DE4232362A1 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes mit überbrücktem Freilauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­ tung zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes mit überbrücktem Freilauf nach dem Oberbegriff des ersten und fünften Anspruchs.

Bei automatischen Schaltgetrieben werden Freiläufe ver­ wendet, um Lastschaltstöße zu unterdrücken und um den Schal­ tungsablauf beherrschbar zu machen. Ein Freilauf kann ein Moment nur in einer Richtung übertragen. Bei Kraftflußumkehr wird der Freilauf überrollt.

Aus einer Druckschrift, ZF-Automatgetriebe für Personen­ krafwagen und leichte Nutzkraftwagen, Seite 7, der ZF Getriebe GmbH Saarbrücken ist ein automatisches Schaltgetriebe mit Freilauf bekannt. Hierbei ist zu einem Freilauf eine Kupplung parallel angeordnet. Diese Kupplung wird in Wählhebelstel­ lung 1 geschlossen. Zweck dieser Kupplung ist es, bei Kraft­ flußumkehr ein Überrollen des Freilaufs zu verhindern. Da­ durch bleibt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Getriebeeingang und -ausgang bestehen, so daß im Schubbetrieb das Bremsmoment des Motors übertragen wird. In Wählhebelstel­ lung 1 werden Hochschaltungen nicht zugelassen. Dadurch wird verhindert, daß Überschneidungsschaltungen auftreten. Eine Überschneidungsschaltung tritt auf, wenn während eines Ab­ schaltvorgangs einer ersten Kupplung eine zweite, zuschal­ tende Kupplung bereits ein Moment überträgt. In den anderen Wählhebelstellungen 2, 3 und D ist die Ansteuerung der Kupp­ lung hydraulisch verriegelt. Die Verriegelung verhindert, daß aufgrund eines Defekts die Kupplung geschlossen werden kann, da dies zu sicherheitskritischen Fahrsituationen führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die erste Gangstufe eine Schubanbindung in den Wählhebelstellungen 2, 3 und D zu verwirklichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des ersten bzw. fünften Anspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet eine Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen dem Abschaltvorgang der ersten Kupplung, die den Freilauf überbrückt, und dem Über­ nahmevorgang der zweiten Kupplung. Der Abschaltvorgang und der Übernahmevorgang laufen zeitlich nacheinander ab. Über­ schneidungen zwischen der ersten und der zweiten Kupplung treten nicht auf. Während des Schaltübergangs übernimmt der Freilauf die Last, so daß es zu keiner Zugkraftunterbrechung kommt. Bei einer Schaltung aus der ersten Gangstufe übernimmt der Freilauf die Last von der ersten, parallel angeordneten Kupplung, nachdem diese abgeschaltet hat. Wenn sich ein genügend hohes Druckniveau an der zweiten Kupplung aufge­ baut hat, übernimmt diese die Last vom Freilauf. Bei einer Rückschaltung in die erste Gangstufe übernimmt der Freilauf die Last von der zweiten, jetzt abschaltenden Kupplung. Wenn sich an der ersten, jetzt zuschaltenden Kupplung ein genügend hohes Druckniveau aufgebaut hat, übernimmt diese die Last vom Freilauf, sie überbrückt den Freilauf.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß eine hydraulische Verriegelung der zum Freilauf parallelen ersten Kupplung sich erübrigt. Ein sicherheitskritisches Zuschalten der ersten Kupplung kann nicht erfolgen, da zuerst der Freilauf die Last übernimmt.

Die Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Kupplung wird erreicht, indem der Abschaltvorgang der ersten Kupplung beschleunigt wird und der Füllvorgang der zweiten Kupplung verzögert erfolgt.

Eine Einrichtung zum Beschleunigen des Abschaltvorgangs stellt eine Kolbenrückstellfeder dar, die z. B. eine Tellerfeder sein kann. Diese bewirkt, daß der Anpreßkolben rascher ein Kupplungslamellenpaket freigibt.

Der Füllvorgang der zweiten Kupplung wird durch zwei Maßnahmen beeinflußt:

Zum einen wird der Massenstrom eines ersten Drucks durch eine Einrichtung in der Druckzuführung der Kupplung begrenzt. Diese Einrichtung kann z. B. eine Drosselstelle sein.

Als weitere Maßnahme wird ein zweiter Druck, der Modulationsdruck, auf einem niederen Niveau eingestellt. Der zweite Druck wirkt auf einen Kupplungsdämpfer, der ein Federdämpfersystem darstellt. Im Kupplungsdämpfer bewirkt der zweite Druck eine Kraft, die entgegen der Kraftrichtung des Fülldrucks der Kupplung gerichtet ist.

Die Druckhöhe des zweiten Drucks wird über einen elektromagnetischen Druckregler eingestellt. Angesteuert wird der Druckregler durch ein elektronisches Steuergerät.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Reduktion des zweiten Drucks auf niederem Niveau nur oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit erfolgt. Dadurch wird gewährleistet, daß im Bereich hoher Drehmomentwandlung die Kupplung mit genügend hohem Druck beaufschlagt ist, z. B. beim Anfahren. Als weitere Maßnahme ist die Reduktion zeit­ lich begrenzt.

Eine Sperrzeit verhindert, daß nach einer Hochschaltung unmittelbar in die gleiche Gangstufe zurückgeschaltet werden kann. Die Sperrzeit wird so festgelegt, daß während dieses Zeitraums in der ersten Kupplung der Druckabbau vollständig erfolgen kann.

Ein weiterer Vorteil ist die Festlegung von Grenzdreh­ zahlen. Eine über den Wählhebel angeforderte Rückschaltung in eine niedere Gangstufe wird nur ausgeführt, wenn die aktuelle Motordrehzahl kleiner dem Grenzwert ist. Die Rück­ schaltsicherung verhindert ein Überdrehen des Motors. Eine durch einen Defekt verursachte sicherheitskritische Rück­ schaltung, z. B. eine Rückschaltung aus der höchsten in die niederste Gangstufe, wird ebenfalls durch die Rückschalt­ sicherung verhindert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Systemschaubild eines automatischen Schaltgetriebes;

Fig. 2 einen Kupplungsdämpfer;

Fig. 3 ein Kupplungselement.

Fig. 1 zeigt ein automatisches Schaltgetriebe 3, das mit einem Motor 1 durch eine Antriebswelle 2 verbunden ist. Das automatische Schaltgetriebe 3 enthält nicht dargegestellte Kupplungen, die durch nicht dargestellte elektromagnetische Ventile betätigt werden, welche in einem hydraulischen Steuergerät 4 enthalten sind. Ebenfalls in dem hydraulischen Steuergerät 4 befindet sich ein nicht dargestellter elektro­ magnetischer Druckregler, der den Modulationsdruck 10 ein­ stellt. Die elektromagnetischen Ventile und der elektro­ magnetische Druckregler werden von einem elektronischen Steuergerät 5 angesteuert. Das elektronische Steuergerät 5 enthält die üblichen Bestandteile eines Mikroprozessorsystems, wie Eingabe- und Ausgabeteil, Arbeitsspeicher und Rechenein­ heit. Eingangsgröße für das elektronische Steuergerät 5 ist ein Motordrehzahlsignal 6, ein Drehzahlsignal, welches für die Fahrzeuggeschwindigkeit 7 steht und das Signal von einem Fahrpositionsschalter 8.

Fig. 2 zeigt einen Kupplungsdämpfer 12. Über den Kupp­ lungsdämpfer 12 und die Drossel 21 wird das Zuschaltverhalten der Kupplung 20 vorgegeben. Der Kupplungsdämpfer 12 besteht zum einen aus einem Ventilschieber 13 und dessen Steuerkol­ ben 14 und 15 und zum anderen aus einem Kolben 16 und einer Druckfeder 17. An dem Kupplungsdämpfer 12 angeschlossen sind ein erster Druck 9 und ein zweiter Druck 10, der Modulations­ druck. Aus dem Druck 9 wird über die Steuerkolben 14 und 15 in Verbindung mit der Druckfeder 17 ein dritter Druck 11 ein­ gestellt. Durch die Drossel 21 wird die Druckmittelzufuhr des dritten Drucks 11 zur Kupplung 20 begrenzt. Dadurch wird ein verzögertes Schließen der Kupplung 20 erzielt.

Über ein Rückschlagdrosselventil 19 wird die Außenseite des Kolbens 16 mit dem dritten Druck 11 beaufschlagt. Der zweite Druck 10 wirkt auf die Innenseite des Kolbens 16, welcher über die Druckfeder 17 und die Tellerfeder 18 mit dem Ventilschieber 13 verbunden ist. Eine Erhöhung oder Absenkung des zweiten Drucks 10 bewirkt somit eine Erhöhung oder Absen­ kung des dritten Drucks 11 und des Druckniveaus in der Kupp­ lung 20. Das Niveau des zweiten Drucks 10 wird eingestellt durch den elektromagnetischen Druckregler, der im hydrauli­ schen Steuergerät 4 sitzt.

Das Abschalten einer Kupplung wird anhand Fig. 3 erklärt.

Fig. 3 zeigt ein Kupplungselement. Dargestellt ist der Ausgangszustand, d. h., die Kupplung ist geöffnet und über­ trägt kein Moment. Das Kupplungselement besteht aus einem unverdrehbar gehaltenen Gehäuseteil 22, Außenlamellen 23, Innenlamellen 24, dem Lamellenträger 25, einem Kolben 26, der Kolbenrückstellfeder 27 und einem Zwischenraum 28, der aus dem Gehäuse 22 und Kolben 26 gebildet wird.

Die Außenlamelle 23 ist drehfest mit dem Gehäuse 22 verbun­ den und in axialer Richtung verschiebbar. Die Innen­ lamelle 24 ist mit dem Lamellenträger 25 drehfest verbunden und ebenfalls in axialer Richtung verschiebbar.

Wird dem Zwischenraum 28 ein Druckmedium zugeführt, so bewegt sich der in axialer Richtung verschiebbare Kolben 26 in Rich­ tung auf die Außen- und Innenlamellen. Die Außenlamellen 23 und Innenlamellen 24 bilden eine Reibkupplung. Bei genügend hohem Druckniveau klemmt der Kolben 26 die Außenlamellen gegen die Innenlamellen, deren axialer Weg begrenzt ist. Es entsteht eine kraftschlüssige Verbindung.

Wird der Zwischenraum 28 belüftet, schiebt die Kolbenrück­ stellfeder 27 den Kolben 26 in seine Ruhestellung zurück. Der Kolben 26 gibt die Außen- und Innenlamellen frei. Die Federkraft der Kolbenrückstellfeder 27 bewirkt ein rascheres Öffnen der Kupplung.

Bezugszeichen

 1 Motor
 2 Antriebswelle
 3 Getriebe
 4 hydraulisches Steuergerät
 5 elektronisches Steuergerät
 6 Motordrehzahlsignal
 7 Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
 8 Fahrpositionsschalter
 9 erster Druck
10 zweiter Druck
11 dritter Druck
12 Kupplungsdämpfer
13 Ventilschieber
14 Steuerkolben 1
15 Steuerkolben 2
16 Kolben
17 Druckfeder
18 Tellerfeder
19 Rückschlagdrosselventil
20 Kupplung
21 Drossel
22 Gehäuse
23 Außenlamelle
24 Innenlamelle
25 Lamellenträger
26 Kolben
27 Kolbenrückstellfeder
28 Zwischenraum

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern eines automatischen Schaltge­ triebes (3) mit einem elektronischen Steuergerät (5), das über elektromagnetische Ventile einen Schaltvorgang steuert oder regelt, indem es mindestens eine im Kraftfluß liegende erste Kupplung mit parallelem Freilauf abschaltet und minde­ stens eine zweite Kupplung zuschaltet, einem elektromagneti­ schen Druckregler, der einen Modulationsdruck (10) vorgibt, einem Sensor (7), der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt und einem Sensor (6), der die Motordrehzahl erfaßt und einen Fahrpositionsschalter (8), dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Kupplung zugeschaltet wird, nachdem die erste Kupplung abgeschaltet hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch Absenken des Modulations­ drucks (10) die Befüllung der zweiten Kupplung beeinflußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Modulationsdruck (10) nur ober­ halb einer Grenzgeschwindigkeit abgesenkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Absenkung des Modulations­ druckes (10) zeitlich begrenzt ist.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch mechanische Mittel das zeitliche Verhalten der ersten Kupplung bestimmt wird, z. B. durch Rückstellfedern (27).

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch mechanische Mittel die Befüllung der zweiten Kupplung bestimmt wird, z. B. durch eine Drosselstelle (21) in der Druckzuführung der Kupplung (20).

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach einer Hochschaltung in die gleiche Gangstufe erst nach Ablauf einer Sperrzeit zurück­ geschaltet werden kann.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Rückschaltung nur unterhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl ausgeführt wird.