DE4302247A1

DE4302247A1 - Control system for automatic transmission of motor vehicle - operates solenoid at appropriate speed ratio only when proposed change requires engagement of one-way clutch.

Info

Publication number: DE4302247A1
Application number: DE4302247A
Authority: DE
Inventors: Naonori Iizuka
Original assignee: JATCO Corp
Current assignee: JATCO Corp
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JPH05203038A; US5417627A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Automatikgetriebe für Kraftfahrzeu ge und insbesondere ein Steuersystem für derartige Automatikgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die vorliegende Anmeldung steht in Beziehung mit den Anmeldungen US 07/7 95 989 (eingereicht am 22. November 1991), US 07/8 50 283 (eingereicht am 12. März 1992), US 07/8 78 469 (eingereicht am 05. Mai 1992), US 07/9 39 600 (eingereicht am 2. September 1992) und US 07/9 69 072 (eingereicht am 30. Oktober 1992).

Zur Verdeutlichung des Ziels der vorliegenden Erfindung wird ein her kömmliches Steuersystem für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, wie es aus der JP 1-1 88 750-A bekannt ist, kurz beschrieben.

In diesem herkömmlichen Steuersystem ist eine Vorkehrung getroffen, durch die bei der Ausführung eines bestimmten Gangwechsels die zu gehörigen Solenoide dann umgeschaltet werden, wenn das Drehzahl verhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Getriebes einen vorgegebenen Wert annimmt. D.h., daß die Solenoide nicht not wendig genau synchron zu dem Zeitpunkt, in dem der Gangwechsel für notwendig erachtet wird, umgeschaltet werden. Durch diese Vorkeh rung wird eine geeignete Gangwechsel-Zeitabstimmung selbst bei ei nem sogenannten "Überspring-Gangwechsel", bei dem der Gangwech sel unter Überspringen von dazwischenliegenden Gängen ausgeführt wird, und bei einem sogenannten "Pedalfreigabe-Gangwechsel", bei dem der Gangwechsel durch Freigabe des Gaspedals durch den Fahrer ausgeführt wird, erhalten.

In dem obenerwähnten herkömmlichen Steuersystem ist jedoch eine eingekuppelte Einwegkupplung erforderlich, um den Gangwechsel aus zuführen. Wenn daher der Gangwechsel ohne Einkuppeln der Einweg kupplung ausgeführt wird, kann das folgende, unerwünschte Phänomen auftreten.

Bei einem Gangwechsel eines Typs, bei dem der eingekuppelte Zustand der Einwegkupplung nicht erforderlich ist, d. h. in einem Fall, in dem die Einwegkupplung aufgrund des eingekuppelten Zustandes einer weiteren Kupplung funktionslos ist, erreicht das Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Getriebes nicht den erwähnten vorgegebenen Wert. Das bedeutet, daß dann ein derartiger Gangwechsel niemals ausgeführt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe zu schaffen, das den obenerwähn ten Nachteil nicht besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem Steuersystem der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch die im An spruch 6 angegebenen Merkmale.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vor liegenden Erfindung beziehen, angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausfüh rungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Automa tikgetriebes, auf das das erfindungsgemäße Steuersystem an gewendet wird;

Fig. 2 eine Tabelle der EIN-/AUS-Zustände (eingekuppelt/ausge kuppelt bzw. betätigt/gelöst) der verschiedenen Reibungsele mente (Kupplungen bzw. Bremsen) des Automatikgetriebes in bezug auf verschiedene vom Getriebe gewählte Schaltstufen;

Fig. 3 einen Hydraulikkreis des Automatikgetriebes;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Steuereinheit, die einen we sentlichen Teil des erfindungsgemäßen Steuersystems bildet; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsschritte, die in einem Computer der Steuereinheit ausgeführt werden.

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe eines Typs gezeigt, der einen Schongang, vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang besitzt. Das Getriebe umfaßt eine Antriebswelle 13, an die über einen Drehmomentwandler 10 das Drehmoment einer Motorabtriebswelle 12 übertragen wird. Mit den Bezugszeichen 14 ist eine Abtriebswelle des Getriebes bezeichnet, über die die Antriebskraft an eine (nicht gezeigte) Endantriebseinrichtung übertragen wird.

Zwischen der Antriebswelle 13 und der Abtriebswelle 14 des Getriebes sind in der Darstellung eine erste Planetenradeinheit 15, eine zweite Planetenradeinheit 16, eine Rückwärtskupplung 18, eine Hochkupplung 20, eine Vorwärtskupplung 22, eine Freilaufkupplung 24, eine Lang sam- und Rückwärtsbremse 26, eine Bandbremse 28, eine Langsam- Einwegkupplung 29 und eine Vorwärts-Einwegkupplung 30 angeord net. Im Drehmomentwandler 10 ist eine Überbrückungskupplung 11 vorgesehen.

Die erste Planetenradeinheit 15 umfaßt ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1, Planetenräder P1, die jeweils mit dem Sonnenrad S1 und mit dem Hohlrad R1 in Eingriff sind, und einen Planetenradträger PC1, der die Planetenräder P1 trägt.

Der Planetenradträger PC1 ist mit der Antriebswelle 13 über die Hoch kupplung 20 verbindbar, während das Sonnenrad S1 über die Rück wärtskupplung 18 mit der Antriebswelle 13 verbindbar ist.

Die zweite Planetenradeinheit 16 umfaßt ein Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2, Planetenräder P2, die jeweils mit dem Sonnenrad S2 und dem Hohlrad R2 in Eingriff sind, und einen Planetenradträger PC2, der die Planetenräder P2 trägt.

Der Planetenradträger PC1 der ersten Planetenradeinheit 15 ist mit dem Hohlrad R2 der zweiten Planetenradeinheit 16 über die Vorwärtskupp lung 22 und die Vorwärts-Einwegkupplung 30 verbindbar, die ihrer seits tandemartig oder durch die Freilaufkupplung 24, die parallel zu den tandemartig verbundenen Kupplungen 22 und 30 angeordnet ist, verbunden sind.

Das Sonnenrad R2 der zweiten Planetenradeinheit 16 ist ununterbro chen mit der Antriebswelle 13 verbunden, während das Hohlrad R1 der ersten Planetenradeinheit 15 und der Planetenradträger PC2 der zwei ten Planetenradeinheit 16 ununterbrochen mit der Abtriebswelle 14 verbunden sind. Die Langsam- und Rückwärtsbremse 26 kann den Pla netenradträger PC1 der ersten Planetenradeinheit 15 feststellen, wäh rend die Bandbremse 28 das Sonnenrad S1 der ersten Planetenradein heit 15 feststellen kann. Die Langsam-Einwegkupplung 29 ist so ange ordnet, daß sie nur eine normale Drehung (d. h. eine Drehung in der gleichen Richtung wie die Motor-Abtriebswelle 12) des Planetenradträ gers PC1 der ersten Planetenradeinheit 15 erlaubt. Das bedeutet, daß durch die Kupplung 29 eine Drehung des Planetenradträgers PC1 in entgegengesetzter Richtung unterdrückt wird.

Durch wahlweises Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplungen 18, 20, 22, 24, 29 und 30 und durch wahlweises Betätigen und Lösen der Bremsen 26 und 28 in verschiedenen Kombinationen werden die Ele mente (S1, S2, R1, R2, PC1 und PC2) der ersten und der zweiten Pla netenradeinheit 15 bzw. 16 zur Änderung ihrer Betriebszustände ge zwungen. Durch diese Änderung kann das Verhältnis der Drehzahlen der Abtriebswelle 14 gegenüber der Antriebswelle 13 auf verschiedene Arten geändert werden.

Fig. 2 ist eine Tabelle, die die verschiedenen Schaltstufen (erster, zweiter, dritter und vierter Vorwärtsgang und Rückwärtsgang) zeigt, die durch EIN-/AUS-Zustände der Kupplungen 18, 20, 24, 29 und 30 und der Bremsen 26 und 28 (eingekuppelt/ausgekuppelt bzw. betä tigt/gelöst) angegeben sind.

In der Tabelle bedeutet das Zeichen "○" den "EIN"-Zustand oder ein gekuppelten/betätigten Zustand der zugehörigen Kupplung bzw. Brem se, während eine "Leerstelle" den "AUS"-Zustand oder ausgekuppel ten/gelösten Zustand derselben bedeutet. Das Zeichen "(○)" bedeutet, daß der eingekuppelte/betätigte Zustand zur Kraftübertragung im einge legten Gang nicht beiträgt. Es wird darauf hingewiesen, daß "α1" oder "α2" ein Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrades S1 bzw. S2 in bezug auf diejenige des Hohlrades R1 bzw. R2 ist und daß das "Gangverhältnis" das Verhältnis der Drehzahlen der Antriebswelle 13 und der Abtriebswelle 14 ist.

Fig. 3 zeigt einen hydraulischen Steuerkreis zur Steuerung der Funkti on des obenerwähnten Automatikgetriebes. Der Steuerkreis umfaßt ein Leitungsdruck-Steuerventil 40, ein Druckwandlerventil 42, ein Lei tungsdruck-Steuersolenoid 44, einen Akkumulator 46 für den gewandelten Druck, ein Vorsteuerventil 48, ein Drehmomentwandler- Entlastungsventil 50, ein Überbrückungs-Steuerventil 52, ein erstes Wechselventil 54, ein Überbrückungs-Steuersolenoid 46, ein Hand ventil 58, ein erstes Schaltventil 60, ein zweites Schaltventil 62, ein er stes Schaltsolenoid 64, ein zweites Schaltsolenoid 66, ein Servolade ventil 68, ein 3-2-Zeitgeberventil 70, ein 4-2-Überströmventil 72, ein 4-2-Arbeitsfolgeventil 74, ein erstes Reduzierventil 76, ein zweites Wechselventil 78; ein Freilaufkupplungs-Steuerventil 80, ein Freilauf kupplungs-Solenoid (Motorbremse-Steuersolenoid) 82, ein Freilauf kupplungs-Reduzierventil 84, einen 1-2-Akkumulator 86, einen 2-3- Akkumulator 88, einen 3-4-Akkumulator 90, einen N-D-Akkumulator 92, ein Akkumulator-Steuerventil 94 und ein Filter 96. Diese Elemente sind auf die in der Zeichnung gezeigte Weise miteinander verbunden.

Der Drehmomentwandler 10 weist Druckbeaufschlagungs- und Druckentlastungskammern 11a und 11b für die Überbrückungskupp lung 11 auf. Dieser Drehmomentwandler 10, die Vorwärtskupplung 22, die Hochkupplung 20, die Bandbremse 28, die Rückwärtskupplung 18, die Langsam- und Rückwärtsbremse 26 und die Freilaufkupplung 24 sind mit dem hydraulischen Steuerkreis auf die gezeigte Weise verbun den. Die Bandbremse 28 weist eine Druckbeaufschlagungskammer 28a für den zweiten Gang, eine Druckentlastungskammer 28b für den drit ten Gang und eine Druckbeaufschlagungskammer 28c für den vierten Gang auf, die in sie eingebaut sind.

Eine Ölpumpe 34 vom Typ mit kapazitätsveränderlicher Radschaufel, ein Ölkühler 36, ein vorderer Schmierkreis 37 und ein hinterer Schmierkreis 38 sind ebenfalls auf die gezeigte Weise verbunden. Die Ölpumpe 34 ist mit einen Rückkopplungsakkumulator 32 ausgerüstet.

Der hydraulische Steuerkreis dieses Typs ist im einzelnen in der JP 63- 2 51 652-A beschrieben.

Die Fig. 4 zeigt schematisch eine Steuereinheit 300, die den Betrieb der Solenoide 44, 56, 64, 66 und 82 steuert. Wie gezeigt, umfaßt die Steu ereinheit 300 eine Eingangsschnittstelle 311, einen Referenzimpulsge nerator 312, eine Zentraleinheit (CPU) 313, einen Festwertspeicher (ROM) 314, einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) 315, eine Ausgangs schnittstelle 316, einen Adressenbus 319 und einen Datenbus 320.

Von einem Drehzahlfühler 301, einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 302 (einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes), einem Drosselklappenöffnungsgradfühler 303 (einer Einrichtung zur Erfassung der Motorlast), einem Positionswählschalter 304, einem Kickdown-Schalter 305, einem Leerlaufschalter 306, einem Schalter 307 für vollständig geöffnete Drosselklappe, einem Öltempera turfühler 308, einem Antriebswellen-Drehzahlfühler 309 (einer Einrich tung zur Erfassung der Drehzahl der Antriebswelle des Getriebes) und einem Schongangschalter 310 werden Informationssignale an die Ein gangsschnittstelle 311 der Steuereinheit 300 geliefert. Die Steuereinheit 300 steuert das Automatikgetriebe auf die im Flußdiagramm von Fig. 5 abgebildete Weise.

D. h., daß in einem Schritt 102 der Drosselklappenöffnungsgrad einge lesen wird und in einem Schritt 104 die Drehzahlen "Nt" und "No" der Antriebswelle 13 bzw. der Abtriebswelle 14 (siehe Fig. 1) des Getrie bes eingelesen werden. Dann wird im Schritt 106 das Drehzahlver hältnis "G" zwischen der Antriebswelle 13 und der Abtriebswelle 14 durch Division von "Nt" durch "No" erhalten, d. h.

Im Schritt 108 wird durch Analyse des Drosselklappenöffnungsgrades und der Abtriebswellen-Drehzahl "No" ein für den momentanen Zu stand des Fahrzeugs geeigneter Gang bestimmt. Dann wird im Schritt 110 festgestellt, ob für diesen Gang ein Gangwechsel notwendig ist oder nicht. Wenn ein Gangwechsel notwendig ist, wird im Schritt 112 eine Unterscheidung der Gangwechseltypen vorgenommen. Anschlie ßend wird im Schritt 114 festgestellt, ob das Getriebe momentan einen Gangwechsel ausführt. Wenn es momentan einen Gangwechsel aus führt, wird im Schritt 116 in einem Zeitgeber die Rechnung "T = T + 1" ausgeführt. Wenn im Schritt 114 festgestellt wird, daß das Getriebe momentan keinen Gangwechsel ausführt, wird im Schritt 118 in dem Zeitgeber die Rechnung "T = 0" ausgeführt. Anschließend wird im Schritt 120 festgestellt, ob für den im Schritt 112 gewählten Gangwech sel der eingekuppelte Zustand der Einwegkupplung 30 (siehe Fig. 1) notwendig ist oder nicht.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Gangwechsel, der den eingekup pelten Zustand der Einwegkupplung 30 benötigt, einen Gangwechsel vom ersten Gang zu anderen Gängen in einem kraftschlüssigen Zustand und einen Gangwechsel zwischen dem vierten Gang und anderen Gän gen in einem kraftschlüssigen Zustand bedeutet. Dies wird aus der Ta belle von Fig. 2 verständlich.

Wenn die Beurteilung im Schritt 120 ergibt, daß der Gangwechsel den eingekuppelten Zustand der Einwegkupplung 30 benötigt, wird auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses "G" im Schritt 122 die Gang wechsel-Zeitbestimmung ausgeführt. D.h., daß in diesem Fall das Um schalten der zugehörigen Solenoide ausgeführt wird, wenn das Dreh zahlverhältnis "G" einen vorgegebenen Wert erreicht.

Wenn im Schritt 120 festgestellt wird, daß der betreffende Gangwech sel keinen eingekuppelten Zustand der Einwegkupplung 30 benötigt, wird die Gangwechsel-Zeitbestimmung im Schritt 124 auf der Grund lage der durch den Zeitgeber gemessenen Zeit ausgeführt. D.h., daß in diesem Fall die zugehörigen Solenoide umgeschaltet werden, wenn die vom Zeitgeber gemessene Zeit seit der Feststellung der Notwendigkeit des Gangwechsels einen vorgegebenen Wert erreicht.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, wird im Falle vom Gangwechseln eines Typs, der den eingekuppelten Zustand der Ein wegkupplung 30 benötigt, die Gangwechsel-Zeitbestimmung auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses zwischen der Antriebswelle 13 und der Abtriebswelle 14 gesteuert, was mit der weiter oben erwähnten herkömmlichen Steuerung identisch ist. Somit wird eine geeignete Gangwechsel-Zeitbestimmung selbst bei "Überspring-Gangwechseln" und bei "Pedalfreigabe-Gangwechseln" erhalten.

Andererseits werden bei Gangwechseln eines Typs, der den eingekup pelten Zustand der Einwegkupplung nicht benötigt, die zugehörigen Solenoide umgeschaltet, wenn ab der Feststellung der Notwendigkeit des Gangwechsels ein vorgegebenes Zeitintervall verstrichen ist. Somit tritt in dem erfindungsgemäßen Steuersystem das unerwünschte Phä nomen, daß wie in dem obenerwähnten herkömmlichen Steuersystem unter diesen Umständen der Gangwechsel niemals ausgeführt wird, nicht auf.

Claims

1. Steuersystem für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, wobei das Automatik-Getriebe eine Einwegkupplung (30) enthält und ein Gang wechsel durch Umschalten von Solenoiden (44, 56, 64, 66, 82) zwi schen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand ausgeführt wird, mit
einer ersten Einrichtung (300; 110) zur Feststellung, ob ein Gangwechsel notwendig ist oder nicht; und
einer zweiten Einrichtung (300; 106) zur Gewinnung des Drehzahlverhältnisses (G) zwischen der Antriebswelle (12) und der Abtriebswelle (14) des Getriebes,
gekennzeichnet durch
eine dritte Einrichtung (300, 312) zum Messen der Zeit, die ab dem Zeitpunkt der Feststellung der Notwendigkeit des Gangwech sels durch die erste Einrichtung (300; 110) verstrichen ist;
eine vierte Einrichtung (300; 112) zur Ausgabe eines ersten Signals, wenn der notwendige Gangwechsel von einem Typ ist, der den eingekuppelten Zustand der Einwegkupplung (30) benötigt, und zur Ausgabe eines zweiten Signals, wenn der notwendige Gangwechsel von einem Typ ist, der den eingekuppelten Zustand der Einwegkupplung (30) nicht benötigt;
eine fünfte Einrichtung (300; 122) zum Umschalten der So lenoide (44, 56, 64, 66, 82), wenn bei Ausgabe des ersten Signals das Drehzahlverhältnis (G) einen vorgegebenen Wert erreicht; und
eine sechste Einrichtung (300; 124) zum Umschalten der So lenoide (44, 56, 64, 66, 82), sobald von der dritten Einrichtung (300, 312) seit der Ausgabe des zweiten Signals ein vorgegebenes Zeitinter vall gemessen worden ist.

2. Steuersystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine siebte Einrichtung (303) zur Erfassung einer Motorlast;
eine achte Einrichtung (309) zur Erfassung einer Drehzahl der Antriebswelle (12) des Getriebes; und
eine neunte Einrichtung (302) zur Erfassung einer Drehzahl der Abtriebswelle (14) des Getriebes.

3. Steuersystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (300; 110) die Notwendigkeit des Gangwech sels durch Analyse der von der siebten Einrichtung (303) und von der neunten Einrichtung (302) ausgegebenen Information feststellt.

4. Steuersystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (300; 106) das Drehzahlverhältnis (G) durch Analyse der von der siebten Einrichtung (303) und von der achten Ein richtung (309) ausgegebenen Information berechnet.

5. Steuersystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die siebte Einrichtung (303) die Motorlast durch Messung des Drosselklappenöffnungsgrades des Motors erfaßt.

6. Steuersystem für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe, wobei das Automatikgetriebe eine Einwegkupplung (30) enthält und ein Gang wechsel durch Umschalten von Solenoiden (44, 56, 64, 66, 82) zwi schen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand ausgeführt wird, mit
einer Einrichtung (303) zur Erfassung einer Motorlast;
einer Einrichtung (309) zur Erfassung der Drehzahl der An triebswelle (12) des Getriebes;
einer Einrichtung (302) zur Erfassung der Drehzahl der Ab triebswelle (14) des Getriebes;
einer Einrichtung (300; 110), die feststellt, ob ein Gangwech sel notwendig ist, indem sie sowohl die erfaßte Motorlast als auch die erfaßte Drehzahl der Abtriebswelle (14) analysiert; und
einer Einrichtung (300; 106) zur Gewinnung des Drehzahl verhältnisses (G) zwischen der Antriebswelle (12) und der Abtriebs welle (14) durch Division der Drehzahl (Nt) der Antriebswelle (12) durch die Drehzahl (No) der Abtriebswelle (14),
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (300, 312) zum Messen der Zeit, die seit dem Zeitpunkt der Feststellung der Notwendigkeit des Gangwechsels verstrichen ist;
eine Einrichtung (300) zur Ausgabe eines ersten Signals, wenn der notwendige Gangwechsel von einem Typ ist, der den einge kuppelten Zustand der Einwegkupplung (30) benötigt, und zur Ausgabe eines zweiten Signals, wenn der notwendige Gangwechsel von einem Typ ist, der den eingekuppelten Zustand der Einwegkupplung (30) nicht benötigt;
eine Einrichtung (300; 122) zum Umschalten der Solenoide (44, 56, 64, 66, 82), wenn bei Ausgabe des ersten Signals das Dreh zahlverhältnis (G) einen vorgegebenen Wert erreicht; und
eine Einrichtung (300; 124) zum Umschalten der Solenoide (44, 56, 64, 66, 82), wenn bei Ausgabe des zweiten Signals von der Zeitmeßeinrichtung (300, 312) ein vorgegebenes Zeitintervall gemessen worden ist.