DE69823259T2

DE69823259T2 - Kupplungssteuerung zum Schalten in die Leeraufstellung bei einem automatischen Gebtriebe mit intermittierendem Schlupf und Steuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69823259T2
Application number: DE69823259T
Authority: DE
Inventors: Fereydoon Indianapolis Jamzadeh; Goetz William Brownsburg Schaefer
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: US5803869A; DE69823259D1; EP0866243A2; EP0866243B1; EP0866243A3

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Lastschaltgetriebe und Steuerungen, sowie ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Lastschaltgetriebes, um eine neutrale Funktion bereitzustellen.
Wenn sich der Lastschaltgetriebewählhebel in einem Bereich befindet, in dem die Fahrzeugbremse betätigt wird, das Gas bei Null ist, und das Fahrzeug angehalten ist, ist es wünschenswert, dass das Lastschaltgetriebe auf neutral (in Leerlaufstellung) geschaltet wird. Wenn die Fahrzeugbremse gelöst wird, kehrt das Lastschaltgetriebe in den durch die Position des Gangwählhebels und die Randbedingungen des Systems bestimmten Bereich und Modus zurück. Dies sorgt für Kraftstoffeinsparungen für Anwendungen bei Fahrzeugbetriebszyklen mit vielen Fahrzeuganfahr- und – anhaltezyklen. Es ist wichtig, dass dieses Merkmal für den Fahrer transparent ist, indem die Störung durch das Schalten minimiert wird. Die Zeit für das Füllen der Kupplung und/oder ein frühes Gas geben waren die Ursache für unerwünschte Schaltstörungen bei der aktuellen Auto-Neutral (= automatische Leerlaufstellung)-Mechanisierung.
Automatisch neutral (automatische Leerlaufstellung), eine Option bei einigen Lastschaltgetrieben, hat das Ziel, Kraftstoff zu sparen, indem das Lastschaltgetriebe auf neutral (Leerlaufstellung) geschaltet wird, wenn das Fahrzeug zum Stehen kommt und die Bremse betätigt wird. Das Lastschaltgetriebe schaltet automatisch zurück auf Vorwärtsantrieb, wenn die Fahrzeugbremse durch den Fahrer gelöst wird. Daran beteiligt ist im Allgemeinen ein Ausrücken der Vorwärts-Kupplung, wenn eine automatische Leerlaufstellung (auto neutral) gewünscht wird, und ein erneutes Einrücken der Kupplung, wenn die Fahrzeugbremse gelöst wird. Die der Kupp lung zugehörige Füllzeit und das Vermögen des Lenkers, die Drosselklappeneinstellung während der Füllzeit zu erhöhen, können in einer unerwünschten Schaltqualität und Wärmeentwicklung an der Kupplung resultieren.
Steuerungen für eine automatische Leerlaufstellung umfassen einen der folgenden Ansätze:

1. Das Teilfüllverfahren, bei dem versucht wird, die Kupplung ohne Kupplungsplattenkontakt gefüllt zu halten. Dies geschieht durch Steuern des Kupplungsbetätigungsdruckes durch drei aufeinander folgende Rampen, gefolgt von einem konstant Halten des Kupplungsdruckes. Testergebnisse haben gezeigt, dass dieses Verfahren, obwohl es die Füllzeit verringert, auf Grund eines variablen Haltedruckes und allmählichen Entweichens an der Kupplung inkonsistente Kupplungsfüllzeiten erzeugt, was in einem nicht gewünschten Schalten resultieren kann, und
2. Das Drehmomentwandlerschlupf-Steuerverfahren, das die Kupplung durch Steuern des Drehmomentwandlerschlupfes auf sehr niedrigem Niveau gefüllt hält. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Füllzeit im Wesentlichen konstant ist. Ein Nachteil ist die Möglichkeit von Wärmeentwicklung an der Kupplung wegen des kontinuierlichen Schlupfes, was die Lebensdauer des Lastschaltgetriebes verringern kann.

Die EP-A 0 679 819 offenbart eine Vorrichtung zum automatischen Steuern eines Lastschaltgetriebes, bei der in einem neutralen Steuerzustand kein Schlupfeinrücken der ersten Kupplung erzeugt wird, und als Ergebnis erfährt das Fahrzeug keine Leerlaufvibration und der den Kraftstoff verbrauch verringernde Effekt des neutralen Steuerzustandes wird nicht vermindert, und es kommt zu keiner Erwärmung und nachfolgender Verringerung der Lebensdauer des Reibungsmateriales der Kupplung. Es sind ein Fluid-Lastschaltgetriebe, eine Kupplung, die einrückt, wenn ein Vorwärtsbereich gewählt wird, eine hydraulische Kraftverstärkung, um die Kupplung einzurücken setzen, ein antriebsseitiger Drehzahlsensor zum Erfassen der antriebsseitigen Drehzahl des Fluid-Lastschaltgetriebes, ein abtriebsseitiger Drehzahlsensor zum Erfassen der abtriebsseitigen Drehzahl des Fluid-Lastschaltgetriebes, sowie eine Steuervorrichtung vorgesehen. Die Steuervorrichtung besitzt ein Mittel zum Berechnen der Drehzahldifferenz, ein Mittel zum Bewerten der Drehzahldifferenz-Änderung, ein Druckerhöhungsmittel zum Erhöhen des hydraulischen Druckes der hydraulischen Kraftverstärkung um einen festgesetzten Druck, wenn sich die Drehzahldifferenz nicht geändert hat, und ein Druckreduktionsmittel zum Verringern des hydraulischen Druckes der hydraulischen Kraftverstärkung um einen festgesetzten Druck, wenn sich die Drehzahldifferenz geändert hat.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System für eine Kupplungssteuerung während eines automatischen Leerlaufes bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung optimiert das Steuersystem die automatische Leerlaufstellungsfunktion durch Wechseln zwischen schlupfen lassen einer Kupplung und Halten des Kupplungsdruckes auf einem niedrigen Wert unterhalb des vollen Kupplungseinrückens.
Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile umfassen:

1. Sie minimiert die Wärmeerzeugung an der Kupplung durch intermittierendes Schlupfen lassen der Kupplung, und;
2. Sie verringert in großem Ausmaß die Kupplungsfüllzeit, indem sie die Zeit, in der die Kupplung nicht vollständig gefüllt ist, minimiert, was in Folgendem resultiert:
a. Erfassen und Speichern des maximalen Druckniveaus, das erforderlich ist, um die Kupplung automatisch gefüllt zu halten, aber kein Drehmoment überträgt;
b. Erfassen und Speichern des minimalen Druckniveaus, das erforderlich ist, um die Kupplung im Wesentlichen gefüllt zu halten, sie aber auf einem minimalen erfassbaren Niveau schlupft;
c. Steuern der Kupplung zwischen den in den Schritten (a) und (b) hergestellten Druckniveaus auf der Grundlage eines einrichtbaren Profiles, um ein vorbestimmtes Zeitintervall zu erzielen.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystems.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystems und einer computerunterstützten Steuerung.
3 ist ein Algorithmus in Blockdiagrammform, der Anweisungen für die computergestützte Steuerung darstellt.
4 bis 13 sind Algorithmen in Blockdiagrammform, die Subroutinen innerhalb des Algorithmus von 3 darstellen.
14A bis 14G sind Kurven, die verschiedene Parameter und Signale, die von den Algorithmen der 3 bis 13 verwendet werden, versus Zeit darstellen.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist hier ein Kraftübertragungssystem zu sehen, die ein Lastschaltgetriebe 10, welches eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen zwischen einem Motor 12 und einem Achsantrieb 14 bereitstellt. Der Achsantrieb 14 ist mit einem abtriebsgetriebenen Element des Fahrzeugs, z. B. Rädern 16 verbunden.
Das Lastschaltgetriebe umfasst drei Planetenradsätze P1, P2, P3, die durch eine Vielzahl von selektiv einrückbaren Reibungsvorrichtungen, die zwei selektiv einrückbare Kupplungen C1, C2 und drei selektiv einrückbare Bremsen C3, C4, C5, umfassen, wirkungsvoll in sechs Vorwärts-Übersetzungsverhältnissen gesteuert werden. Jeder Planetenradsatz P1, P2, P3 weist ein entsprechendes Sonnenrad S1, S2, S3 auf; ein entsprechendes Hohlrad R1, R2, R3 und eine entsprechende Trägeranordnung CA1, CA2, CA3 auf. Das Lastschaltgetriebe 10 ist in dem US-Patent Nr. 4 070 927, erteilt an Polak, 31. Januar 1978, weiter beschrieben. Die Bremsen und Kupplungen sind druckbetätigt und federgelöst. Dies sind herkömmliche Reibungsvorrichtungen und ihre Anordnung und Verwendung sind im Stand der Technik gut bekannt. Wie in dem Patent von Polak beschrieben, stellt das Getriebe sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten und eine Rückwärtsgeschwindigkeit durch Anwenden verschiedener Kombinationen der Kupplungen und Bremsen bereit. Das Einrücken der Kupplung C1 und der Bremse C5 wird das erste und niedrigste Antriebsübersetzungsverhältnis zwischen dem Motor 12, einem Drehmomentwandler 18 und dem Achsantrieb 14 herstellen. Die Kupplung C1 wird moduliert, um eine automatische Leerlaufstellungsfunktion bereitzustellen.
Das Betätigen und Lösen aller Reibungsvorrichtungen, die die Kupplung C1 umfassen, erfolgt unter der Steuerung einer herkömmlichen elektrohydraulischen Steuerung 20, die eine Anzahl von Eingängen von den verschiedenen Fahrzuständen verwendet, um das gewünschte Antriebsübersetzungsverhältnis zu bestimmen. Die elektrohydraulische Steuerung 20 ist schematisch in 2 dargestellt. Sie umfasst einen Mikrocomputer (MC) 22 mit einer Zentraleinheit (CPU), die Eingangssignale von einem Drosselklappensensor oder der Kraftstoffzufuhr TH empfängt, einen Bremsenschalter PS, einen Motorantriebsdrehzahlsensor 24, einen Turbinendrehzahlsensor 26, einen Abtriebsdrehzahlsensor 28 und einen vom Fahrer gesteuerten Gangwählhebel 29. Der Turbinendrehzahlsensor 26 ist auch der Antriebsdrehzahlsensor. Der Mikrocomputer 22 stellt auch ein Signal zum Steuern des Betätigungsdruckes der Reibungsvorrichtungen C1–C5 bereit.
Der Systemdruck wird von einer herkömmlichen Verdrängerpumpe 30 und einem Regelventil 32 hergestellt. Ein Magnetventil 34, das den Einrückdruck der Kupplung C1 steuert, empfängt elektrische Signale von elektronischen Antrieben 36, die wiederum durch den Mikrocomputer gesteuert werden. Die Antriebe 36 stellen über eine Steuerung 38 auch Signale bereit, um die Reibungsvorrichtungen C2, C3, C4 und C5 unter Druck zu setzen und abzulassen.
Die 3 bis 13 sind Flussdiagramme, die Anweisungen des Computerprogrammes darstellen, welche von der computergestützten Steuerung von 2 ausgeführt werden, um das Einrücken und das Ausrücken der Reibungsvorrichtungen C1–C5 und eine automatische Leerlaufstellungsfunktion an der Kupplung C1 herzustellen.
3 stellt ein Steuer- oder Hauptschleifenprogramm 40 dar, das die sequenzielle Ausführung verschiedener Subroutinen leitet. Schritt 42, Initialisierung, bezeichnet eine Reihe von Anweisungen, die zu Beginn (d. h., beim Starten des Fahrzeugs) einer jeden Periode eines Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden, um die verschiedenen Timer, Register und variierbaren Werte der Steuereinheit auf vorbestimmte Anfangswerte zu setzen. Danach wird das Programm sequenziell und wiederholt ausgeführt, wie durch die Linien des Flussdiagramms angezeigt, und zwar mit einer Geschwindigkeit die typischerweise 16 ms je Schleife betragen kann. Nach der Initialisierung 42 werden die verschiedenen Eingangssignale 23 gelesen, Schritt 44, und für die Verwendung durch den Mikrocomputer 22 aufbereitet. Die Eingangssignale 23 werden auf Vollständigkeit überprüft und der Systembetrieb wird überwacht, um bei den Kästchen oder Schritten 46, 48 jegliche Funktionsprobleme zu diagnostizieren.
Schritt 50 analysiert die verschiedenen Systemeingangssignale und entscheidet, ob ein Schalten oder eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses befohlen werden soll und führt dann die notwendige Aktion aus. Ein Schalten wird durch Steuern des Wechsels zwischen den Kupplungen und Bremsen ausgeführt. Ein Kupplungssteuerungsschritt 52 analysiert die verschiedenen Systemeingangssignale und entwickelt Druckbefehlsignale zum Betätigen einer jeden Reibungsvorrichtung. Eine automatische Leerlaufstellungsfunktion, die in den 3 bis 12 beschrieben ist, analysiert die Eingangssignale 23 von dem Drosselventil TH, dem Bremsenschalter PS und den Drehzahlsensoren 24, 26, 28 und entwickelt ein Signal oder eine Strategie für den Druckbefehl für die Kupplung C1. Die Befehlssignale werden aufbereitet, um die Magnetventilantriebsströme zu bewirken, damit die Druckbefehle für spezielle Schaltoperationen wie auch für eine automatische Leerlaufstellung ausgeführt werden, und verteilt die angeforderten Steuersignale an die Antriebe zum Steuern der Magnetventile in der Steuerung 38.
Die Routine für die Steuerung der automatischen Leerlaufstellungsfunktion ist in dem Algorithmus von 4 dargestellt. Die Routine beginnt mit einem automatischen Leerlaufstellungsaktivierungs-/deaktivierungsverfahren bei Schritt 54, der wiederum den angeforderten Betriebsmodus in 5 bestimmt. Wenn die automatische Leerlaufstellung bei Schritt 56 und 58 in 4 aktiviert wurde, werden von der Routine bei Schritt 60 Parameter einmal für die automatische Leerlaufstellungsfunktion voreingestellt, wie in 6 dargestellt. Solange die automatische Leerlaufstellungsfunktion aktiv angefordert wird, stellt die Kernsteuerung für die automatische Leerlaufstellung die Logik zum Steuern der Drehmomentkapazität der Kupplung C1 bereit. Wenn jedoch bei den Schritten 62 bis 66 die Deaktivierung des automatischen Leerlaufes angefordert wird, wird der in 13 beschriebene Kupplungsbetätigungs-Steuerzustand die Kupplung C1 wieder betätigen, um das System in seinen ursprünglichen Vorwärtsmodus zurückzubringen. Die automatische Leerlaufstellungsfunktion kann bei Schritt 70 nur dann abgebrochen werden, wenn der Gangwählhebel 29 vom Lenker verändert wird. Das Abbrechen resultiert im vollständigen Ausrücken der Kupplung C1.
Unter Bezugnahme auf 5 wird die automatische Leerlaufstellung aktiviert, wenn die unten stehend beschriebenen Bedingungen über eine Kalibrationsperiode (ANWSTMIN) vorgelegen sind, Schritt 72:

1) Die Droselklappenstellung befindet sich im Drosselklappenbereich nahe Null (CTHRZERO), Schritt 62.
2) Die Getriebeabtriebsdrehzahl ist niedriger als ihr minimaler errechenbarer Wert (CANNOMIN), Schritt 66.
3) Die Bremse wird betätigt, Schritt 64.
4) Die Getriebeturbinendrehzahl ist niedriger als ihr minimaler errechenbarer Wert (CANNTMIN), Schritt 74.
5) Die gewählte und erzielte Richtung ist vorwärts, Schritt 70.

Die automatische Leerlaufstellung wird deaktiviert, wenn entweder vorstehende Bedingung 1, 2 oder 3 nicht ausreichend erfüllt ist. Die automatische Leerlaufstellung wird unterbrochen (Schritt 76, 5 und Schritt 78, 4), wenn irgendein anderer als der Vorwärtsmodus gewählt und erzielt wird. Wenn dies geschieht, wird der C1 Kupplungsdruck bei Schritt 79 (4) abgelassen.
Wenn die automatische Leerlaufstellung aktiviert werden soll, geht Schritt 80 (4) zu der Routine in 7 und den Subroutinen darunter weiter. Die 7 bis 12 beschreiben die Details der automatischen Leerlaufstellungsfunktion.
Unter Bezugnahme auf 7 können drei verschiedene Betriebszustände auftreten, wenn die automatische Steuerung der Leerlaufstellung befohlen ist. Der erste Zustand, der von PC1 Los schreitende Anfangs-Rampen-Schritt 82 (8), wird zu Beginn des Schaltens in die automatische Leerlaufstellung ausgeführt, während danach die zweiten und dritten Zustände, Schritt Hinaufmoduliert 84 (9) und Schritt Herabmoduliert 86 (11), abgewechselt werden, solange die automatische Leerlaufstel lungsfunktion angefordert ist. Die Wechsel zwischen diesen beiden Zuständen sind durch zwei Schaltmarkierungen IMODUP, Schritt 88 bzw. IMODWN, Schritt 90 dargestellt. Der Zustands-Schritt Hinaufmoduliert 84 (9) wird beendet, wenn bei Schritt 93 (7) die Schlupfherabzieh-Messeinrichtung (SLPPDCNT) gleich mit einer Kalibrationskonstanten (CSLPPDC) ist. In gleicher Weise wird der Schritt Herabmoduliert 84 (9) beendet, wenn bei den Schritten 94, 96 die Schlupfhochziehbedingung (SLPPULUP = ON) erfüllt ist. Nach Beendigung eines jeden Zustandes tritt das Programm bei Schritt 98 (10) in ein Verfahren zum Vorbereiten eines herabmodulierten Zustandes, oder bei Schritt 100 (12) zum Vorbereiten eines hinaufmodulierten Zustandes ein, um den Eintritt in den nächsten Zustand vorzubereiten.
Unter Bezugnahme auf 8 beginnt der von PC1 Los schreitende Anfangs-Rampenzustand, wenn die Kupplung C1 betätigt wird, die Turbinen- und Antriebsdrehzahlen Null sind, und die Motordrehzahl um einen geringfügigen Wert niedriger ist als der Leerlauf, der in den 14A bis 14G durch die Zeit T1 dargestellt ist. Am Ende dieses Zustandes, Zeit T2, liegt der Druck der Kupplung C1 unter dem Drehmomentübertragungsdruck und die Turbinen- und Motordrehzahl bei oder nahe an der Leerlaufdrehzahl. In diesem Zustand wird der Drehmomentwandlerschlupf in den Schritten 100 bis 106 überwacht, um bei Schritt 108 einen Referenz-Drehmomentwandlerschlupf (TQSLPREF) zum Verwenden in den Hinaufmodulierten 84 und Herabmodulierten 86 Zuständen zu suchen.
Der Druck der Kupplung C1, der bei Schritt 110 in 6 auf eine Referenzkonstante (PC1ANOFF) voreingestellt wurde, wird bei Schritt 112 (8) mit einer konstanten Geschwindigkeit (CANRAMP) heruntergefahren, bis der Drehmomentwandlerschlupf geringer als die Kalibrationskonstante (CALSLIP) ist. Dann wird der Druck bei Schritt 114 (8) mit einer nied rigeren Geschwindigkeit(CANRAMP2) heruntergefahren, um einen Druck zu finden, bei dem die Kupplung C1 kein Drehmoment überträgt. Die Turbinenbeschleunigung wird als Anzeiger zum Erfassen der Öffnung der Kupplung C1 verwendet. Wenn bei Schritt 116 die Turbinenbeschleunigung geringer als eine Kalibrationskonstante (CNTMAXAC) ist und die Turbinendrehzahl bei Schritt 106 CNTACCNT aufeinander folgende Male geringer als eine weitere Kalibrationskonstante (CSPTUMIN) ist, wird dieser Zustand beendet. Die Turbinendrehzahl wird verwendet, um das Annehmen der Turbinenbeschleunigung zu unterdrücken, wenn die Turbinendrehzahl unter dem errechneten Schwellenwert liegt.
Am Ende dieses anfänglichen los schreitenden Rampenzustandes werden bei Schritt 108 mehrere Variablen wie z. B. der Referenz-Drehmomentwandlerschlupf (TQSLPREF), der anfängliche Kupplungsdruck für den Hinaufmodulierten Zustand (PCUPI) und ein minimaler Referenzdruck (PCREFMIN) für den nächsten Zustand wie folgt berechnet:

1) Berechne einen durchschnittlichen Drehmomenfwandlerschlupf während der Konvergenz TQSLIPAVG = TQSLIPSUM/CNTACCNT;
2) Berechne einen Referenzschlupf, der anzeigt, dass kein Drehmomentwandlerschlupf TQSLPREF = MAX(TQSLIPAVG, CTQSLMIN);
3) Berechne einen Anfangsdruck von C1 für den Hinaufmodulierten Zustand PCUPI = PC1 + CNTACCNT * CANRAMP2;
4) Lege einen minimalen Referenzdruck PCREFMIN = PCUPI fest.

Von besonderem Interesse ist der minimale Referenzdruck PCREFMIN. Mit dem Ende dieses Anfangszustandes wird bestimmt, dass die Kupplung C1 bei einem Druck, der gleich wie oder kleiner als PCREFMIN ist, kein Drehmoment übertragen wird. Dieser Druck wird beim Vorbereiten des Hinaufmodulierten Zustandes auch aktualisiert (12), um den maximalen Druck zu suchen, bei dem die Kupplung kein Drehmoment überträgt.
Unter Bezugnahme auf den Hinaufmodulierten Zustand in 9 beginnt die Berechnung des Druckes mit einem Anfangsdruck PCUPI (in dem von PC1 Los schreitenden Anfangs-Rampenzustand, 8, oder beim Vorbereiten des Hinaufmodulierten Zustandes, 11, bestimmt), und wird, beginnend zu der Zeit T2, mit einer anpassungsfähigen Geschwindigkeit ANRMPUP hochgefahren. Dieser Zustand soll die Kupplung innerhalb einer vorbestimmten Zeit T2 bis T3 füllen, und die Turbinendrehzahl mit einer angemessenen Geschwindigkeit herabziehen, nachdem die Kupplung gefüllt ist. Der während dieses Stadiums befohlene Druck ist immer durch den maximalen Referenzdruck (PCREFMAX) begrenzt. Dieser Zustand ist fertig, wenn bei Schritt 92 für CSLPPDC aufeinander folgende Schleifen die Differenz zwischen dem Drehmomentwandlerschlupf und TQSLPREF größer als eine Kalibrationskonstante (CSLPPD) ist.
Am Ende des Hinaufmodulierten Zustandes zu der Zeit T3 wird bei Schritt 116 (10) der maximale Referenzdruck (PCREFMAX) aktualisiert, um den niedrigsten Druck zu bestimmen, der die Kupplung füllt und die Turbine herabzieht. Dieser Druck wird als der höchste zulässige Druck verwendet, wenn der Hinaufmodulierte Zustand wieder aktiviert wird.
Auch für den nächsten Herabmodulierten Zustand wird bei Schritt 116 (10) ein Kupplungsdruck wie folgt berechnet: PCDWNI = PC1 – (PCREFMAX – PCREFMIN) * CADJDWNI wobei CADJDWNI eine Kalibrationskonstante ist.
Die Voreinstellung des Druckes für den Hinaufmodulierten Zustand auf einen niedrigeren Wert kann die Zeit verringern, in der die Kupplung mit einer relativ hohen Geschwindigkeit schlupfen kann, und verhindert dadurch die übermäßige Wärmeentwicklung. Sie verringert auch die Motordrehzahländerung während des automatischen Leerlaufes.
Nach dem Hinunterziehen der Turbine wird angestrebt, den Druck wieder herabzusenken, um einen Referenzdruck zu suchen, bei dem die Kupplung kein Drehmoment überträgt, während sie beinahe gefüllt bleibt. Unter Bezugnahme auf 11 erfolgt während des Hinaufmodulierten Zustands-Schrittes 86 die Drucksteuerung kontinuierlich durch einen Proportionalregler, um bei Schritt 118 die absolute Turbinenbeschleunigung CSLPPUC aufeinander folgende Male unter eine Kalibrationskonstante (NTMAXAC) zu senken. Wenn dies geschieht, wird bei Schritt 94 der Fehler zwischen TQSLPREF, der in dem von PC1 Los schreitenden Anfangs-Rampenzustand bestimmt wird, 8, Schritt 108, und dem Drehmomentwandlerschlupf überprüft, damit sichergestellt ist, dass die Kupplung nicht schleift. Wenn Kupplungsschleifen festgestellt wird, wird bei Schritt 120 der Druck unter Verwendung einer Rampe (CANRMPDW) weiter nach unten angepasst.
Der Druck ist bei Schritt 87 auf einen minimalen Referenzdruck (PCREF-MIN) begrenzt, um den Druck auf dem höchstmöglichen Niveau zu halten, ohne dass die Kupplung schlupft. PCREFMIN kann nur dann nach unten angepasst werden, wenn sich die Charakteristik des Kupplungssystems während der Steuerung der automatischen Leerlaufstellung ändert, und Kupplungsschleifen auftritt.
Der Herabmodulierte Zustand wird zu der Zeit T4 beendet, wenn bei Schritt 94 die Differenz zwischen dem Drehmomentwandlerschlupf und TQSLPREF größer ist als eine Kalibrationskonstante (CSLPPU), und die absolute Turbinenbeschleunigung bei Schritt 118 mindestens CSLPPUC aufeinander folgende Male unter einer Kalibrationskonstanten (NTMAXAC) liegt.
Unter Bezugnahme auf 12 werden die folgenden Schritte gesetzt, um auf zukünftige Zustände, den Hinaufmodulierten (9), gefolgt von dem Herabmodulierten (11), vorbereitet zu sein.
Bei Schritt 122 wird der minimale Referenzdruck (PCREFMIN) auf der Grundlage des zuletzt befohlenen Druckes PC1 und des vorhergehenden PCREFMIN aktualisiert.
Wenn bei Schritt 124 durch eine Kalibrationskonstante (IUPADPT) eine Anpassung gewählt wird, wird bei Schritt 126 ein anfänglicher Druckanpassungsfaktor (ADJUPI) bei einem kalibrierbaren Delta (CUPDLTA) geändert, um die Verweilzeit in dem hinaufmodulierten Zustand einzustellen. Der Anpassungsfaktor ist bei Schritt 128 durch eine obere Grenze (CUPMAX) und eine untere Grenze (CUPMIN) begrenzt. Die Zeit im Hinaufmodulierten Zustand kann die Kühlung der Kupplung (mehr Zeit sorgt für mehr Kühlung des Kupplungswärmeüberganges) und die Füllzeit (weniger Zeit sorgt für eine kürzere Füllzeit) beeinflussen.
Wenn der Anpassungsfaktor (ADJUPI) die obere Grenze (CUPMAX) erreicht und die Füllzeit länger ist als der vorbestimmte Wert (CUPLPUL), wird der maximale Referenzdruck (PCREFMAX) bei den Schritten 130, 132 durch eine Kalibrationskonstante (CMAXDLTA) nach oben angepasst, um die Füllzeit zu verringern. Der maximale Referenzdruck (PCREFMAX) kann nach oben angepasst werden, selbst wenn eine Anpassung nicht gewählt ist.
Der Anpassungsfaktor ADJUPI wird verwendet, um bei Schritt 134 den Anfangsdruck (PCUPI) für den Hinaufmodulierten Zustand zu bestimmen; darauf folgt eine neue Berechnung der Rampengeschwindigkeit (ANRMPUP) bei Schritt 136, wenn der anpassende Hochfahr-Faktor (IUPADPT) aktiv ist und der maximale Referenzdruck (PCREFMAX) bei Schritt 138 größer ist als der Anfangsdruck (PCUPI).
ADJUPI, ANRMPUP, und PCREFMAX werden sich in anpassender Weise ändern, bis die vorbestimmte Betriebszeit des Hinaufmodulierten Zustandes erreicht ist.
Der Anfangsdruck für den Hinaufmodulierten Zustand (PCUPI) wird wie folgt berechnet: PCUPI = PC1 + (PCREFMAX – PCREFMIN) * ADJUPIwobei ADJUPI eine Kalibrationskonstante ist, die ursprünglich in 6 voreingestellt wurde.
Von diesem Punkt an werden die Zustände, wie oben erklärt, zwischen dem Hinaufmodulierten Zustand und dem Herabmodulierten Zustand abgewechselt, solange die automatische Leerlaufstellungsfunktion aktiv ist. Diese Aktivität erlaubt es, dass die Kupplung beinahe gefüllt ist, während der Kupplungsschlupf minimiert wird.
Bei der Deaktivierung des automatischen Leerlaufes zu der Zeit TE ist es wichtig, dass die Kupplung schnell und mit einem minimalen Ausmaß an Drehmomentstörung betätigt wird. 13 stellt den Kupplungsbetätigungs-Steuerzustand nach Deaktivierung des automatischen Leerlaufes dar. Wenn die automatische Leerlaufstellung während irgend eines anderen Zustandes als in dem Hinaufmodulierten Zustand deaktiviert wird, ist die Kupplung bereits gefüllt und die Kupplungsdrucksteuerung kann sofort beginnen.
Wenn die automatische Leerlaufstellung während des Hinaufmodulierten Zustandes deaktiviert wird, wird die Rampe, ausgehend von dem maximalen Referenzdruck (PCREFMAX), mit einer unterschiedlichen kalibrierbaren Geschwindigkeit (CANRAMPCL) wie bei Schritt 140 (13) bestimmt, fortgesetzt, bis das Hinunterziehen erkannt wird. Da die Kupplung beinahe gefüllt ist und der Druckbefehl auf einem höheren Niveau erfolgt, wird erwartet, das die Füllzeit beendet ist, bevor irgend eine Erhöhung des Gases durch den Lenker erfolgt. Das Füllen der Kupplung wird erkannt, wenn der Unterschied zwischen dem Drehmomentwandlerschlupf und TQSLPREF größer ist als die Kalibrationskonstante, was das Hinunterziehen der Turbine bei Schritt 142 anzeigt. An diesem Punkt wird die Kupplungsdrucksteuerung beginnen.
Die Kupplungsdrucksteuerung bei Schritt 144 basiert auf der folgenden Gleichung: PC1 = PON INIT + PRAMPCL + PKPCL + PTHROTTLEwobei PON INIT der maximale Referenzdruck ist,
(PCREFMAX) im Hinaufmodulierten Zustand bei Schritt 146 berechnet wird,
PRAMPCL die Druckrampe ist,
PKPCL ein Proportionalglied ist, das auf Basis des Fehlers zwischen dem Kupplungsschlupf (VSLIPCL) und dem Schlupfbefehl (SLIPCMD) ist.
Die befohlene Schlupfdrehzahl (SLIPRATE) wird bei Schritt 146 auf der Grundlage einer Anfangsschlupfdrehzahl und einer gewünschten Kupplungssteuerungsdauer, die durch eine Kalibrationskonstante (CANSLPTMX) definiert wird, bestimmt.
PTHROTTLE ist ein Druckkompensationsausdruck als Funktion der Drosselklappe, wie durch das Eingangssignal TH definiert.
Die Kupplung ist eingerückt, wenn die Schlupfdrehzahl über die Kupplung (VSLIPCL) kleiner ist als eine Kalibrationskonstante (CSLIPMIN). An diesem Punkt wird der Druck auf ein Maximum erhöht, und das Schalten in die Leerlaufstellung wird als beendet betrachtet.
Die 14A bis 14G stellen ein Ergebnis einer Computersimulation der automatischen Leerlaufstellungsfunktion dar. Nach der Aktivierung des automatischen Leerlaufes wird bei T1 der von PC1 Los schreitende Anfangs-Rampenzustand voreingestellt. Der Druck wird mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten heruntergefahren, bis die Turbinen- und Motordrehzahl bei T2 konvergiert sind. Nach dem Konvergieren wird der Druck hochgefahren (Hinaufmodulierter Zustand) bis bei T3 das Hinunterziehen der Turbine erfasst wird. An diesem Punkt wird der Anfangsdruck auf einen niedrigeren Druck angepasst und gesteuert (herabmodulierter Zustand), bis bei T4 der maximale Druck ohne Kupplungsschlupfzustand erfasst wird. Solange die automatische Leerlaufstellungsfunktion aktiv ist, werden die Hinaufmodulierten Zustände (T4–T5), (T6–T7) und die Herabmodulierten Zustände (T5–T6), (T7–T8) abgewechselt, um die Kupplung beinahe gefüllt zu halten und doch den Kupplungsschlupf zu minimieren. Die Druckmodulation endet zu der Zeit TB, wenn die Fahrzeugbremsen deaktiviert werden, das Gas erhöht wird, sich die Gangwahl ändert, oder die Abtriebsdrehzahl zunimmt.
Von besonderem Interesse ist die Lernfähigkeit des Systems, um die maximalen und minimalen erforderlichen Drücke zu finden, und den Druck zwischen diesen Extremen zu modulieren. Wenn die automatische Leerlaufstellung verlangt wird, wird der Druck gemäß dem in 13 dargestellten Algorithmus gesteuert, bis die Synchronisationsgeschwindigkeit über der Kupplung erfasst wird. An diesem Punkt wird die automatische Leerlaufstellungsfunktion deaktiviert und der normale Getriebebetrieb wird wieder aufgenommen. Wenn die automatische Leerlaufstellung unterbrochen wird, wird der Druck an der Kupplung C1 und daher die Drehmomentkapazität wesentlich reduziert. Der Druck an der Kupplung C1 kann auf einem sehr niedrigen Wert reguliert werden, der nicht ausreicht, um die Rückdruckfeder zu überwinden, aber die Kupplungsbetätigungskammer mit einem minimalen Volumen gefüllt zu halten. Dies ist ein gut bekanntes Verfahren, das bei vielen Reibungsvorrichtungen verwendet wird.
Die nachfolgenden Tabellen liefern eine kurze Definition der Werte von Konstanten und Variablen, die in den in den 3 bis 13 definierten Algorithmen verwendet werden.
KONSTANTEN AUTOMATISCHE LEERLAUFSTELLUNG (AUTO NEUTRAL)
VARIABLEN AUTOMATISCHE LEERLAUFSTELLUNG (AUTO NEUTRAL)

Claims

Lastschaltgetriebe und Steuerung für ein Fahrzeug: wobei das Getriebe umfasst: einen Drehmomentwandler (18) mit einer Antriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehzahl, eine Antriebswelle, die mit dem Drehmomentwandler in Antriebsverbindung steht, eine Abtriebswelle, eine Planetenradanordnung, die zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet ist und eine Vielzahl von fluidbetätigten Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1, C2, C3, C4, C5) und Planetenradmitteln (S1, S2, S3, CA1, CA2, CA3, R1, R2, R3) umfasst, die durch selektiven Eingriff der Drehmomentübertragungseinrichtungen mit vorbestimmten Drehmomentkapazitäten gesteuert werden, um eine Vielzahl von Antriebsübersetzungsverhältnissen zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen herzustellen, die Vorwärts-, Rückwärts- und neutrale Übersetzungsverhältnisse umfassen, wobei die Steuerung umfasst: ein Mittel zum Bestimmen des hergestellten Antriebsübersetzungsverhältnisses, ein Mittel (26, 28) zum Bestimmen des Vorhandenseins einer Null-Drehzahl an der Antriebswelle und an der Abtriebswelle, ein Mittel (62, 64) zum Bestimmen eines Vorhandenseins eines Bedienerbefehls, ein erstes Mittel (82, 86, 100) zum Reduzieren einer Drehmomentkapazität von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen, ein zweites Mittel (84, 98) zum Erhöhen der Drehmomentkapazität, wobei das erste und das zweite Mittel (82, 86, 100, 84, 98) eingerichtet sind, um die Drehmomentkapazität wechselweise zu reduzieren und zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel (82, 86, 100) eingerichtet ist, um die Drehmomentkapazität von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1) mit einer ersten gesteuerten Rampengeschwindigkeit zu reduzieren, bis eine erste minimale Kapazität erzielt ist, wenn die Abtriebswelle und die Antriebswelle eine Null-Drehzahl aufweisen, ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis der Antriebsübersetzungsverhältnisse, welches nicht das neutrale ist, hergestellt ist und ein Bedienerbefehl vorhanden ist, das zweite Mittel (84, 98) eingerichtet ist, um die Drehmomentkapazität mit einer ersten gesteuerten Geschwindigkeit zu erhöhen, bis eine erste vorbestimmte maximale Kapazität erzielt ist und die Antriebsdrehzahl nicht Null ist und der Bedienerbefehl vorhanden ist, das erste Mittel (82, 86, 100) die Drehmomentkapazität von der ersten vorbestimmten maximalen Kapazität auf eine zweite vorbestimmte minimale Kapazität reduziert, das zweite Mittel (84, 98) die Drehmomentkapazität erhöht, bis eine zweite vorbestimmte maximale Kapazität, die kleiner als die erste vorbestimmte Kapazität ist, erzielt ist, das erste Mittel (82, 86, 100) die Drehmomentkapazität von der zweiten vorbestimmten maximalen Kapazität verringert, bis zumindest das zweite vorbestimmte Minimum erzielt ist, und das erste und das zweite Mittel (82, 86, 100, 84, 98) die Drehmomentkapazität wechselweise zwischen der zweiten vorbestimmten maximalen und minimalen Kapazität halten; wenn der Bedienerbefehl vorhanden ist.
Lastschaltgetriebe und Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Antriebsübersetzungsverhältnisse ein niedriges Vorwärts-Übersetzungsverhältnis umfassen, das unter einer Bedingung eines Ingangsetzens eines Fahrzeuges hergestellt wird, und eine der Drehmomentübertragungseinrichtungen eine fluidbetätigte Reibungskupplung (C1) ist, die in Eingriff steht, um das niedrige Vorwärts-Übersetzungsverhältnis herzustellen, und wobei die Reibungskupplung (C1) die Drehmomentübertragungseinrichtung ist, deren Kapazität durch das erste und das zweite Mittel gesteuert wird.
Lastschaltgetriebe und Steuerung nach Anspruch 2, die ferner einen Fahrzeugbremsenmechanismus umfasst, und wobei die Steuerung ein Mittel zum Bestimmen der Betätigung des Fahrzeugbremsenmechanismus aufweist, und wobei der Bremsenmechanismus betätigt werden muss, damit das erste und das zweite Mittel (84, 98) wirksam sind.
Lastschaltgetriebe und Steuerung nach Anspruch 1, wobei das erste Mittel (82, 86, 100) die Drehmomentkapazität verringert, bis die Antriebsdrehzahl annähernd gleich der Antriebsdrehzahl des Drehmomentwandlers ist, wobei das zweite Mittel (84, 98) die Drehmomentkapazität erhöht, bis die Antriebsdrehzahl und der Drehmomentwandler (18) ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis aufweisen, das kleiner als ein Schwellenübersetzungsverhältnis ist.
Lastschaltgetriebe und Steuerung in einem Fahrzeug, umfassend: einen Fahrzeugbremsenmechanismus, eine Motorkraftstoffsteuerung zum Herstellen eines Motorleerlaufzustandes, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine Planetenradanordnung (C1, C2, C3, C4, C5, S1, S2, S3, CA1, CA2, CA3, R1, R2, R3), die zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet ist und eine Vielzahl von fluidbetätigten Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1, C2, C3, C4, C5) und Planetenradmitteln (S1, S2, S3, CA1, CA2, CA3, R1, R2, R3) umfasst, die durch selektiven Eingriff der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1, C2, C3, C4, C5) mit vorbestimmten Drehmomentkapazitäten gesteuert werden, um eine Vielzahl von Antriebsübersetzungsverhältnissen zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen herzustellen, die eine Vielzahl von Vorwärts-Übersetzungsverhältnissen, ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis und einen neutralen Zustand umfassen, ein Übersetzungsverhältnissteuermittel zum Bestimmen des hergestellten Antriebsübersetzungsverhältnisses, ein Sensormittel (26, 28) zum Bestimmen der Drehzahl der Antriebswelle und der Drehzahl der Abtriebswelle, ein erstes Mittel (82, 86, 100) zum Verringern einer Drehmomentkapazität von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1), ein zweites Mittel (84, 98) zum Erhöhen der Drehmomentkapazität, wobei das erste und das zweite Mittel (82, 86, 100, 84, 98) eingerichtet sind, um die Drehmomentkapazität wechselweise zu verringern und zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel (82, 86, 100) eingerichtet ist, um die Drehmomentkapazität von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1) auf eine erste vorbestimmte minimale Leerlaufkapazität zu verringern, wenn die Abtriebswelle und die Antriebswelle eine Null-Drehzahl aufweisen, der Fahrzeugbremsenmechanismus aktiviert ist und eines der Antriebsübersetzungsverhältnisse, das zum Teil durch die eine Drehmomentübertragungseinrichtung gesteuert wird, hergestellt ist, so dass die Antriebsdrehzahl von Null auf einen ersten Drehzahlwert erhöht wird, dass das zweite Mittel (84, 98) eingerichtet ist, um die Drehmomentkapazität mit einer gesteuerten Geschwindigkeit zu erhöhen, bis die Antriebsdrehzahl von dem ersten Drehzahlwert abnimmt und die erste vorbestimmte maximale Leerlaufkapazität erzielt ist, und durch ein drittes Mittel zum Erhöhen der vorbestimmten minimalen Leerlaufkapazität, dass das erste Mittel (82, 86, 100) bewirkt, dass die Drehmomentkapazität von der ersten vorbestimmten maximalen Leerlaufkapazität auf die erhöhte vorbestimmte minimale Leerlaufkapazität verringert wird, und dass das erste und das zweite Mittel (82, 86, 100, 84, 98) die Drehmomentkapazität wechselweise zwischen der ersten vorbestimmten maximalen Leerlaufkapazität und der erhöhten vorbestimmten minimalen Leerlaufkapazität halten.
Lastschaltgetriebe und Steuerung nach Anspruch 5, wobei der Bremsenmechanismus deaktiviert wird, um das erste, das zweite und das dritte Mittel zu unterbrechen, und mit einem Mittel zum Erhöhen der Drehmomentkapazität der Drehmomentübertragungseinrichtung (C1) auf einen Wert, der höher ist als die erste vorbestimmte maximale Leerlaufkapazität.
Verfahren zum Steuern eines Lastschaltgetriebes in einem neutralen Zustand während des Motorleerlaufs, wobei das Getriebe umfasst: einen Fahrzeugbremsenmechanismus, eine Motorkraftstoffsteuerung zum Herstellen eines Motorleerlaufzustandes, eine Motorwelle, eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine Planetenradanordnung (C1, C2, C3, C4, C5, S1, S2, S3, CA1, CA2, CA3, R1, R2, R3), die zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet ist und eine Vielzahl von fluidbetätigten Drehmomentübertragungsein- richtungen (C1, C2, C3, C4, C5) und Planetenradmitteln (S1, S2, S3, CA1, CA2, CA3, R1, R2, R3) umfasst, die durch selektiven Eingriff der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1, C2, C3, C4, C5) mit vorbestimmten Drehmomentkapazitäten gesteuert werden, um eine Vielzahl von Antriebsübersetzungsverhältnissen zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen herzustellen, die eine Vielzahl von Vorwärts-Übersetzungsverhältnissen, ein Rückwärts-Übersetzungsverhältnis und einen neutralen Zustand umfassen, ein Übersetzungsverhältnissteuermittel zum Bestimmen des hergestellten Antriebsübersetzungsverhältnisses, und ein Sensormittel zum Bestimmen der Drehzahl der Motorwelle, der Antriebswelle und der Drehzahl der Abtriebswelle, wobei das Verfahren umfasst: a) Bestimmen der Drehzahl der Motorwelle, der Antriebswelle und der Abtriebswelle, b) Bestimmen des ausgewählten Antriebsübersetzungsverhältnisses, c) Bestimmen des Schlupfes zwischen der Motorwelle und der Antriebswelle, d) Bestimmen des Betriebszustandes der Fahrzeugbremsen, e) Verringern der Drehmomentkapazität von einer der Drehmomentübertragungseinrichtungen (C1) auf eine erste vorbestimmte minimale Kapazität, wenn die Abtriebswelle und die Antriebswelle eine Null-Drehzahl aufweisen, der Fahrzeugbremsenmechanismus aktiviert ist, eines der Antriebsübersetzungsverhältnisse, die zum Teil durch die eine Drehmomentübertragungseinrichtung gesteuert werden, hergestellt ist und der Schlupf kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, so dass die Antriebsdrehzahl von Null auf einen ersten Drehzahlwert erhöht wird, f) die Schritte a) bis d) wiederholt werden, g) die Drehmomentkapazität mit einer gesteuerten Geschwindigkeit erhöht wird, bis die Antriebsdrehzahl von dem ersten Drehzahlwert abnimmt und eine erste vorbestimmte maximale Leerlaufkapazität erzielt ist, gekennzeichnet durch h) Erhöhen der vorbestimmten minimalen Leerlaufkapazität, und Verringern der Drehmomentkapazität von der ersten vorbestimmten maximalen Leerlaufkapazität auf die erhöhte vorbestimmte minimale Leerlaufkapazität, und i) Aufrechterhalten der Drehmomentkapazität wechselweise zwischen der ersten vorbestimmten maximalen Leerlaufkapazität und der erhöhten vorbestimmten minimalen Leerlaufkapazität.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: j) Verringern der Drehmomentkapazität auf einen minimalen Wert unter der ersten minimalen Kapazität, wenn die Antriebsübersetzungsverhältnisauswahl verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: k) Vergrößern der Drehmomentkapazität mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wenn die Fahrzeugbremse gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: l) Vergrößern der Drehmomentkapazität mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wenn die Antriebsdrehzahl oder die Abtriebsdrehzahl um mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß zunehmen.