DE4326057A1 - Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für
ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahr
zeugen.
Aus der US-PS 4 934 216 ist ein selbsttätig schaltbares
Wechselgetriebe bekannt, bei dem ein hydrokinetischer
Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad
zwischen einer Kurbelwelle einer Antriebsmaschine und einem
Verbundplanetenrädergetriebe angeordnet ist, welches Dreh
momenteingangsglieder aufweist, die mit dem Turbinenrad des
Drehmomentwandlers gekuppelt werden können, und Ausgangs
glieder, die über ein Differentialgetriebe und einen Achs
mechanismus mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges verbunden
werden können. Dieses bekannt Wechselgetriebe ist zur
Verwendung insbesondere bei einem Fahrzeug mit einer vorne
angeordneten Antriebsmaschine und angetriebenen Hinterrädern
vorgesehen und als solches für die vorliegende Erfindung
besonders geeignet, die daneben aber auch bei einem Getriebe
mit einer Querachse zur Anwendung kommen kann, bspw. gemäß
der Ausbildung nach der US-PS 5 081 886. Weitere Getriebe
ausbildungen, die für die vorliegende Erfindung interessie
ren können, sind bspw. beschrieben in den US-PS′en 4 978 328
und 5 083 481.
Bei den selbsttätig schaltbaren Wechselgetrieben sind mit
Fluiddruck betätigte Kupplungs- und Bremsservos verwendet,
welche die relative Bewegung der einzelnen Glieder des
Planetenrädergetriebes steuern, um bspw. vier Vorwärtsgänge
unter Einschluß eines Schnellganges oder eines Overdrive-
Ganges und eines einzigen Rückwärtsganges herzustellen. Der
hydrokinetische Drehmomentwandler, welcher den Drehmoment
weg zwischen der Kurbelwelle der Antriebsmaschine und den
Eingangsgliedern des Planetenrädergetriebes übersetzt,
umfaßt dabei ein Turbinenrad und ein Pumpenrad, die in
einem toroidalen Strömungsmittelkreis angeordnet sind. Eine
Bypass-Reibungskupplung kann das Pumpenrad mit dem Turbinen
rad verbinden, um einen mechanischen Drehmomentweg parallel
zu diesem hydrokinetischen Drehmomentweg des Wandlers
herzustellen.
In diesem Zusammenhang ist bereits eine Steuerstrategie zur
Schaltung der einzelnen Getriebegänge unter Verwendung
eines elektronischen Mikroprozessors vorgeschlagen worden,
der auf verschiedene Antriebsvariablen anspricht, die von
Sensoren geliefert werden, welche bspw. die Stellung der
Drosselklappe, die Fahrgeschwindigkeit, die Öltemperatur,
die Drehzahl der Antriebsmaschine und weitere Parameter
erfassen. Von besonderem Interesse ist hier eine in der
US-PS 5 029 087 beschriebene elektronische Steuerstrategie,
mit der ein gesteuerter Schlupf in einer Bypasskupplung
eines Drehmomentwandlers bewirkt wird, wodurch die Bypass
kupplung durch einen modulierten Solenoiddruck eines Sole
noidventils betätigt wird, um die Kupplungskapazität zu
verändern, so daß der resultierende gesteuerte Schlupf eine
Annäherung an einen durch die Betriebsparameter des Antriebs
vorbestimmten Schlupf erfährt. Bei dieser bekannten Steuer
strategie wird der tatsächliche Wandlerschlupf durch den
Mikroprozessor fortlaufend überwacht, indem die Drehzahl
der Antriebsmaschine und die Drehzahl des Turbinenrades
durch betreffende Sensoren dauernd erfaßt werden. Während
jedes Hintergrund-Regelkreises wird ein gewünschter Schlupf
durch den Mikroprozessor berechnet, und der Rechenwert
dafür wird von dem Wert des tatsächlichen Schlupfes subtra
hiert, um damit einen Schlupffehler zu erhalten. Der Schlupf
fehler wird seinerseits für die Berechnung eines Arbeits
zyklus für das Solenoidventil der Kupplung verwendet, so daß
der Fehler verringert und der gewünschte Schlupf, zusammen
mit dem tatsächlichen Schlupf, einem Sollwert angenähert
werden. Der Sollwert ist in dem Computerspeicher gespeichert.
Der von diesem Sollwert abhängige Schlupf der Kupplung, der
von dem Speicher ausgelesen wird, ist abhängig von den
Betriebsvariablen des Antriebs. Auf diese Weise nähern sich
der gewünschte Schlupf und der tatsächliche Schlupf dem
durch den Sollwert bestimmten Schlupf asymptotisch an.
Die bekannte Steuerstrategie für eine solche Bypasskupplung
eines Drehmomentwandlers ergibt die Bereitstellung eines
kontinuierlichen Schlupfes, um momentane Drehmomentschwan
kungen und Geräusche, Schwingungen und Härten während des
Dauerbetriebes zu vermeiden. Die fehlende Übereinstimmung
des gewünschten Schlupfes mit dem durch den Sollwert vorge
gebenen Schlupf als Folge der beiderseitigen asymptotischen
Annäherung durch den aus dem Speicher des Mikroprozessors
ausgelesenen Sollwert erschwert die Kalibrierung des An
triebes und insbesondere der Bypasskupplung des Drehmoment
wandlers. Der präzise gewünschte Schlupf, der durch den
Mikroprozessor gefordert wird, um einen bestimmten Zustand
des Antriebs zu genügen, ist dabei deshalb nicht erhältlich,
weil die zeitbezogene Beziehung zwischen dem gewünschten
Schlupf und dem durch den Sollwert vorbestimmten Schlupf
während der beiderseitigen asymptotischen Annäherung flot
tiert. Das kontinuierliche Schlupfverhalten, das bei einer
solchen Steuerstrategie der Bypasskupplung während des
Dauerbetriebes charakteristisch ist, kann darüber hinaus
nachteilige Auswirkungen auf die Beständigkeit der Reib
flächen der Kupplung haben.
Die in diesem Zusammenhang bisher verwendeten Steuervor
richtungen weisen außerdem ein relativ komplexes Ventil
system im Zusammenwirken mit den Stellgliedern der Solenoid
ventile auf. Die Stellglieder werden durch Steuersignale
gesteuert, die von einem Mikroprozessor geliefert werden.
Wenn sich der Schaltzustand der Stellglieder ändert, dann
wird davon der Schaltzustand eines Schaltventils beeinflußt
und als weitere Folge ein Gangwechsel bewirkt, sobald sich
die Fahrbedingungen ändern. Die Stellglieder der einzelnen
Solenoide müssen nacheinander betätigt werden, wenn ein
bestimmter Gangwechsel bewirkt werden soll. Jedes Stell
glied muß daher sorgfältigst kalibriert sein, um Schwankun
gen beim Ansprechen des Ventilsystems zu vermeiden. Eine
Konsistenz und Zuverlässigkeit der Stellglieder der einzel
nen Solenoide und ein Schwanken der Ansprechzeit der einzel
nen Stellglieder untereinander sind daher ebenfalls ent
sprechend kritische Tatbestände bei diesen bekannten Steuer
vorrichtungen.
Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Steuervorrich
tung der vorliegenden Erfindung, mit der somit eine Verbes
serung der gesamten Steuerstrategie des Gangwechsels bei
einem selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebe von Kraftfahr
zeugen unter Verwendung eines elektronischen Mikroprozessors
angestrebt wird, ergibt vordergründig eine sehr kompakte
Ausbildung des gesamten Systems, insbesondere in Bezug auf
die beweglichen Elemente der Schaltventile, welche bei dem
Getriebe den Gangwechsel steuern. So ist bspw. das Ventil
element, welches den Wechsel zwischen dem ersten Gang und
dem zweiten Gang steuert, in einer Ventilbohrung angeordnet,
in welcher sich auch das bewegliche Ventilelement befindet,
welches den Wechsel zwischen dem zweiten Gang und dem
dritten Gang steuert. Dabei ist nur ein einziger Wechsel
des Solenoidzustandes erforderlich, um ein Ansprechen
sowohl des ersten Schaltventils wie auch des zweiten Schalt
ventils zu erhalten. Nicht erforderlich ist eine unabhängige
Betätigung jedes der beiden Schaltventile mit getrennten
Solenoidstellgliedern oder hydraulischen Drücken. Dadurch
entfällt das Erfordernis für eine Ausbildung des Steuerven
tilsystems mit komplexen Drosseln und Zeitsteuerelementen,
weil eine Berücksichtigung der Zeitfolge wegen der gemein
samen Stellglieder für die beiden Schaltventile entfällt.
Bei dem Ventilsystem der vorliegenden Erfindung ist auch
für einen automatischen Wechsel in den zweiten Gang bei
einem evtl. Energieverlust des elektrischen Systems vorge
sorgt. Die beiden Solenoidstellglieder werden bei einem
solchen Versagen aberregt, wobei aber die Steuervorrichtung
gleichzeitig derart ausgebildet ist, daß bei einem Energie
verlust der Solenoide die Mechanismen der Schaltventile
automatisch die Position des zweiten Ganges erreichen lassen.
Anders als die bekannten Solenoidstellglieder, die sorg
fältig kalibrierte Drosseln oder Ventilbünde benötigen,
können die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten
Stellglieder solche mit einer "Durchströmung" sein, wo die
Leckage an einer Drossel des betreffenden Stellgliedes
unter dem Einfluß des Solenoidventils ist. In diesem Zusam
menhang ist deshalb auch noch darin ein besonderer Vorteil
erkennbar, daß während der Aufwärtsschaltung der beiden
Gänge, wovon überwiegend auszugehen ist, die beiden Sole
noide eingeschaltet sind. Eine Leckageströmung an den
Drosseln wird daher vermieden. Diese Leckageströmung findet
andererseits nur während des prozentual sehr kleinen Anteils
der gesamten Betätigungszeit statt, wenn das Getriebe für
eine Abwärtsschaltung vorbereitet wird. Es ist deshalb
möglich, einfachere und gleichzeitig zuverlässiger arbeiten
de Stellglieder zu verwenden, ohne daß es dadurch zu Schalt
schwierigkeiten beim Anfahren des Fahrzeuges kommt und
somit bei dessen Beschleunigung aus dem Stillstand eine
Aufwärtsschaltung der beiden niedrigsten Gänge gesteuert
werden muß. Die fehlende Leckage ergibt andererseits für
die Schaltung des vierten Ganges den Vorteil der Verhinde
rung einer Verlustströmung der Pumpe, wenn die Strömung als
Folge einer niedrigen Drehzahl der Antriebsmaschine ver
ringert ist.
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
besteht darin, daß nur eine einzige Feder benötigt wird,
die auf die beiden Schaltventile einwirkt, welche den
Gangwechsel zwischen dem zweiten und dem dritten Gang und
zwischen dem ersten und dem zweiten Gang steuern. Für einen
normalen einstufigen Gangwechsel, so bspw. für den Wechsel
des ersten Ganges auf den zweiten Gang oder für den Wechsel
des vierten Ganges auf den dritten Gang, wechselt nur ein
Solenoid seinen Zustand. Es ist daher auch keine veränder
liche Einflußnahme als Folge einer Koordination von zwei
Solenoiden vorhanden, die bei den bekannten Steuervorrich
tungen an einem Gangwechsel beteiligt sind.
Gemäß einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung sind die
Schaltventile wechselseitig mechanisch in Eingriff bringbar,
so daß die Betätigung eines der Ventile in Abhängigkeit von
einem Signal des zugeordneten Solenoidstellgliedes das
zugeordnete zweite Ventil in eine Position schaltet, welches
es einnehmen sollte, wenn das Solenoidstellglied für das
erste Ventil ausgelöst wird. Eine getrennte und unabhängige
Kraft wird daher für die Bewegung des zweiten Schaltventils
nicht benötigt, wenn das erste Schaltventil durch ein
Solenoidstellglied ausgelöst wird.
Die verbesserte Steuerstrategie für die Bypasskupplung
vermeidet schließlich auch die Nachteile, die eingangs für
die Steuerstrategie bei den bekannten Steuervorrichtungen
für eine modulierte Bypasskupplung eines Drehmomentwandlers
mit dem Hinweis beschrieben wurden, daß dabei der tatsäch
liche Schlupf oder der gewünschte Schlupf einen durch einen
Sollwert vorgegebenen Schlupf asymptotisch annähern. Die
Steuerstrategie der vorliegenden Erfindung ermöglicht
nämlich eine Berechnung des gewünschten Schlupfes bei einem
Regler der Bypasskupplung, so daß zu Beginn der Betätigung
der Bypasskupplung der gewünschte Schlupf eine Gleichsetzung
erfährt mit dem tatsächlichen Schlupf, der durch die Senso
ren für die Drehzahl der Antriebsmaschine und für die
Drehzahl der Ausgangswelle oder die Drehzahl des Turbinen
rades erfaßt werden. Wenn der gewünschte Schlupf durch eine
Gleichsetzung mit dem tatsächlich gemessenen Schlupf be
stimmt worden ist, dann wird ein Rampenmodifizierer von dem
Speicher des Rechners ausgelöst, wodurch der gewünschte
Schlupf über der Zeit mit einer vorgeschriebenen Rate
erniedrigt wird, die von dem Wert des von dem Speicher
ausgelösten Modifizierfaktors abhängig ist. Der Modifizier
faktor ist dabei abhängig von dem Getriebegang, der von der
Steuerstrategie für den Gangwechsel des Getriebes gesucht
wird. Die Neigung der Rampe für den gewünschten Schlupf
über der Zeit ist daher für jeden Getriebegang eine beson
dere Neigung. Der gewünschte Schlupf nähert sich deshalb
auch dem durch den Sollwert vorgegebenen Schlupf an, bis er
den Sollwert erreicht, der seinerseits von dem Speicher in
der gleichen Art und Weise ausgelöst wird, wie es in der
US-PS 5 029 087 näher beschrieben ist.
Sobald der gewünschte Schlupf mit dem Sollwert übereinstimmt,
erfährt der tatsächliche Schlupf einen fortgesetzten Abfall,
bis auch er den Sollwert erreicht. Er fällt dann weiterhin
ab bis auf einen Wert, der dem Sollwert entspricht, jedoch
nur solange, wie ein Fehler bei dem Schlupf durch den
Unterschied zwischen dem tatsächlichen Schlupf und dem
gewünschten Schlupf vorhanden ist. Nach dem Diktat der
Drehzahl- und Lastbedingungen wird der durch den Sollwert
bestimmte Schlupf zu Null, und die Steuerstrategie beginnt
mit einem Hardlock-Modus, wodurch der Schlupf wieder nach
unten zu einem Nullschlupf geneigt wird, wofür dieselbe
Steuertechnik angewendet wird, die auch bei der Bestimmung
des gewünschten Schlupfes bei dem anfänglichen Eingriff der
Bypasskupplung angewendet wird. Es wird somit auch hier ein
Schlupfmodifizierwert wieder von dem ROM-Teil des Speichers
ausgelöst, wobei der betreffende Modifizierfaktor abhängig
ist von dem jeweiligen Getriebegang. Wenn sich der Wandler
in dem Hardlock-Modus befindet, besteht im übrigen eine
direkte mechanische Verbindung zwischen der Antriebsmaschine
und dem Drehmomenteingangselement oder der Turbinenwelle.
Es ist hier im übrigen auch dafür vorgesorgt, daß der
vorerwähnte Hardlock-Modus bei der Bypasskupplung unter
brochen wird, sobald ein Gangwechsel stattfindet. Der
Beginn eines Gangwechsels wird durch die Messung eines
Wechsels der Drehzahlübersetzung erfaßt. Dadurch wird die
Unterbrechung des Hardlock-Modus signalisiert und der
Beginn einer Open-Loop-Wandlerregelung. Während des Zeit
intervalls für die Open-Loop-Wandlerregelung wird der
Betätigungsdruck für die Wandlerkupplung durch einen von
dem Speicher ausgelösten Multiplikator verringert, wodurch
die Kapazität der Kupplung für eine Drehmomentübertragung
ebenfalls verringert und dadurch momentane Drehmomentschwan
kungen des Antriebs durch den Wandler während des Schalt
intervalls absorbiert werden. Die Beendigung der Schaltung
wird durch eine ständige Überwachung der Drehzahlübersetzung
erfaßt. Wenn der Wechsel des Drehzahlverhältnisses (Delta-
Drehzahlverhältnis) genügend groß ist, um das Ende des
Wechsels anzugeben, wird die Bypasskupplung des Wandlers
wieder in den Hardlock-Modus überführt oder in den einen
Schlupf bewirkenden Regelkreis, wie es gerade passend ist.
Dies findet dann statt, wenn der absolute Schlupf bei einer
Null-Drehzahl stabilisiert wird. Sobald dies stattgefunden
hat, wird der Arbeitszyklus wieder aufgenommen hin zu
seinem Maximalwert, welcher dem vollen Eingriff der Bypass
kupplung entspricht, sofern der Regler für einen Betrieb
der Kupplung in dem Hardlock-Modus eingestellt ist.
Die Bypasskupplung des hydrokinetischen Drehmomentwandlers
kann wie vorerwähnt für einen geregelten Schlupf moduliert
werden, noch bevor der Hardlock-Modus eintritt. Es ist
dafür ein Steuerventil vorgesehen, welches durch ein Sole
noidventil gesteuert wird, dessen Arbeitszyklus durch einen
Mikroprozessor derart bestimmt wird, daß der absolute
Schlupf für jeden beliebigen Betriebszustand den durch den
Sollwert vorbestimmten Schlupf mit der Zeit annähern wird,
wobei dieser Schlupf von dem Speicherteil des Mikroprozessors
erhalten wird, um die augenblicklichen Betriebserfordernisse
zu erfüllen. Dabei wird Wärme wegen des Energieverlustes
während des Schlupfes der Kupplung entwickelt. Wenn die
Temperatur des Fluids größer als ein vorbestimmter Wert
ist, wird durch die Software des Mikroprozessors ein Maximal
arbeitszyklus für das Solenoidventil der Wandlerkupplung
ausgelöst, die dann ihren vollen Eingriff erfährt, um einen
Schlupf so lange zu verhindern, bis die Temperatur einen
Wert kleiner als das vorbestimmte Maximum erreicht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren
für einen vereinfachten Zusammenbau des Ventilkörpers und
des Getriebegehäuses vorgesehen, wobei Dübelbolzen verwendet
sind, um die Dichtungen, die Deckelplatten für den Ventil
körper und den eigentlichen Ventilkörper in Bezug auf das
Getriebegehäuse auszurichten, an welchem der Ventilkörper
befestigt wird, wodurch eine präzise Übereinstimmung bei
der gestapelten Anordnung der Elemente des Ventilkörpers
und seiner zugeordneten Dichtungen und Deckelplatten erhal
ten wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs
beispieles in Verbindung mit der Zeichnung ersichtlich. Es
zeigt
Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt eines Automatik
getriebes mit einem hydrokinetischen Dreh
momentwandler und Getriebeelementen, die
durch die Steuervorrichtung der Erfindung
gesteuert werden können,
Fig. 2 eine Schemadarstellung des Wandlers und der
Getriebeelemente des Automatikgetriebes der
Fig. 1,
Fig. 3 eine tabellarische Übersicht zur Darstellung
der unterschiedlichen Betätigung der einzel
nen Kupplungen und Bremsen, die an dem
Gangwechsel bei dem Getriebe der Fig. 1 und
2 beteiligt sind,
Fig. 3A eine schematische Gesamtansicht eines
Mikroprozessors, der zur Steuerung des
Ventilkreises vorgesehen ist,
Fig. 4 eine Schemadarstellung der einzelnen Elemente
des Ventilkreises,
Fig. 4A und 4B eine Schemadarstellung der Steuervorrichtung
für den Ventilkreis der Fig. 4, wenn sich
das Getriebe in einer Neutral- oder Park
position befindet und dabei die Drosselklappe
geschlossen und der Wandler offen ist,
Fig. 5A und 5B die Steuervorrichtung, wenn die Ventilele
mente für einen Rückwärtsgang bei offenem
Wandlerbetrieb und teilweise geöffneter
Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 6A und 6B die Steuervorrichtung, wenn die Ventilele
mente für einen neutralen offenen Wandler
betrieb bei geschlossener Drosselklappe
positioniert sind,
Fig. 7A und 7B die Steuervorrichtung, wenn die Ventilele
mente für eine Steuerung des ersten Ganges
bei offenem Wandlerbetrieb und geschlossener
Drosselklappe positioniert sind, wobei die
Fig. 7B das 2,3-Schaltventil, das 1,2-Schalt
ventil und ein 3,4-Schaltventil in den
betreffenden Positionen zeigt,
Fig. 8A und 8B die Steuervorrichtung, wenn die Ventilele
mente für eine Steuerung des zweiten Ganges
bei offenem Wandlerbetrieb und teilweise
geöffneter Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 9A und 9B die Steuervorrichtung, wenn die Ventilele
mente für eine Steuerung des dritten Ganges
positioniert sind und dabei das Steuerventil
für eine Bypasskupplung des Wandlers für
einen Schlupf des Wandlers eingestellt ist,
wobei -die Position eines 2,3-Backout-Ventils
hauptsächlich davon abhängig ist, ob die
Drosselklappe geöffnet oder geschlossen ist,
Fig. 10A und 10B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für eine Steuerung des vierten
Ganges, bei betätigter Wandlerkupplung
und teilweise geöffneter Drosselklappe,
positioniert sind, wobei das Steuerventil
für die Bypasskupplung in der Position
gezeigt ist, wenn die Wandlerkupplung
getätigt ist und sich der Wandler in
einem Schlupfmodus befindet,
Fig. 11A und 11B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für den D-Betrieb, dritte Über
setzung, des Getriebes positioniert sind
und sich dabei der Wandler bei teilweise
geöffneter Drosselklappe in dem Modulier
modus befindet,
Fig. 12A und 12B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente bei der entsprechenden Einstel
lung des Hand- oder Wählventils für einen
Dauerbetrieb des ersten Ganges bei offenem
Wandlerbetrieb und einer geschlossenen
Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 13A und 13B die Steuervorrichtung, wenn die Ventile
für einen Dauerbetrieb des ersten Ganges
in einer zweiten Übersetzung bei einem
offenen Wandlerbetrieb und einer teilweise
geöffneten Drosselklappe positioniert
sind,
Fig. 14A und 14B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente im Vorwärtsantrieb für einen
Eingriff der Vorwärtskupplung bei geschlos
sener Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 15A und 15B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente während des Rückwärtsantriebs
für eine Betätigung bei geschlossener
Drosselklappe der Kupplung positioniert
sind, die während des Dauerbetriebes des
ersten Ganges und des Rückwärtsganges
betätigt ist,
Fig. 16A und 16B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für die Steuerung einer 1,2-
Aufwärtsschaltung bei teilweise geöffneter
Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 17A und 17B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für die Steuerung einer 2,3-
Aufwärtsschaltung bei teilweise geöffneter
Drosselklappe positioniert sind,
Fig. 18A und 18B die Steuervorrichtung, wenn die Ventile
für die Steuerung einer 3,4-Aufwärtsschal
tung bei teilweise geöffneter Drossel
klappe positioniert sind, wobei das 2,3-
Backout-Ventil für die 4,3-Abwärtsschal
tung dem Ventil entspricht, das in Fig. 18B
gezeigt ist,
Fig. 19A und 19B die Steuervorrichtung, wenn die Ventile
für die Steuerung einer 4,3-Abwärtsschal
tung bei geschlossener Drosselklappe und
im Schiebebetrieb des Fahrzeuges positio
niert sind,
Fig. 20A und 20B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für eine 4,3-Abwärtsschaltung
bei teilweise geöffneter Drosselklappe
positioniert sind,
Fig. 21A und 21B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für die Steuerung einer 2,1-
Abwärtsschaltung bei geschlossener Drossel
klappe positioniert sind,
Fig. 22A und 22B die Steuervorrichtung, wenn die Ventil
elemente für eine 3,2-Abwärtsschaltung
bei geschlossener Drosselklappe positio
niert sind,
Fig. 22C Eine Explosionsdarstellung des Ventilkör
pers, der Ölwanne, der Dichtungen und der
Dübelschrauben während des Zusammenbaus
der Ventilkörperelemente an dem Getriebe
gehäuse,
Fig. 22D eine Draufsicht der Ventildeckelplatte,
die mit dem Ventilkörper zusammengebaut
ist und durch die in Fig. 22B schematisch
dargestellten Dübelstifte lokalisiert wird,
Fig. 22E eine Detailansicht des Dübelstiftes oder
-bolzens zur Verwendung bei dem Zusammenbau
der Ventilklappen, der Dichtungen und des
Ventilkörpers gemäß der Darstellung in Fig. 22C,
Fig. 22F eine Endansicht des Ventilkörpers, wobei die
Ventildeckelplatten und die Dübelbolzen für
ihren Montageort gezeigt sind,
Fig. 23 eine tabellarische Übersicht über die Schalt
zustände der Solenoide während der einzelnen
Gangwechsel und den Betätigungszustand der
einzelnen Reibungskupplungen oder -bremsen
während jedes Antriebsbereichs und für jeden
Gang des jeweiligen Antriebsbereichs,
Fig. 24 ein Schaubild zur Darstellung des Schaltplanes
des Automatikgetriebes, wobei dafür die Drossel
klappenöffnung über der Fahrgeschwindigkeit
abgetragen ist,
Fig. 24A ein Schaubild zur Darstellung des Drosselklap
pendruckes, der an das 2,3-Backout-Ventil
während verschiedener Drosselklappenpositionen
während einer Antriebsphase und einer antriebs
losen Phase angeliefert wird,
Fig. 24B ein Flußdiagramm zur Darstellung der elektro
nischen Strategie für ein Auslösen der Betäti
gung des 2,3-Backout-Ventils und des Drossel
steuerventils während des Eingriffs der Vor
wärtskupplung,
Fig. 24C ein Schaubild zur Darstellung der Strömungsver
hältnisse durch die verschiedenen Drosseln,
die bei der Betätigung des 2,3-Backout-Ventils
und des Drosselsteuerventils eingeschaltet sind,
Fig. 25 einen Querschnitt des Solenoid-Drucksteuer
ventils und des Solenoidstellgliedes, welches
den durch den Druckregler beibehaltenen Lei
tungsdruck regelt,
Fig. 26 einen Querschnitt des Solenoid-Steuerventils
für die Wandlerkupplung,
Fig. 26A ein Flußdiagramm zur Darstellung der Steuer
strategie für den PID-Regelkreis der Bypass
kupplung des Drehmomentwandlers,
Fig. 26B ein Schaubild zur Darstellung der Beziehung
zwischen dem absoluten Schlupf, dem gewünschten
Schlupf und dem von einem Sollwert abhängigen
Schlupf der Bypasskupplung des Wandlers,
Fig. 26C ein Schaubild zur Darstellung der Beziehung
zwischen dem Arbeitszyklus für das Solenoid-
Steuerventil der Wandlerkupplung, der Maschinen
drehzahl und des Drehzahlverhältnisses während
eines Gangwechsels,
Fig. 26D ein Schaubild zur Darstellung der Beziehung
zwischen der Drehzahlübersetzung und dem
Arbeitszyklus während der Dauer, welche den
Befehl für einen Gangwechsel bis zur Vollendung
des Gangwechsels zeitlich folgt,
Fig. 26E ein Flußdiagramm zur Darstellung der Steuer
strategie für den Hardlock-Modus der Bypass
kupplung des Drehmomentwandlers, welcher
dem Regelkreis für die Bypasskupplung
folgt, nachdem der absolute Schlupf eine
Gleichsetzung mit dem durch den Sollwert
vorbestimmten Schlupf erfahren hat,
Fig. 27 einen Querschnitt eines Solenoid-Steuer
ventils im aberregten Zustand,
Fig. 27A das Solenoid-Steuerventil der Fig. 27 im
erregten Schaltzustand,
Fig. 28 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines
Teils der Steuerstrategie bei einer Bypass
kupplung gemäß einer vorbekannten Ausbildung,
Fig. 29 ein Schaubild zur Darstellung der Schlupf
charakteristik der vorbekannten Bypasskupp
lung, auf welche sich das Flußdiagramm der
Fig. 29 bezieht und
Fig. 30 und 30A ein Flußdiagramm zur Darstellung der
elektronisch gesteuerten Schaltmodulations
logik für die Bypasskupplung gemäß der
vorliegenden Erfindung, wenn die Steuervor
richtung für das Getriebe gerade einen
Gangwechsel steuert.
In den Fig. 1 und 2 ist ein hydrokinetischer Drehmoment
wandler 10 und ein Planetenräderverbundgetriebe 12 gezeigt.
Der Wandler 10 und die Getriebeeinheit 12 sind in einem
Getriebegehäuse 14 angeordnet.
Der Wander 10 besteht aus einem beschaufelten Pumpenrad 16,
einem beschaufelten Turbinenrad 18 und einem beschaufelten
Leitrad 20. Die Wandlerelemente 16, 18 und 20 bilden einen
toroidalen Strömungsmittelweg, bei welchem das Drehmoment
des Pumpenrades hydrokinetisch vervielfacht wird, um bei
dem Turbinenrad ein Drehmoment zu erzeugen, das über eine
Nabe 22 des Turbinenrades an eine Welle 24 übergeben wird.
Das Pumpenrad ist von einem Pumpenradgehäuse 26 umgeben,
welches mittels Bolzen 24 an der Kurbelwelle der Antriebs
maschine befestigt ist. Die Bolzen 28 sind an der Nabe
einer Antriebsplatte 30 angeordnet, die mit dem Außenumfang
des Pumpenradgehäuses 26 fest verbunden ist. Das Leitrad 20
ist an einer Einwegbremse 32 montiert und durch eine statio
näre Hohlwelle 34 abgestützt.
Eine Gehäusewand 38 umgibt eine Getriebepumpe 38, die eine
mit der Nabe 40 des Pumpenrades 16 antriebsmäßig verbundene
Verdrängerpumpe ist. Eine bei 42 gezeigte Bypasskupplung
des Drehmomentwandlers besteht aus einer Kupplungsplatte 44,
die mit der benachbarten Wand des Pumpenradgehäuses 26 in
Eingriff kommen kann. Die Kupplungsplatte ist mit der Nabe 22
des Turbinenrades mittels einer Dämpferanordnung 46 verbunden.
Fluid wird radial auswärts über den Raum zwischen der
Kupplungsplatte 44 und der benachbarten Wand des Pumpenrad
gehäuses verteilt, wenn die Kupplung gelöst ist. Der Wandler
arbeitet dann als ein offener Wandler und kann das Dreh
moment hydrokinetisch vervielfachen. Das Fluid wird konti
nuierlich in den toroidalen Hohlraum des Wandlers geliefert,
und der so entwickelte Druck betätigt die Kupplung durch
einen Eingriff der Kupplungsplatte 44 mit der benachbarten
Reibfläche des Pumpenradgehäuses. Die radiale Auswärts
strömung durch den Raum zwischen der Platte 44 und der
benachbarten Wand des Pumpenradgehäuses hindurch wird
unterbrochen, wenn die Kupplung betätigt ist.
Das an die Turbinenradwelle 24 gelieferte Drehmoment wird
an die Drehmomentangangsseite 48 der Rückwärtskupplung 50
und an die Drehmomenteingangsseite 52 der Vorwärtskupplung
54 übermittelt. Die Ausgangsseite 56 der Vorwartskupplung
54 ist mit dem Sonnenrad 58 des Planetenradgetriebes 12
verbunden. Das Hohlrad 60 des Planetenradgetriebes 12 ist
mit einer Drehmomentausgangswelle 62 über ein Drehmomentüber
tragungsglied 54 verbunden.
Das Sonnenrad 58 steht im Eingriff mit einem ersten Satz
von Planetenrädern 66, die auf einem Träger 68 abgestützt
sind. Die Planetenräder 66 stehen über Planetenräder 70 mit
dem Hohlrad 60 im Eingriff und ebenso mit einem zweiten
Sonnerad 72. Die Drehmomentausgangsseite der Rückwärtskupp
lung 50 ist mit dem Sonnenrad 72 über ein Drehmomentüber
tragungsglied 74 verbunden. Eine Bremstrommel 76 bildet
einen Teil des Drehmomentausgangs der Rückwärtskupplung 50.
Das Bremsband für die Trommel 76 wird während einer Steue
rung zur Verankerung des-Sonnenrades 72 betätigt.
Der Träger 68 lagert die beiden Sätze der Planetenräder 70
und 66 und ist mit einer Rückwärts-Bremstrommel 78 verbunden.
Ein Bremsband 80 umgibt die Bremstrommel 78 und ist im
Rückwärtsbetrieb betätigt. Eine Überholbremse 82 verankert
den Träger 68 während des Betriebs im ersten Gang, wobei
das Gehäuse 4 das Reaktionsmoment aufnimmt. Der Träger 68
kann mit der Turbinenradwelle 24 über eine Kupplung 84 des
Direktantriebs verbunden werden.
Die Bremstrommel 76 ist mit der Außenspur einer Überhol
bremse 88 verbunden. Die Außenspur 86 kann durch eine
Reibungsbremse 90 an dem Getriebegehäuse 14 abgebremst
werden. Wenn die Reibungsbremse 90 betätigt ist, liefert
die Überholbremse 88 ein Reaktionsmoment an das Getriebe
gehäuse über die Reibungsbremse 90 während des Betriebs im
Zwischengang.
Unter Hinweis auf die Fig. 3 kann die Betriebsweise des
vorbeschriebenen Getriebes kurz wie folgt näher erläutert
werden, wobei für eine evtl. Ergänzung dieser Erläuterung
auch auf die Eingangs kurz abgehandelte US-PS 4 934 216
verwiesen werden kann. In Fig. 3 ist mit B1 das Bremsband 76
gemeint, mit B2 das Bremsband 80, mit C1 die Vorwärts
kupplung 54, mit C2 die Rückwärtskupplung 50, mit C3 die
Kupplung des Direktganges und des Schnellganges, mit C4 die
Überholbremse 82, mit C5 die Kupplung 90 des Zwischenganges
und mit C6 die Überholbremse 88. Weiterhin ist in dieser
Figur auf die später beschriebenen Zustände eines ersten
Solenoids SS1 und eines zweiten Solenoids SS2 hingewiesen.
Während des ersten Ganges sind die Kupplung C1 und die
Bremse C4 betätigt. Das an die Turbinenradwelle 24 geliefer
te Drehmoment wird durch die Kupplung C1 an das Sonnenrad 58
übermittelt, und da der Träger 68 wegen der Abbremsung
durch die Bremse C4 als Reaktionsglied wirkt, wird das
Hohlrad 60 mit der höchsten Drehmomentvervielfachung in der
Richtung des Vorwärtsantriebes angetrieben. Wenn ein Bremsen
im Schiebebetrieb gewünscht wird, wird das Bremsband 80
betätigt, wodurch dann das an das Gehäuse 14 gelieferte
Reaktionsmoment in Richtung eines Rückwärtsantriebes ver
mittelt wird.
Eine Aufwärtsschaltung in den zweiten Gang wird durch eine
Betätigung der Bremse C5 erreicht. Das Sonnenrad 72 wirkt
dann als ein Reaktionsglied, so daß die Überholbremse C4 zu
überholen beginnt. Das Drehmoment wird dann an das Gehäuse
über die Bremse C5 und die Überholbremse C6 verteilt.
Eine Aufwärtsschaltung in den dritten Gang wird durch einen
Eingriff der Direktgangkupplung C3 erhalten, während die
Kupplung C1 betätigt bleibt. Alle Getriebeelemente sind
dann für eine einheitliche Drehung verriegelt.
Der vierte Gang wird schließlich durch ein Lösen der Kupp
lung C1 und ein Betätigen des Bremsbandes B1 erhalten. Das
Sonnenrad 72 wirkt dann als ein Reaktionsglied, während das
Eingangsdrehmoment über die Kupplung C3 angeliefert wird,
was zu einem Überholen des Hohlrades 60 führt.
Der Rückwärtsgang wird durch ein Betätigen des Bremsbandes
80 und damit eine Verankerung des Trägers erhalten. Der
Eingriff der Rückwärtskupplung 50 resultiert in einer
Drehmomentübertragung von der Welle 24 auf das Sonnenrad 72.
Wenn der Träger 68 als ein Reaktionsglied wirkt, dann wird
das Hohlrad 60 in Rückwärtsrichtung angetrieben, während
das Sonnenrad 72 als ein Drehmomenteingangselement wirkt.
Die Fig. 3A zeigt die schematische Darstellung eines Mikro
prozessors 92, der zur Steuerung der Ventilkreise verwendet
wird, die ihrerseits die Verteilung und den Ablaß des
Betätigungsdruckes für die verschiedenen Kupplungs- und
Bremsservos des Getriebes steuern. Ein die Temperatur der
Luftladung erfassender Sensor 94 ergibt ein Signal für die
Umgebungstemperatur, welches von dem Prozessor für die
Befehle verarbeitet wird, die in der Steuervorrichtung
verarbeitet werden. Der Prozessor spricht auch auf das
Signal eines Sensors 96 an, welches anzeigt, ob das Luftauf
bereitungssystem ein- oder ausgeschaltet ist. Es handelt
sich dabei um einen der parasitären Drehmomentverluste, die
von dem Prozessor für die Ausgabe von Instruktionen an die
Solenoidventile des Ventilkreises in Betracht zu ziehen
sind.
Ein Bremsschalter 98 wird durch die Fahrzeugbremsen ausge
löst und sein Ein/Aus-Signal wird an den Prozessor geliefert.
Weiterhin ist ein Drehzahlsensor 100 vorhanden, welcher die
Drehzahl der Kurbelwelle der Antriebsmaschine erfaßt, und
ein Temperatursensor 102, der die Temperatur des Kühlmittels
der Antriebsmaschine mißt.
Der durch den Fahrer ausgewählte Antriebsbereich wird durch
einen die Position des Handhebels erfassenden Sensor 104
angedeutet. Ein Sensor 106 erfaßt die Drehzahl der Getriebe
ausgangswelle 62, wobei diese Drehzahl in Beziehung steht
zu dem Signal der Fahrgeschwindigkeit, die durch einen
Sensor 108 erfaßt ist und eine Funktion der Drehzahl der
Ausgangswelle multipliziert mit der Getriebeübersetzung ist,
die in dem jeweiligen Zeitpunkt existiert. Schließlich ist
noch ein Sensor 110 vorhanden, welcher die ebenfalls an dem
Prozessor gelieferte Temperatur des Getriebeöls erfaßt,
sowie ein Sensor 112, der ein Signal für die Position der
Drosselklappe liefert.
Das Getriebe ist andererseits nicht mit einem Sensor zur
Erfassung auch der Drehzahl des Turbinenrades ausgerüstet.
Ein solcher Drehzahlwert kann jedoch durch den Prozessor
unmittelbar bestimmt werden, sobald entweder die Drehzahl
der Ausgangswelle oder die Fahrgeschwindigkeit bekannt sind
sowie auch die jeweilige Getriebeübersetzung. Diese Variab
len können also von dem Prozessor für eine Berechnung der
Drehzahl des Turbinenrades benutzt werden, die dann mit der
Maschinendrehzahl verglichen werden kann, um zu jedem
beliebigen Zeitpunkt den Schlupf des Drehmomentwandlers zu
erfassen.
Die an den Ventilkreis gelieferten Signale werden von einem
elektronischen Drucksteuersolenoid 114 empfangen, das in
Fig. 25 gezeigt ist. Der Arbeitszyklus für dieses Solenoid
kann geändert werden, um zu jedem beliebigen Zeitpunkt den
erforderlichen Kreislaufdruck zu entwickeln, so daß die
Kapazitäten der Kupplungs- und Bremsservos immer auf ihren
optimalen Werten für die geforderte Lieferkapazität des
Drehmoments gehalten werden. Der Arbeitszyklus wird durch
das Sensorsignal für die Drosselklappenposition bestimmt,
welches von dem Sensor 112 geliefert wird, sowie auch durch
das Signal, welches von einem Luftmengenfluß-Sensor 116
erhalten wird, welcher standig den Luftmengenfluß an dem
Drosselklappenkörper der Brennkraftmaschine mißt, die mit
dem Getriebe zusammengebaut ist. Der von dem Prozessor
bestimmte Schlupfwert wird für die Entwicklung eines Arbeits
zyklus verwendet, welcher von dem Steuersolenoid 118 für
die Wandlerkupplung empfangen wird. Diese Solenoid ist in
Fig. 26 gezeigt.
Der Steuerventilkreis weist zwei durch ein Solenoid betätig
te Schaltventile auf, welche Schaltsignale empfangen. Dabei
handelt es sich um Ein/Aus-Signale, die von dem Prozessor
geliefert und von einem ersten Schaltsolenoid 120 sowie
einem zweiten Schaltsolenoid 122 empfangen werden. Das
Solenoid 120 ist in den Fig. 27 und 27A gezeigt und ist mit
dem Solenoid 122 gleich ausgebildet. Beide Solenoide sind
in einer einzigen Baugruppe zusammengefaßt.
Die einzelnen Sensoreingänge werden von dem Prozessor für
die Bereitstellung von genaueren Ausgängen berücksichtigt,
während sich die Last und die Klimabedingungen verändern.
Weitere Eingänge ergeben eine Berücksichtigung von Befehlen
des Fahrers sowie auch von bestimmten Getriebezuständen,
so daß der Prozessor am Ende die geeignete Schaltzeit und
die angemessenen Bedingungen für die Gangwechsel mit einer
angepaßten Steuerung der Betätigung der Kupplungen und
Bremsen liefert sowie auch die Weichheit jedes Gangwechsels
durch eine Beeinflussung des Leitungsdruckes steuert.
Der Prozessor ist ein integrierter Zentralprozessor, der
Signale, wie die Signale des Sensors für die Fahrgeschwin
digkeit und des Sensors für die Drosselklappenposition der
Antriebsmaschine, des Temperatursensors an der Antriebs
maschine des Drehzahlsensors für die Turbinenradwelle und
des Sensors an dem Handwähler, in elektrische Signale für
die Solenoidventile umwandelt, welche bei der Schaltung der
Gänge, bei der Betätigung der Wandlerbypasskupplung und bei
der elektronischen Druckregelung mitwirken. Der Prozessor
empfängt die Sensorsignale und wird davon betätigt in
Übereinstimmung mit einer programmierten Steuerstrategie,
die noch näher beschrieben wird. Der Prozessor weist geeig
nete Steuertore und Treiberkreise für die Lieferung des
Ausgangs der betriebenen Strategie an den hydraulischen
Steuerventilkörper für das Getriebe auf.
Der Prozessor besitzt eine Zentraleinheit CPU mit einem
ROM-Speicher, in welchem die Programme d. h. die Strategie,
und die Kalibrierungsdaten gespeichert werden, eine Steuer
einheit, die einen RAM-Speicher einschließt, und interne
Verteiler zwischen dem Speicher und dem Rechen- und Leitwerk
der Zentraleinheit.
Der Prozessor führt die Programme aus, die von dem Speicher
erhalten werden, und liefert die geeigneten Steuersignale
an den Ventilkreis, sobald die Eingangssignal-Aufbereitungs
bereiche des Prozessors die Eingangsdaten aus lesen und die
Logikbereiche des Rechners die Ergebnisse der Berechnung an
das Ausgangstreibersystem liefern.
Der Speicher des Prozessors umfaßt sowohl einen RAM-Speicher
wie auch einen ROM-Speicher, welch letzterer die Information
speichert, welche die Steuerlogik umfaßt. Das Ergebnis der
von den Eingangsdaten durchgeführten Berechnungen wird in
dem RAM-Speicher gespeichert, wo es adressiert, ausgelöst,
gelöscht, umgeschrieben oder geändert werden kann, abhängig
von den Betriebsbedingungen des Fahrzeuges. Die CPU-Bereiche,
welche die Berechnungen durchführen, umfassen eine integrier
te Schaltung, welche sich von dem Mikroprozessor-Chip
unterscheidet, der die Speicherbereiche aufweist. Der
Speicher und die CPU-Berechnungsbereiche sind durch einen
inneren Verteiler und einen Schnittstellenanschluß verbunden.
Die Daten können von einem ersten Speicherort ausgelesen
werden, während der Prozessor einen Befehl aus dem Speicher
sucht. Die ausgelesenen Daten werden dann in ein Daten
register oder in einen Speicherbereich eingelesen und
erreichen dann einen Befehls-Decodierer. Wenn ein Befehl
ausgeführt werden muß, werden die betreffenden Daten an ein
Rechen- und Leitwerk übermittelt. Danach werden in Überein
stimmung mit den Befehlen des Befehls-Decodierers weitere
Daten von dem Speicher ausgelesen und in die Datenregister
übergeben. Die Daten können bspw. einen zeitlichen Verzöge
rungswert für die Schaltung umfassen und können in einem
Sammler gespeichert werden, bis sie während der Schaltfolge
des Prozessors adressiert werden.
Die Daten des Sammlers können ebenfalls nacheinander an das
Datenregister übertragene und dann zurück an den Speicher
geliefert werden, um dort an einem nächsten Speicherort
innerhalb des RAM-Speichers gespeichert zu werden, wo sie
während des nächsten Hintergrund-Regelkreises wieder adres
siert werden.
Die in dem ROM-Speicher gespeicherten Daten können bspw.
eine Information über den Schaltplan oder über Funktionen
enthalten, bei welchem zwei Variablen, wie bspw. die Drossel
klappenposition und die Fahrgeschwindigkeit, in Überein
stimmung mit einer Schaltfunktion eine wechselseitige
Beziehung haben. Die Daten können auch in der Form einer
Information in einer Tabelle sein, welche drei Variablen
oder Daten enthält, wie bspw. einen Zeitgeberwert und Werte
für die beiden anderen Daten oder Variablen.
Die Steuerstrategie für das Getriebe ist in mehrere Routinen
und Regelbausteine unterteilt, die während jedes Hintergrund
durchgangs in bekannter Weise nacheinander ausgeübt werden.
Die Strategie für jeden Baustein oder Modul wird weiterhin
fortlaufend durchgeführt, wie auch die Bausteine selbst
fortlaufend ausgeübt werden. Die verschiedenen Datenregister
werden initialisiert, sobald die Eingangsdaten von den
vorerwähnten Sensoren an den Eingangssignal-Aufbereitungs
bereich des Prozessors angeliefert werden. Die aus dem
Eingang der Sensordaten resultierende Information wird
zusammen mit der in dem Speicher gespeicherten Information,
die von einem vorhergehenden Hintergrunddurchgang erfahren
wird, für eine Durchführung von Steuerfunktionen der Sole
noid-Schaltventile, des Solenoid-Drosseldruckventils und
des Solenoid-Bypasskupplungsventils verwendet. Die Bausteine
und Unterbausteine werden fortlaufend bei jedem Hintergrund-
Regelkreis ausgeführt. Jeder Baustein oder Logikbereich ist
unabhängig von den anderen und übt eine spezielle Funktion
aus. Sie werden durchgeführt, sobald sie getrennt durch
eine Hinweisadresse des Prozessor adressiert werden.
Diese Funktionen finden statt, nachdem die Eingangssignale
durch die Eingangssteuertore und die Signalaufbereitungs
bereiche des Prozessors empfangen sind und nachdem die
Eingangssignal-Aufbereitung stattgefunden hat.
Die Prozessorlogik wird durch unabhängige Logikbausteine
bereitgestellt, die für spezielle Zwecke kalibriert sind.
So ist bspw. eine spezielle Logik dafür vorgesehen, eine
maximale Weichheit während eines Anfahrens aus dem Still
stand zu bewirken, wenn die Kupplungs- und Bremsservos für
eine Beschleunigung betätigt werden, oder auch während
eines Übergangs von einem Vorwärtsantrieb in einen Rückwärts
antrieb, wenn dafür die Vorwärtskupplung oder -bremse
gelöst und die Rückwärtskupplung oder -bremse eingerückt
wird. Ein anderer Baustein sorgt für den gewünschten Kreis
laufdruck, wenn das Fahrzeug ausläuft oder wenn sich das
Fahrzeug in einem antriebslosen Modus befindet und durch
die Steuerlogik eine Schaltung bewirkt wird. Der Kreislauf
druck ist abhängig von dem Maschinendrehmoment, welches
durch die Drosselklappenposition dargestellt wird, jedoch
kann die Kapazität der Kupplungen und Bremsen nicht nur
abhängig gemacht werden von der Drosselklappenposition, da
unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie bspw. einem
Schiebebetrieb bei hoher Drehzahl oder bei Gangwechseln im
eingeschalteten oder ausgeschalteten Antrieb -ein verstärkter
Kreislaufdruck benötigt wird, um einen übermäßigen Schlupf
der Reibungselemente zu verhindern.
Ein anderer Baustein oder Modul wird den normalen Drossel-
oder TV-Druck (EPC) bestimmen, der benötigt wird, wenn ein
spezieller Fahrzustand, wie ein Anfahren aus dem Stillstand,
eine Verstärkung im Schiebebetrieb oder eine Schaltung im
antriebslosen Zustand nicht vorhanden ist. Die Berechnung
des normalen TV-Druckes durch diesen Baustein berücksichtigt
nicht das Trägheitsmoment, welches von einem Wechsel der
Maschinendrehzahl während eines Gangwechsels resultiert.
Damit werden auch nicht die dynamischen Bedingungen berück
sichtigt, die eine Modifizierung des TV-Druckes erfordern
und aus Veränderungen der Maschinendrehzahl während eines
Gangwechsels resultieren.
Die normale Berechnung zur Bestimmung des zu dem Drehmoment
proportionalen Druckes, der in diesem Zusammenhang als
Drosselklappen- oder TV-Druck bezeichnet wird, besteht
sowohl aus einem statischen wie auch aus einem dynamischen
Abschnitt. Der statische TV-Abschnitt wird durch den Dreh
momenteingang an das Getriebe bestimmt und kompensiert
verschiedene Faktoren, welche das Nettodrehmoment beein
flussen, wie bspw. der Umgebungsdruck, Hilfslasten, usw.
Der dynamische Abschnitt der TV-Berechnung berücksichtigt
das Trägheitsmoment als Folge von Veränderungen der Drehge
schwindigkeit der Maschine und anderer sich drehender
Abschnitte des Antriebs während eines Gangwechsels. Der
dynamische Abschnitt wird zu dem statischen Abschnitt
addiert, um einen Gesamtwert zu erhalten, der zu jedem
beliebigen Zeitpunkt das Drehmoment ergibt. Dieser korri
gierte Wert ist erforderlich, um ein optimales Gangwechsel
gefühl zu erzielen und die Rauhheit zu eliminieren, die von
dem Fahrer des Fahrzeuges empfunden werden könnte.
Der statische TV-Bereich wird für jeden Gang durch den
normalen TV-Berechnungsmodul kalibriert. Es erfordert eine
Berechnung des effektiven Drehmoments, welches durch ein
Auslesen aus einer in dem Rechnerspeicher erhalten wird und
dabei einen Wert darstellt, der eine Funktion der Maschinen
drehzahl und der Last ist, wobei die letztere ein Maß der
Luftladung ist. Von diesem Wert werden die Zusatzverluste
subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion wird mit dem
Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers multipliziert,
welches für jedes Drehzahlverhältnis existiert, wobei das
Drehzahlverhältnis das Verhältnis der Drehzahlen der Turbi
nenradwelle zu der Antriebsmaschine ist.
Die Berechnung bei diesem Modul bestimmt für jeden Gang die
Neigung der funktionellen Beziehung zwischen dem statischen
TV-Druck und dem statischen Drehmoment. Während eines
Gangwechsels wird das dynamische Drehmoment zu dem Eingangs
drehmoment addiert vor der Multiplikation mit dem Drehmoment
verhältnis des Wandlers. Eine unterschiedliche Neigungskon
stante wird für jeden Gang verwendet. Der dynamische TV-
Druckbereich wird zu dem statischen Bereich des TV-Druckes
während eines Gangwechsels hinzugefügt.
Ein Teil der Steuerstrategie des Druckes schließt eine
Modulation des Kupplungsdruckes während einer Aufwärts
schaltung ein, um die Sanftheit während des Gangwechsels zu
verbessern. Es wird dafür eine Ableitung der Drehzahl des
Turbinenrades verwendet, um einen Druckabfall auszulösen,
so daß die Kapazitäten der Kupplungs- und Bremsservos vorüber
gehend auf ein Ausmaß verringert werden, welches zu einer
maximalen Sanftheit beiträgt, welches aber gleichzeitig
dazu ausreicht, eine angemessene Drehmomentübertragungskapa
zität während eines Gangwechselintervalls zu erhalten. Die
Fähigkeit der Kupplungen und Bremsen zur Übertragung eines
Drehmoments ist natürlich von der Höhe des Druckes abhängig,
der in dem Regelkreis durch den Hauptdruckregler beibehalten
wird. Diese Regelung ist nicht zu vergleichen mit der TV-
Druckregelung bei den herkömmlichen Getrieben, die sich auf
mechanische Drosselklappengestänge verlassen, um einen
gewünschten TV-Druck zu erhalten, oder auf eine Vakuum
membrane, die durch den Ansaugdruck der Maschine betätigt
wird. Die TV-Regelung wird bei der vorliegenden Erfindung
durch ein Solenoidventil mit veränderlicher Kraft erhalten,
welches in Fig. 25 gezeigt ist und auf ein Signal anspricht,
das von dem Mikroprozessor geliefert wird. Die elektronische
TV-Strategie für den Prozessor umfaßt dabei die Stufe des
Auslesens eines Maschinendrehmoments aus einer Tabelle und
einer geeigneten Veränderung des Signals, welches an das
Solenoid mit veränderlicher Kraft geliefert wird, um die
Drehmomentübertragungskapazität des Getriebes einzustellen.
Die statische Kapazität, die eine der vorstehend genannten
Komponenten des TV-Druckes ist, ist gleich dem TV-Druck,
der für ein Halten des schwächsten Reibungselements benötigt
wird, und zwar wegen des Drehmoments der Verbrennung (Netto
drehmoment) und des Trägheitsdrehmoments während eines
Gangwechsels. Wenn ein Gangwechsel nicht stattfindet, ist
die Kapazität nur so groß wie die statische Kapazität. Die
Summe der beiden Drehmomentkomponenten wird multipliziert
mit dem Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers, um die
Kapazitätserfordernisse für das gesamte Drehmoment zu
erhalten. Einstellungen des statischen Drehmoments werden
durch eine Bestimmung des dynamischen TV-Druckes vorgenommen,
um das gewünschte Gängewechselgefühl zu erhalten, Einstel
lungen für einen raschen Gangwechsel zu erzielen und die
Verzögerungszeit auszugleichen, die für das TV-Solenoid
veränderlicher Kraft für ein Ansprechen benötigt wird.
Der TV-Druck kann während eines Gangwechsels durch eine
Verzögerung der Zündung in dem zutreffenden Augenblick
modifiziert werden. Der TV-Druck wird durch einen sog. TV-
Führungsmodul einmal während jedes Hintergrund-Regelkreises
bestimmt, der etwa 100 Millisekunden dauern kann. Eine
Modifizierung des TV-Druckes kann jedoch zum Beginn eines
Gangwechsels ohne ein Abwarten der Beendigung der vollen
Hintergrund-Regelschleife während dieser 100 Millisekunden
stattfinden. Der sog. TV-Führungsmodul wird dann unter
solchen Umständen bei der nächsten Folge ausgeführt. Beim
Beginn eines Gangwechsels kann eine Verzögerung des Zünd
funkens gefordert werden, jedoch findet dies während eines
Vordergrund-Regelkreises einer Dauer von 100 Millisekunden
statt oder eines Wiederholungs-Regelkreises, der sich von
dem Hintergrund-Regelkreis einer Dauer von 100 Millisekunden
unterscheidet. Eine Verzögerung zwischen dieser Funkenver
zögerung und der Durchführung des TV-Moduls sollte verhin
dert werden, so daß diese Ereignisse gleichzeitig stattfinden,
so daß der TV-Druck abfallen kann, bevor ein Anstieg des
Trägheitsdrehmoments stattfindet, was von dem Fahrer des
Fahrzeuges gefühlt werden könnte.
Wenn eine Aufwärtsschaltung befohlen wird, wird das über
tragene Drehmoment von einem Reibelement auf das nächste
übergeben. Während der Drehmomentübergabe erhöht sich das
angetriebene Drehmoment während der sog. Trägheitsphase,
welche einer Erniedrigung des angetriebenen Drehmoments
während der sog. Drehmomentphase des Gangwechsels folgt. Es
ist dafür Vorsorge getroffen, die Zündung am Beginn der
Trägheitsphase zu verzögern, und die Routine des TV-Moduls
wird ausgeführt, noch bevor jeder andere Modul bei dem
Hintergrund-Regelkreis adressiert wird. Die normale Reihen
folge wird daher unterbrochen, damit die TV-Verringerung
sofort stattfinden kann.
Bei den Gangwechsel- oder Schaltsteuerbausteinen oder
-moduln sind die vier Hauptmoduln der PRNDL-Bestimmungs
modul für den gewünschten Gang, der PRNDL-Bestimmungsmodul
für den befohlenen Gang, der Zeitgebermodul für die fort
geschrittene Lastschaltung und der Bestimmungsmodul für die
Zustände der Schaltsolenoide.
Der PRNDL-Bestimmungsmodul für den gewünschten Gang ist in
drei Untermoduln unterteilt, die als GR-DS-PRNDL = 3 oder
4-Modul, GR-SEQ-PNTR-Berechnungsuntermodul und als Unter
modul zur Überprüfung einer Schaltverzögerung bezeichnet
sind.
Der zweite Hauptmodul, nämlich der PRNDL-Bestimmungmodul
für den befohlenen Gang, hat vier Untermoduln, die als
GR-CM, PRNDL = 1 Logikuntermodul, GR-CM, PRNDL = 2 Logik
untermodul, GR-CM, PRNDL = 3 oder 4 Aufwärtsschaltung-
Logikuntermodul und GR-CM, PRNDL = 3 oder 4 Abwärtschaltung-
Logikuntermodul bezeichnet sind.
Der PRNDL-Bestimmungsmodul für den gewünschten Gang bestimmt
den Gang, welchen das Getriebe einnehmen sollte, um einem
vorgegebenen Satz von Dauerbetriebszuständen zu genügen. Er
wird somit bspw. den geeigneten Gang oder den gewünschten
Gang für bestimmte Drosselklappenstellungen und Fahrge
schwindigkeiten und auch für einen vorgegebenen Norm-
Fahrwiderstand auswählen, jedoch wird er sich verändern,
sobald sich die vorherrschenden Bedingungen verändern
sollten. Wenn der PRNDL-Wählhebel auf manuell 1 eingestellt
ist, ist der gewünschte Gang auf den ersten Gang eingestellt.
Wenn dagegen der PRNDL-Wählhebel auf neutral eingestellt
ist, dann ist der gewünschte Gang auf ??? eingestellt.
Wenn der Wählhebel in die Position des Schnellganges oder
in die D-Position eingestellt ist, dann werden der GR-DS-
PRNDL = 3 oder 4-Modul, der GR-SEQ-PNTR-Berechnungsunter
modul und der Untermodul zur Überprüfung einer Schaltver
zögerung ausgeführt. Wenn dabei ein Gangwechsel stattfindet,
wird die Reihenfolge unterbrochen.
Der GR-DS-PRNDL = 3 oder 4-Untermodul hat eine Unterroutine,
die den gewünschten Gang unter Verwendung der gespeicherten
Information für die Fahrgeschwindigkeit und die Drossel
klappenpositin auswählt. Der gewünschte Gang wird auf den
nächsthöheren Gang eingestellt, wenn die Maschinendrehzahl
größer ist als die Drehzahl für eine Aufwärtsschaltung des
augenblicklichen Ganges bei einer weit geöffneten Drossel
klappe bezogen auf Meereshöhe.
Der nächste Modul ist derjenige zur Überprüfung einer
Schaltverzögerung. Wenn ein Wechsel bei dem gewünschten
Gang stattfindet, verzögert dieser Modul einen Wechsel auf
diesen Gang bis ein neuer gewünschter Gang für eine aus
reichende Zeitdauer vorhanden gewesen ist, um überprüfen
oder bestätigen zu können, daß eine Schaltung angemessen
ist. Wenn die Schaltung -bspw. das Ergebnis eines vorüber
gehenden Zustandes ist, der während einer Zeit beginnt und
endet, die kleiner ist als die Zeit, die für das Erlöschen
eines Verzögerungszeitgebers benötigt wird, dann findet ein
Wechsel auf den gewünschten Gang nicht statt. Die Verzöge
rung erlaubt es auch, daß der neue gewünschte Gang für eine
Zeit verzögert wird, die durch einen "Last-TM-VER-SFT-Unter
modul für Aufwärtsschaltungen" bestimmt wird und welcher
die Verzögerungszeit bestimmt, die für eine Überprüfung der
Notwendigkeit für eine Aufwärtsschaltung benötigt wird.
Wenn eine schnelle "Backout"-Rate während dieser Routine
bspw. erfaßt wird, dann wird die für eine Überprüfung einer
Auskipp-Aufwärtsschaltung benötigte Zeit verwendet. Im
übrigen wird sonst die für die Überprüfung einer normalen
Aufwärtsschaltung benötigte Zeit berücksichtigt.
Der Prozessor adressiert als nächstes den GR-SEQ-PNTR-
Modul, der die Berechnung einer Gangfolge durchführt.
Dieser Modul bestimmt, wie mehrstufige Schaltungen auf der
Grundlage einer Reihe von Kalibrierungsparametern durchzu
führen sind. Jede Stufe jeder vielstufigen Schaltung hat
einen eigenen Kalibrierungsparameter. Wenn bspw. der gegen
wärtige Gang der erste Gang ist und der gewünschte Gang der
vierte Gang, dann wird eine 1-4-Aufwärtsschaltung verlangt.
Es sind drei Kalibrierungsparameter vorhanden, nämlich die
Parameter GR-SEQ-141, GR-SEQ-142 und GR-SEQ-143, um zu
bestimmen, welcher Gang während jeder Schaltungsstufe zu
befehlen ist. Dies resultiert in einer 1-2-3-4-Schaltung,
einer 1-2-4-Schaltung, einer 1-3-4-Schaltung oder in einer
1-4-Schaltung.
Die nächste Hauptroutine wird von dem PRNDL-Bestimmungsmodul
für den befohlenen Gang durchgeführt, welcher den zu
befehlenden Gang bestimmt. Wenn sich der PRNDL-Wählhebel in
der manuellen L-Position befindet, dann wir die GR-CM,
PRNDL = 1-Logik durchgeführt. Wenn sich der PRNDL-Wählhebel
in der 3- oder 4-Position befindet und eine Aufwärtsschal
tung gewünscht wird, dann wird die GR-CM, PRNDL = 3- oder
4-Aufwärtssteuerlogik ausgeführt. Wenn sich der PRNDL-
Wählhebel in der 3- oder 4-Position befindet und eine
Abwärtsschaltung gewünscht wird, dann wird die GR-CM,
PRNDL = 3 oder 4-Abwärtsschaltlogik ausgeführt. Wenn sich
der PRNDL-Wählhebel in der neutralen Position befindet und
die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, dann wird der befohlene
Gang auf den dritten Gang eingestellt, im übrigen aber auf
den ersten Gang.
Der GR-CM, PRNDL = 1-Modul bestimmt den befohlenen Gang,
wenn sich der PRNDL-Wählhebel in der manuellen L-Position
befindet. Dabei werden Abwärtsschaltungen in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt und keine Aufwärts
schaltungen erlaubt. Wenn der Wählhebel von dem vierten
Gang oder dem dritten Gang in die manuelle L-Position
bewegt wird, dann schaltet das Getriebe sofort auf den
zweiten Gang zusammen mit einer Motorbremsung. Das Getriebe
verbleibt in dem zweiten Gang, bis ein Zeitgeber abgelaufen
ist und die Fahrgeschwindigkeit unter eine kalibrierte
Fahrgeschwindigkeit abfällt. Das Getriebe schaltet erst
dann in den ersten Gang.
Der nächste Untermodul, der bei dieser Routine durchgeführt
wird, ist der GR-CM, PRNDL = 3- oder 4-Aufwärtsschaltmodul.
Dieser Untermodul bestimmt den befohlenen Gang, wenn sich
der PRNDL-Wählhebel in der 3- oder 4-Position befindet und
eine Aufwärtsschaltung gewünscht wird. Wenn eine einstufige
Aufwärtsschaltung gewünscht wird, wird der befohlene Gang
auf den gewünschten Gang eingestellt. Wenn eine mehrstufige
Aufwärtsschaltung gewünscht wird, wird der befohlene Gang
auf die erste Stufe eingestellt, die durch die Berechnung
der GR-SEQ-PNTR-Berechnungsfolge bestimmt wird. Die Schal
tungen von einer Stufe in die nächste werden wiederum durch
die Folgezeit verzögert, welche durch die Aufwärtsschaltung-
Verzögerungslogik bestimmt wird.
Die Verzögerungslogik der Aufwärtsschaltung ist eine Routine,
die durch den Untermodul ausgeführt wird, welcher die Zeit
bestimmt, die bei jedem Gang eingehalten werden sollte,
bevor die nächste Stufe der mehrstufigen Aufwärtsschaltung
ausgeführt werden kann. Wenn eine Aufwärtsschaltung von dem
zweiten Gang in dem dritten Gang gewünscht wird, muß die
Folgezeit für diese Schaltung ablaufen, bevor die Aufwärts
schaltung vollendet werden kann. Wenn der dritte Gang
gegenwärtig eingenommen wird, wird der Folgezeitgeber auf
einen neuen Wert eingestellt, bevor die 3,4-Schaltung
vollendet werden kann.
Nach Vollendung der logischen Stufen für eine Aufwärtsschal
tung wird der GR-CM, PRNDL = 3 oder 4-Abwärtsschaltungsmodul
die Verzögerungslogik der Abwärtsschaltung adressieren und
diese durchführen, als ob sie verlangt worden wäre. Dieser
Modul bestimmt die Zeit, die bei jedem Gang abgelaufen sein
muß, bevor die nächste Stufe einer mehrstufigen Abwärts
schaltung durchgeführt werden kann. In dieser Hinsicht ist
die Funktion dieser Logik ähnlich derjenigen der vorbe
schriebenen Funktion der Verzögerungslogik für eine Aufwärts
schaltung. Wenn gerade der dritte Gang eingenommen wird,
dann wird der Folgezeitgeber auf die Folgezeit eingestellt,
bevor die 3-2-Schaltung ausgeführt wird. Wenn gerade der
zweite Gang eingestellt ist, wird der Folgezeitgeber auf
die Folgezeit eingestellt, bevor die 2-1-Schaltung ausge
führt wird.
Immer wenn ein neuer Gang befohlen wird, übergibt der
Zeitgebermodul für eine fortgeschrittene Lastschaltung
einen neuen Zeitwert in den Schaltungsteil des Zeitgebers.
Es sind Kalibrierungskonstanten vorgesehen für Aufwärts
schaltungen im Antrieb, antriebslose Aufwärtsschaltungen,
Abwärtsschaltungen im Antrieb, manuelle antriebslose Abwärts
schaltungen und automatische antriebslose Abwärtsschaltungen.
Der Zeitgeber muß eine Abwärtszählung auf Null durchführen,
bevor der PRNDL-Bestimmungsmodul für den gewünschten Gang
mit seiner Durchführung für einen neuen gewünschten Gang
beginnt, während sich der Wählhebel in der Position 3 oder 4
befindet.
Die Schaltungslogik für normale Aufwärtsschaltungen sowie
diejenige für normale Abwärtsschaltungen in Abhängigkeit
von verschiedenen Änderungen der Betriebsbedingungen wird
nachfolgend näher beschrieben, wobei dafür von einer Ein
stellung des PRNDL-Wählhebels in die Position 3 oder 4
ausgegangen wird.
Es wird zunächst durch den Prozessor überprüft, ob bei
einer vorhandenen Fahrgeschwindigkeit eine gesteuerte
Aufwärtsschaltung durchgeführt werden kann. Es werden dabei
alle Programme für eine Aufwärtsschaltung in einen höheren
Gang überprüft, und der gewünschte Gang wird auf den höchsten
Gang eingestellt, der durch die Schaltprogramme erlaubt
wird. Wenn die Fahrgeschwindigkeit höher ist als die Auf
wärtsschaltfunktion für die Drosselklappenposition, die auf
die Meereshöhe und andere Variablen korrigiert wurde, dann
wird eine Aufwärtsschaltung befohlen.
Der neue gewünschte Gang wird solange daran gehindert,
durch den Modul für einen befohlenen Gang hindurchzulaufen,
bis der Zeitgeber für die Überprüfung der Aufwärtsschaltung
abgelaufen ist. Diese Verzögerung wird durch die vorerwähnte
"Verzögerungs/Überprüfungs-Schaltlogik" erreicht. Wenn der
neue gewünschte Gang durch den PRNDL-Bestimmungsmodul für
den befohlenen Gang hindurchgegangen ist, wird die GR-CM,
PRNDL = 3 oder 4-Logik ausgeführt. Wenn es sich dabei um
die erste Ausführung der Logik handelt, wird der befohlene
Gang auf den gewünschten Gang eingestellt. Wenn es sich
dabei um eine einstufige Schaltung handelt, ist die Logik
dann beendet. Wenn es sich dagegen um eine mehrstufige
Schaltung handelt, dann wird ein neuer Folgezeitgeber
geladen, um eine Schaltverzögerungszeit für diesen Teil der
mehrstufigen Schaltung zu bewirken. Ähnliche Verzögerungs
zeiten werden für jede andere Stufe der mehrstufigen Schal
tung eingeführt. Wenn alle Verzögerungen beendet sind, wird
der befohlene Gang auf den Gang der endgültigen Schaltungs
stufe eingestellt.
Wenn der gewünschte Gang um einen Gang höher ist als der
gegenwärtige Gang, so wird eine einstufige Schaltung ge
wünscht. Wenn er dagegen mehr als einen Gang höher ist,
dann wird eine mehrstufige Schaltung gewünscht. Die vorer
wähnte GR-SEQ-PNTR-Berechnung bestimmt die erste Schaltungs
stufe. Wenn die Schaltung eine sog. Auskippschaltung ist,
die aus einer raschen Entspannung der Drosselklappe resul
tiert, dann wird der neue gewünschte Gangwert solange daran
gehindert, durch den Modul für einen befohlenen Gang hin
durchzugehen, bis die Zeit zur Überprüfung der Auskipp-
Aufwärtsschaltung abgelaufen ist. Ein Zeitgeber verhindert
so eine Fortsetzung der Logik, bis die Zeit der Überprüfung
der Auskipp-Aufwärtsschaltung abgelaufen ist.
Wenn die gewünschte Aufwärtsschaltung keine Auskipp-Aufwärts
schaltung ist, wird der neue gewünschte Gange solange an
einem Durchgang durch den Modul eines befohlenen Ganges
gehindert, bis der Zeitgeber für die Überprüfung einer
Aufwärtsschaltung für diese Aufwärtsschaltung abgelaufen
ist. Wenn dies stattfindet und die Schaltverzögerung abge
laufen ist, wird der befohlene Gang auf den Gang für die
zweite Stufe einer mehrstufigen Schaltung eingestellt. Wenn
noch eine weitere Stufe zur Vollendung der Schaltfolge
benötigt wird, wird der Schaltfolgenzeitgeber für die
nächste Stufe geladen und eine zweite Verzögerung, unabhän
gig von der ersten, verzögert die nächste Stufe. Wenn diese
Schaltfolgenzeit abgelaufen ist, wird der befohlene Gang
auf den Gang der endgültigen Stufe der mehrstufigen Schal
tung eingestellt.
Wenn während der normalen Abwärtsschaltungen die Schaltung
nicht fortschreitet, dann wird eine Überprüfung dahin
durchgeführt, ob etwa ein neuer gewünschter Gang vorhanden
ist. Der Prozessor überprüft alle Programme der Abwärts
schaltungen in niedrigere Gänge und stellt den gewünschten
Gang in den niedrigsten Gang ein, der durch die Schaltpro
gramme erlaubt wird. Wie bei den Aufwärtschaltungen wird
dann, wenn der gewünschte Gang um einen Gang niedriger ist
als der gegenwärtige Gang der befohlene Gang auf diesen
gewünschten Gang eingestellt. Falls der gewünschte Gang
noch niedriger liegt, dann bestimmt die GR-SEQ-PNTR-Berech
nung die erste Schaltstufe. Jede Schaltstufe hat eine
unabhängige Kalibrierungskonstante.
In den Fig. 4A und 4B ist eine Steuervorrichtung resp. der
betreffende Ventilkreis schematisch dargestellt. Es handelt
sich dabei um Vergrößerungen der Fig. 4, und die einzelnen
Ventilelemente sind in den Positionen gezeigt, die sie in
der Parkposition des Getriebes bei geschlossener Drossel
klappe und bei gelöster Wandlerkupplung annehmen.
Die Steuervorrichtung der Fig. 4 umfaßt ein Hauptregel-
und Verstärkerventil 124, welches den Leitungsdruck aus der
Pumpe 126 regelt. Wie bereits zu der Fig. 1 bemerkt wurde,
ist diese Pumpe eine Verdrängerpumpe mit Gerotor-Pumpenele
menten 38. Das Hauptregelventil 124 bestimmt den Leitungs
druck in der Leitung 128 und spricht auf einen elektroni
schen Steuerausgang an, der über die Leitung 130 angeliefert
wird. Dieser Druck wird durch ein elektronisches Drucksteuer-
Solenoidventil 114 entwickelt.
Wie in Fig. 4A gezeigt ist, umfaßt das Hauptregelventil 124
einen Ventilkolben 132, der beabstandete Steuerbünde 134,
136, 138 und 140 aufweist. Diese Steuerbünde wirken mit
Steuerkanten der Bohrung des Hauptregelventils zusammen.
Ein Verstärkerkolben 142 des Ventils ist in einer Hülse in
der Bohrung des Hauptregelventils angeordnet. Die Hülse
ergibt einen Sitz für eine Ventilfeder 144, welche den
Ventilkolben 132 nach oben entgegen der Kraft des Leitungs
druckes vorspannt, der auf das obere Ende 146 des Steuer
bundes 140 einwirkt.
Das untere Ende des Steuerbundes 134 ist dem Druck in der
Drucksteuerleitung 130 ausgesetzt, wodurch eine die Feder
144 unterstützende Kraft erzeugt wird. Der Verstärkerkolben
142 hat einen Steuerbund 148, welche dem über die Drucklei
tung 150 zugeleiteten Druck ausgesetzt ist, die ihrerseits
mit der Druckleitung 152 verbunden ist. Die Druckleitung
152 führt zu einem Handventil 154, welches die Druckvertei
lung an die Leitung 152 herstellt, wenn das Handventil die
R-Position für die Schaltung des Rückwärtsganges einnimmt.
Das Hauptregelventil verteilt den Druck an den Wandler und
an die Schmiermittelkreise über eine Leitung 156. Der
Steuerbund 136 ergibt eine gesteuerte Verbindung zwischen
den Leitungen 128 und 156 in Abhängigkeit von dem Druck und
den Federkräften, die auf den Ventilkolben des Hauptregel
ventils einwirken. Die Größe des Druckes in der Leitung 128
wird durch die Regelwirkung des Steuerbundes 134 bestimmt,
der eine gesteuerte Verbindung zwischen der Leitung 128 und
der zu der Pumpe 126 führenden Rückströmleitung 158 herstellt.
Das Hauptregelventil 124 regelt den Hauptdruck durch einen
drucklosen Auslaß einer geeigneten Ölmenge über die Pumpen
auslaßleitung 128. Wenn sich der Ventilkolben 132 in seiner
obersten Position befindet, erhöht sich der Druck so lange,
bis er entweder durch eine Leckage oder durch den verfüg
baren Energieeingang der Pumpe begrenzt wird.
In der anderen Extremposition des Ventilkolbens ist das
Hauptregelventil voll geöffnet und die gesamte Pumpenströ
mung wird ausgelassen. Der Ventilkolben 132 erfährt eine
automatische Positionierung zwischen diesen beiden Extrem
positionen, so daß eine variable Beschränk und durch einen
drucklosen Auslaß der geeigneten Ölmenge in die Leitung 158
geschaffen wird, um den gewünschten Druck aufrecht zu
erhalten. Ein Druckanstieg findet statt, sobald sich der
Ventilkolben nach oben bewegt in Abhängigkeit von einem
Drucksignal, welches von dem elektronischen Drucksteuer
solenoid erhalten wird.
Das Regelventil regelt die Position des Ventilkolbens durch
einen Ausgleich des Ausgangsdruckes der elektronischen
Drucksteuerung in der Leitung 130 und der Kraft der Feder
gegen die Kraft des Leitungsdruckes, der an dem oberen Ende
146 des Ventilbundes 140 wirkt. Wenn der Leitungsdruck
kleiner als gewünscht ist oder wenn der Steuerdruck in der
Leitung 130 ansteigt, dann wird der Kräfteausgleich gestört
und das Drucksignal des Steuersolenoids und die Federkraft
werden dann den Ventilkolben aufwärtsbewegen und so den
drucklosen Auslaß verringern und den Leitungsdruck erhöhen.
Diese gegensätzliche Wirkung findet statt, wenn der Leitungs
druck zu hoch ist oder wenn das Steuersignal in der Leitung
130 abfällt.
Das Regelventil spricht ständig auf Veränderungen der
Pumpenströmung an und bewirkt eine Neueinstellung der
Position des Ventilkolbens, um eine vorbestimmte Gleichge
wichtslage zu erhalten. Eine Erniedrigung der Pumpenströmung
oder deren Vergrößerung bspw. während der Betätigung einer
Kupplung bewirkt ein geringes Schließen des Ventils und
einen weniger großen Auslaß des Öls, damit der gewünschte
Druck beibehalten wird.
Wenn die Antriebsmaschine gestartet wird, öffnet sich das
Regelventil bis zu einem Punkt, in welchem die Strömung
zuerst über die Leitung 156 an den Wandlerkreis geliefert
wird. Diese Strömung geht durch die Wandlerbegrenzungs-
und Bypass-Steuerventile in den Wandler und in die Schmieröl
kreise. Diese Kreise werden rasch geladen, worauf sich dann
das Regelventil weiter öffnet, bis die Strömung in die
Leitung 158 abgelassen wird, die das Öl zurück zu dem
Pumpeneinlaß zirkuliert. Wenn keine ausreichende Pumpen
strömung vorhanden ist, um die Strömungsanforderungen
sowohl für den Leitungsdruck wie auch für den Wandlerdruck
zu genügen, setzt das Hauptregelventil die Piorität der
Pumpenströmung auf die Beibehaltung des programmierten
Leitungsdruckes.
Der auf das Kolbenende 146 einwirkende Leitungsdruck wird
durch eine Drossel 160 hindurchgeführt, welche rasche
Ventilbewegungen dämpft und damit Druckschwankungen ver
hindert. Die Feder 144 verhindert, daß der Leitungsdruck
bei niederigen Ausgangsdrücken des Steuersolenoids zu
niedrig wird. Wenn der Steuerdruck in der Leitung 130
oberhalb eines vorbestimmten Wertes von bspw. 1.33 kg/cm2
(19 psi) ist, dann wird das Verstärkerventil nach unten in
eine Hülse 162 verschoben, um eine Berührung mit dem Ventil
kolben 132 zu vermeiden. Wenn der Ausgang des Steuersolenoids
dagegen kleiner als der vorerwähnte Druckwert ist, ist
andererseits das Verstärkerventil mit dem Ventilkolben des
Hauptregelventils in Berührung. Für die Rückwärtsfahrt ist
schließlich noch anzugeben, daß dann die Leitung 150 wie
vorerwähnt mit Druck beaufschlagt ist, wobei diese Druck
kraft dann die Kraft der Feder des Verstärkerventils ergänzt.
Öl aus dem Drehmomentwandler geht durch eine Leitung 164
hindurch zu einem Ablaßventil 166, welches ein bewegliches
Ventilelement 168 mit einem einheitlichen Durchmesser
aufweist. Dieses Ventilelement wird nach unten unter seinem
eigenen Gewicht in eine Ventilkammer gedrückt, um die
effektive Strömung durch die Ablaßöffnung dieses Ventils
hindurch zu steuern. Das Ablaßventil 166 ist über eine
Leitung 172 mit einem Ölkühler 174 des Getriebes verbunden.
Wenn die Antriebsmaschine abgeschaltet ist, blockiert das
Ablaßventil 166 die Ablaßleitung 164 des Wandlers, so daß
kein Öl den Wandler verlassen kann.
Das bei 176 gezeigte Ventil zur Begrenzung des Wandler
druckes steuert die Ölmenge, die über die Leitung 156 dem
Wandler unter Vermittlung des Hauptregelventils angeliefert
wird. Bei niedrigen Drücken ist dieses Begrenzungsventil
176 durch eine Feder 178 in seiner obersten Position gehal
ten, wobei diese Feder 178 auf das Ventilelement 180 ein
wirkt. Der Ladungsdruck des Wandlers wird dann an eine
Leitung 182 durch den Raum zwischen den beiden benachbarten
Steuerbünden 184 und 186 vermittelt. Wenn der Wandlerladungs
druck in der Leitung 182 größer als ein vorbestimmter Wert
wird, dann wird der Ventilkolben 180 durch den Druck nach
außen gedrückt, der zwischen den Steuerbünden 186 und 188
wirkt. Die Größe des Druckes in der Leitung 182 wird dann
auf einen Wert geregelt, der durch die Federkraft bestimmt
ist.
Das in Fig. 4B gezeigte Handventil 154 empfängt den Leitungs
druck über eine Leitung 190, die mit der vorbeschriebenen
Leitung 128 verbunden ist. Das Handventil 154 weist einen
von dem Fahrer des Fahrzeuges beweglichen Ventilkolben 192
auf, der beabstandete Steuerbünde 194, 196 und 198 hat. Der
Ventilkolben hat mehrere Positionen, die von dem Fahrer aus
gewählt werden können. Diese Positionen sind durch Rasten
bestimmt und tragen die Symbole P, R, N, OD, D und 1,
welche eine Parkposition, eine Rückwärtsposition, eine
Neutralposition, eine Schnellgang- oder Overdrive-Position,
eine Position für eine Schaltung zwischen drei Gängen und
eine Position angeben, in welcher der erste Gang dauernd
eingeschaltet bleibt. Dieses Handventil wird bspw. durch
ein Schaltgestänge betätigt, das durch den Fahrer des
Fahrzeuges manipuliert werden kann. Wenn der Ventilkolben
192 die in Fig. 4B gezeigte Position einnimmt, dann ist die
Steuervorrichtung resp. der betreffende Ventilkreis für die
Parkposition ausgelegt.
Der Leitungsdruck aus der Leitung 190 wird über den Raum
zwischen den Steuerbünden 196 und 198 an die Leitung 200
des Rückwärtsantriebskreises, an die Leitung 202 des Schnell
gang- oder Overdrive-Kreises, und an die Leitungen 204 und
206, die gemeinsam den Antriebskreis für eine Schaltung
zwischen drei Gängen versorgen, während die Leitung 206
allein den Antriebskreis versorgt, in welchem nur der erste
Gang eingeschaltet bleibt.
Die Leitung 208 wird in der Parkposition, in der D-Position,
in der R-Position oder in der "1"-Position unter Druck
gesetzt. Die Leitung 210 ist eine drucklose Ablaßleitung,
die zwischen den Steuerbünden 196 und 194 angeordnet ist.
Das Steuerventil 212 der Bypasskupplung des Drehmomentwand
lers umfaßt einen beweglichen Ventilkolben 214, der beab
standete Steuerbünde 216, 218 und 220 gleichen Durchmessers
aufweist. Ein Steuerbund 222 größeren Durchmessers schafft
eine Differentialfläche, an welcher der Druck in der Leitung
224 wirkt. Wenn die Bypasskupplung ausgerückt ist, wird der
Druck aus der Leitung 182 über das Steuerventil zu der
Anschlußleitung 226 an den Wandler und zu der Anschlußlei
tung 224 an die Bypasskupplung geliefert. Das Steuersolenoid
ist dann ausgeschaltet. Wenn sich der Ventilkolben 214 des
Steuerventils in einer oberen Position befindet, wird die
Kolbenplatt der Kupplung, die in Fig. 1 bei 42 und 44
gezeigt ist, außer Eingriff mit der benachbarten Schreib
fläche des Pumpenradgehäuses 26 gehalten. Das gesamte
Drehmoment, das von der Antriebsmaschine an das Getriebe
geliefert wird, wird dann hydrokinetisch vermittelt.
Die Wandlerkupplung wird andererseits eingerückt, wenn das
Steuersolenoid der Wandlerkupplung betätigt wird, somit das
Ventilelement 214 unter dem Einfluß des Solenoiddruckes in
der Leitung 228 nach unten bewegt wird, welcher auf das
obere Ende des Steuerbundes 216 einwirkt. Der Ventilkolben
214 regelt dann den Druck in der Leitung 224, die zu der
Bypasskupplung hin verläuft, wobei der Druck in der Leitung
224 durch die Größe des modulierten Solenoiddruckes in der
Leitung 228 und durch den Druck in der Leitung 182 bestimmt
wird.
Der Mikroprozessor überwacht ständig den Schlupf des Dreh
momentwandlers und stellt ständig die Größe des modulierten
Solenoidarbeitszyklus der Wandlerkupplung ein, um den
gewünschten Ausgangsdruck in der Leitung 228 zu erhalten,
so daß der Schlupf auf einen vorbestimmten Wert geregelt
wird. Die Leitung 164 führt Öl von dem Drehmomentwandler
zurück zu dem Kühler wie vorerwähnt über das Ablaßventil
166, so daß bei ausgerückter Bypasskupplung das Öl in den
Kühlerkreis überführt werden kann. Eine Drossel 230 schränkt
die Strömung des Öls ein, wenn das Ventil betätigt ist.
Wenn das Solenoidventil der Wandlerkupplung aberregt ist,
ist sein Ausgangsdruck in der Leitung 228 Null und das
Steuerventil wird durch die Feder 232 und durch den Druck
aus der Leitung 182 nach oben bewegt, welcher auf das Ende
des Ventilkolbens 234 einwirkt, der an dem unteren Ende des
Steuerventils angeordnet ist und mit dessen Ventilkolben
direkt in Berührung steht. Der Druck in der Leitung 182
wird durch das Druckbegrenzungsventil des Wandlers begrenzt.
Wenn das Solenoidventil der Wandlerkupplung ausgeschaltet
ist, strömt das Öl aus der Leitung 182 in die Leitung 224
und durch die Drossel 236 zu der Leitung 226 des Pumpenrad
kreises. Dadurch wird die Strömung in der Leitung 226
beschränkt, so daß die Wandlerkupplung an jeder unerwünschten
Betätigung gehindert wird. Der Turbinenradkreis des Wandlers,
welche die Leitung 164 einschließt, führt andererseits Öl
von dem Wandler zu dem Kühler und dem Schmierölkreis.
Während des offenen Wandlerbetriebs geht die Strömung
unbehindert durch das Steuerventil der Bypasskupplung und
durch das Ablaßventil hindurch.
Wenn das Solenoid der Wandlerkupplung betätigt wird, wird
ein modulierter Druck in-der Leitung 228 erhalten. Ein
Druck von mehr als 0.42 kg/cm2 (6 psi) wird bei einer
bevorzugten Ausführungsform bspw. zur Überwindung der Kraft
der Ventilfeder 232 benötigt. Wenn sich das Steuerventil in
seiner modulierenden Position befindet, wird die Strömung
von der Leitung 182 zu der Anschlußleitung 224 an die
Bypasskupplung umgangen und Fluid strömt unbeschränkt in
den Pumpenradkreis des Wandlers über die Leitung 226, um
den vollen Druck an der Rückseite des bei 42 und 44 gezeig
ten Kolbens der Wandlerkupplung aufrecht zu erhalten.
Der Bypassdruck wirkt auf der gegenüberliegenden Seite des
Kolbens und wird durch das Steuerventil als eine Funktion
des Druckes in der Leitung 228 und durch die Kraft der
Feder 232 sowie die Kraft des Druckes aus der Leitung 182
geregelt, der auf den Ventilkolben 234 einwirkt. Während
der Modulation des Druckes in der Leitung 224 berechnet der
Mikroprozessor die Drehzahl des Turbinenrades aus der
Drehzahl der Ausgangswelle und dem Übersetzungsverhältnis
und vergleicht diesen Wert mit der Maschinendrehzahl, um
den Wandlerschlupf zu bestimmen. Der Druck in der Leitung
228 wird fortlaufend eingestellt, um den gewünschten Schlupf
zu erhalten. Um den Schlupf zu verringern, befiehlt der
Mikroprozessor einen höheren Druckwert in der Leitung 228,
wodurch der Druck in der Leitung 224 verringert und die
Drehmomentkapazität der Kupplung vergrößert wird. Um den
Schlupf auszuschalten, kann der Mikroprozessor in der
Leitung 228 einen Maximaldruck befehlen. Zu diesem Zeitpunkt
wirkt das Solenoid mit einem 100%-Arbeitszyklus, so daß das
Steuerventil der Bypasskupplung abwärts bewegt wird und der
Druck in der Leitung 224 auf Null eingestellt bleibt, weil
die Leitung einen Anschluß an den drucklosen Ablaß 238
aufweist.
Die Schaltsolenoide SS1 und SS2 sind in der Fig. 4B als ein
Blockdiagramm dargestellt. Beide Schaltsolenoide sind gleich
ausgeführt, wobei das Solenoid SS1 mit Druck aus einer
Anschlußleitung 240 über eine Strömungsdrossel 242 beliefert
wird, während das Solenoid SS2 mit Druck aus einer Leitung
240 und ebenfalls über eine Drossel 244 beliefert wird. Die
Anschlußleitung für das Solenoid SS2 auf der Stromabwärts
seite der Drossel 244 ist bei 246 gezeigt, und gleichartig
ist die entsprechende Anschlußleitung des Solenoids SS1 bei
248 gezeigt. Wenn die Schaltsolenoide aberregt sind, ist
die Strömung durch die jeweilige Drossel hindurch zu einem
drucklosen Ablaß geführt, so daß der Ausgangsdruck der
Solenoide zu Null wird. Wenn die Solenoide erregt sind, so
wird dann durch sie die Strömung blockiert und der Ausgangs
druck steigt an, bis er gleich dem Lieferdruck ist.
In den Fig. 27 und 27A ist das Solenoid SS1 gezeigt, welches
in Fig. 3A mit 120 bezeichnet ist. Es weist eine elektrische
Wicklung 250 und einen Anker 252 auf. Der Anker wirkt auf
eine Ventilkugel 254 ein, die mit einer in einem Ventilsitz
256 ausgebildeten Öffnung zusammenwirkt. Eine Feder 258
drückt den Anker 252 normal nach oben. Wenn das Solenoid
abgeschaltet ist, wird die Ventilkugel 254 von ihrem Sitz
abgehoben, wodurch der Druck aus der Anschlußleitung 248 an
einen drucklosen Ablaß 260 abgeführt wird. Wenn das Solenoid
SS1 erregt wird, bewegt sich andererseits der Anker 252 in
die in Fig. 27A gezeigte Position in welcher die Ventilkugel
254 an dem Ventilsitz anliegt und die Verbindung zwischen
der Leitung 248 und dem drucklosen Ablaß 260 unterbricht.
Dadurch wird ein Schaltsignal erzeugt, welches von den
Schaltventilen verarbeitet wird.
Der an die Schaltsolenoide über die Leitung 240 gelieferte
Druck wird von dem in Fig. 3B gezeigten Druckregelventil
260 erhalten. Der Druck wird an das Ventil 260 über die
Anschlußleitung 262 verteilt, welche durch das Handventil
bei seiner Einstellung in die OD-Position, die D-Position
oder die "1"-Position unter Druck gesetzt wird.
Das Ventil 260 weist einen Ventilkolben 264 auf, der durch
eine Ventilfeder 266 nach links vorgespannt wird. Der
Ventilkolben 264 hat Steuerbünde 268 und 270, welche die
Verbindung zwischen den Leitungen 262 und 240 steuern. Eine
Feedback-Zweigleitung 272 wirkt an dem linken Ende des
Ventilkolbens 264. Der Druck in der Leitung 240 hat daher
eine funktionelle Beziehung zu der Kraft der Ventilfeder
266. Der Druck in der Leitung 240 ist in allen Vorwärtsfahr
bereichen ein konstanter Wert. Die Leitung 240 liefert auch
einen Druck an das Solenoid 116 der Wandlerkupplung, wie es
noch näher beschrieben wird.
Das in Fig. 4B gezeigte 1,2-Schaltventil 274 weist einen
beweglichen Ventilkolben 276 auf, welcher mit einem Ventil
kolben 278 eines 2,3-Schaltventils 280 in derselben Ventil
bohrung axial fluchtet. Das 1,2-Schaltventil steuert den
Gangwechsel zwischen den ersten und zweiten Gängen. Wenn
das erste Solenoid SS1 erregt ist, wird ein Solenoiddruck
in der Leitung 248 wie vorbeschrieben entwickelt. Dieser
Druck wird an das obere Ende des Steuerbundes 282 angelie
fert, wodurch der Ventilkolben 276 nach unten gegen die
Kraft der Feder 284 verschoben wird. Diese Feder wirkt auch
auf den Ventilkolben 278 des 2,3-Schaltventils 280 ein. Das
1,2-Schaltventil hat außerdem noch Steuerbünde 286 und 288.
Die Leitung 206 ist durch den Steuerbund 282 während des
Betriebs im ersten Gang blockiert. Alle Ausgangskreise
werden durch den drucklosen Ablaß 290 entleert, so daß damit
also auch eine Leitung 294 drucklos ist, die zu der Kupplung
des Zwischenganges und zu der Servovorrichtung des Overdrive-
Ganges führt. Die Leitung 292, die in der Parkposition und
auch in den L- und R-Positionen des Handventils unter Druck
steht, verteilt den Druck über die Drossel 296, den Raum
zwischen den Steuerbünden 286 und 288 und das Rückschlag
ventil 298 zu der Servovorrichtung 300. Wenn das 1,2-Schalt
ventil durch den Prozessor initiiert wird, wird das Schalt
solenoid SS1 aberregt und wird das 1,2-Schaltventil durch
seine Feder nach oben bewegt. Druck aus der Leitung 206
wird dann direkt an die Leitung 294 geliefert, welche den
Druck über die Leitung 302 an die Kupplung 304 des Zwischen
ganges verteilt. Eine Verbindung zwischen der Leitung 294
und der Leitung 302 ist durch die Drossel 306 hergestellt.
Druck wird auch an den 1,2-Sammler über die Leitung 308
geliefert. Auch wird Druck zu diesem Zeitpunkt aus der
Leitung 294 über die Drossel 310 an die Leitung 312 gelie
fert, die zu dem Regelventil 314 der Overdrive-Servovor
richtung führt.
Das 2,3-Schaltventil 280 steuert die Schaltung zwischen dem
zweiten Gang und dem dritten Gang. Während des Betriebes
des zweiten Ganges sind die Schaltsolenoide SS1 und SS2
ausgeschaltet, und die Feder hält den Ventilkolben 278 des
2,3-Schaltventils in einer unteren Position. Der Ventilkol
ben 276 des 1,2-Schaltventils wird andererseits in einer
oberen Position gehalten. Die Anschlußleitung 316 an eine
Direktgangkupplung ist während des zweiten Ganges über den
drucklosen Ablaß 318 entleert, der mit der Leitung 316 über
den Zwischenraum zwischen den Steuerbünden 320 und 322 des
Ventilkolbens 278 verbunden ist. Wenn das Handventil in die
OD-Position oder in die D-Position eingestellt ist, strömt
Öl von dem Handventil über das 2,3-Schaltventil aus der
Leitung 324 zu der Freigabeseite der Oberdrive-Servovor
richtung 326. Eine Verbindung zwischen dem 2,3-Schaltventil
und der Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung wird
aus der Leitung 328 erhalten. Dadurch ist sichergestellt,
daß die Oberdrive-Servovorrichtung ausgeschaltet bleibt,
selbst wenn deren Betätigungsseite eine Druckbeaufschlagung
erfährt. Wenn das Handventil in die "1"-Position eingestellt
ist, wird der Freigabedruck der Overdrive-Servovorrichtung
über das Handventil und die Leitungen 204, 324 und 328
entlastet, so daß wenn die Betätigungskammer der Overdrive-
Servovorrichtung eine Druckbeaufschlagung erfährt, die
Servovorrichtung dann betätigt wird.
Ein Gangwechsel auf den dritten Gang wird erhalten, wenn
der Prozessor das Schaltsolenoid SS2 einschaltet, während
das Schaltsolenoid SS1 abgeschaltet bleibt. Der Schaltsole
noiddruck wird dann an das untere Ende des Steuerbundes 220
des 2,3-Schaltventils angeliefert und bewegt das 2,3-Schalt
ventil nach oben. Drucköl aus dem Handventil wird über die
Leitung 324 an die Leitung 316 geliefert, die zu dem
2,3-Backout-Ventil 330 führt. Der Druck wird dann durch
dieses Ventil hindurch über die Leitung 334 an die Direkt
gangkupplung 332 angeliefert, von wo eine Weiterleitung
über die Leitung 336 an einen 2,3-Sammler 338 erfolgt. Der
Druck wird dann über die Leitung 328 an die Freigabekammer
der Overdrive-Servovorrichtung verteilt sowie aus der
Leitung 340 auch an den Oberdrive-Freigabekreis anstelle
eines Anschlusses an die Leitung 324, die zu dem Handventil
führt. Dadurch wird die 3,4-Aufwärtsschaltung vorbereitet.
Ein 2,3-Modulatorventil 342 regelt während einer 2,3-Auf
wärtsschaltung den Druck in der Leitung 344, die zu der
oberen Seite des Kolbens 346 des 2,3-Sammlers 338 führt.
Dadurch wird der Druck der Direktgangkupplung an der unteren
Seite des Sammlerkolbens 346 gesteuert. Der Druck in der
Leitung 344 wirkt der Kraft der Feder 350 des Sammlers 338
entgegen. Das Modulatorventil 342 ist in einer gemeinsamen
Ventilbohrung angeordnet und wirkt mit einem Steuerventil
352 zusammen, welches einen Ventilkolben 354 aufweist, der
durch eine Feder 356 und den Druck in der Leitung 336
während einer 2,3-Aufwärtsschaltung vorgespannt wird.
Der Druck der Direktgangkupplung in der Kammer 348 wird
durch den geregelten Druck an dem oberen Ende des 2,3-
Sammlerkolbens 346 bestimmt. Während einer 2,3-Aufwärts
schaltung strömt Druckfluid von dem 2,3-Schaltventil über
die Drossel 358 oder 360 in Abhängigkeit von der Position
des 2,3-Backout-Ventils zu der Direktgangkupplung 332.
Dadurch wird der 2,3-Sammlerkolben 3466396 00070 552 001000280000000200012000285919628500040 0002004326057 00004 96277L< nach oben bewegt.
Vor der 2,3-Schaltung nimmt der Sammlerkolben die untere
Position unter dem Einfluß des Druckes der Vorwärtskupplung
auf das obere Ende des Kolbens in dem ersten und zweiten
Gang ein. Wenn sich der 2,3-Sammlerkolben 346 bewegt, dann
wird dadurch der Kupplungsdruck beeinflußt. Der zu der
Kraft der 2,3-Sammlerfeder addierte Druck der Direktgang
kupplung bewegt den Sammlerkolben 346 nach oben, so daß das
Öl aus dem Sammler über die Leitung 344 herausgedrückt
wird. Das Rückschlagventil 362 wird folglich geschlossen,
so daß Öl durch das 2,3-Modulatorventil strömt und damit der
Staudruck des Sammlers auf einen gegenüber dem Leitungsdruck
höheren Wert geregelt wird.
Das 2,3-Modulatorventil hat eine Ventilfeder 364, welche
den Ventilkolben 366 des 2,3-Modulatorventils nach unten
vorspannt und dadurch eine gesteuerte Verbindung zwischen
der Leitung 344 und einer Leitung 368 herstellt, die mit
dem Ventilkolben 366 des Modulatorventils und mit der
Anschlußleitung 370 der Vorwärtskupplung verbunden ist.
Das 2,3-Backout-Ventil 330 weist einen Ventilkolben 372 mit
mehreren Steuerbünden auf. Der Ausgangsdruck des Solenoid
ventils 114 wird über die Leitung 374 an das linke Ende des
Steuerbundes 376 des 2,3-Backout-Ventils 330 geliefert. Die
durch den Solenoiddruck in der Leitung 374 erzeugte Kraft
wird mit einer Feder 378 des Backout-Ventils entgegengewirkt.
Während einer 2,3-Schaltung liefert das 2,3-Backout-Ventil
Drucköl an die Direktgangkupplung 332 entweder über die
Drossel 358 oder über die Drossel 360. Die Drossel 358 ist
normal während des Betriebs mit einer teilweise geöffneten
Drosselklappe eingeschaltet, während die Drossel 360 anderer
seits während des Betriebs mit einer geschlossenen Drossel
klappe in den Lieferweg eingeschaltet ist. Da der durch das
EPC-Steuersolenoid 114, welches durch den Prozessor 92
gesteuert wird, bereitgestellt Leitungsdruck jedoch durch
weitere Frakturen außer dem Drosseldruck beeinflußt werden
kann, ist es denkbar, daß in einigen Fällen bei der 2,3-
Schaltung die Drossel 360 und in anderen Fällen die Drossel
358 bei teilweise geöffneter Drosselklappe eingeschaltet
wird.
Das 2,3-Backout-Ventil steuert gemeinsam mit dem Steuer
ventil 352 die Betätigungsrate der Vorwärtskupplung und die
Freigabe der Overdrive-Servovorrichtung. Während des Ein
griffs der Vorwärtskupplung bei geschlossener Drosselklappe
sind die Vorwärtskupplung und der 2,3-Sammler über die
Drossel 360 unter Druck gesetzt. Während der Eingriffe im
Antriebszustand wird die Drossel 380 umgangen und die
Lieferrate der Vorwärtskupplung ist nicht beschränkt. Öl
wird daher über die Leitung 382 mit einer Umgehung der
Drossel 380 und über den Raum zwischen den Steuerbünden 384
und 386 des Backout-Ventils an die Vorwärtskupplung gelie
fert.
Während einer 4,3-Abwärtsschaltung im Schiebebetrieb wird
die Vorwärtskupplung langsam betätigt, sobald der Betäti
gungsdruck durch die Drossel 388 hindurchgeht, die in der
Anschlußleitung 370 der Vorwärtskupplung angeordnet ist.
Gleichzeitig wird die Strömung zu der Freigabeseite der
Overdrive-Servovorrichtung durch die Leitung 328 hindurch,
welche über das 2,3-Schaltventil aus den Leitungen 390 und
340 beliefert wird, nicht eingeschränkt, so daß die Freigabe
rasch erfolgt. Während einer 4,3-Abwärtsschaltung im Antrieb
der Antriebsmaschine ist andererseits davon auszugehen, daß
wenn der Ventilkolben 332 des Backout-Ventils nach rechts
bewegt wird, die Strömung zu der Vorwärtskupplung und der
Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung zusammengefaßt
werden und eine Lieferung über eine gemeinsame Drossel 392
erfahren. Die Anschlußleitung 328 an die Freigabeseite der
Overdrive-Servovorrichtung steht in Verbindung mit einer
Leitung 394. Die Leitung 394 ist an die Leitung 370 ange
schlossen, welches die Anschlußleitung an die Vorwärtskupp
lung ist.
Die Funktion des Steuerventils 352 besteht darin, die Rate
der Druckbeaufschlagung der Vorwärtskupplung zu steuern,
wobei der Druck in der Leitung 368 den Ventilkolben des
Steuerventils im ersten Gang und im zweiten Gang in einer
oberen Position hält. Der Druck in der Leitung 368 wird
über das Steuerventil 352 an eine Leitung 396 übergeben,
welches die Anschlußleitung für die Vorwärtskupplung in dem
ersten Gang und in dem zweiten Gang ist.
Das linke Ende des Steuerbundes 376 des 2,3-Backout-Ventils
230 wird dem Solenoiddruck in der Leitung 374 ausgesetzt.
In Fig. 24A ist eine Kennlinie für den Solenoiddruck über
der Drosselklappenposition gezeigt. Für Drosselklappenein
stellungen zwischen Null und einer bei 670 gezeigten anfäng
lichen Drosselklappenposition ist der Druck ein Fixwert
größer als Null, jedoch kleiner als das bei 672 gezeigte
Maximum. Dies ist durch eine horizontale Linie 674 gezeigt.
Für einen Wert des Drosselklappendruckes gleich dem bei 674
gezeigten Wert wird das 2,3-Backout-Ventil nicht nach rechts
bewegt, weil die so entwickelte Druckkraft nicht ausreicht,
die Kraft der Feder 378 zu überwinden. Für verschiedene
Befehle, die zum Bewirken eines Gangwechsels ausgegeben
werden, werden an das linke Ende des Ventilbundes 376
verschiedene Drücke angeliefert.
Die Strategie zum Erreichen dieser Funktionen des Backout-
Ventils ist in Fig. 24B dargestellt. Der Prozessor überwacht
während jedes Hintergrund-Regelkreises ständig die Bedin
gungen für die Bereitstellung der geeigneten Druckhöhe für
das 2,3-Backout-Ventil zuerst durch die Abfrage in einer
Stufe 680 in Fig. 24B, ob die Steuervorrichtung einen
Wechsel durchführt, der einen Eingriff der Vorwärtskupplung
erfordert. Wenn die Antwort ja ist und die stattfindende
Schaltung eine Schaltung im Antriebszustand der Antriebs
maschine ist, dann wird ein Maximalwert für den minimalen
TV-Druck an der Stelle 676 in Fig. 24A bestimmt. Weiterhin
wird ein Minimalwert 678 bestimmt, wenn der vorhandene
Eingriff während einer antriebslosen Schaltung stattfindet.
Wenn die Abfrage in der Stufe 680 negativ ist, geht die
Routine an die Stufe 682 weiter, wo die Abfrage für eine
Bestimmung stattfindet, ob ein erster Gang zu befehlen ist.
Wenn dies der Fall ist und wenn die Schaltung eine Schaltung
im Antriebszustand der Antriebsmaschine ist, dann wird ein
unterschiedlicher Minimalwert für den Punkt 682 bestimmt.
Wenn es eine antriebslose Schaltung ist, wird ein TV-Fixwert
verwendet. Wenn die Abfrage in der Stufe 682 negativ ist,
dann wird auch eine Abfrage in der Stufe 684 veranlaßt, um
zu bestimmen, ob ein zweiter Gang befohlen wird. Wenn dies
der Fall ist, wird ein unterschiedlicher Minimalwert oder
TV-Druck für den Punkt 676 berechnet, während ein konstanter
TV-Wert für die antriebslosen Schaltungen beibehalten wird.
Wenn die Abfrage in der Stufe 684 negativ ist, wird die
Routine für eine Abfrage in der Stufe 686 fortgesetzt, wo
bestimmt wird, ob ein dritter Gang befohlen ist. Wenn dies
der Fall ist, wird noch ein weiterer unterschiedlicher
Minimalwert oder TV-Druck für einen Punkt 676 berechnet. Es
wird auch dann wieder der Minimalwert für eine antriebslose
Schaltung festgelegt.
Wenn der vierte Gang befohlen wird anstelle des ersten, des
zweiten oder des dritten Ganges und die Schaltung eine
Schaltung im Antriebszustand der Antriebsmaschine ist, so
wird noch ein weiterer unterschiedlicher Minimalwert für
den Punkt 676 berechnet, wie es bei der Stufe 688 gezeigt
ist. Wenn die Schaltung bei 688 eine antriebslose Schaltung
ist, wird wieder der TV-Fixwert verwendet. Wenn während der
Schaltung der TV-Druck größer ist als der Wert bei 672,
dann wird der gegenüber der Berechnung größere Wert verwen
det. Diese Berechnung resultiert in der bei 690 gezeigten
Kurve in Fig. 24A. Wenn bei einer Schaltung im Antriebszu
stand der Wert nicht den Wert bei 676 übertrifft, dann
bewegt sich das 2,3 Backout-Ventil nicht. Wenn die Schaltung
eine antriebslose Schaltung ist und der Wert nicht den Wert
bei 678 übertrifft, dann bewegt sich das 2,3-Backout-Ventil
nicht.
In Fig. 24C ist ein Schaubild gezeigt, welches die Drosseln
zusammenfaßt, welche im Funktionszustand des 2,3-Backout-
Ventils vorhanden sind. Die Logik des 2,3-Backout-Ventils
schaltet die Drossel 380 in den Strömungsweg des Fluids
ein, welcher zu der Vorwärtskupplung über die Leitung 370
während der Eingriffslogik für die Vorwärtskupplung führt.
Aus dem Logikdiagramm der Fig. 24C ist andererseits ableit
bar, daß der Strömungsweg des Fluids zu der Overdrive-
Freigabeservovorrichtung ein freier Strömungsweg ohne
irgendeine Drossel ist.
Die in dem Logikdiagramm der Fig. 24C ebenfalls gezeigte
4,2-Kickdown-Logik führt nicht zu der Einschaltung einer
Strömungsdrossel durch das 2,3-Backout-Ventil in die Strö
mungswege der Anschlußleitungen an die Vorwärtskupplung und
an die Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung. Während
einer 4,3-Abwärtsschaltung im Schiebebetrieb ergibt die
Logik jedoch die Einschaltung der Strömungsdrossel 388 in
den Strömungsweg der Vorwärtskupplung über die Leitung 390.
Der Strömungsweg zu der Freigabeseite der Overdrive-Servo
vorrichtung ist aber frei von einer Strömungsdrossel, wie
es ebenfalls in Fig. 24C gezeigt ist.
Während einer 4,3-Abwärtsschaltung im Antriebszustand der
Antriebsmaschine wird die Vorwärtskupplung aus der Leitung
398 über die Strömungsdrossel 392 beliefert. Der Strömungs
weg des Fluids zu der Freigabeseite der Overdrive-Servovor
richtung befindet sich auch auf der Abströmseite der Drossel
392. Bei einer 4,3-Abwärtsschaltung im Schiebebetrieb wird
die Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung unter
Druck gesetzt, um die Overdrive-Bremse während der Abwärts
schaltung im Schiebebetrieb viel früher freizugeben als bei
einer Drehmomentanforderung bei der Abwärtsschaltung, wo
die Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung über die
Drossel 392 mit Öl beliefert werden muß.
Während des Eingriffs im vierten Gang der Overdrive-Servo
vorrichtung müssen sowohl die Vorwärtskupplung wie auch die
Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung bei einer
3,4-Schaltung entleert werden. Bei dieser Freigabe findet
die Entleerung über die Drossel 417 statt, die an dem
3,4-Schaltventil angeordnet ist. Der Freigabedruck für die
Overdrive-Servovorrichtung muß jedoch durch das 3,4-Modu
lierventil 420 geregelt werden und wird über eine Ablaß
drossel 430 und eine Ablaßdrossel des Freigaberaums der
Servovorrichtung abgelassen. Für die Freigabe der Overdrive-
Servovorrichtung sind daher drei Strömungswege vorhanden,
nämlich ein erster Strömungsweg durch das 3,4-Modulier
ventil, ein zweiter Strömungsweg durch die Drossel 430 vor
der Vereinigung mit dem Fluid der Vorwärtskupplung und vor
dem Durchgang durch die Drossel 417 und ein dritter Strö
mungsweg, der zu einer Entleerung direkt in den Raum der
Servovorrichtung führt.
Während des dritten und des vierten Ganges wird das Ventil
element 354 durch den Druck der Direktgangkupplung und die
Kraft der Feder 356 des Steuerventils 352 nach unten bewegt,
so daß eine Strömung aus dem 3,4-Schaltventil über das
Ventil 352 an die Leitung 398 vermittelt wird, welches die
Druckquelle für die Vorwärtskupplung und die Freigabeseite
der Overdrive-Servovorrichtung während des dritten Ganges
und des vierten Ganges ist.
Das 3,4-Schaltventil 394 steuert die Schaltung zwischen dem
dritten Gang und dem vierten Gang. Im Betrieb des ersten,
zweiten und dritten Ganges wird das 3,4-Schaltventil durch
die Feder 400 in einer unteren Position gehalten. Der Druck
aus dem Schaltsolenoid SS2 wird an die Differentialfläche
der Steuerbünde 402 und 404 des 3,4-Schaltventils über die
Leitung 406 angeliefert. Gleichartig wird der Ausgangsdruck
von dem Schaltsolenoid SS1 an das untere Ende des Steuer
bundes 404 über die Leitung 408 angeliefert. Weder der
Druck in der Leitung 408 noch der Druck in der Leitung 406
reichen für sich aus, um das 3,4-Schaltventil nach oben
gegen die Kraft der Feder 400 zu bewegen. Der Leitungsdruck
aus der Leitung 410, welches derselbe ist wie der Druck in
der Leitung 262, wird über das 3,4-Schaltventil 394 an das
Drosselsteuerventil vermittelt, weil beide über die Leitung
368 hydraulisch miteinander verbunden sind. Die Leitung 410
wird dann die Druckquelle für die Vorwärtskupplung. Weiter
hin ist sie eine Druckquelle für die Freigabeseite der
Overdrive-Servovorrichtung während des dritten Ganges und
des vierten Ganges.
Ein Gangwechsel auf den vierten Gang aus dem dritten Gang
erfordert eine Einschaltung der beiden Schaltsolenoide SS1
und SS2. Der auf das untere Ende des Steuerbundes 404 und
auf die Differentialfläche der Steuerbünde 404 und 402
wirkende Druck reicht dann aus, den Ventilkolben 412 des
3,4-Schaltventils 394 nach oben zu bewegen. Dadurch wird
das Getriebe für einen Betrieb im vierten Gang vorbereitet.
Der Druck der Vorwärtskupplung und der Freigabedruck der
overdrive-Servovorrichtung, welche die 3,4-Schaltung im
Antriebszustand der Antriebsmaschine bewirken, werden dann
über das Rückschlagventil 414 entlastet sowie auch über den
drucklosen Ablaß 416 des 3,4-Schaltventils 394. Für
4,3-Abwärtsschaltungen bei geschlossener Drosselklappe
strömt der Freigabedruck nicht durch das Rückschlagventil
414. Eine Drossel 417 ist an dem drucklosen Ablaß 416
angeordnet. Der Kolben der overdrive-Servovorrichtung wird
dann betätigt, während sich der Druck auf der Betätigungs
seite der Overdrive-Servovorrichtung aufbaut. Die Rate des
Druckaufbaus wird durch die Drossel 310 in der Leitung 312
gesteuert.
Das 3,4-Modulierventil 420 ist ein einfacher Druckregler,
der einen Ventilkolben 422 aufweist, der durch eine Feder
424 nach unten vorgespannt wird. Dieses Ventil regelt die
Freigabe des Druckes der Overdrive-Servovorrichtung während
jeder 3,4-Aufwärtsschaltung. Der Overdrive-Freigabedruck
wird an das untere Ende des Ventilkolbens 422 über die
Leitung 426 angeliefert, die zu der Overdrive-Freigabe
leitung 328 in dem dritten und vierten Gang führt. Die
Leitung 328 und die Leitung 426 stehen über die Leitung 340
und das 2,3-Schaltventil miteinander in Verbindung.
Wenn die Overdrive-Servovorrichtung während einer
3,4-Schaltung betätigt wird, dann wird dabei durch die
Strömung aus der Freigabeseite der Servovorrichtung das
Rückschlagventil 428 geschlossen, so daß das freigegebene Öl
über die Leitung 426 durch das 3,4-Modulierventil fließt.
Eine kleine Ablaßleitung 430 wird für eine Umgehung des
3,4-Modulierventils verwendet, um den Freigabedruck der
Overdrive-Servovorrichtung während des Dauerbetriebs auf
Null zu halten, um damit nicht die statische Kapazität des
Overdrive-Bandes zu umfassen. Für den gleichen Zweck exi
stiert ein zweiter Ablaß bei dem Freigaberaum der Servovor
richtung.
Ein weiteres Modulierventil 432 regelt den Druck, welcher
an die Bremsband-Servovorrichtung 300 während der Einstel
lung des Handventils in die L-Position geliefert wird. Die
Strömung von dem 1,2-Schaltventil und durch die Drossel 296
wie vorbeschrieben wird während des ersten Ganges bei
dieser L-Position des Handventils durch das Ventil 432
geregelt. Das Ventil 432 ist ein einfacher Regler, welcher
die Rate der Druckbeaufschlagung der Servovorrichtung 300
modifiziert.
Das Reglerventil 314 regelt einen konstanten Betätigungs
druck für die Overdrive-Servovorichtung 326 in dem dritten
Gang und in dem zweiten Gang bei der OD-Position des
Handventils, um weiche 4,3-Abwärtsschaltungen im Antriebs
zustand der Antriebsmaschine zu erhalten. Der Betätigungs
druck für die Overdrive-Servovorrichtung wirkt an dem
unteren Ende des Steuerbundes 436 und gleicht die Federkraft
aus. Das Ventil wird aus dem 1,2-Schaltventil über die
Leitung 294 versorgt, in welcher der Leitungsdruck in dem
zweiten, dritten und vierten Gang vorhanden ist.
In dem vierten Gang wird der Druck aus dem 3,4-Schaltventil
an die Leitung 440 verteilt und drückt den Ventilkolben 438
nach unten, um so eine Regelung zu verhindern, wodurch der
Betätigungsdruck der Overdrive-Servovorrichtung mit dem
Leitungsdruck gleich wird. Die gleiche Wirkung wird auch
bei der L-Position des Handventils erhalten, so daß der
Betätigungsdruck der Overdrive-Servovorrichtung auch dann
gleich dem Leitungsdruck ist, wenn immer die Betätigungs
kammer der Servovorrichtung mit Druck beaufschlag wird.
Der 1,2-Sammler 446 umfaßt einen doppelt wirkenden Kolben
448, der einen obere Druckkammer 450 und eine untere Druck
kammer 452 hat. Der Druck der Zwischengangkupplung während
einer 1,2-Schaltung wird an die Kammer 452 über die Leitung
308 verteilt. Der Leitungsdruck wird an die obere Kammer 450
über die Leitung 454 geliefert. Dadurch wird die Betätigung
der Zwischengangkupplung gedämpft. Die obere Kammer des
1,2-Sammlers wird entleert. Sie könnte jedoch unter Druck
gesetzt werden, falls dies erwünscht ist, um den Druck der
Zwischengangkupplung während einer 1,2-Schaltung zu modifi
zieren.
Der 2,3-Sammler dämpft auch den Eingriff der Direktgang
kupplung während einer 2,3-Schaltung. Die Direktgangkupplung
332 steht mit unteren Seite des Kolbens 346 während des
Eingriffs der Direktgangkupplung in Verbindung, und die
Vorwärtskupplung 456 steht mit der oberen Seite des Sammler
kolbens 346 in Verbindung.
Das Steuerschema umfaßt acht Rückschlagventile. Es handelt
sich dabei um das vorbeschriebene Ventil 362, um das eben
falls vorbeschriebene Ventil 414, um das dem 2,3-Backout-
Ventils zugeordnete Rückschlagventil 458, um das vorbe
schriebene Ventil 428, um ein mit der Rückwärtskupplung 462
verbundenes Ventil 460, um ein Rückschlagventil 464, welches
in Wirklichkeit ein Durchgangs- oder Wechselventil ist und
eine Anordnung zwischen der Servovorrichtung 300 und ihrer
Anschlußleitung 200 und zwischen der Servovorrichtung 300
und der zu dem 1,2-Schaltventil führenden Anschlußleitung
466 aufweist. Das siebte Rückschlagventil ist bei 468 und
das achte Rückschlagventil ist bei 470 gezeigt.
Das Rückschlagventil 362 ist während einer 2,3-Aufwärts
schaltung geschlossen, so daß der 2,3-Sammlerstaudruck über
das 2,3-Modulatorventil strömen muß. Während einer
3,2-Abwärtsschaltung und während eines Eingriffs der Vor
wärtskupplung wird die Kugel dieses Rückschlagventils von
ihrem Sitz abgehoben, so daß eine Strömung zu dem Sammler
hin stattfindet.
Das Rückschlagventil 414 ist geschlossen, wenn die Vorwärts
kupplung betätigt wird, wodurch die Strömung durch eine
geeignete Drossel hindurchgeleitet wird. Während einer
3,4-Aufwärtsschaltung und während eines gelösten Zustandes
der Vorwärtskupplung zur Bereitstellung eines neutralen Zu
standes strömt das Fluid der Vorwärtskupplung frei an dem
Ventil 414 vorbei und umgeht so alle Strömungsdrosseln.
Das Rückschlagventil 458 ist während der 2,3-Aufwärtsschal
tung geschlossen, so daß die Direktgangströmung entweder
durch die Drossel 358 oder die Drossel 458 hindurchgeht,
abhängig von der Position des 2,3-Backout-Ventils. Während
einer 3,2-Abwärtsschaltung geht die Direktgangströmung an
dem Rückschlagventil 458 vorbei, wodurch die Strömungsdros
seln umgangen werden.
Das Rückschlagventil 428 ist während einer 3,4-Aufwärts
schaltung geschlossen, wodurch die Freigabeströmung der
overdrive-Servovorrichtung an dem 3,4-Modulierventil 420
vorbeigeht. Bei einer 4,3-Abwärtsschaltung strömt das Öl an
dem Ventil 428 vorbei.
Das Rückschlagventil 460 ist während des Eingriffs der
Rückwärtskupplung geschlossen, so daß das angelieferte Fluid
durch die Strömungsdrossel 472 hindurchströmt. Wenn die
Rückwärtskupplung freigegeben wird, wird das Fluid von der
Rückwärtskupplung über das Ventil 460 entleert.
Das Durchgangs- oder Wechselventil 464 betätigt die Servo
vorrichtung des ersten Ganges und des Rückwärtsganges
entweder aus dem Rückwärtskreis oder aus dem 1,2-Schalt
ventil.
Das Rückschlagventil 468 verhindert die Druckverteilung an
die Wandlerkupplung während des ersten Ganges, falls aus
irgendeinem Grund das Solenoid der Wandlerkupplung während
des ersten Ganges ausfallen sollte. Die Ventilkugel befindet
sich auf ihrem Ventilsitz während des zweiten Ganges, des
dritten Ganges und des vierten Ganges.
Das Rückschlagventil 470 ist während einer 1,2-Aufwärts
schaltung geschlossen. Dadurch wird das Fluid bei der
Kupplungsbetätigung der Zwischengangkupplung durch die
Drossel 306 zum Strömen gebracht. Bei einer 2,1 Abwärts
schaltung ist ein zweiter druckloser Ablaßweg durch die
Strömungsdrossel 474 zu dem drucklosen Strömungsweg hinzu
gefügt.
Die Fig. 4A zeigt den Wandlerkreis und die Steuervorrichtung
für die Bypasskupplung, wenn sich das Getriebe in der
Neutral- und Parkposition des Handventils bei etwas geöff
neter Drosselklappe befindet. In diesem Fall befindet sich
das Steuerventil 212 in einer oberen Position. Geregelter
Druck wird dann an den Pumpenradkreis des Wandlers geliefert
und auch an den Bypasskreis über die Leitungen 226 und 224.
Fluid wird von dem Hauptregelventil über das Druckbegren
zungsventil 176 geliefert, welches eine obere Position
einnimmt. Es wird dann über das Steuerventil der Bypass
kupplung direkt an die Leitungen 226 und 224 weitergeleitet.
Das Fluid wird aus dem Turbinenradkreis des Wandlers über
die Leitung 164 zurückgeleitet und dann über das offene
Ablaßventil hin zu dem Kühler 174.
Die Fig. 5A und 5B zeigen die Steuervorrichtung der Fig. 4,
wenn die einzelnen Ventile in die Positionen geschaltet
sind, die während der Rückwärtsfahrt im offenen Wandlerbe
trieb und bei einer teilweise geöffneten Drosselklappe
eingenommen werden. Das Steuerventil der Bypasskupplung ist
daher in einer oberen Position, das Druckregelventil 260
befindet sich in einer linken Position, das 2,3-Backout-
Ventil ist durch den Steuerdruck in der Leitung 374 nach
rechts geschaltet, der Ventilkolben 412 des 3,4-Schalt
ventils befindet sich in einer unteren Position und der
Betätigungsdruck ist an die Rückwärts-Servovorrichtung 300
weitergeleitet. Die Ventilfeder 284 hat den Ventilkolben
des 1,2-Schaltventils in seine obere Position bewegt und
den Ventilkolben des 2,3-Schaltventils in seine untere
Position. Der Rückwärtsdruck wird über die Leitung 200 des
Handventils 154 an die Rückwärtskupplung geliefert.
Die Fig. 6A und 6B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile in die Positionen bewegt sind, die sie während der
Neutralposition des Handventils bei offenem Wandlerbetrieb
und geschlossener Drosselklappe einnehmen. Der Leitungsdruck
wird dann von dem Handventil über die Leitungen 190 und 156
zu dem Druckbegrenzungsventil des Wandlers und zu dem
Steuerventil seiner Bypasskupplung geleitet. Der Ventil
kolben des 2,3-Schaltventils befindet sich in einer unteren
Position, und der Ventilkolben des 1,2-Schaltventils befin
det sich in einer oberen Position. Die Druckverteilung an
alle Servovorrichtungen und Kupplungen ist unterbrochen.
Das 2,3-Backout-Ventil und das Druckregelventil befinden
sich in ihren linken Endpositionen.
Die Fig. 7A und 7B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine Steuerung des ersten Ganges im
offenen Wandlerbetrieb bei geschlossener Drosselklappe
positioniert sind. Der Leitungsdruck wird in diesem Fall
von dem Handventil über das 2,3-Schaltventil, das sich in
einer unteren Position befindet, an die Anschlußleitung 328
der Freigabeseite der Overdrive-Servovorrichtung geliefert.
Der Leitungsdruck wird auch zu der Vorwärtskupplung aus dem
3,4-Schaltventil geliefert, welches sich ebenfalls in einer
unteren Position befindet und aus dem Handventil über die
Leitung 410 mit Fluid versorgt wird.
Die Fig. 7B zeigt in vereinfachter Form die Ventilelemente,
die bei dieser Steuerung besonders betroffen sind. Gezeigt
ist, daß die obere Arbeitskammer des 2,3-Sammlerkolbens mit
Druck beaufschlag ist. Das Drosselsteuerventil ist nach
oben geschaltet und das 2,3-Modulatorventil ist nach unten
geschaltet, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der
Auslaßseite des 3,4-Schaltventils und der Vorwärtskupplung
hergestellt ist.
Das Schaltsolenoid SS2 ist abgeschaltet und das Schalt
solenoid SS1 ist eingeschaltet. Das 1,2-Schaltventil wird
deshalb nach unten bewegt, so daß auch das 2,3-Schaltventil
nach unten bewegt wird, weil diese beiden Ventile wechsel
seitig mechanisch miteinander verbunden sind. Die Fig. 7A
zeigt im übrigen die Position des Steuerventils der Bypass
kupplung, wobei die Wandlerkupplung gelöst ist.
Die Fig. 8A und 8B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile für die Steuerung des zweiten Gangs im offenen
Wandlerbetrieb bei teilweise geöffneter Drosselklappe
positioniert sind. Die Fig. 8A zeigt, daß die beiden Druck
kammern des 1,2-Sammlers unter Druck stehen. Die beiden
Schaltsolenoide SS1 und SS2 sind ausgeschaltet, so daß das
Handventil den Leitungsdruck an das 3,4-Schaltventil liefern
kann, welches den Druck an die Vorwärtskupplung über das
Drosselsteuerventil weiterleitet. Das Handventil ergibt
auch eine Druckverteilung an das 1,2-Schaltventil, welches
den Druck über die Strömungsdrossel 306 an die Zwischengang
kupplung weitergibt.
Die Fig. 9A und 9B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile für die Steuerung des dritten Ganges positioniert
sind und dabei der Wandler eine Modulierstellung und also
nicht eine offene Betriebsstellung einnimmt. Das Steuer
ventil der Bypasskupplung ist in diesem Fall unter dem
Einfluß des Druckes aus dem Moduliersolenoid der Wandler
kupplung einwärts bewegt. Der Druck wird somit über das
Steuerventil der Bypasskupplung verteilt, wobei die Größe
des Druckes in der Leitung 224 durch den Arbeitszyklus des
Moduliersolenoids der Wandlerkupplung und durch den Druck
in der Leitung 228 bestimmt wird, der an den oberen Steuer
bund 216 des Steuerventils der Bypasskupplung geliefert
wird.
Der Druck aus dem Handventil wird direkt an die Freigabe
seite der Overdrive-Servovorrichtung und an die Direktgang
kupplung über das 2,3-Backout-Ventil geliefert. Das
2,3-Backout-Ventil wird durch das Drucksteuersignal in der
Leitung 374 nach rechts geschaltet. Die Funktion des
2,3-Backout-Ventils wird mit einer Bezugnahme auf die
Fig. 9B damit näher erklärt, daß in der dort dargestellten
Position das Schaltsolenoid SS1 ausgeschaltet und das
Schaltsolenoid SS2 eingeschaltet ist. Ein Moduliersolenoid
der Wandlerkupplung empfängt Signale veränderlicher Impuls
breite. Wenn das Schaltsolenoid SS2 eingeschaltet ist, wird
der Öldruck an das 2,3-Schaltventil und das 3,4-Schaltventil
geliefert. Das 2,3-Schaltventil wird nach oben entgegen der
Kraft der Ventilfeder bewegt, während das 1,2-Schaltventil
in seiner oberen Position verbleibt. Der Leitungsdruck wird
dann aus dem Handventil zu der Direktgangkupplung und zu
dem 2,3-Sammler unter Vermittlung des 2,3-Backout-Ventils
geliefert.
Der Druck aus dem Schaltsolenoid SS2 reicht allein jedoch
nicht aus, um das 3,4-Schaltventil zu bewegen, so daß es in
der in Fig. 9B gezeigten Position gehalten wird. Während
einer geringen Öffnung der Drosselklappe wird die Direkt
gangkupplung aus dem 2,3-Backout-Ventil über die Strömungs
drossel 360 beliefert. Wenn die Drosselklappe voll geöffnet
wird, wird das 2,3-Backout-Ventil nach rechts bewegt, so daß
dadurch das Öl durch die Strömungsdrossel 358 gedrückt
wird.
Die Fig. 10A und 10B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile für die Steuerung des vierten Ganges im offenen
Wandlerbetrieb und teilweise geöffneter Drosselklappe
positioniert sind. Der Arbeitszyklus des Moduliersolenoids
der Wandlerkupplung kann erhöht werden, damit das Steuer
ventil der Bypasskupplung in eine untere Position gebracht
wird, wenn eine Betätigung der Kupplung ohne jeden Schlupf
gewünscht wird. Der modifizierte Druck aus dem Modulier
solenoid der Wandlerkupplung bewirkt einen gesteuerten
Schlupf. Der durch den Prozessor befohlene Arbeitszyklus
ist dann größer als Null, jedoch kleiner als 100%.
Die Fig. 11A und 11B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente in Positionen eingestellt sind, welche bei
einer modulierten Wandlerkupplung und einer teilweise
geöffneten Drosselklappe im dritten Gang erhalten werden.
Dabei sind sowohl die Betätigungs- wie auch die Freigabeseite
der Overdrive-Servovorrichtung mit Druck beaufschlagt und
die Servovorrichtung ist deshalb gelöst. Das 3,4-Schalt
ventil befindet sich in einer unteren Position, und das
2,3-Schaltventil sowie das 1,2-Schaltventil befinden sich
unter dem Einfluß des Solenoiddruckes in einer oberen
Position. Die Vorwärtskupplung und die Direktgangkupplung
sowie auch die Zwischengangkupplung sind daher betätigt.
Die Fig. 12A und 12B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente in die Positionen eingestellt sind, die
während des ersten Ganges in der manuellen L-Position des
Handventils bei offenem Wandler und geschlossener Drossel
klappe erhalten werden. Das Schaltsolenoid SS2 ist ausge
schaltet und das Schaltsolenoid SS1 ist eingeschaltet. Das
1,2-Schaltventil befindet sich in einer unteren Position,
so daß sich auch das 2,3-Schaltventil in einer unteren
Position befindet. Die Servovorrichtung des ersten Ganges
und des Rückwärtsganges ist betätigt, da an sie Druck über
das 1,2-Schaltventil aus dem Handventil angeliefert ist.
Das 2,3-Modulierventil befindet sich in seiner unteren
Position, und das Drosselsteuerventil befindet sich in
seiner oberen Position. Die Fluidströmung an die Vorwärts
kupplung wird durch die Strömungsdrossel 380 vermittelt.
Die Fig. 13A und 13B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile in den zweiten Gang bei offenem Wandlerbetrieb und
teilweise geöffneter Drosselklappe positioniert sind. Die
Betätigungskammer der Overdrive-Servovorrichtung steht
dabei unter Druck, und das 1,2-Schaltventil befindet sich
in seiner oberen Position, wodurch der Druck aus dem Hand
ventil an das Regelventil der Overdrive-Servovorrichtung
und an den 1,2-Sammler verteilt werden kann sowie über die
Drossel 306 an die Zwischengangkupplung. Die beiden Schalt
solenoide sind durch den Prozessor ausgeschaltet. Das
Moduliersolenoid der Wandlerkupplung ist ebenfalls ausge
schaltet, und die Wandlerkupplung ist gelöst. Diese Verhält
nisse liegen auch vor in dem ersten Gang.
Die Fig. 14A und 14B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile in die Positionen eingestellt sind, die beim ersten
Start des Fahrzeuges und bei der Bewegung des Handhebels in
die OD-Position noch im Stillstand des Fahrzeuges erhalten
werden. Die Ventile steuern dabei den Eingriff der Vorwärts
kupplung. Ein weicher Eingriff wird durch die Fluidversor
gung aus dem Drosselsteuerventil über die Drossel 380 sicher
gestellt. Durch die Druckbeaufschlagung des 2,3-Sammlers
wird die Schaltung gedämpft, sobald Fluid aus der Anschluß
leitung 370 an die Vorwärtskupplung über das Rückschlag
ventil 362 an das obere Ende der Sammlerkammer verteilt wird.
Die Fig. 15A und 15B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile in die Positionen eingestellt sind, die während der
Rückwärtsfahrt und im Eingriff der Rückwärtskupplung erhal
ten wurden, sobald der Handhebel aus der Neutral- in die R-
Position eingestellt wird. In diesem Fall wird der Leitungs
druck aus dem Handventil- an die Servovorrichtung des ersten
Ganges und des Rückwärtsganges und an die Rückwärtskupplung
verteilt, wobei die Betätigungsrate der Rückwärtskupplung
durch die Strömungsdrossel 472 gesteuert wird. Das Rück
schlagventil 464 ergibt eine Verbindung zwischen dem Hand
ventil und der Anschlußleitung an die Servovorrichtung des
ersten Ganges und des Rückwärtsganges. Das Schaltsolenoid
SS1 ist eingeschaltet, und das Schaltsolenoid SS2 ist
ausgeschaltet.
Die Fig. 16A und 16B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine Steuerung einer 1,2-Schaltung bei
teilweise geöffneter Drosselklappe eingestellt sind. Das
Handventil verteilt dann den Leitungsdruck über das
1,2-Schaltventil, welches sich unter dem Einfluß seiner
Feder in einer oberen Position befindet. Die Zwischengang
kupplung wird dann durch das 1,2-Schaltventil über die
Drossel 306 versorgt. Der an der Zwischengangkupplung zur
Verfügung stehende Druck beaufschlagt die untere Seite des
Kolbens 448 des 1,2-Sammlers. Da der Leitungsdruck auf die
Mittelfläche des Kolbens 448 wirkt, wird die Betätigung der
Zwischengangkupplung gedämpft.
Die Fig. 17A und 17B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine 2,3-Schaltung bei teilweise geöff
neter Drosselklappe positioniert sind. Der Druck der Vor
wärtskupplung wird über das 3,4-Schaltventil verteilt,
welches eine untere Position einnimmt. Diese untere Position
wird auch während einer 1,2-Schaltung eingenommen. Das 2,3-
Schaltventil erfährt eine Bewegung nach oben, weil der
Solenoiddruck auf das untere Ende des 2,3-Schaltventils
einwirkt. Das Schaltsolenoid SS2 ist dabei eingeschaltet,
und das Schaltsolenoid SS1 ist ausgeschaltet. Eine Aufwärts
bewegung des 2,3-Schaltventils findet wegen der wechsel
seitig mechanischen Verbindung auch an dem 1,2-Schaltventil
statt. Der Overdrive-Freigabedruck wird über die Leitung 328
aus dem 2,3-Schaltventil verteilt. Die Zwischengangkupplung
wird mit Druck beaufschlagt, sobald die Anschlußleitung 302
über das 1,2-Schaltventil mit der Leitung 206 des Hand
ventils verbunden wird.
Die Fig. 18A und 18B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile für eine 3,4-Aufwärtsschaltung bei teilweise geöff
neter Drosselklappe positioniert sind. Der Leitungsdruck
wird durch das 1,2-Schaltventil verteilt, welches sich
zusammen mit dem 2,3-Schaltventil unter dem Einfluß des
Solenoidbetätigungsdruckes in eine obere Position bewegt.
Das Regelventil der Overdrive-Servovorrichtung bewegt sich
nach unten und stellt eine Verbindung zwischen der Leitung
294 und der Betätigungsseite der Overdrive-Servovorrichtung
her. Die beiden Schaltsolenoide SS1 und SS2 sind eingeschal
tet, so daß die Schaltsolenoiddrücke das 3,4-Schaltventil
entgegen der Kraft seiner Feder bewegen können. Fluid wird
dann über die Leitung 440 an das Regelventil der Overdrive-
Servovorrichtung geliefert, so daß das Regelventil an einer
Druckregelung gehindert wird und der volle Leitungsdruck an
die Betätigungsseite der Overdrive-Servovorrichtung verteilt
wird. Das 3,4-Modulierventil 420 steuert eine weiche 3,4-
Schaltung durch eine Druckregelung an der Freigabeseite des
Overdrive-Bremsbandes, sobald Fluid aus der Servovorrichtung
über die Leitung 328 verdrängt wird. Der Druck an der
Vorwärtskupplung wird über das Rückschlagventil 414 und
über das 3,4-Schaltventil entlastet.
Die Fig. 19A und 19B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventile für eine 4,3-Abwärtsschaltung im Schiebebetrieb bei
geschlossener Drosselklappe positioniert sind. Das Backout-
Ventil 330 befindet sich dann in einer linken Position,
weil dann der Ausgangsdruck des Solenoidventils der elektro
nischen Drucksteuerung ein Minimum ist. Das 3,4-Schaltventil
bewegt sich nach unten, weil das Schaltsolenoid SS1 ausge
schaltet ist und der verbleibende Druck an dem unteren Ende
des 3,4-Schaltventils, der von dem Schaltsolenoid SS2
geliefert wird, zu diesem Zeitpunkt nicht ausreicht, die
Kraft der Ventilfeder 400 zu überwinden. Dadurch wird Druck
aus dem Handventil über die Drossel 388 an die Vorwärtskupp
lung geliefert.
Die Fig. 20A und 20B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine 4,3-Abwärtsschaltung bei teilweise
geöffneter Drosselklappe positioniert sind. Das Regelventil
314 der Overdrive-Servovorrichtung ergibt dabei eine Däm
pfung dieser 4,3-Abwärtsschaltung, indem es den Druck
modifiziert, der an die Betätigungsseite der Servovorrich
tung angeliefert wird. Die Größe der Modifikation ist
abhängig von der Kraft der Feder, die auf den Ventilkolben
438 des Regelventils einwirkt.
Die Fig. 21A und 21B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine 2,1-Abwärtsschaltung bei geschlosse
ner Drosselklappe positioniert sind. Das Schaltsolenoid SS2
ist dann ausgeschaltet, und das Schaltsolenoid SS1 ist
eingeschaltet. Das 1,2-Schaltventil ist dann nach unten
bewegt und hält auch das 2,3-Schaltventil in einer unteren
Position. Da beide Seiten der Overdrive-Servovorrichtung
unter Druck stehen, ist die Servovorrichtung gelöst. Das
Backout-Ventil ist in eine linke Position bewegt, und der
Druck der Vorwärtskupplung wird über die Strömungsdrossel
380 verteilt.
Die Fig. 22A und 22B zeigen die Steuervorrichtung, wenn die
Ventilelemente für eine 3,2-Abwärtsschaltung bei geschlosse
ner Drosselklappe positioniert sind. Der Leitungsdruck wird
aus dem Handventil über das 3,4-Schaltventil verteilt, das
eine untere Position einnimmt. Der Druck wird dann weiter
über das Drosselsteuerventil an die Vorwärtskupplung unter
Vermittlung der Drossel 380 verteilt. Die Direktgangkupplung
ist entleert ebenso wie die untere Kammer des 2,3-Sammlers
unter Einschaltung der Leitung 316, des 2,3-Schaltventils
und der Ablaßdrossel 318.
Die Fig. 25 zeigt das elektronische Solenoid-Drucksteuer
ventil 114, welches mit einem Stellglied VFS von veränder
licher Kraft und einem Ventilkolben 480 mit zwei beabstande
ten Steuerbünden 482 und 484 ausgebildet ist. Der Ventilkol
ben ist in einer Ventilkammer 485 angeordnet und durch eine
Feder 486 nach links vorgespannt. Eine Anschlußöffnung 487
ist an die Druckleitung 190 angeschlossen, die aus dem
Hauptdruckregelventil geregelten Leitungsdruck erhält, und
steht über dem Raum zwischen den Ventilbünden 482 und 484
sowie die Auslaßöffnung 489 mit einer Druckauslaßleitung
des Solenoidventils in Verbindung. Der Steuerbund 484
steuert die Verbindung zwischen den Öffnungen 487 und 489.
Der Druck an der Öffnung 487 wird an die obere Seite des
Steuerbundes 482 über eine Strömungsdrossel 491 und über
eine Zentralleitung 493 übermittelt.
Die Solenoidwicklung 488 des Stellgliedes umgibt einen
Anker 490. Eine Ventilfeder 492 ist in einer Zentralöffnung
des Ankers angeordnet und spannt diesen nach unten vor. Die
Feder ist durch einen Federsitz 494 abgestützt, der an dem
Solenoidgehäuse befestigt ist. Der Anker ist von einer
Magnetflußscheibe 495 umgeben.
Wenn die Solenoidwicklung mit einem Stromfluß erregt wird,
wird der Anker gegen die Kraft der Feder 492 nach oben
bewegt. Dadurch wird die Sitzkraft des Tellerventils am
Boden des Ankers in Bezug auf seine Sitzfläche 497 ge
schwächt. Dadurch wird die Beschränkung der Öffnung 497
verkleinert und eine Bewegung des Ventilkolbens 480 ausge
löst, wodurch die Verbindung zwischen den Leitungen 190 und
130 eingeengt und umgekehrt die Verbindung zwischen der
Öffnung 489 und dem drucklosen Auslaß 498 vergrößert wird.
Der Auslaß 498 ist direkt mit der oberen Seite der Öffnung
497 verbunden. Der Steuerbund 484 wirkt mit der mit der
Leitung 190 verbundenen Öffnung 487 zusammen, und der
Steuerbund 482 wirkt mit dem drucklosen Auslaß 498 zusammen.
Ein durch den Prozessor befohlener Minimalstrom in dem
Solenoid ergibt in der Leitung 130 ein maximales Druckaus
gangssignal. Ein Maximalstrom in dem Solenoid ergibt umge
kehrt in der Leitung 130 einen Minimumdruck. Dadurch wird
der Leitungsdruck verringert.
Die Fig. 26 zeigt das Solenoid-Moduliersteuerventil 118 der
Wandlerkupplung. Es erhält einen geregelten Eingangsdruck
aus dem Regelventil über die Leitung 240. Es verteilt einen
variablen Ausgangsdruck an das Steuerventil der Bypasskupp
lung des Wandlers über die Leitung 228.
Das Solenoidventil 118 weist ein Gehäuse 498 auf, welches
ein in einer Ventilkammer 502 des Gehäuses 498 angeordnetes
Kugelventil 500 aufnimmt. Während das Solenoidventil der
Fig. 25 ein Solenoid veränderlicher Kraft mit einem ein
stückigen Ventilkolben ist, ist das Solenoidventil der
Fig. 26 ein die Impulsbreite modulierendes Solenoid PWM mit
einem Anker 504, der mit dem Kugelventil 500 zusammenwirkt.
Das Kugelventil 500 sitzt auf einem Ventilsitz 506, von
welchem es abgehoben wird, wenn der Anker 504 nach unten
bewegt wird. Dadurch wird eine gesteuerte Verbindung zwi
schen den Leitungen 228 und 240 hergestellt, wobei die
Leitung 228 mit der oberen Seite der Steuerdrossel des
Kugelventils verbunden ist. Das Solenoid kann bei einem
Nullarbeitszyklus arbeiten, wenn das Kugelventil geschlossen
ist, so daß dann die Bypasskupplung des Wandlers ausgeschal
tet ist. Wenn es mit einem Arbeitszyklus von 100% betrieben
wird, so ist dann das Kugelventil voll geöffnet und der
Druck in der Leitung 228 ist dann gleich dem Druck in der
Leitung 240. Ein gesteuerter Schlupf der Kupplung wird
erhalten, wenn der Arbeitszyklus zwischen 0 und 100% ist.
Eine Solenoidwicklung 508 umgibt den Anker 504. Wenn die
Wicklung erregt ist, bewegt sich der Anker 504 nach unten,
so daß durch eine Ankerverlängerung 510 das Ventil 500 von
seinem Sitz abgehoben wird. Die Ankerverlängerung 510 ist
in einer Führungshülse 512 geführt. Ein elektrischer An
schluß 514 ergibt eine Anschlußmöglichkeit für die Spannungs
quelle an die Solenoidwicklung.
Die Fig. 23 zeigt eine tabellarische Übersicht über die
Vorgänge bei den verschiedenen Gangwechseln, wenn die
Schaltsolenoide SS1 und SS2 ein- und ausgeschaltet sind.
Für die einzelnen Positionen OD, D, 1 und R des Handventils
ist dabei ein getrennter Bereich dieser Übersicht vorgesehen.
Zu dieser Übersicht wird somit besonders darauf hingewiesen,
daß nur der Schaltzustand eines einzigen Solenoids geändert
werden muß, um den Gangwechsel zwischen zwei benachbarten
Gängen zu bewirken, wenn das Handventil entweder in die
OD- oder in die D-Position eingestellt ist. In der
OD-Position wird bspw. der Gangwechsel von dem ersten Gang
in den zweiten Gang nur durch den Wechsel des Schaltzustan
des des Schaltsolenoids SS1 von EIN auf AUS erreicht. Der
Zustand des Schaltsolenoids SS2 bleibt dabei unverändert.
Ein Gangwechsel von dem zweiten Gang in den dritten Gang
oder von dem dritten Gang in den zweiten Gang wird anderer
seits dadurch bewirkt, daß der Schaltzustand nur des Schalt
solenoids SS2 geändert wird, während derjenige des Schalt
solenoids SS1 unverändert bleibt. Gangwechsel zwischen dem
dritten Gang und dem vierten Gang werden durch einen Zu
standswechsel des Schaltsolenoids SS1 erhalten, während das
Schaltsolenoid SS2 unbeeinflußt bleibt. Es ist somit nicht
erforderlich, dar Ein- oder Ausschalten eines Solenoids in
Bezug auf das Ein- oder Ausschalten des anderen Solenoids
zu synchronisieren. Dadurch wird die Kalibrierung des
Getriebes vereinfacht und die Zuverlässigkeit der Steuer
vorrichtung verbessert.
Fig. 24 zeigt die Schaltpläne für eine bevorzugte Ausfüh
rungsform des Getriebes. Die Schaltplane, die in dem ROM-
Speicher gespeichert sind, sind in dieser Figur mit einer
Darstellung der Drosselklappenöffnung über der Fahrgeschwin
digkeit verdeutlicht. Für jeden Gangwechsel sind getrennte
Kennlinien der Aufwärts- und Abwärtsschaltungen zwischen
den einzelnen Gängen gezeigt. Die Information der Fig. 24
ist in dem ROM-Bereich des Speichers des Mikroprozessors
gespeichert und wird von diesem Speicher in Abhängigkeit
von der Stellung der Drosselklappe und der Fahrgeschwindig
keit ausgelöst. Für jede Fahrgeschwindigkeit und jede
Öffnungsstellung der Drosselklappe wird in Übereinstimmung
mit dem Programm der Fig. 24 eine Schaltung vorgegeben. Der
Prozessor entwickelt dann ein Ausgangssignal, das an die
Schaltsolenoide SS1 und SS2 verteilt wird, um den passenden
Gangwechsel zu bewirken, mit dem die korrekte Fahrgeschwin
digkeit und Öffnung der Drosselklappe berücksichtigt wird.
Es sollte hier noch angemerkt werden, daß im vierten Gang
die beiden Schaltsolenoide SS1 und SS2 eingeschaltet sind.
Dadurch wird eine Leckage durch die Schaltsolenoide während
des Hauptanteils der Betriebszeit vermieden, über welchen
sich das Getriebe in dem vierten Gang befindet. Da für die
Gangwechsel zwischen benachbarten Gängen nur ein Ein- oder
Ausschalten eines einzigen Schaltsolenoids erforderlich
ist, wird dadurch eine synchrone Betätigung der Schaltsole
noide überflüssig. Es wird deshalb auch eine sehr kurze
Ansprechzeit und weiterhin eine sehr präzise Bewegung der
Schaltventile erhalten. Sobald der Schaltbefehl ausgegeben
ist, findet ein sofortiger Wechsel des Schaltzustandes des
betreffenden Schaltsolenoids statt. Bspw. wird bei einer
4,3-Abwärtsschaltung, wenn das Schaltsolenoid SS1 ausge
schaltet wird, eine sofortige Strömung von der Solenoid-
Schaltdruckleitung 408 durch das Schaltsolenoid SS1 hindurch
erhalten. Die mit dem Schaltsolenoid SS1 verbundene Strö
mungsdrossel 242 hat eine begrenzte Strömungsleistung, die
eine Schaltung des 3,4-Schaltventils nach unten nicht
verzögert. Dies trifft auch zu für die Strömungsdrossel 244
bei einer 3,2-Abwärtsschaltung, wenn das Schaltsolenoid SS2
ausgeschaltet ist. Der Fluidauslaß von der Leitung 246 wird
dabei wegen der begrenzten Strömungsleistung der Drossel 244
nicht verzögert.
Die Ansprechzeit ist bei einer 4,3-Abwärtsschaltung und bei
einer 3,2-Abwärtsschaltung am wichtigsten und es kann dafür
festgehalten werden, daß in diesen Fällen die Steuervorrich
tung am schnellsten reagiert. Die Solenoide haben eine
ausreichende Kapazität, um Fluid zu einem drucklosen Auslaß
hin zu verdrängen.
Mit Ausnahme der 2,1-Abwärtsschaltung wird bei jeder Abwärts
schaltung das zugeordnete Schaltsolenoid durch die Befehle
der Steuerstrategie ausgeschaltet. Dadurch findet ein
rascher Abfall des Solenoiddruckes statt mit der Folge
einer kurzen Ansprechzeit der Bewegung des Schaltventils.
Das 3,4-Schaltventil ist hydraulisch direkt mit dem Hand
ventil verbunden. Wenn das Handventil aus der OD-Position
bewegt wird, wird Leitungsdruck über die Leitung 108 direkt
an das obere Ende des Ventilkolbens 412 des 3,4-Schaltven
tils geliefert. Das 3,4-Schaltventil wird dadurch auf eine
untere Position eingestellt unabhängig von dem Schaltzustand
eines Solenoids und unabhängig auch davon, ob in den Leitun
gen 408 oder 406 ein Druck existiert. Die Vorwärtskupplung
bleibt daher unter Druck gesetzt, wenn das Handventil aus
der OD-Position in eine andere Position der Vorwärtsbewegung
gebracht wird, weil die resultierende Abwärtsschaltbewegung
des 3,4-Schaltventilkolbens 412 die Leitungsdruckleitung
410 über die Leitung 370 direkt mit der Vorwärtskupplung
verbindet. Die Vorwärtskupplung ist eine wichtige Kupplung,
die somit auch bei einem Ausfall betätigt bleiben muß, weil
diese Kupplung für die drei Vorwärtsgänge benötigt wird.
Wenn das 3,4-Schaltventil in seine untere Position gebracht
wird, sofern das Handventil aus seiner OD-Position gelöst
wird, dann wird der über die Leitung 108 an das 3,4-Schalt
ventil verteilte auch an das obere Ende des Regelventils
der Overdrive-Servovorrichtung über die Leitung 440 verteilt.
Der Betätigungsdruck dieser Servovorrichtung bleibt somit
auf seinem Maximalwert erhalten. Die Regelwirkung des
Reglers wird daher unter diesen Bedingungen überlagert.
In Fig. 22C ist eine Explosionsansicht des gegossenen
Ventilkörpers und seiner zugeordneten Bauteile gezeigt. Der
Ventilkörper 516 weist mehrere Hohlräume und Ventilbohrungen
zur Aufnahme der Ventilelemente auf, die anhand der Fig. 4
näher beschrieben wurde. Es handelt sich dabei um ein
Formgußteil mit Kanälen, die Öl von einem Ort des Ventil
systems zu einem anderen leiten. Die Kanäle sind beim
Gießen des Ventilkörpers erzeugt.
Der Ventilkörper ist mit einer Deckelplatte 518 auf der
einen Seite und mit einer weiteren Deckelplatte 522 auf der
anderen Seite bedeckt. Eine Dichtung 532 ist zwischen der
Deckelplatte 522 und dem Gußkörper des Getriebes angeordnet,
an welchem der Ventilkörper befestigt wird. Eine zweite
Dichtung 530 ist zwischen der Deckelplatte 518 und dem
Ventilkörper 516 angeordnet. Eine Ölwanne 524 deckt die
gesamte Anordnung ab und wird an dem Getriebegehäuse ver
schraubt.
Dübelbolzen 526 und 528 ergeben eine wechselseitige Aus
richtung und Verklemmung der Platte 518 und der Dichtung
530 an dem Ventilkörper 516, wobei während der Montage
damit auch die Dichtung 520 und die Platte 522 in Bezug auf
den Ventilkörper 516 ausgerichtet werden. Diese Dübelbolzen
sind auch für die Ausrichtung dieser Baugruppe an dem
Getriebegehäuse verwendet.
In Fig. 22D ist eine Draufsicht der Baugruppe gezeigt,
nachdem die Deckelplatte 518 mittels der Dübelbolzen 526
und 528 an dem Ventilkörper 516 verdübelt wurde.
Die Fig. 22 F zeigt eine Seitenansicht mit dem Ventilkörper
516 und den Deckelplatten 518 und 522, wobei die Dichtung
530 mit einer Anordnung zwischen der Deckelplatte 518 und
dem Ventilkörper 516 und die Dichtung 520 mit einer Anord
nung zwischen der Deckelplatte 522 und dem Ventilkörper 516
gezeigt sind. Wenn die Dübelbolzen montiert sind, dann
steht eine Dübelstiftverlängerung der Bolzen über Dübelöff
nungen in der Deckelplatte 522 und in der Dichtung 520 vor.
Bei dem in Fig. 22E gezeigten Bolzen 528 ist diese Stiftver
längerung bei 534 gezeigt, die somit wie die Stiftverlänge
rungen der anderen Bolzen in Dübelöffnungen aufgenommen
werden, die im unteren Bereich des Getriebegehäuses ausge
bildet sind, an welchem der Ventilkörper 516 montiert wird.
Der in Fig. 22E gezeigte Dübelbolzen 528 weist einen Gewinde
schaft 536 auf, der in einer Gewindeöffnung des Ventilkör
pers 516 aufgenommen wird. Der Bolzenkopf 538 verklemmt die
Deckelplatte 518 und die Dichtung 530 an einer Seite des
Ventilkörpers. Die Stiftverlängerung 534 wird in einer
Dübelöffnung der Dichtung 520 und der Deckelplatte 522
aufgenommen, die an der gegenüberliegenden Seite des Ventil
körpers angeordnet sind.
Die in Fig. 22D gezeigte Dübelöffnung der Deckelplatte 518
verläuft in Richtung der Hauptachse des Ventilkörpers. Die
Öffnung ist dabei in dieser Richtung größer als der Durch
messer der Stiftverlängerung, während die Breite der Öffnung
in der Richtung der Nebenachse des Ventilkörpers mit der
Ausnahme von Toleranzen gleich dem Durchmesser der Stiftver
längerung ist. Die Öffnung für die Stiftverlängerung für
den Dübelbolzen 528 ist rund und mit Ausnahme von Toleranzen
im Durchmesser gleich dem Durchmesser der Stiftverlängerung.
Die längliche Öffnung für den Dübelbolzen 526 ist mit
axialen Summentoleranzen versehen und erlaubt eine präzise
Anordnung der Ventilplatte 518 an einer präzisen Stelle in
Bezug auf den Ventilkörper 516. Die Stiftverlängerungen 534
der Dübelbolzen erlauben auch eine präzise Anordnung der
Deckelplatte 522 und der Dichtung 520 an dem Ventilkörper
in Bezug auf die Druckkanäle und auch die Druckleitungen,
die in dem Bereich des Getriebegehäuses ausgebildet sind,
an welchem der Ventilkörper montiert wird. Der Schaftbereich
540 des Dübelstiftes 528 ist mit einem Durchmesser versehen,
der mit Ausnahme von Toleranzen mit dem Durchmesser der
Deckelplatte der Ventilgruppe zusammenpaßt, durch welche
hindurch er verläuft.
Das Moduliersolenoid der Bypasskupplung des Wandlers ergibt
einen gesteuerten Schlupf wie vorbeschrieben. Um die dafür
angewendete Strategie besser zu verstehen, wird in diesem
Zusammenhang Bezug genommen auf die Verhältnisse bei einer
bekannten Bypasskupplung gemäß der US-PS 5 029 087, in
Verbindung mit den Fig. 28 und 29, wobei die Fig. 29 ein
Flußdiagramm für die Bestimmung eines gewünschten Schlupfes
zeigt, der mit dem durch Sensoren gemessenen tatsächlichen
Schlupf verglichen wird.
Wie bereits erwähnt wurde, ist der tatsächliche Schlupf
gleich der Maschinendrehzahl, verringert um die Drehzahl
des Turbinenrades, die berechnet werden muß, weil dafür
kein eigener Sensor vorgesehen ist. Diese Berechnung wird
durch den Prozessor mit dem Meßwert für die Drehzahl der
Ausgangswelle durchgeführt und durch eine Korrektur dieses
Meßwertes mit dem Übersetzungsverhältnis, das bei dem
Getriebe zu dem jeweiligen Zeitpunkt vorhanden ist. Die
Differenz zwischen dem gewünschten Schlupf und dem tatsäch
lichen Schlupf wird durch einen Fehler E für jeden der in
Fig. 29 gezeigten Zeitpunkte angezeigt, bspw. für die
Zeiten T0, T1 und T2. Dieser Fehler wird während jedes
Hintergrund-Regelkreises des Mikroprozessors berechnet.
In der Fig. 29 ist gezeigt, daß der Fehler stetig in dem
Ausmaß abnimmt, in welchem der durch einen Sollwert be
stimmte Schlupf angenähert wird. Der Sollwert ist dabei ein
in dem ROM-Bereich des Speichers des Mikroprozessors ge
speicherter Wert, der somit aus dem Speicher in Übereinstim
mung mit der normalisierten Drehzahl des Turbinenrades
ausgelesen wird, die wie vorerwähnt berechnet wird, sowie
auch in Übereinstimmung mit der normalisierten Position der
Drosselklappe.
Die Steuerstrategie zur Bestimmung des gewünschten Schlupfes
ist in dem Flußdiagramm der Fig. 28 dargestellt. Während
der Bestimmung des gewünschten Schlupfes führt der Prozessor
die verschiedenen Stufen der Fig. 28 durch im Anschluß an
die Einstellung des gewünschten Schlupfes gleich dem abso
luten Wert für den Schlupf der Wandlerkupplung. Diese
Einstellung wird in dem Aktionsblock 542 der Fig. 28 vorge
nommen. Der Prozessor bestimmt dann, welcher Gang geschaltet
werden soll. Sofern das Übersetzungsverhältnis größer ist
als der dritte Gang wird ein Befehl zur Durchsicht der
Tabelle in dem Speicher ausgegeben, wo der mit dem Sollwert
übereinstimmende Schlupf gespeichert wird. Wenn diese Stufe
544 ausgeführt ist, dann wird in einer folgenden Stufe 546
abgefragt, ob das Übersetzungsverhältnis evtl. größer ist
als der dritte Gang. Der Sollwert des Schlupfes wird nach
der Übernahme in das Schlupfregister für den Zweck einer
Bestimmung des gewünschten Schlupfes verwendet. Der ge
wünschte Schlupf wird dabei unter Verwendung der folgenden
Gleichung erhalten:
Gewünschter Schlupf = tatsächlicher Schlupf - (PCDEC "x")
(tatsächlicher Schlupf - durch Sollwert bestimmter Schlupf),
wobei PCDEC "x" der Wert ist, der in Fig. 28 bei 548, 550
oder 552 erscheint.
In Fig. 29 ist eine Kennlinie für den Schlupf über der Zeit
gezeigt. Die Kurve 554 zeigt die Kennlinie für den tatsäch
lichen Schlupf über der Zeit und die Kennlinie 556 ist der
gewünschte Schlupf über der Zeit. Die Kennlinie 556 ist das
Ergebnis der vorbeschriebenen Berechnung unter Verwendung
der drei Fehlerwerte, nämlich der durch den Schlupfregler
gegenwärtig gemessene Fehler (E-T0), der bei dem vorhergehen
den Hintergrund-Regelkreis gemessene Fehler (E-T1) und der
bei dem vorletzten Hintergrund-Regelkreis bestimmte Fehler
(E-T2). Diese Fehlerwerte sind in Fig. 29 angedeutet. In
Fig. 29 ist auch mit dem Symbol T der dem Sollwert entspre
chende Schlupf bezeichnet. Der Wert dieses Sollschlupfes
wird durch den Drosselklappenwinkel und die Drehzahl der
Turbinenradwelle bestimmt, die bei dem jeweiligen Über
setzungsverhältnis vorhanden sind, wobei diese Information
aus einer Tabelle im Speicher des Mikroprozessors erhalten
wird. Der gewünschte Schlupf wird für jeden Hintergrund-
Regelkreis berechnet, so daß der Wert des absoluten Schlupfes
den Wert des Sollschlupfes T asymptotisch annähert.
Die Berechnung des gewünschten Schlupfes ist in dem Fluß
diagramm der Fig. 28 graphisch dargestellt. Die Routine
beginnt bei einer Stufe 542, wo der Wert des absoluten
Schlupfes auf der Basis des tatsächlichen Schlupfwertes
bestimmt wird. Sobald ein absoluter Schlupfwert vorliegt,
beginnt die Routine in der Stufe 546, wo eine Abfrage in
Bezug auf das Übersetzungsverhältnis durchgeführt wird,
welches durch den Gangsensor bestimmt wird. Wenn das Über
setzungsverhältnis größer als der dritte Gang ist, wird auf
die Stufe 544 übergewechselt. Sollte zu dem betreffenden
Zeitpunkt der vierte Gang geschaltet sein, dann wird der
passende gespeicherte Wert des Sollschlupfes aus dem Spei
cher des Mikroprozessors ausgelesen. Wenn das Übersetzungs
verhältnis dagegen dem dritten Gang entspricht, wird ein
anderer Sollwert in der Folgestufe 545 ausgelesen. Dies
findet statt, wenn die Abfrage in der Stufe 546 negativ
ist. In jedem Fall geht die Routine an die Folgestufe 547
über, wo eine Abfrage in Bezug auf das gegenwärtig vorhande
ne Übersetzungsverhältnis stattfindet.
Wenn das Übersetzungsverhältnis demjenigen des vierten
Ganges entspricht, wird der Schlupfverringerungsfaktor
PCDEC4 in dem momentanen Speicherregister gespeichert, das
für die Stufe 548 gezeigt ist. Wenn die Abfrage in der
Stufe 547 negativ ist, geht die Routine an die Stufe 549
weiter, wo eine weitere Abfrage für die Bestimmung statt
findet, ob das betreffende Übersetzungsverhältnis demjenigen
des dritten Ganges entspricht. Wenn die Antwort auf diese
Abfrage positiv ist, wird der Schlupfverringerungsfaktor
PCDEC3 entsprechend diesem Übersetzungsverhältnis aus dem
Speicher ausgelöst und in dem momentanen Speicherregister
gespeichert, wie es für die Stufe 550 verdeutlicht ist.
Wenn die Abfrage in der Stufe 549 negativ ist, geht die
Routine an die Stufe 551 über, wo bestimmt wird, ob das
Übersetzungsverhältnis demjenigen des zweiten Ganges ent
spricht. Wenn die Antwort auf diese Abfrage positiv ist,
erhält ein momentanes Halteregister einen anderen Schlupf
verringerungsfaktor PCDEC2 aus dem Speicher, was für die
Stufe 552 gezeigt ist. Wenn die Abfrage in der Stufe 551
negativ ist, geht die Routine schließlich an die Stufe 553
über, wo das momentane Halteregister eine neue Datengröße
(PCDEC1) aus dem Speicher erhält.
Die Routine wechselt dann auf die endgültige Stufe 554, wo
eine Berechnung des gewünschten Schlupfes unter Verwendung
der momentanen Registerdaten entsprechend dem vorbeschriebe
nen Ablauf durchgeführt wird. Der gewünschte Schlupf wird
hierbei gleich dem absoluten Schlupf unter Abzug eines
Teils des Unterschiedes zwischen dem absoluten Schlupf und
dem Sollschlupf für den gegenwärtigen Hintergrund-Regel
kreis ermittelt. An dem Ende jedes Hintergrund-Regelkreises
wird der vorletzte Fehler E2 gleichgesetzt mit dem letzten
Fehler E1, und der letzte Fehler E1 wird gleichgesetzt mit
dem gegenwärtigen Fehler E0. Dadurch wird die Information
für jeden Hintergrund-Regelkreis aktualisiert, so daß ein
neuer Fehler für den nächsten Regelkreis berechnet werden
kann. Nachdem der Fehler bestimmt worden ist, wird der
Arbeitszyklus unter Verwendung des in der Stufe 554 berech
neten gewünschten Wandlerschlupfes bestimmt.
Wenn die Kupplung unverriegelt ist, ist der Arbeitszyklus
Null. Wenn sich die Kupplung in einem Hubverhalten befindet,
wird der Arbeitszyklus als eine Funktion der Drosselklappen
stellung eingestellt, um einen genügenden Hydraulikdruck
zur Verfügung zu stellen und damit die Kupplung fortgesetzt
ausgerückt zu halten, jedoch nur in einem solchen Ausmaß,
daß jeder zusätzliche Druck die Kupplung einrücken läßt.
Die Kupplung wird daher in einer sog. Anfangs- oder Warte
position für den Eingriff positioniert.
Während des Eingriffs ergibt die Berechnung des Arbeits
zyklus unter Verwendung der Prinzipien eines Regelkreises
eine Information aus einem PID-Regler mit Inkrementalver
stärkung, mit welcher der in der Impulsbreite modulierte
Arbeitszyklus für die Bereitstellung des gewünschten
Schlupfes eingestellt wird. Das Verfahren startet dabei mit
den folgenden absoluten PID-Formeln:
Neuer Ausgang des Arbeitszyklus = Kp(E0)-Kd(E0-E1)/T0
+ Ki(E0×T0+E1×T1 . . . +En×Tn).
Alter Ausgang des Arbeitszyklus = Kp(E1)+Kd(E1-E2)/T1
+Ki(E1×T1+E2×T2 . . . +En×Tn).
Bei den vorstehenden Gleichungen bedeutet E0 den gegenwärti
gen Fehler, E1 den letzten Fehler und E2 den vorletzten
Fehler. T0 ist die Zeit der gegenwärtigen Regelschleife
zwischen den Ablesungen des gegenwärtigen und des letzten
Fehlers, T1 ist die Zeit der letzten Regelschleife zwischen
den Ablesungen des letzten und des vorletzten Fehlers, und
T2 ist die Zeit zwischen den beiden aufeinanderfolgenden
früheren Fehlerablesungen. Die Konstante Kp ist eine propor
tionale Verstärkerkonstante, die Konstante Kd ist eine
abgeleitete Verstärkerkonstante und die Konstante Ki ist
die integrierte Verstärkerkonstante. Die Änderung des
Ausgangs ist gleich dem Unterschied zwischen der neuen und
der alten Ausgangsformel. Dieser Wert wird mit der folgenden
Formel berechnet:
Wechsel der Ausgangsformel = Kp(E0-E1) +
Kd[(E0-E1)/T0+(E2-E1/T1]-Ki×E0×T0.
Wie bereits erwähnt wurde, ergeben sich gewisse Vorteile,
wenn der gewünschte Schlupf für die Bypasskupplung seinen
Sollwert rasch erreicht bei einer gleichzeitig vorhandenen
Befähigung der Bypasskupplung zur Ausschaltung einer Vibra
tion und Rauhheit der Getriebeübersetzung, insbesondere von
Störgeräuschen als Folge von vorübergehenden Drehmoment
schwankungen. Um dieses Ziel zu erreichen unterscheidet
sich die Bestimmung des gewünschten Schlupfes nach der
Erfindung von dessen vorbeschriebener Berechnung entspre
chend der Steuerstrategie nach der US-PS 5 029 087. Unter
Hinweis zunächst auf die Fig. 26B ist dort eine Kennlinie
für den Schlupf über der Zeit gezeigt, die einen Vergleich
mit der Kennlinie der Fig. 29 ergibt. Der durch die Kenn
linie 556 verdeutlichte gewünschte Schlupf ist gemäß der
Darstellung in Fig. 26 gleich dem absoluten Schlupf oder
dem tatsächlichen Schlupf an dem Punkt 558 eingestellt. Der
absolute Schlupf oder der tatsächliche Schlupf ist durch
die Kennlinie 560 gezeigt, welche der Kennlinie 554 in
Fig. 29 entspricht.
Der absolute Schlupf wird durch den Prozessor bestimmt und
ist gleich dem Unterschied zwischen der durch einen Sensor
erfaßten Maschinendrehzahl und der Drehzahl der Turbinen
radwelle. Die Drehzahl der Turbinenradwelle wird wie vorer
wähnt durch den Prozessor bestimmt durch Messung der Dreh
zahl der Ausgangswelle und deren Multiplikation mit dem
Übersetzungsverhältnis, das bei der Drehzahlmessung vorhan
den ist. Der Unterschied zwischen dem absoluten Schlupf und
dem gewünschten Schlupf wird während eines Hintergrund-
Regelkreises n als ein Fehler erfaßt und identifiziert als
E-T2, welcher dem Fehler E-T2 der Fig. 29 entspricht. Der
Fehler für den nächsten Hintergrund-Regelkreis n+1 wird als
Fehler E-T1 identifiziert, was ebenfalls mit der Fig. 29
übereinstimmt. Der Fehler für den gegenwärtigen Hintergrund-
Regelkreis n+2 wird wie bei der Fig. 29 ebenfalls mit E-T0
identifiziert. Wie vorbeschrieben wird dann ebenfalls ein
Arbeitszyklus berechnet in Übereinstimmung mit jedem dieser
berechneten Fehler während jedes Regelkreises. Dadurch wird
eine Verzögerung des absoluten Schlupfes gegen einen Soll
wert T erhalten.
Der gewünschte Schlupf ist ein berechneter Wert und ergibt
eine Rampenbeziehung wie bei 556 gezeigt. Er kreuzt sich
mit dem Sollwert T an einem Punkt 552. Die bei 556 gezeigte
Rampenbeziehung wird durch einen Schlupfratenmodifizierer
oder eine Konstante multipliziert mit dem Anfangswert des
gewünschten Schlupfes wie bei 558 angedeutet bestimmt. Die
Größe des Modifizierers hängt ab von dem gegenwärtig vor
handenen Übersetzungsverhältnis. Um diese Beziehung zu
verstehen, wird auf die Fig. 26A verwiesen, welche mit
einem Flußdiagramm die Steuerstrategie für die Bestimmung
des gewünschten Schlupfes zeigt. Die Steuerstrategie diese
Schlupfbestimmung beginnt mit einer Abfrage in einer anfäng
lichen Stufe 564. Wenn sich bei der Routine für die Wandler
kupplung ein Eingriffssignal ergibt, dann wird damit der
Beginn des Kupplungseingriffs angezeigt. Wenn die Abfrage
aber die Anzeige ergibt, daß die Kupplung bereits mit dem
Eingriff begonnen hat, dann wird der gewünschte Schlupf mit
dem absoluten Schlupf gleichgesetzt, wie es für den Aktions
block 566 gezeigt ist. Nachdem der gewünschte Schlupf mit
dem absoluten Schlupf gleichgesetzt wurde, wie es bei 558
in Fig. 26B angedeutet ist, dann geht die Routine auf die
Stufe 568 über, wo abgefragt wird, ob das befohlene Über
setzungsverhältnis dasjenige des vierten Ganges ist. Wenn
der vierte Gang befohlen worden ist, geht die Routine auf
den Aktionsblock 570 über, wo ein Schlupfratenfaktor für
die Rampe der gewünschten Schlupfbeziehung aus dem Leser
ausgelesen wird. Dieser Faktor wird in Fig. 26A mit SR4
bezeichnet. Die Routine berechnet dann einen gewünschten
Schlupf und geht über in die Stufe 572, wie es früher
angedeutet wurde.
Wenn bei der Abfrage in der Stufe 574 eine negative Antwort
erhalten wird, dann wird die Schlupfrate bei dem Aktions
block 578 bestimmt, wo ein Schlupfratenwert SR2 erhalten
wird. Dieser Wert stimmt überein mit der Rampe, die für den
zweiten Gang angepaßt ist. Für den ersten Gang wird hier
jedoch keine Schlupfrate ausgerufen, da die Routine der
Fig. 26B nicht für den ersten Gang ausgeführt wird. Der
Wandler wirkt als ein offener Wandler nur im Betrieb des
ersten Ganges.
Wenn die Routine auf den Aktionsblock 572 übergeht, wird
der gewünschte Schlupf dadurch berechnet, daß der durch den
Aktionsblock 566 bestimmte Schlupfwert abgezogen wird sowie
in Abhängigkeit von dem vorhandenen Übersetzungsverhältnis
auch der Schlupfwert abgezogen wird, der an einem der
Aktionsblöcke 570, 576 oder 578 vorhanden ist.
Die Routine geht dann an den Aktionsblock 580 über, wo eine
Abfrage für die Bestimmung stattfindet, ob der gewünschte
Schlupfwert eine Gleichsetzung mit dem Sollwert T erfahren
hat. Damit würde das Erreichen des Kreuzungspunktes 562 der
Fig. 26B angedeutet werden. Wenn die Abfrage des Aktions
blockes 580 eine positive Antwort ergibt, dann wird der
gewünschte Schlupf bei dem Aktionsblock 582 gleichgesetzt
mit dem Sollschlupf,und es wird keine weitere Verzögerung
bei dem gewünschten Schlupf erlaubt. Die Routine geht dann
zurück an den Anfang und wird bei dem nächsten Hintergrund-
Regelkreis wiederholt.
Wenn die Antriebsvariablen stabilisiert sind, wird bei
einem Zeitwert 584 ein Punkt erreicht, wo ein Befehl für
einen Eintritt in den sog. "Hardlock"-Betrieb ausgegeben
wird. Die Beibehaltung eines Sollschlupfes wird dann nicht
mehr für erforderlich angesehen, sobald diese Stabilisierung
des Antriebs erreicht ist.
Wenn der Prozessor das Erreichen des Punktes 584 erfaßt,
dann wird die Rampe des gewünschten Schlupfes nach unten
verlegt, wie es bei 586 angedeutet ist. Ein Rampenwert
passend für den "Hardlock"-Betrieb wird an diesem Punkt aus
dem Speicher ausgelesen und wird dazu verwendet, die Rampen
neigung für die Linie 586 zu bestimmen. Die Größe des
Sollschlupfes T an diesem Punkt 584 wird mit dem Hardlock-
Modifizierer vervielfacht. Der absolute Schlupf nach dieser
Initiierung des Hardlock-Modus unterscheidet sich von der
Linie 586 für den gewünschten Schlupf. Wie bei der früher
beschriebenen Kennlinie 560 des absoluten Schlupfes und der
Kennlinie 556 des gewünschten Schlupfes bestimmt der Prozes
sor während jedes Hintergrund-Regelkreises den Unterschied
zwischen dem absoluten Schlupf und dem gewünschten Schlupf.
Der Arbeitszyklus wird dann für jeden Hintergrund-Regel
kreis in der vorbeschriebenen Art und Weise bestimmt. Wenn
der absolute Schlupf den Sollwert an dem Punkt 588 erreicht,
ist die Kupplung voll verriegelt. Dadurch wird dem Prozessor
signalisiert, daß er die Größe des Arbeitszyklus auf 100%
anheben soll, wodurch dann die Kupplung voll in Eingriff
gebracht wird.
In Fig. 26B ist noch die Kennlinie 590 für einen Arbeits
zyklus über der Zeit während der Eingriffsroutine für die
Bypasskupplung gezeigt. Der Wert des Arbeitszyklus für den
Punkt 558 auf den Kennlinien für den gewünschten Schlupf
und den absoluten Schlupf ist bei 592 gezeigt. Die Größe
des Arbeitszyklus wird für jede Fehlerablesung allmählich
gesteigert. Dies wird in der zuvor beschriebenen Art und
Weise ausgeführt. Der Arbeitszyklus wird somit vergrößert,
wie bei 594 in Fig. 26B gezeigt, und wird allmählich kon
stant, wie bei 596 gezeigt, nachdem der absolute Schlupf
den Sollwert T erreicht.
Wenn der Hardlock-Modus an dem Punkt 584 in Fig. 26B erhal
ten wird, gibt der Prozessor den Befehl für einen höheren
Arbeitszyklus wie bei 598 gezeigt. Wie bei der Berechnung
des Arbeitszyklus entsprechend der Linie 560 für den abso
luten Schlupf und der bei 556 gezeigten Beziehung zu dem
gewünschten Schlupf, wird für jeden Fehler eine Berechnung
des Arbeitszyklus durchgeführt, der während eines Hinter
grund-Regelkreises erfaßt wird, während der gewünschte
Schlupf ansteigt, wie es bei 586 gezeigt ist. Dies wird in
der gleichen Art und Weise durchgeführt wie vorbeschrieben
unter Bezugnahme auf den Rampenbereich 556. Das Ergebnis
dieser Berechnung des Arbeitszyklus ist eine Verringerung
des absoluten Schlupfes, bis bei 588 ein Schlupfwert Null
erreicht ist. Beim Erreichen dieses Punktes 588 befiehlt
der Prozessor eine Erhöhung des Arbeitszyklus, wie bei 600
in Fig. 26B gezeigt, bis ein 100% Arbeitszyklus bei 602
erreicht ist.
Die Fig. 26E zeigt die elektronische Steuerstrategie für
den Hardlock-Modus in der Darstellung eines Flußdiagramms.
Beim Beginn des Hardlock-Modus in der Stufe 584 überwacht
der Prozessor kontinuierlich das Drehzahlverhältnis und
bestimmt, ob der Sollschlupf mit Null erreicht wurde. Dies
geschieht in der Stufe 604. Wenn der Prozessor nicht erfas
sen kann, daß der Sollschlupf erreicht wurde, geht die
Routine direkt auf den Aktionsblock 606 über, wo die PID-
Regelung fortgesetzt wird. Bei dem nächsten Hintergrund-
Regelkreis wird die Überprüfung des Sollschlupfes in der
Stufe 604 wiederholt. Wenn die Abfrage in dieser Stufe 604
endgültig positiv ausfällt, wird dann eine Abfrage in der
Stufe 608 für die Bestimmung angeschlossen, ob eine Schal
tung stattfindet. Wenn eine Schaltung tatsächlich stattfin
det, geht die Routine auf den Aktionsblock 610 über, wo ein
Eintritt in den Hardlock-Modus verhindert wird. Wenn eine
Schaltung nicht stattfindet, geht die Routine auf den
Aktionsblock 612 über, wo der Schlupf gesteuert wird, wie
es vorstehend unter Bezugnahme auf die Linie 614 des abso
luten Schlupfes und unter Bezugnahme auf die Rampe 586 des
gewünschten Schlupfes beschrieben wurde. Dadurch würde
angezeigt, daß der Punkt 588 noch nicht erreicht wurde. In
der Stufe 616 wird dann eine Abfrage für die Bestimmung
durchgeführt, ob der absolute Schlupf bei der Linie des
Nullschlupfes endlich stabilisiert wurde. Wenn dies noch
nicht stattgefunden hat, wird die Routine an den Aktions
block 612 zurückgeführt, wo die PID-Regelung fortgesetzt
wird. Wenn der Schlupf endlich bei Null stabilisiert ist,
geht die Routine auf den Aktionsblock 618 über, wobei aus
dem Speicher ein Multiplikator für den Arbeitszyklus ausge
lesen wird, so daß der Arbeitszyklus auf 100% erhöht wird,
wie es bei 602 gezeigt ist.
Das Verhalten der Kupplung während der Schaltungen kann am
besten anhand der Fig. 26C beschrieben werden. Weil wegen
des Fehlens eines Sensors für die Drehzahl der Turbinenrad
welle diese Drehzahl unter Berücksichtigung des Übersetzungs
verhältnisses berechnet werden muß, das zum Zeitpunkt der
Messung des Schlupfes vorhanden ist, kann bspw. für den
dritten Gang entsprechend der in Fig. 26C gezeigten Linie
vorausgesetzt werden, daß sich die Fahrgeschwindigkeit in
Übereinstimmung mit dem Abschnitt 622 dieser Drehzahlkurve
langsam erhöht. Wenn diese Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit
stattfindet, wird dann bspw. zu einem Zeitpunkt 626 eine
Befehl für eine Schaltung in den vierten Gang gegeben,
wobei der Befehlswert bei 624 angegeben ist. Wie es mit der
Schaltbefehllinie 628 weiterhin gezeigt ist, wird das bei
dem Drehmomentwandler vorhandene Drehzahlverhältnis ständig
überwacht. Bevor der Befehl für den Schaltwechsel zum
Zeitpunkt 626 gegeben wird, wird für das Drehzahlverhältnis
der Wert 630 erreicht, dessen Bestimmung durch eine Multi
plikation der Drehzahl der Ausgangswelle mit dem gegenwär
tigen Übersetzungsverhältnis bestimmt wird geteilt durch
die Maschinendrehzahl. Wenn nun zu dem Zeitpunkt 626 die
Schaltung in den vierten Gang befohlen wird, fällt das
überwachte Drehzahlverhältnis von einem Wert 630 auf einen
Wert 632, wie es in Fig. 26C gezeigt ist. Zu diesem Zeit
punkt ist der Arbeitszyklus stillgesetzt oder für eine
Unveränderlichkeit des Ausgangs eingestellt, wie angedeutet
bei 634. Der Arbeitszyklus für das Modulierventil der
Wandlerkupplung ist bei 636 gezeigt. Bevor der Schaltbefehl
zu dem Zeitpunkt 626 erteilt wird, schwankt der Arbeits
zyklus, wie es durch die Wellenlinie 638 gezeigt ist. Der
Arbeitszyklus verbleibt jedoch konstant in der Zone 634.
Die Schaltung beginnt daher tatsächlich zu einem Zeitpunkt
640, der später als der Befehlszeitpunkt 626 ist. Der
Beginn der Schaltung wird angezeigt, wenn ein Delta-Drehzahl
verhältnis 642 durch die Drehzahlsensoren erfaßt wird. Der
Beginn der Schaltung findet tatsächlich etwas vor dem
Zeitpunkt 644 in Fig. 26C statt. Das Erreichen des Delta-
Drehzahlverhältnisses bestätigt somit, daß mit einer Schal
tung tatsächlich begonnen wurde. Wenn diese Bestätigung
ausgegeben ist, wird mit der früher beschriebenen Open-
Loop-Steuerstrategie zu dem Zeitpunkt 646 begonnen.
Dieser Beginn fällt zusammen mit der Feststellung, daß der
Mikroprozessor aus dem Speicher einen Multiplikator für den
Arbeitszyklus auslesen muß. Der Multiplikator ist ein Wert
kleiner als eins. Wenn der Arbeitszykluswert 634 mit dem
Multiplikator multipliziert wird, ergibt sich eine Erniedri
gung des wirksamen Arbeitszyklus, wie es bei 638 gezeigt ist.
Das Drehzahlverhältnis wird ständig überwacht und erfaßt
ein vergrößertes Delta-Drehzahlverhältnis. Wenn dieses
Delta-Drehzahlverhältnis genügend groß ist, um das Ende der
Schaltung anzugeben, wie es bei dem Punkt 648 in Fig. 26C
gezeigt ist, wird der Arbeitszyklus dann erhöht auf einen
Wert, der im wesentlichen der gleiche Wert ist, der auch
bei 634 vorhanden war, was bei 650 angedeutet ist. Wenn die
Schaltung beendet ist, dann kehrt der Regler zu einem
Zeitpunkt 652 auf die PID-Regelung mit geschlossenem Regel
kreis zurück, so daß dann wieder die vorbeschriebene Steuer
strategie des PID-Regelkreises initialisiert wird. Nach dem
Ende der Schaltung erhöht sich wieder die Maschinendrehzahl,
wenn die Beschleunigung des Fahrzeuges fortgesetzt wird,
wie es bei 654 gezeigt ist. Zwischen der Zeit 640, wenn die
Schaltung beginnt, und der Zeit 652, wenn die Schaltung
endet, erniedrigt sich die Maschinendrehzahl, wie es bei
656 angedeutet ist.
In Fig. 26D ist eine Kennlinie der Daten gezeigt, die in
dem Speicher für die Open-Loop-Funktion gespeichert sind,
welche bei 640 in Fig. 26C beginnt und bei 652 endet, wenn
die Schaltung beendet ist. Das Delta-Drehzahlverhältnis,
welches durch eine ständige Überwachung der Maschinendreh
zahl und der Drehzahl der Ausgangswelle erhalten wird, ist
auf der horizontalen Achse abgetragen, und die Multiplikato
ren des Arbeitszyklus sind an der vertikalen Achse abgetra
gen. Zum Beginn der Open-Loop-Regelung trägt der Multipli
kator bei dem in Fig. 26D gezeigten Beispiel etwa 0.8. Dies
ist durch die horizontale Linie 658 gezeigt. Zu einem
späteren Zeitpunkt, der durch einen kalibrierten Zeitgeber
bestimmt ist, wird der Arbeitszyklus erhöht, wie es in der
Fig. 26C gezeigt ist, wobei dann höhere Multiplikatoren aus
dem ROM-Bereich des Speichers ausgelesen werden, wie es bei
660 in Fig. 26D gezeigt ist. Wenn das Delta-Drehzahlverhäl
tnis endlich den Punkt entsprechend dem Punkt 648 in Fig. 26C
erreicht, hat der Multiplikator dann seinen höchsten Wert,
wie es bei 662 in Fig. 26D gezeigt ist.
In den Fig. 30 und 30A ist ein Flußdiagramm gezeigt, welches
die Schaltmodulationslogik während eines Schaltintervalls
wiedergibt. Es wird damit das Verhalten der Kupplung während
der Schaltung noch näher erläutert, als es mit der Darstel
lung der Fig. 26C bereits erfolgt ist.
Die Logik der Fig. 30 und 30A umfaßt eine Reihe logischer
Stufen, die durch den Prozessor während eines Hintergrund-
Regelkreises durchgeführt werden. Zum Beginn des Regel
kreises bestimmt der Prozessor in einer Stufe 670, ob eine
Schaltung befohlen wurde oder nicht. Wenn eine durch die
Linie der Fig. 26C schematisch dargestellte Schaltung
vorhanden ist, dann beginnt diese Schaltung zu dem Zeitpunkt
626. Für die Schaltung der Fig. 26C wurde dabei vorausge
setzt, daß es sich um eine 3,4-Aufwärtsschaltung handeln
soll, die zu einem Zeitpunkt 640 erfolgt, nachdem der
Schaltbefehl erteilt wurde. Wenn nun in der Stufe 670
bestimmt wird, daß ein solcher Schaltbefehl gegeben wurde,
dann stellt sich der Prozessor auf diesen Befehl ein und
wechselt auf die nächste Stufe 672. In dieser Stufe 672
werden durch den Prozessor vier Berechnungen 1, 2, 3 und 4
durchgeführt. Bei der Berechnung 1 der Stufe 672 berechnet
der Prozessor das Drehzahlverhältnis für den neuen Gang. Es
geschieht durch eine Multiplikation der gefilterten Maschi
nendrehzahl mit dem befohlenen Übersetzungsverhältnis
geteilt durch die Maschinendrehzahl zum Zeitpunkt der
befohlenen Schaltung. Bei der zweiten Berechnung der Stufe
672 registriert der Prozessor den Arbeitszyklus, der zum
Zeitpunkt des Schaltbefehls vorhanden ist. Es handelt sich
dabei um den Arbeitszyklus, der an dem Punkt 674 der Fig. 26C
vorhanden ist. Die dritte Berechnung der Stufe 672 veranlaßt
den Prozessor, das Drehzahlverhältnis zum Zeitpunkt des
Schaltbefehls in dem momentanen RAM-Vorratsspeicher zu
registrieren. Hierbei handelt es sich um das Drehzahlver
hältnis, das in Fig. 26C an dem Punkt 676 angegeben ist.
Bei der vierten Berechnung der Stufe 672 wird durch den
Prozessor schließlich angezeigt, daß die Modulationssteue
rung der Aufwärtsschaltung weiter vorangetrieben wird.
Bei der nächsten Stufe 678 der Routine findet die Abfrage
statt, ob die befohlene Aufwärtsschaltung eine Aufwärts
schaltung in den vierten Gang wie im Falle der Fig. 26C
ist. Wenn die befohlene Aufwärtsschaltung tatsächlich eine
Schaltung in den vierten Gang ist, geht die Routine auf den
Aktionsblock 680 der Fig. 30 über, wo eine Berechnung zur
Bestimmung des Drehzahlverhältnisses durchgeführt wird,
welches für die Anzeige einer Beendigung der Schaltung
vorhanden sein muß. Wenn dieser Wert berechnet wurde, wird
er in dem RAM-Speicher für einen späteren Rückgriff gespei
chert. Wenn die Abfrage in der Stufe 678 negativ ausfallen
sollte, geht die Routine andererseits auf den Aktionsblock
682 über, wo eine ähnliche Berechnung für die Bestimmung
des Drehzahlverhältnisses durchgeführt wird, das bei einer
Beendigung der Aufwärtsschaltung anzuzeigen wäre.
Wenn die Aufwärtsschaltung keine Schaltung in den vierten
Gang ist, dann gibt die in dem Aktionsblock 682 angezeigte
Aufwärtsschaltung eine Aufwärtsschaltung in den dritten
Gang an. Bei den Berechnungen in den Stufen 680 und 682
werden Kalibrierungskonstanten verwendet, die aus dem
Speicher ausgelesen werden in Abhängigkeit von dem Über
setzungsverhältnis, das bei der Aufwärtsschaltung vorliegt.
Eine unterschiedliche Konstante wird dabei für jedes Über
setzungsverhältnis festgelegt. In jedem Fall ist das Dreh
zahlverhältnis, welches den Beginn der Schaltung anzeigen
würde, gleich dem Drehzahlverhältnis, das zum Beginn der
Schaltung vorliegt, nämlich das Drehzahlverhältnis an dem
Punkt 676 in Fig. 26C in dem Fall einer 3,4-Aufwärtsschal
tung multipliziert mit der Kalibrierungskonstanten passend
für die Aufwärtsschaltung.
Nach der Berechnung in der Stufe 682 geht die Routine auf
die Stufe 684 über, wo eine Berechnung des Drehzahlverhält
nisses durchgeführt wird, welches den Beginn der Schaltung
anzeigen würde. Dies wird durchgeführt unter der Annahme,
daß das Drehzahlverhältnis den Wert an dem Punkt 676 hat.
Dieser Wert wird durch die Software als das neue Drehzahl
verhältnis bestimmt, selbst wenn die Schaltung noch nicht
stattgefunden hat. Gleichzeitig wurde der Arbeitszyklus
eingefroren, wie es bei 634 in Fig. 26C angezeigt ist, und
zwar mit dem Beginn an dem Punkt 674. Da der Arbeitszyklus
eingefroren ist und für das Drehzahlverhältnis vorausgesetzt
wird, daß es das in dem Punkt 676 der Fig. 26C angedeutete
Drehzahlverhältnis ist, ist die einzige Variable, die einen
Wechsel des Drehzahlverhaltnisses bewirken könnte, eine
Änderung der Maschinendrehzahl. Dies ist in Fig. 26C ange
deutet, wo sich die Maschinendrehzahl von dem Wert 688 auf
den Wert 690 verändert. Wenn der Wert 690 erreicht ist, der
ein Delta-Drehzahlverhältnis angibt, dann ergibt sich eine
Gleichheit mit einem in dem Speicher gespeicherten Delta-
Drehzahlverhältnis, welches eine Kalibrierungskonstante
ergibt.
Als Ergebnis der Berechnung des Drehzahlverhältnisses an
dem Punkt 686 wird der Prozessor wieder auf die Anzeige
eines Beginns der Schaltung eingestellt. Die Routine geht
dann über auf eine Abfrage in der Stufe 692 der Fig. 30A,
ob die Schaltung tatsächlich begonnen hat. Wenn die Schal
tung nicht begonnen hat, geht die Routine in der Stufe 694
zurück an den Beginn und wiederholt die Abfrage. Dies
findet während einer Millisekunden-Wiederholung oder Unter
brechung statt. Es handelt sich dabei um einen Vordergrund-
Regelkreis, der während des längeren Hintergrund-Regel
kreises durchgeführt wird, welcher etwa 40 Millisekunden
dauert. Die Abfrage in der Stufe 692 wird solange wiederholt,
bis die Bestätigung erhalten wird, daß die Schaltung begon
nen hat. Die Routine geht dann über auf den Aktionsblock 694,
der den Beginn der Schaltung anzeigt.
Die nächste Stufe 696 der Routine ergibt die Bestätigung,
daß die Aufwärtsschaltung in den vierten Gang befohlen
wurde. Der Arbeitszyklus wird dann in dem nächsten Aktions
block 698 berechnet, wofür aus dem Speicher eine Multipli
zierkonstante aus einer Tabelle ausgelesen wird, bei welcher
in Übereinstimmung mit der Fig. 26D das Delta-Drehzahlver
hältnis über einem Multiplizierwert abgetragen ist. Der
Multiplikator kann am Anfang etwa 0.8 betragen, wie es in
Fig. 26D gezeigt ist. Dadurch wird der Arbeitszyklus ernie
drigt, wie es bei 636 in Fig. 26C gezeigt ist. Die Größe
des Arbeitszyklus in dem Open-Look-Regelbereich der Schal
tung wird durch den Multiplikator bestimmt, da der Arbeits
zyklus durch eine Multiplikation des Arbeitszyklus am
Beginn der Schaltung mit dem Multiplikator berechnet wird.
Wie in Fig. 26D angegeben ist, erhöht sich der Multiplikator
bei 660, woraus eine Erhöhung des Arbeitszyklus resultiert,
bis ein Arbeitszyklus erreicht ist, der bei 650 in Fig. 26C
angegeben ist.
Wenn die Abfrage in der Stufe 696 negativ ausfällt, dann
wird damit angegeben, daß anstelle einer 3,4-Aufwärtsschal
tung eine 2,3-Aufwärtsschaltung befohlen wurde. In diesem
Fall geht die Routine auf den Aktionsblock 700 und nicht
auf den Aktionsblock 698 über, wo eine Berechnung für eine
2,3-Aufwärtsschaltung stattfindet, um den passenden Wert
für einen Arbeitszyklus einer Open-Loop-Regelung zu bestim
men. Die Größe des Multiplikators zur Berechnung des Open-
Loop-Arbeitszyklus unterscheidet sich bei einer 2,3-Aufwärts
schaltung von demjenigen bei einer 3,4-Aufwärtsschaltung.
Die Schaltung ist beendet, sobald das Delta-Drehzahlverhält
nis groß genug ist, um das Ende der Schaltung im Punkt 648
der Fig. 26C anzugeben.
In der Stufe 670 wird abgefragt, ob die Schaltung befohlen
wurde. Wenn dieser Befehl gegeben wurde, werden die in dem
Aktionsblock 672 angegebenen vier Berechnungen durchgeführt.
Es wird dadurch ein "Schnappschuß" der Variablen geliefert,
die zum Zeitpunkt einer befohlenen Schaltung existieren.
Wenn die Abfrage in der Stufe 670 negativ ist, wird in der
Stufe 702 abgefragt, ob die Modulationssteuerung der Auf
wärtsschaltung vorangeht. Wenn diese Frage bejaht wird,
geht die Routine auf den Aktionsblock 704 über, wo das
Delta-Drehzahlverhältnis berechnet wird. Die Routine kehrt
dann auf die Stufe 706 zurück, wo abgefragt wird, ob die
Schaltung begonnen hat, was durch Überprüfung der Anzeige
erfolgt, die in der Stufe 694 eingestellt wurde. Wenn eine
solche Anzeige nicht erfolgt ist, geht die Routine auf den
nächsten Steuermodul an dem Ende der Routine der Fig. 30A
über. Wenn die Schaltung tatsächlich begonnen hat, wird
durch die Routine in der Stufe 708 abgefragt, ob die befoh
lene Schaltung eine Aufwärtsschaltung in den vierten Gang
war. Wenn diese Abfrage negativ ausfällt, geht die Routine
auf die Stufe 710 für die Bestimmung über, ob die Schaltung
beendet ist. Es wird also bestimmt, ob das Delta-Drehzahl
verhältnis größer als der Wert ist, der an dem Punkt 648
der Fig. 26C angegeben wird. Wenn der Wert größer ist als
der Wert an dem Punkt 648, dann geht die Routine an den
Ausgang 712, wo die Modulationssteuerung der Aufwärtsschal
tung endet.
Wenn die Abfrage in der Stufe 708 positiv ist, wird bei 714
eine erneute Überprüfung vorgenommen, ob die Schaltung
beendet wurde. Dies wird durch die Bestimmung erhalten, ob
das Delta-Drehzahlverhältnis größer als der bei 648 ange
deutete Wert ist. Wenn dieser Wert erreicht ist, endet die
Routine wie vorerwähnt. Wenn er nicht erreicht ist, kehrt
die Routine auf die Stufe 696 zurück, wo die Abfrage wieder
holt wird, ob die Aufwärtsschaltung in den vierten Gang
befohlen wurde. Wenn dies bestätigt wird, wird der Open-
Loop-Regelarbeitskreis wie vorbeschrieben berechnet. Wird
die Abfrage verneint, dann wird eine entsprechende Bestim
mung eines Open-Loop-Arbeitszyklus für eine 2,3-Aufwärts
schaltung in der Stufe 700 durchgeführt, wie es ebenfalls
bereits beschrieben wurde.
Während eines Einkipp- oder Auskipp-Betriebs des Getriebes,
was während eines raschen Öffnens oder Schließens der
Drosselklappe stattfindet, wird eine spezielle Einkipp-
und Auskipp-Logik verwendet, um den Arbeitszyklus der
Bypasskupplung während des Vorhandenseins dieser beiden
Zustände zu verkleinern. Wenn der Prozessor einen Einkipp-
oder einen Auskipp-Zustand erfaßt, dann wird die PID-
Regelung oder der Hardlock-Modus vorübergehend aufgehoben.
Nach einer Beendigung des einen oder anderen Zustandes wird
ein Zeitgeber in dem Prozessor für die Steuerung benutzt,
daß der normale Regelkreis wieder aufgenommen werden kann.
Die dafür kalibrierte Zeit kann mit der Einstellung des
Zeitgebers beliebig gewählt werden.
Wenn der Temperatursensor 110 der Fig. 3A anzeigt, daß die
Betriebstemperatur größer als ein vorbestimmter Wert ist,
befiehlt der Prozessor einen 100% Arbeitszyklus. Es handelt
sich dabei um eine sog. "Heißverriegelung" der Bypasskupp
lung des Wandlers, mit welcher die Berechnung des Arbeits
zyklus wie vorbeschrieben überlagert wird, um einen Arbeits
zyklus zu erhalten, der einen vollen Eingriff der Kupplung
immer dann bewirkt, wenn die maximal zulässige Temperatur
durch den Temperatursensor 110 erfaßt wird.
Claims (12)
1. Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechsel
getriebe (10, 12) von Kraftfahrzeugen, mit hydraulischen
Schaltventilen (274, 280, 394), welche die Druckvertei
lung des von einer Pumpe (126) gelieferten Druckfluids
an Servovorrichtungen (300, 304, 332, 456) regeln, die
Reibkupplungen (C1, C3, C4, C5) und Reibbremsen (B1)
steuern, mit denen die Getriebeübersetzungen der einzel
nen Getriebegänge geschaltet werden, wobei die Schalt
ventile durch Schaltsolenoide (SS1, SS2) steuerbar sind,
deren Ein- und Ausschaltzustände (Fig. 3) derart durch
einen Mikroprozessor (Fig. 3A) in Abhängigkeit von in
einzelnen Regelkreisen aufbereiteten Betriebsvariablen
steuerbar sind, daß für jede Schaltung zwischen zwei
benachbarten Getriebegängen der Schaltzustand nur eines
Schaltsolenoids der bei der betreffenden Schaltung
beteiligten Schaltventile gewechselt werden muß.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher jedes
Schaltsolenoid (SS1, SS2) eine zu dem betreffenden
Schaltventil (274, 280, 394) führende Schaltdruckleitung
(246, 248, 406, 408) und eine drucklose Ablaßleitung
(260, 318, 416) aufweist, die mittels eines Ventilele
ments (254, 414) steuerbar ist, welches bei eingeschalte
tem Schaltsolenoid die Ablaßleitung schließt, wobei alle
bei den Schaltungen beteiligten Schaltsolenoide in dem
höchsten Getriebegang eingeschaltet sind.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher
die Druckregelkolben (276, 278) der beiden Schaltventile
(274, 280) von zwei benachbarten Getriebegängen in einer
gemeinsamen Ventilbohrung angeordnet sind, wobei die
beiden Druckregelkolben durch den jeweils an ein Kolben
ende angelieferten Schaltdruck der Schaltsolenoide (SS1,
SS2) gemeinsam geschaltet werden.
4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, bei
welcher die drucklosen Ablaßleitungen (260, 318) der
Schaltsolenoide (SS1, SS2) an den mit dem Schaltdruck
belieferten Kolbenenden der Druckregelkolben (276, 278)
der Schaltventile vorgesehen sind.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei
welcher mit dem Schaltventil (394) des höchsten Getriebe
ganges eine Overdrive-Servovorrichtung (326) verbunden
ist, deren Betätigungsdruck durch ein 3,4-Modulierventil
(420) geregelt wird.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei
welcher mit einem Handventil (154) der Steuervorrichtung
eine von den Schaltventilen (274, 280, 394) unabhängige
Anschlußleitung der Pumpe (126) an eine in allen Vorwärts
gängen betätigte Vorwärtskupplung (456) des Getriebes
einschaltbar ist, um die Vorwärtskupplung auch bei einem
Ausfall der Schaltventile betätigt zu halten.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei
welcher in den zu den Schaltventilen (274, 280, 394)
führenden Schaltdruckleitungen der Solenoidventile (SS1,
SS2) ein Drosselventil (352) angeordnet ist, welches für
eine Druckerhöhung in den Schaltdruckleitungen durch ein
Solenoid-Druckregelventil (114) derart umsteuerbar ist,
daß in dem höchsten Getriebegang eine ungedrosselte
Druckzuteilung an die zugeordnete Servovorrichtung (332)
vorliegt.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei
welcher durch den Mikroprozessor (Fig. 3A) ein Bypass-
Steuerventil (212) für eine zwischen dem Pumpenrad (16)
und dem Turbinenrad (18) des Drehmomentwandlers (10)
wirkende Bypasskupplung (42, 44) in Abhängigkeit von den
in den Regelkreisen des Mikroprozessors aufbereiteten
Betriebsvariablen derart gesteuert wird, daß der Betäti
gungsdruck der Bypasskupplung durch eine Bestimmung
ihres aktuellen Istschlupfes und dessen Vergleich mit
einem gewünschten Schlupf (Fig. 28) erhalten wird, der
mittels der Regelkreise (Fig. 26A und 26B) für den
Beginn des Kupplungseingriffes durch eine Multiplikation
des Istschlupfes mit einem Modifizierfaktor kleiner als
1 bis zum Vorliegen eines für die aktuellen Betriebsbe
dingungen als ein Sollwert berücksichtigten Sollschlupfes
bestimmt wird, der dann in einem Hardlock-Modus der
betätigten Bypasskupplung für einen Bypass der Drehmoment
lieferung durch den Drehmomentwandler beibehalten wird.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher das
Drehmoment und die Drehzahl der Antriebsmaschine sowie
die Fahrgeschwindigkeit mittels Sensoren (100, 106, 108,
112) als Istgrößen für die Bestimmung des aktuellen
Istschlupfes der Bypasskupplung (42, 44) des Drehmoment
wandlers (10) erfaßt werden und mit der aus der Maschinen
drehzahl berechneten Drehzahl des Turbinenrades sowie
dem Antriebsdrehmoment der Sollschlupf berechnet wird.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher
aus dem ermittelten Unterschied zwischen dem aktuellen
Istschlupf und dem gewünschten Schlupf ein Fehlersignal
bereitgestellt wird, aus welchem unter Berücksichtigung
eines ersten funktionellen Faktors und zusammen mit
einem durch eine Ableitung dieses Fehlersignals bestimm
ten zweiten funktionellen Faktor das Steuersignal für
das Bypass-Steuerventil (212) erhalten wird.
11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei
welcher der Hardlock-Modus (Fig. 26E) beim Erreichen des
Sollschlupfes durch eine neue Bedingung für einen ge
wünschten Schlupf der Bypass-Kupplung (42, 44) bereit
gestellt wird, die durch eine Modifizierung des aktuellen
Istschlupfes auf einen um diesen Istschlupf verringerten
Rechenwert des Schlupfes erhalten wird, wodurch der Ist
schlupf bis zum Erreichen eines Nullwertes abgebaut wird.
12. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei
welcher aus den Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen des
Getriebes eine Drehzahlübersetzung des Drehmomentwandlers
als eine Funktion der Getriebeübersetzung kontinuierlich
bestimmt wird, aus deren bei einer Schaltung des Getrie
bes in einen höheren Getriebegang ermittelter Erniedri
gung ein Delta-Drehzahlverhältnis (Fig. 26C) als Zeitan
zeige für den Gangwechsel im Anschluß an einen Schalt
befehl erfaßt wird, bei deren Erhöhung als Anzeige einer
Beendigung des Gangwechsels das Bypass-Steuerventil
(212) seine Steuerfunktion wieder aufnimmt.
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