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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines
elektronisch gesteuerten Kraftfahrzeug-Getriebes und
insbesondere ein Steuerverfahren zum Erfassen und Korrigieren von
Kupplungsschlupf während des schaltvorgangsfreien oder
Gleichgewichtsbetriebes des Kraftfahrzeug-Getriebes. Eine
bekannten Anordnung entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche
1 und 6 ist in JP-A-62 151656 (und in US-A-4 785 689)
beschrieben, wo die Schlupfdrehzahl der Leistungsübertragung,
bezogen auf die Turbinen-Drehzahl, gemessen und mit einem
Referenzwert verglichen wird. Falls der Schlupf eine
vorbestimmte Größe überschreitet, wird der Druck bei der Kupplung
oder dem Drehmoment-Übertragungsgerät proportional zur
Schlupf-Drehzahl erhöht. Um vom Augenblickszustand
herrührende Fehler zu vermeiden, kann ein kumulativer Wert während
einer bestimmten Zeitlänge aufsummiert werden.
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Motorfahrzeug-Getriebe sind allgemein mit fluidbetätigten
Drehmoment-Übertragungsgeräten (als Kupplungen oder Bremsen
bezeichnet) versehen, die entsprechend einem vorbestimmten
Ablaufplan in Eingriff bringbar sind, um verschiedene
Antriebsdrehzahlverhältniswerte zwischen den Eingangs- und
Ausgangswellen des Getriebes einzurichten. Bei elektronischen
Steuerungen kann der Anlagedruck der aktiven Kupplung oder
Bremse in gleicher Weise planmäßig festgesetzt werden, um so
Drehmomentkapazität mit Bezug auf das
Getriebe-Eingangsdrehmoment zu entwickeln. Falls die Drehmomentkapazität der
Kupplung geringer als das Eingangsdrehmoment ist, erzeugt der
Kupplungsschlupf außerordentliche Wärmeerzeugung und
Verschleiß; falls die Drehmomentkapazität der Kupplung
erheblich
größer als das Eingangsdrehmoment ist, wird die zum
Erzeugen der überschüssigen Drehmomentkapazität erforderliche
Energie vergeudet.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines
Getriebes eines Kraftfahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung ist
gekennzeichnet durch die in den kennzeichnenden Abschnitten
der Ansprüche 1 bzw. 6 festgelegten Merkmale.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine
Getriebe-Kupplungsdruck-Regelung gerichtet, die während des Gleichgewichts-
(schaltungsvorgangsfreien) Betriebs des Getriebes wirksam
ist, um den planmäßig festgelegten Kupplungsdruck so
einzustellen, daß Drehmomentkapazität im wesentlichen in der zum
Übertragen des Getriebe-Eingangsdrehmoments erforderlichen
Größe erzeugt wird. Wenn bedeutsamer Schlupf erfaßt wird,
wird der Druck auf höhere Werte nachgestellt, um die
Drehmomentkapazität des Kupplungsgerätes zu erhöhen. Wenn während
eines Zeitraums von festgelegten Antriebszyklen kein
bedeutsamer Schlupf erfaßt wird, wird der Druck auf niedrigere
Werte nachgestellt, um die Drehmomentkapazität des
Kupplungsgerätes zu vermindern. Das führt zu einem niederfrequenten
Kupplungsdruck-Begrenzungszyklus, der den Wirkungsgrad der
Getriebesteuerung verbessert, während der Kupplungsschlupf
innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten wird.
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Das Vorhandensein bedeutsamen Kupplungsschlupfes wird erfaßt
durch eine neuartige Routine, die eine kumulative Anzeige
von Schlupf zwischen Eingangs- und Ausgangswellen des
Getriebes erzeugt. Wenn die kumulative Schlupfanzeige einen
Referenzschlupfwert überschreitet, wird sie zurückgestellt. Die
Zeit, die erforderlich ist, bis die kumulative
Schlupfanzeige den Referenzschlupfwert überschreitet, wird gemessen und
mit einer Referenzzeit verglichen, die für außerordentlichen
Schlupf bezeichnend ist. Falls die gemessene Zeit geringer
als die oder gleich der Referenzzeit ist, besteht ein
außerordentlicher Schlupf und der der aktiven Kupplung oder
Bremse zugeführte Druck wird erhöht in Relation zu der
gemessenen
Zeit, um dadurch die Drehmomentkapazität zu vergrößern
und den Schlupf auf einen annehmbaren Pegel zu verringern.
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Wenn der außerordentliche Schlupf anhält, nachdem der Druck
unter Benutzung der vorstehend beschriebenen Routine auf
seinen Maximalwert erhöht wurde, wird ein Versagen des
Kupplungsgerätes oder des Getriebes angezeigt. In diesem Fall
ist eine Routine vorgesehen, um die Getriebe-Schaltpunkte
nachzustellen, um den Verlust dieses Gangs wiederzugeben.
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Wenn die für die kumulative Schlupfanzeige erforderliche
Zeit bis zum überschreiten des Referenzwertes länger als die
Referenzzeit ist, ist der Schlupf innerhalb annehmbarer
Grenzen und die Routine zum Reduzieren des Kupplungsdruckes wird
aktiviert. Bevor eine Druckerniedrigung bewirkt wird, muß
das Getriebe-Eingangsdrehmoment sich einer festgelegten
Anzahl von aufeinanderfolgenden Drehmoment-Durchläufen
bezüglich eines Paares vorher festgelegter positiver Drehmoment-
Grenzwerte unterziehen. Wenn die festgelegte Anzahl von
Durchläufen ohne Erfassen eines außerordentlichen Schlupfs
erfolgt sind, besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß der
Kupplungsdruck größer als der zum Übertragen des
Getriebe-Eingangsdrehmomentes erforderliche ist, und die Steuerung
verringert den Kupplungsdruck, uni eine vorbestimmte
Korrekturgröße.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug
auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:
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Fig. 1a und 1b schematisch eine computergestützte
elektronische Getriebesteuerung zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;
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Fig. 2 und 3 graphisch den Betrieb dieser Erfindung
darstellen zum Bewirken einer Erhöhung des dem aktiven
Kupplungsgerät zugeführten Druckes. Dabei zeigt Fig. 2 die
verschiedenen Parameter, die bei dieser Routine beteiligt sind,
und Fig. 3 stellt die Druckkorrektur als eine Funktion der
Zeit dar, die erforderlich ist, bis die kumulative
Schlupfanzeige einen Referenz-Schlupfwert übertrifft;
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Fig. 4 graphisch verschiedene Parameter darstellt,
die bei der Bewirkung einer Herabsetzung des dem aktiven
Kupplungsgerät zugeführten Druckes beteiligt sind; und
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Fig. 5-8 Flußdiagramme zeigen, die repräsentativ für
entsprechende Programminstruktionen sind, welche durch die
computergestützte Steuereinheit nach Fig. 1 ausgeführt
werden, zum Betreiben der Steuerfunktionen dieser Erfindung.
Dabei zeigt Fig. 5 ein Hauptschleifenprogramm, Fig. 6-8
zeigen Routinen für die Erfassung/Korrektur des
Gleichgewichts-Kupplungsdrucks und für die die
Schaltpunkt-Nachstellung.
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In den Fig. 1a und 1b bezeichnet Bezugszeichen 10 allgemein
eine Kraftfahrzeug-Antriebsübertragung einschließlich eines
Fahrzeugmotors 12 und eines (Parallelwellen-)Getriebes 14
mit einem Rückwärtsgang und vier Vorwärtsgängen. Der
Fahrzeugmotor 12 enthält einen Drosselklappen-Mechanismus 16,
der mechanisch mit einem durch den Fahrer betätigten Gerät
verbunden ist, wie einem (nicht dargestellten) Gaspedal, um
das Fahrzeugmotor-Abgabedrehmoment zu regulieren, wobei
dieses Drehmoment durch die Motorabgabewelle 18 an das
Getriebe 14 angelegt wird. Das Getriebe 14 überträgt das
Motorabgabedrehmoment an zwei Antriebsachsen 20 und 22 durch
einen Drehmomentwandler 24 und ein oder mehrere
(fluidbetätigte) Kupplungsgeräte 26-30, wobei diese Kupplungsgeräte
entsprechend einem vorbestimmten Plan angelegt oder gelöst
werden, um das gewünschte Getriebe-Drehzahlverhältnis
einzurichten.
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Wendet man sich nun bevorzugt dem Getriebe 14 zu, so ist ein
Schaufelrad oder Eingangsteil 36 des Drehmomentwandlers 24
so angeschlossen, daß es über einen Eingangsmantel 38 durch
die Fahrzeugmotor-Ausgangswelle drehend angetrieben wird.
Eine Turbine oder ein Ausgangsteil 40 des Drehmomentwandlers
24 wird durch das Schaufelrad 36 mittels Fluidübertragung
zwischen diesen drehend angetrieben und ist so
angeschlossen, daß es drehend eine Getriebewelle 42 antreibt. Ein
Statorteil 44 lenkt das Fluid um, welches das Schaufelrad 36
mit der Turbine 40 koppelt, wobei das Statorteil durch ein
Einweggerät (Freilauf) 46 mit dem Gehäuse des Getriebes 14
verbunden ist. Der Drehmomentwandler 24 enthält auch ein
Kupplungsgerät 26, welches eine an der Getriebewelle 42
befestigte Kupplungsplatte 50 umfaßt. Die Kupplungsplatte
besitzt eine daran ausgebildete Reibfläche, die zum Eingriff
mit der Innenfläche des Eingangsmantels 38 ausgelegt ist, um
eine direkte mechanische Antriebsverbindung zwischen der
Fahrzeugmotor-Ausgangswelle 18 und der Getriebewelle 42 zu
bilden. Die Kupplungsplatte 50 unterteilt den Raum zwischen
dem Eingangsmantel 38 und der Turbine 40 in zwei
Fluidkammern: eine Anlegekammer 54 und eine Lösekammer 56.
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Wenn der Fluiddruck in der Anlegekammer 54 den in der
Lösekammer 56 übertrifft, wird die Reibfläche 52 der
Kupplungsplatte 50 zum Eingriff mit dem Eingangsmantel 38 bewegt, wie
in Fig. 1 gezeigt, wodurch das Kupplungsgerät 26 in Eingriff
kommt, um eine mechanische Antriebsverbindung parallel zum
Drehmomentwandler 24 herzustellen. In einem solchen Falle
gibt es keinen Schlupf zwischen dem Schaufelrad 36 und der
Turbine 40.
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Wenn der Fluiddruck in der Lösekammer 56 den in der
Anlegekammer 54 übersteigt, wird die Reibfläche 52 der
Kupplungsplatte 50 außer Eingriff mit dem Eingangsmantel 38 bewegt,
dadurch diese mechanische Antriebsverbindung entkoppelt und
ein Schlupf zwischen dem Schaufelantriebsrad 36 und der
Turbine 40 zugelassen. Die eingekreiste Bezugszahl 5 stellt
eine Fluidverbindung mit der Anlegekammer 54 dar und das
eingekreiste Bezugszeichen 6 eine Fluidverbindung mit der
Lösekammer 56.
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Eine (Verdrängerkolben)-Hydraulikpumpe 60 wird mechanisch
durch die Fahrzeugmotor-Abgabewelle 18 über den
Eingangsmantel
38 und das Schaufelrad 36 angetrieben, wie durch die
gestrichelte Linie 62 angezeigt. Die Hydraulikpumpe 60 erhält
Hydraulikfluid mit niedrigen Druck von dem Fluidreservoir 64
und liefert unter Druck stehendes Fluid über die
Abgabeleitung 66 zu den Getriebesteuerelementen. Ein
Druckreglerventil (PRV) 68 ist an der Abgabeleitung 66 angeschlossen und
dient dazu, den Fluiddruck (nachher als Leitungsdruck
bezeichnet) in der Abgabeleitung 66 durch Zurückführen eines
gesteuerten Anteils des Fluids aus dieser zu dem
Fluidbehälter 64 über Leitung 70 zu regulieren. Zusätzlich liefert das
Druckreglerventil 68 Fluiddruck für den Drehmomentwandler 24
über Leitung 74. Zwar sind die Hydraulikpumpe und das
Druckregelventil ihrer Auslegung nicht kritisch für die
vorliegende Erfindung, jedoch ist eine repräsentative Hydraulikpumpe
in US-PS-4 342 545 und ein repräsentatives Druckregelventil
in US-PS-4 283 970 beschrieben.
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An der Getriebewelle 42 und einer weiteren Getriebewelle 90
sind jeweils eine Vielzahl von Getriebeelementen drehbar
abgestützt. Die Getriebeelemente 80-88 werden an der
Getriebewelle 42 und die Getriebeelemente 92-102 an der
Getriebewelle 90 abgestützt. Das Getriebeelement 88 ist starr mit der
Getriebewelle 42 verbunden und die Getriebeelemente 98 und
102 sind starr mit der Getriebewelle 90 verbunden. Das
Getriebeelement 92 ist mit der Getriebewelle 90 über einen
Freilauf oder ein Einwegegerät 93 verbunden. Die
Getriebeelemente 80, 84, 86 und 88 werden in Kämmeingriff mit jeweils
einem der Getriebeelemente 92, 96, 98 bzw. 100 gehalten, und
das Getriebeelement 82 ist mit dem Getriebeelement 94 durch
ein Umkehr-Mitlaufzahnrad 103 verbunden. Die Getriebewelle
90 ist wiederum mit den Antriebsachsen 20 und 2 durch
Getriebeelement 102, ein Getriebeelement 104 und ein übliches
Differentialgetriebe (DG) 106 verbunden.
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Eine Klauenkupplung 108 ist an der Getriebewelle 98 mit
einer Keilverbindung axial gleitbar verkeilt und dient dazu,
die Getriebewelle 90 starr entweder mit dem Getriebeelement
96 (wie gezeigt) oder dem Getriebeelement 94 zu verbinden.
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Eine Vorwärts-Drehzahlbeziehung (Vorwärtsgang) zwischen dem
Getriebeelement 84 und der Getriebewelle 90 wird
eingerichtet, wenn die Klauenkupplung 108 die Getriebewelle 90 mit
dem Getriebeelement 96 verbindet, und eine
Rückwärts-Drehzahlverbindung (Rückwärtsgang) zwischen dem Getriebeelement
82 und der Getriebewelle 90 wird eingerichtet, wenn die
Klauenkupplung 108 die Getriebewelle 90 mit dem Getriebeelement
94 verbindet.
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Die Kupplungsgeräte 28-34 umfassen jeweils ein starr mit
einer der Getriebewellen 42 oder 90 verbundenes
Eingangsglied und ein starr mit einem oder mehreren
Getriebeelementen verbundenes Ausgangsglied, so daß ein Eingriff des
Kupplungsgerätes das jeweilige Getriebeelement mit der
Getriebewelle kuppelt, um eine Antriebsverbindung zwischen den
Getriebewellen 42 und 90 zu schaffen. Das Kupplungsgerät 28
kuppelt die Getriebewelle 42 mit dem Getriebeelement 80; das
Kupplungsgerät 30 kuppelt die Getriebewelle 42 mit den
Getriebeelementen 82 und 84; das Kupplungsgerät 32 kuppelt die
Getriebewelle 90 mit dem Getriebeelement 100; und das
Kupplungsgerät 34 kuppelt die Getriebewelle 42 mit dem
Getriebeelement 86. Jedes Kupplungsgerät 28-34 ist durch eine (nicht
dargestellte) Rückholfeder in einen gelösten Zustand
vorgespannt. Eingriff des Kupplungsgeräts wird bewirkt durch
Zuführen von Fluiddruck zu einer Betätigungskammer desselben.
Die sich ergebende Drehmomentkapazität des Kupplungsgeräts
ist eine Funktion des anliegenden Druckes abzüglich
Rückholederdruck. Das eingekreiste Bezugszeichen 1 weist auf einen
Fluiddurchlaß zum Zuführen von Druckfluid zu der
Betätigungskammer des Kupplungsgeräts 28 hin; das eingekreiste
Bezugszeichen 2 und Buchstabe R weisen auf einen Fluiddurchlaß zum
Zuführen von Druckfluid zu der Betätigungskammer des
Kupplungsgerätes 30 hin; das eingekreiste Bezugszeichen 3 weist
auf einen Fluiddurchlaß zum Zuführen von Druckfluid zu der
Betätigungskammer des Kupplungsgeräts 32 hin und das
eingekreiste Bezugszeichen 4 auf einen Fluiddurchlaß zum Zuleiten
von Druckfluid zu der Betätigungskammer des Kupplungsgerätes
34.
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Die verschiedenen Getriebeelemente 80-88 und 92, 94-100 sind
relativ so in ihrer Größe ausgelegt, daß ein Eingreifen des
ersten, zweiten und dritten Vorwärts-Drehzahlverhältnisses
bewirkt wird durch Anlegen der Kupplungsgeräte 28, 30, 32
bzw. 34, wobei zu verstehen ist, daß die Klauenkupplung 108
in der in Fig. 1 abgebildeten Position sein muß, um ein
Vorwärts-Drehzahlverhältnis zu erzielen. Eine Leerlaufstellung
oder eine effektive Trennung der Antriebsachsen 20 und 22
von der Fahrzeugmotor-Ausgangswelle 18 wird bewirkt, indem
alle Kupplungsgeräte 28-34 in gelöstem Zustand gehalten
werden. Die durch die verschiedenen Getriebeelement-Paare
bestimmten Drehzahlverhältnisse werden allgemein durch das
Verhältnis der Turbinen-Drehzahl Nt zur Abgabe-Drehzahl No
gekennzeichnet. Repräsentative Verhältniswerte Nt/No für das
Getriebe 14 sind wie folgt:
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ERSTER Gang - 2,368 ZWEITER Gang - 1,273
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DRITTER Gang - 0,808 VIERTER Gang - 0,585
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RÜCKWÄRTSgang - 1,880
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Ein Schalten von einem aktuellen Vorwärts-Drehzahlverhältnis
zu einem gewünschten Vorwärts-Drehzahlverhältnis erfordert,
daß das dem gegenwärtigen Drehzahlverhältnis zugeordnete
(abgehende) Kupplungsgerät gelöst und das dem gewünschten
Drehzahlverhältnis zugeordnete (ankommende) Kupplungsgerät in
Eingriff gebracht wird. Beispielsweise ist mit einem
Wechsel von dem ersten Vorwärts-Drehzahlverhältnis zu dem
zweiten Vorwärts-Drehzahlverhältnis ein Lösen des
Kupplungsgerätes 28 und ein Anlegen des Kupplungsgerätes 30 verbunden.
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Die Fluidsteuerelemente des Getriebes 14 enthalten ein
handbetätigtes Ventil 140, ein Richtungs-Servogerät 160 und eine
Vielzahl von (elektrisch betätigten) Fluidventilen 180-190.
Das handbetätigte Venti1 140 arbeitet in Reaktion auf
Anforderung durch den Fahrer und dient im Zusammenhang mit dem
Richtungs-Servogerät 160 dazu, geregelten Leitungsdruck zu
den entsprechenden Fluidventilen 182-188 zu richten. Die
Fluidventile 182-188 werden wiederum einzeln gesteuert, um
Fluiddruck zu einem der Kupplungsgeräte 28-34 zu richten.
Das Fluidventil 180 wird gesteuert, Fluiddruck von der
Ausgangsleitung 66 zu dem Druckreglerventil 68 zu richten, und
das Fluidventil 190 wird gesteuert, Fluiddruck von der
Leitung 74 zu dem Kupplungsgerät 26 des Drehmomentwandlers 24
zu richten. Das Richtungs-Servogerät 160 arbeitet in
Reaktion auf den Zustand des handbetätigten Ventils 140 und
dient dazu, die Klauenkupplung 108 in die richtige Stellung
zu bringen.
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Das handbetätigte Ventil 140 enthält eine Schieberstange 142
zur Aufnahme von axialen mechanischen Eingaben von dem
Fahrer des Kraftfahrzeuges bezüglich des
Geschwindigkeitsbereiches, den der Fahrer wünscht. Die Stange 142 ist auch
über eine entsprechende mechanische Verbindung, wie
allgemein durch die gestrichelte Linie 146 angezeigt, mit einem
Anzeigemechanismus 144 verbunden. Fluiddruck von der
Ausgangsleitung 66 wird als Eingangssignal über eine Leitung
148 an das handbetätigte Ventil 140 angelegt, und die
Ausgangsleitungen des Ventils enthalten eine
Vorwärts-Ausgangsleitung (F) 150 zum Zuführen von Fluiddruck zur
Beaufschlagung von Vorwärts-Drehzahlverhältnissen und eine
Ausgangsleitung Rückwärts (R) 152 zum Zuführen von Fluiddruck zum
Beaufschlagen des Rückwärts-Drehzahlverhältnisses. Wenn so der
Hebel 142 des handbetätigten Ventils 140 zu den Positionen
D4, D3 oder D2 bewegt wird, die an dem Anzeigemechanismus
144 bezeichnet sind, wird Leitungsdruck von der Leitung 148
zu der Vorwärts-Ausgangsleitung (F) 150 geleitet. Wenn der
Hebel 142 sich in der an dem Anzeigemechanismus 144
bezeichneten R-Position befindet, wird Leitungsdruck von der
Leitung 148 zu der Rückwärts-Ausgangsleitung (R) 152 geleitet.
Wenn der Hebel 142 des handbetätigten Ventils 140 sich in
den Stellungen N (Neutral = Leerlauf) oder P (Parken)
befindet, ist die Leitung 148 abgetrennt, und die Vorwärts- und
die Rückwärts-Ausgangsleitung 150 und 152 sind mit einer
Ableitung 154 verbunden, die dazu ausgelegt ist, darin etwa
enthaltenes Fluid zu dem Fluidbehälter 64 zurückzuleiten.
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Das Richtungs-Servogerät 160 ist ein fluidbetätigtes Gerät
und enthält einen Ausgangsschieber 162, der an einer
Schaltgabel 164 angeschlossen ist, um die Klauenkupplung 108 an
der Getriebewelle 90 axial zu verschieben, um wahlweise
entweder Vorwärts- oder Rückwärts-Drehzahlverhältnisse zu
ermöglichen. Der Ausgangsschieber 162 ist mit einem axial
innerhalb eines Servogehäuses 168 bewegbaren Kolben 166
verbunden. Die axiale Position des Kolbens 166 innerhalb des
Servogehäuses 168 wird gemäß den Fluiddruckwerten bestimmt, die
den Kammern 170 und 172 zugeleitet werden. Die
Vorwärts-Ausgangsleitung 150 des handbetätigten Ventils 140 ist über
eine Leitung 174 mit der Kammer 170 verbunden und die
Ausgangsleitung Rückwärts 152 des handbetätigten Ventils 140
ist über eine Leitung 176 mit der Kammer 172 verbunden.
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Wenn sich der Schieber 142 des handbetätigten Ventils 140 in
einer Vorwärtsbereich-Stellung befindet, drängt der
Fluiddruck in der Kammer 170 den Kolben 166 gemäß Fig. 1 nach
rechts, um die Klauenkupplung 108 an dem Getriebeelement 96
anzulegen, um ein Einlegen eines
Vorwärts-Drehzahlverhältnisses zu ermöglichen. Wenn der Schieber 142 des handbetätigten
Ventils 140 in die R-Position bewegt wird, drängt der
Fluiddruck in der Kammer 172 den Kolben 166 gemäß Fig. 1 nach
links, um die Klauenkupplung 108 an dem Getriebeelement 94
anzulegen, um ein Einlegen des
Rückwärts-Drehzahlverhältnisses zu ermöglichen. In jedem Fall ist zu erinnern, daß das
tatsächliche Einlegen des zweiten oder des
Rückwärts-Drehzahlverhältnisses nicht bewirkt wird, bis das Kupplungsgerät
30 angelegt wird.
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Das Richtungs-Servogerät 160 wirkt auch als ein Fluidventil,
um das Rückwärts-Drehzahlverhältnis zu ermöglichen. Zu
diesem Zweck enthält das Richtungs-Servogerät 160 eine
Ausgangsleitung 178, die mit dem (elektrisch betätigten)
Fluidventil 186 verbunden ist. Wenn der Fahrer ein
Vorwärts-Drehzahlverhältnis anwählt und der Kolben 166 des
Richtungs-Servogerätes 160 sich in der in Fig. 1 abgebildeten Stellung
befindet,
wird der Durchlaß zwischen Leitung 176 und
Ausgangsleitung 178 aufgetrennt; wenn der Fahrer das
Rückwärts-Drehzahlverhältnis auswählt, ist der Durchlaß zwischen der
Leitung 176 und der Ausgangsleitung 178 offen.
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Die (elektrisch betätigten) Fluidventile 180-190 empfangen
jeweils Fluiddruck an ihrem Einlaß von der Hydraulikpumpe 60
und werden individüell gesteuert, Fluiddruck zu dem
Druckregler-Ventil 68 oder den jeweiligen Kupplungsgeräten 26-34 zu
richten. Das Fluidventil 180 erhält Leitungsdruck direkt von
der Ausgangsleitung 66 und wird gesteuert, eine variable
Größe eines solchen Druckes zu dem Druckregler-Ventil 68 zu
richten, wie durch den eingekreisten Buchstaben V
bezeichnet.
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Die Fluidventile 182, 186 und 188 erhalten Fluiddruck von
der Vorwärts-Ausgangsleitung 150 des handbetätigten Ventils
140 und werden so gesteuert, daß sie variable Größen eines
solchen Druckes zu den Kupplungsgeräten 34, 32 und 28
richten, wie durch die eingekreisten Bezugszeichen 4, 3 bzw. 1
bezeichnet. Das Fluidventil 186 erhält Fluiddruck von der
Vorwärts-Ausgangsleitung 150 und der Ausgangsleitung 178 und
wird so gesteuert, daß es eine variable Größe eines solchen
Druckes zu dem Kupplungsgerät 30 richtet, wie durch die
eingekreiste Zahl 2 und den eingekreisten Buchstaben R
bezeichnet. Das Fluidventil 190 erhält Fluiddruck von der Leitung
74 des Druckregler-Ventils 68 und wird so gesteuert, daß es
eine variable Größe dieses Druckes zu der Lösekammer 56 des
Kupplungsgeräts 26 richtet, wie durch die eingekreiste Zahl
6 bezeichnet. Die Betätigungskammer 54 des Kupplungsgeräts
26 wird mit Fluiddruck von der Leitung 74 über eine Öffnung
192 versorgt, wie durch die eingekreiste Zahl 5 bezeichnet.
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Jedes der Fluidventile 180-190 enthält ein Schieberelement
210-220, das innerhalb des jeweiligen Ventilkörpers axial
bewegbar ist, um den Fluidstrom zwischen den Ein- und
Auslässen zu richten. Wenn ein jeweiliges Schieberelement 210-220
sich in seiner nach Fig. 1 am weitesten rechts gelegenen
Position befindet, sind die Ein- und Auslässe miteinander
verbunden. Jedes Fluidventil 180-190 enthält einen Auslaß, wie
durch die eingekreisten Buchstaben EX bezeichnet, wobei ein
solcher Auslaß dazu dient, Fluid von dem entsprechenden
Kupplungsgerät abzulassen, wenn das Schieberelement in seine
nach Fig. 1b am weitesten links gelegene Position verschoben
ist. In Fig. 1b sind die Schieberelemente 210 und 212 der
Fluidventile 180 bzw. 182 jeweils in ihrer am weitesten
rechts gelegenen Position gezeigt, welche die jeweiligen
Eingangs- und Ausgangsleitungen miteinander verbindet, während
die Schieberelemente 210, 216, 218 und 220 der Fluidventile
184, 186, 188 bzw. 190 in ihrer am weitesten links gelegenen
Position gezeigt sind, welche die jeweiligen Ausgangs- und
Ablaßleitungen miteinander verbinden. Jedes Fluidventil
180-190 enthält einen Magneten 222-232 zum Steuern der
Position des jeweiligen Schieberelements 210-220.
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Jeder solche Magnet 222-232 umfaßt einen Stößel 234-244, der
jeweils mit dem Schieberelement 210-220 verbunden ist, und
eine den jeweiligen Stößel umgebende Magnetspule 240-256.
Eine Klemme einer jeden solchen Magnetspule 246-256 ist, wie
gezeigt, mit Erdpotential verbunden, und die andere Klemme
mit einer der Ausgangsleitungen 258-268 einer Steuereinheit
270, welche die Magnetspulen-Beaufschlagung steuert. Wie
vorher angegeben, beaufschlagt die Steuereinheit 270 die
Magnetwicklungen 246-256 mit impulslängen-modulierten Strömen
entsprechend einem vorbestimmten Steuer-Algorithmus, um den
dem Druckregler-Ventil 68 und den Kupplungsgeräten 26-34
zugeführten Fluiddruck zu regulieren, wobei der
Einschaltzyklus dieser Modulation bestimmt wird mit Bezug auf die
erwünschte Höhe der zugeführten Druckwerte.
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Zwar wurden die Fluidventile 180-190 als Schieberventile
dargestellt, jedoch können stattdessen auch andere Ventilarten
eingesetzt werden. Beispielsweise können Ventile vom
Ventilkugelsitztyp verwendet werden. Allgemein gesprochen, können
die Fluidventile 180-190 mechanisiert werden mit jeder
impulslängen-modulierten Dreiwege-Ventilanordnung.
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Eingangssignale für die Steuereinheit 270 werden an
Eingangsleitungen 272-284 geschaffen. Ein Positionssensor (S) 286,
der auf Bewegung der Welle 142 des handbetätigten Ventils
140 anspricht, schafft ein Eingangssignal für die
Steuereinheit 270 über die Eingangsleitung 272. Drehmomentwandler
288, 290 und 292 erfassen die Rotationsgeschwindigkeit
verschiedener Drehelemente innerhalb des Getriebes 14 und
führen dementsprechende Drehzahlsignale zur Steuereinheit
270 über Eingangsleitungen 274, 276 bzw. 278. Der
Drehzahlwandler 288 erfaßt die Drehzahl der Getriebewelle 42 und
damit der Turbine oder die Getriebeeingangs-Drehzahl Nt; der
Drehzahlwandler 290 erfaßt die Drehzahl der Antriebsachse 22
und damit die Ausgangsdrehzahl No des Getriebes; und der
Drehzahlwandler 292 erfaßt die Drehzahl der Ausgangswelle 18
des Kraftfahrzeugmotors und damit die Motordrehzahl Ne Ein
Positionswandler 294 reagiert auf die Position des
Drosselmechanismus 16 und schafft ein elektrisches Signal in
übereinstimmung damit für die Steuereinheit 270 über die
Eingangsleitung 280.
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Ein Druckwandler 296 erfaßt den Verteiler-Absolutdruck (MAP)
des Fahrzeugmotors 12 und schafft ein diesem entsprechendes
elektrisches Signal für die Steuereinheit 270 über
Eingangsleitung 282. Ein Temperaturfühler 298 erfaßt die Temperatur
des Öls im Fluidbehälter 64 und ergibt ein dieser
entsprechendes elektrisches Signal zur Steuereinheit 270 über die
Eingangsleitung 284.
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Die Steuereinheit 270 reagiert auf die Eingangssignale an
Eingangsleitungen 272-284 entsprechend einem vorbestimmten
Steuer-Algorithmus, wie hier dargelegt, zum Steuern der
Beaufschlagung der Magnetspulen 246-256 über Ausgangsleitungen
258-268. Zu diesem Zweck enthält die Steuereinheit 270 ein
Eingabe/Ausgabe-(I/O)Gerät 300 zum Aufnehmen der
Eingangssignale und Ausgeben der verschiedenen
Impulslängen-Modulationssignale und einen Mikrocomputer 302, der mit dem
I/O-Gerät 300 über einen Adreß/Steuer-Bus 304 und einen
bidirektionalen
Datenbus 306 in Verbindung steht. Flußdiagramme,
die entsprechende Programminstruktionen zum Entwickeln der
Impulsbreitenmodulations-Ausgangssignale nach der Lehre
dieser Erfindung darstellen, sind in FIg. 5-8 abgebildet.
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Kupplungsdruck-Erhöhungen, die erfindungsgemäß bewirkt
werden, sind grahpisch in Fig. 2 und 3 abgebildet. Fig. 2
zeigt verschiedene Parameter, die sich auf solche Erhöhungen
beziehen, und alle an einer gemeinsamen Zeitbasis
aufgetragen sind. Insbesondere zeigt die Graphik A die kumulativen
Ausgangspulse der Turbinen-Drehzahl vom Drehzahlwandler 288;
Graphik B zeigt die kumulativen Ausgangsimpulse
derAusgangsdrehzahl vom Drehzahlwandler 290; die Graphik C bildet die
erfindungsgemäß erzeugte kumulative Schlupfimpulsanzeige ab;
Graphik D bildet den Wert eines SCHLUPF-ZEITGEBERs nach
dieser Erfindung ab und Graphik E bildet die entsprechende
Kupplungsdruck-Korrektur nach dieser Erfindung ab. Die
kumulative Eingangsimpuls-Anzeige, die in Graphik A abgebildet
ist, kann von einem in der Steuereinheit 270 enthaltenen
Eingangszähler abgeleitet werden.
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Die Graphiken A-E der/ Fig. 2 beginnen zum Zeitpunkt t&sub0;, bei
dem die verschiedenen Eingangszähler und -Register auf Null
zurückgestellt werden. Danach sagt Einheit 270 eine
kumulative Turbinendrehzahl-Impulsanzeige voraus aufgrund einer
kumulativen Ausgangsdrehzahl-Impulsanzeige und dem
Getriebe-Drehzahlverhältnis. Die kumulative Schlupfimpulsanzeige der
Graphik C wird bestimmt nach der Differenz zwischen der
vorhergesagten und der tatsächlichen kumulativen Turbinendrehzahl-
Impulsanzeige. Gleichzeitig erzeugt ein in der Steuereinheit
270 befindlicher Zeitgeber (SCHLUPF-ZEITGEBER) eine Anzeige
der abgelaufenen Zeit, wie in Graphik D angezeigt. Wenn die
kumulative Schlupfimpulsanzeige der Graphik D einen
Referenzwert REF übertrifft, werden der SCHLUPF-ZEITGEBER und die
Eingangszähler für die Turbinen- und die Ausgangs-Drehzahl
auf Null zurückgestellt. In Fig. 2 geschieht dies zu den
Zeitpunkten t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, t&sub4; und t&sub5;.
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Erfindungsgemäß ergibt der Zählinhalt im SCHLUPF-ZEITGEBER
zum Zeitpunkt seines Rückstellens eine Anzeige des Schlupfes
zwischen der Getriebewelle 42 und der Antriebsachse 22.
Falls der Zeitgeberwert relativ hoch ist, ist die
Schlupfgröße annehmbar; falls der Zeitgeberwert relativ niedrig ist,
ist der Schlupf übermäßig. Für Steuerzwecke definiert die
Steuereinheit einen Zeitgeber-Schwellwert THR entsprechend
einer Grenze für den außerordentlichen Kupplungsschlupf.
Falls der Wert des SCHLUPF-ZEITGEBERs größer als der
Zeitgeber-Grenzwert THR ist, ist der Schlupfpegel anehmbar und es
wird keine Druckkorrektur durchgeführt. Dieser Zustand tritt
zu den Zeitpunkten t&sub1;, t&sub4; und t&sub5; auf, wie in Graphik E
angezeigt. Wenn der Wert des SCHLUPF-EITGEBERs niedriger als der
Schwellwert THR ist, ist der Schlupfpegel außerordentlich
groß und der an der aktiven Kupplung anliegende Druck wird
in Relation zu dem Wert SCHLUPF-ZEITGEBER erhöht. Dieser
Zustand tritt zum Zeitpunkt t&sub2; und t&sub3; auf, wie in Graphik E
angezeigt. Die Größe der Korrektur ist in Fig. 3 als eine
Funktion des Wertes SCHLUPF-ZEITGEBER abgebildet.
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In der vorstehend beschriebenen Weise wird der an die aktive
Kupplung des Getriebes 14 angelegte Druck wie erforderlich
erhöht, um die Schlupfanzeige auf einen Wert innerhalb einer
annehmbaren Grenze zu reduzieren, definiert durch den
Zeitgeber-Schwellwert THR. Der Druck kann jedoch nicht über den
Maximalwert für das Getriebe 14 erhöht werden. Falls die
Korrektur eine Erhöhung des Kupplungsdruckes über den maximalen
Leitungsdruck anfordert und immer noch außerordentlicher
Schlupf erfaßt wird, wird angenommen, daß eine Störung in
der Kupplung oder im Getriebe aufgetreten ist. In einem
solchen Fall wird das Getriebe 14 auf ein anderes
Drehzahlverhältnis geschaltet und die Schaltpunkt-Tabelle nachgestellt,
um die Unverfügbarkeit des betreffenden Verhältnisses
wiederzugeben.
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Zwar ist ein Zustand von positivem Schlupf - d.h. Nt > No
- in dem Beispiel nach Fig. 2 angezeigt, es ist jedoch zu
erkennen, daß auch Schlupf im umgekehrten Sinne auftreten
kann, wenn das Fahrzeug abgebremst wird. In jedem Fall ist
ein Schlupf unerwünscht, wenn er außerordentlich groß ist,
da er übermaßiges Aufheizen und übermäßigen Verschleiß der
Kupplungselemente hervorruft. So reagiert die
erfindungsgemäße Steuerung in der gleichen Weise sowohl auf positive wie
auf negative außerordentliche Kupplungsschlupfwerte.
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Eine Kupplungsdruckverminderung, die erfindungsgemäß bewirkt
wurde, ist in Graphiken A und B der Fig. 4 dargestellt, die
ebenfalls auf gemeinsamer Zeitbasis gezeichnet sind.
Insbesondere bildet Graphik A eine Schätzung des
Getriebe-Eingangsdrehmoments Ti ab und Graphik B bildet den der aktiven
Kupplung des Getriebes 14 zugeführten Druck ab. Es wird bei
der Darstellung der Fig. 4 angenommen, daß kein
außerordentlicher Kupplungsschlupf erfaßt wird - d.h. die
SCHLUPF-ZEITGEBER-Werte andauernd über dem Zeitgeber-Schwellwert THR
liegen.
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Der Wert des Getriebe-Eingangsdrehmoments Ti kann als eine
Funktion des Verteiler-Absolutdrucks (MAP) des
Fahrzeugmotors, des Motor-Pumpwirkungsgrades (K), eines mechanischen
Reibterms (Tf), der Zubehör-Drehmomentlast (T&sub1;) und des
Drehmoment-Multiplikationsverhältnisses (Tc) des
Drehmomentwandlers 24 nach dem folgenden Ausdruck berechnet werden:
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Ti = [(MAP x K) - Tf - T&sub1;] x Tc.
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Der Motor-MAP wird durch den Druckwandler 296 bestimmt,
während der Pumpwirkungsgrad K aufgrund vorher bestimmter Daten
gespeichert ist. Der mechanische Reibterm Tf wird als eine
Funktion der Fahrzeugmotor-Drehzahl bestimmt und der
Zubehör-Drehmomentlastterm T&sub1; wird durch Belastungsanzeiger
bestimmt. Das Drehmoment-Multiplikationsverhältnis Tc wird als
eine Funktion des Drehzahlverhältnisses Nt/Ne bestimmt.
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Während einer Zeit des normalen Fahrbetriebs neigt das
Eingangsdrehmoment dazu, zyklisch zu werden, wie in Graphik A
angezeigt. Erfindungsgemäß wird der an die aktive Kupplung
angelegte Druck nur reduziert, nachdem das
Getriebe-Eingangsdrehmoment Ti eine vorgegebene Anzahl von Zyklen oder
Durchläufen abgelegt hat, ohne daß ein außerordentlicher Schlupf
erfaßt wurde. Die Zyklen werden bestimmt mit Bezug auf obere
und untere Drehmoment-Schwellwerte TU und TL, wie an der
Vertikalachse der Graphik A angezeigt. Nach drei Zyklen oder
Durchläufen durch das durch TA und TL bestimmte
Drehmomentfenster wird der Kupplungsdruck um eine vorbestimmte Größe
PCORR reduziert, wie in Graphik B zum Zeitpunkt t&sub4;
angezeigt.
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Es wird zugelassen, daß der Druck andauernd herabgesetzt
wird, wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben, bis
außerordentlicher Schlupf erfaßt wird. An dieser Stelle wird
der Druck dann mit Bezug auf die Größe SCHLUPF-ZEITGEBER
erhöht, wie oben mit Bezug auf Fig. 2-3 beschrieben. Dies
ergibt einen Druck- oder Kupplungsschlupf-Grenzzyklus von
sehr niedriger Frequenz und dient dazu, ausreichenden
Kupplungsdruck aufrecht zu erhalten zur wesentlichen Anpassung
an das Getriebe-Eingangsdrehmoment. Dies verhindert
außerordentliches Aufheizen und Verschleißen der Getriebeelemente
infolge von Kupplungsschlupf, und gleichzeitig wird der
Betriebswirkungsgrad des Getriebes erhöht durch minimale
überschüssige Kupplungs-Drehmomentkapazität.
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Die in Fig. 5-8 abgebildeten Flußdiagramme stellen
Programminstruktionen dar, die bei der Umsetzung der
Erfassungs/Korrektur-Steuerfunktionen für den Kupplungsdruck nach dieser
Erfindung durch den Mikrocomputer 30 der Steuereinheit 270
auszuführen sind . Das Flußdiagramm nach Fig. 5 stellt ein
Haupt- oder Exekutivprogramm dar, das verschiedene
Hilfsroutinen zum Ausführen bestimmter notwendiger Steuerfunktionen
aufruft. Die Flußdiagramme der Fig. 6-8 stellen die durch
diese Hilfsroutinen ausgeführten Funktionen dar, welche für
die vorliegende Erfindung wesentlich sind.
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Insbesondere zeigt in Fig. 5 das Bezugszeichen 310 eine
Reihe vn Programminstruktionen, die bei der Initialisierung
-
jedes Abschnitts des Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden, um
die verschiedenen Register, Zeitgeber usw. zu
initialisieren, die beim Ausführen der erfindungsgemäßen
Steuerfunktionen benutzt werden. Nach dieser Initialisierung werden die
Instruktionsblöcke 312-318 wiederholt und der Reihe nach
ausgeführt, wie durch die diese Instruktionsblöcke verbindenden
Flußdiagramm-Linien und die Rückkehrlinie 320 bezeichnet.
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Instruktionsblock 312 dient dazu, die verschiedenen an dem
I/O-Gerät 300 über die Eingangsleitungen 272-284 angelegten
Eingangssignale zu lesen und aufzubereiten, die
verschiedenen Steuereinheit-Zeitgeber zu aktualisieren (jeweils um
eins zu erhöhen) und verschiedene Terme zu errechnen, die
bei den Steuer-Algorithmen benutzt werden, wie den Term für
das Getriebe-Eingangsdrehmoment Ti. Ein algebraischer
Ausdruck zum Errechnen des Terms Ti ist vorstehend mit Bezug
auf Fig. 4 gegeben. Der Instruktionsblock 314 bestimmt das
gewünschte Drehzahlverhältnis Rdes.
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Diese Funktion enthält sowohl die Schaltpunkterzeugungs- als
auch die Druckerfassungs/Korektur-Funktion dieser Erfindung
und wird mehr Einzelheiten durch die Flußdiagramme der Fig.
6-8 abgebildet, wie angezeigt.
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Instruktionsblock 316 bestimmt Druckbefehle für das
Druckregel-Ventil PRV 68 ünd die Kupplungsgeräte 26-34 sowohl für
den Schaltbetrieb als auch für den schaltvorgangsfreien
Betrieb (Gleichgewichtsbetrieb). Während des
Gleichgewichtsbetriebes werden die verschiedenen Fluidventile 180-190 je
nachdem vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen
gehalten, und der Kupplungsdruck wird über das PRV 68 nach
Plan eingestellt. Bei diesen Bedingungen wird der PRV-Befehl
bestimmt entsprechend der Summe eines normalen
Gleichgewichtsbefehls PCMD und eines Druckkorrektur-Terms PC. Der
normale Gleichgewichtsbefehl PCMD wird in erster Linie als
eine Funktion des Getriebe-Eingangsdrehmoments Ti bestimmt
und der Druckkorrektur-Term PC wird so durch die
Druckerfassungs/Korrektur-Steuerung dieser Erfindung bestimmt, wie es
in dem Flußdiagramm der Fig. 8 dargelegt ist.
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Instruktionsblock 318 wandelt die Kupplungsgerät- und PRV-
Druckbefehle in ein PWM (pulse width modulated =
impulslängen-moduliertes) Einschaltverhältnis aufgrund der (empirisch
bestimmten) Betriebs-Charakteristiken der verschiedenen
Betätigungsglieder und beaufschlagt die Betätigerspulen
entsprechend.
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Wie vorher angezeigt, bilden die Flußdiagramme der Fig. 6-8
die Schaltpunktauswahl und die Schlupferfassungs/Korrektur-
Steuerung dieser Erfindung im einzelnen ab. Das Flußdiagramm
nach Fig. 6 bezieht sich in erster Linie auf die
Schaltupnktauswahl; die Flußdiagramme der Fig. 7 und 8 stellen
Hilfsroutinen dar, die durch das Flußdiagramm der Fig. 6 aufgerufen
werden. Das Flußdiagramm der Fig. 7 bringt im einzelnen eine
Schaltungsablauf-Routine zum Identifizieren von Getriebe-
oder Kupplungsstörungen während des Verhältnis-Verschiebens
(Gangschaltens). Das Flußdiagramm der Fig. 8 gibt
Einzelheiten der Schlupferfassungs/Korrektur-Steuerung dieser
Erfindung.
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Betrachtet man nun besonders das Flußdiagramm der Fig. 6, so
wird zuerst im Entscheidungsblock 330 bestimmt, ob der
Fahrzeugmotor 12 läuft. Falls nicht, wird der Rest der Routine,
wie durch die Flußdiagramm-Linie 332 bezeichnet,
ausgelassen. Falls der Motor 12 läuft, wird der Entscheidungsblock
334 ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine Drehzahlverhältnis-
Änderung im Gange ist. Trifft das zu, wird der Block 336
ausgeführt, um den Fortgang der Veränderung (den Schaltvorgang)
zu überwachen. Diese Routine ist mit mehr Einzelheiten in
Fig. 7 beschrieben, wie angezeigt, und dient dazu, eine
Störung der ankommenden Kupplung oder des entsprechenden
Getriebeteils zu identifizieren.
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Wenn keine solche Störung beim Entscheidungsblock 338 erfaßt
wird, werden die Instruktionsblöcke 339 und 340 ausgeführt,
um die Schaltpunkt-Tabelle auf ihren ursprünglichen Eichwert
zurückzuführen und das gewünschte Drehzahlverhältnis Rdes
nachzuschauen. Die Nachschau des gewünschten
Drehzahlverhältnisses Rdes ist allgemein übliche Routine und geht mit der
Benutzung einer zweidimensionalen Nachschau-Tabelle vor
sich, in der die Getriebeschaltpunkte als eine Funktion der
Drosselstellung (%T) und der Ausgangs-Drehzahl (No)
gespeichert sind. Falls eine Getriebestörung beim
Entscheidungsblock 338 angezeigt wird, wird der allgemein durch das
Bezugszeichen 342 bezeichnete Flußdiagramm-Abschnitt
ausgeführt, um die festgelegte Schaltpunkt-Nachschautabelle wie
nachstehend beschrieben zu ändern, um die Nichtverfügbarkeit
des gestörten Verhältnisses zu reflektieren.
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Falls kein Schaltvorgang abläuft, wird der Block 344
ausgeführt, um die Erfassungs/Korrektur-Steuerung für den
Gleichgewichtszustands-Schlupf nach dieser Erfindung auszuführen.
Diese Steuerung ist mit mehr Einzelheiten in dem
Flußdiagramm der Fig. 8, wie angezeigt, abgebildet. Wenn bei dieser
Routine keine Getriebestörung angezeigt wird, wie im
Entscheidungsblock 346 bestimmt, werden die Instruktionsblöcke
347 und 340 ausgeführt, wie vorstehend beschrieben, um die
Schaltpunkt-Tabelle zu ihren originalen Eichwerten
zurückzuführen und ein gewünschtes Drehzahlverhältnis Rdes als eine
Funktion der Drosselstellung %T und der Ausgangs-Drehzahl No
nachzuschauen. Falls eine Getriebestörung angezeigt ist,
wird der Flußdiagramm-Abschnitt 342 ausgeführt, um die
angegebene Schaltpunkt-Tabelle nachzustellen, damit die
Unverfügbarkeit des gestörten (Drehzahl-) Verhältnisses reflektiert
wird.
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Nun zum Flußdiagramm-Abschnitt, der allgemein mit
Bezugszeichen 342 bezeichnet ist; hier wird zuerst Block 350
ausgeführt, um die gegenwärtig gültige Schaltmuster-Tabelle von
dem Speicher der Steuereinheit 270 abzurufen. Unter der
Annahme, daß der gestörte Gang (das gestörte
Drehzahlverhältnis) mit G bezeichnet ist, wird der Instruktionsblock 352
dann ausgeführt, eine Schaltpunktzeile von dem
nächsttieferen Verhältnis (G-1) zu dem nächsthöheren Verhältnis (G+1)
zu schaffen. Wenn solche Verhältniswerte existieren, wird
eine neue Schaltpunktzeile erzeugt unter Benutzung des
arithmetischen Mittels der Schaltpunktzeilen, die den gestörten
Gang G betreffen. Dann wird der Instruktionsblock 354
ausgeführt, um eine maximale Ausgangs-Geschwindigkeitsgrenze zu
bestimmen, entsprechend der maximalen Motordrehzahl im
nächstniedrigen Getriebeverhältniswert (G-1), und die neue
Schaltpunktzeile so zu begrenzen, daß die maximale
Ausgangs-Drehzahl No nicht überschritten wird.
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Falls das Drehmomentwandler-Kupplungsgerät 26 angelegt ist,
wie im Entscheidungsblock 356 bestimmt, wird der
Instruktionsblock 358 ausgeführt, um die neue Schaltpunktzeile so
zu begrenzen, daß der Schaltvorgang zu dem Verhältnis (G+1)
nicht erfolgt, bis die Ausgangs-Drehzahl No die minimale
Eingriffsdrehzahl der Kupplung 26 im Verhältnis (G+1) erreicht.
Das minimalisiert die empfundene Beschäftigung des Getriebes
14. Falls das Drehmomentwandler-Kupplungsgerät 26 nicht in
Eingriff ist, wird die neue Schaltpunktzeile nicht begrenzt,
und das Schalten zu dem Verhältnis (G+1) geschieht mit
gelöstem Kupplungsgerät 26. In einem solchen Fall wird die
Ausführung des Instruktionsblocks 358 ausgelassen, wie durch
die Flußdiagrammlinie 360 bestimmt. Danach wird der
Instruktionsblock 362 ausgeführt, um die ursprünglichen den
gestörten Gang G betreffenden Schaltpunktzeilen durch die neue
Schaltpunktzeile von dem nächstniedrigen Verhältnis (G-1) zu
dem nächsthöheren Verhältnis (G+1) zu ersetzen. Danach wird
der Instruktionsblock 340 ausgeführt, wie vorstehend
beschrieben, um das gewünschte Drehzahlverhältnis Rdes
nachzusehen, nun unter Benutzung des modifizierten Schaltpunkt-
Plans.
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Die vorstehend beschriebene Schaltpunkt-Änderungsroutine
(Flußdiagrammabschnitt 342) ist nur ein Weg zum Ändern der
Schaltpunkt-Tabelle zur Beseitigung einer Schaltung zu dem
gestörten Verhältnis. Andere Verfahrensweisen wie das
einfache Beseitigen der das gestörte Verhältnis betreffenden
Schaltpunktzeilen sind möglich. Jedoch minimalisiert die
dargestellte
Routine die erfaßte Getriebe-Beaufschlagung und
vermeidet abrupte Änderungen des Verhältnisses und das
Unbehagen und den möglichen Getriebeschaden, die damit verbunden
sind; diese Anordnung ist Gegenstand der EP-A-0 310 275.
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Es wird nun besonders auf das
Schaltvorgangsroutine-Flußdiagramm der Fig. 7 Bezug genommen; zuerst wird der
Instruktionsblock 370 ausgeführt, um den Prozentsatz der
Schaltverlaufs-Vollendung zu berechnen gemäß dem Ausdruck:
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% Vollendung = [(RALT - (No/Nt)]/(RALT - Rdes),
-
wobei (RALT) das mit der abgehenden Kupplung verbundene
Getriebe-Drehzahlverhältnis bezeichnet. Falls der
Schaltvorgang im wesentlichen vollständig abgelaufen ist, wie durch
den Entscheidungsblock 372 bestimmt, wird der Rest der
Routine übersprungen, wie durch die Flußdiagramm-Linie 374
bezeichnet. Falls nicht, wird der Entscheidungsblock 376
ausgeführt, um zu bestimmen, ob die verstrichene Schaltzeit (wie
durch einen Schaltzeitgeber überwacht) größer als oder
gleich einer Referenzzeit ist, die der Zeit entspricht, die
nominell für den Ablauf des Schaltvorganges bis zur
wesentlichen Vollendung erforderlich ist. Falls der
Entscheidungsblock 376 negativ beantwortet wird, wird der Rest der
Routine übersprungen, wie durch die Flußdiagramm-Linie 374
bezeichnet. Falls der Entscheidungsblock 376 bestärkend
beantwortet wird, wird der Schaltvorgang nicht weitergeführt wie
es sein sollte, und der Instruktionsblock 378 ausgeführt, um
den Druck bei der abgehenden Kupplung auf Null zu vermindern
und den Druck der ankommenden Kupplung auf den maximalen
Leitungsdruck zu erhöhen.
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Bei einer darauf folgenden Ausführung der Routine (wie
schematisch durch die Flußlinien-Unterbrechung angezeigt) wird
der Entscheidungsblock 380 ausgeführt, um das tatsächliche
Getriebe-Drehzahlverhältnis (Nt/No) mit einer Referenz zu
vergleichen, die etwas größer als das gewünschte
Drehzahlverhältnis Rdes ist. Falls das tatsächliche Verhältnis größer
als die Referenz (Rdes + k) ist, wird der Instruktionsblock
382 ausgeführt, um die ankommende Kupplung während einer
vorbestimmten Zeit T bei maximalem Leitungsdruck zu halten.
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Bei einer weiteren Ausführung der Routine (wie schematisch
durch die Flußlinien-Unterbrechung angezeigt) wird der
Entscheidungsblock 384 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das
aktuelle Getriebe-Drehzahlverhältnis (Nt/No) immer noch größer
als der Referenzwert (Rdes + k) ist. Falls das der Fall ist,
wird der Instruktionsblock 386 ausgeführt, um das gewünschte
Drehzahlverhältnis Rdes als gestört mit einem Merker zu
versehen.
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Das Flußdiagramm der Fig. 8 erklärt die
Erfassungs/Korrektur-Steuerung des Gleichgewichtsschlupfs nach dieser
Erfindung im einzelnen. Anfangs wird der Instruktionsblock 390
ausgeführt, um die Anzahl der Turbinendrehzahl-Impulse zu
bestimmen, die pro Ausführungsschleife der Routine auftreten
sollten. Eine solche Anzahl ist eine eindeutige Funktion des
gewünschten (angelegten) Drehzahlverhältnisses Rdes, der
Abgabedrehzahl No und einer Schleifenausführungs-Frequenz F.
Dann wird der Instruktionsblock 392 ausgeführt, um die
tatsächliche Anzahl von Turbinendrehzahl-Impulsen abzulesen,
die bei der vorherigen Ausführungsschleife gezählt wurden,
und den Absolutwert der Differenz zwischen der
vorhergesagten und der tatsächlichen Impulszahl zu errechnen. Wie
vorher angezeigt, werden die Impulse direkt von dem
Turbinen-Drehzahlwandler 288 und dem Abgabe-Drehzahlwandler 290
abgeleitet, und die Impulse werden akkumuliert in
Eingangszählern, die sich innerhalb der I/O-Einheit 300 der
Steuereinheit 270 befinden. Der Absolutwert der Differenz zwischen
der vorausgesagten und der tatsächlichen Impulszahl wird als
die Anzahl von Schlupfimpulsen bezeichnet und entspricht der
Graphik C der Fig. 2, wie vorher beschrieben.
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Falls die Anzahl der Schlupfimpulse mindestens so groß wie
die Referenz REF ist und der Zählwert in SCHLUPF-ZEITGEBER
kleiner als der Zeitgeber-Schwellwert THR (wie in den
Entscheidungsblöcken
396 und 397 bestimmt) ist, wird der
Schlupf als unannehmbar betrachtet. In einem solchen Fall
wird der Instruktionsblock 398 ausgeführt, um die
Eingangszähler und den SCHLUPF-ZEITGEBER zurückzustellen und den
Druckkorrektur-Term PC zu aktualisieren. Der Druckkorrektur-
Term PC wird bestimmt als eine Funktion des Zählinhalts des
SCHLUPF-ZEITGEBERs zum Zeitpunkt seiner Rückstellung, ist
jedoch so begrenzt, daß die Summe aus diesem Wert und dem
Gleichgewichts-Druckbefehl PCMD den maximalen
Getriebe-Leitungsdruck nicht übersteigt. Zusätzlich wird der TORQ SWEEP
ZHLR (nachstehend definiert) zurückgesetzt.
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Falls die Summe aus Druckkorrektur-Term PC und
Gleichgewichts-Druckbefehl PCMD auf den maximalen Leitungsdruck
erhöht wurde (wie im Entscheidungsblock 400 bestimmt) und
das aktuelle Drehzahlverhältnis No/Nt über dem Getriebe das
gewünschte Drehzahlverhältnis Rdes um einen Referenzwert k
übersteigt (wie im Entscheidungsblock 402 bestimmt), wird
der Instruktionsblock 404 ausgeführt, um anzuzeigen, daß das
gewünschte (angelegte) Drehzahlverhältnis Rdes gestört ist.
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Falls die Anzahl von Schlupfimpulsen mindestens so groß wie
die Referenz REF ist und der Zählwert im SCHLUPF-ZEITGEBER
mindestens so groß wie der Zeitgeber-Schwellwert THR (wie
durch Entscheidungsblöcke 396 und 397 bestimmt) ist, wird
der Schlupf als annehmbar angesehen. In diesem Fall wird der
Instruktionsblock 3405 ausgeführt, um den SCHLUPF-ZEITGEBER
und die Eingangszähler zurückzustellen und der allgemein
durch Bezugszeichen 406 bezeichnete Flußdiagramm-Abschnitt
ausgeführt, um das Getriebe-Eingangsdrehmoment Ti in
Relation zu den oberen und unteren Drehmoment-Schwellwerten TU
und TL zu überwachen, wie vorher mit Bezug auf Graphik A der
Fig. 4 beschrieben. Ein Entscheidungsblock 408 vergleicht
das Getriebe-Eingangsdrehmoment Ti mit dem oberen
Drehmoment-Schwellwert TU. Falls Ti den Wert TU überschreitet,
wird ein Instruktionsblock 410 ausgeführt, den HOCH-Merker
zu setzen. Ein Entscheidungsblock 412 vergleicht den Term Ti
mit dem unteren Drehmoment-Schwellwert TL. Falls Ti kleiner
als TL ist, wird ein Instruktionsblock 414 ausgeführt, um
den TIEF-Merker zu setzen.
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Falls beide Merker HOCH und TIEF gesetzt sind, wie im
Entscheidungsblock 416 bestimmt, hat das
Getriebe-Eingangsdrehmoment das durch die oberen und unteren Werte TU und TL
definierte Fenster durchlaufen und die Instruktionsblöcke 418
und 420 werden ausgeführt, um die Merker HOCH und TIEF
zurückzustellen und einen Zählwert um Eins zu erhöhen, der
hier als der Drehmoment-Durchlaufzähler bezeichnet wird.
Wenn der Drehmoment-Durchlaufzähler einen Referenzzählwert
REP überschreitet (wie in einem Entscheidungsblock 422
bestimmt) wird ein Instruktionsblock 424 ausgeführt, den
Druckkorrektur-Term PC um die vorbestimmte
Kupplungsdruck-Reduktions-Korrekturgröße PCORR zu reduzieren. Wenn der
Drehmoment-Durchlaufzähler einen Wert besitzt, der geringer als
der oder gleich dem Referenzzählwert REF ist, wird die
Ausführung des Instruktionsblocks 424 ausgelassen, wie durch
die Flußdiagramm-Linie 426 angezeigt.
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Falls die Anzahl von Schlupfimpulsen geringer als die
Referenz REF ist (wie im Entscheidungsblock 396 bestimmt), wird
der Schlupf als annehmbar angesehen und der
Flußdiagramm-Abschnitt 406 wird ausgeführt, wie vorstehend beschrieben, um
das Getriebe-Eingangs-Drehmoment Ti zu überwachen und zu
bestimmen, ob eine Reduktion des Kupplungsdrucks angemessen
ist.
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Die Erfassungs/Korrektur-Steuerung von Gleichgewichtsschlupf
nach dieser Erfindung wirkt wie vorstehend beschrieben, um
den dem aktiven Kupplungselement zugeführten Druck zu
erhöhen mit Bezug auf ein Maß des Schlupfes, wenn
außerordentlicher Kupplungsschlupf erfaßt wird. Die Erhöhung wird zuwege
gebracht mit einem Druckkorrektur-Term PC, der dem normalen
Gleichsgewichts-Druckbefehl PCMD hinzugefügt wird. Falls der
Kupplungsdruck auf den maximalen Leitungsdruck erhöht wurde
und der außerordentliche Schlupf anhält, wird eine
Getriebestörung angezeigt. In Abwesenheit einer Getriebestörung
werden nachfolgende Reduktionen des der aktiven Kupplung
zugeführten Druckes nur dann ausgeführt, wenn vorher das
Getriebe-Eingangsdrehmoment durch ein vorbestimmtes
Drehmoment-Fenster durchgelaufen ist und zwar eine festgelegte
Anzahl von Durchläufen, ohne daß außerordentlicher Schlupf
erfaßt wurde. Bei der dargestellten Ausführung ist die
festgelegte Anzahl von Drehmoment-Durchläufen - der
Referenzzählwert REP - gleich 3. Auf diese Weise erfährt der der aktiven
Kupplung zugeführte Druck einen Grenzzyklus mit relativ
niedriger Frequenz, bei dem der Druck bis zu einem Wert, bei
dem Schlupf auftrat, vermindert und dann erhöht wird, um den
Schlupf zu beseitigen. Wie vorstehend angegeben, begrenzt
dies den Schlupf auf Werte innerhalb annehmbarer Grenzen, um
übermäßiges Erwärmen und Verschleißen des Kupplungselements
zu vermeiden, während gleichzeitig der Betriebswirkungsgrad
des Getriebes verbessert wird durch Geringhalten von
außerordentlicher Kupplungs-Drehmomentkapazität.