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Die Erfindung betrifft ein Kickdown-Steuerungsverfahren für ein
Automatikgetriebe.
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Ein 2-1-Kickdown-Steuerungsverfahren für ein Automatikgetriebe ist bereits
aus EP-A-0 614 029 bekannt. Dieses Verfahren verfügt über die Schritte des
Erfassens der Betätigung eines Fahrpedals für schnelle Beschleunigung, des
Einschaltens eines Schaltsteuerungs-Magnetventils zum Zuführen von
Steuerungsströmen zu diesem sowie des Ausführens einer Tastverhältnissteuerung
für ein Drucksteuerungs-Magnetventil, wobei eine Getriebesteuerungseinheit
TCU Signale hinsichtlich eines Leistungsgewichtungsfaktors PWF von
Variablen für die Drosselklappen-Öffnungsrate unmittelbar vor einer abrupten
Betätigung des Fahrpedals empfängt, wobei sich die
Drosselklappen-Öffnungsrate während der Betätigung des Fahrpedals ändert, um ein
Tastverhältnismuster auszuwählen.
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Ein anderes herkömmliches hydraulisches Automatikgetriebe verfügt über
einen Drehmomentwandler und einen mit diesem verbundenen mehrstufigen
Getriebemechanismus sowie ein hydraulisches Steuerungssystem zum Einstellen
von Schaltstufen des Getriebemechanismus entsprechend den
Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs.
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Der Drehmomentwandler verfügt über eine Pumpe, die direkt mit einer
Kurbelwelle verbunden ist, um mit derselben Drehzahl wie der Motor gedreht zu
werden und um mechanische Energie des Motors in kinetische Energie von
Fluiden umzusetzen, eine an einer Eingangswelle des Getriebes installierte
Turbine, um diese von einer Pumpe zugeführten Fluide zu empfangen und die
kinetische Energie derselben in mechanische Energie umzusetzen und die
Energien an die Eingangswelle zu übertragen, und einen zwischen der Pumpe
und der Turbine angeordneten Stator zum weiteren Erhöhen des
Abtriebsdrehmoments der Turbine durch Ändern der Richtungen von Öl, das von der Pumpe
zur Turbine strömt.
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Der Getriebemechanismus verwendet mehrere Sonnenräder, Planetenräder und
Tellerräder, und er steuert dadurch das Drehmoment, die Drehzahl und die
Ausrichtung der Turbine mit geeignetem Übertragungsverhältnis, und er
überträgt dies an eine Antriebswelle.
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Ferner verfügt das hydraulische Steuerungssystem über eine Ölpumpe zum
Erzeugen von Hydraulikdruck, verschiedene Sensoren zum Erfassen von
Positionen eines Schalthebels, der Drosselklappen-Öffnungsrate usw., einen
Ventilkörper mit Schaltventilen und Steuerungsventilen sowie ein Stellglied
mit Reibungselementen, wie einer Mehrscheibenkupplung und einer Bandbremse.
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Ein Automatikgetriebe vom Typ mit hydraulischer Steuerung mit verschiedenen
Bauteilen, wie oben beschrieben, dient zum Bestimmen von Schaltzeitpunkten
durch Steuern des Hydraulikdrucks eines Betriebsfluids zur automatischen
Steuerung des Getriebes und zum Betätigen der Mehrscheibenkupplung und der
Bandbremse.
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Jedoch besteht bei einem hydraulischen Steuerungssystem eines
Automatikgetriebes ein Problem dahingehend, dass die Reibung des Arbeitsfluids zu
Ölleitungen, eine Verzögerung des Druckaufbaus, ein Nichtübereinstimmen des
Drucks des Arbeitsfluids mit dem erforderlichen Druck zum Schalten und
andere Gründe kombiniert sind, die zu einer Abnahme des Wirkungsgrads eines
Automatikgetriebes führen. Ferner stellt auch die Schaltqualität ein großes
Problem dar.
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Daher wurde in ein hydraulisches Steuerungssystem ein elektronisches
Steuerungssystem eingebaut, damit der Druck des Arbeitsfluids solche Funktionen
hat, dass eine Mehrscheibenkupplung und eine Bremse betätigt werden, und
eine elektronische Vorrichtung ist mit Funktionen zum Auswählen von
Schaltzeitpunkten und zum Regeln des zum Übertragen des Drehmoments geeigneten
Hydraulikdrucks beauftragt.
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Zu wichtigen Funktionen des oben genannten Getriebes vom Typ mit
elektronischer Steuerung gehört eine Schaltzeitpunkt-Steuerung einschließlich eines
Schaltmodus, eine Leitungsdrucksteuerung zum Vermeiden von Schaltstößen,
eine Sperrkupplungssteuerung zum Übertragen des Motorabtriebs an das
Getriebe mit 100%, um den Kraftstoffverbrauch zu senken, und eine
Ausfallsicherungssteuerung, um selbst dann, wenn der Schalthebel bei einer
Fahrgeschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die Position R
verstellt wird, zu verhindern, dass ein Rückwärtsgang eingelegt wird, und
um es zu ermöglichen, dass ein Vorwärtsgang innerhalb bestimmter Bereiche
verbleibt, was durch Betätigen des Schalthebels genau wie bei einem Handgetriebe
erfolgt, wenn das Steuerungssystem gestört ist.
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Diese Funktionen werden durch eine Getriebesteuerungseinheit (TCU =
Transmission Control Unit) mit Tastverhältnis-Steuerungsvorgängen entsprechend
Signalen von verschiedenen Sensoren zum Erfassen der Fahrbedingungen
gesteuert, und diese Getriebesteuerungseinheit berechnet Steuerungsfaktoren
und liefert sie an Magnetventile, was entsprechend den programmierten
Steuerungsmodi erfolgt.
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Eine Schaltzeitpunkt-Steuerung wird so ausgeführt, dass ein Schaltzeitpunkt
automatisch entsprechend programmierter Kennfelder der
Getriebesteuerungseinheit TCU dadurch festgelegt wird, dass die Fahrgeschwindigkeit und die
Motorlast (Drosselklappen-Offnungsrate) als Haupteingangsvariable verwendet
werden. Die Getriebesteuerungseinheit TCU steuert den EIN/AUS-Betrieb
mehrerer Magnetventile abhängig vom vorbestimmten Schaltzeitpunkt, um dadurch
einen Hydraulikdruckkreis zu bedienen, um automatische Schaltvorgänge zu
erzielen.
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Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die ein elektronisch gesteuertes
Automatikgetriebe mit vier Gängen unter der Bedingung des 1. Gangs im Bereich D
zeigt, schaltet die Getriebesteuerungseinheit TCU ein Schaltsteuerungs-
Magnetventil 100 und ein Schaltsteuerungs-Magnetventil 101 durch Liefern
von Steuerungsströmen an die Ventile ein, so dass der Leitungsdruck über
einen Auslassstutzen EX ausgegeben wird. Außerdem schaltet die
Getriebesteuerungseinheit TCU ein Drucksteuerungs-Magnetventil 103 ein, während sie
ein Dämpfungskupplungs-Magnetventil 102 ausschaltet, wodurch sich ein
Drucksteuerungsventil 104 ganz nach links bewegt und den Leitungsdruck
absperrt.
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Demgemäß, da nämlich das Schaltsteuerventil 105 überhaupt nicht betätigt
wird, betätigt der Leitungsdruck über ein N-D-Steuerventil 106 und ein
Rückwärtskupplungs-Ablassventil 107 eine Rückwärtskupplung 108. Dies
erleichtert es einem Fahrzeug zu starten.
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Indessen schaltet die Getriebesteuerungseinheit TCU, wenn sich der
Hydraulikdruckkreis in der Position des 2. Gangs im Bereich D befindet, wie in
Fig. 2 dargestellt, das Drucksteuerungs-Magnetventil 103 ab, und sie bewegt
das Drucksteuerungsventil 104 nach rechts, so dass der Leitungsdruck an ein
1-2-Schaltventil 109 geliefert wird.
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Gleichzeitig schaltet die Getriebesteuerungseinheit TCU das
Schaltsteuerungs-Magnetventil 100 aus, während sie das Schaltsteuerungs-Magnetventil
101 einschaltet, um dadurch das Schaltsteuerventil 105 nach rechts zu
verstellen.
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Daher tritt der Leitungsdruck in das 1-2-Schaltventil 109 ein, und er
verstellt auch das Schaltsteuerventil 105 nach rechts, so dass der durch das
Drucksteuerventil 104 herrührende Leitungsdruck an einen
Kickdown-Servomechanismus geliefert wird, um den 2. Gang einzulegen.
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Die Getriebesteuerungseinheit TCU steuert zwei
Schaltsteuerungs-Magnetventile 100 und 101, ein Drucksteuerungs-Magnetventil 103 und ein
Dämpfungskupplungs-Magnetventil 102, um im Fluidkreis den geeigneten Hydraulikdruck
aufzubauen, um dadurch einen automatischen Schaltvorgang durch Steuern der
Bewegung von Reibungselementen auszuführen.
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Während der Steuerungsprozesse für den Schaltzeitpunkt steuert die
Getriebesteuerungseinheit TCU auch den Leitungsdruck durch Steuern des
Drucksteuerungs-Magnetventils 103, so dass Schaltstöße bei einem Schaltvorgang
verringert werden, der Fahrkomfort eines Fahrzeugs verbessert ist und das
beste Schaltgefühl erzielt wird.
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Indessen wird, wenn das Fahrpedal plötzlich niedergedrückt wird, eine
Kickdownsteuerung, bei der das Getriebe zwangsweise von der Position eines
höheren Gangs auf die Position eines niederen Gangs heruntergeschaltet
wird, ausgeführt, um die Antriebskraft eines Fahrzeugs zu erhöhen. Eine
derartige Kickdownsteuerung wird dadurch ausgeführt, dass die zwei
Schaltsteuerungs-Magnetventile 100, 101 und das Drucksteuerungs-Magnetventil 103
angesteuert werden.
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Beispielsweise schaltet die Getriebesteuerungseinheit TCU, wenn sie Signale
hinsichtlich einer abrupten Pedalbetätigung während einer Fahrt im 2. Gang
im Bereich D empfängt, die zwei Schaltsteuerungs-Magnetventile 100, 101
ein, und sie steuert das dem Drucksteuerungs-Magnetventil 103 zugeführte
Tastverhältnis, wodurch das Getriebe zwangsweise von der Position des 2.
Gangs im Bereich D auf die Position des 1. Gangs im Bereich D
heruntergeschaltet wird.
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Demgemäß zeigte es sich, dass sich die Beschleunigungsreaktion und das
Schaltgefühl abhängig von den Tastverhältnis-Steuerungsmustern, wie sie an
das Drucksteuerungs-Magnetventil 103 angelegt werden, erheblich ändern. Die
herkömmliche Getriebesteuerungseinheit TCU führte die
Tastverhältnissteuerung für das Drucksteuerungs-Magnetventil 103 unter Fokussierung entweder
auf die Beschleunigungsreaktion oder das Schaltgefühl des Getriebes aus.
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Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, die zum Veranschaulichen eines Beispiels
einer 2-1-Kickdown-Steuerung vom 2. in den 1. Gang im Bereich D dient, wird
ein Tastverhältnis-Steuerungsbefehl, den die Getriebesteuerungseinheit TCU
an das Drucksteuerungs-Magnetventil 103 liefert, in Form eines einstufigen
Signalverlaufs angelegt, der ausgehend von einem Schaltstartpunkt ansteigt,
und daher fällt der Servoanlegedruck AS des Kickdown-Servomechanismus
schnell, während der Druck an der Rückwärtskupplung 108 konstant gehalten
wird.
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Das Bezugssymbol Nt in Fig. 3 kennzeichnet die Drehzahl der Turbine des
Automatikgetriebes.
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Wenn der Servoanlegedruck unter der Bedingung schnell fällt, dass der Druck
der Rückwärtskupplung konstant gehalten wird, wie oben beschrieben, besteht
der Vorteil, dass der Herunterschaltvorgang von der Position des 2. Gangs
in die Position des 1. Gangs des Getriebes schnell ausgeführt wird, so dass
die Beschleunigungsreaktion schneller wird, jedoch besteht der Nachteil,
dass der Schaltstoß stärker wird, so dass das Schaltgefühl schlecht ist.
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Ferner ändert sich, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, die ein anderes
Beispiel einer Kickdownsteuerung vom 2. in den 1. Gang im Bereich D
veranschaulicht, der Tastverhältnis-Steuerungsbefehl, den die
Getriebesteuerungseinheit TCU an das Drucksteuerungs-Magnetventil 103 liefert, mit
Signalverläufen mit zwei oder mehr Stufen ausgehend vom Schaltstartpunkt bis
zum Schaltvorgang-Beendigungspunkt, und der Servoanlegedruck des Kickdown-
Servomechanismus nimmt langsam und schrittweise ab, während der Druck der
Rückwärtskupplung 108 konstant gehalten wird.
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Wenn der Servoanlegedruck unter der Bedingung langsam fällt, dass der
Rückwärtskupplungsdruck auf konstantem Pegel gehalten wird, wird ein
Schaltbefehl für den 1. Gang zugeführt, während der 2. Gang am Schaltstartpunkt
beibehalten wird, so dass der Schaltstartpunkt nicht mit dem Befehlspunkt
übereinstimmt. Im Ergebnis wird das Gefühl eines gleichmäßigen Schaltens
erzielt, jedoch wird die Beschleunigungsreaktion langsam.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein 2-1-Kickdown-Steuerungsverfahren für
ein Automatikgetriebe zu schaffen, das dann, wenn das Fahrpedal für
schnelle Beschleunigung plötzlich niedergedrückt wird, sowohl einer schnellen
Beschleunigungsreaktion als auch einem guten Schaltgefühl genügt.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist durch die Erfindung ein 2-1-Kickdown-
Steuerungsverfahren für ein Automatikgetriebe geschaffen, das die Schritte
des Erfassens der Betätigung eines Fahrpedals für schnelle Beschleunigung,
des Einschaltens zweier Schaltsteuerungs-Magnetventile durch Zuführen von
Steuerungsströmen an sie sowie des Ausführens einer Tastverhältnissteuerung
an ein Drucksteuerungs-Magnetventil beinhaltet, wobei eine
Getriebesteuerungseinheit Signale hinsichtlich dreier Variablen für die Drosselklappen-
Öffnungsrate unmittelbar vor einer abrupten Betätigung des Fahrpedals, die
Fahrgeschwindigkeit und Drosselklappen-Öffnungsratenänderungen während der
Betätigung des Fahrpedals empfängt, die erfassten Werte mit Bezugswerten
vergleicht, unter mehreren Tastverhältnis-Steuerungsmustern, bei denen die
zeitlichen Änderungen der Tastverhältnisrate voneinander verschieden sind,
ein Muster auswählt und die Kickdownsteuerung gemäß dem ausgewählten
Tastverhältnis-Steuerungsmuster ausführt.
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Bei einer Ausführungsform führt die Getriebesteuerungseinheit TCU, wenn die
Drosselklappen-Öffnungsrate geringer als 20% ist, die Fahrgeschwindigkeit
niedriger als 20 km/h ist und die Änderung der Drosselklappen-Öffnungsrate
kleiner als 30% ist, dem Drucksteuerungs-Magnetventil ein erstes
Tastverhältnis-Steuerungsmuster zu, dessen Tastverhältnisrate in Bezug auf
zeitliche Änderungen ausgehend vom Schaltstartpunkt konstant ist, und dann, wenn
eines dieser variablen Signale gleich groß wie oder höher als der jeweilige
obige Bezugswert ist, führt die Getriebesteuerungseinheit TCU dem
Drucksteuerungs-Magnetventil ein zweites Tastverhältnis-Steuerungsmuster zu, bei
dem sich die angewandte Tastverhältnisrate hinsichtlich der zeitlichen
Änderung ausgehend vom Schaltstartpunkt in mehreren Schritten ändert.
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Für ein detaillierteres Verständnis der Erfindung wird auf die folgende
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
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Fig. 1 zeigt einen Hydraulikkreis unter der Bedingung der Position des 1.
Gangs im Bereich D gemäß einem herkömmlichen Automatikgetriebe mit
elektronischer Steuerung mit vier Gängen.
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Fig. 2 zeigt einen Hydraulikkreis unter der Bedingung der Position des 2.
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Gangs im Bereich D gemäß einem herkömmlichen Automatikgetriebe mit
elektronischer Steuerung mit vier Gängen.
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine 2-1-Kickdown-Steuerung gemäß einem
herkömmlichen Automatikgetriebe mit elektronischer Steuerung mit vier Gängen
zeigt.
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das eine andere 2-1-Kickdown-Steuerung gemäß einem
herkömmlichen Automatikgetriebe mit elektronischer Steuerung mit vier
Gängen zeigt.
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Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine erfindungsgemäße
2-1-Kickdown-Steuerung für ein Automatikgetriebe mit elektronischer Steuerung mit vier Gängen
veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Das erfindungsgemäße 2-1-Kickdown-Steuerungsverfahren zeichnet sich dadurch
ans, dass eine Getriebesteuerungseinheit TCU ein
Drucksteuerungs-Magnetventil mit zwei Mustern für die Änderung der Tastverhältnisrate abhängig von
einer abrupten Betätigung des Fahrpedals und der aktuellen
Fahrgeschwindigkeit ansteuert.
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Daher kann die Erfindung sowohl einer Beschleunigungsreaktion, die den
Betätigungsbedingungen des Fahrpedals und der Fahrgeschwindigkeit
entspricht, als auch dem Schaltgefühl genügen.
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Es wird auf das Flussdiagramm der Fig. 5 Bezug genommen, gemäß dem die
Getriebesteuerungseinheit TCU dann, wenn das Fahrpedal abrupt
niedergedrückt wird, ein Signal von einem Fahrpedalschalter empfängt und eine
Kickdown-Schaltsteuerung startet (Startschritt). Der Startschritt besteht aus
einem 1. Schritt, in dem die Getriebesteuerungseinheit TCU Fahr-und
Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs mittels verschiedener Sensoren, wie eines
Fahrgeschwindigkeitssensors, eines Drosselklappen-Öffnungsratesensors und
dergleichen, einliest, und einem 2. Schritt, in dem diese
Getriebesteuerungseinheit TCU ermittelt, ob die Drosselklappen-Öffnungsrate weniger als
20% der vollständigen Öffnung beträgt.
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Wenn die Drosselklappen-Öffnungsrate 20% oder mehr entspricht, geht der
Steuerungsablauf direkt vom 2. zu einem 5. Schritt weiter, und es wird eine
Tastverhältnissteuerung für ein Drucksteuerungs-Magnetventil entsprechend
einem ersten Tastverhältnis-Steuerungsmuster ausgeführt. Wenn jedoch die
Drosselklappen-Öffnungsrate unter 20% liegt, geht der Steuerungsablauf zu
folgenden Schritten weiter.
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In den Schritten, die folgen, ermittelt die Getriebesteuerungseinheit TCU,
ob eine Drosselklappen-Öffnungsratenänderung (ΔTPS) kleiner als 30% ist
(3. Schritt). Wenn die Drosselklappen-Öffnungsratenänderung (ΔTPS) 30%
oder höher ist, geht der Steuerungsablauf direkt vom 3. zum 5. Schritt
weiter, in dem die Tastverhältnissteuerung für das
Drucksteuerungs-Magnetventil ebenfalls entsprechend dem ersten Tastverhältnis-Steuerungsmuster
ausgeführt wird. Wenn jedoch die Drosselklappen-Öffnungsratenänderung
kleiner als 30% ist, geht der Steuerungsablauf zum nächsten Schritt weiter.
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In einem 4. Schritt ermittelt die Getriebesteuerungseinheit TCU, ob die
aktuelle Fahrgeschwindigkeit unmittelbar vor der abrupten Betätigung des
Fahrpedals kleiner als 20 km/h ist. Wenn die Fahrgeschwindigkeit 20 km/h
oder höher ist, geht der Steuerungsablauf direkt vom 4. zum 5. Schritt
weiter, wie bei den obigen Prozessen, und die Tastverhältnissteuerung wird
ebenfalls gemäß dem ersten Tastverhältnis-Steuerungsmuster ausgeführt.
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Wenn jedoch die Fahrgeschwindigkeit niedriger als 20 km/h ist, geht der
Steuerungsablauf zu einem 6. Schritt weiter, in dem die
Tastverhältnissteuerung gemäß dem zweiten Tastverhältnis-Steuerungsmuster ausgeführt
wird.
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Das erste Tastverhältnis-Steuerungsmuster ist in Fig. 3 dargestellt, und
die Getriebesteuerungseinheit TCU führt eine erste Art der herkömmlichen
Steuerung der Tastverhältnisrate aus. Dies bedeutet, dass die von der
Getriebesteuerungseinheit TCU auf das Drucksteuerungs-Magnetventil angewandte
Steuerung der Tastverhältnisrate ein Signalverlauf mit zwei oder mehr
Schritten wird, so dass ein Schaltstoß stark verringert wird und das
Schaltgefühl besser wird.
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Demgemäß wird dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist und der
Niederdrückgrad des Fahrpedals groß ist, während die Niederdrückbetätigung des
Pedals langsam ist, ein schnelles Herunterschalten ausgeführt, um die
Beschleunigungsreaktion zu verbessern.
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Das zweite Tastverhältnis-Steuerungsmuster ist in Fig. 4 dargestellt, die
zeigt, dass die Getriebesteuerungseinheit TCU eine zweite Art einer
herkömmlichen Steuerung der Tastverhältnisrate ausführt. Dies bedeutet, dass
die von der Getriebesteuerungseinheit TCU auf das
Drucksteuerungs-Magnetventil angewandte Steuerung der Tastverhältnisrate ein Signalverlauf mit
zwei oder mehr Schritten wird, so dass ein Schaltstoß stark verringert wird
und das Schaltgefühl besser wird.
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Demgemäß wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit relativ niedrig ist und der
Niederdrückgrad des Fahrpedals klein ist, während die Niederdrückbetätigung
des Pedals langsam ist, ein langsames Herunterschalten in die Position des
1. Gangs ausgeführt, um das Schaltgefühl zu verbessern.
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Jedoch sei darauf hingewiesen, dass beim oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel der Erfindung zwar die Bezugswerte für die
Drosselklappen-Öffnungsrate, die Drosselklappen-Öffnungsratenänderung und die Fahrgeschwindigkeit zu
20%, 30% bzw. 20 km/h definiert sind, dass jedoch keine Beschränkung auf
diese Werte besteht, sondern andere Werte eingestellt werden können.