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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft insbesondere die hydraulische Steuervorrichtung zum Steuern von Öldrücken für vorbestimmte Reibeingriffselemente und andere Reibeingriffselemente beim Umschalten von Kupplung zu Kupplung, um die vorbestimmten Reibeingriffselemente einzurücken.
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Die
DE 692 12 440 T2 betrifft ein Verfahren zur Steuerung des servohydraulischen Drucks in einem Automatikgetriebe mit einer Planetengetriebeeinrichtung, die zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle angeordnet ist, und ersten und zweiten Reibschlußelementen, die zum Umschalten von einem Gang in einen anderen Gang durch eine erste und eine zweite hydraulische Servoeinrichtung als Reaktion auf einen ersten und zweiten servohydraulischen Druck eingerückt werden können.
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Bei eingerücktem ersten Reibschlußelement und ausgerücktem zweiten Reibschlußelement wird der servohydraulische Druck zum Einrücken des zweiten Reibschlußelements allmählich erhöht und gleichzeitig als Reaktion auf den Druckanstieg und das erfasste Antriebsmoment der erste hydraulische Druck zum Ausrücken des ersten Reibschlußelementes erniedrigt. Dabei besteht eine umgekehrt proportionale Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten servohydraulischen Druck, die entsprechend dem Antriebsdrehmoment variiert.
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Ferner ist, wie in der
US-A-5 368 531 offenbart, ein Verfahren zur Durchführung einer hydraulischen Servosteuerung für ein Automatikgetriebe erfunden worden, bei dem während eines Hochschaltens in einen vorbestimmten Gang, beispielsweise beim Gangwechsel vom zweiten Gang in den dritten Gang (wobei eine Bremse B-2 in Eingriff tritt und gleichzeitig eine Bremse B-3 gelöst wird), ein Versorgungsdruck (B-2-Druck) für ein hydraulisches Servosystem und einen Speicher, der auf der Einrückseite seinen Zweck erfüllt, auf eine Steuerölkammer eines 2-3-Zeitsteuerventils wirkt. Ein Entspannungsdruck (B-3-Druck), der mit dem hydraulischen Servosystem und einem Speicher in Verbindung steht, der auf der Ausrückseite seinen Zweck erfüllt, wird verringert, so daß der Einrückdruck und der Entspannungsdruck so eingestellt sind, daß sie in einer umgekehrt proportionalen Beziehung zueinander stehen. Der Entlastungsdruck wird so gesteuert, daß er von einem Zeitpunkt der Feststellung des Gangwechsels bis mindestens zu einem Zeitpunkt des Endes der Drehmomentphase linear abnimmt.
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Das Verfahren zur Durchführung einer hydraulischen Servosteuerung ermöglicht eine Modifikation der Einrück- und Ausrückzeitpunkte genau entsprechend der Drosselklappenöffnungsänderung während des Gangwechsels im Gegensatz zu anderen Verfahren, wo der Druck zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in einer Einstellung entspannt wird. Infolge dessen kann der Schaltstoß unterdrückt werden.
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In dem oben erwähnten Verfahren zur Durchführung einer hydraulischen Servosteuerung wird jedoch der Öldruck, der dem hydraulischen Servosystem der Ausrückseite zugeführt wird, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt unabhängig vom Eingangsdrehmoment und der Temperatur des Hydraulikfluids, das dem hydraulischen Servosystem zugeführt wird, linear entspannt. Wenn das Eingangsdrehmoment und/oder die Öltemperatur zu hoch sind, besteht die Gefahr, daß der Motor durchdreht. Wenn das Eingangsdrehmoment und/oder die Öltemperatur zu niedrig sind, besteht die Gefahr, daß der Motor blockiert. Deshalb ist die Entwicklung einer hydraulischen Steuervorrichtung sehr gefragt, die den Öldruck auf der Ausrückseite so steuern kann, daß er entsprechend der Größe des Eingangsdrehmoments und der Öltemperatur abnimmt.
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Um die vorstehende Anforderung zu erfüllen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Steuervorrichtung bereitzustellen, die das oben beschriebene Problem löst, indem sie ein Schema anwendet, bei dem der Öldruck auf der Ausrückseite entsprechend der Größe des Eingangsdrehmoments und der Öltemperatur gesteuert wird. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
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Gemäß dem Aspekt der Erfindung ändert die Gangwechselausführungssteuereinrichtung (U4) den Ablaßzeitpunkt (T1, T3) des Öldrucks der Ausrückseite, der auf einem von der Öldrucksteuereinrichtung der Ausrückseite (U3) ausgegebenen Steuersignal basiert, zum Beginnen des Verringerns des Öldrucks der Ausrückseite mit einer vorbestimmten Verringerungsrate, wobei der Ablaßzeitpunkt (T1, T3) auf eine frühere Zeit eingestellt wird, wenn sich das Eingangsdrehmoment und die Öltemperatur verringern und der Ablaßzeitpunkt (T1, T3) auf eine spätere Zeit eingestellt wird, wenn sich das Eingangsdrehmoment und die Öltemperatur erhöhen. Sie macht es möglich, die Entspannungszeit des Öldrucks der Ausrückseite unter Berücksichtigung der Größe des Eingangsdrehmoments und der Öltemperatur zu steuern, wobei die Blockierung und das Durchdrehen des Motors verhindert werden, die durch Engriffsänderung bewirkt werden könnten.
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Die Steuerung der Entspannungszeit des Öldrucks auf der Ausrückseite unter Berücksichtigung der Öltemperatur zusätzlich zur Größe des Eingangsdrehmoments ermöglicht ferner eine effektivere Steuerung des automatischen Getriebes insbesondere in kalten Regionen.
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In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zusätzlich zum Ablaßzeitpunkt (T1, T3) ein vorbestimmter Ablaßgradient (δP) des Öldrucks der Ausrückseite, der auf das zweite Reibeingriffselement wirkt, entsprechend der Größe des Eingangsdrehmoments geändert. Die Entspannungsdrehzahl der Reibeingriffselemente der Ausrückseite kann also entsprechend dem Eingangsdrehmoment geändert werden. Dies macht es möglich, die Entstehung des Durchdrehens des Motors und des Blockierens effektiv zu verhindern.
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In der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Ablaßgradient (δP) des Öldrucks, der auf das zweite Reibeingriffselement wirkt, außerdem entsprechend der Erhöhung der Öltemperatur geändert. Eine solche komplizierte Steuerung wird dadurch möglich, daß bei einer hohen Öltemperatur der Ablaßgradient steiler gemacht wird, wobei er mit der Reaktionsverzögerung bei einem Öldruck von etwa null zurechtkommt, und daß bei einer niedrigen Öltemperatur der Fluidablaß langsamer gemacht wird, so daß der Ablaßzustand auf den Einrückzustand der Einrückseite zugeschnitten ist und dgl.
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Gemäß dem Aspekt der Erfindung erfolgt die Steuerung so, daß der Ablaßzeitpunkt (T1, T3) des Öldrucks auf eine frühere Zeit eingestellt wird, wenn das Eingangsdrehmoment kleiner wird. Dies kann die Blockierung infolge eines schleppenden Drehmoments bei einer niedrigen Öltemperatur verhindern. Außerdem kann bei einer hohen Öltemperatur und bei einem hohen Eingangsdrehmoment die Steuerung, die den Ablaßzeitpunkt verzögern soll, das Durchdrehen des Motors infolge der Einrückverzögerung beim Reibeingriffselement der Einrückseite verhindern.
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Außerdem erfolgt die Steuerung so, daß der Ablaßzeitpunkt (T1, T3) des Öldrucks auf eine frühere Zeit eingestellt wird, wenn die Öltemperatur niedrig wird. Dies macht es möglich, daß ein Entspannungsvorgang unter Berücksichtigung der Reaktionsverzögerung im Reibeingriffselement der Ausrückseite auftritt, wodurch die Blockierung verhindert wird.
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In der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt die Steuerung so, daß der Ablaßgradient des Öldrucks steiler wird, wenn das Eingangsdrehmoment und die Öltemperatur höher werden. Dadurch wird es möglich, den Druck auf der Ausrückseite zu einer vorgerückten Zeit abzulassen und gut mit der Reaktionsverzögerung bei einem Öldruck von etwa null bei einer hohen Öltemperatur zurechtzukommen.
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine elektronische Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist ein Schaltbild, das einen Hydraulikkreis im Überblick gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Eingangswellendrehzahl, den Öldruck der Ausrückseite, den Öldruck der Einrückseite beim Gasgeben/Hochschalten zeigt;
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4 ist Teil eines Flußdiagramms, das die Steuerung des Öldrucks der Einrückseite beim Hochschalten zeigt;
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5 ist ein verbleibender Teil des Flußdiagramms, der auf 4 folgt;
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6 ist Teil eines Flußdiagramms, das die Steuerung des Öldrucks der Ausrückseite beim Hochschalten zeigt;
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7 ist der verbleibende Teil des Flußdiagramms, der auf 6 folgt;
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8 ist ein Verzeichnis, das die Beziehung zwischen der Anfangseinstellzeit und der Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit einerseits und der Öltemperatur und des Eingangsdrehmoments andererseits zeigt;
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9 ist Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Anfangsgangwechselsteuerung der Ausrückseite bei der niedrigen Öltemperatur zeigt;
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10 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Anfangsgangwechselsteuerung der Ausrückseite bei der hohen Öltemperatur zeigt; und
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11 ist ein Zeitdiagramm des Öldrucks der Reibeingriffselemente bei verschiedenen Öltemperaturen.
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Das Automatikgetriebe ist mit vielen Reibeingriffselementen versehen, z. B. mit Kupplungen und Bremsen, und einem Planetengetriebemechanismus (nicht dargestellt) zu selektiven Herstellen eines Drehmomentübertragungsweges durch geeignetes Einrücken und Ausrücken der Reibeingriffselemente. Die Eingangswelle des Automatikgetriebemechanismus ist mit der Ausgangswelle eines Motors über einen Drehmomentwandler verbunden. Die Ausgangswelle des Automatikgetriebemechanismus ist mit den Antriebsrädern verbunden. Im einzelnen wird dieses Automatikgetriebe auf das Automatikgetriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang angewendet, wie in der
JP-A-09-21 448 offenbart.
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer elektrischen Steuerschaltung darstellt. Eine Steuereinheit (ECU) U besteht aus einem Mikrocomputer und Eingangssignalen von einem Motordrehzahlsensor 2, einem Drosselklappenöffnungssensor 3, der den Grad des Niederdrückens des Gaspedals durch einen Fahrer ermittelt, einem Eingangswellendrehzahlsensor 5, der die Drehzahl der Eingangswelle ( = Turbinenraddrehzahl) des Getriebes (Automatikgetriebemechanismus) ermittelt, einem Fahrzeuggeschwindigkeits( = Automatikgetriebeausgangswellendrehzahl-)Sensor 6 und einem Öltemperatursensor 7. Die Steuereinheit U gibt Signale an Linearmagnetventile SLS, SLU im Hydraulikkreis aus. Die oben erwähnte Steuereinheit U ist mit einer Öldrucksteuereinrichtung der Einrückseite U1 zum Steuern des Öldrucks der Einrückseite, einer Drucksteuereinrichtung der Ausrückseite U3 zum Steuern des Öldrucks der Ausrückseite, einer Öldruckentspannungmusterberechnungseinrichtung U2 und einer Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 versehen. Die Steuereinheit U gibt vorbestimmte Steuersignale an die Linearmagnetventile SLS, SLU aus.
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2 ist eine Ansicht, die den Hydraulikkreis im Überblick zeigt, der zwei Linearmagnetventile SLS, SLU und mehrere hydraulische Servosysteme 9, 10 aufweist, die mehrere Reibeingriffselemente (Kupplungen und Bremsen) einrücken und ausrücken, um verschiedene Getriebeübersetzungen zu erzielen. Beispielsweise können vier oder fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang erzielt werden, indem der Drehmomentübertragungsweg durch die Planetengetriebeeinheit des Automatikgetriebemechanismus umgeschaltet wird. Eingangsanschlüsse a1, a2 der Linearmagnetventile SLS und SLU nehmen einen Magnetreglerdruck auf. Die Linearmagnetventile SLS, SLU legen über ihre Ausgangsanschlüsse b1, b2 Steuerdrücke an Hydrauliksteuerkammern 11a, 12a der Drucksteuerventile 11, 12 an. Eingangsanschlüsse 11b, 12b der Drucksteuerventile 11, 12 nehmen einen Leitungsdruck auf. Die Ausgangsdrücke, die von den Steuerdrücken reguliert werden, werden von den Ausgangsanschlüssen 11c, 12c über Schaltventile 13 bzw. 15 an die hydraulischen Servosysteme 9 bzw. 10 entsprechend angelegt.
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Der Hydraulikkreis dient lediglich dazu, sein Grundkonzept darzustellen, und die hydraulischen Servosysteme 9, 10 und die Schaltventile 13, 15 dienen Darstellungszwecken.
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Tatsächlich ist der Automatikgetriebemechanismus mit mehreren hydraulischen Servosystemen und Schaltventilen zum Umschalten der hydraulischen Drücke zu den hydraulischen Servosystemen versehen. Außerdem ist in jedem hydraulischen Servosystem, wie es als Beispiel anhand des hydraulischen Servosystems 10 ausgeführt ist, ein Kolben 19 in einen Zylinder 16 mittels einer Öldichtung 17 öldicht eingepaßt. Der Kolben 19 wird gegen die Kraft von einer Rückstellfeder 21 entsprechend dem regulierten Druck bewegt, der vom Steuerventil 12 an eine Hydraulikkammer 20 angelegt wird, um äußere Reibplatten 22 mit inneren Reibteilen 23 in Kontakt zu bringen. Obwohl die Reibplatten 22 und die Reibteile 23 in der Form von Kupplungen dargestellt sind, beachte man, daß Bremsen auf die gleiche Weise ausgeführt und betrieben werden können.
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Als nächstes wird die erfindungsgemäße hydraulische Steuervorrichtung mit Bezug auf 3 bis 11 beschrieben.
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Ein Schaltvorgang, z. B. ein Hochschalten vom zweiten in den dritten Gang, wird durch die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 auf der Grundlage eines Schaltverzeichnisses bestimmt, die in der Steuereinheit U gespeichert ist, die Signale vom Drosselklappenöffnungssensor 3 entsprechend der ermittelten Gaspedalbetätigung durch den Fahrer und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 ermittelt werden. Die Reibeingriffselemente der Einrückseite werden durch die Öldrucksteuereinrichtung der Einrückseite U1 entsprechend der Steuerroutine gesteuert, die in 4 und 5 gezeigt ist. Gemäß 3 bis 5 werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit für Vorbereitungsvorgänge für ein vorbestimmtes Schaltventil vergangen ist, Schaltsteuervorgänge für den Druck der Einrückseite PA und für den Druck der Ausrückseite PB begonnen (S1). Bei der Gangwechselsteuerung behält der Fahrer eine im wesentlichen konstante Betätigung des Gaspedals bei, so daß die Hochschaltsteuerung in Beschleunigungszustand erreicht wird, wobei die Antriebskraft vom Motor auf die Antriebsräder übertragen wird. Ein vorbestimmtes Signal wird an das Linearmagnetventil SLS (oder SLU) ausgegeben, so daß der Druck der Einrückseite PA, der an das hydraulische Servosystem der Einrückseite angelegt wird, auf einen vorbestimmten Druck Ps1 gebracht wird (S2). Der vorbestimmte Druck (Grenzdruck) Ps1 wird so gesetzt, daß die Hydraulikkammer 20 des hydraulischen Servosystems gefüllt wird, und für eine vorbestimmte Zeit tSA beibehalten. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit tSA wird der Druck der Einrückseite PA mit der Zeit mit einer vorbestimmten Verringerungsrate (nachstehend als ”Abschwellen” bezeichnet) verringert [(Ps1 – Ps2)/tSB]. Wenn der Druck der Einrückseite PA sich auf einen vorbestimmten niedrigen Druck Ps2 (S5) eingestellt hat, wird das Absenken gestoppt, und der Druck der Einrückseite PA wird auf dem vorbestimmten niedrigen Druck Ps2 (in Wartestellung) gehalten (S6). Der vorbestimmte niedrige Druck Ps2 ist so gesetzt, daß er höher ist als ein Kolbenhubdruck, so daß keine Drehzahländerung an der Eingangswelle auftritt. Er wird beibehalten, bis eine Zeit t vergangen ist, die einer vorbestimmten Zeit TSE entspricht (S7). Die Schritte S1 bis S7 betreffen die Servosystemstartsteuerung, bei der der Kolben 19 des hydraulischen Servosystems 10 in den Zustand kurz vor Erzeugung der Drehmomentkapazität bewegt wird, indem Zwischenräume innerhalb der Reibplatten 22 und Reibteile 23 der Reibeingriffselemente beseitigt werden.
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Ein Zuteilungsdrehmoment der Einrückseite TA wird auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments Tt berechnet (z. B. gilt, wenn ”a” ein Drehmomentzuteilungsverhältnis ist: TA = 1/a·Tt, wobei angenommen wird, daß ”a” das Drehmomentzuteilungsverhältnis ist) (S8). Ein Solleinrücköldruck PTA, der die Eingangsdrehzahl NT (die Drehzahl direkt vor Beginn einer Trägheitsphase) herstellt, wird auf der Grundlage einer vorbestimmten Funktion berechnet, die entsprechend dem Zuteilungsdrehmoment der Einrückseite TA verändert wird (S9). Der Solleinrücköldruck PTA wird auf der Grundlage folgender Formel berechnet: PTA = (TA/AA) + BA + dPTA wobei BA ein Kolbenhubdruck (= Federlast); AA ein effektiver Radius des Reibeingriffselements (effektiver Durchmesser der Reibplatte × Kolbenfläche × Anzahl der Reibplatten × Reibungskoeffizient); und dPTA ein Inkrement des hydraulischen Drucks ist, der zur Verzögerung des Anlegens eines hydraulischen Drucks eingestellt ist. Außerdem wird der Solleinrücköldruck PTA auf der Grundlage der Blockierungsverhältnisse S11, S12, die den Grad der Blockierung darstellen, unter Berücksichtigung des Antriebsgefühls korrigiert (S10). Ein vorbestimmter Gradient [(PTA – PS2)/tTA] wird auf der Grundlage des Solleinrücköldrucks PTA berechnet, der wiederum auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments Tt berechnet wird und der das Reibeingriffselement der Einrückseite in den Zustand bringt, der unmittelbar dem Trägheitsphasenbeginn und einer vorbestimmten Zeit tTA vorausgeht. Der Druck der Einrückseite PA wird mit der Zeit mit einer vorbestimmten Erhöhungsrate (nachstehend als ”Anschwellen” bezeichnet) erhöht (S11). Entsprechend dem ersten Anschwellen mit einem vergleichsweise steilen Gradienten wird das Drehmoment der Einrückseite erhöht, und der Druck PA der Einrückseite wird bis zu dem Zustand erhöht, der unmittelbar dem Beginn der Eingangswellendrehzahländerung, d. h. dem Solleinrücköldruck PTA, vorausgeht (S12).
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Das Eingangsdrehmoment Tt (d. h. das Turbinenraddrehmoment) wird auf der Grundlage der Fahrbedingungen des Fahrzeugs berechnet. Beispielsweise wird das Motordrehmoment durch lineare Interpolation unter Verwendung eines Verzeichnisses ermittelt, das auf der Drosselklappenventilöffnung und der Motordrehzahl beruht. Dann wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle aus den Drehzahlen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers berechnet, auf dessen Grundlage das Drehmomentverhältnis unter Verwendung eines Verzeichnisses ermittelt wird. Schließlich kann das Eingangsdrehmoment ermittelt werden, indem das oben erwähnte Motordrehmoment mit dem oben erwähnten Drehmomentverhältnis multipliziert wird.
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Wenn der Öldruck der Einrückseite PA auf den Solleinrücköldruck PTA steigt, d. h. wenn die Trägheitsphase beginnt, bei der die Eingangswellendrehzahl NT sich zu ändern beginnt, wird die Änderungsgeschwindigkeit δPTA des Öldrucks auf der Grundlage einer Funktion [δPTA – fδPTA(ωa)] berechnet, wobei ωa eine Solldrehzahländerungsgeschwindigkeit ist, die als Sollwert eingestellt wird, wenn die Eingangswellendrehzahl Nτ sich zu ändern beginnt (S13). Die Änderungsgeschwindigkeit δPTA des Drucks der Einrückseite PA wird wie folgt berechnet: δPTA = [I·ωa]/[k·taim], wobei k eine Konstante, taim eine Sollschaltanfangszeit und I die Trägheitsgröße ist. Dann der Druck der Einrückseite PA zum Anschwellen mit dem Gradienten δPTA gebracht (S14). Das zweite Anschwellen wird fortgesetzt, bis ein Drehzahländerungsbetrag ΔN auf eine Drehzahl dNs zur Ermittlung eines vorbestimmten Schaltanfangs (S15) erhöht wird. Der Öldruck der Einrückseite PA wird zum Trägheitsphasenanfangsöldruck PIN, wobei die Kupplungskapazität annähernd die gleiche ist wie das Motordrehmoment.
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Die Steuerroutine betrifft in den Schritten S8 und S14 die Drehmomentphasensteuerung, die das Drehmoment erhöhen soll, das den Reibeingriffselementen der Einrückseite zugeteilt wird, das Drehmoment verringern soll, das den Reibeingriffselementen der Ausrückseite zugeteilt wird, um lediglich die Drehmomentzuteilung beim Übersetzungsverhältnis vor dem Hochschalten (zweiter Gang) zu ändern.
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Eine Druckänderung der Einrückseite δPI wird durch eine Steuerung mit Rückführung auf der Grundlage des Drehzahländerungsbetrags ΔN eingestellt, der wiederum auf Werten beruht, die vom Eingangswellendrehzahlsensor 5 ermittelt werden. Dann wird der Druck der Einrückseite PA zum Anschwellen mit dem Gradienten δPI gebracht (S16). Das Anschwellen mit dem Gradienten δPI wird fortgesetzt, bis der Drehzahländerungsbetrag ΔN vom Schaltanfang bis zum Schaltende a1 [%], z. B. 70%, erreicht (S17). Das heißt, das Anschwellen wird fortgesetzt, bis [(ΔN × 100)/= {(NTS/gi) × (gi + 1 – gi)} gleich a1 [%] ist, wobei NTS die Drehzahl der Eingangswelle am Schaltanfang, ΔN der Drehzahländerungsbetrag, gi das Übersetzungsverhältnis vor dem Gangwechsel und gi + 1 das Übersetzungsverhältnis nach dem Gangwechsel ist. Die Steuerroutine entspricht in den Schritten S16, S17 der Trägheitsphasensteuerung, wobei die hydraulische Steuervorrichtung als die Last des Motors wirkt, um seine Drehzahlen zu ändern.
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Außerdem wird, wenn der Drehzahländerungsbetrag die a1 [%] des Drehzahländerungsbetrags überschreitet, eine andere Öldruckänderung δPL eingestellt, die durch eine Steuerung mir Rückführung auf der Grundlage eines sanften Eingangswellendrehzahländerungsbetrags ΔN ermittelt wird, und der Öldruck der Einrückseite schwillt mit dem Gradienten δPL an (Schritt S18). Die Öldruckänderung δPL hat einen im allgemeinen sanfteren Gradienten als die Öldruckänderung δPI, und das Anschwellen wird fortgesetzt, bis der Betrag der Drehzahländerung a2 [%] des Betrages erreicht, der vom Schaltanfang (Beginn der Änderung der Drehzahl) bis annähernd zum Schaltende, z. B. 90 [%], erreicht wird (S19). Die Sollschaltzeiten tI für die Anschwellungen mit dem Gradienten δPI und dem Gradienten δPL werden auf der Grundlage eines Drosselklappenöffnung/Fahrzeuggeschwindigkeit-Verzeichnisses eingestellt, das entsprechend den Öltemperaturen gewählt wird. Der oben erwähnte Schritt S18 entspricht der Endstufensteuerung.
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Nachdem die Sollschaltzeit tI vergangen ist, wird die Zeit tF eingestellt (S20). Dieser Zustand entspricht im wesentlichen dem Zustand, in dem die Trägheitsphase und die Endstufensteuerung beendet sind. Ferner wird eine vergleichsweise steile Öldruckänderung δPF eingestellt, und der Öldruck schwillt infolge der Öldruckänderung scharf an (S21). Nach einer vorbestimmten Zeit tFE, die so eingestellt ist, daß sie ausreicht, um den Einrückdruck zu erhöhen, ab der Zeit tF vergangen ist (S22), wird die Öldrucksteuerung der Einrückseite beendet. Die oben erwähnten Schritte S20 und S21 entsprechen der Abschlußsteuerung.
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Gemäß 3, 6 und 7 wird die Steuerung des Öldrucks der Ausrückseite PB durch die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 in dem oben beschriebenen Hochschaltvorgang nachstehend beschrieben.
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Als Antwort auf die Gangwechselanweisung von der Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 wird mit einer Bemessung der Zeit der Öldrucksteuerung der Ausrückseite parallel mit der der Öldrucksteuerung der Einrückseite begonnen (S25). Dann wird das Zuteilungsdrehmoment TB des Reibeingriffselements der Ausrückseite auf der Grundlage der Eingangsdrehmoments Tt berechnet (S26). Ferner wird der Einrückdruck PW' für das Zuteilungsdrehmoment der Ausrückseite TB berechnet (S27) und als Entspannungsöldruck PB zugeführt (S28). Prinzipiell wird auf die Zuführung des Öldrucks PW' gewartet, und er wird gehalten bis zu dem Zeitpunkt T1, wo der Einrücköldruck PA mit dem ersten Anschwellen beginnt (der Anfang der Drehmomentphase) (tSE) (S29).
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Nach der Wartesteuerung tritt der Steuerablauf in die Anfangsgangwechselsteuerung ein, bei der der Öldruck der Reibeingriffselemente der Ausrückseite allmählich synchron mit dem Anfang der Drehmomentphasensteuerung durch die Reibeingriffselemente der Einrückseite verringert wird. Der Anfangzeitpunkt dieser Anfangsgangwechselsteuerung und der anschließende Ablaßgradient werden entsprechend durch die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 der Steuereinheit U entsprechend dem Eingangsdrehmoment und dem Öldruck bestimmt.
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Das heißt, die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 berechnet eine Anfangseinstellzeit Ta zum Einstellen der Anfangzeit der Anfangssteuerung des Öldrucks der Ausrückseite und eine Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb zum Einstellen einer anschließenden Abschwellzeit in bezug auf den normalen Anfangszeitpunkt T1 der Anfangsgangwechselsteuerung der Reibeingriffselemente der Ausrückseite, d. h. auf den Anfangszeitpunkt T1 der Drehmomentphasensteuerung der Reibeingriffselemente der Einrückseite.
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Die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 bestimmt die Anfangseinstellzeit Ta und die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb durch Abfrage von Verzeichnissen MAP1 und MAP2, die in 8 gezeigt sind, entsprechend dem Eingangsdrehmoment und der Öltemperatur zu diesem Zeitpunkt. Das Verzeichnis MAP1 speichert die Beziehung zwischen der Öltemperatur und dem Eingangsdrehmoment einerseits und der Anfangseinstellzeit Ta andererseits. Die Anfangseinstellzeit Ta wird so eingestellt, daß bei der gleichen Öltemperatur der Ablaßzeitpunkt des Hydraulikfluids aus den Reibeingriffselementen der Ausrückseite auf eine frühere Zeit eingestellt wird, wenn das Eingangsdrehmoment niedriger wird, und beim gleichen Eingangsdrehmoment der Ablaßzeitpunkt des Hydraulikfluids aus den Reibeingriffselementen der Ausrückseite auf eine frühere Zeit festgelegt wird, wenn die Öltemperatur niedriger wird. Die Anfangseinstellzeit Ta wird, wie in 9 und 10 gezeigt, als Zeitperiode bis zur normalen Anfangszeit T1 angezeigt, wobei Ta ein positiver (+) Wert in der Zeichnung rechts von der Zeit T1 und ein negativer (–) Wert links von T1 ist.
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Der Ablaßzeitpunkt des Hydraulikfluids aus dem Reibeingriffselement der Ausrückseite ist früher, wenn das Eingangsdrehmoment bei der gleichen Öltemperatur kleiner wird, und zwar aus folgendem Grund. Da die Tendenz besteht, daß die Haltezeit der Reibeingriffselemente der Ausrückseite infolge des Einflusses der Reaktionsverzögerung des Öldrucks und des schleppenden Drehmoments länger wird, kann das Ablassen im früheren Stadium dazu dienen, den Blockierungsstoß zu reduzieren.
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Der Ablaßzeitpunkt des Hydraulikfluids aus dem Reibeingriffselement der Ausrückseite ist früher, wenn die Öltemperatur beim gleichen Eingangsdrehmoment niedriger wird, und zwar aus folgendem Grund. Da die Reaktionsverzögerung des Öldrucks bei sinkender Öltemperatur in einem größeren Maß auftritt, kann das Ablassen zu einer vorgerückten Zeit um so vieles mit der Absicht, diese Verzögerung zu kompensieren, dazu dienen, den Blockierstoß zu reduzieren, der aus der Reaktionsverzögerung resultiert.
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In der Zwischenzeit speichert das Verzeichnis MAP2 die Beziehung zwischen der Öltemperatur und dem Eingangsdrehmoment einerseits und der Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb andererseits. Je mehr die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit abnimmt, um so sanfter wird der Ablaßgradient. Demzufolge wird die Ablaßgeschwindigkeit langsamer. Der normale Ablaßgradient δ ist gleich Pw/tTA. Außerdem gilt, je mehr die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb zunimmt, um so steiler wird der Schwellgradient und folglich um so schneller die Ablaßgeschwindigkeit. Im Verzeichnis MAP2 gilt, je niedriger die Öltemperatur wird und je höher das Eingangsdrehmoment wird und je mehr die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb abnimmt, um so sanfter wird die Ablaßgeschwindigkeit. Je mehr die Öltemperatur erhöht wird und je höher gleichzeitig das Eingangsdrehmoment wird, um so mehr nimmt die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb zu, um so steiler wird der Schwellgradient. Demzufolge wird die Ablaßgeschwindigkeit schneller. Die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb ist positiv (+), wenn die Zeit so verlängert wird, daß sie länger ist als eine notwendige Zeit für die Drehmomentphasensteuerung der Einrückseite tTA, die in einer Formel für einen normalen Ablaßgradienten δ = Pw/tTA verwendet wird, und ist negativ (–), wenn die Zeit so verkürzt wird, daß sie kürzer ist als die oben erwähnte notwendige Zeit.
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Wenn die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 die Anfangseinstellzeit Ta und die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb aus der gegenwärtigen Öltemperatur und dem gegenwärtigen Eingangsdrehmoment anhand des Verzeichnisses MAP1, MAP2 bestimmt, entscheidet die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 im Schritt S29 in 6, ob die Zeit t den Ablaßanfangspunkt der Zeit T3 für die Reibeingriffselemente der Ausrückseite erreicht, die durch die Anfangseinstellzeit Ta eingestellt wird. Wenn die Zeit t den Zeitpunkt T3 erreicht, tritt die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 im Schritt S30 und in den nachfolgenden Schritten in die Anfangsgangwechselsteuerung ein und beginnt mit dem Ablassen des Öldrucks. Dadurch entsprechen die Schritte S28 bis S29 der Wartesteuerung der Reibeingriffselemente der Ausrückseite.
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Gemäß 9 wird bei niedriger Öltemperatur mit dem Ablassen nicht zum Zeitpunkt T3 begonnen, sondern zum Zeitpunkt T3-1 oder T3-2, der um die Zeitperiode Ta früher ist als die normale Anfangszeit T1. Im einzelnen gilt: Wenn die Öffnung der Drosselklappe groß ist, d. h. das Eingangsdrehmoment hoch ist, beginnt das Ablassen bei T3-2.
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Wenn die Öffnung der Drosselklappe klein ist, d. h. das Eingangsdrehmoment niedrig ist, beginnt das Ablassen bei T3-1, das früher ist als der Zeitpunkt T3-2. Bei einem hohen Eingangsdrehmoment muß mit dem Ablassen früher begonnen werden, um die Ablaßverzögerung infolge der Reaktionsverzögerung des Öldrucks zu verhindern. Bei niedrigem Eingangsdrehmoment muß mit dem Ablassen ferner früher begonnen werden, um das schleppende Drehmoment auszugleichen, das bei den Reibeingriffselementen der Ausrückseite auftritt.
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Wie in 10 gezeigt, wird bei einer hohen Öltemperatur, nur wenn das Eingangsdrehmoment hoch ist, mit dem Ablassen nicht zum Zeitpunkt T3 begonnen, sondern zum Zeitpunkt T3-3, der um die Zeitperiode Ta später ist als die normale Anfangszeit T1. Bei niedrigem Eingangsdrehmoment wird mit dem Ablassen zur normalen Anfangszeit T1 begonnen (dies gilt für den Fall, der in 10 gezeigt ist). Dies kann bewirkt werden durch die folgende Tatsache: Wenn das Eingangsdrehmoment niedrig ist, besteht die Tendenz, daß der Motor durchdreht, wenn das Eingangsdrehmoment niedrig ist, bei hohem Eingangsdrehmoment wegen der Verzögerung auf der Einrückseite.
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Die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 erreicht in den Schritten S30, S31 wieder das Zuteilungsdrehmoment TB und den entsprechenden Einrückdruck Pw auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments Tt. Der Einrückdruck Pw wird als der Öldruck der Ausrückseite zugeführt (S32). Wenn im Schritt S33 die Anfangseinstellzeit Ta, die durch die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 erreicht wird, nicht kleiner als null ist, d. h. wenn mit dem Ablassen zu einer Zeit um die Zeitperiode Ta nach der normalen Anfangszeit T1 begonnen wird, z. B. zum Zeitpunkt T3-3 in 10 (z. B. in dem Zustand, wo das Eingangsdrehmoment hoch und die Öltemperatur auch hoch ist und die Tendenz besteht, daß der Motor zu der Zeit durchdreht, wo mit dem Ablassen des Hydraulikfluids der Ausrückseite gerade begonnen worden ist usw.), wird der Zeitgeber im Schritt S34 zurückgesetzt. Im Schritt S35 wird mit dem Ablassen des Öldrucks langsam zur normalen Anfangszeit T1 bis zu dem Zeitpunkt T3-3 mit dem minimalen Gradienten ωPmin (Abschwellen) begonnen (S36–S37).
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Mit dem Ablassen wird also begonnen, wenn die Zeit den Zeitpunkt T1 oder T3 (T3-1, T3-2, T3-3 usw.) erreicht. Im Schritt S39 berechnet die Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 den Schwellgradienten δP bei jedem Ablassen nach der folgenden Formel: δP = PW/(tTA – Tb) wobei tTA die Schwellzeit der Einrückseite ist. Dann schwillt der Öldruck mit dem resultierenden Abschwellgradienten δP ab (S40).
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Dieser Schwellgradient δP wird entsprechend der Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb geändert, die durch die Öldruckentspannungsmusterberechnungseinrichtung U2 erreicht wird. Wie in 9 gezeigt, wird bei einer niedrigen Öltemperatur die Schwellzeit (tTA – Tb) auf die folgende Weise modifiziert. Wenn die Öffnung der Drosselklappe groß ist, d. h. wenn das Eingangsdrehmoment hoch ist, wird der Gradient entsprechend dem Anstiegsgradienten der Einrückseite sanfter, um das Durchdrehen des Motors und das Blockieren zu verhindern. Wen das Eingangsdrehmoment niedrig ist, wird der Gradient mittlerweile steiler gemacht als der Gradient bei hohem Drehmoment, so daß mit dem Ablassen früher begonnen wird, und die Reibeingriffselemente der Ausrückseite werden durch das schleppende Drehmoment festgehalten, um den nachfolgenden Blockierungsstoß zu reduzieren. Mittlerweile wird bei einer hohen Öltemperatur, wie in 10 gezeigt, der Ablaßgradient entsprechend dem Schwellgradient auf der Einrückseite eingestellt, um steiler zu werden als der Gradient bei niedriger Temperatur. Wie in 10 gezeigt, wird der Schwellgradient bei hoher Öltemperatur steiler gemacht, um ein frühes Ablassen zu realisieren, wobei die Blockierung verhindert wird, die durch die Reaktionsverzögerung der Reibeingriffselemente bei einem Öldruck von etwa null bewirkt wird.
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Auf diese Weise wird das Abschwellen des Öldrucks der Ausrückseite durch die oben erwähnte Gangwechselausführungssteuereinrichtung U4 fortgesetzt, ebenso des Öldrucks der Einrückseite, bis der Änderungsbetrag der Eingangswellendrehzahl ΔN die Drehzahl dNs zum Ermitteln eines vorbestimmten Schaltbeginns erreicht (S42). Die Routine in den Schritten S20 bis S42 entspricht der Anfangsgangwechselsteuerung.
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Anschließend wird die Änderung des Entspannungsöldrucks δPE eingestellt und der Öldruck schwillt mit dem Öldruckänderungsgradienten ab (S43). Das Abschwellen wird fortgesetzt bis der Öldruck der Ausrückseite PB null wird (S44). Am Ende des Abschwellens ist die Steuerung des Öldrucks der Ausrückseite beendet. Die Routine im Schritt S43 entspricht der Entspannungssteuerung.
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11 zeigt ein Zeitdiagramm der Öldrücke der Ausrückseite und der Einrückseite als Ergebnisse der oben erwähnten Steuerung, wenn die Öltemperatur jeweils bei einem anderen Eingangsdrehmoment (a) extrem niedrig, (b) niedrig, (c) mittelmäßig bzw. (d) hoch ist. Wie man aus der Zeichnung deutlich erkennen kann, gilt folgendes: Je niedriger die Öltemperatur sinkt, desto größer wird auf der negativen (–) Seite die Anfangseinstellzeit Ta. Mit dem Ablassen des Öldrucks der Reibeingriffselemente der Ausrückseite wird früher begonnen, um die Blockierung infolge der Verzögerung beim Ablassen auf der Ausrückseite zu verhindern. Mittlerweile wird bei der niedrigen Temperatur der Öldruck mit einer verzögerten Zeit bei hohem Eingangsdrehmoment im Vergleich zu dem Fall bei dem niedrigen Eingangsdrehmoment entspannt. Der Schwellgradient wird sanft gehalten, um ein Durchdrehen des Motors zu verhindern.
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Wenn die Öltemperatur hoch wird, wird die Anfangseinstellzeit Ta weiter zur positiven (+) Seite verschoben, daher wird das Durchdrehen des Motors infolge der Reaktionsverzögerung auf der Einrückseite verhindert. Wenn die Öltemperatur weiter erhöht wird, wird die Ablaßgeschwindigkeitseinstellzeit Tb weiter zur positiven (+) Seite verschoben, und der Schwellgradient wird steil. Durch Ablassen des Hydraulikfluids in einer kurzen Zeit wird die Blockierung infolge der Reaktionsverzögerung bei einem Öldruck der Ausrückseite von etwa null verhindert.
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Der Anfangsgangwechselvorgang der Ausrückseite ist grundsätzlich mit dem Drehmomentphasensteuervorgang der Einrückseite synchronisiert. Auch wenn mehrere Gangwechselvorgänge vorliegen, kann die hydraulische Steuervorrichtung auf einfache Weise entsprechend dem Gangwechselzustand der Einrückseite als Referenz zurechtkommen.