DE3142013C2

DE3142013C2 -

Info

Publication number: DE3142013C2
Application number: DE3142013A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyota Aichi Jp Ito
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1989-05-18
Also published as: DE3142013A1; GB2087006B; GB2087006A; JPS5776359A; US4476970A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für eine in mehreren Getriebegängen wirksame Wandlerüberbrückungskupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Steuerungsvorrichtung ist bekannt (DE-OS 24 36 701). Bei der bekannten Steuerungsvorrichtung ist vorgesehen, daß während des Laufs des ersten Zeitgebers der Gangwechselvorgang durchgeführt wird und daß während des Laufs des zweiten Zeitgebers die Überbrückungskupplung ausgerückt gehalten wird, damit der hydraulische Drehmomentwandler des Fahrzeuggetriebes die während eines Gangwechsels auftretenden Stöße absorbiert und auf diese Weise ruckartigen Beanspruchungen und Schwingungen der Fahrzeugkarosserie vorgebeugt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Steuervorrichtung im Sinne einer weiteren Stoß- und Schwingungsverminderung beim Gangwechsel zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ist dafür gesorgt, daß die Änderung des Eingriffszustandes der Reibeingriffselemente, die zu einem Gangwechsel notwendig ist, während derjenigen Zeit ausgeführt und abgeschlossen wird, während der die Überbrückungskopplung ausgerückt ist, wobei sichergestellt ist, daß die Änderung des Eingriffszustandes der Reibeingriffselemente erst eine gewisse Zeitdauer nach dem Beginn des Ausrückens der Überbrückungskupplung begonnen wird, so daß der Schaltstoß zuverlässig vom Drehmomentwandler aufgefangen wird. Damit jedoch die Zeitdauer, während der die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und während der daher die Übertragungsverluste des Fahrzeuggetriebes verhältnismäßig hoch sind, auf ein Minimum beschränkt ist, ist ferner die Anpassung der Laufzeiten der beiden Zeitgeber auch an den jeweiligen zu schaltenden Gang vorgesehen, so daß der Gangwechsel in der für den speziellen Zustand notwendigen Zeit ausgeführt werden kann, der ausgerückte Zustand der Überbrückungskupplung jedoch nicht länger als erforderlich dauert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die eine Ausführungsform eines automatischen Fahrzeuggetriebes insgesamt wiedergibt;

Fig. 2 einen Schaltplan des in Fig. 1 gezeigten Getriebes;

Fig. 3 einen Funktionsplan einer Überbrückungskupplung des Getriebes gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;

Fig. 5 ein vollständiges Ablaufdiagramm der Steuerung des Getriebes;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes VII in Fig. 5;

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes VIII in Fig. 5;

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes IX in Fig. 5 und

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung des Abschnittes X in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt schematisch das gesamte automatische Fahrzeuggetriebe.

Ein hydraulischer Drehmomentwandler 1 umfaßt ein Pumpenrad 1 a, ein Leitrad 4, das an einem Gehäuse mittels einer Einwegkupplung festlegbar ist, und ein Turbinenrad 5. Das Pumpenrad 1 a ist mit einer Kurbelwelle 6 einer Brennkraftmaschine verbunden. Parallel zum hydraulischen Drehmomentwandler 1 ist eine Überbrückungskupplung 7 vorgesehen, die die Verbindung zwischen der Kurbelwelle 6 und dem Turbinenrad 5 steuern kann. Mit dem Turbinenrad 5 ist eine Turbinenwelle 8 verbunden, die über eine Vorwärtskupplung 9 eines Schaltgetriebes 15 mit einer Zentralwelle 10 verbindbar ist. Außerdem ist die Turbinenwelle 8 über eine Rückwärtskupplung 11 mit einer Zwischenwelle 12 verbindbar. Die Zwischenwelle 12 kann mittels einer ersten Bremse 13 sowie ferner mittels einer Einwegkupplung 17 und einer zweiten Bremse 18 an einem Gehäuse 14 festgelegt werden. Es sind zwei Planetengetriebe 19 und 20 vorgesehen. Jedes dieser beiden Planetengetriebe 19 und 20 umfaßt ein Sonnenrad 21 bzw. 22, Planetenräder 23 bzw. 24 sowie ein innenverzahntes Ringrad 25 bzw. 26 und einen Planetenträger 27 bzw. 28. Die Sonnenräder 21 und 22 sind einstückig mit der Zwischenwelle 12 ausgebildet bzw. fest mit dieser verbunden. Der Plantenträger 27 kann am Gehäuse 14 mittels einer Einwegkupplung 33 und ferner mittels einer dritten Bremse 24 festgelegt werden. Das Ringrad 25 ist mit dem Planetenträger 28 verbunden, das Ringrad 26 ist mit der Zentralwelle 10 verbunden, und mit dem Ringrad 25 ist eine Ausgangswelle 35 verbunden. Die folgende Tabelle gibt die Schaltzustände für die verschiedenen Gänge an. Die Zahlen in der ersten Zeile entsprechen den Bezugszeichen der Elemente, und durch das Zeichen "○" ist der eingerückte bzw. angelegte Zustand gekennzeichnet, während das Zeichen "∆" anzeigt, daß das jeweilige Element nur bei Motorbremsung in Funktion tritt.

Die Funktion der einzelnen Eingriffselemente mit Ausnahme der Einwegkupplungen 17 und 33 wird durch Zufuhr von Öldruck zu einem hydraulischen Stellantrieb gesteuert, mit dem das jeweilige Eingriffselement versehen ist. Diese Zufuhr von Öldruck wird mittels eines elektromagnetischen 1-2-Ventiles 40 und eines 2-3-Ventiles 41 gesteuert, die Bestandteil einer hydraulischen Steuerung 39 sind. Ein weiteres elektromagnetisches Ventil 42 steuert die Zufuhr von Öldruck zu einem hydraulischen Stellantrieb für die Überbrückungskupplung 7. Ein Rechner 43 arbeitet nach einem vorgegebenen Programm und steuert die Ventile 40, 41 und 42 auf der Grundlage von Signalen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Last der Brennkraftmaschine und der Stellung eines Wählhebels, mittels dessen einer von mehreren Fahrbereichen des automatischen Fahrzeuggetriebes gewählt wird, und liefert seine Ausgangssignale auf die einzelnen Ventile 40, 41 und 42 über eine Verstärkereinrichtung 44.

Fig. 2 zeigt einen Schaltplan, bei dem die ausgezogenen Linien für das Hochschalten und die gestrichelten Linien für das Herunterschalten gelten. Fig. 3 zeigt einen Funktionsplan für die Überbrückungskupplung 7, gemäß dem die Kupplung bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit eingekuppelt ist, wobei die ausgezogene Linie für den Übergang von AUS (ausgerückt) zu EIN (eingerückt) gilt und wobei die gestrichelte Kurve für den Übergang von EIN zu AUS gilt.

Fig. 4 erläutert schematisch das Grundprinzip der Steuerungsvorrichtung. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt, ist die Überbrückungskupplung 7 eingerückt. Wenn jedoch während dieser Zeitdauer, beispielsweise zum Zeitpunkt t 1, ein Gangwechsel- bzw. Schaltsignal erzeugt wird, geht die Überbrückungskupplung 7 unmittelbar von ihrem Zustand EIN zu ihrem Zustand AUS über, wobei gleichzeitig zwei Zeitgeber a und b in Betrieb gesetzt werden. Die Arbeitszeit des Zeitgebers a ist kürzer als die des Zeitgebers b eingestellt. Wenn zum Zeitpunkt t 2 die Arbeitszeit des Zeitgebers a endet, wird das Ventil 40 oder 41 so angesteuert, daß der Eingriffszustand der Eingriffselemente geändert wird. Zu einem späteren Zeitpunkt t 3, zu dem die Arbeitszeit des Zeitgebers b abläuft, wird das Magnetventil 42 so angesteuert, daß es die Überbrückungskupplung 7 wieder in seinen eingerückten Zustand bringt, den es vom Zeitpunkt t 3 einnimmt.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.

Als Schritt 50 werden von Eingabestellen 51, 52 und 53 jeweils ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein Drosselklappenöffnungssignal oder Ladersignal (Unterdruck im Saugrohr) und ein Bereichssignal des Wählhebels gelesen, wobei letzteres entweder P (Parken), R (Rückwärts), N (Neutral), D (Vorwärtsfahrbereich 3), 2 (Vorwärtsfahrbereich 2) oder L (Vorwärtsfahrbereich 1) ist. Als Schritt 54 wird beurteilt, ob mittels des Schalthebels der Bereich R gewählt ist, und das Programm geht mit einem Schritt 55 weiter, wenn dies der Fall ist, und geht mit einem Schritt 56 weiter, wenn dies nicht der Fall ist. Als Schritt 55 wird A

= 0 gesetzt, wonach das Programm zum Schritt 50 zurückkehrt. Im folgenden wird der Zustand der Überbrückungskupplung 7 mit A bezeichnet, wobei der eingerückte und der ausgerückte Zustand der Kupplung 7 mit A = 1 bzw. A = 0 gezeichnet werden. Als Schritt 56 wird beurteilt, ob mittels des Wählhebels der Bereich L gewählt ist, und das Programm geht mit einem Schritt 57 weiter, wenn dies der Fall ist, und mit einem Schritt 58 weiter, wenn dies nicht der Fall ist. Als Schritt 57 wird beurteilt, ob gilt S = 3, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 59 weiter und im Falle Nein mit einem Schritt 60 weiter. Der Istzustand des Schaltgetriebes 15 wird im folgenden mit S bezeichnet, wobei gilt S = 1 für geschalteten ersten Gang, S = 2 für geschalteten zweiten Gang und S = 3 für geschalteten dritten Gang. Als Schritt 59 wird S′ = 2 gesetzt. Im folgenden werden diejenigen Zustände des Schaltgetriebes 15, die herbeigeführt werden sollen (Sollzustände), mit S′ bezeichnet, wobei S′ = 1 für den Fall gilt, daß der nächste gesetzte Zustand der erste Gang ist, S′ = 2 für den Fall gilt, daß der nächste gesetzte Zustand der zweite Gang ist, und S′ = 3 für den Fall gilt, daß der nächste gesetzte Zustand der dritte Gang ist. Als Schritt 61 wird ein Zeitgeber N 1 so eingestellt, daß er seinen Betrieb beginnt. Danach geht das Programm mit einem Schritt 62 weiter. Im folgenden werden Zeitgeber N 1, N 2, . . . N 11 definiert, die jeweils zwei Zählerarten in Form der Zeitgeber a und b aufweisen, wie sie vorstehend bereits unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert worden sind. Dabei ist die Arbeitszeit des Zeitgebers b länger eingestellt als die des Zeitgebers a. Als Schritt 60 wird beurteilt, ob gilt S = 2, und das Programm geht im Falle Ja mit dem Schritt 62 und im Falle Nein mit einem Schritt 63 weiter. Als Schritt 62 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den ersten Gang heruntergeschaltet werden soll, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 64 und im Falle Nein mit dem Schritt 63 weiter. Als Schritt 64 wird S′ = 1 gesetzt, und als darauffolgender Schritt 65 wird der Zeitgeber N 2 so eingestellt, daß er seinen Betrieb beginnt.

Wenn der Wählhebel somit in den Bereich L geschaltet ist, führt eine Reihe von Routinen 66, die aus den Schritten 56, 57, 59, 60, 61, 62, 64 und 65 bestehen können, die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Prozesse entsprechend den Fällen S

= 3, S = 2 und S = 1 durch.

Bereich L

Als Schritt 63 wird beurteilt, ob der Zeitgeber a noch arbeitet, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 70 und im Falle Nein mit einem Schritt 71 weiter. Als Schritt 70 wird S′ = S gesetzt, wonach das Programm mit einem Schritt 72 weitergeht. Als Schritt 71 wird S′ = S gesetzt, d. h. der betreffende Gangumschaltvorgang ausgeführt, wonach das Programm mit dem Schritt 72 weitergeht. Als Schritt 72 wird beurteilt, ob der Zeitgeber b noch arbeitet, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 73 und im Falle Nein mit einem Schritt 74 weiter. Als Schritt 73 wird A = 0 gesetzt, wonach das Programm zum Schritt 50 zurückkehrt. Als Schritt 74 wird beurteilt, ob A = 1 gilt, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 75 und im Falle Nein mit einem Schritt 76 weiter. Als Schritt 75 wird beurteilt, ob die Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt in einem Betriebsbereich arbeitet, bei dem die Überbrückungskupplung 7 aufgrund des in Fig. 3 gezeigten Funktionsplanes ausgerückt sein soll (Überbrückung AUS) oder nicht (Überbrückung EIN). Wenn die Überbrückung AUS sein soll, geht das Programm mit dem Schritt 73 weiter; andernfalls kehrt es zum Schritt 50 zurück. Als Schritt 76 wird beurteilt, ob die Überbrückung EIN sein soll, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 77 weiter und setzt A = 1, wonach dann das Programm zum Schritt 50 zurückkehrt. Im Falle Nein kehrt das Programm unmittelbar zum Schritt 50 zurück.

Eine Routine 78, die mit den Schritten 63, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 und 77 arbeitet, führt die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Prozesse in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Zeitgeber a und b durch.

Als Schritt 58 wird beurteilt, ob der Bereich 2 gegeben ist, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 82 und im Falle Nein mit einem Schritt 83 weiter. Als Schritt 82 wird beurteilt, ob gilt S = 3, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 84 und im Falle Nein mit einem Schritt 85 weiter. Als Schritt 84 wird S′ = 2 gesetzt, und als Schritt 86 wird der Zeitgeber N 3 so eingestellt, daß er seinen Betrieb beginnt, wonach das Programm mit einem Schritt 87 weitergeht. Als Schritt 85 wird beurteilt, ob gilt S = 2, und das Programm geht im Falle Ja mit dem Schritt 87 und im Falle Nein mit einem Schritt 88 weiter. Als Schritt 87 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den ersten Gang heruntergeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 89 und im Falle Nein mit der Routine 78 weiter. Als Schritt 89 wird S′ = 1 gesetzt, und als Schritt 90 wird der Zeitgeber N 4 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 88 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den zweiten Gang hochgeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 91 und im Falle Nein mit der Routine 78 weiter. Als Schritt 91 wird S′ = 2 gesetzt, und als Schritt 92 wird unmittelbar darauffolgend der Zeitgeber N 5 in Betrieb gesetzt. Eine Folge von Routinen 93, zu denen die Schritte 58, 82, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91 und 92 gehören können, führt die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Prozesse durch.

Bereich 2

Als Schritt 83 wird beurteilt, ob gilt S

= 3, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 99 und im Falle Nein mit einem Schritt 109 weiter. Als Schritt 99 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den zweiten Gang heruntergeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 100 und im Falle Nein mit der Routine 78 weiter. Als Schritt 100 wird S′ = 2 gesetzt. Als Schritt 101 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den ersten Gang heruntergeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 102 und im Falle Nein mit einem Schritt 103 weiter. Als Schritt 102 wird S′ = 1 gesetzt, und als Schritt 104 wird der Zeitgeber N 6 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 103 wird der Zeitgeber N 7 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 109 wird beurteilt, ob gilt S = 2, und das Programm geht mit einem Schritt 110 weiter, wenn dies der Fall ist, und mit einem Schritt 111 weiter, wenn dies nicht der Fall ist. Als Schritt 110 wird geprüft, ob das Schaltgetriebe in den ersten Gang heruntergeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 112 und im Falle Nein mit einem Schritt 113 weiter. Als Schritt 112 wird S′ = 1 gesetzt, und als darauffolgenden Schritt 114 wird der Zeitgeber N 8 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 113 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den dritten Gang heraufgeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 115 und im Falle Nein mit der Routine 78 weiter. Als Schritt 115 wird S′ = 3 gesetzt, und als Schritt 116 wird der Zeitgeber N 9 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 111 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den zweiten Gang heraufgeschaltet werden sollte, und das Programm geht im Falle Ja mit einem Schritt 120 und im Falle Nein mit der Routine 78 weiter. Als Schritt 120 wird S′ = 2 gesetzt. Als Schritt 121 wird beurteilt, ob das Schaltgetriebe in den dritten Gang heraufgeschaltet werden sollte, und das Programm geht mit einem Schritt 122 weiter, wenn dies der Fall ist, und mit einem Programm 123 weiter, wenn dies nicht der Fall ist. Als Schritt 122 wird S′ = 3 gesetzt, und als darauffolgender Schritt 124 wird der Zeitgeber N 10 in Betrieb gesetzt. Als Schritt 123 wird der Zeitgeber N 11 in Betrieb gesetzt. Gemäß einer Reihe von Routinen 127, zu denen die Schritte 83, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 120, 121, 122, 123 und 124 gehören, werden die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Prozesse ausgeführt.

Die bei einem Gangumschaltvorgang im Bereich D jeweils eingestellten Zeitgeber sind in folgender Tabelle aufgeführt.

Die eingestellten Arbeitszeiten der Zeitgeber a

und b in den Zeitgebern N 6, N 7, N 8, N 9, N 10 und N 11 sind in geeigneter Weise und unabhängig voneinander unter Berücksichtigung der Art des automatischen Fahrzeuggetriebes gewählt.

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine in mehreren Getriebegängen wirksame Wandlerüberbrückungskupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe, wobei die Überbrückungskupplung mittels eines elektromagnetischen Ventils ölhydraulisch in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Last einer Brennkraftmaschine gesteuert und während jedem Gangwechsel ausgerückt wird, sofern sie vor dem Gangwechsel eingerückt war; wobei beim Gangwechsel mindestens ein erster und ein zweiter Zeitgeber in Gang gesetzt werden, wobei der erste Zeitgeber primär den Gangwechselvorgang beeinflußt und während des Laufs des zweiten Zeitgebers die Überbrückungskupplung ausgerückt wird, und wobei der Gangwechselvorgang bis zur Beendigung des Laufs des zweiten Zeitgebers abgeschlossen ist und die Laufzeiten des ersten und zweiten Zeitgebers von der Art des Getriebes abhängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit des zweiten Zeitgebers (b) immer länger als die des ersten Zeitgebers (a) ist, daß der Gangwechselvorgang nach Beendigung des Laufs des ersten Zeitgebers (a) begonnen wird und daß die Laufzeiten der beiden Zeitgeber (a, b) jeweils auch in Abhängigkeit vom zu schaltenden Gang eingestellt werden.