DE19623261B4

DE19623261B4 - Control device for an automatic variable speed transmission

Info

Publication number: DE19623261B4
Application number: DE19623261A
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl.-Ing. Bothe; Georg Dipl.-Ing. Kruse; Uwe Dr. Hinrichsen; Ulrich Dr.-Ing. Remmlinger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: DE19623261A1

Abstract

Steuerungseinrichtung für ein automatisches Stufenwechselgetriebe, welches über eine Übersetzungsveränderungseinrichtung sowie über von der Steuerungseinrichtung betätigbare Schaltglieder wie Kupplungen und Bremsen verfügt, durch deren wahlweisen Betätigung Bauteile der Übersetzungsveränderungseinrichtung drehfrei gehalten oder gegeneinander oder gegen ein Getriebegehäuse festgelegt werden und das Getriebeübersetzungsverhältnis eingestellt wird, gekennzeichnet durch Steuerungsmittel, mit denen während eines Schaltvorganges Kupplungen und/oder Bremsen zur zumindest zeitweisen Drehmomentaufnahme schlupfend geschlossen oder angezogen werden, nämlich zusätzlich zu denjenigen Kupplungen und Bremsen aktiviert werden, die bei einem Getriebeschaltvorgang jeweils für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses benötigt werden.Control device for an automatic change-speed gearbox, which has a ratio change device as well as actuatable by the control device switching elements such as clutches and brakes, by the selective actuation components of the Übersetzungsveränderungseinrichtung rotatably held or against each other or against a transmission housing and the transmission gear ratio is set, characterized by control means, with which during a switching operation clutches and / or brakes for at least temporary torque absorption slipping closed or tightened, namely in addition to those clutches and brakes are activated, which are needed in a gear shift each for the change of the gear ratio.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für ein automatisches Stufenwechselgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a control device for an automatic variable speed transmission according to the generic term of claim 1

Automatische Stufenwechselgetriebe sind typischerweise mit Planetengetriebesätzen ausgerüstet, deren Bauteile wie Sonnenräder, Planetenräder oder Ringräder über druckmittelbetätigbare Schaltglieder, wie Kupplungen und Bremsen, drehfrei gehalten oder gegeneinander oder gegen ein Getriebegehäuse blockierbar sind. Durch sinnvolle Kombination der Betätigung von derartigen Schaltgliedern lassen sich die jeweiligen Getriebeübersetzungsverhältnisse einstellen.automatic Variable speed gearboxes are typically equipped with planetary gear sets whose Components such as sun gears, planetary gears or ring wheels via pressure-medium-actuated switching elements, like clutches and brakes, kept free of rotation or against each other or against a transmission housing are blockable. By meaningful combination of the operation of such switching elements can be the respective gear ratios to adjust.

Bei einem Gangwechsel ist zur Realisierung eines möglichst zugkraftunbrechungsfreien Schaltvorgangs dafür zu sorgen, dass die Momentenübertragungskapazität des wegzuschaltenden Schaltgliedes und des zuzuschaltenden Schaltgliedes steuerungstechnisch so aufeinander abgestimmt sind, dass an der Getriebeausgangswelle während des Schaltvorganges ein möglichst geringer Drehmomenteneinbruch feststellbar ist.at a gear change is to realize a possible zugkraftunbrechungsfreien Switching operation for it to ensure that the torque transfer capacity of wegzuschaltenden Switching element and zuzuschaltenden switching element control technology are coordinated so that at the transmission output shaft while the switching process a possible small torque dip is detectable.

Bei Last-Hochschaltungen eines automatischen Stufenwechselgetriebes steigt bekanntlich die Schaltarbeit, die von den Schaltgliedern umzusetzen ist mit zunehmender Schaltdauer, während das Abtriebsdrehmoment mit Verkürzung der Schaltdauer ansteigt. Eine kurze Schaltzeit bei einem Abtriebsdrehmoment auf dem Niveau des Zielganges wird als besonders komfortabel empfunden. Dieses lässt sich insbesondere bei relativ hohen Schaltungseinleitdrehzahlen und niedriger Last mit konventionellen Mitteln, wie beispielsweise mit einer Motordrehmomentreduktion, kaum erreichen. Die Folge ist ein Schaltruck durch ein für den Zielgang zu hohes Abtriebsdrehmoment.at Load upshifts of an automatic step change gearbox As is well known, the switching work, that of the switching elements, increases implement is with increasing shift duration, while the output torque with shortening the switching time increases. A short switching time with an output torque at the level of the target gear is felt to be particularly comfortable. This leaves especially at relatively high Schalteinsleitdrehzahlen and low load by conventional means such as with a motor torque reduction, barely reach. The result is a shift pull through a for the target gear too high output torque.

So ist aus der US-PS 4,709,597 eine Steuerungseinrichtung bekannt, bei der zwei als Bremsen ausgeführte Schaltglieder eingesetzt werden. Diese Schaltglieder (Bremsen B1 und B2) werden bei den entsprechenden Schaltvorgängen immer eingesetzt bzw. sind hierbei auch immer beteiligt. Hierdurch bedingt ist die Schaltdauer dieser Schaltvorgänge relativ lang und es kann hier unter Umständen auch zu einem ”Schaltruck” bei einem Schaltvorgang kommen.So is out of the U.S. Patent 4,709,597 a control device known in which two executed as brakes switching elements are used. These switching elements (brakes B1 and B2) are always used in the corresponding switching operations or are always involved in this case. As a result, the switching time of these switching operations is relatively long and it may also come under certain circumstances to a "shift shock" in a switching operation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Steuerungseinrichtung für ein automatisches Stufenwechselgetriebe vorzuschlagen, mit dem die Schaltdauer des Getriebes verkürzbar und damit die Schaltvorgänge ruckfrei durchführbar sind.The The object of the invention is therefore a control device for a to propose automatic step change gear, with which the switching duration shortened the transmission and thus the switching operations smoothly feasible are.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausstaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of claim 1, while advantageous Further developments and embodiments of the invention, the dependent claims are.

Demnach wird erfindungsgemäß eine Steuerungseinrichtung vorgeschlagen, die über Steuerungsmittel verfügt, mit denen während eines Schaltvorganges, vorzugsweise während eines Hochschaltvorganges, Kupplungen und/oder Bremsen zur Drehmomentaufnahme zumindest zeitweise aktiviert werden, die zur Durchführung des eigentlichen Getriebeschaltvorgangs, nämlich zur Änderung des Übersetzungsverhälnisses des Getriebes, nicht benötigt werden. Dabei sorgen die Steuerungsmittel der Steuerungseinrichtung dafür, daß die zusätzlich zugeschalteten Kupplungen und/oder Bremsen zur Übernahme von Schaltarbeit zumindest schlupfend geschlossen oder angezogen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Umschaltung in der beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildeten Übersetzungsveränderungseinrichtung von einem Übersetzungsverhältnis in ein anderes sehr viel schneller als bisher durchführbar ist. Dadurch läßt sich insbesondere bei Lasthochschaltvorgängen von automatischen Stufenwechselgetrieben der Schaltruck vermeiden und damit das Getriebe sehr viel komfortabler als bisher betreiben.Therefore is a control device according to the invention suggested that over Control means, with those during a switching operation, preferably during an upshift, Clutches and / or brakes for torque absorption at least temporarily to be activated, to carry out the actual transmission switching operation, namely to change the Übersetzungsverhälnisses of the gearbox, not needed become. In this case, the control means of the control device for this, that the additionally switched clutches and / or brakes to take over switching work at least slipping closed or tightened. This way will achieved that the Switching in the example formed as a planetary gear ratio change device from a gear ratio in another is much faster than previously feasible. This can be done especially in case of load switching operations of automatic stage change gearboxes Avoid the shift shock and thus the transmission much more comfortable operate as before.

Zur Ermittlung des genauen Zuschaltzeitpunktes der zu nutzenden Schaltglieder und bei der Steuerung des Schaltvorganges des Getriebes kann die Steuerungseinrichtung mit Mitteln zur Messung der Drehzahl wenigstens eines der Bauteile der Übersetzungsveränderungsvorrichtung verbunden sein. Ein derartiges Bauteil ist vorzugsweise das Sonnenrad des Planetengetriebes. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind zur Steuerung und/oder Regelung des Getriebes noch eine Reihe weiterer Meßwertgeber mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Dies können beispielsweise Meßwertgeber zur Ermittlung der Fahrzeugbeschleunigung, des Getriebeabtriebsdrehmomentes und/oder der Getriebeabtriebswellendrehzahl sein. Anstelle der Sonnenraddrehzahl des Planetengetriebes kann auch die Eingangswellendrehzahl des Getriebes von der Steuerungseinrichtung ermittelt werden.to Determination of the exact connection time of the switching elements to be used and in the control of the switching operation of the transmission, the Control device with means for measuring the speed at least one of the components of the translation changing device be connected. Such a component is preferably the sun gear of the planetary gear. In another embodiment of the invention for controlling and / or regulating the transmission, a number of others transmitter connected to the control device. This can, for example, transmitter for determining the vehicle acceleration, the transmission output torque and / or the transmission output shaft speed. Instead of the sun gear speed The planetary gear can also change the input shaft speed of the transmission be determined by the controller.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet sein, daß bei einer Hochschaltung nach einer Überschneidungsphase, in der sowohl das wegzuschaltende als auch das zuzuschaltende Schaltglied über eine abnehmende bzw. über eine zunehmende Drehmomentenübertragungskapazität verfügen, an sich geöffnete Schaltglieder mit einer geringeren Momentenübertragungskapazität zugeschaltet bleiben oder erneut zugeschaltet werden, als sie vorliegen würde, wenn sie in konkreten Schalteingriff zur Realisierung eines anderen Getriebeschaltvorganges stünden.In In a particular embodiment of the invention, the control device be designed so that at an upshift after an overlap phase, in which both the wegzuschaltende and zuzuschaltende switching element via a decreasing or over have an increasing torque transmission capacity, per se opened Switching elements switched on with a lower torque transmission capacity remain or be re-engaged as it would be if they would be in concrete switching engagement for the realization of another gear shift operation.

Außerdem kann die Steuerungseinrichtung so ausgebildet sein, daß bei einem Hochschaltvorgang ein zusätzliches Schaltglied zugeschaltet wird, welches an sich nur zur Schaltung in eine höhere oder niedrigere Gangstufe benötigt wird. Auch hier dient das zusätzliche Schaltglied zur Übernahme von Schaltarbeit und damit zur Reduzierung der Schaltdauer des Getriebes. Dabei kann das zusätzliche Schaltglied beispielsweise eine auf die Getriebeeingangswelle wirkende Bremse sein. Allen Ausgestaltungen der Erfindung ist aber gemeinsam, daß die Steuerungseinrichtung über Mittel verfügt, mit denen die Momentenübertragungskapazität der zusätzlich zuzuschaltenden oder nicht wegzuschaltenden Schaltglieder am Ende des Schaltvorganges auf Null reduziert wird.In addition, can the control device be designed so that at a Upshift an additional Switching element is switched on, which in itself only to the circuit in a higher or lower gear required becomes. Here too, the additional serves Switching element for takeover of switching work and thus to reduce the switching duration of the transmission. In this case, the additional switching element For example, acting on the transmission input shaft brake be. However, all embodiments of the invention have in common that the control device via means features, with which the torque transmission capacity of the additionally zuzuschaltenden or not wegzuschaltenden switching elements at the end of the switching process is reduced to zero.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Schalteinrichtung läßt sich in vorteilhafter Weise die Schaltzeit von dem Abtriebsmoment des Getriebes während des Schaltvorganges entkoppeln. Damit kann ein Schaltruck durch ein hohes Abtriebsmoment bei entsprechend kurzer Schaltzeit vermieden werden. Durch die Verteilung der Schaltarbeit auf mehrere Schaltglieder wird eine Absenkung der maximalen Schaltarbeit, die ein jedes Schaltglied aufnehmen muß verringert. Dadurch besteht zudem die Möglichkeit, diese Schaltglieder zu verkleinern was sich positiv auf den Bauraumbedarf und deren Herstellkosten auswirkt.By the structure of the invention the switching device can be Advantageously, the switching time of the output torque of the Gear during decouple the switching process. This can be a shift shock through a high output torque can be avoided with a correspondingly short switching time. By the distribution of the switching work on several switching elements is a lowering of the maximum switching work, which is every switching element must be reduced. This also makes it possible to reduce these switching elements which has a positive effect on the space requirement and their manufacturing costs.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch eine konsequente Nutzung der Steuerungseinrichtungen auf den Einsatz eines Motormanagements, beispielsweise auf Zündwinkelverstellungen während der Schaltung verzichtet werden kann. Dieser Vorteil ist besonders deswegen hervorzuheben, weil die Steuerungseinrichtung vor allem auch in Betriebspunkten mit gutem Erfolg einsetzbar ist, in denen konventionelle Steuerungseinrichtungen mit Zündwinkelverstellung zur Leistungsregelung der Brennkraftmaschine schlechte Ergebnisse bringen (z. B. bei hoher Drehzahl und niedriger Last).One Another advantage of the invention is that by a consistent use the control equipment to the use of an engine management, for example, ignition timing while the circuit can be dispensed with. This advantage is special to emphasize because the control device above all can be used in operating points with good success, in which conventional Control devices with ignition angle adjustment for power control of the internal combustion engine poor results bring (eg at high speed and low load).

Je nach Getriebe, Schaltung und verwendeten Schaltgliedern sind unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung möglich. So kann bei einem Getriebe mit zwei Getriebebremsen und zwei Getriebekupplungen beispielsweise bei einer Hochschaltung bei der Verwendung des wegzuschaltenden Schaltgliedes als zusätzliches Schaltelement folgende Nutzung der Steuerungseinrichtung gegeben sein.:
Üblicher Weise bleibt das wegzuschaltende Schaltglied bei einer Hochschaltung nach einer Überschneidungsphase geöffnet. Bleibt es dagegen mit einer gewissen, im allgemeinen kleinen Drehmomentenübertragungskapazität angesteuert oder wird es nach der Überschneidungsphase erneut angesteuert, so tritt eine leichte Verspannung in dem schon zugeschal teten, aber bezüglich seiner Momentenübertragungskapazität noch nicht voll wirksamen Schaltglied auf. Die in dem zusätzlich genutzten Schaltelement umgesetzte Schaltarbeit verkürzt die Schaltung und macht sie insbesondere komfortabler.Depending on the transmission, circuit and switching elements used different embodiments of the invention are possible. Thus, in a transmission with two transmission brakes and two transmission clutches, for example in an upshift when using the wegzuschaltenden switching element as an additional switching element following use of the control device be given .:
Usually, the wegzuschaltende switching element remains open at an upshift after a crossover phase. If, on the other hand, it remains activated with a certain, generally small torque transmission capacity, or if it is activated again after the overlapping phase, a slight tension occurs in the switching element which has already been connected, but which is not yet fully effective in terms of its torque transmission capacity. The switching work implemented in the additionally used switching element shortens the circuit and in particular makes it more comfortable.

Für den Anwendungsfall, daß die Steuerungseinrichtung zusätzlich zu dem zuzuschaltenden Schaltglied für den konkreten Gangwechsel noch ein weiteres Schaltglied nutzt, läßt sich die Schaltarbeit ebenfalls auf mehrere Schaltglieder verteilen und damit die maximale Schaltarbeit und hier auch das maximale Drehmoment für die einzelnen Schaltglieder senken.For the application, that the Control device in addition to zuzuschaltenden switching element for the specific gear change still uses another switching element, the switching work can also Distribute on several switching elements and thus the maximum switching work and here also reduce the maximum torque for the individual switching elements.

Grundsätzlich sind alle Ausführungsformen der vorgestellten Erfindung auch für kurze Schubhochschaltungen anwendbar, bei denen ein negatives Abtriebsmoment aufrechterhalten werden soll.Basically all embodiments of the presented invention also for short shear upshifts applicable where a negative output torque should be maintained.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Steuerungseinrichtung mit Meßmitteln versehen oder mit solchen verbunden ist, mit denen die Fahrzeugbeschleunigung und der Gradient der Getriebeeingangswellendrehzahl ermittelbar ist. Auf diese Weise können die vorgenannten Größen als Regelgrößen zur Bestimmung der in den Kupplungen und Bremsen einzustellenden Drehmomentenübertragungskapazitäten verwendet werden.Finally, can be provided that the control device with measuring means provided with or connected to those with which the vehicle acceleration and the gradient of the transmission input shaft speed can be determined is. That way you can the aforementioned sizes as Controlled variables for Determining the torque transfer capacities to be set in the clutches and brakes become.

Claims

Control device for an automatic variable speed transmission, which over a translation changer as well as over operable by the controller switching elements such as clutches and brakes, by their selective operation Components of the translation modification device held free of rotation or against each other or against a gear housing and set the gear ratio is characterized by control means with which during a Switching clutches and / or brakes for at least temporary torque absorption slipping closed or tightened, namely in addition to those clutches and brakes are activated during a gearshift operation each for the change the translation ratio needed become.

Control device according to Claim 1, characterized that the translation changer comprises at least one planetary gear set.

Control device according to Claim 1, characterized in that the control device has means for measuring the rotational speed of at least one component of the gear ratio change direction or connected with such.

Control device according to Claim 3, characterized that the speed monitored Component of the translation modification device Sun gear of the planetary gear or the transmission input shaft is.

Control device according to Claim 1, characterized in that, when upshifting occurs after an overlapping phase, the switching element itself is open with a lower torque transmission capacity than in Switching engagement remains switched on or is switched on again.

Control device according to claim 1 or 5, characterized characterized in that at an upshift an additional Switching element is switched on, which in itself only to the circuit in a higher one or lower gear required becomes.

Control device according to claim 6, characterized in that that as an additional Switching element switched on acting on the transmission input shaft brake becomes.

Control device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that measuring means are provided with those the vehicle acceleration and the gradient of the transmission input shaft speed can be determined and these sizes as Controlled variables for Determination of the torque transfer capacities to be set in the clutches and brakes become.

Control device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that means for reducing the Torque transmission capacity of the additionally switched switching elements are provided at the end of the circuit to the value zero.