DE69028853T2 - Methode zur steuerung des gangwechsels in einem mehrganggetriebe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Gangwechsels in einem hydraulisch betätigten Mehrganggetriebe zur Verwendung in einem großen Baufahrzeug oder dergleichen.
• In der nach dem Prioritätstag der vorliegenden Erfindung veröffentlichten EP-A-0394498 ist ein Verfahren und ein System zur Steuerung eines Schaltens oder Gangwechsels in einem Mehrganggetriebe offenbart. Das Mehrganggetriebe weist eine Vielzahl von hydraulischen Kupplungen und Zahnradsätzen auf, wobei ein Schalten in einen erwünschten Gang durch Eingriff einer bestimmten hydraulischen Kupplung erfolgt.
• Dieser Typ eines hydraulisch betätigten Mehrganggetriebes wird in Kombination mit einem Drehmomentwandler verwendet. Dieser weist eine direkt gekoppelte Kupplung auf, bei der Pumpe und Turbinenschaufeln des Drehmomentwandlers verbunden sind. Beim Fahren ist die direkt gekoppelte Kupplung zur effizienten Kraftübertragung eines großen Drehmoments in Eingriff. Soll ein Fahrzeug von einer hohen Gangstufe zwischen dem 7. und 4. Gang, d.h., in einem hohen Getriebegangbereich, bis zum Leerlauf abgebremst werden oder soll das Fahrzeug von einer niedrigen Gangstufe, wie beispielsweise dem 3. oder 2. Gang, d.h., in einem niedrigen Getriebegangbereich, bis zum Leerlauf abgebremst werden, ist der Leerlaufgang nur durch Freigeben von Gas- und Bremspedal des Fahrzeugs erreichbar. Während des Runterschaltens von dem hohen Getriebegangbereich zum Leerlaufgang ist die direkt gekoppelte Kupplung in Eingriff und während des Herunterschaltens von dem niedrigen Getriebegangbereich zu einem Leerlaufgang ist die direkt gekoppelte Kupplung nicht in Eingriff.
• Bevor gemäß EP-A-0394498 entschieden wird, ob ein Abbremsen von einer hohen oder einer niedrigen Gangstufe stattfinden wird, wird festgestellt, ob das Fahrpedal unbetätigt und die Bremse unbetätigt ist. Das heißt, es wird festgestellt, ob Gaspedal und Bremspedal freigegeben sind. Nur wenn beide Feststellungen positiv sind, wird ein Abbremsen durch ein Herunterschalten stattfinden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Gangwechsels eines hydraulisch betätigten Mehrganggetriebes bereitzustellen, bei welchen kein Eingriffsstoß zum Zeitpunkt des Eingriffs der direkt gekoppelten Kupplung eines Drehmomentwandlers auftritt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels bei einem Mehrganggetriebe und ein System zur Steuerung eines Getriebegangverhältnisses in einem automatischen Getriebe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 bereitgestellt. Gemäß der Erfindung findet ein Herunterschalten zuerst statt, wenn die Überbrückungskupplung in Eingriff ist, und anschließend findet ein weiteres Herunterschalten mit der Überbrückungskupplung außer Eingriff statt. Das Herunterschalten findet statt, wenn ein Schaltbefehl zum Herunterschalten gegeben wurde und das Gaspedal nur teilweise gedrückt ist. In diesem Fall kann ein Herunterschalten von hohen Gangstufen durchgeführt werden, wenn zusätzlich Gaspedal und Bremspedal freigegeben sind. Das heißt, daß ein Abbremsen durch Herunterschalten nur stattfindet, wenn ein Freilauf erfaßt wird.
• Anschließend, selbst wenn das Gaspedal noch teilweise gedrückt ist, kann ein Herunterschalten von niedrigen Gangstufen stattfinden, d.h. von der 3. und 2. Gangstufe. In diesem Fall ist ein Freilauf keine Bedingung fur ein Herunterschalten.
• Weiterhin ist es gemäß des vorangehenden Schaltverfahrens und -systems möglich, eine mit der Schalttätigkeit auftretenden Stoß zu vermindern, indem das Auftreten eines Eingriffstoßes zum Zeitpunkt des direkt gekoppelten Kupplungseingriffs (EIN) verhindert wird. Dadurch ergibt sich kein unangenehmes Gefühl für den Fahrer und die Haltbarkeit des Kraftübertragungssystems wird verbessert.
• Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines Kraftübertragungssystems eines Motorfahrzeugs, in dem ein Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist;
• Fig. 2 ein hydraulisches Schaltkreisdiagramm des Kraftübertragungssystems nach Fig. 1;
• Fig. 3 ein Steuerschaltkreisdiagramm;
• Fig. 4 ein Betätigungsflußdiagramm; und
• Fig. 5 einen Graphen zur Darstellung einer Abhängigkeit zwischen Hydraulikdruckänderungen und der Zeit in einer direkt gekoppelten Kupplung und anderen Hydraulikkupplungen.
• Nach Fig. 1 ist eine Abtriebswelle 2 eines Motors 1 mit einer Eingangsseite eines Drehmomentwandlers 3 verbunden, dessen Ausgangsseite mit der Eingangsseite eines hydraulisch betriebenen Getriebes 4 verbunden ist. Weiterhin ist die Ausgangsseite mit rechten und linken Antriebsrädem 7 über eine Antriebswelle 5 und ein Differential 6 verbunden.
• Der obenerwähnte Drehmomentwandler 3 weist eine direkt gekoppelte Kupplung 8 auf, die eine Pumpe (Laufrad) auf der Eingangsseite mit einem Turbinenrad auf der Ausgangsseite verbindet. Das hydraulisch betätigte Getriebe 4 ist mit einer hydraulischen Kupplung H für hohe Gänge, einer hydraulischen Kupplung L für niedrige Gänge, einer Hydraulikkupplung IV für einen 4. Gang, einer Hydraulikkupplung III für einen 3. Gang, einer Hydraulikkupplung R für einen Rückwärtsgang, einer Hydraulikkupplung II für einen 2. Gang und einer Hydraulikkupplung I für einen ersten Gang versehen. Die entsprechenden Änderungen der Gangverhältnisse sind im folgenden in der Tabelle dargestellt und ergeben sich durch Betätigen und Nichtbetätigen dieser Hydraulikkupplungen. Tabelle
• Die direkt gekoppelte Kupplung 8, wie oben angemerkt und in Fig. 2 dargestellt, weist ein Ventil 10 für die direkt gekoppelte Kupplung zur Steuerung der Zufuhr eines Hydraulikfluids von der Pumpe P auf. Jede Hydraulikkupplung weist ein Hochgangventil 11, ein Niedriggangventil 12, ein Ventil 13 für den
• 4. Gang, ein Ventil 14 für den 3. Gang, ein Ventil 15 für den Rückwärtsgang, ein Ventil 16 für den 2. Gang und ein Ventil 17 für den 1. Gang auf, um die Zufuhr des von der Pumpe P abgegebenen Hydraulikfluids zu steuern. Das Ventil 10 wird durch ein erstes Elektromagnetventil 20 geschaltet. Jedes Ventil wird entsprechend durch ein zweites, drittes, viertes, fünftes, sechstes, siebtes und achtes Elektromagnetventil 21, 22, 23, 24, 25, 26 und 27 geschaltet. Diese Elektromagnetventile sind durch Elektromagnete 20a bis 27a betätigbar. Wenn diese Elektromagnete unter Spannung stehen, werden die entsprechenden Ventile zum Betätigen des Ventils 10 der direkt gekoppelten Kupplung und der Hydraulikkupplungen geschaltet.
• Der oben beschriebene, bekannte Aufbau wird nun im Detail beschrieben.
• Die Elektromagnete 20a bis 27a, wie vorangehend beschrieben, werden durch eine Steuereinrichtung 30 gesteuert. Diese Steuereinrichtung 30 wird ein Gangsignal γ von einem Schalthebel 31, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32, ein Beschleunigungsausschaltsignal 5 von einem Beschleunigungssensor 33 und ein Bremsenaussignal 5 von einem Bremspedal 34 zugeführt. Nach Fig. 4 steuert die Steuereinrichtung 30 die Elektromagnete 20a bis 27a, wodurch die Schalttätigkeit gesteuert wird.
• In dem Flußdiagramm nach Fig. 4 mit der EIN/AUS-Betätigung des Elektromagneten 20a wird ein Verzögerungszeitgeber bei Empfang eines Schaltbefehls betätigt, so daß der Hydraulikdruck in der Hydraulikkupplung und der Hydraulikdruck in der direkt gekoppelten Kupplung 8 nach Fig. 5 anwächst oder abnimmt.
• Das heißt, bei Leerlauf und beim Herunterschalten von beispielsweise einem der siebten bis vierten Gänge mit freigegebenem Gaspedal und Bremspedal, wird automatisch ein Herunterschalten mit der direkt gekoppelten Kupplung 8 im Eingriffszustand durchgeführt. Folglich wird innerhalb einer kurzen Zeit durch effektives Nutzen der Motorbremse sanft abgebremst.
• Wenn gerade das Fahrzeug angehalten wird, erfolgt auch ein Herunterschalten automatisch zu einem niedrigen, beispielsweise vom 3. zum 2. Gang, wobei die direkt gekoppelte Kupplung 8 in Eingriff bleibt. Wird dann das Gaspedal freigegeben und ist außerdem die direkt gekoppelte Kupplung außer Eingriff, wenn sie zum Schaltzeitpunkt außer Eingriff gerät, bis ein Eingriff erforderlich ist, erfolgt ein automatisches Herunterschalten, wodurch das Auftreten eines Eingriffstoßes bei Eingreifen der direkt gekoppelten Kupplung 8 vermieden wird.
• Nachdem ein Herunterschalten in einen niedrigen Gang, wie vorausgehend angemerkt, erfolgt ist, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig und daher ist die Verwendung der Motorbremse unnötig. Es ergibt sich keine Schwierigkeit, falls ein Herunterschalten mit der direkt gekoppelten Kupplung 8 außer Eingriff bewirkt wird.
• Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt totz eines vollständig niedergedrückten Gaspedals am Anfang einer Steigung, wird die direkt gekoppelte Kupplung 8 nur zum Schaltzeitpunkt außer Eingriff sein und nach Vollenden des Schaltens in Eingriff sein.

Claims (2)

1. Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem Mehrganggetriebe, welches zwischen einer Vielzahl von Getriebegeschwindigkeitsverhältnissen einschließlich einer ersten Gruppe von Getriebegeschwindigkeitsverhältnissen innerhalb eines hohen Getriebegeschwindigkeitsbereiches und einer zweiten Gruppe von Getriebegeschwindigkeitsverhältnissen innerhalb eines niedrigen Getriebegeschwindigkeitsbereiches schaltbar ist, wobei ein Herunterschalten des Getriebes von einem hohen Verhältnis innerhalb des hohen Getriebegeschwindigkeitsbereiches mit einer direkt gekoppelten Kupplung eines Drehmomentwandlers in ihrem Eingriffszustand erfolgt und ein Herunterschalten des Getriebes innerhalb des niedrigen Getriebegeschwindigkeitsbereiches mit entkuppelter direkt gekoppelter Kupplung erfolgt, wobei das automatische Herunterschalten mittels einer Folge von Operationen mit den folgenden Schritten durchgeführt wird:

Automatisches Bewirken eines Herunterschaltens des Getriebes von einem hohen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis innerhalb des hohen Getriebegeschwindigkeitsbereiches zu einem niedrigen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis zum Abbremsen mit der direkt gekoppelten Kupplung des Drehmomentwandlers im gekuppelten Zustand, wenn Freilauf erfaßt wird; und

anschließendes und automatisches Bewirken eines weiteren Herunterschaltens des Getriebes von einem hohen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis innerhalb des niedrigen Getriebegeschwindigkeitsbereiches zu einem niedrigen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis unabhängig vom Freilauf mit der direkt gekoppelten Kupplung im entkuppelten Zustand, während das Beschleunigungspedal nur teilweise niedergedrückt ist.

2. System zur Steuerung eines Getriebegeschwindigkeitsverhältnisses eines Automatikgetriebes (4) mit einem Drehmomentwandler (3) einschließlich einer Überbrückungskupplung zum direkten Koppeln eines Ausgangs eines Krafterzeugers (1) des Fahrzeugs mit einem Eingang des Getriebes, welches eine erste Gruppe von Getriebegeschwindigkeitsverhältnissen, die in einen hohen Getriebegeschwindigkeitsbereich fallen, und eine zweite Gruppe von Getriebegeschwindigkeitsverhältnissen aufweist, die in einen niedrigen Getriebegeschwindigkeitsbereich fallen, wobei ein Herunterschalten des Getriebes von einem hohen Verhältnis innerhalb des hohen Getriebegeschwindigkeitsbereiches mit der direkt gekoppelten Kupplung (8) des Drehmomentwandlers im Eingriffszustand und ein Herunterschalten des Getriebes innerhalb des niedrigen Getriebegeschwindigkeitsbereiches mit der direkt gekoppelten Kupplung (8) in ihrem entkuppelten Zustand erfolgt, wobei das System aufweist:

eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines gegenwärtigen Getriebegeschwindigkeitsverhältnisses;

eine Erfassungseinrichtung (33) zum Erfassen einer Niederdruckgröße des Fahrzeugbeschleunigers;

eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer vorbestimmten Überbrückungsbedingung zum Herstellen einer Überbrückungsbedingung der Überbrückungskupplung in dem Drehmomentwandler (3);

eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Runterschaltanforderung;

einer Einrichtung zum Runterschalten vom gegenwärtigen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis zu einem niedrigeren Getriebegeschwindigkeitsverhältnis als Folge der Runterschaltanforderung, wobei

eine Einrichtung zur Steuerung der Bedingung der Überbrückungskupplung (8) zwischen der Überbrückungsbedingung und einer freigegebenen Bedingung auf der Grundlage des gegenwärtigen Getriebegeschwindigkeitsverhältnisses und der Niederdrückgröße des Beschleunigers während des Herunterschaltens des Getriebegeschwindigkeitsverhältnisses vorgesehen ist, welche Steuereinrichtung die Überbrückungskupplung (8) in ihrer Überbrückungsbedingung während des Herunterschaltens durch mehrere Verhältnisse beginnend mit einem hohen Getriebegeschwindigkeitsverhältnis und bei Erfassen des hohen Bereiches nach Freilaufen beibehält, und anschließend die Überbrückungskupplung in der freigegebenen Bedingung während des weiteren Herunterschaltens innerhalb des niedrigen Bereiches unabhängig vom Freilaufen und der erfaßten Bedingung des Beschleunigungspedals während des Herunterschaltens innerhalb des niedrigen Bereiches beibehält.