DE4306987C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer hydraulisch betätigten Kupplung der Automatikgetriebe gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüchen 1, 6 und 9.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Kupplung der Automatikgetriebe beschrieben, welche in der europäischen Patentanmeldung EP 0339663A1 beschrieben ist.

Bei der bekannten Vorrichtung wird zur Durchführung eines Gangwechsels vom vierten auf den dritten Gang eine Kupplung einer Änderung vom Zustand AUS (also ausgerückt) zum Zustand EIN (also eingerückt) unterworfen, und zum selben Zeitpunkt wird eine Bremse einer Änderung vom Zustand EIN (also eingerückt) zum Zustand AUS (also ausgerückt) unterworfen. Der Eingriff der Kupplung und das Ausrücken der Bremse werden mit einer vorbestimmten Zeitbeziehung durchgeführt. Wenn nämlich das Ausrücken der Bremse erheblich früher ausgeführt wird als der Eingriff der Kupplung, so wird das Getriebe dazu gezwungen, verhältnismäßig lange einen Neutralzustand einzunehmen, wodurch eine unerwünschte Drehzahlerhöhung des Motors hervorgerufen wird, und wenn der Eingriff der Kupplung erheblich früher als das Ausrücken der Bremse ausgeführt wird, so wird das Getriebe dazu gezwungen, für einen verhältnismäßig langen Zeitraum einen eingerückten Zustand einzunehmen, in welchem sowohl die Kupplung als auch die Bremse in ihren eingerückten Zuständen verbleiben, wodurch ein merklicher Schaltstoß hervorgerufen wird.

Angesichts dieser Tatsachen schlägt die voranstehend angegebene europäische Patentanmeldung eine Maßnahme vor, gemäß welcher der Hydraulikdruck der Kupplung zum Zeitpunkt des Umschaltens vom vierten auf den dritten Gang gesteuert wird. Es wird nämlich eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt, um die Beschleunigung einer Eingangsdrehung auf einem Pegel zu steuern. Diese Rückkopplungssteuerung arbeitet mit einer bestimmten Zeitverzögerung, welche zwischen dem Zeitpunkt, wenn eine Steuereinheit ein Befehlssignal für den Eingriff der Kupplung ausgibt, und dem Zeitpunkt auftritt, wenn die Kupplung tatsächlich mit ihrer Einrückbewegung beginnt. Tatsächlich wird die verzögerte Bewegung der Kupplung durch die Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an welchem nach Ausgabe des Befehlssignals die Zuführung eines Hydraulikdrucks zur Ölkammer der Kupplung beginnt, und dem Zeitpunkt hervorgerufen, zu welchem in Folge des erhöhten Drucks in der Ölkammer der Kolben der Kupplung tatsächlich die Antriebsplatte und die angetriebene Platte der Kupplung andrückt, um deren Einrücken auszulösen. Bei der beschriebenen Maßnahme wird unter Berücksichtigung der unvermeidlicherweise verzögerten Bewegung der Kupplung das Befehlssignal für das Einrücken der Kupplung um einen Grad früher ausgegeben, welcher der Verzögerungszeit entspricht. Weiter erfolgt dauernd eine Korrektur der Verzögerungszeit unter Einsatz einer adaptiven Steuerung, angesichts der unvermeidlichen Streuung der Verzögerungszeit in jeder Reibungseinheit des Getriebes und unvermeidlicher Schwankungen der Verzögerungszeit entsprechend dem Betriebszustand des Getriebes.

Allerdings muß infolge des voranstehend beschriebenen Aufbaus die bekannte Vorrichtung ein kompliziertes Betriebsprogramm für die elektronische Steuereinheit aufweisen, wodurch ein komplizierter und kostenaufwendiger Aufbau der Vorrichtung und daher des Getriebes hervorgerufen wird.

Aus der DE 36 90 756 A1 ist eine Druckmodulationseinrichtung bekannt zum Steuern der Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit durch eine Zuführungsleitung in eine Ölkammer. Dabei wird die von einem elektronischen Steuersignal steuerbare Modulationseinrichtung so betrieben, daß nach dem Füllen der Ölkammer mit Hydraulikflüssigkeit der in der Ölkammer herrschenden Druck kontinuierlich erhöht wird. Zusätzlich ist die Anstiegsrate in Abhängigkeit vom Fahrzeugzustand entlang von vorbestimmten Kennlinien variierbar.

Die US 50 79 970 offenbart ein automatisches Getriebe mit einer Kupplung, welche von einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt wird. Wenn ein Gangwechsel angezeigt wird, reduziert sich der Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Kupplung zunächst stufenweise und dann schlagartig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Kupplungsvorrichtung in einem Automatikgetriebe anzugeben, bei dem bzw. der ein Schaltvorgang möglichst rasch mit einem geringen Schaltstoß durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 sowie von einer Steuervorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 6 und 9 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Steuerschaltung mit einer Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes, bei welchem die vorliegende Erfindung einsetzbar ist;

Fig. 3 eine Tabelle mit Einschalt/Ausschaltzuständen verschiedener Reibungselemente des Automatikgetriebes in Bezug auf in dem Getriebe gewählte Gänge;

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch mit einer Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch mit einer Darstellung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen ist ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe des Typs gezeigt, welcher vier Vorwärtsgänge (von denen einer ein Overdrive ist) und einen Rückwärtsgang aufweist.

Das Getriebe weist eine Eingangswelle 13 auf, auf welche das Drehmoment einer Motorabtriebswelle 12 über einen Drehmomentwandler 10 übertragen wird. Mit der Bezugsziffer 14 ist eine Ausgangswelle des Getriebes bezeichnet, durch welche eine Antriebskraft einer endgültigen Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) zugeführt wird.

Zwischen der Eingangswelle 13 und der Ausgangswelle 14 sind auf die dargestellte Weise eine erste Planetengetriebeeinheit 15, eine zweite Planetengetriebeeinheit 16, eine Umkehrkupplung 18, eine hohe Kupplung 20, eine niedrige Kupplung 50, eine niedrige Umkehrbremse 26, eine Bandbremse 28 und eine niedrige Einwegkupplung 29 vorgesehen.

Der Drehmomentwandler 10 weist eine Verriegelungskupplung 11 auf, die im Betrieb in ihm angeordnet ist.

Die erste Planetengetriebeeinheit 15 weist ein Sonnenrad S1 auf, ein Hohlrad R1 Ritzel P1, die sowohl mit dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 kämmen, und einen Ritzelträger PC1, welcher die Ritzel P1 hält.

Der Ritzelträger PC1 ist mit der Eingangswelle 13 über die hohe Kupplung 20 verbindbar, und das Sonnenrad S1 ist mit der Eingangswelle 13 über die Umkehrkupplung 18 verbindbar.

Die zweite Planetengetriebeeinheit 16 weist ein Sonnenrad S2 auf, ein Hohlrad R2, ein Ritzel P2, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad S2 und dem Hohlrad R2 kämmen, und einen Ritzelträger PC2, welcher die Ritzel P2 hält.

Der Ritzelträger PC1 der ersten Planetengetriebeeinheit 15 ist mit dem Hohlrad R2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 über die niedrige Kupplung 50 verbindbar. Das Sonnenrad S2 ist ständig mit der Eingangswelle 13 verbunden. Das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes 15 und der Ritzelträger PC2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 16 stehen ständig mit der Ausgangswelle 14 in Verbindung.

Die niedrige Umkehrbremse 26 kann den Ritzelträger PC1 der ersten Planetengetriebeeinheit 15 fixieren, und die Bandbremse 28 kann das Sonnenrad S1 der ersten Planetengetriebeeinheit 15 fixieren.

Die niedrige Einwegkupplung 29 ist so angeordnet, daß sie nur eine normale Drehung (also eine Drehung in derselben Richtung wie die Motorabtriebswelle 12) des Ritzelträgers PC1 der ersten Planetengetriebeeinheit 15 zuläßt. Eine Drehung des Ritzelträgers PC1 in der Gegenrichtung wird daher durch die Kupplung 29 unterdrückt.

Durch wahlweises Einrücken und Ausrücken der Kupplungen 18, 20 und 50 und der Bremsen 26 und 28 in unterschiedlichen Kombinationen werden die Elemente (also S1, S2, R1, R2, PC1 und PC2) der ersten und zweiten Planetengetriebeeinheit 15 bzw. 16 dazu gezwungen, ihre Betriebszustände zu ändern. Durch diese Änderung wird das Verhältnis der Drehzahl der Ausgangswelle 14 in Bezug auf die der Eingangswelle 13 variabel geändert.

Fig. 3 ist eine Tabelle, welche die unterschiedlichen Gangdrehzahlen zeigt (also die erste, zweite, dritte und vierte Vorwärtsdrehzahl und die Rückwärtsdrehzahl), welche durch den Ein/Aus-Zustand (also eingerückt/ausgerückt) der Kupplungen 18, 20 und 22 und der Bremsen 26 und 28 gegeben werden.

In der Tabelle bedeutet das Zeichen "O" den Zustand "EIN" (also eingerückt) der zugeordneten Kupplung oder Bremse, und "leer" bezeichnet den Zustand "AUS" (also ausgerückt) der Kupplung oder Bremse. Die Bezeichnung "(O)" bedeutet, daß der eingerückte Zustand nicht an der Drehmomentübertragung in dem ausgewählten Gang teilnimmt. Es wird darauf hingewiesen, daß " 1" oder " 2" das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrades S1 oder S2 in Bezug auf die Anzahl der Zähne des Hohlrades R1 oder R2 bedeutet, und daß das "Gangverhältnis" das Verhältnis der Drehzahl der Eingangswelle 13 in Bezug auf die Drehzahl der Ausgangswelle 14 bedeutet.

In Fig. 1 ist eine Steuerschaltung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche den Betrieb der niedrigen Kupplung 50 steuert.

Die Steuerschaltung weist ein Schaltventil 52 für den Gangwechsel vom dritten auf den vierten Gang auf, ein Schaltmagnetventil 54, ein Niederdruckeinstellventil 56, ein Taktventil 58, ein Taktmagnetventil 60, und einen gesteuerten Druckspeicher 62, die auf die dargestellte Weise miteinander verbunden sind. Die niedrige Kupplung 50 weist eine Trommel 64 auf, einen Kolben 65, eine Rückkehrfeder 66, antreibende und angetriebene Kupplungsplatten 67 und eine Ölkammer 68. Wenn der Ölkammer 68 ein Hydraulikdruck zugeführt wird, so wird der Kolben 65 in den Zeichnungen nach links bewegt gegen die Rückkehrfeder 66, um so einen Druck auf die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 auszuüben, wodurch zwischen diesen ein Eingriff eingerichtet wird. Der Kolben 65 weist einen Hub mit einem bestimmten Spiel auf. Nachdem der Kolben 65 daher eine Bewegung in einem Ausmaß entsprechend dem Spiel ausgeführt hat, kann daher der Kolben 65 tatsächlich einen Druck auf die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 ausüben.

Das Schaltventil 52 für das Umschalten vom dritten auf den vierten Gang schaltet zwischen einer Position des vierten Ganges (ausgerückten Position) und einer Position für den dritten Gang (eingerückten Position) entsprechend dem Hydraulikdruck, der von dem Schaltmagnetventil 54 über einen Ölkanal 69 angelegt wird. Wenn das 3-4-Schaltventil 52 die Stellung des vierten Ganges einnimmt, wird ein zweiter Ölkanal 70 mit einer Ablaßöffnung verbunden und zum selben Zeitpunkt wird ein erster Ölkanal 71 mit einem dritten Ölkanal 72 verbunden. Dagegen ist, wenn das 3-4-Schaltventil 52 die Position des dritten Ganges annimmt, der zweite Ölkanal 70 mit einem Ölkanal 73 verbunden, welchem der Leitungsdruck zugeführt wird, und zum selben Zeitpunkt ist der erste Ölkanal 71 blockiert.

Entsprechend Befehlssignalen die an es von einer elektronischen Steuereinheit 74 angelegt werden, schaltet das Schaltmagnetventil 54 zwischen einem Zustand, in welchem ein bestimmter Hydraulikdruck dem Ölkanal 69 zugeführt wird, und einem anderen Zustand um, in welchem der Hydraulikdruck des Ölkanals 69 abgelassen wird.

Das Niederdruckeinstellventil 56 kann einen Druckeinstellvorgang ausführen, wobei es einen konstanten Druck verwendet, welcher von einem Ölkanal 75 geliefert wird. Daher kann das Niederdruckeinstellventil 56 den dritten Ölkanal 72 mit einem sehr niedrigen, jedoch konstanten Hydraulikdruck versorgen.

Entsprechend dem Hydraulikdruck in dem Ölkanal 76 schaltet das Taktventil 58 zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition. In der Einschaltposition verbindet das Taktventil 58 den zweiten Ölkanal 70 mit dem ersten Ölkanal 71, dagegen unterbricht in der Ausschaltposition das Taktventil 58 die Verbindung zwischen dem zweiten und ersten Ölkanal 70 und 71 und verhindert daher ein Ablassen des Hydraulikdrucks aus dem ersten Ölkanal 71.

Entsprechend Befehlssignalen, die an es von der elektronischen Steuereinheit 74 angelegt werden, schaltet das Taktmagnetventil 60 zwischen einem Zustand, in welchem ein bestimmter Hydraulikdruck dem Ölkanal 76 zugeführt wird, und einem anderen Zustand um, in welchem der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 76 abgelassen wird.

Der gesteuerte Druckspeicher 62 weist einen Zylinder 77 auf, einen Kolben 78 und eine Feder 79. Der Kolben 78 unterteilt das Innere des Zylinders 77 in zwei Kammern, nämlich eine erste Ölkammer und eine zweite Ölkammer 81. Die erste Ölkammer 80 ist an den ersten Ölkanal 71 angeschlossen und die zweite Ölkammer 81 ist mit dem zweiten Ölkanal 70 verbunden. Der erste Ölkanal 71 ist an die Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 angeschlossen.

Nachstehend wird der Betrieb bei der ersten Ausführungsform erläutert.

Zum leichteren Verständnis geht die Beschreibung weiter in Bezug auf einen Umschaltvorgang vom vierten zum dritten Gang des Getriebes.

In der Gangposition für den vierten Gang nimmt das Taktmagnetventil 60 einen solchen Zustand ein, in welchem es einen bestimmten Hydraulikdruck dem Ölkanal 76 zuführt, und das Taktventil 58 nimmt den abgesperrten Zustand ein. Weiterhin nimmt das Schaltmagnetventil 54 den Zustand ein, in welchem es einen bestimmten Hydraulikdruck dem Ölkanal 69 zuführt, und das 3-4-Schaltventil 52 nimmt die Position des vierten Ganges ein. Daher wird der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 70 abgelassen, und der erste Ölkanal 71 und der dritte Ölkanal 72 sind miteinander verbunden. Da das Niederdruckeinstellventil 56 ständig den Ölkanal 72 mit dem niedrigen und konstanten Hydraulikdruck versorgt, wird der niedrige Hydraulikdruck von dem dritten Ölkanal 72 dem ersten Ölkanal 71 zugeführt. Obwohl der niedrige Hydraulikdruck, der dem ersten Ölkanal 71 zugeführt wird, an die Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 geliefert wird, tritt es niemals auf, daß der Kolben 65 in eine solche Richtung bewegt wird, daß er das Einrücken der antreibenden und angetriebenen Kupplungsplatte 67 bewirkt. Dies geschieht daher, da der niedrige Hydraulikdruck, der durch das Niederdruckeinstellventil 56 eingestellt wird, geringer ist als die Kraft der Rückkehrfeder 66. Daher nimmt in diesem Zustand der Kolben 65 seine ursprünglich nicht betriebsbereite Position ein, und daher nimmt die niedrige Kupplung 50 den ausgerückten Zustand an. Weiterhin wird der Hydraulikdruck des ersten Ölkanals 71 der ersten Ölkammer 80 des Kupplungsladesammlers 62 zugeführt, so daß mit Hilfe der Feder 79 der Kolben 78 in die am weitesten rechts angeordnete Position in Fig. 1 bewegt wird, was dazu führt, daß die erste und zweite Ölkammer 80 bzw. 81 ein maximales bzw. minimales Volumen aufweisen.

Wenn in dieser Position für den vierten Gang die elektronische Steuereinheit 74 ein Bedürfnis für einen Gangschaltvorgang vom vierten zum dritten Gang ermittelt, durch Analysieren von Informationssignalen von einem Drosselventilwinkelsensor, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dergleichen, so gibt die Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Schaltmagnetventil 54 aus, um dieses in den Zustand umzuschalten, in welchem der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 69 abgelassen wird. Hierdurch schaltet das 3-4-Schaltventil 52 in die Position des dritten Ganges. Daher gelangt der Ölkanal 73 in eine Verbindung mit dem zweiten Ölkanal 70, und der erste Ölkanal 71 wird von dem dritten Ölkanal 72 getrennt. Infolge der Verbindung zwischen dem Ölkanal 73 und dem zweiten Ölkanal 70 wird der Leitungsdruck in dem Ölkanal 73 dem zweiten Ölkanal 70 zugeführt. Der Hydraulikdruck, der dem zweiten Ölkanal 70 zugeführt wird an die zweite Ölkammer 81 des gesteuerten Druckspeichers 62 angelegt, und daher wird der Kolben 78 in der Zeichnung nach links bewegt, gegen die Kraft der Feder 79. Daher wird das Öl in der ersten Ölkammer 80 in den ersten Ölkanal 71 abgelassen. Da der erste Ölkanal 71 durch das Taktventil 58 und das 3-4-Schaltventil 52 blockiert ist, wird das von der ersten Ölkammer 80 abgegebene Öl insgesamt der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 zugeführt.

Das Volumen der ersten Ölkammer 80 des gesteuerten Druckspeichers 62 wurde so eingestellt, daß der Kolben 65 der niedrigen Kupplung eine Bewegung entsprechend dem Spiel des Kolbens durchführt. Wenn daher der Kolben 78 des Druckspeichers 62 mit der Bewegung nach links fertig ist, nimmt der Kolben 65 der niedrigen Kupplung 50 eine kritische Position ein, in welcher er bereit ist, den tatsächlichen Andrückvorgang gegen die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 durchzuführen. Daher nimmt der Kolben 78 die Position ganz links ein und hält diese, und der Kolben 65 nimmt die kritische Position ein und bleibt dort.

Wenn in diesem Zustand die Motordrehzahl auf einen Pegel erhöht wird, welcher der Drehzahl für die Position des dritten Gangs des Getriebes entspricht, gibt die elektronische Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Taktmagnetventil 60 aus, welches dazu führt, daß der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 76 abgelassen wird. Daher schaltet das Taktventil 58 in die Verbindungsposition um, so daß eine Verbindung zwischen dem zweiten Ölkanal 70 und dem ersten Ölkanal 71 hergestellt wird. Daher wird der dem zweiten Ölkanal 70 zugeführte Leitungsdruck über das Taktventil 58 und den ersten Ölkanal 71 an die Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 angelegt. Daher führt der Kolben 65 der niedrigen Kupplung den tatsächlichen Andrückvorgang gegen die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 durch, wodurch der eingerückte Zustand der niedrigen Kupplung 50 hervorgerufen wird. Da der Kolben 65 die kritische Position eingenommen hat, ist die Zeitverzögerung zwischen der Zeit, wenn die elektronische Steuereinheit 74 das Befehlssignal an das Taktmagnetventil 60 ausgibt, und dem Zeitpunkt, wenn die niedrige Kupplung 50 mit dem eingerückten Zustand fertig ist, sehr kurz.

Daher wird die Streuung des Eingriffstaktes der niedrigen Kupplung 50, welche durch Temperaturänderungen und das Altern des benutzten Öls hervorgerufen wird, sehr klein gehalten, und daher wird der ungewünschte Schaltstoß unterdrückt oder zumindest minimalisiert. Da die Einrückzeit der niedrigen Kupplung 50 nicht schwankt, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, die Zeit zu vergrößern, in welcher die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 miteinander nur in einem halben oder unvollständigen Eingriff stehen. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der hohen Kupplung 20 vergrößert.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Umschaltens vom dritten zum vierten Gang.

Wenn in der Position des dritten Ganges, in welcher die niedrige Kupplung eingerückt ist, die elektronische Steuereinheit 74 feststellt, daß ein Schaltvorgang vom dritten zum vierten Gang erforderlich ist, gibt die Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Schaltmagnetventil 54 aus, um es diesem zu gestatten, einen Hydraulikdruck an den Ölkanal 69 auszugeben. Hierdurch schaltet das 3-4-Schaltventil 52 in die Position des vierten Ganges um, und verbindet den Ölkanal 70 mit der Ablaßöffnung. Daher wird der Hydraulikdruck in der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 über den ersten Ölkanal 71, das Taktventil 58, den zweiten Ölkanal 70 und das 3-4-Schaltventil 52 abgelassen. Daher wird die niedrige Kupplung 50 ausgerückt, und zum selben Zeitpunkt die Bandbremse 28 (siehe Fig. 2) eingerückt, und hieraus ergibt sich die Position des vierten Ganges des Getriebes.

Nach dem Ausrücken der niedrigen Kupplung 50 gibt die elektronische Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Taktmagnetventil 60 aus, um dessen Zustand zu ändern. Daher gibt das Ventil 60 einen Hydraulikdruck an den Ölkanal 76 aus. Hierdurch schaltet das Taktventil 58 in die ausgeschaltete Position (also die Abschaltposition). Infolge des Schaltens des 3-4-Schaltventils 52 sind der erste Ölkanal 71 und der dritte Ölkanal 72 miteinander verbunden, und daher wird der erste Ölkanal 71 mit einem niedrigeren Hydraulikdruck versorgt, der durch das Niederdruckeinstellventil 56 eingestellt wird. Da der Hydraulikdruck in der zweiten Ölkammer 81 des gesteuerten Druckspeichers 62 durch den zweiten Ölkanal 70 abgelassen die erste Ölkammer 80 mit dem niedrigeren Hydraulikdruck von ersten Ölkanal 71 versorgt wird, wird der Kolben 78 in die Position am weitesten rechts bewegt, wodurch das Volumen der zweiten Ölkammer 81 minimalisiert und das Volumen der ersten Ölkammer 80 maximiert wird.

In Fig. 4 ist eine Steuerschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Bei dieser zweiten Ausführungsform sind zusätzlich zu den bei der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform vorhandenen Teilen eine Einweg-Öffnungseinheit 82, ein Kupplungsstoßdämpfungs 83, und ein Sammlersteuermagnetventil 84 vorgesehen, die in dem zweiten Ölkanal 70 an der Einlaßseite des Taktventils 58 angeordnet sind. Infolge dieser zusätzlichen Teile wird die Anstiegsrate des Hydraulikdrucks, welcher der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 zugeführt wird, gedämpft und daher eine Verringerung des Schaltstoßes erzielt. Die Dämpfungscharakteristik des Kupplungsstoßdämpfungs 83 in Bezug auf den Druckanstieg ist durch einen bestimmten Rückdruck steuerbar, welcher von dem Sammlersteuermagnetventil 84 erzeugt wird. Das Sammlersteuermagnetventil 84 wird durch die elektronische Steuereinheit 74 gesteuert.

In Fig. 5 ist eine Steuerschaltung gemäß einer dritten Ausführungform der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Bei dieser dritten Ausführungsform sind folgende Teile im wesentlichen ebenso ausgebildet wie bei der voranstehend geschilderten zweiten Ausführungsform von Fig. 4: Die niedrige Kupplung 50, das 3-4-Schaltventil 52, das Schaltmagneteventil 54, das Niederdruckeinstellventil 56, der gesteuerte Druckspeicher 62, die elektronische Steuereinheit 74, der Kupplungsstoßdämpfungssammler 83 und die Einweg-Öffnungseinheit 82. Daher werden nur nachstehend die sich von diesen Teilen unterscheidenden Teile beschrieben.

Der erste Ölkanal 71 und der zweite Ölkanal 70 sind über ein Einwegventil 86 miteinander verbunden. Das Einwegventil 86 ist daher so angeordnet, daß es nur einen Hydraulikfluß in einer Richtung von dem zweiten Ölkanal 70 zum ersten Ölkanal 71 zuläßt, wogegen es einen Hydraulikfluß in einer umgekehrten Richtung blockiert. Entsprechend dem Hydraulikdruck, welcher von dem Taktmagnetventil 60 an den Ölkanal 76 ausgegeben wird, schaltet ein niedriges Kupplungstaktventil 87 zwischen einer Verbindungsposition, in welcher die Ölkanäle 88 und 89 verbunden sind, und eine Ablaßposition um, in welcher der Hydraulikdruck in einem Ölkanal 89 abgelassen wird. Dem Ölkanal 88 wird ein Hydraulikdruck von dem Sammlersteuermagnetventil 84 zugeführt. Entsprechend einer Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck des Ölkanals 88 und dem eines Ölkanals 91 schaltet ein niedriges Kupplungssequenzventil 90 zwischen einer Position, in welcher der Ölkanal 88 mit einem Ölkanal 92 verbunden ist, und einer anderen Position um, in welcher der Ölkanal 92 an den Ölkanal 89 angeschlossen ist. Dem Ölkanal 92 wird ein bestimmter Hydraulikdruck zugeführt, wenn sich das Getriebe in der Position für den vierten Gang befindet. Der Hydraulikdruck des Ölkanals 92 wird einer Druckkammer 99 des Kupplungsstoßdämpfungssammlers 83 zugeführt.

Nachstehend wird der Betrieb bei der dritten Ausführungsform beschrieben.

Zur Erleichterung des Verständnisses geht die Beschreibung weiter in Bezug auf den Umschaltvorgang des Getriebes vom vierten zum dritten Gang.

In der Position für den vierten Gang nimmt das 3-4-Schaltventil 52 die Position des vierten Ganges ein, und daher wird der niedrigere Hydraulikdruck des Ölkanals 72 dem Ölkanal 71 zugeführt. Daher werden die Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 und die erste Ölkammer 80 des gesteuerten Druckspeicher 62 mit dem Hydraulikdruck beaufschlagt. Da dieser niedrigere Hydraulikdruck jedoch relativ gering ist, wird der Kolben 65 der niedrigen Kupplung 50 dazu gezwungen, die am weitesten rechts angeordnete Position einzunehmen, infolge der Kraft der Rückkehrfeder 66, wodurch das Volumen der Ölkammer 68 minimalisiert wird, und daher die niedrige Kupplung 50 den ausgerückten Zustand annimmt. Infolge des Vorhandenseins des Einwegventils 86 geschieht es nie, daß der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal 71 dem zweiten Ölkanal 70 zugeführt wird.

Wenn in dieser Position für den vierten Gang die Steuereinheit 74 ermittelt, daß es erforderlich ist, vom vierten auf den dritten Gang umzuschalten, so gibt die Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Schaltmagnetventil 54 aus, und daher schaltet das 3-4 Schaltventil 52 in die Verbindungsposition um. Daher wird der Leitungsdruck in dem Ölkanal 73 dem Ölkanal 70 zugeführt, und der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 70 wird der zweiten Ölkammer 81 des Druckspeichers 62 zugeführt. Dies führt dazu, daß der Kolben 78 des Druckspeichers 62 bewegt wird, wodurch der Hydraulikdruck in der ersten Ölkammer 80 der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 über den ersten Ölkanal 71 zugeführt wird. Daher nimmt der Kolben 65 der niedrigen Kupplung 50 die kritische Position ein, in welcher er bereit zur Durchführung des tatsächlichen Andrückvorgangs gegen die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 ist. In diesem Zustand wird der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal 71 zusammen mit der Kraft der Rückkehrfeder 66 konstant gehalten. Weiterhin wird in diesem Zustand der Hydraulikdruck in dem zweiten Ölkanal 70 in dem Abschnitt zwischen der Einwegöffnungseinheit 82 und dem Einwegventil 86 (also in dem durch die Bezugsziffer 70a bezeichneten Abschnitt) durch den Kupplungsstoßdämpfungssammler 83 gesteuert, und daher kann der Hydraulikdruck in diesem Abschnitt 70a sanft erhöht werden. Weiterhin gibt in diesem Zustand das Taktmagnetventil 60 einen bestimmten Hydraulikdruck an den Ölkanal 76 aus, sodaß das niedrige Kupplungstaktventil 87 die Ablaßposition einnimmt. Da dem Ölkanal 91 der Druck für die Position des vierten Ganges zugeführt wird, nimmt das niedrige Kupplungssequenzventil 90 die Position ein, in welcher der Ölkanal 92 mit dem Ölkanal 89 verbunden ist. Daher wird der Ölkanal 92, der an die Rückdruckkammer 99 des Kupplungsstoßdämpfungs 83 angeschlossen ist, über das niedrige Kupplungssequenzventil 90, den Ölkanal 89 und das niedrige Kupplungstaktventil 87 abgelassen. Dies bedeutet, daß an den Kupplungsstoßdämpfungssammler 83 kein Rückdruck angelegt ist. Daher befindet sich der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a auf einem sehr niedrigen Pegel. Der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a in diesem Zustand wurde niedriger eingestellt als der Druck in dem Ölkanal 71. Daher öffnet sich das Einwegeventil 86 nicht.

Wenn in diesem Zustand die Motordrehzahl auf einem Pegel erhöht wird, welcher der Drehzahl für die Position des dritten Ganges des Getriebes entspricht, gibt die elektronische Steuereinheit 74 ein Befehlssignal an das Taktmagnetventil 60 aus, um dessen Zustand zu ändern, und das niedrige Kupplungstaktventil 87 dazu zu veranlassen, den Ölkanal 88 mit dem Ölkanal 89 zu verbinden. Daher wird der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 88 über das niedrige Kupplungstaktventil 87, den Ölkanal 89, das niedrige Kupplungssequenzventil 90 und den Ölkanal 92 an den Kupplungsstoßdämpfungssammler 83 als ein Rückdruck angelegt. Der Ölkanal 88 wird mit einem bestimmten Hydraulikdruck versorgt, der durch das Sammlersteuermagnetventil 84 eingestellt wird. Daher wird der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a entsprechend dem Rückdruck erhöht, der an den niedrigen Kupplungssammler 83 angelegt ist, und daher wird der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a höher als der Druck in dem Ölkanal 71. Der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a wird über das Einwegeventil 86 dem Ölkanal 71 und der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 55 zugeführt. Daher beginnt sofort die Einrückbewegung der niedrigen Kupplung 50. Dies bedeutet, daß auf den Empfang eines Befehlssignal von der elektronischen Steuereinheit 74 hin das Taktmagnetventil 60 dazu gezwungen wird, seinen Zustand zu ändern, und daher die niedrige Kupplung sofort mit der Einrückbewegung beginnt. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn der Kolben des Kupplungsstoßdämpfungssammlers 83 den Hub beendet, der Hydraulikdruck in den Abschnitt 70a auf den Pegel des Leitungsdrucks zurückgeführt wird, und der zurückgeführte Druck an die Ölkammer 68 der niedrigen Kupplungs 50 angelegt wird.

Während des Umschaltens vom vierten in den dritten Gang wird der Druck für die Position des vierten Ganges, der an den Ölkanal 89 angelegt wird, verringert, und daher das niedrige Kupplungssequenzventil 90 dazu gezwungen, in eine Position umzuschalten, in welcher der Kanal 92 mit dem Ölkanal 88 verbunden ist. Allerdings wird der dem Ölkanal 92 zugeführte Hydraulikdruck nicht geändert. In diesem Zustand wird daher nur der Zufuhrweg für den Hydraulikdruck geändert.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Umschaltens vom dritten in den vierten Gang.

Wenn in der Position des dritten Ganges, in welcher die niedrige Kupplung 50 eingerückt ist, die elektronische Steuereinheit 74 feststellt, daß ein Umschalten vom dritten in den vierten Gang erforderlich ist, so gibt die Steuereinheit 74 Befehlssignale zum Schaltmagnetventil 54 und dem Taktmagnetventil 60 aus, um deren Zustand umzuschalten. Hierdurch nimmt das 3-4-Schaltventil 52 die ausgerückte Position ein (also die Position des vierten Ganges), und daher beginnt das Ablassen des Hydraulikdrucks in dem zweiten Ölkanal 70 über das 3-4-Schaltventil 52. Daher wird der Hydraulikdruck in der zweiten Ölkammer 81 des Kupplungsladesammlers 62 abgesenkt, wodurch der Kolben 78 in der Figur (Fig. 5) nach rechts bewegt wird. Daher wird der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal 71 verringert. Wenn jedoch der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal 71 geringer wird als der Druck in dem Abschnitt 70a, so wird der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a dazu gezwungen, durch das Einwegeventil 86 in den ersten Ölkanal 71 hineinzufließen. Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck in der Ölkammer 68 der niedrigen Kupplung 50 allmählich abgesenkt, während er durch den Kupplungsstoßdämpfungssammler 83 gesteuert wird. Daher ändert die niedrige Kupplung 50 ihren Zustand allmählich von dem eingerückten Zustand in den ausgerückten Zustand. Dagegen wird während dieses Zeitpunkts der Hydraulikdruck für die Bandbremse 28 (siehe Fig. 2) allmählich erhöht, und daher ändert die Bandbremse 28 allmählich ihren Zustand vom ausgerückten Zustand zum eingerückten Zustand. Der an die Bandbremse 28 angelegte Hydraulikdruck wird über den Ölkanal 91 an das niedrige Kupplungssequenzventil 90 angelegt, so daß dann, wenn der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 91 höher wird als in dem Ölkanal 88, das niedrige Kupplungssequenzventil 90 seinen Zustand ändert und den Ölkanal 92 mit dem Ölkanal 89 verbindet. Da sich das niedrige Kupplungstaktventil 87 in einem Zustand befindet, in welchem der Ölkanal 89 abgelassen wird, wird der Hydraulikdruck in dem Ölkanal 92 abgelassen. Daher verschwindet der an den niedrigen Kupplungssammler 83 angelegte Rückdruck, und auf diese Weise wird der Hydraulikdruck in dem Abschnitt 70a schnell abgesenkt. Dies führt dazu, daß der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal 71 schnell auf einen sehr niedrigen, konstanten Pegel abgesenkt wird, der durch das Niederdruckeinstellventil 56 eingestellt wird. Hierdurch wird die niedrige Kupplung 50 ausgerückt, und zum selben Zeitpunkt die Bandbremse 28 (siehe Fig. 2) eingerückt, was zu der Position des vierten Ganges des Getriebes führt.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, hat gemäß der vorliegenden Erfindung dann, wenn infolge des Befehls von der elektronischen Steuereinheit 74 ein bestimmter Hydraulikdruck an die niedrige Kupplung 50 angelegt wird, um das Umschalten vom vierten auf den dritten Gang zu erreichen, der Kolben 65 der Kupplung 50 bereits die kritische Position eingenommen, in welcher er dazu bereit ist, den tatsächlichen Andrückvorgang gegen die antreibende und angetriebene Kupplungsplatte 67 durchzuführen. Daher wird bei einem derartigen Umschalten vom vierten auf den dritten Gang der Eingriff der niedrigen Kupplung 50 schnell erreicht.

Claims (11)

1. Verfahren zum Steuern einer Kupplungsvorrichtung in einem Automatikgetriebe, wobei die Kupplungsvorrichtung (50) eine Ölkammer (68), eine antreibende und angetriebene Kupplungsplatte (67) aufweist und einen Kolben (65) zum gegenseitigen Andrücken der Kupplungsplatten im Ansprechen auf einen hydraulischen Druck, wodurch die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff gebracht werden mit den folgenden Schritten:
Zuführen von Hydraulikflüssigkeit unter schwachem Druck über einen ersten Ölkanal (71) zur Ölkammer, wodurch diese mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt wird,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zuführen von Hydraulikflüssigkeit über einen zweiten Ölkanal (70) zu einem gesteuerten Druckspeicher (62), wodurch dieser den Druck in dem ersten Ölkanal (71) erhöht, um den Kolben (65) aus der Ruheposition in eine kritische Position zu bewegen, in der er dazu bereit ist, den Andruckvorgang zum Eingriff der Kupplungsplatten auszuführen, stetiges Erhöhen des Öldrucks in dem ersten Ölkanal (71), wodurch der Druck in der Ölkammer (68) auf einen Wert erhöht wird, um den Kolben (65) aus der kritischen Position in die Eingriffsposition zu bewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum stetigen Erhöhen des Öldrucks ein zeitweiliges Verbinden des zweiten Ölkanals (70) mit dem ersten Ölkanal (71) unter Umgehung des gesteuerten Druckspeichers (62) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum stetigen Erhöhen des Öldrucks ein zeitweiliges Verbinden des ersten Ölkanals (71) mit einem weiteren Ölkanal (88) über einen Kupplungsstoßdämpfungssammler (83) umfaßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zum Erhöhen des Öldrucks im Anschluß eines Schaltbefehls für das Umschalten von dem vierten in den dritten Gang ausgeführt werden und der Schaltbefehl infolge einer Untersuchung des Fahrzustandes eines Kraftfahrzeugs ausgegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Öldrucks mit einer verringerten Anstiegsrate vorgenommen wird.

6. Steuervorrichtung zum Steuern einer Kupplung in einem automatischen Kraftfahr­ zeuggetriebe mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplungsvorrichtung (50) und einer elektronischen Steuereinheit (74), wobei die Kupplungsvorrichtung (50) eine antreibende und eine angetriebene Kupplungsplatte (67) aufweist, sowie eine Ölkammer (68) und einen Kolben (65) zur Druckbeaufschlagung der Kupplungsplatten (67), wodurch diese miteinander in Eingriff bringbar sind,
einen ersten Ölkanal (71), der mit der Ölkammer (68) verbunden ist und in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Schaltventils (52) die Ölkammer mit Hydraulikflüssigkeit unter schwachem Druck füllt,
gekennzeichnet durch einen zweiten Ölkanal (70), der mit einem gesteuerten Druckspeicher (62) verbunden ist und ein von der Steuereinheit (74) steuerbares Taktventil (58) aufweist, das zwischen einer Durchlaß- und Sperrstellung umschaltbar ist,
wobei in der Sperrstellung der zweite Ölkanal (70) über den Druckspeicher (62) mit dem ersten Ölkanal (71) verbunden ist und der Druckspeicher (62) die Ölkammer (68) mit einer Menge Hydraulikflüssigkeit versorgt, die ausreichend ist, um den Kolben (65) aus einer Ruhelage in eine kritische Position zu bewegen, in welcher er dazu bereit ist, die Kupplungsplatten (67) miteinander in Eingriff zu bringen, und in der Durchlaßstellung des Taktventils (58) der zweite Ölkanal (70) mit dem ersten Ölkanal (71) verbunden ist, wodurch der Öldruck in der Ölkammer (68) auf einen Wert erhöht wird, um die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff zu bringen.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ölkanal (70) eine Dämpfungseinrichtung (82, 83, 84) aufweist, welche die Anstiegsrate der Erhöhung des Öldrucks reduziert.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ einrichtung umfaßt:
eine Einwegöffnungseinheit (82), die zwischen dem Taktventil (58) und dem Schaltventil (52) angeordnet ist;
einen Kupplungsstoßdämpfungssammler (83) der mit dem zweiten Ölkanal (70) an einer Position zwischen dem Schaltventil (52) und dem Taktventil (58) verbunden ist;
ein Sammlersteuermagnetventil (84) zum Steuern des Kupplungsstoßdämpfungs­ sammlers (83) in Reaktion auf ein Befehlssignal von der elektronischen Steuereinheit (74).

9. Steuervorrichtung zum Steuern einer Kupplung in einem automatischen Kraftfahrzeug- Getriebe mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplungsvorrichtung (50) und einer elekt­ ronischen Steuereinheit (74), wobei die Kupplungsvorrichtung eine antreibende und eine angetriebene Kupplungsplatte (67) aufweist, sowie eine Ölkammer (68) und einen Kolben (65) zur Druckbeaufschlagung der Kupplungsplatten (67), wodurch diese miteinander in Eingriff bringbar sind,
einen ersten Ölkanal (71), der mit der Ölkammer (68) verbunden ist und in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Schaltventils (52) die Ölkammer mit Hydraulikflüssigkeit unter schwachem Druck füllt
gekennzeichnet durch
einen zweiten Ölkanal (70), der mit einem gesteuerten Druckspeicher (62) verbunden ist,
ein Einwegventil (86), welches zwischen dem ersten (71) und zweiten Ölkanal (70) angeordnet ist, wobei das Einwegventil (86) die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Ölkanal (70, 71) blockiert, wenn der Hydraulikdruck in dem ersten Ölkanal (71) höher ist als der in dem zweiten Ölkanal (70), und das Einwegventil (86) einen Fluidfluß von dem zweiten Ölkanal (70) zu dem ersten Ölkanal (71) zuläßt, wenn der Hydraulik­ druck in dem zweiten Ölkanal (70) höher als in dem ersten Ölkanal (71) ist.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein Niederdruckeinstellventil (56) umfaßt zur Einstellung des Fülldrucks für die Ölkammer (68) über einen dritten Ölkanal (72), wobei der Druck so eingestellt ist, daß sich der Kupplungskolben (65) nicht bewegt.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ vorrichtung aufweist:
einen Kupplungsstoßdämpfungssammler (83), der so angeordnet ist, daß er die Anstiegsrate des Hydraulikdrucks in dem zweiten Ölkanal (70) dämpft; und
ein Taktventil (87), welches zwischen einer Verbindungsposition und einer Ablaßposition in Reaktion auf einen an es angelegten Hydraulikdruck umschaltet, wobei die. Verbin­ dungsposition eine Position ist, in welcher ein Hydraulikdruckkanal zum Steuern des Kupplungsstoßdämpfungssammlers (83) mit einer Druckkammer (99) des Kupplungsstoßdämpfungssammlers (83) verbunden ist, und die Ablaßposition eine Position ist, in welcher der Hydraulikdruck in der Druckkammer abgelassen wird.