 1989, legt das automatische Getriebe des RE4R01A-Typs offen. Daher wird auf das oben erwähnte Servicehandbuch und das US-Patent Nr. 47 30 521 für das vollständige Verständnis des Automatikgetriebes dieses Typs Bezug genommen. In diesem Getriebe wird die Verriegelungskupplung 11 von dem Verriege­ lungsregelungsventil 52 unter der Kontrolle des Verriege­ lungsmagneten 56 derart geregelt, daß, wenn der Verriege­ lungsmagnet 56 eingeschaltet wird, das Verriegelungsrege­ lungsventil 52 in eine Verriegelungsstellung geht und die Verriegelungskupplung 11 greift, während, wenn der Verriege­ lungsmagnet 56 ausgeschaltet wird, das Verriegelungsrege­ lungsventil 52 in eine Entriegelungsstellung geht und die Verriegelungskupplung 11 losläßt. Die Art der Regelung des Verriegelungsmagneten 56 ist auf den Seiten I-28 bis I-30 des oben erwähnten Servicehandbuchs beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Automatikgetrieberegelungseinheit 300, die die Magnete 44, 56, 64, 66 und 82 regelt. Die Regelungs­ einheit 300 umfaßt eine Eingabeschnittstelle 311, einen Re­ ferenzpulsgenerator 312, eine CPU (zentrale Verarbeitungs­ einheit) 313, einen ROM (Nurlesespeicher) 314, einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 315 und eine Ausgabe­ schnittstelle 316. Diese Elemente sind über einen Adressbus 319 und einen Datenbus 320 miteinander verbunden. Dieser Re­ gelungseinheit 300 werden Ausgangssignale eines Motordrehge­ schwindigkeitssensors 301, eines Ausgangswellendrehgeschwin­ digkeitssensors (eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors) 302, eines Drosselklappenöffnungsgradsensors 303, eines Auswahl­ stellungsschalters 304, eines Kickdown-Schalters 305, eines Leerlaufschalters 306, eines Drosselschalters 307, eines Öl­ temperaturschalters 308, eines Eingangswellendrehgeschwin­ digkeitssensors (eines Turbinendrehgeschwindigkeitssensors) 309 und eines Spargangsschalters 310 zugeführt. Der Aus­ gangswellendrehgeschwindigkeitssensor 302 stellt die Drehge­ schwindigkeit der Ausgangswelle 14 fest. Der Eingangswellen­ drehgeschwindigkeitssensor 309 stellt die Drehgeschwindig­ keit der Eingangswelle 13 fest. Die Ausgänge der Regelungs­ einheit 300 werden an die Schaltmagnete 64 und 66, an den Überlaufkupplungsmagneten 82, an den Verriegelungsmagneten 56 und an den Leitungsdruckmagneten 44 angelegt.

Die Schaltventile 60 und 62, die durch die entsprechen­ den Schaltmagnete 64 und 66 einschaltbar sind, und das Druckänderungsventil 42, das durch den Leitungsdruckmagneten einschaltbar ist, werden durch die Automatikgetrieberege­ lungseinheit 300 geregelt.

Zur Erklärung des Einschaltens der Magnete 44, 64 und 66 und der Ventile 42, 60 und 62 wird auf die Seiten I-22 bis I-27 des Servicehandbuchs (Veröffentlichungsnr. A261C07) und auf das US-Patent Nr. 47 30 521 Bezug genommen. Die notwen­ digen Regelungsfunktionen werden in der Regelungeeinheit 300 durchgeführt.

Die Art der Verriegelungskupplungsregelung ist unten im Prinzip unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Flußdia­ gramm erklärt. Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Ablaufs zur Verriegelungskupplungsregelung.

In Fig. 2 werden in Block 502 Leseoperationen der Aus­ gänge des Drosselklappenöffnungsgradsensors 303, des Aus­ gangswellendrehgeschwindigkeitssensors 302 und des Eingangs­ wellendrehgeschwindigkeitssensors 309 zum Speichern der Er­ gebnisse als Drosselklappenöffnungsgrad TH, Fahrzeugge­ schwindigkeit V und Eingangsumdrehungsgeschwindigkeit NT und Ausgangsumdrehungsgeschwindigkeit N_O durchgeführt. Im fol­ genden Block 504 wird eine Tabellennachschlagoperation in einer Schaltungspunkttabelle oder einem Schaltmuster, die als Funktion von TH und V gespeichert sind, zu Erhalt eines Zielganges GT, also eines Zielübersetzungsverhälnisses, durchgeführt. In 506 gibt es eine Abfrage, ob im Zielgang GT eine Veränderung aufgetreten ist. Wenn das der Fall ist, wird in Block 508 ein Befehl zum Schalten des Ganges gege­ ben, und ein Zeitgeber wird in Block 510 gestartet. Der Ab­ lauf geht mit diesen Blöcken 508 und 510 nur einmal während eines Durchlaufs, in dem festgestellt wurde, daß eine Ände­ rung in GT auftrat, weiter. Daher geht in dem nachfolgenden Durchlauf der Ablauf von der Abfrage 506 zu einem Block 518 und überspringt die Blöcke 508 und 510. In Block 518 wird ein Verhältnis G = N_T/N_O berechnet. Bei 520 gibt es eine Ab­ frage, ob G größer ist als ein erstes, vorgegebenes Schalt­ verhältnis G₁. Es gibt eine weitere Abfrage 522, ob G klei­ ner ist ein zweites, vorgegebenes Schaltverhältnis G₂, das größer ist als G₁. In diesem Ablauf wird ein Herunterschal­ ten betrachtet. Während des Herunterschaltens nimmt das Ver­ hältnis G von einem Schaltverhältnis für eine alte Schaltpo­ sition zu einem Schaltverhältnis für eine neue Schaltposi­ tion zu. Die ersten und zweiten Schaltverhältnisse G₁ und G₂ sind jeweils im Hinblick auf die Schaltverhältnisse der al­ ten und neuen Schaltpositionen bestimmt. Wenn die Abfragen bei 520 und 522 mit JA beantwortet werden, wenn also G₁ < G < G₂, geht der Ablauf zu einem Block 516. Im Block 516 wird ein Verriegelungskupplungslösesignal ausgegeben. Bei Erhalt dieses Verriegelungskupplungslösesignals wird der Verriege­ lungsmagnet 56 ausgeschaltet, wodurch bewirkt wird, daß das Verriegelungsregelungsventil 52 eine Verriegelungslösestel­ lung einnimmt. Die Abfrage in 520 wird unter bestimmten Um­ ständen verneint, selbst wenn das tatsächliche Verhältnis das zuerst bestimmte Schaltverhältnis G₁ übersteigt. In die­ sem Fall geht der Ablauf zu 512, wo abgefragt wird, ob der Verriegelungsmagnet 56 eingeschaltet ist, und dann zu 514, wo abgefragt wird, ob der Inhalt des Zeitgebers T größer ist als ein vorgegebener Zeitgeberwert C. Wenn das der Fall ist, also nach Ablauf einer Zeitperiode C nach Erteilen des Be­ fehls zum Gangsschalten, geht der Ablauf zu dem oben erwähn­ ten Block 516, um ein Verriegelungslösesignal zum Ausschal­ ten des Verriegelungsmagenten 56 zu erzeugen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist nun klar, daß die Verriegelungskupplung nach dem Ablauf einer bestimmten Peri­ ode nach dem Erteilen des Schaltbefehls gelöst wird, selbst wenn die gespeicherten Verhältnisdaten G nicht den tatsäch­ lichen Änderungen folgen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Verriegelungsregelung während eines Schaltvorgangs in einem Automatikgetriebe, das eine Ein­ gangswelle (12) und eine Ausgangswelle (14) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Verfahrens­ schritte umfaßt:
Feststellen der Drehgeschwindigkeit (V_T) der Eingangs­ welle und Erzeugen eines Eingangsdrehgeschwindigkeitssi­ gnals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Ein­ gangswelle angibt;
Feststellen der Drehgeschwindigkeit (V_O) der Ausgangs­ welle und Erzeugen eines Ausgangsdrehgeschwindigkeitssi­ gnals, das die festgestellte Drehgeschwindigkeit der Aus­ gangswelle angibt;
Bestimmen des Beginns und des Endes eines zeitweisen Loslassens einer Verriegelungskupplung (11) in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Eingangsdrehgeschwindigkeitssignals zu dem Ausgangsdrehgeschwindigkeitssignal;
Messen eines verstrichenen Zeitintervalls von dem Ertei­ len des Befehls zum Gangschalten an;
Bestimmen des Beginns eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung, wenn das gemessene Zeitintervall grö­ ßer wird als ein vorgegebener Wert; und
Loslassen der Verriegelungskupplung zwischen dem be­ stimmten Beginn und Ende.

2. System zur Verriegelungsregelung während eines Schaltvorgangs in einem Automatikgetriebe, das eine Ein­ gangswelle (12) und eine Ausgangswelle (14) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
eine Vorrichtung (309) zum Feststelleh der Drehgeschwin­ digkeit (V_T) der Eingangswelle und Erzeugen eines Eingangs­ drehgeschwindigkeitssignals, das die festgestellte Drehge­ schwindigkeit der Eingangswelle angibt;
eine Vorrichtung (302) zum Feststellen der Drehgeschwin­ digkeit (V_O) der Ausgangswelle und Erzeugen eines Ausgangs­ drehgeschwindigkeitssignals, das die festgestellte Drehge­ schwindigkeit der Ausgangswelle angibt;
eine Regelungseinheit (300) mit:
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Beginns und des Endes eines zeitweisen Loslassens einer Verriegelungskupp­ lung (11) in Abhängigkeit von dem Verhältnis des Eingangs­ drehgeschwindigkeitssignals zu dem Ausgangsdrehgeschwindig­ keitssignal;
einer Vorrichtung (312) zum Messen eines verstri­ chenen Zeitintervalls von dem Erteilen des Befehls zum Gang­ schalten an; und mit
einer Vorrichtung zum Bestimmen des Beginns eines zeitweisen Loslassens der Verriegelungskupplung, wenn das gemessene Zeitintervall größer wird als ein vorgegebener Wert; und
eine Vorrichtung (56) zum Loslassen der Verriegelungs­ kupplung zwischen dem bestimmten Beginn und Ende.