DE4124549C2 - Schaltsteuersystem für Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung von Schaltvorgängen in einem Automatikgetriebe und insbeson­ dere auf ein System zur Steuerung von Schaltvorgängen bei einem Automatikgetriebe, das sowohl auf Haupt-Schaltstufen, welche für ein normales Fahren verwendet werden, als auch auf Zwischenstufen, welche Übersetzungsverhältnisse zwi­ schen denjenigen der Haupt-Schaltstufen haben, eingestellt werden kann.

Wie im Fachgebiet bekannt ist, wird ein Schalten in einem Automatikgetriebe auf der Grundlage von Parametern bewirkt, die sich auf eine Motorbelastung beziehen, wie die Drosselklappenöffnung und auf die Fahrgeschwindigkeit. Das Automatikgetriebe wird heruntergeschaltet, wenn die Motorbelastung ansteigt oder die Fahrgeschwindig­ keit abfällt, und es wird hochgeschaltet, wenn die Motorbe­ lastung abnimmt oder die Fahrgeschwindigkeit ansteigt. Die Übersetzungsverhältnisse von einzustellenden Schaltstufen sind gegebene Verhältnisse, die nahe der geometrischen Folge liegen, um die Betriebsleistungen zu steigern, so daß die in den individuellen Schaltstufen zu erlangenden Antriebskräfte unterschiedlich sind. Als Ergebnis dessen wird, wenn die Antriebskraft für einen bestimmten Fahrwiderstand unzureichend ist, das Gaspedal niedergedrückt, um die notwendige An­ triebskraft zu erzeugen, wodurch ein Herunterschalten be­ wirkt wird. Ist im Gegensatz hierzu die Antriebskraft über­ mäßig groß, so wird das Gaspedal freigegeben, um die Drossel­ klappenöffnung zu vermindern, wodurch ein Hochschalten be­ wirkt wird.

Für einen Fahrwiderstand bei einer gewissen Fahrgeschwindig­ keit kann jedoch ein Fall eintreten, wobei die Antriebskraft in irgendeiner Schaltstufe unzureichend ist, jedoch in einer um eine Stufe niedrigeren Schaltstufe zu groß ist. Dieser Fall ist durch den im Diagramm des Betriebsverhaltens von Fig. 6 angegebenen Punkt P veranschaulicht. In diesem Fall oder Zustand ist die im 3. Gang zu erzeugende Antriebskraft für den Fahrwiderstand im Zustand einer Fahrgeschwindigkeit V₁ zu groß, jedoch ist die im 4. Gang zu erzeugende Antriebs­ kraft unzureichend. Wenn in diesem Fall die Fahrgeschwindig­ keit ansteigt, während das Fahrzeug im 3. Gang fährt, wird das Automatikgetriebe auf den 4. Gang hochgeschaltet. In diesem 4. Gang ist die Antriebskraft unzureichend, so daß das Automatikgetriebe auf den 3. Gang heruntergeschaltet wird, weil entweder die Fahrgeschwindigkeit abfällt oder der Fahrer das Gaspedal niedertritt. Dieses "pendelnde Hin- und Herschalten", wobei die Schaltvor­ gänge wiederholt werden, verschlechtert den Fahrkomfort. Deshalb wurde das Schaltsteuersystem, das in der JP-Pa­ tent-OS Nr. 103 042/1986 offenbart ist, konstruiert, um jegliches Hochschalten zu verhindern, wenn die Schaltfre­ quenz oder -häufigkeit einen vorbestimmten Wert über­ steigt.

Gemäß dem System der oben genannten Veröffentlichung wird das pendelnde Schalten nicht hervorgerufen, weil das Schal­ ten selbst verhindert wird. Weil jedoch die Schaltstufe auf einer unteren Seite für den Fahrzustand blockiert wird, wird die Motordrehzahl derart ungünstig erhöht, daß die Fahrleistung verschlechtert wird oder die Geräusche in uner­ wünschter Weise ansteigen.

Gemäß einem anderen System zur Verhinderung des pendelnden Hin- und Herschaltens, das in der JP-Patent-OS Nr. 101 549/1988 offenbart ist, wird die Beschleunigung nach einem Hochschalten arithmetisch bestimmt, um das Hochschal­ ten auszuführen, falls auf das Hochschalten entschieden wird, wenn die Beschleunigung gehalten werden könnte, oder wenn die Beschleunigung nicht gehalten werden kann, so wird die vorherrschende Schaltstufe beibehalten.

Gemäß diesem System nach der JP-Patent-OS Nr. 101 549/1988 kann jedoch das Hochschalten verhindert werden, selbst wenn der Motor eine für den Fahrzustand derart ausreichende Antriebskraft hat, daß die Motordrehzahl in gewissem Ausmaß ansteigt. Weil in diesem Fall das Fahren mit der hohen Dreh­ zahl des Motors fortgesetzt wird, haftet diesem System ein Problem insofern an, als die Fahrleistung verschlechtert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Schaltsteuer­ system für ein Automatikgetriebe zu schaffen, durch das das häufige Schalten verhindert wird und die zur Verfügung stehende Antriebskraft optimal ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockbild des grundsätzlichen Aufbaus eines erfin­ dungsgemäßen Schaltsteuersystems;

Fig. 2 ein Blockbild einer Ausführungsform gemäß der Er­ findung;

Fig. 3 einen Flußplan für eine Steuerroutine zur Einstellung von Zwischenstufen anhand der Bedingung einer Schalt­ häufigkeit;

Fig. 4 einen Flußplan einer Steuerroutine zur Einstellung von Zwischenstufen anhand der Bedingung einer Be­ schleunigung nach einem Schalten;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Getrie­ bezuges;

Fig. 6 ein Diagramm, in welchem das Betriebsverhalten eines mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs dargestellt ist.

Es soll zuerst auf den grundsätzlichen Aufbau eingegangen werden. Gemäß Fig. 1 ist mit einem Motor E ein Automatik­ getriebe A über einen Drehmomentwandler T verbunden. Das Automatikgetriebe A ist mit einer Mehrzahl von Reibschluß­ gliedern ausgestattet, die hydraulisch zu steuernde Kupp­ lungen und Bremsen umfassen. Das Automatikgetriebe A ist so aufgebaut, daß es sowohl auf die Haupt-Schaltstufen, die durch Blockieren oder Lösen von Reibschlußgliedern in geeig­ neter Weise auf der Grundlage der Fahrzustände einschließ­ lich der Drosselklappenöffnung, der Fahrgeschwindigkeit so­ wie der Turbinendrehzahl gewählt werden, und die Zwischen­ stufen, welche Übersetzungsverhältnisse zwischen denjeni­ gen der Hauptschaltstufen haben, geschaltet werden kann. Es ist ferner ein hydraulischer Regler C vorhanden, der die Reibschlußglieder steuert und durch elektrische Ein­ richtungen, wie Magnetventile, betätigt wird.

Um über eine im Automatikgetriebe A einzustellende Schalt­ stufe zu entscheiden, ist eine Fahrzustand-Ermittlungsein­ richtung 10 vorhanden, die die Fahrzustände, wie die Fahrgeschwindigkeit V und die Drosselklappenöffnung Θ, fest­ stellt sowie ein elektrisches Signal ausgibt. Des weiteren ist eine Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung 11 vorgesehen, die auf der Grundlage des von der Fahrzustand-Ermittlungs­ einrichtung 10 festgestellten Fahrzustandes auf eine einzu­ stellende Haupt-Schaltstufe entscheidet. Die Schaltstufen- Bestimmungseinrichtung setzt die Schaltstufe in Übereinstim­ mung mit einem Schaltkennfeld oder einer Datentafel fest, in welcher beispielsweise die entsprechend dem Fahrzustand einzustellenden Haupt- Schaltstufen gespeichert sind.

Die Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung 11 ist mit der Zu­ stand-Entscheidungseinrichtung 12 verbunden, die dazu vorge­ sehen ist, eine Entscheidung zu treffen, ob der Zustand zur Anwendung der von der Schaltstufen-Bestimmungseinrich­ tung 11 festgesetzten Haupt-Schaltstufe gegeben ist oder nicht. Dieser Zustand oder diese Bedingung wird durch die Schalthäufigkeit zwischen den Haupt-Schaltstufen und die in der bestimmten Haupt-Schaltstufe zu erzielende Beschleu­ nigung oder Verlangsamung gegeben. Für diese Entscheidungen ist die Zustand-Entscheidungseinrichtung 12 mit einer Schalt­ häufigkeit-Ermittlungseinrichtung 12a und ggf. einer Beschleu­ nigung-/Verlangsamung-Bestimmungseinrichtung 12b ausgestat­ tet. Die Zustand-Entscheidungseinrichtung 12 gibt ein Si­ gnal an eine Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 ab, wenn die Häufigkeit der Schaltungen zwischen den Haupt-Schaltstu­ fen einen vorbestimmten Wert übersteigt oder wenn die Be­ schleunigung oder Verlangsamung, die im Fall des Schaltens in einer Haupt-Schaltstufe zu bewerkstelligen ist, nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.

Die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 ist mit einer Daten­ tafel ausgestattet, in welcher die Bereiche zur Einstellung der Haupt-Schaltstufen und der Zwischen-Schaltstufen ent­ sprechend dem Fahrzustand, wie der Fahrgeschwindigkeit oder der Drosselklappenöffnung, festgesetzt sind. Auf der Grund­ lage des von der Zustand-Entscheidungseinrichtung 12 einge­ henden Signals wählt die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 nicht eine Haupt-Schaltstufe, auf welche durch die er­ wähnte Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung 11 entschieden worden ist, sondern eine dieser Haupt-Schaltstufe benach­ barte Zwischen-Schaltstufe. Die Schaltstufen-Bestimmungsein­ richtung 11 und die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 sind mit einer Schalt-Befehlseinrichtung 14 verbunden, wel­ che ein Signal an den hydraulischen Regler C abgibt, um ein Schalten auf entweder die von der Schaltstufen-Bestim­ mungseinrichtung 11 festgesetzte Haupt-Schaltstufe oder die von der Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 gewählte Zwi­ schenstufe auszuführen. Es ist zu bemerken, daß die Schalt- Befehlseinrichtung 14 dazu eingerichtet ist, bevorzugter­ weise diejenige Schalt- oder Getriebestufe einzustellen, die durch die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 ge­ wählt wird.

In dem in Fig. 1 gezeigten Schaltsteuersystem wird folglich der Fahrzustand, wie die Fahrgeschwindigkeit V oder die Dros­ selklappenöffnung Θ, durch die Fahrzustand-Ermittlungsein­ richtung 10 festgestellt, wobei die Schaltstufen-Bestim­ mungseinrichtung 11 auf der Grundlage des Entscheidungser­ gebnisses die Haupt-Schaltstufe entsprechend dem Fahrzu­ stand mittels der Datentafel bestimmt. Die Zustand-Ent­ scheidungseinrichtung 12 erfaßt die zu den Haupt-Schaltstu­ fen hin ausgeführten Schalthäufigkeiten in ihrer Schalthäu­ figkeit-Ermittlungseinrichtung 12a, um ein Signal an die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 abzugeben, wenn die Schalthäufigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt. An­ dererseits bestimmt die Zustand-Entscheidungseinrichtung 12, ob die Beschleunigung oder Verlangsamung, die im Fall eines Schaltens auf die von der Schaltstufen-Bestimmungsein­ richtung 11 festgesetzte Haupt-Schaltstufe zu erlangen ist, in einem vorbestimmten Bereich liegt oder nicht, um ihr Signal an die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung 13 abzuge­ ben, wenn bestimmt wird, daß die Beschleunigung oder Ver­ langsamung nicht innerhalb dieses Bereichs liegt. Ist die Häufigkeit der Schaltungen zwischen den Haupt-Schaltstufen geringer als der vorbestimmte Häufigkeitswert oder ist die erhaltene Beschleunigung oder Verlangsamung innerhalb des vorbestimmten Bereichs, so gibt die Entscheidungseinrich­ tung 12 ihr Signal an die Schalt-Befehlseinrichtung 14 ab, um das Schalten auf die Haupt-Schaltstufe auszuführen, wel­ che von der Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung 11 festge­ setzt wurde.

Im Ansprechen auf das von der Zustand-Entscheidungsein­ richtung 12 kommende Signal wählt andererseits die Zwischen­ stufen-Einstelleinrichtung 13 eine zu schaltende Zwischenstu­ fe und gibt ihr Signal an die Schalt-Befehlseinrichtung 14 ab, die dann ein Schaltsignal dem hydraulischen Regler C zuführt, so daß das Schalten auf die erwähnte Haupt-Schalt­ stufe oder Zwischen-Schaltstufe ausgeführt wird.

In dem Schaltsteuersystem von Fig. 1 wird somit, wenn das Hoch- und Herunterschalten häufig zwischen den Haupt-Schalt­ stufen bewirkt wird oder wenn die Beschleunigung für die bestimmte Haupt-Schaltstufe ausreichend ist, ein Schalten auf die Zwischenstufe anstelle eines Schaltens auf die Haupt-Schaltstufe ausgeführt. Als Ergebnis dessen ist das nach diesem Schalten erlangte Drehmoment für den Fahrzustand ausreichend und angemessen, so daß das häufige Schalten ver­ hindert werden kann.

Eine spezielle Ausführungsform wird im folgenden beschrie­ ben. Das in Fig. 2 gezeigte Automatikgetriebe kann sowohl auf die Haupt-Schaltstufen, welche auf der Grundlage der Fahrzustände, wie der Drosselklappenöffnung oder der Fahrge­ schwindigkeit, zu wählen sind, als auch die Zwischenstufen, welche zu wählen sind, wenn die Bedingungen außer den Fahr­ zuständen erfüllt werden, und welche Übersetzungsverhältnis­ se zwischen denjenigen der Haupt-Schaltstufen haben, geschal­ tet werden. Insbesondere ist bei diesem Automatikgetriebe der Getriebezug in der Hauptsache aus drei Einritzel- Planetengetrieben 1, 2 und 3 aufgebaut, deren Bauteile in der folgenden Weise verbunden sind. Der Planetenradträger, im folgenden nur "Träger" genannt, 1C des ersten Planeten­ getriebes 1 und das Ringrad 3R des dritten Planetengetrie­ bes 3 sind so miteinander verbunden, daß sie zusammen dre­ hen können. Das Ringrad 2R des zweiten Planetengetriebes 2 und der Träger 3C des dritten Planetengetriebes 3 sind ebenfalls für eine gemeinsame Drehung miteinander verbunden. Darüber hinaus ist das Sonnenrad 1S des ersten Planetenge­ triebes 1 durch eine zweite Kupplungseinheit K2 mit dem Trä­ ger 2C des zweiten Planetengetriebes und ferner durch eine vierte Kupplungseinheit K4 mit dem Sonnenrad 2S des zweiten Planetengetriebes 2 verbunden. Ferner ist der Träger 2C des zweiten Planetengetriebes 2 über eine fünfte Kupplungsein­ heit K5 an das Sonnenrad 3S des dritten Planetengetriebes 3 gekoppelt.

Die verbindenden Bauteile der oben genannten einzelnen Kom­ ponenten können Hohl- oder Vollwellen oder geeignete Kopplungstrommeln sein, wie sie in üblichen Automatikggetrie­ ben zur Anwendung kommen.

Eine Eingangswelle 4 ist durch ein (nicht dargestelltes) Kraftübertragungsaggregat, wie einen Drehmomentwandler oder eine Strömungskupplung, mit einem (nicht dargestellten) Mo­ tor verbunden. Zwischen diese Eingangswelle 4 und das Ring­ rad 1R des ersten Planetengetriebes 1 ist eine erste Kupp­ lungseinheit K1 eingesetzt, um diese Teile selektiv zu kop­ peln. Zwischen die Eingangswelle 4 und das Sonnenrad 1S des ersten Planetengetriebes 1 ist andererseits zur selektiven Verbindung dieser Bauteile eine dritte Kupplungseinheit K3 eingefügt.

Für praktisch ausgeführte Baueinheiten gibt es Beschränkun­ gen in der Anordnung der einzelnen Komponenten. Deshalb können geeignete Zwischenglieder, wie Kopplungs- oder Verbin­ dungstrommeln bzw. -scheiben, natürlich als die Verbindungs­ glieder für die einzelnen Kupplungseinheiten K1, K2, K3, K4 und K5 eingesetzt werden.

Die die Drehungen der drehenden Bauteile der vorstehend er­ wähnten Planetengetriebe 1, 2 und 3 blockierenden Bremsen werden im folgenden erläutert. Eine erste Bremseneinheit B1 dient dem selektiven Blockieren der Drehung des Sonnen­ rades 3S des dritten Planetengetriebes 3. Eine zweite Brem­ seneinheit B2 soll selektiv die Drehung des Trägers 2C des zweiten Planetengetriebes 2 blockieren. Eine dritte Brem­ seneinheit B3 verhindert in ausgewählter Weise das Drehen des Sonnenrades 2S des zweiten Planetengetriebes 2. Eine vierte Bremseneinheit B4 hält das Sonnenrad 1S des ersten Planetengetriebes 1 in ausgewählter Weise gegen ein Drehen fest. Bei praktisch ausgeführten Baueinheiten können dar­ über hinaus geeignete Kopplungsglieder zwischen die Bremsen­ einheiten B1, B2, B3 sowie B4 und jedes der von diesen Brem­ seneinheiten oder einem Getriebegehäuse 6 festzuhaltenden einzelnen Bauteile eingefügt werden.

Mit dem Ringrad 2R des zweiten Planetengetriebes 2 und dem Träger 3C des dritten Planetengetriebes 3 ist eine Ab­ triebswelle 5 verbunden, um deren Drehung auf die Kardan­ welle und den Tourenzähler, die beide nicht dargestellt sind, zu übertragen.

Das Automatikgetriebe mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau kann im Prinzip auf zehn Vorwärts-Schaltstufen und eine Rückwärts-Schaltstufe geschaltet werden, die aus den Haupt- Schaltstufen von fünf Vorwärtsstufen und einer Rückwärtsstu­ fe unter Hinzufügen der sog. "2,2-, 2,5- und 2,7-Stufe" zwischen den 2. und 3. Vorwärtsgang und die sog. "3,2- sowie 3,5-Stufe" zwischen den 3. und 4. Vorwärtsgang gebildet werden. Zur Einstellung der Schaltstufen außer jenen für die 2,2-, 2,7-, 3,2- und 3,5-Stufe sind eine Mehrzahl von Blockier-/Löse-Kombinationen, d. h. die sog. "Blockier-/Löseschemata", der Kupplungs- und Bremsmittel vorhanden, die in der Kupplungs- und Bremsen-Einsatztafel, die im folgenden wiedergegeben ist, aufgeführt sind, vor­ handen. Die Tafel gibt auch die Übersetzungsverhältnisse in den einzelnen Schaltstufen an. In der Tafel bezeichnen Symbole ○ den blockierten Zustand, freie Felder den ge­ lösten Zustand und Symbole * geben an, daß die Bauteile blockiert werden können.

Die mit * bezeichneten Bauteile umfassen: solche wie die fünfte Kupplungseinheit K5 oder die erste Bremseneinheit B1 im 1. Gang, deren Übersetzungsverhältnisse und Drehzu­ stände unverändert bleiben, selbst wenn sie gelöst sind; solche wie die erste Bremseneinheit B1 im Schema der Reihe b des 4. Gangs, deren Übersetzungsverhältnisse unverändert bleiben, deren Drehzustände bei einem Lösen jedoch geändert werden; und solche wie die vierte Kupplungseinheit K4 und die dritte Bremseneinheit B3 im Schema der Reihe b des 2. Gangs, deren Übersetzungsverhältnisse und Drehzustände un­ verändert bleiben, selbst wenn sie gelöst, aber wenn andere, mit den Symbolen * bezeichnete Einrichtungen blockiert sind. In der Tafel bezeichnen die Reihen a, b, c . . . usw. im 2., 3., 4., 5. Gang und im Rückwärtsgang solche Blockier-/Löse­ schemata zur Einstellung der entsprechenden Gangstufen derart, daß die Drehzahlen der drehenden Komponenten der Planetengetriebe unterschiedlich sind. Die Symbole , , . . . usw. bezeichnen die Arten der Blockier-/Löse­ schemata, in welchen die Drehzahlen der drehenden Komponen­ ten der Planetengetriebe nicht verschiedenartig sind. Fer­ ner sind die Übersetzungsverhältnisse, die in der Tafel an­ gegeben sind, solche, wenn die Übersetzungsverhältnisse, d. h. die Verhältnisse zwischen den Zähnezahlen der Sonnen- und der Ringräder, der einzelnen Planetengetriebe 1, 2 und 3 jeweils auf ρ₁ = 0,450, ρ₂ = 0,405 und ρ₃ = 0,405 fest­ gesetzt werden.

Das in Fig. 2 gezeigte Automatikgetriebe ist mit Steuerein­ richtungen, um irgendeine der in der Tafel aufgeführten Schalt- oder Getriebestufen festzusetzen und um das Blockier-/Löse­ schema für diese festzusetzende Schaltstufe zu bestimmen, versehen. Die Steuereinrichtungen werden sowohl durch den hydraulischen Regler C zur Zu- und Ableitung der öldrücke zum Blockieren/Lösen der erwähnten Kupplungs- sowie Bremseneinrichtungen und ein elektronisches Steuer­ gerät (ECU) 20 zur Ausgabe eines elektrischen Steuersignals an den hydraulischen Regler C auf der Grundlage von verschie­ denen Eingabedaten gebildet.

Der hydraulische Regler C ist mit Druckregelventilen, Schalt­ steuerventilen und Magnetventilen zur Betätigung der Schalt­ steuerventile ausgestattet, wobei alle diese zum Einsatz gelangenden Ventile von bekannter Art sein können. Insofern werden die unmittelbar vom elektronischen Steuergerät 20 zu steuernden Ventile von den Magnetventilen des hydrauli­ schen Reglers C gebildet. Andererseits umfaßt das elektroni­ sche Steuergerät 20 in der Hauptsache einen Mikrocomputer mit arithmetischen Funktionen, der mit Signalen gespeist wird, die die Fahrgeschwindigkeit V, die Drosselklappenöff­ nung Θ, die Kühlwassertemperatur, das Fahrbetrieb-Wählsignal und das Bremssignal umfassen.

Das in Fig. 2 gezeigte System weist die Vorwärts-Gangstufen des 1., 2., 3., 4. und 5. Gangs sowie die verbleibenden zwischenliegenden Stufen auf. Von diesen werden die Haupt- Schaltstufen selektiv auf der Grundlage des Fahrzustandes, wie der Drosselklappenöffnung g oder der Fahrgeschwindigkeit V, eingestellt, und die Zwischenstufen werden auf der Grund­ lage von anderen Bedingungen oder Zuständen gewählt und eingestellt, wie z. B. die wiederholte Häufigkeit von Schaltvorgängen zwischen den Haupt-Schaltstufen.

Die Steuerungen für diese Vorgänge werden im folgenden im einzelnen erläutert. Wenn der Fahrzustand im bereits erwähn­ ten Punkt P von Fig. 6 liegt, so ist die Antriebskraft in der 3. Getriebestufe übermäßig, sie ist jedoch in der 4. Getriebestufe unzureichend. Als Ergebnis dessen wird das Schalten zwischen dem 3. und 4. Gang wiederholt, wenn die Fahrgeschwindigkeit V₁ gehalten werden soll. Diese Schalthäu­ figkeit innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne wird vom elektronischen Steuergerät 20 gezählt. Wenn die gezählte Häufigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird darauf erkannt, daß das Schalten schaukelnd oder pendelnd ist, und es wird die 3,2-Schaltstufe, welche ein Übersetzungsver­ hältnis zwischen denjenigen des 3. und 4. Gangs hat, gewählt sowie eingestellt. Die das Betriebsverhalten im 3,2-Gang angebende Kurve ist in Fig. 6 gestrichelt dargestellt und zeigt, daß die zu erreichende Antriebskraft für den durch den Punkt P angegebenen Fahrzustand geeignet und zweckmäßig ist, wodurch das wiederholte Schalten eliminiert wird.

Übrigens kann das schaukelnde Schalten vermieden werden, wenn die Schaltvorgänge weniger häufig zwischen den Haupt- Schaltstufen wiederholt werden, und dann wird das Automatik­ getriebe auf eine der Haupt-Schaltstufen eingestellt.

Die vorstehend beschriebenen Steuervorgänge sind in Fig. 3 in Form eines Flußplans dargestellt. Die Schalthäufigkeit in einer vorbestimmten Zeitspanne wird im Schritt 1 erfaßt. Auf der Grundlage dieser Ermittlung wird (im Schritt 2) ent­ schieden, ob die Schalthäufigkeit gleich einem vorbestimm­ ten Wert ist oder nicht, d. h., ob das Schalten schaukelnd ist oder nicht. Lautet das Ergebnis NEIN, so wird das Auto­ matikgetriebe (im Schritt 3) entsprechend der Folge der Haupt-Schaltstufen, für den 1., 2., 3., 4. und 5. Gang ge­ schaltet. Lautet dagegen im Schritt 2 die Entscheidung JA, so wird das Automatikgetriebe (im Schritt 4) entspre­ chend der Schaltstufenfolge mit den Zwischenstufen für den 1., 2., 3., 3,2., 4. und 5. Gang geschaltet. Diese Schalt­ stufenfolge kann im voraus als die Datentafel gespeichert werden.

Es ist zu bemerken, daß dann, wenn mehr Schaltstufen einge­ stellt werden können, die Möglichkeit gegeben ist, die für mehr verschiedene Fahrzustände geeignete Antriebskraft zu erlangen. Es ist insofern für das in Fig. 2 gezeigte Automa­ tikgetriebe denkbar, alle Schaltstufen, die in der voraus­ gehenden Tafel aufgeführt sind, bei dem Fahrzustand zu je­ der Zeit zu schalten. Wenn derart vorgegangen wird, so wird jedoch das Schalten jedesmal auftreten, wenn sich der Fahrzu­ stand geringfügig ändert. Als Ergebnis dessen steigt das Schalten so häufig an, daß die Schaltstöße die Lebensdauer der Reibschlußglieder verschlechtern. Im Gegensatz hierzu wird jedoch das vorstehend beschriebene System gemäß der Erfindung von jeglichem besonderen Anstieg in der Anzahl der Schaltstufen freigehalten, so daß eine Beeinträchtigung durch die Schaltstöße und eine Verringerung in der Lebens­ dauer der Reibschlußglieder vermieden werden kann.

Wenn das Automatikgetriebe auf eine Zwischenstufe geschal­ tet wird, so ist der Unterschied im Übersetzungsverhältnis zu denjenigen der benachbarten Haupt-Schaltstufen so gering, daß die Übersetzungsverhältnisse in ihrer Gesamtheit die den geometrischen Folgen nahen Beziehungen verlieren. Des­ halb können im Fall des Einstellens irgendeiner Zwischen­ stufe andere Schalt-Hauptstufen durch individuell nahege­ legene Zwischenstufen ersetzt werden, so daß die gesamten Übersetzungsverhältnisse Beziehungen annehmen, die den geo­ metrischen Folgen so nahe wie möglich sind. Die Schaltstu­ fenfolge dieser Art kann wie folgt veranschaulicht werden:
1. Gang ↔ 2. Gang ↔ 2,7. Gang ↔ 3,2. Gang ↔ 4. Gang ↔ 5. Gang.

Andererseits können die Steuerungen zur Rückkehr der Schalt­ stufenfolge nach ihrer Änderung zu der ursprünglichen Folge unter derart geeigneten Bedingungen bewerkstelligt werden, daß das Fahrzeug stillsteht und daß das Fahren in den Haupt- Schaltstufen für eine vorbestimmte Zeitdauer anhält.

Bei dem bisher beschriebenen Beispiel wird für die Bedingung zum Schalten in die Zwischenstufen die Schalthäufigkeit zwi­ schen den Haupt-Schaltstufen verwendet. Jedoch kann in dem System die Bedingung zur Einstellung der Zwischenstufen zusätzlich darauf basieren, daß die Beschleunigung oder Verlangsamung, die im Fall des Schaltens zur Haupt-Schalt­ stufe auf Grund der Bestimmung des Fahrzustandes berechnet wurde, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht in einen vorbestimmten Bereich fällt. Diese Steuerungen kön­ nen erreicht werden, indem die Haupt-Schaltstufen mittels des erwähnten elektronischen Steuergeräts 20 durch Berechnen der Beschleunigung auf der Grundlage der Fahrzeug-Spezifika­ tionen, wie des Übersetzungsverhältnisses oder der Fahrge­ schwindigkeit V in der Haupt-Schaltstufe, bestimmt werden und indem entschieden wird, ob der Unterschied zwischen der berechneten Beschleunigung sowie der Beschleunigung vor dem Schalten gegeben ist. Andererseits kann die Wahl der ein­ zustellenden Zwischenstufe bewerkstelligt werden, indem bei­ spielsweise die Datentafel geändert wird, wie im einzelnen unter Bezugnahme auf den Flußplan von Fig. 4 beschrieben wird.

Gemäß Fig. 4 wird zuerst im Schritt 10 auf der Grundlage des Fahrzustandes, wie der Fahrgeschwindigkeit V oder der Drosselklappenöffnung Θ, entschieden, ob das Schalten ein Hochschalten von einer vorgegebenen Haupt-Schaltstufe zu einer anderen Haupt-Schaltstufe ist oder nicht. Lautet die Entscheidung NEIN, so kehrt die Routine ohne jegliche beson­ dere Steuerung zurück. Wenn dagegen die Entscheidung JA lautet, so geht die Routine zum Schritt 11 weiter, in wel­ chem aus dem Fahrzustand der Fahrwiderstand berechnet wird. Im anschließenden Schritt 12 wird die Beschleunigung nach dem Hochschalten auf der Grundlage von sowohl dem im Schritt 11 berechneten Fahrwiderstand als auch den Fahrzeug-Spezi­ fikationen im Übersetzungsverhältnis der hochgeschalteten Haupt-Schaltstufe berechnet. Des weiteren wird im Schritt 13 entschieden, ob der im Schritt 12 berechnete Zustand in der "Beschleunigung" liegt oder nicht. Lautet die Ent­ scheidung JA, so heißt das, daß die Antriebskraft im Über­ schuß selbst nach dem erwähnten Hochschalten zu einer an­ deren Haupt-Schaltstufe ist. In diesem Fall wird deshalb das Automatikgetriebe (im Schritt 14) zu dieser Haupt- Schaltstufe hochgeschaltet.

Lautet dagegen im Schritt 13 die Entscheidung NEIN, so wird die Antriebskraft unzureichend, womit die Fahrgeschwindig­ keit absinkt, wenn das Automatikgetriebe auf die gewählte Haupt-Schaltstufe hochgeschaltet wird. In diesem Fall-geht deshalb die Routine zum Schritt 15, in welchem die Beschleu­ nigung im Fall des Hochschaltens von der für das Hochschalten zu einer niedrigeren Zwischenstufe bestimmten Haupt-Schalt­ stufe aus dem Fahrwiderstand und den Spezifikationen des Fahrzeugs nach dem Hochschalten berechnet wird. Dann wird (im Schritt 16) entschieden, ob die Beschleunigung "positiv" ist oder nicht. Lautet die Entscheidung JA, so geht die Routine zum Schritt 17 über, in welchem das Hochschalten zu dieser Zwischenstufe ausgeführt wird. In diesem Fall werden die Übersetzungsverhältnisse des Getriebezuges we­ gen einer Einfügung der Zwischenstufen von den geometrischen Folgen weggebracht. Somit können die Haupt-Schaltstufen au­ ßer der vorerwähnten einen zu anderen Zwischenstufen hin geändert werden, so daß die Übersetzungsverhältnisse des gesamten Getriebezuges so nahe wie möglich an der geome­ trischen Folge liegen können. Lautet dagegen im Schritt 16 die Entscheidung NEIN, so wird ein Hochschalten nicht aus­ geführt, sondern die gegenwärtige Schaltstufe (im Schritt 18) gehalten.

Die erwähnten Steuerungen werden im folgenden im einzelnen erläutert. Wenn auf ein Hochschalten zum 3. Gang, der ein Übersetzungsverhältnis von 1,405 hat, entschieden wird, wäh­ rend das Fahrzeug im 2. Gang mit einem Übersetzungsver­ hältnis von 2,037 der Haupt-Schaltstufen fährt, und wenn die Antriebskraft für ein Fahren im Übersetzungsverhältnis von 1,405 ausreichend ist, so wird das Automatikgetriebe in den 3. Gang geschaltet. Ist die Antriebskraft dagegen unzureichend, so wird für den 2,5.-Gang mit einem Überset­ zungsverhältnis von 1,619 bestimmt, ob die Beschleunigung positiv ist oder nicht. Im Fall der Entscheidung auf eine positive Beschleunigung wird das Schalten zum 2,5.-Gang oder zu einer der Zwischenstufen ausgeführt. Wenn auf einen Mangel in der Antriebskraft im 4. Gang im Fall des Hochschal­ tens vom 3. zum 4. Gang entschieden wird, wird für den 3,5.- Gang oder eine Zwischenstufe, die niedriger ist als der 4. Gang, eine gleichartige Entscheidung durchgeführt. Wenn im 3,5.-Gang auf eine Beschleunigung erkannt wird, so wird ein Schalten zum 3,5.-Gang ausgeführt. Wenn die Beschleunigung selbst im 3,5.-Gang nicht erlangt werden kann, kann die gegenwärtige Schaltstufe gehalten oder die Beschleunigung nach dem Hochschalten zum niedrigeren 3,2.-Gang bestimmt werden.

Bei der vorstehenden Schaltsteuermethode kann folglich eine von einer geringfügigen Verminderung im Übersetzungsverhält­ nis begleitete Schaltung bewerkstelligt werden, indem von dem Zwischenzustand Gebrauch gemacht wird, welcher für das normale Fahren nicht verwendet wird, und indem untersucht wird, ob eine Beschleunigung aus den verschiedenen Über­ setzungsverhältnissen nach dem Hochschalten erlangt werden kann. Als Ergebnis dessen wird es möglich, den Fahrzustand zu vermeiden, welcher ein höheres Übersetzungsverhältnis für die Fahrgeschwindigkeit behält. Das heißt mit anderen Worten, daß das Fahren mit einer hohen Motordrehzahl vermie­ den werden kann, um die Fahrleistung zu steigern.

Es ist zu bemerken, daß die bisher beschriebene Ausführungs­ form auf den Fall gerichtet ist, wobei die eine ansteigen­ de Fahrgeschwindigkeit aufweisende "Beschleunigung" selbst nach einem Schalten bewerkstelligt werden kann. Jedoch kann die Beschleunigung, auf die für die Entscheidung Bezug zu nehmen ist, geringfügig in der negativen Richtung liegen, d. h. eine Verlangsamung sein. Ferner wurde bei der erläuter­ ten Ausführungsform die Beschreibung unter Bezugnahme auf das Hochschalten gegeben. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise auf den Fall eines Herunterschal­ tens Anwendung finden. Des weiteren wurde die Beschreibung im Hinblick auf ein Automatikgetriebe zur vorstehenden Aus­ führungsform gegeben, das mit dem in Fig. 2 gezeigten Ge­ triebezug ausgestattet ist. Die Erfindung kann jedoch bei einem anderen Automatikgetriebe verwirklicht werden, das zur Einstellung von Zwischenstufen imstande ist.

Ein Beispiel eines in einem solchen Automatikgetriebe zur Anwendung gelangen Getriebezuges ist in der schematischen Darstellung von Fig. 5 gezeigt. Dieser Getriebezug wird ge­ schaffen, indem die fünfte Kupplungseinheit K5, die erste Brem­ seneinheit B1 und die vierte Bremseneinheit B5 aus dem in Fig. 2 dargestellten Getriebezug weggelassen und der Träger 2C des zweiten Planetengetriebes 2 sowie das Sonnenrad 3S des dritten Planetengetriebes 3 einstückig verbunden wer­ den.

Ferner kann das durch das Steuersystem gemäß der vorliegen­ den Erfindung gesteuerte Automatikgetriebe von entweder einer Konstruktion, bei welcher jedes der Reibschlußglie­ der von Fig. 2 so modifiziert ist, daß es eine Freilauf­ kupplung besitzt, oder irgendeiner der Konstruktionen, die in den Beschreibungen und Zeichnungen der JP-Pat.-Anm. Nr. 185 151/1989, Nr. 185 152/1989, Nr. 186 991/1989, Nr. 186 992/1989, Nr. 205 478/1989 und Nr. 280 957/1989 (derselben Anmelderin) offenbart sind, sein.

Claims (3)

1. Ein Schaltsteuersystem für ein Automatikgetriebe mit Haupt- und Zwischenschaltstufen, das sowohl auf die Hauptschaltstufen, die auf der Grundlage des momentanen Fahrzustandes eines Fahrzeugs gewählt werden, als auch auf Zwischenschaltstufen mit zwischen den Übersetzungsverhältnissen der Hauptschaltstufen liegenden Übersetzungsverhältnissen einstellbar ist, mit

• - einer Fahrzustands-Ermittlungseinrichtung (10),
• - einer Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung (11), die auf der Grundlage des ermittelten Fahrzustandes eine einzustellende Hauptschaltstufe bestimmt und mit
• - einer Zwischenstufen-Einstelleinrichtung (13), mit der eine Zwischen-Schaltstufe anstelle der von der Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung (11) bestimmten Hauptschaltstufe einstellbar ist,

gekennzeichnet durch

• - eine Schalthäufigkeit-Ermittlungseinrichtung (12a), die die Schalthäufigkeit zwischen zwei Haupt-Schaltstufen über eine Zwischenstufe hinweg ermittelt, und durch
• - eine Zustand-Entscheidungseinrichtung (12), die die ermittelte Schalthäufigkeit mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und auf eine Zwischenschaltstufe entscheidet, wenn der ermittelte Schalthäufigkeitswert größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert ist.

2. Schaltsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß die Schaltstufen-Bestimmungseinrichtung (11) ein erstes, lediglich die einzustellenden Haupt- Schaltstufen enthaltendes Schaltkennfeld umfaßt, und
• - daß die Zwischenstufen-Einstelleinrichtung (13) ein zweites, die einzustellenden Haupt-Schaltstufen sowie Zwischen-Schaltstufen enthaltendes Schaltkennfeld umfaßt, wobei
• - das Schalten entsprechend dem zweiten Schaltkennfeld nach Erfüllen der vorbestimmten Bedingung ausge­ führt wird.