DE69511058T2

DE69511058T2 - Hydraulisches Steuersystem für hydraulisch bedientes Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE69511058T2
Application number: DE69511058T
Authority: DE
Inventors: Hideo Furukawa; Tatsuyuki Ohashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: EP0719967A1; JP3007547B2; US5615578A; JPH08184368A; EP0719967B1; DE69511058D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Hydraulikdruck-Steuer-/Regelsystem für ein hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe, umfassend eine Mehrzahl von im Fahrzeuggetriebe angebrachten Reibeingriffselementen; einen Hydraulikdruck- Versorgungskreis zum Abführen eines Hydraulikdrucks von einem der Mehrzahl von Reibeingriffselementen und zum Zuführen von Hydraulikdruck zu einem anderen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen, um diese derart in Betrieb zu nehmen, daß in Antwort auf einen Gangwechselbefehl ein Gangwechsel von einem Gang zu einem gewünschten Gang im Fahrzeuggetriebe bewirkt wird; ein erstes Wellendrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehzahl einer Eingangswelle des Fahrzeuggetriebes, welche sich zu einem Zeitpunkt des Gangwechsels verändert; ein zweites Wellendrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehzahl einer Ausgangswelle des Fahrzeuggetriebes; ein Hydraulikdruck-Steuer-/Regelmittel zum Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks derart, daß sich die Drehzahl der Eingangswelle einem gewünschten Wert folgend ändert; ein Eingriffszustand-Beurteilungsmittel zum Beurteilen eines Eingriffszustands des einen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen, wenn ein Gangwechsel von dem einen Gang zu dem gewünschten Gang bewirkt wird, durch Berechnen eines Übersetzungsverhältnisses und durch Überprüfen, ob das berechnete Übersetzungsverhältnis innerhalb eines durch vorbestimmte obere und untere Grenzwerte definierten Bereichs liegt; und ein Sperrmittel zum Sperren der Regelung/Steuerung des Hydraulikdrucks durch das Hydraulikdruck-Steuer-/Regelmittel in Antwort auf ein Ergebnis der Beurteilung.

Beschreibung des Stands der Techik

Das hydraulisch betriebene Fahrzeug-Automatikgetriebe weist eine Mehrzahl von Kupplungen, Bremsen und anderen derartigen Reibeingriffselementen auf, welche durch den Hydraulikdruck (Öl) in Eingriff stehen (Automatikgetriebefluid). Das Getriebe führt einen Gangwechsel durch, d. h. schaltet zwischen Reibeingriffselementen um, durch Freigeben (Außer-Eingriff- Bringen) eines Elements und In-Eingriff-Bringen eines anderen. Um einen unerwarteten Stoß während eines Gangwechsels zu verhindern, ist es notwendig, den Betrag des gleichzeitigen/gemeinsamen Eingriffs der beiden (freigebendes und in Eingriff gelangendes) Reibeingriffselementen zu steuern/regeln.
Der Betrag des gleichzeitigen Eingriffs des Elements läßt sich allerdings extrem schwer optimieren. Ein besonderes Problem liegt dann vor, wenn der Betrag des gleichzeitigen Eingriffs zu gering ist, so daß die Maschine plötzlich auf Touren kommt und einen starken Gangwechselstoß verursacht. Die übliche Praxis zur Vermeidung dieses Effekts liegt darin, das Auf-Touren-Kommen der Maschine während des Gangwechsels durch Festlegen eines Betrages des gleichzeitigen Eingriffs auf einen relativ hohen Wert zu vermeiden, bei welchem der Gesamtbetrag des Drehmoments, welches durch die in Eingriff gelangenden und außer Eingriff gelangenden Elemente übertragen wird, größer als der Betrag des dem Getriebe zugeführten Drehmoments ist.
Der somit erzeugte leichte Eingriffszustand im Getriebe bewirkt ein Abfallen des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle. Da der Fahrer dies wie einen Motorbremseffekt empfindet, insbesondere wenn das Abfallen durch eine Veränderung der Öltemperatur oder durch Verschleiß der Getriebeelemente verstärkt wird, verschlechtert dies das Fahrverhalten.
Ein Beispiel einer Technik für eine genaue Steuerung/Regelung des Kupplungshydraulikdrucks ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 60(1985)-231,056 offenbart, welche mit Linearsolenoidventilen, Schaltsolenoidventilen oder anderen derartigen Solenoidventilen zum Steuern/Regeln des Hydraulikkupplungs-Drucks versehen ist. Genauer gesagt steuert/regelt diese den auf die Kupplungen durch die Solenoidventile aufgebrachten Hydraulikdruck, um die Drehzahl eines Elements, dessen Drehzahl sich während des Gangwechsels ändert, wie beispielsweise bei der Getriebeeingangswelle der Fall, derart zu regeln, daß sie einer Soll- Änderungsrate folgt.
Wenn diese Technik angewandt wird, beispielsweise um eine Kupplungs- Hydraulikdruck-Steuerung/Regelung zum Verringern des Betrages des gleichzeitigen Eingriffs der Kupplungen derart durchzuführen, daß zeitweise das Getriebeeingangs-Drehmoment auf einen Wert reduziert wird, bei welchem der Gesamtbetrag des durch die in Eingriff gelangenden und außer Eingriff gelangenden Kupplungen übertragenen Drehmoments kein großes Abfallen des Ausgangsdrehmoments oder ein Auf-Touren-Kommen der Maschine hervorruft, wird es wichtig zu beurteilen oder abzuschätzen, ob die Kupplungen sich im Normalzustand befinden oder nicht, genauer gesagt, ob die aufgebrachten Hydraulikdrücke beispielsweise deutlich unterhalb oder oberhalb der Solldrücke liegen oder nicht, noch genauer, ob sich die Kupplungen bei der Übertragung eines Drehmomentbetrags oder hinsichtlich ihrer Drehmomentübertragungsfähigkeit in einem guten Zustand befinden und ob diese für die beabsichtigte Steuerung/Regelung geeignet sind. Der vorstehend erwähnte Stand der Technik berücksichtigt diesen Punkt nicht.
Ein System zum Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks eines hydraulisch betriebenen Fahrzeuggetriebes gemäß dem Fachgebiet dieser Erfindung ist aus der GB 2,213,220 A bekannt. Diese Vorrichtung aus dem Stand der Technik sieht eine Fehlererfassung für ein Automatikgetriebe durch Messen der Zeitperiode vor, welche nach einem Gangwechselbefehl bis zu dem Zeitpunkt vergangen ist, zu welchem der gewünschte Gang in Eingriff zu sein scheint, und vergleicht die gemessene Zeit mit einem vorbestimmten Zeitintervall, um anzuzeigen, ob das System normal arbeitet oder nicht. Die Zeitzählung beginnt dann, wenn das Übersetzungsverhältnis einen vorbestimmten Übersetzungsbereich entsprechend dem vorangehend in Eingriff befindlichen Gang verläßt und stoppt dann, wenn das Übersetzungsverhältnis zum ersten Mal in einen vorbestimmten Bereich fällt, welcher zu dem durch den Gangwechselbefehl gewählten Gang korrespondiert. Wenn die gemessene Zeitdauer in den vorbestimmten Zeitbereich fällt, wird der Betriebszustand des Getriebes als normal betrachtet, allerdings nur solange, bis das System in einen Notzustand gesetzt wird, um einen Schaden während des Betriebs zu verhindern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks für ein hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe bereitzustellen, welches eine zuverlässige und fehlerfreie Bestimmung des gegenwärtigen Kupplungszustands gewährleistet.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht, wobei das Eingriffszustand-Erfassungsmittel ein als Ereigniszählmittel wirkendes Zählmittel aufweist, welches nach der Ausgabe eines Gangwechselbefehls wiederholt, jedoch lediglich einmal innerhalb jeder Periode von aufeinanderfolgenden vorbestimmten Zeitperioden, einen Zähler inkrementiert, welcher dem durch das eine der Mehrzahl von Reibeingriffselementen in Eingriff befindlichen Gang zugeordnet ist, wenn das Übersetzungsverhältnis nach der Ausgabe des Gangwechselbefehls innerhalb eines durch jeden der vorbestimmten Werte definierten Bereichs liegt, und welches den Zähler dekrementiert, wenn das Übersetzungsverhältnis nach der Ausgabe des Gangwechselbefehls nicht innerhalb des Bereichs liegt; und ein Vergleichsmittel aufweist zum Vergleichen des aktuellen, gegenwärtig von dem Zählmittel erreichten Zählwerts mit einem vorbestimmten Wert. Ferner beurteilt das Eingriffszustand-Beurteilungsmittel, daß der Eingriffszustand des einen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen nicht normal ist, wenn das Vergleichsmittel anzeigt, daß der aktuelle Zählerwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Dieses und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen besser ersichtlich, in welchen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht des Hydraulikdruck-Steuer/Regelsystems für ein hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe ist;
Fig. 2 eine erläuternde Ansicht ist, welche einen Teil des hydraulischen Steuer-/Regelkreises des in Fig. 1 dargestellten Systems ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, weiches den Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Systems zeigt; und
Fig. 4 ein Flußdiagramm ist, welches die Unterroutine zur Berechnung von Ereigniszählerwerten gemäß Fig. 3 zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Übersichtsansicht des Hydraulikdruck-Steuer-/Regelsystems für ein erfindungsgemäßes hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Fahrzeugautomatikgetriebe T mit einer Hauptwelle MS ausgerüstet, welche mit einer Kurbelwelle 1 einer Brennkraftmaschine E über einen Drehmomentwandler 2 mit einer Überbrückungskupplung L und mit einer Vorgelegewelle CS verbunden ist, welche mit der Hauptwelle MS über mehrere Getriebezüge verbunden ist.
Die Hauptwelle MS lagert ein Hauptzahnrad 3 für den ersten Gang, ein Hauptzahnrad 4 für den zweiten Gang, ein Hauptzahnrad 5 für den dritten Gang, ein Hauptzahnrad 6 für den vierten Gang und ein Hauptzahnrad 7 für den Rückwärtsgang. Die Vorgelegewelle CS lagert ein mit dem Hauptzahnrad 3 für den ersten Gang in Eingriff stehendes Vorgelegezahnrad 8 für den ersten Gang, ein mit dem Hauptzahnrad 4 für den zweiten Gang in Eingriff stehendes Vorgelegezahnrad 9 für den zweiten Gang, ein mit dem Hauptzahnrad 5 für den dritten Gang in Eingriff stehendes Vorgelegezahnrad 10 für den dritten Gang, ein mit dem Hauptzahnrad 6 für den vierten Gang in Eingriff stehendes Vorgelegezahnrad 11 für den vierten Gang und ein mit dem Hauptzahnrad 7 für den Rückwärtsgang über ein Rückwärtsleerlaufzahnrad 13 in Eingriff stehendes Vorgelegezahnrad 12 für den Rückwärtsgang. Der erste Gang ist eingelegt, wenn das auf der Hauptwelle MS drehbar gelagerte Hauptzahnrad 3 für den ersten Gang mit der Hauptwelle MS über eine Hydraulikkupplung C1 für den ersten Gang verbunden ist. Da die Hydraulikkupplung C1 für den ersten Gang auch dann im Eingriffszustand gehalten wird, wenn der zweite bis vierte Gang eingelegt ist, wird das Vorgelegezahnrad 8 für den ersten Gang über eine Freilaufkupplung COW gelagert. Der zweite Gang ist eingelegt, wenn das auf der Hauptwelle MS drehbar gelagerte Hauptzahnrad 4 für den zweiten Gang durch eine Hydraulikkupplung C2 für den zweiten Gang mit der Hauptwelle MS verbunden ist. Der dritte Gang ist eingelegt, wenn das drehbar auf der Vorgelegewelle CS gelagerte Vorgelegezahnrad 10 für den dritten Gang mit der Vorgelegewelle CS über eine Hydraulikkupplung C3 für den dritten Gang verbunden ist.
Der vierte Gang ist eingelegt, wenn das drehbar auf der Vorgelegewelle CS gelagerte Vorgelegezahnrad 11 für den vierten Gang mit der Vorgelegewelle CS über ein Auswahlzahnrad SG verbunden ist und wenn bei Beibehalten dieses Zustands das drehbar auf der Hauptwelle MS gelagerte Hauptzahnrad 6 für den vierten Gang mit der Hauptwelle MS über eine Rückwärtshydraulikkupplung C4R für den vierten Gang mit der Hauptwelle MS verbunden ist. Der Rückwärtsgang ist eingelegt, wenn das auf der Vorgelegewelle CS drehbar gelagerte Vorgelegezahnrad 12 für den Rückwärtsgang über das Auswahlzahnrad SG mit der Vorgelegewelle CS verbunden ist und wenn bei Aufrechterhalten dieses Zustands das drehbar auf der Hauptwelle MS gelagerte Hauptzahnrad 7 für den Rückwärtsgang mit der Hauptwelle MS über die Rückwärtshydraulikkupplung C4R des vierten Gangs verbunden ist. Die Kupplungen C1, C2, C3 und C4R sind die vorstehend genannten Reibeingriffselemente.
Die Drehung der Vorgelegewelle CS wird durch ein Achsantriebszahnrad 14 und ein achsgetriebenes Zahnrad 15 auf ein Differential D übertragen, von wo aus diese auf die Antriebsräder W, W über linke und rechte Antriebswellen 16, 16 übertragen wird.
Ein Drosselstellungssensor S1 ist in einem Lufteinlaßrohr (nicht gezeigt) der Maschine E an einer Stelle in der Nähe eines Drosselventils (nicht gezeigt) angeordnet, um den Betrag der Öffnung oder Stellung θTH des Drosselventils zu erfassen. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S2 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit V aus der Drehgeschwindigkeit/Drehzahl des achsangetriebenen Zahnrads 15 ist in der Nähe des achsangetriebenen Zahnrads 15 vorgesehen. Ein Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor S3 ist in der Nähe der Hauptwelle MS zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit/ Drehzahl NM der Getriebeeingangswelle von der Drehung der Hauptwelle MS vorgesehen und ein Getriebeausgangswellen- Drehzahlsensor S4 ist in der Nähe der Vorgelegewelle CS zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit/Drehzahl Nc der Getriebeausgangswelle von der Drehung der Vorgelegewelle CS vorgesehen.
Ein Ganghebelstellungssensor S5 ist in der Nähe eines Ganghebels (nicht gezeigt) vorgesehen, welcher am Fahrzeugboden nahe dem Fahrersitz eingebaut ist. Der Ganghebelstellungssensor S5 erfaßt, welche der sieben Positionen P, R, N, D4, D3, 2, 1 vom Fahrer gewählt wurde. Ein Kurbelwinkelsensor S6 ist in der Nähe der Kurbelwelle 1 der Maschine E vorgesehen, um die Maschinendrehzahl NE über die Drehung der Kurbelwelle 1 zu erfassen, und ein Kühlmitteltemperatursensor S7 zum Erfassen der Maschinenkühlmitteltemperatur TW ist an einer geeigneten Stelle an einem Zylinderblock (nicht gezeigt) der Maschine E vorgesehen. Die Ausgangssignale der Sensoren S1 usw. werden zu einer ECU (elektronische Steuer/Regeleinheit) übertragen.
Die ECU ist als Mikrocomputer ausgebildet, umfassend eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 17, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 18, einen RAM (Schreib-Lese-Speicher) 19, einen Eingangsschaltkreis 20 und einen Ausgangsschaltkreis 21. Die Ausgangssignale der Sensoren S1 usw. werden in den Mikrocomputer über den Eingangsschaltkreis 20 eingegeben. Die CPU 17 des Mikrocomputers bestimmt den Gang (Übersetzungsverhältnis oder Stellung) und aktiviert/deaktiviert Wechselsolenoide SL1, SL2 des Hydrauliksteuer-/regelkreises O über den Ausgangsschaltkreis 21, um die Wechselventile (nicht gezeigt) zu schalten und um dadurch die Hydraulikkupplungen der vorangehend beschriebenen Gänge in Eingriff zu bringen/außer Eingriff zu bringen, und steuert/regelt ferner den Betrieb der. Überbrückungskupplung L des Drehmomentwandlers 2 über Steuer- /Regelsolenoide SL3 und SL4.
Wie nachfolgend erläutert wird, steuert/regelt die CPU 17 auch den Kupplungshydraulikdruck durch Steuern/Regeln eines Linearsolenoids SL5. Die CPU 17 steuert/regelt das Solenoid SL5 durch PWM (Tastratensteuerung/regelung).
Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, welche einen Teil des Hydraulikdruck- Steuer-/Regelkreises O des Systems aus Fig. 1 zeigt. Der von einer Hydraulikdruckquelle (nicht gezeigt) zugeführte Leitungsdruck (Primärdruck) wird durch das vorangehend beschriebene Linearsolenoid SL5 reguliert und wird zu einem Kupplungsdrucksteuer-/regelventil übertragen. Das Kupplungsdrucksteuer-/regelventil reguliert den Leitungsdruck innerhalb eines vorbestimmten Drosseldruckbereichs und führt diesen den Kupplungen C1, C2, C3 und C4R zu. In dem Weg ist ein Speicher vorgesehen, um Saugdrücke zu absorbieren.
Somit reguliert die CPU 17 den Leitungsdruck unter Verwendung des Linearsolenoids SL5, um das Kupplungsdruck-Steuer-/Regelventil derart zu steuern/regeln, daß die den Kupplungen zugeführten Drücke auf die Sollwerte gesteuert/geregelt werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jede der Kupplungen C1, C2, C3 und C4R mit einem Kupplungsventil 100 zum Ausgeben eines Zentrifugalhydraulikdrucks versehen. Der Zentrifugaldruck wird zum Zeitpunkt der Kupplungsfreigabe ausgegeben.
Wie vorstehend festgestellt, ist es wichtig, zu beurteilen, ob der Zustand oder Betrieb der Kupplungen zu Beginn der Kupplungshydraulikdruck- Steuerung/Regelung normal ist. Unter "normal" soll verstanden werden, daß nicht nur die Kupplungen, sondern auch die Wechselventile, die Hydraulikdruckquelle und dgl., welche für den Kupplungseingriff erforderlich sind, alle in einem unbeschädigten Zustand sind und ordnungsgemäß funktionieren können, mit anderen Worten in einem guten Zustand hinsichtlich des Drehmomentübertragungsbetrags oder der Drehmomentübertragungsfähigkeit für die beabsichtigte Steuerung/Regelung sind.
Für diesen Zweck werden deshalb die Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen NM, NC erfaßt und das Verhältnis zwischen diesen ("Gratio" genannt) wie folgt berechnet:
Gratio = Eingangsdrehzahl NM/Ausgangsdrehzahl NC.
Somit wird im Ausführungsbeispiel durch Erfassen des Betrags des Kupplungseingriffs (Kupplungsrutschen) insbesondere durch Vergleichen des berechneten Gratio-Werts mit dem Übersetzungsverhältnis des durch den Wechselbefehl zu diesem Zeitpunkt bestimmten Gangs beurteilt oder geschätzt, ob der Kupplungszustand oder -betrieb normal ist oder nicht (d. h., ob ein guter Zustand hinsichtlich des Drehmomentübertragungsbetrags oder der Drehmomentübertragungsfähigkeit für die beabsichtigte Steuerung/Regelung vorliegt).
Insbesondere wird, wie nachfolgend detaillierter mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wird, beurteilt, ob das berechnete Gratio in dem durch einen oberen Grenzwert YGRHEnH und einen unteren Grenzwert YGRHEnL definierten Bereich liegt, welcher durch Addieren eines vorbestimmten Werts zum Übersetzungsverhälntis (GR(n)) von jedem des ersten bis vierten Gangs und des Rückwärtsgangs erhalten wird (hier gilt n : Gang; Rückwärtsgang wird mit 5 bezeichnet). Ereigniszähler, welche nachfolgend auch Zeitzähler genannt werden, werden für jeden Gang (Gangstellung) gesetzt und der Wert eines betreffenden Zeitzählers wird um 1 erhöht, wenn der Gang eingelegt ist und um 1 verringert, wenn er nicht eingelegt ist.
Der Zeitzähler für die Kupplung C1 des ersten Gangs wird als TM1STBC bezeichnet, für die Kupplung C2 des zweiten Gangs als TM2NDBC, für die Kupplung C3 des dritten Gangs als TM3RDBC, für die Kupplung C4R des vierten Gangs als TM4THBC und für den Rückwärtsgang (welcher die Kupplung C4R des vierten Gangs benutzt) als TM5BC. Die allgemeine Bezeichnung für die Zeitzähler lautet TMBC.
Die Kupplung wird dann als im Normalzustand befindlich beurteilt, wenn der betreffende Zeitzählerwert TMBC einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher in diesem Ausführungsbeispiel auf 20 festgelegt ist (entsprechend 200 ms). Dies liegt daran, daß angenommen werden kann, daß sich der Betriebszustand dann stabilisiert hat, was zeigt, daß kein übermäßiges Kupplungsrutschen auftritt, wenn Gratio in dem vorangehend beschriebenen vorbestimmten Bereich für eine Dauer von 200 ms bleibt. Es kann daher behauptet werden, daß die Kupplungen für die beabsichtigte Steuerung/Regelung in einem besseren Zustand sind, wenn das Rutschen abnimmt.
Allerdings gibt es ein Problem bei der Beurteilung. D. h., daß es dann, wenn das Fahrzeug in einem kleinen Gang (beispielsweise dem ersten Gang) bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit von beispielsweise 8 km/h oder weniger fährt, unmöglich werden kann, die Ausgangsdrehzahl genau zu bestimmen. In dem Getriebetyp dieses Ausführungsbeispiels umfaßt darüber hinaus das Getriebesystem des ersten Gangs einen Freilaufeingriffsmechanismus (die Freilaufkupplung COW), welcher lediglich von der Getriebeeingangswellenseite aus Drehmoment überträgt und ein Überholen der Ausgangsseite erlaubt.
Als ein Ergebnis dreht sich die Freilaufkupplung frei und es existiert keine Kraftübertragung, wenn der erste Gang eingelegt ist und die Motorbremswirkung derart wirkt, daß das Getriebe von den Antriebsräder W angetrieben wird. Eine Kraftübertragung tritt lediglich dann ein, wenn die Maschine die Räder W antreibt. Mit anderen Worten schließt sich die Freilaufkupplung COW dann, wenn sich deren Eingangsseite schneller als ihre Ausgangsseite dreht, und ist dazu in der Lage, Kraft zu übertragen. Deshalb kann dann, wenn das Fahrzeug im ersten Gang derart fährt, daß die Freilaufkupplung COW nicht geschlossen ist oder wenn das Fahrzeug mit der vorstehend erwähnten sehr geringen Geschwindigkeit fährt, die Beurteilung aufgrund des Verhältnisses Gratio aufgrund der Unbestimmtheit des Verhältnisses zwischen der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl ungeeignet sein.
In solchen Fällen wird eine vereinfachte Prozedur angenommen, bei welcher der Zeitzähler des durch den Wechselbefehl bestimmten Gangs um 1 vergrößert wird, wobei die anderen Zeitzähler um 1 verkleinert werden, und der Kupplungszustand anhand der seit dem Wechselbefehl verstrichenen Zeit beurteilt wird. Auch in diesem Fall und aus demselben Grund wie vorstehend beschrieben wird die Kupplung als im Normalzustand befindlich bestimmt, wenn der Zeitzählerwert TMBC den vorbestimmten Wert erreicht, d. h. nach Verstreichen von 200 ms. Somit läßt sich feststellen, daß die Kupplungen mit zunehmender Zeit als in einem besseren Zustand befindlich beurteilt werden.
Der Betrieb des Hydraulikdruck-Steuer-/Regelsystems für ein hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm beschrieben. Dieses Programm wird alle 20 ms einmal aktiviert.
Das Programm startet bei S10, in welchem ein geeignetes Flag überprüft wird, um zu bestimmen, ob ein Gangwechsel durchgeführt wird, d. h. ob ein Gangwechselbefehl ausgegeben wurde. Wenn das Ergebnis NEIN ist, wird das Programm unmittelbar beendet. Wenn das Ergebnis JA lautet, geht das Programm zu S12 über, in welchem die Zeitzählerwerte TMBC berechnet werden.
Die Unterroutine dafür ist durch das Flußdiagramm in Fig. 4 gezeigt und beginnt mit S100, in welchem die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit YVBCK verglichen wird (die vorstehend genannte sehr geringe Geschwindigkeit von beispielsweise 8 km/h).
Wenn sich herausstellt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit YVBCK ist, dann geht das Programm zum Vergrößern/Verkleinern des betreffenden Zeitzählers auf Grundlage des gegenwärtig durch den Gangwechselbefehl bestimmten Gangs (Position) zu S102 über, in welchem überprüft wird, ob der gegenwärtige Gang (dargestellt als SHOLD in der Figur) der erste Gang ist, und wenn dies der Fall ist, zu S104, in welchem der Wert des Zeitzählers TM1STBC für die Kupplung C1 des ersten Gangs um 1 vergrößert wird, und wenn dies nicht der Fall ist, zu S106, in welchem der Wert desselben Zeitzählers um 1 verkleinert wird.
Das Programm geht dann zu S108 über, in welchem überprüft wird, ob der gegenwärtige Gang der zweite Gang ist, und wenn dies der Fall ist, zu S110, in welchem der Wert des Zeitzählers TM2NDBC für die Kupplung C2 des zweiten Gangs um 1 vergrößert wird, und wenn dies nicht der Fall ist, zu S112, in welchem der Wert desselben Zeitzählers um 1 verkleinert wird.
Das Programm geht dann zu S114 über, in welchem überprüft wird, ob der gegenwärtige Gang der dritte Gang ist, und wenn dies der Fall ist, zu S116, in welchem der Wert des Zeitzählers TM3RDBC für die Kupplung C3 des dritten Gangs um 1 vergrößert wird, und wenn dies nicht der Fall ist, zu S118, in welchem der Wert desselben Zeitzählers um 1 verkleinert wird.
Das Programm geht dann zu S120 über, in welchem überprüft wird, ob der gegenwärtige Gang der vierte Gang ist, und wenn dies der Fall ist, zu S122, in welchem der Wert des Zeitzählers TM4THBC für die Kupplung C4R des vierten Gangs um 1 vergrößert wird, und wenn dies nicht der Fall ist, zu S124, in welchem der Wert desselben Zeitzählers um 1 verkleinert wird. Somit entsprechen die Prozeduren S102 bis S130 einer Messung der seit dem Gangwechselbefehl verstrichenen Zeit.
Das Programm geht dann zu S126 über, in welchem überprüft wird, ob das Fahrzeug gegenwärtig im Rückwärtsgang betrieben wird (dies wird angezeigt als SHOLD = 5 in der Figur) und wenn dies der Fall ist, zu S128, in welchem der Wert des Zeitzählers TM5BC für die Kupplung des Rückwärtsgangs (welche die Kupplung C4R des vierten Gangs verwendet) um 1 vergrößert wird, und wenn dies nicht der Fall ist, zu S130, in welchem der Wert desselben Zeitzählers um 1 verkleinert wird.
Andererseits geht dann, wenn sich bei S100 herausstellt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit YVBCK ist, das Programm zu S132 über, in welchem die erfaßte Drosselöffnung θTH mit einer vorbestimmten Drosselöffnung YTHBCLOWK von beispielsweise (1/8 · WOT (vollständig geöffnete Stellung) Grad) verglichen wird. Die vorbestimmte Drosselöffnung YTHBCLOWK wird auf den Wert gesetzt, bei welchem das von der Maschine übertragene Drehmoment ein Schließen der Freilaufkupplung COW bewirkt.
Wenn sich bei S132 herausstellt, daß die erfaßte Drosselöffnung 6TH gleich oder kleiner als die vorbestimmte Drosselöffnung YTHBCLOWK ist, geht das Programm zu S134 über, wo überprüft wird, ob der gegenwärtige Gang der erste ist. Wenn das Ergebnis in S134 JA lautet, ist die Freilaufkupplung COW möglicherweise nicht geschlossen und deshalb geht das Programm zu S102 und zu den folgenden Schritten über, in welchen der Wert des Zeitzählers für die Kupplung des ersten Gangs um 1 vergrößert wird und der Wert der anderen Zeitzähler um 1 verkleinert wird.
Wenn das Ergebnis in S134 NEIN lautet, ist der Gang ein anderer als der erste und das der Freilaufkupplung COW zugeordnete Problem liegt nicht vor. Das Programm geht deshalb zu S136 und den folgenden Schritten über. (Wenn sich bei S132 herausstellt, daß die Drosselöffnung θTH die vorbestimmte Drosselöffnung YTHBCLOWK überschreitet, wird S134 ausgelassen, da das Betriebsprinzip die Möglichkeit verhindert, daß sich die Freilaufkupplung COW im Freilauf befindet.)
In S136 bis S164 wird überprüft, ob der als Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl berechnete Wert Gratio innerhalb der vorbestimmten zulässigen Bereiche der Nennübersetzungsverhältnisse GR(n) der jeweiligen vier Vorwärtsgänge und des einen Rückwärtsgangs in Fig. 1 liegt, d. h. ob dieser nicht kleiner als der untere Grenzwert YGRHEnL und nicht größer als der obere Grenzwert YGRHEnH ist (n: Gang; Rückwärtsgang ist als 5 definiert). Wenn das Ergebnis JA lautet, wird der Wert des Zeitzählers für die betreffende Kupplung um 1 vergrößert und der Wert der anderen Zeitzähler um 1 verkleinert.
Das Programm geht dann zu S14 des Flußdiagramms aus Fig. 3 über, in welchem der berechnete Zeitzählerwert TMBC für die zu lösende Kupplung (die Kupplung des gegenwärtigen Gangs) mit einem Referenzwert TMBCLIN verglichen wird (entsprechend 200 ms). Wenn sich herausstellt, daß der berechnete Zeitzählerwert TMBC für die außer Eingriff zu bringende Kupplung gleich oder größer als der Referenzwert TMBCLIN ist, wird der Zustand oder Betrieb der Kupplung als normal beurteilt und das Programm geht zu S16 über, in welchem der Hydraulikdruck derart gesteuert/geregelt wird, daß die Drehzahländerung der Eingangswelle einem Solländerungsratenwert folgt.
Genauer gesagt wird die Steuerung/Regelung zum Verringern des Betrags des gemeinsamen Eingriffs durch Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks der sich lösenden (außer Eingriff gelangenden) Kupplung und des Hydraulikdrucks der in Eingriff kommenden Kupplung durchgeführt, um zeitweise die Summe der durch die beiden Kupplungen übertragenen Drehmomente unter das Getriebeeingangsdrehmoment zu bringen. Diese Steuerung/Regelung macht es möglich, gute Gangwechseleigenschaften zu erreichen, ohne daß der Motor auf Touren kommt oder ohne daß das Ausgangsdrehmoment übermäßig abfällt. Das Programm geht dann zu Schritt S18 weiter, in welchem ein entsprechender Befehl an das Linearsolenoid SL5 ausgegeben wird.
Andererseits wird dann, wenn sich in S14 aus Fig. 3 herausstellt, daß der berechnete Zeitzählerwert TMBC kleiner als der Referenzwert TMBCLIN ist, die Kupplung als nicht gelöst oder als nicht normal beurteilt und das Programm geht zu S20 über, in welchem die voranstehende Steuerung/Regelung blockiert wird, und die Sollhydraulikdrücke werden auf herkömmliche Weise berechnet, um einen vorbestimmten Hydraulikdruck zu erreichen, welcher für den Gangwechsel (beispielsweise zweiter Gang zu drittem Gang oder dritter Gang zu viertem Gang) und die Drosselöffnung geeignet ist. Es ergibt sich ein ähnliches Ausgangssignal wie der Befehl in S18.
Wie beim Stand der Technik werden in diesem Fall die Hydraulikdrücke der sich lösenden und in Eingriff gelangenden Kupplungen derart gesteuert/geregelt, daß zu jedem Zeitpunkt das durch die beiden Kupplungen übertragene Gesamtdrehmoment größer als das Getriebeeingangsdrehmoment TE gehalten wird, d. h. daß der Betrag des gemeinsamen Eingriffs relativ groß gemacht wird. Der resultierende Gangwechsel führt deshalb zu einem starken Abfallen des Ausgangsdrehmoments, verursacht jedoch kein Auf-Touren- Kommen des Motors.
Insbesondere eine Beurteilung in S14, daß der Zeitzählerwertden Referenzwert nicht erreicht hat, bedeutet, daß derselbe Zustand nicht über eine dem Referenzwert entsprechende Zeitperiode beibehalten wurde, was eine Bestätigung des Normalzustands der Kupplung unmöglich macht. In diesem Fall ist es möglich, daß die Kupplung auf der sich lösenden Seite übermäßig rutscht, so daß die Maschine plötzlich auf Touren kommen kann, wenn die Steuerung/Regelung für eine Verringerung des Betrags des gemeinsamen Eingriffs durchgeführt wird.
Deshalb werden, wie im vorangehenden beschrieben, in diesem Ausführungsbeispiel das Nennübersetzungsverhältnis des Getriebes und das aus den gegenwärtigen Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Getriebes berechnete Übersetzungsverhältnis (d. h. das den aktuellen Getriebezustand zeigende Übersetzungsverhältnis) jedesmal miteinander verglichen, wenn das Programm aus Fig. 3 ausgeführt wird. Wenn diese gleich sind, wird der Zeitzählerwert der betreffenden Kupplung um 1 vergrößert und die anderen Zeitzählerwerte um 1 verkleinert.
Mit anderen Worten kann der Kupplungszustand mit hoher Genauigkeit erfaßt werden, da die Anzahl der Male bestimmt wird, bei welchen (Zeitperiode, über welche) das durch den Gangwechselbefehl bestimmte Übersetzungsverhältnis und das aktuelle Übersetzungsverhältnis übereinstimmen, und die Beurteilung auf Grundlage des Ergebnisses durchgeführt wird. Für den Grad der Normalität der Kupplung (d. h. der Kupplungseingriffsbetrag oder die Kupplungseingriffsfähigkeit) kann somit festgestellt werden, daß dieser ansteigt, wenn der berechnete Wert ansteigt (genauer gesagt, wenn er den Referenzwert überschreitet), d. h. wenn das Rutschen abnimmt oder mit anderen Worten, wenn er im zulässigen Bereich ist.
Da dann, wenn der Betriebszustand es erschwert, das aktuelle Übersetzungsverhältnis festzustellen, wie beispielsweise beim Betrieb mit sehr geringer Fahrzeuggeschwindigkeit, beruht die Beurteilung darüber hinaus auf der seit dem Gangwechselbefehl verstrichenen Zeit im bestimmten Gang (verstrichene Zeit seit dem Start des Gangswechsels). Die Normalität der Kupplung kann sogar auch unter derartigen Bedingungen mit guter Genauigkeit beurteilt oder abgeschätzt werden.
Zusätzlich werden dann, wenn sich herausgestellt hat, daß sich die Kupplung im Normalzustand befindet, die Hydraulikdrücke an den sich lösenden und in Eingriff gelangenden Kupplungen gesteuert/geregelt, um zeitweise das durch die beiden Kupplungen übertragene Drehmoment unter das Getriebeeingangsdrehmoment zu bringen, d. h. um den Betrag des gemeinsamen Eingriffs auf ein erforderliches Minimum zu reduzieren. Als ein Ergebnis ist es möglich, gute Gangwechseleigenschaften ohne ein Auf-Touren- Kommen des Motors und ohne ein übermäßiges Abfallen des Ausgangsdrehmoments zu erhalten.
Andererseits werden dann, wenn festgestellt wird, daß der Zustand oder Betrieb der Kupplung nicht normal ist, die Hydraulikdrücke der sich lösenden und in Eingriff gelangenden Kupplungen derart gesteuert/geregelt, daß zu jedem Zeitpunkt das durch die beiden Kupplungen übertragene Gesamtdrehmoment größer als das Getriebeeingangsdrehmoment gehalten wird, d. h. um den Betrag des gemeinsamen Eingriffs relativ groß zu halten, wodurch ein Auf-Touren-Kommen des Motors vermieden wird.
Deshalb kann die Normalität der Kupplungen auf einfache Weise beurteilt werden und basierend auf dem Ergebnis kann eine Hydraulikdruck- Steuerung/Regelung durchgeführt werden, um ein Aufheulen (Auf-Touren- Kommen) der Maschine und ein Auftreten eines Gangwechselstoßes (Rucks) zu vermeiden, wodurch gute Gangwechseleigenschaften erreicht werden und das Fahrverhalten verbessert wird.
Ein Hydraulikdrucksystem für ein Reibeingriffselement, wie beispielsweise Kupplungen, für ein Fahrzeugautomatikgetriebe. Der Eingriffszustand der Kupplungen, d. h. die Normalität des Kupplungszustands oder -betriebs wird durch Erfassen des Betrags des Kupplungseingriffs (Kupplungsrutschen) beurteilt, insbesondere durch Berechnen eines Verhältnisses zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl und durch Vergleichen des berechneten Verhältnisses mit dem durch den Gangwechselbefehl zu diesem Zeitpunkt bestimmten Übersetzungsverhältnis. Wenn sich herausstellt, daß sich die Kupplung im Normalzustand befindet, werden die Hydraulikdrücke an der sich lösenden und an der in Eingriff gelangenden Kupplungen gesteuert/geregelt, um das durch die beiden Kupplungen übertragene Gesamtdrehmoment zeitweise unter das Getriebeeingangsdrehmoment zu bringen, d. h. um den Betrag des gemeinsamen Eingriffs auf das erforderliche Minimum zu bringen. Andererseits werden dann, wenn festgestellt wird, daß die Kupplung sich nicht im Normalzustand befindet, die Hydraulikdrücke der beiden Kupplungen auf herkömmliche Weise gesteuert/geregelt.

Claims

1. System zum Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks für ein hydraulisch betriebenes Fahrzeuggetriebe (T), umfassend

eine Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C1, C2, C3, C4R), welche im Fahrzeuggetriebe (T) angebracht sind;

einen Hydraulikdruckversorgungskreis (O) zum Abführen von Hydraulikdruck von einem der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C 1, C2, C3, C4R) und zum Zuführen von Hydraulikdruck zu einem anderen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C1, C2, C3, C4R), um diese derart in Betrieb zu nehmen, daß in dem Fahrzeuggetriebe (T) ein Gangwechsel von einem Gang zu einem gewünschten Gang (n) in Antwort auf einen Gangwechselbefehl bewirkt wird;

ein erstes Wellendrehzahl-Erfassungsmittel (S3) zum Erfassen einer Drehzahl (NM) einer Eingangswelle (MS) des Fahrzeuggetriebes (T), welche sich zum Zeitpunkt des Gangwechsels ändert;

ein zweites Wellendrehzahl-Erfassungsmittel (S4) zum Erfassen einer Drehzahl (NC) einer Ausgangswelle (CS) des Fahrzeuggetriebes (T);

ein Hydraulikdruck-Steuer-/Regelmittel (ECU) zum Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks derart, daß die Drehzahl (NM) der Eingangswelle (MS) sich einem Sollwert folgend ändert;

ein Eingriffszustand-Beurteilungsmittel (ECU) zum Beurteilen eines Eingriffszustands des einen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C1, C2, C3, C4R), wenn ein Gangwechsel von dem einen Gang zu dem gewünschten Gang bewirkt wird, durch Berechnen eines Übersetzungsverhältnisses (Gratio) und durch Überprüfen, ob das berechnete Übersetzungsverhältnis (Gratio) innerhalb eines durch vorbestimmte obere und untere Grenzwerte (YGRHEnL, YGRHEnH) definierten Bereichs liegt; und

ein Sperrmittel (ECU) zum Sperren der Steuerung/Regelung des Hydraulikdrucks durch das Hydraulikdruck-Steuer-/Regelmittel in Antwort auf ein Ergebnis der Beurteilung;

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Eingriffszustand-Beurteilungsmittel aufweist: ein als Ereigniszählmittel wirkendes Zählmittel (S12, S136, S138, S140, S142, S144, S146, ...), welches nach der Ausgabe eines Gangwechselbefehls wiederholt, jedoch lediglich einmal innerhalb jeder von aufeinanderfolgenden vorbestimmten Zeitperioden, einen Zähler (TmnBC) vergrößert, welcher dem durch das eine der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C1, C2, C3, C4R) in Eingriff befindlichen gegenwärtigen Gang (N) zugeordnet ist, wenn das Übersetzungsverhältnis (Gratio) innerhalb eines durch jeden der vorbestimmten Werte (YGRHEnL, YGRHEnH) definierten Bereichs liegt, und den Zähler verkleinert, wenn das Übersetzungsverhältnis (Gratio) nach der Ausgabe des Gangwechselbefehls nicht innerhalb des Bereichs liegt; und

ein Vergleichsmittel (S14) zum Vergleichen des gegenwärtigen momentan von dem Zählmittel (S12, S136, S138, S140, S142, S144, S146, ...) erreichten Zählerwerts (TmnBC) mit einem vorbestimmten Wert (TMnBCLIN);

- und daß das Eingriffszustand-Beurteilungsmittel beurteilt, daß der Eingriffszustand des einen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C1, C2, C3, C4R) nicht normal ist, wenn das Vergleichsmittel (S14) anzeigt, daß der gegenwärtige Zählerwert (TMnBC) kleiner als der vorbestimmte Wert ist (TMnBCLIN).

2. System nach Anspruch 1, wobei das Eingriffszustand-Beurteilungsmittel aufweist:

ein als Zeitzählmittel wirkendes Zählmittel (S12, S102, S104, S106, S108, S110, S112, ...), welches nach der Ausgabe des Gangwechselbefehls - solange die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert (YVBCK) ist- wiederholt, jedoch lediglich einmal innerhalb jeder von aufeinanderfolgenden vorbestimmten Zeitperioden, einen Zähler (TMnBC) vergrößert, welcher dem durch das eine der Mehrzahl von Reibelementen (C1, C2, C3, C4R) in Eingriff befindlichen gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, und die Zähler verkleinert, welche den anderen gegenwärtig nicht im Eingriff befindlichen Gängen zugeordnet sind,

ein Vergleichsmittel (S14) zum Vergleichen des dem gegenwärtigen Gang (n) zugeordneten, momentan von dem Zählmittel (S12, S136, S138, S140, S142, S144, S146, ...) erreichten aktuellen Zählerwerts (TmnBC) mit einem vorbestimmten Wert (TMnBCLIN);

und wobei das Eingriffszustand-Beurteilungsmittel beurteilt, daß der Eingriffszustand des einen der Mehrzahl von Reibeingriffselementen (C 1, C2, C3, C4R) nicht normal ist, wenn der dem gegenwärtigen Gang (n) zugeordnete aktuelle Zählerwert (TMnBC) kleiner als der vorbestimmte Wert (TMnBCLIN) ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend:

einen Freilaufeingriffsmechanismus (COW), welcher lediglich eine Übertragung einer über die Eingangswelle eingegangenen Kraft erlaubt; und

ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Freilaufeingriffsmechanismus (COW) Kraft überträgt; und

wobei das Beurteilungsmittel den Eingriffszustand der Reibeingriffselemente (C1, C2, C3, C4R) auf der Grundlage des Zählerwerts (TMnBC) für einen durch einen Gangwechselbefehl bestimmten Gang (n) beurteilt, wenn das Bestimmungsmittel bestimmt, daß der Freilaufeingriffsmechanismus (COW) keine Kraft überträgt.