DE1958944A1 - Selbsttaetig schaltende UEbertragungsanlage - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

19589ΑΑ

Dr. D. Thomsen H. Tiedtke G. Bühling

Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. Dipl.-Chem.

8000 MÖNCHEN 2

TAL 33

TELEFON 0811/226894

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

MÖNCHEN 2U. November 1969 case 19792 / T 3380

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

und

Nippon Denso Kabushiki Kaisha Aichi-ken, Japan

Selbsttätig schaltende Übertragungsanlage

Me vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsanlage für selbstbewegliche Fahrzeuge und dergl,, und insbesondere eine selbsttätig schaltende Kraftübertragungsanlage mit einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem Mehrgangübersetzungsgetriebe.

Bei einem selbsttätig schaltenden Kraftübertragungs- . system, wie es bisher in üblichen Kraftfahrzeugen verwandt wird,,wird der Punkt, an dem der Gang gewechselt wird, allgemein durch ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit dar- · stellt (das an der Ausgangswelle eines Mehrgangübersetzungs-".

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getriebes abgenommen wird) oder durch ein Signal, das die Drehzahl der Hauptantriebsmaschine oder der inneren Brennkraftmaschine darstellt, und ein Signal bestimmt, das von dem Unterdruck (Ladedruck) in der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine herleitet wird, oder er wird durch ein Signal bestimmt, das davon abhängt, wie weit das Gaspedal, das von dem Autofahrer betätigt wird, niedergedrückt wird. Gemäß einem allgemein verwandten Verfahren werden diese Signale in Form eines hohen und eines niedrigen hydraulischen Druckes erhalten, sodann wird der Gangwechselpunkt aufgrund der Wechselbeziehung zwischen diesen beiden hydraulischen Drucken bestimmt, und sodann werden hierdurch miteinander in Beziehung, stehende Ventile geöffnet und geschlossen, um wahlweise ein Betätigungsglied, wie etwa eine Mehrfachscheibenkupplung und ein Bremsband hydraulisch zu betätigen. Bei den herkömmlichen selbsttätig schaltenden Kraftübertragungssystemen, die allein durch einen hydraulischen Druck gesteuert werden, unterliegen die in der Form von hydraulischen Drucken erhaltenen Signale Fehlern, und diese Signale sind aus diesem Grunde im allgemeinen ungenau. Dies bedeutet, daß der Gangwechselpunkt gleichfalls häufig fehlerhaft ist. Weiterhin weist eine herkömmliche hydraulische Betätigungsschaltung insofern Nachteile auf, als sie im allgemeinen einen komplizierten Aufbau auf-

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weist, schwer zu regeln ist und eine räumlich große Ausdehnung aufweist.

Die vorliegende Erfindung strebt deshalb in erster Linie ein selbsttätig schaltendes Kraftübertragungssystem an, das genauer als bisher bekannte Einrichtungen arbeitet und ein hydraulisch betätigtes System aufweist, das einen vereinfachten mechanischen Aufbau aufweist, so daß eine Verschiebung des Gangumsehaltepunktes durch Schwankungen im hydraulischen Druck vermieden werden können.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich hauptsächlich dadurch aus, daß sie Einrichtungen zur elektrischen Feststellung der Belastung an der Brennkraftmaschine und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, eine elektronische Steuervorrichtung zur Aufnahme der festgestellten Signale und zur Abgabe von Gangwechsel-Informationen, die für den besonderen Gangwechselzustand am geeignetsten sind, und einen hydraulischen Betätigungsschaltkreis aufweist, um die Betätigungsvorrichtungen entsprechend den Gangwechsel-Informationen zu betätigen und dadurch das Übersetzungsverhältnis zu ändern.

Durcn die vorliegende Erfindung können folgende Vortei-

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- 4 le erreicht werden:

1. Kurz gesagt besteht das gemäß der Erfindung ausge-'· bildete selbsttätig schaltende Wandlergetrieb^ aus drei wesentlichen Teilen, einer Drehmomentwandlerübertragungsanlage, einer hydraulischen Betätigungsschaltung und einer elektronischen Steuervorrichtung. Die hydraulische Betätigungsschältung bildet somit ein Betätigungssystem, das kein elektronisches Schaltsystem enthält. Aus diesem Grunde weist die hydraulische Betätigungsschaltung einen einfachen Aufbau und eine geringe Größe auf und sie kann leicht in der Massenproduktion hergestellt werden. " ' -

Die elektronische Steuervorrichtung, die eine geringe Größe und ein geringes Gewicht aufweist, kann leicht unter Verwendung von Halbleiterelementen oder unter Verwendung von Integrierschaltungen hergestellt werden, und sie kann aus diesem Grunde eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

Pur die notwendige Steuerung des Wandlergetriebes braucht die Kraftübertragungsanlage lediglich eine herkömmliche hydraulische Pumpe und eine Drehzahlfeststellvorrich- · tung von kleiner Größe zu enthalten. Auf diese Weise weist

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die Kraftübertragungsanlage eine geringe Größe und ein geringes Gewicht auf. Diese Merkmale, wie geringe Größe, geringes Gewicht, hohe Leistungsfähigkeit und hohe Zuverlässigkeit werden bei der Verwendung derartiger Vorrichtungen in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen besonders benötigt.

2. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Gangumschal tpunkte (Linien) annähernd durch stufenförmige Linien gegeben, die mehrere Knickpunkte aufweisen. So kann die elektronische Steuervorrichtung für den Pail eines selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes aus einem Digital-Analog-Umsetzer (im folgenden als D-A Umsetzer bezeichnet), einer Schaltung, die auf die Öffnung der Drosselklappe (im folgenden als Drosselklappenöffnung-Ansprechschaltung bezeichnet)

. anspricht, aus einer Diskriminatorschaltung, aus einem Rückkopplungskreis, der der Diskriminatorschaltung zugeordnet ist, ' und einem Verstärker bestehen. Im Falle eines selbsttätig schaltenden 3-Gang Übersetzungsgetriebes kann die elektronische Steuervorrichtung aufgebaut sein aus einem D-A Umsetzer,. einer Drosselklappenöffnung-Ansprechschaltung, zwei Diskrimi-

' natorschaltungen, Rückkopplungsschaltungen, die den jeweiligen Diskriminatorschaltungen zugeordnet sind, und aus zwei Verstärkern. Eine derartige Anordnung ist sehr einfach im Ver-

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gleich zu dem Fall, "bei dem eine elektronische Schaltung für jeden der Gangumschaltpunkte vorgesehen ist. Die elektronische Steuervorrichtung, die einen derartigen Aufbau besitzt, ist im wesentlichen frei von Störungen, weist eine hohe Zuverlässigkeit auf und kann mit geringen Kosten hergestellt werden.

3. Es werden einfache Einrichtungen, wie etwa ein Drehzahlmesser (der etwa elektromagnetisch abtastet) und eine Magnetspule verwandt, um eine Beziehung zwischen dem 'Wandlergetriebe, der hydraulischen Betätigungsschaltung und der elektronischen Steuervorrichtung herzustellen. Weiterhin arbeiten das Wandlergetriebe, die hydraulische Betatigungsschaltung und die elektronische Steuervorrichtung mit mechanischen, hydraulischen bzw. elektrischen Einrichtungen. Aus diesem Grunde besteht zwischen diesen (Deilen keine unnötige gegenseitige störende Beeinflussung, und die Vorrichtung weist einen stabilen Betrieb auf und ist frei von irgendwelchen Änderungen. ■

_t 4. Die Quelle für den hydraulischen Druck für die hy-' draulische Betätigungssehaltung kann lediglich einen geeig- . neten feststehenden Brück abgeben, öer entsprechend den be-

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sonderen Umständen gewählt wird. Somit weist die Quelle bzw. Vorrichtung zur Erzeugung des hydraulischen Druckes einen einfachen Aufbau, einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Stabilität auf. Darüberhinaus kann eine derartige Quelle oder Vorrichtung leicht gewartet werden, ·

5. Es ist möglich, auf einfache Weise den Gangumschaltpunkt (Linie) zu ändern, was bei den bisher bekannten hydraulisch gesteuerten selbsttätig schaltenden Wandlergetrieben äußerst schwierig war. Z.B. kann der Gangumsehaltpunkt einfach dadurch verändert werden, daß die Einstellung eines veränderlichen Widerstandes bei dem erfindungsgemäßen selbsttätig schaltenden Wandlergetriebe geändert wird, wodurch ein derartiges Getriebe leicht an verschiedene Arten von Fahrzeugen angepaßt werden kann. Auf diese Weise können wenige Arten von selbsttätig schaltenden Wandlergetrieben bei einer großen Vielzahl von Fahrzeugen verwandt werden.

6. Ein Kraftfahrzeugfahrer kann den Gangumsehaltpunkt (Linie) je nach einer Änderung der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges geeignet verändern. Auf diese Weise kann das selbsttätig schaltende Wandlergetriebe auf einem größeren Bereich von auftretenden Betriebsbedingungen eingesetzt werden.

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Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen-erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

Pig. 1 einen Schnitt durch ein Wandlergetriebe, wie es vorzugsweise bei einem die vorliegende Erfindung verkörpernden selbsttätig schaltenden Kraftübertragungssystem verwandt wird; ' '

Pig. 2, 3, 4 und 5 Darstellungen der Betriebsweise einer hydraulischen Betätigungsschaltung, wenn die vorliegende Erfindung auf ein selbsttätig schaltendes 2-Gang-Übersetzunge getriebe angewandt wird, wobei die hydraulische Betätigungsschaltung in den einzelnen Figuren in ihrer N, DL, DH bzw. ihrer R-Stellung dargestellt ist;

Fig. 6a und 6b graphische Darstellungen, in denen ein Beispiel für einen allgemeinen Gangumschaltbereich dargestellt ist; ;

Fig. 7 eine graphische Darstellung, in der gezeigt ist wie der in den Fig. 6a und 6b dargestellte Gangumschaltbereich durch Stufenlinien angenähert werden kann, die mehrere

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Knickpunkte aufweisen;

Pig. 8 ein Blockschaltbild, in der der Aufbau einer elektronischen Steuervorrichtung dargestellt ist, wie sie vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwandt wird;

Pig. 9a und 9b eine Seiten- bzw. Vorderansicht eines Drehzahlmessers, wie er vorzugsweise bei dem vorliegenden System verwandt wird; -

Pig. 10 ein Blockschaltbild, aus dem der Aufbau eines D-A Umsetzers in der in Pig. 8 gezeigten Vorrichtung dargestellt ist;

Pig. 11a, 11b und 11c graphische Darstellungen von "während des Betriebes auftretenden Spannungswellenformen, die bei dem in Pig. 10 gezeigten D-A Umsetzer auftreten;

Pig. 12 ein Schaltbild, das den Aufbau,, einer Drosselklappenöffnung-Ansprechschaltung zeigt, wie sie in der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung verwandt wird;

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Pig. 13 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Diskriminatorschaltung und eiaer zugeordneten Rückkopplungsschaltung in der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung zeigt;

Pig. 14 eine Darstellung, anhand der der Betrieb einer hydraulischen Betätigungsschaltung dargestellt ist, wenn die vorliegende Erfindung auf ein selbsttätig schaltendes 3-Gang ■ Übersetzungsgetriebe angewandt wird;

Pig. 15 eine graphische Darstellung, in der ein Beispiel für den G-angumschaltbereich dargestellt ist, wenn die vorliegende Erfindung auf ein derartiges selbsttätig schaltendes 3-Gang Übersetzungsgetriebe angewandt wird;

Pig. 16 ein Blockschaltbild einer elektronischen Steuervorrichtung, wie sie vorzugsweise bei dem selbsttätig schältenden 3-Gang Übersetzungsgetriebe verwandt wird; und

Pig. 17 ein Blockdiagramm, in dem der Aufbau eines Digital-Analog Umsetzers dargestellt ist, wie er vorzugsweise * in der in Pig. 16 dargestellten Vorrichtung verwandt wird.

Ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin,

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daß das selbsttätig schaltende Kraftübertragungssystem im wesentlichen aus drei Teilen aufgetaut ist, d.h. einem Wandlergetriebe, einer hydraulischen Betätigungsschaltung und einer elektronischen Steuervorrichtung, was am besten anhand einer im folgenden beschriebenen Ausführungsform deutlich wird.

Aufbau eines selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes

Ein selbsttätig schaltendes 2-Gang Übersetzungsgetrie?- be, das mit einem hydraulischen Drehmomentwandler ausgestattet ist, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, soll als ein typisches Beispiel für das selbsttätig schaltende Kraftübertragungssystem genommen werden. Es versteht sich natürlich, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf ein derartiges selbsttätig schaltendes 2-Gang Übersetzungsgetriebe beschränkt ist, sondern daß sie vielmehr in ähnlicher Weise auf ein selbsttätig schaltendes 3-- oder Mehrgang Übersetzungsgetriebe anwendbar ist.

In Fig. 1 weist das selbsttätig schaltende 2-Gang Übersetzungsgetriebe.einen hydraulischen Drehmomentwandler

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10, eine vordere Kupplung 20, eine hintere Kupplung 30, eine hintere Bremse 40 und ein Zahnradvorgelege 50 auf. Auf der Eingangsseite des hydraulischen Drehmomentwandlers 10 ist die Antriebswelle einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) direkt mit einer Welle 11 verbunden, die ihrerseits direkt mit einer Drehmomentwandlerpumpe- 12 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 10 enthält die Pumpe bzw. das Pumpenrad 12, eine Turbine 13» die gegenüber der Pumpe 12 angeordnet ist, und ein Leitrad 15, das zwischen der Pumpe 12 und der Turbine angeordnet ist. Das Leitrad 15 weist eine Einwegkupplung 16 auf. Da die Betriebsweise dieser Elemente bereits bekannt ist, wird hier auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet. Das Pumpenrad 12 gibt eine umlaufende Strömung aus einem hydraulischen Medium ab, und die Turbine 13 wird durch den Impuls der umlaufenden Strömung angetrieben, wodurch eine Antriebskraft auf die Welle 14 der Turbine 13 ausgeübt wird. Somit besteht eine Differenz zwischen der Drehung des Pumpenrades 12 und der Drehung der Turbine 13, und die Drehkraft wird durch eine derartige Umdrehungsdifferenz übertragen. Bei einer kleinen Drehzahldifferenz wird .ein kleines Drehmoment übertragen, während bei einer großen Drehzahldifferenz ein großes Drehmoment übertragen wird. Der Drehmomentwandler 10 hat somit die Punktion, ein sich änderndes Drehmoment zu

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- 13 übertragen.

Eine hydraulische Pumpe 17, die aus einer Zahnradpumpe bestehen kann, ist aus einem Grunde, der weiter unten noch erläutert werden soll, direkt mit der Pumpenwelle 11 verbunden Die vordere Kupplung 20 ist aus einer Kupplungstrommel 21, die aus einem Stück mit der Turbinenwelle 14 besteht, einer · Mehrfachscheibenkupplung 22, einem Kupplungskolben 23, einer Fehlerplatte 24 und einer Kupp^ngswelle 25 aufgebaut. Wenn auf die Kupplung ein hydraulischer Druck ausgeübt wird, wirkt die vordere Kupplung 20 so, daß sie die Welle 14 der !Turbine 13 des Drehmomentwandlers mit der Kupplungswell-e 25 koppelt.

Die hintere Kupplung 30 ist aus einer Kupplungswelle 35,. die aus einem Stück mit der Kupplungstrommel.21 besteht, einer Kupplungstrommel 31, einer Mehrfachscheibenkupplung 32, einem Kupplungskolben 33 und einer Federplatte 34 aufgebaut. Wenn auf diese Kupplung ein diese betätigender hydraulischer Druck ausgeübt wird, so wirkt die hintere Kupplung 30 so, daß sie die Kupplungstrommel 21 mit der Kupplungstrommel 31 koppelt. , .

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ißt die hintere Bremse 0QÖ837/12U

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40 aus einem Bremskolben 41, einem Bremsgestänge 42, einem Bremsband 43, einer*Rückholfeder 44 und einem Bremszylinder 45 aufgebaut. Wenn auf diese hintere Bremse ein diese betätigender hydraulischer Druck ausgeübt wird, wird das Bremsband 43 so betätigt, daß ein Träger bzw. Mitnehmer 58 des Zahnradvorgeleges 50 gegen eine Drehung in Bezug auf das Gehäuse 18 gesperrt wird.

Diese Kupplungen und die Bremse sind den Teilen ähnlieh, wie sie bisher bereits verwandt wurden. Das Zahnradvorgelege 50 besteht aus z.B. einem ersten Sonnenrad 51, einem zweiten Sonnenrad 57, einem dritten Sonnenrad 55, ersten Planetenzahnrädern 52, zweiten Planetenzahnrädern 54, einer Abtriebwelle 56 und einem Mitnehmer 58. Das heißt das Zahnradvorgelege 50 ist in Eorm eines konischen Planetengetriebes ausgebildet, bei dem das erste Sonnenrad 51 und das zweite Sonnenrad 57 einander gegenüber-liegend angeordnet sind, so daß sie miteinander über die ersten Planetenzahnräder 52 in Eingriff stehen_;und die zweiten Planetenzahnräder 54 sind aus einem.Stück mit den ersten Planetenzahnrädern 52 ausgebildet, so daß sie mit dem dritten Sonnenrad 55 kämmen. Das ko-/.-.'.■

nische Planetengetriebe kann die folgenden veränderlichen Gangeinschaltstellungen einnehmen;

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In dem großen Gang werden die Vorderkupplung 20 und die hintere Kupplung 30 betätigt, so daß sich das erste Sonnenrad 51 und das zweite Sonnenrad 57 mit derselben Drehzahl drehen. In dieser Betriebsstellung wird, da der Mitnehmer 58 frei läuft, die Abtriebswelle 56 mit derselben Drehzahl wie die · beiden Sonnenräder 51 und 57 gedreht, so daß eine Drehung im Verhältnis 1 : 1 übertragen wird, wie es aus Pig. 1 hervorgeht. In dem kleinen Gang werden die Vorderkupplung· 20 und die hintere Bremse 40 betätigt, so daß das erste Sonnenrad 51 mit einer Drehzahl entsprechend der Eingangswelle gedreht wird, und da der Mitnehmer 58 durch die hintere Bremse 40 gesperrt ist und das zweite Sonnenrad 57 frei umläuft, wird die Abtriebswelle 56 mit einer Drehzahl gedreht, die 1/K der Drehzahl der Eingangswelle entspricht. Hier bedeutet K das Drehzahlumsetzungsverhältnis oder das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder. Bei einer Rückwärtsfahrt werden die hintere Kupplung 30 und die hintere Bremse 40 betätigt, so daß die Drehung der Eingangswelle auf das zweite Sonnenrad 57 übertragen wird, und da das erste Sonnenrad 51 frei umläuft und der Mitnehmer 58 durch die hintere Bremse 40 gesperrt ist, wird die Abtriebswelle 56 in der Rückwärtsrichtung mit einer Drehzahl gedreht, die 1/K der Drehzahl der Eingangswelle entspricht.

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Drehzahlmesser

Die Einrichtung 70 zur Peststellung der Drehzahl der Abtriebswelle 56 -enthält eine Umdrehungsfeststellvorrichtung

71, die an dem Gehäuse 18 befestigt ist, und eine gezahnte Scheibe 72, die aus einem Stück mit der Abtriebswelle 56 ausgebildet ist, Nimmt man an, daß die Zahl der Zähne der gezahnten Scheibe 72Jn, z.B. η = 32, beträgt, dann zeigt die Umdrehungsfeststellvorrichtung 71 ein elektrisches Signal S an, das eine Frequenz aufweist, die η-mal der Drehzahl N der ■Abtriebswelle 56 ist. Das heißt S= nN. .

Wenn man die Drehzahl N der Abtriebswelle 56 kennt, kann man sich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges errechnen. Der Aufbau der Einrichtung 70 zur Feststellung der Drehzahl N der Abtriebswelle- 56 soll anhand der Fig. 9a und 9b beschrieben werden. Wie aus einer Seitenansicht dieser Einrichtung in Fig. 9a hervorgeht, besteht die gezahnte Scheibe

72, die in ihrem Drehmittelpunkt an der Abtriebswelle 56 befestigt ist, aus einer scheibenförmigen Platte aus magnetischem Material, auf deren Umfang im gleichen Abstand voneinander 32 Zähne ausgebildet sind, und die Umdrehungsfeststellvorrichtung 71 ist an dem Gehäuse 18 in einer solchen Stel-

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lung befestigt, daß sie auf einer Durchmesserlinie der Scheibe 72 liegt und bis nahe an die gezahnte Scheibe 72 vorsteht. Die Umdrehungsfeststellvorrichtung 71 besteht aus einem permanenten Magneten 101 und einer Spule 102, die auf den Magneten 101 gewickelt ist. Der permanente Magnet 101 und die Spule 102 sind in einem geeigneten Gehäuse aus einem nichtmagnetischen Material angeordnet, und dieses Gehäuse ist an dem Gehäuse 18 des Wandlergetriebes so befestigt, daß ein Ende des permanenten Magneten 101 bis nahe gegen den äußeren Umfang der gezahnten Scheibe 72 vorsteht. Wenn ein Zahn der gezahnten Scheibe 72 durch das Magnetfeld des permanenten Magneten 101 läuft, so tritt durch die Drehung der gezahnten Scheibe 72 eine Änderung in dem Streufluß des permanenten Magneten 101 auf, so daß in der Spule 102 eine Spannung induziert wird. Im Falle des dargestellten Beispieles werden bei einer vollständigen Umdrehung der gezahnten Scheibe 72 zweiunddreißig Spannungsimpulse erzeugt. Wie bereits oben be-= schrieben wurde, wird allgemein ein Spannungssignal mit einer Wechselspannung S erhalten, die eine Frequenz von η χ Ν aufweist, wenn die gezahnte Scheibe 72, die η Zähne besitzt, mit N Umdrehungen pro Zeiteinheit umläuft. Das Spannungssignal erscheint an den Ausgangsklemmen 103. Pur einen Fachmann auf diesem Gebiete ist es offensichtlich, daß die Geschwindig-

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keit des Fahrzeuges dadurch erhalten werden kann, daß ein kleiner Generator koaxial zu dem getriebenen Zahnrad angebracht wird, der mit dem Geschwindigkeitsmesser durch ein Kabel verbunden ist, wobei der Geschwindigkeitsmesser den Ausgang des Generators anzeigt.

Ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Zahl der oben beschriebenen Umdrehungen als ein elektrisches Signal festgestellt und erhalten wird, und daß an eine hydraulisch betätigbare Schaltung 230, wie sie in den Fig. 2-5 gezeigt ist, entsprechend einem vor-' liegenden Gangumschaltmuster eine Gangumschalt-Information übermittelt wird, um das Übersetzungsverhältnis des Zahnradvorgeleges 50 durch die Betätigung der hydraulisch arbeitenden Schaltung 230 zu ändern.

Hydraulisches Betätigungssystem

Der Aufbau des hydraulischen Betätigungssystems, wie es vorzugsweise in dem selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebe verwandt wird, ist in den Fig. 2, 3, 4 und

5 gezeigt. Kurz gesagt enthält das hydraulische Betätigungssystem eine hydraulische Druckquelle 250 und eine hydrau-

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lische Betätigungsschaltung 230. Die hydraulische Betätigungsschaltung 230 umfaßt ein von Hand stellbares Ventil 260, ein Wähl- oder Schiebeventil 270, eine Magnetspule 280, Rückschlagventile 291 und 295 und Durchgänge für ein hydraulisches Medium oder öl. Die hydraulische Druckwelle 250 umfaßt die hydraulische Pumpe 17, ein ölfilter 259, eine ölwanne 258, ein Druckregulierventil 256, ein Drucksteuerventil 252, ein Entlastungsventil 253» einen ölkühler 254 und Durchgänge für hydraulisches Medium oder öl. Die hydraulische Druckquelle 250 arbeitet so, daß sie dem Drehmomentwandler 10, dem Zahnradvorgelege 50 zur Schmierung und der hydraulischen Betätigungsschaltung 230 öl unter Druck zuführt. (Da die Wirkungsweise der hydraulischen Druckquelle 250 bekannt ist, soll diese nicht weiter im einzelnen beschrieben werden.) Das von Hand verstellbare Ventil 260 besteht aus einem Ventilschieber 262 und einem Ventilgehäuse 261. Der Ventilschieber 262 kann mit einem Steuerhebel (nicht gezeigt) eingreifen, oder durch diesen verstellt werden, der in der Nähe des Sitzes des Kraftfahrzeugfahrers angeordnet ist, so daß der Ventilschieber bei einer Betätigung des Steuerhebels entsprechend der Stellung dieses Hebels in einer von den Stellungen P (Parken), R (Rückwärts), N (neutrale Stellung), D (Vorwärtsfahrt) und 1 (niedriger Gang) in ein« entsprechende Stellung gebracht werden kann.

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Die Symbole P, R, N, D und L, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, ^! stellen die entsprechenden Stellungen des Ventilschiebers 262 *":: dar, der entsprechend den Stellungen des Steuerhebels verschiebbar ist. Eine Nute 263, die in der Nähe des linken Endes des Ventilschiebers 262 ausgebildet ist, kann ein Verbindungsglied aufnehmen, das mit dem Steuerhebel verbunden ist.

Nimmt man nunmehr an, daß sich das von Hand einsteilba- re Ventil 260 in seiner N-Stellung befindet, dann ist, wie es · in Fig. 2 dargestellt ist, ein Öldurchgang 221 geschlossen, während die Öldurchgänge 222 und 227 geöffnet sind« Wenn das von Hand verstellbare Ventil 260 in seine L-Stellung verstellt, wird, so steht der Öldurchgang 221 mit dem Öldurchgang 222 in Verbindung, und der öldurchgang 227 ist wie in der in Fig. . 3 gezeigten DL-Stellung geöffnet. Jedoch ist eine Anordnung derart getroffen, daß die Magnetspule 280 nicht in der !-Stellung erregt wird. Wenn das von Hand verstellbare Ventil 260 in seine D-Stellung, oder genauer in seine DL-Stellung gebracht wird, steht die Oelleitung 221 mit der Oelleitung 222: in Verbindung und die Oelleitung 227 ist geöffnet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die DL-Stellung geht in die in Fig. 4 gezeigte DH-Stellung über, wenn die Magnetspule 280 in der DL-Stellung in einer Art und Weise erregt wird, wie es weiter unten be- · · schrieben werden soll. Wenn das von Hand verstellbare Ventil 260 in äeine R-Steilung, gebracht wird, steht der öldurchgang ' : 221 mit dem Öldurchgang 227 in Verbindung, und der öldurchgang 222 ist, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, geöffnet. Wenn das von Hand verstellbare Ventil 260 in seine P-Stellung gebracht wird, ist der öldurchgang 221 geschlossen,

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und die öldurchgänge 222 und 227 sind, wie es aus Fig. 2 ersichtlich, ist, geöffnet.

Das Schiebeventil 270 umfaßt ein Ventilgehäuse 271 und einen "Ventilschieber 272. Ein Ende oder das linke Ende des .Ventilschiebers 272 ist mit einem beweglichen Kern 283 der Magnetspule 280 verbunden. Wenn die Magnetspule 280 von keinem Strom durchflossen wird, wird der Ventilschieber 272 durch die Wirkung einer Jeder 279, die an dem anderen oder rechten Ende des Ventilschiebers 272 angreift, in seine rechte Stellung verschoben, so daß der Öldurehgang 222 mit einem Öldurchgang 224 in Verbindung steht und der Öldurchgang 223 geöffnet ist, wie es in Pig. 3 dargestellt ist. Wenn durch die Magnetspule 280 ein Strom fließt, wird der Magnetschieber 272 nach links gedrückt, so daß der öldurchgang 222 mit dem Öldurchgang 223 in Verbindung steht und der öldurchgang 228 geöffnet ist, wie es in Pig. 4 dargestellt ist. Wenn somit an dem öldurchgang 223 der hydraulische Betätigungsdruek auftritt, wird durch das Rückschlagventil 291 eine Verbindung zwischen den öldurchgängen 223 und 225 hergestellt, und der, Öldurchgang 227 wird verschlossen, wie es aus Pig. 4 zu ersehen ist. Auf .der anderen Seite wird, wenn der hydraulische Betätigungsdruek an dem öldurchgang 227 auftritt, durch das Rückschlagventil

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291 eine Verbindung zwischen den öldurchgängen 227 und 225 hergestellt, während der Öldurchgang 223 verschlossen wird, wie es aus Pig. 5 zu ersehen ist. Wenn der Öldurchgang 224 mit dem Druckmedium beaufschlagt wird, wird durch das Rückschlagventil 295 eine Verbindung zwischen den öldurchgängen • 224 und 226 hergestellt, während der Öldurchgang 227 versperrt wird, wie es aus Fig. 3 zu ersehen ist. Andererseits wird, wenn der Öldurchgang 227 mit Druckmedium beaufschlagt wird, durch das Rückschlagventil 295 eine Verbindung zwischen den öldurchgängen 227 und 226 hergestellt, während der Öldurchgang 224 verschlossen wird, was aus Fig. 5 zu ersehen ist.

Wenn ein Strom auf die Spule 282 der Magnetspule 280 ' gegeben wird, wird der bewegliche Kern 283 angezogen, so daß er sich nach links bewegt, während gleichzeitig der Ventilschieber 272 des Schiebeventils 270 in die Richtung und Stellung bewegt wird, wie sie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Der bewegliche Kern 283 wird durch die Kraft der Feder 279 wieder in-' seine rechte Stellung zurückgebracht, wenn der Strom durch die Spule abgeschaltet wird, und diese Stellung ist in Fig. 3 dargestellt. Obgleich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als vorzugsweises elektrisches Betätigungsglied die Magnetspule 280 dargestellt ist, kann dennoch irgendein anderes

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elektrisches Betätigungsglied verwandt werden, das ein elektrisches Signal in eine mechanische Verschiebung umwandelt, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Das Zahnradvorgelege 50 wird durch die Wirkung der oben beschriebenen hydraulischen Elemente in eine der Stellungen N, D, L, R bzw. P gebracht. Die Einzelheiten dieses Arbeitsvorganges sollen im folgenden beschrieben werden.

1.) N-Stellung

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird der hydraulische Betätigungsdruck durch das von Hand verstellbare Ventil 260 unterbrochen, und alle Betätigungsglieder einschließlich der vorderen Kupplung 20, der hinteren Kupplung 30 und der hinteren Bremse 50 befinden sich in ihrer ausgeschalteten Stellung und sind nicht in Betrieb. Die Welle 14 der Turbine 13 des Drehmomentwandlers kann sich somit frei drehen. D.h. das Fahrzeug steht still. In Fig. 2 wirkt in solchen Ölleitungen oder Öldurchgängen, die mit einer dicken, gestrichelten Linie versehen sind, der hydraulische Druck.

2.) D-Stellung

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In der D-Stellung sind zwei Betriebszustände möglich, d.h. der DL-Zustand und der DH-Zustand. Genauer gesagt, stellt der DL-Zustand den Betrieb im kleinen Gang dar, während der DH-Zustand den Betriebszustand im hohen Gang in der D-Stellung darstellt.

In dem DL-Zustand befindet sich der Ventilschieber des Schiebeventils 270 in seiner rechten Stellung, und der Ventilschieber 262 des von Hand verstellbaren Ventils 260 befindet sich in seiner D-Stellung,, wie es aus Pig. 3 zu ersehen ist. Die Ölleitungen 221, 222, 224 und 226 werden mit hydraulischem Betätigungsdruck beaufschlagt, so daß ein Druck auf die Vorderkupplung 20 und die hintere Bremse 40 ausgeübt wird, während die hintere Kupplung 30 ausgerückt bleibt, wodurch der kleine Gang eingeschaltet ist.

In dem DH-Be-triebszustand befindet sich der Ventilschieber 262 des von Hand verstellbaren Ventiles 260 in seiner D-Stellung, und der Ventilschieber 272 des Schiebeventils befindet sich (wegen des Stromes, der durch die Magnetspule 280 fließt) in seiner linken Stellung, wie es·aus Pig. 4 zu ersehen ist. Die Ölleitungen 221, 222, 223 und 225 sind mit hydraulischem Druck beaufschlagt, so daß der Druck auf die

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vordere Kupplung 20 und die hintere Kupplung 30 wirkt, während die hintere Bremse 40 ausgeschaltet ist, so daß in dem Zahnradvorgelege 50 der große Gang eingeschaltet ist.

3.) !-Stellung

In der !-Stellung in dem !-Betriebszustand befindet sich der Ventilschieber 262 des von Hand verstellbaren Ventils 260 in seiner !-Stellung, und der Ventilschieber 272 des Schiebeventils 270 befindet sich in seiner rechten Stellung. Es sind dieselben Ölleitungen wie in Pig. 3 mit hydraulischem Druck beaufschlagt, so daß der Druck auf die vordere Kupplung 20 und die hintere Bremse 40 wirkt, während die hintere Kupplung 30 ausgekuppelt ist, so daß sich das Zahnradvorgelege 50 in dem kleinen Gang befindete

4.) R-Stellung

Wie aus Pig. 5 zu ersehen ist, befindet sich in dem R-Betriebszustand der Ventilschieber 262 des von Hand betätigbaren Ventiles 260 in seiner R-Stellung, und der Ventilschieber 272 des Schiebeventils 270 nimmt seine rechte Stellung ein. Der hydraulische '"Druck wird auf die hintere Kupplung 30

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und die hintere Bremse 40 über die Ölleitungen 221, 227, 225 und 226 gegeben, und die vordere Kupplung 20 ist ausgerückt, wodurch der R-Betriebszustand eingestellt ist.

5.) P-Stellung

In dem P-Betriebszustand ist der Ventilschieber 262 des von Hand verstellbaren Ventiles 260 in seine P-Stellung : eingestellt, und der Ventilschieber 272 des Schiebeventils.270· befindet sich in seiner rechten Stellung. Wie bei dem N-Be- ■ triebszustand, der in Fig. 2 dargestellt ist, wird der hydraulische Druck durch den Ventilschieber 262 unterbrochen bzw. abgeschaltet, wodurch sich alle Betätigungsglieder in ihrer abgeschalteten bzw. ausgerückten Stellung befinden. Obgleich dies nicht besonders dargestellt ist, wirkt eine Parkvorrichtung, die entsprechend der P-Stellung des von Hand verstellbaren Ventils 260 betätigbar ist, dahingehend, daß sie die Abtriebswelle 56 mechanisch gegen irgendeine Drehung sichert bzw. sperrt, was allgemein bekannt ist.

Die Gangumsehaltung zwischen dem DH- und DL-Betriebszustand in der D-Stellung wird automatisch durch eine Erregung oder Entregung der Magnetspule 280 ausgeführt. Der Bereich der

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Ganguinschaltung, "bei dem an dem G-angumschaltpunlct die Magnetspule 280 erregt oder entregt wird, soll nachfolgend beschrieben werden.

Gangumschaltbereich

Die vorliegende Erfindung gleicht den bisher bekannten Kraftübertragungsanlagen insofern, als der Betriebszustand der Brennkraftmaschine durch die Öffnung Sq der Drosselklappe in dem Vergaser und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges durch die Umdrehungszahl N der Abtriebswelle 56, was bereits oben beschrieben wurde, gegeben wird.· Somit wird der für das Kraftfahrzeug erforderliche Gangumschaltpunkt durch die Größen dieser Paktoren bestimmt.

1.) Beschränkungen durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine

Bei einer Brennkraftmaschine ist es im allgemeinen schwierig, einen ruhigen Lauf bei einer Drehzahl unterhalb eines bestinuaten Grenzwertes aufrechtzuerhalten. Es ist deshalb unerwünscht, eine Umschaltung von dem kleinen zu dem großen Gang bei einer äußerst kleinen Drehzahl vorzunehmen.

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Der Gang muß deshalb bei einer Drehzahl gewechselt werden, die oberhalb eines kleinsten Wertes liegt, der von der besonderen Maschine abhängt. Mit anderen Worten, sollte der Gangumschaltbereich oberhalb einer bestimmten Drehzahl liegen. (In diesem Fall weist der Gangumschaltbereich eine untere Grenze auf, der. . von der Ausbildung bzw. der Art der Maschine abhängt.) Andererseits ist es, wenn das Getriebe von dem großen zu dem kleinen Gang umgeschaltet wird, erwünscht, daß das Fahrzeug so lange in dem großen Gang weiterfährt, bis im wesentlichen die kleinste mögliche Drehzahl in dem großen Gang erreicht ist. , Deshalb sollte der Gangumsehaltbereich in einem solchen Fall unterhalb einer Drehzahl liegen, die nicht zu groß ist. (In diesem Fall weist der Gangumsehaltbereich eine obere Grenze auf, die von der Art bzw. der Ausbildung der Maschine abhängt.)

2.) Beschränkungen durch die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit

Bei der Umschaltung des Getriebes für ein Fahrzeug , insbesondere ein Kraftfahrzeug, von dem kleinen zu dem großen Gang ist es unerwünscht, daß das Fahrzeug bei einer äußerst niedrigen Geschwindigkeit in dem großen Gang weiterfährt, da durch das Beschleunigungs- bzw. Gaspedal nicht die gewünschte

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Beschleunigung bzw. Verzögerung bewirkt werden kann. Deshalb sollte der G-arigumschaltbereich in diesem Falle oberhalb einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit liegen, die nicht zu niedrig ist. (In diesem Pail weist der Gangumschaltbereich eine untere Grenze auf, die von der Art und der Ausbildung des Kraftfahrzeugs •abhängt.) Umgekehrt ist es bei der Umschaltung des Getriebes von dem großen zu dem kleinen Gang erwünscht, daß das Getriebe so lange in dem großen Gang bleibt, bis eine niedrigst mögliche !Fahrzeuggeschwindigkeit, die mit dem großen Gang noch bewältigt werden kann, erreicht wird, da im allgemeinen in dem kleinen Gang unerwünschte Geräusche und Vibrationen auftreten. Deshalb sollte in diesem Fall der Gangumschaltbereich unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeit liegen, die nicht zu hoch ist. (In diesem Fall weist der Gangumschaltbereich eine obere [ Grenze auf, die von der Art und der Ausbildung des Fahrzeuges abhängt.)

3.) Beziehung zwischen der Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit

Der Punkt,an dem das Getriebe von dem großen in den kleinen Gang und von dem kleinen in den großen Gang geschaltet wird, wird als Gangumsehaltpunkt (Linie) bezeichnet. Der Gang-

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umsehaltpunkt (Linie) wird durch die Pahrzeuggeschwindigkeit und die· öffnung des, Drosselventils in dem Vergaser "bestimmt. Pig. 6a zeigt die Gangumsehaltpunkte, die aus den obigen Paktoren bestimmt wurden. In Pig. 6a stellt die senkrechte Achse die Öffnung Sq der Drosselklappe und die horizontale Achse • die Pahrzeuggeschwindigkeit V~ dar. Bei einer Drosseiklappen-. öffnung bis zu ungefähr 1/4 der vollen öffnung weist die Pahrzeuggeschwindigkeit an dem Gangumsehaltpunkt (Linie) in dem Pail des HinaufSchaltens 1 (es wird von dem kleinen in den großen Gang geschaltet) und an dem Gangumschaltpunkt (Linie) im Palle des Herunterschaltens 2 (es wird von dem großen Gang in den kleinen Gang geschaltet) einen festen Wert auf, der auf der oben beschriebenen Einschränkung auf Grund der Pahr- . Zeuggeschwindigkeit beruht, und die Pahrzeuggeschwindigkeit ist im wesentlichen unabhängig von der Öffnung der Drosselklappe. Wenn die öffnung der Drosselklappe 1/4 überschreitet und weiter vergrößert wird, bewegt sich der Gangumschaltpunkt fortschreitend zu der Seite höherer Geschwindigkeit hin. Wenn die Drosselklappenöffnung so weit vergrößert wird, daß sie .,.. nahezu 4 beträgt oder voll geöffnet ist, dann bewegt sich der ' Gangumsehaltpunkt abrupt zu der Seite höherer Geschwindigkeit hin und bei einer beliebigen weiteren Vergrößerung der Drosselklappenöffnung verändert sich nicht mehr die Pahrzeugge-

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schwindigkeit an dem Gangumschaltpunkt, so daß das Fahrzeug mit fester Geschwindigkeit weiterfährt. D.h. das Fahrzeug kann in dem kleinen Gang nicht schneller als 70 - 80 km/h fahren, was auf den oben beschriebenen Beschränkungen beruht,denei die Drehzahl der Maschine unterliegt. Y/ie man aus der Darstellung ersieht, tritt eine Hysterese zwischen dem Gangumsehaltpunkt (Linie) im Falle des Aufwärtsschaltens 1 und dem Gangumschaltpunkt (Linie) im Falle des Abwärtsschaltens 2 auf. Diese Hysterese ist notwendig, um einen häufigen Gangwechsel zu vermeiden, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, diein der Nähe des Gangumschaltpunktes (Linie) liegt, und um somit eine unstabile Fahrweise zu vermeiden.

Aus Fig. 6a geht hervor, daß, wenn während der Fahrt in dem großen Gang bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von weniger als 50 - 60 km/h eine augenblickliche Beschleunigung erforderlich-ist, das Gaspedal so weit durchgetreten werden muß, daß der Betriebspunkt über den Gangumsehaltpunkt (Linie) nach abwärts verschoben wird, so daß das Getriebe in den kleinen Gang umgeschaltet und somit die erforderliche Beschleunigung erhalten wird. Nachdem die gewünschte Beschleunigung erreicht wurde, kann der auf das Beschleunigungs- bzw. Gaspedal ausgeübte Druck leicht verringert werden, um das Ge-

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triebe wieder in den großen Gang zurückzuschalten. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 50 - 60 km/h ist, kann ein Herabschalten von dem großen in den kleinen Gang auf Grund des Durchtretens des Gaapedales nicht mehr erreicht werden.

Das Gangumsehaltdiagramm der elektronischen Steuer- . vorrichtung, wie es in Pig. 6b gezeigt ist, ist dem in Fig. 6a gezeigten Gangumsehaltdiagramm ähnlich. Genauer gesagt stellt in Fig. 6b die senkrechte Achse die Spannung Eq dar, die proportional der Drosselklappenöffnung ist, während die horizontale Achse die Spannung E darstellt, die proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist. Beim Aufwärtsschalten ■ wird die Geschwindigkeit' geändert, wenn diese Spannungen in einen Bereich 1 verschoben werden, der durch die Linien a, b, c und d begrenzt wird, während beim Abwärtsschalten der Gang dann gewechselt wird, wenn diese Spannungen in einen Bereich verschoben werden,' der durch die Linien a', b ·, c' und d¹ abgegrenzt wird. Drückt man den Verlauf der Linien a, b, c und d mathematisch aus, so erhält man die entsprechenden Gleichungen E_n = E_n1, E^ -.IE_n + Eq₁, Eq = E_Q2, und E_n = E_n2. Dann tritt eine Umschaltung von dem kleinen in den großen Gang auf, wenn die Bedingungen E_n1 Z. E_n, E₀-C kE_n + E_Q1, Bq-C E_q2 und E_n2<C E_n ¹erfüllt sind. Weiterhin soll angenommen werden,

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daß die Linien a¹ , b', c' und d¹ durch die entsprechenden Gleichungen E_n = E_{n 1},, Eq = L'E_n +Eq₁,, Eq = Eq₂ und E_n = E ρ ι ausgedrückt werden. Dann tritt eine Umschaltung von dem großen zu dem kleinen Gang dann auf, wenn die Bedingungen ^En1'^>En' ^Ee>^k'^En ^{+ Ε}Θ1 ' » ™^{ά Ε}β^>Εθ2' · ^En^^En2' ^er~ .füllt sind. Eine elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung bzw. Einhaltung der obigen Bedingungen weist einen äußerst komplizierten Aufbau auf.

Das größte Anliegen der vorliegenden Erfindung bestehtdarin, den Aufbau einer derartigen Vorrichtung zu vereinfachen, Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die in Pig» 6a gezeigten geneigten Linien durch stufenförmige Linien angenähert, die mehrere Knickpunkte aufweisen, wie es in Pig. 7 dargestellt ist. Die Linie 1 in Pig. 7 stellt den Gangumschaltpunkt (Linie) von dem kleinen zu dem hohen Gang dar, während die Linie 2 den Gangumsehaltpunkt (Linie) von dem hohen zu dem niedrigen Gang darstellt. Durch die oben genannte Näherung bekommt die elektronische Steuervorrichtung einen äußerst einfachen Aufbau, wie aus Pig. 8 zu ersehen ist. Bei der in Pig. - 7 gezeigten graphischen Darstellung stellt die senkrechte Ach- _t se die öffnung Sq der Drosselklappe dar, und der Gangumschaltpunkt (Linie) 1*weist mehrere Stufen auf, die den öffnungen

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^Sö(1)' ^Se(2)' "^β ' ^δθ(Ν) (^{wotei N} eine positive ganzzahlige Zahl ist) der Drosselklappe entsprechen. Die horizontale Achse stellt die Spannung E dar, die proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, und die Spannungen E₁, Ep, ... » (wobei N eine positive ganze Zahl ist) sollen proportional zu den Fahrzeuggeschwindigkeiten entsprechend den entsprechenden Öffnungen SqZ₁N, S_q/₂\, _e.. , Sgf-^) der Drosselklappe sein.

Hierin stellen S^ ^, Sq^₂N₁, ... , S_Q^ und E₁, E₂ Konstanten dar, die je nach dem in Fig. 7 gezeigten Gangumschaltschema "bestimmt werden.

Die Bedingungen, daß die Öffnung S_Q der Drosselklappe gleich SqZ₁N ist und daß die Spannung E_n, die der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, größer als E₁ ist oder mathematisch ausgedrückt E >" E₁, sind in einem Bereich A erfüllt. Die Bedingungen S_Q = S_Qz₂n" E ^> Ep sind in einem Bereich B erfüllt. Die Bereiche, die die Bedingungen S_Q = Sq/,ν und E >-E,, ... , Sq = SqCjtn und E ^> TL·* "befriedigen, "bewegen sich somit aufeinanderfolgend gegen die Seite des großen Ganges hin. Mit anderen Worten sind die Bedingungen E_n = E₁, E_n = E₂, ... ,* E_n = E_n entsprechend Sq = ^se(i)» ^se ^{= S}e(2)' ··· > Sq = Sq/jtn an dem Gangumschaltpunkt (Linie) 1 für die Aufwärtsschaltung erfüllt. Andererseits kann der Gangumschaltpunkt (Linie) 2 für die A"bwärtsschaltung dadurch erhalten

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werden, daß der Ausgang von einem Diskriminator in Pig. 8 zu dessen Eingang über einen Rückkapplungskreis rückgekoppelt wird. Im folgenden soll eine Ausführungsform für die elektronische Steuervorrichtung zur Durchführung der Gangumschaltung anhand der Gangumsehaltpunkte (Linien) 1 und 2, wie sie in Pig. 7 dargestellt sind, beschrieben werden.

Steuervorrichtung

In Pig. 8 enthält die Steuervorrichtung zur Steuerung der Gangumschaltung einen D-A Umsetzer 310, eine auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 320, einen Diskriminator 330, einen Rückkopplungskreis 340, einen Verstärker 350 und die Magnetspule 280. Die Steuervorrichtung kann, wenn sie über einen Schalter (nicht dargestellt) mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden ist, eine Steuerung ausführen, wenn sich der der'hydraulischen Betätigungsschaltung zugeordnete Steuerhebel in seiner D-Stellung befindet.

Die Ausgangssignalspannung S von der Einrichtung 70 zur Feststellung der Drehzahl der Abtriebswelle 56, wird über eine Leitung 311 auf den D-A Umsetzer gegeben. Der D-A Umsetzer 310 gibt ein elektrisches Signal E₁ das die Drehzahl

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der Antriebswelle 56 darstellt, über eine Leitung 312 ab. Die auf eine Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 320 liefert ein Aus gangs signal Ez₁ \, ^E(2·)' ^β * * ^{oder E}(w) entsprechend den Öffnungen Sa/^n, Sq^) > ··· oder Sq/jt\ der Drosselklappe in dem Vergaser. Das Ausgangssignal erscheint auf einer Leitung 321. Die Leitungen 312 und 321 und eine Ausgangsleitung von dem Rückkopplungskreis 34-0 sind mit entsprechenden Eingangsklemmen 333, 332 und 334 des Diskriminators 330 verbunden. In dem Diskriminator wird E mit Ε/^\ verglichen, und es wird ein Ausgangssignal "1" z.B. dann abgegeben, wenn ist. Wenn E ^ %(■§) ist, wird ein Aus gangs signal, abgegeben, das entgegengesetzt zu dem Signal ist, das dann abgegeben wird, wenn E^ E^\ ist. Der Rückkopplungskreis 340 erhält das Ausgangssignal von dem Diskriminator 330, das auf einer Leitung 331 erscheint, und er bewirkt eine Rückkopplung dieses Signals zu dem Eingang 334 des Diskriminators 330. Das Spannungssignal- von dem Diskriminator 330 wird dem Verstärker 350 über die Leitung 331 zugeführt, und der Verstärker 350 gibt über eine Leitung 351 ein Ausgangsspannungssignal ab. Die Leitung 351 ist mit der Magnetspule 280 verbunden, so daß das Ausgangssignal von dem Verstärker 350 der Magnetspule 280 zugeführt wird, um diese zu speisen. '

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Der D-A Umsetzer 310 wandelt das Wechselspannungssignal oder Digitalsignal S in. ein Gleichspannungssignal oder Analogsignal um. Der D-A Umsetzer 310 weist einen Aufbau auf, wie er in Fig. 10 dargestellt ist. Das Eingangsspannungssignal S wird über die Leitung 311 einem Verstärker 313 zugeführt, • durch den die Amplitude des Signals vergrößert wird. Ein Amplitudenbegrenzer 314 begrenzt die Amplitude des Signals auf einen festen Wert,, Ein Prequenzfeststell-, Gleichrichter- und Verstärkerkreis 315 wandelt die Wechselspannung in eine Gleichspannung um, die sodann über die leitung 312 abgegeben wird. Die in der Schaltung 310 auftretenden Spannungswellenformen sind in den Pig. 11a - 11c dargestellt. Pig. 11a zeigt die Wellenform der Spannung S, und diese Wellenform wird auch nach der Verstärkung dieser Wellenform beibehalten. Pig. 11b zeigt die Wellenform des an dem Ausgang des Amplitudenbegrenzers auftretenden Signals. Pig. 11c zeigt die Wellenform des Ausganges E des Frequenzfeststell-, Gleichrichter- und Verstärkerkreises 315, und der Ausgang E stellt eine Analogspannung dar, die proportional der Drehzahl der Abtriebswelle 56 ist.

Die auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 320 weist einen Aufbau a'ai% wie er in Pig. 12 dargestellt

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ist. Mit dem Bezugszeichen 322 ist ein Mehrkontaktschalter "bezeichnet, der auf. die Stellung der Drosselklappe in dem Vergaser anspricht, und dieser Schalter weist einen beweglichen Kontakt 323 und mehrere feststehende Kontakte 324» 325, 326, 327, 328 und 329 auf. Der Schalter 322 ist so ausgebil-

. det, daß der "bewegliche Kontakt 323 aufeinanderfolgend außer Kontakt mit den feststehenden Kontakten 324, 325, 326, 327, 328 und 329 kommt, wenn die Öffnung Sq der Drosselklappe aufeinanderfolgend auf die Werte Sq^n, SqZ₂X, ^sq(3)» ^sö(4)' Sq/cn und Sg/g\ vergrößert wird. Der "bewegliche Kontakt 323 ist geerdet. Die feststehenden Kontakte 324, 325, 326, 327, 328 und 329 sind an einem Ende mit jeweils einem veränderlichen Widerstand 324', 325', 326«, 327', 328' und 329' verbunden, und ein Ende eines veränderlichen Widerstandes 330' ist geerdet. Die veränderlichen Widerstände 324' - 330* sind jeweils an ihrem anderen Ende über die Leitung 321 miteinander verbunden. Ein Widerstand 331' ist an einem Ende mit der Leitung 321 verbunden, und eine feste Spannung E ist an das andere Ende des Widerstandes 331^f angelegt. Der veränderliche Widerstand 330' ist so eingestellt, daß die Spannung E/^\ auf · der Leitung 321 erscheint, wenn Sq = Sq(H) entsprechend der vollständigen Öffnung der Drosselklappe in dem Vergaser ist.

Wenn sodann die Drosselklappenöffnung S_Q auf S^/gy verringert

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wird, steht der bewegliche Kontakt 323 lediglich mit dem fest stehenden Kontakt 329 in Eingriff. Der veränderliche Widerstand 329' ist so eingestellt, daß der auf der Leitung 321 bei einer derartigen Stellung des Schalters 322 erscheinende

■n // τ?
Ausgang gegeben wird durch 6 '' 7 .E = E//-\, worin R,

R₆ // R₇ + R

'Rg und R~ die Widerstandswerte des Widerstandes 331, des veränderlichen Widerstandes 329' bzw. des veränderlichen Widerstandes 330' darstellen, und Rg//R„ den Widerstandswert angibt, der sich ergibt, wenn die veränderlichen Widerstände 329' und 330' in der Schaltung parallel zueinander geschaltet werden. Der veränderliche Widerstand 328· ist so eingestellt, daß der auf der Leitung 321 entsprechend der Drosselklappenöffnung Sq/c\ erscheinende Ausgang E/r\ gegeben wird durch

R7//R6//R5 _{β E s} E_rRx, worin R/_rn der Widerstandswert R₇//R₆//R₅ + R ^* ^

des veränderlichen Widerstandes 328* ist. In ähnlicher Weise sind die veränderlichen Widerstände 327', 326», 325' und 324' so eingestellt, daß die auf der Leitung 321 entsprechend den Drosselklappenöffnungen Sq/,w Sq/,\, ^a(p) ^¹¹^· ^eM) ^er~ scheinenden Ausgänge gleich Ef₄), ^(3)» ^E(2) ^^zw· ^EM) ^sind· Somit erscheinen auf der Leitung 32t, die Spannungen E/-^\, E/pN, E/,\, E/ ,\, ^E(5)' ^E(6) ^¹¹^ ^E(7)' ^entsP^rechend einer Drosselklappenöffnung Sq von S₆^₁ y ^sq(2)» ^Se(3)' ^S0(4)^{f δ}θ(5)' Sq/r\ bzw. Sq/γw Mit anderen Worten erscheint auf der Lei-

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tung 321 in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung eine stufenförmige Signalspannung Ev^y (N = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). ' Der Schalter 322 ist mit sechs feststehenden Kontakten dargestellt. Natürlich können beliebig viele feststehende Kontakte verwandt werden, um eine bessere Annäherung zu erreichen, da 'die in Pig. 6a gezeigten Gangumsehaltpunkte (Linien) besser durch eine zunehmende Zahl von Stufen in den Gangumsehalt-punkten (Linien), wie sie in Pig. 7 dargestellt sind, angenähert werden können. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch die Zahl der feststehenden Kontakte auf sechs begrenzt, da sich aus der Anordnung von einer größeren Anzahl feststehender Kontakte höhere Kosten ergeben.

Der Diskriminator-330 und der Rückkopplungskreis 340 haben den in Pig. 13 gezeigten Aufbau. Der Diskriminator 330 enthält einen Komparator 335 von der Art, wie er unter der Bezeichnung upc 71 von der Pirma Nippon Electric Company, Ltd. oder unter der Bezeichnung SN72710N von der Pirma Texas Instruments Company, Ltd. verkauft wird. Ein Eingangswiderstand 336 ist an einem Ende mit einer Eingangsklemme 335a des Vergleichskreises 335 und an dem anderen Ende mit dem beweglichen Arm eines veränderlichen Widerstandes 337 verbunden. Der veränderliche Widerstand 337 ist über die Eingangsklemmen

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. - 41 -■

333 und 334 des Diskriminator 330 geschaltet. Ein Widerstand 338 ist an einem Ende mit dem beweglichen Arm eines veränderlichen Widerstandes 339 und an seinem anderen Ende mit einer Eingangsklemme 335t» des Komparators 335 verbunden. Der veränderliche Widerstand 339 ist an einem Ende mit der •Eingangsklemme 332 des Diskriminators 330 und mit seinem anderen Ende mit Masse verbunden. Die Klemmen 335c, 335d und 335e der Vergleichsschaltung 335 verbinden diese Schaltung 335 mit der positiven Klemme einer Spannungsquelle, mit Masse bzw. der negativen Klemme der Spannungsquelle. Ein npn Transistor 341 ist an seinem Emitter geerdet, und seine Basis ist mit einem Ende eines Widerstandes 342 und sein Kollektor mit einem anderen npn Transistor 344 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 342 ist mit der Spannungsquelle Vq(V) verbunden. Die Basis des Transistors 344 ist mit der Ausgangsleitung des Komparators 330 über einen Widerstand 345 verbunden, während der Emitter desselben Transistors geerdet ist.

Während des Betriebes befindet sich, wenn man annimmt, daß keine Spannung oder "Null" auf der Ausgangsleitung 331 erscheint, wenn kein Signal auf die Eingangsklemmen 332, und 334 gegeben wird, der Transistor 344 des Rückkopplungskreises 340 im leitenden Zustand _t während sich der Transistor

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341 dementsprechend im nichtleitenden Zustand befindet, so daß die Eingangsklemme-334 des !Comparators 330 geerdet ist. Wenn ein Signal Έ/jjN (N = 1, 2, 3, ...) und ein Signal E auf die entsprechenden Eingangskiemmen 332 und 333 des Diskrirainators 330 gegeben werden, erscheint an dem beweglichen Arm des ver-

•änderlichen Widerstandes 337 eine Spannung E ' = ^— ■ · E„ ,

^{n K}a ^{+ K}b

worin R den Widerstandsv/ert zwischen der Eingangsklemme 333 a

und dem beweglichen Arm des veränderlichen Widerstandes 337,. R^ den Widerstandswert zwischen dem beweglichen Arm des veränderlichen Widerstandes 337 und dem Kollektor des Transistors 341 in dem Rückkopplungskreis 340, und R den Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 343 bedeutet. An dem beweglichen Arm des veränderlichen Widerstandes 339 erscheint eine Spannung E/^n¹, die gegeben wird durch

Rg -n

5 ;—5 : * (N), worin R-, den Widerstandswert zwischen dem

^Rd ^{+ R}e ■

beweglichen Arm des veränderlichen Widerstandes 339 und der Eingangsklemme 332, und R_Q den Widerstandswert zwischen dem beweglichen Arm und Masse bedeutet,,

Die Spannung E· wird über den Widerstand 336 auf die Klemme 335a gegeben, und die Spannung Β/·«-\ · wird über den Widerstand 338 an die Klemme 335b angelegt. Die Vergleichsschaltung 335 vergleicht E/^¹- mit E_n'. Wenn E_n' - E

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positiv ist, wird von der Vergleichsschaltung 335 über die Leitung 331 das Signal "1" abgegeben, während, wenn E_n ¹ negativ ist, von der Vergleichsschaltung 335 das Signal

"Null" oder kein Aus gangs signal abgegeben wird. Da E ' - E/,_T\ ·

RTJ η ^ in )

be
= «——r=— . E - ^—'' · E/,_T\ ist, können die veränderli-

^Ra ^{+ R}b ^{n K}d ⁺ - e ^UN;
' chen Widerstände 337 und 339 so eingestellt werden, daß

^Rb ^Re
S₃—=— = = ^- = a ist, wodurch sich die Beziehung E ' -

^Ra^+Rb ^Rd ^{+ R}e · ⁿ

E/jjx · = aE - ^aE(w) ergibt. Dementsprechend ist ein Vergleich von E/jtn¹ ^i"t ^E _n*> ^{ob E}n' ~ ^iK)' P^{osi-t;iv od}er negativ ist, äquivalent mit dem Vergleich von E/j,\ mit E in Bezug auf die Tatsache, ob E - E/jj> positiv oder negativ ist. Die Widerstände 336 und 338 sind Schutzwiderstände, die die Vergleichs-" schaltung 335 vor großen Eingängen schützen, die eventuell an den Eingangskieminen auftreten können. Die Vergleichsschaltung 335 kann aus einem Differentialverstärker und einer Zener-Diode oder einem Schmitt-Kreis aufgebaut sein.

Wenn auf Grund der Tatsache, daß" E ' - E/^\'^> 0 ist,

auf der Ausgangsleitung 331 des Diskriminators 330 ein Signal "1" oder eine Ausgangsspannung auftritt, wird über den Widerstand 345 in dem Rückkopplungskreis 340 der Basis des Transistors 344 ein Basisatroia zugeführt, um den Transistor 344 einzuschalten und dementsprechend den Transistor 341 auszu-

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schalten. Demnach wird, wenn man annimmt, daß der 'Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 343 R_ beträgt, das Potential an dem veränderlichen Widerstand 343 gegeben durch

^Rb ^{+ R}o ■ '

E " = w—^₅— . E . Andererseits erscheint, wenn E„ all-

^{n R}a ^{+ R}b ^{+ R}c ⁿ .

mählich verringert wird, auf der Ausgangsleitung 331 des Kom-•parators 335 das Signal "0". Dies tritt nicht auf, wenn E_n' ist, sondern wenn E ' +M- E^x'^-O ist, worin M

eine Konstante darstellt, die gegeben wird durch E " -E-¹ = R, + R R.

^{D c 0}E- «—5-B- .LsM. Das bedeutet, daß das ·

^Ra ^{+ R}b ^{+ R}c · ^{n R}a ^{+ R}b ⁿ

Signal "O" dann abgegeben wird, wenn E_n + M - E/jjn^-O ist Daraus ist zu ersehen, daß das Signal "1" auf der Ausgangsleitung 331 des Diskriminator 330 auftritt, wenn E_n so groß ist, daß die Beziehung .E_n^" E^\ gilt, und das Signal "0" erscheint auf der Ausgangsleitung 331, wenn E so weit verrin-

M jS

gert ist, daß die Beziehung E + -g - Έ/^\"=: 0 anstatt der Beziehung E_n - E/jj\-=SO gilt. Dies ist in Pig. 7 dargestellt, aus der zu ersehen ist, daß der Gangumschaltpunkt (Linie) 1 um ^ entlang der horizontalen Achse E nach links verschoben ist, um den Gangumschaltpunkt (Linie) 2 zu.erhalten. Der Rückkopplungskreis 340 wirkt so, daß er die oben angegebene Operation einer Parallelverschiebung des Gangumschaltpunktes (Linie) um ^ ausführt.

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Der Verstärker 350 besteht aus einem herkömmlichen Ver stärker und seine einzige Punktion "besteht darin, das Ausgangssignal von dem Diskriminator 330 zu verstärken, um die Magnetspule 280 zu speisen. Der Verstärker 350 ist dann nicht notwendig, wenn das Ausgangssignal von dem Diskriminator die Magnetspule 280 in ausreichendem Maße speisen kann. Die Magnetspule 280 ist an sich "bekannt, und eine besondere Beschreibung erscheint deshalb überflüssig. Natürlich kann eine alternative Schaltanordnung in der Art verwandt werden, daß ein Signal "1" von dem Diskriminator 330 auf der Ausgangsleitung 331 abgegeben wird, wenn E - Έ/π\-^0 ist, während das Signal "0" auf der Ausgangsleitung 331 dann erscheint, wenn E_n - Έ/γτ\^>0 ist, wobei die Magnetspule 280 dann gespeist bzw. erregt wird, wenn auf der Ausgangsleitung 331 das Signal ' "0" erscheint. Obgleich sich das oben beschriebene Ausführungsbeispiel auf den Pail bezieht, bei dem der Rückkopplungskreis 340 so wirkt, daß das Potential an der Eingangsklemme 335a verändert wird, kann dasselbe Ergebnis dadurch erhalten werden, daß das Potential an der Eingangsklemme 335b entgegengesetzt zu der Änderung des Potentials an der Eingangsklemme 335a verändert wird.

Der D-A Umsetzer 310 ist so aufgebaut, daß auf der Aus-

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gangsleitung 312 eine allmählich ansteigende positive Spannung auftritt, wenn die ^an der Eingangsleitung 311 liegende Frequenz, und somit die FahrZeuggeschwindigkeit, sich erhöht. Die Ausgangsleitung 321 der auf die Drosselklappenöffnung anspre- . chenden Schaltung 320 kann mit der Ausgangsleitung 312 des .Digital-Analog Umsetzers 320 verbunden sein, und die Eingangsklemme 332 des Diskriminators, die mit der Ausgangsleitung 321. der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung 320 verbunden ist, kann mit Masse oder einer Spannungsquelle mit fester Spannung verbunden sein, um einen Null-Abgleich zu er- . halten. Die auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 320 kann so aufgebaut sein, daß der Widerstand zwischen ihrem Ausgang und Masse verringert wird, wenn die öffnung der Drosselklappe vergrößert wird. Obgleich in der obigen Beschreibung lediglich auf den Fall Bezug genommen wurde, daß positive. Signale auf.die beiden Eingangskiemmen 332 und 333 des Diskriminators 330 gegeben werden, können dennoch natürlich auch irgendwelche anderen Signale, die mit einander verglichen werden können, auf diese Eingangsklemmen gegeben werden. Aus der vorhergehenden Beschreibung der hydraulischen Betätigungs- ' schaltung geht gleichfalls hervor, daß das Getriebe in den großen Gang umgeschaltet, wird, wenn die Magnetspule 280 erregt wird, und daß das Getriebe in den kleinen Gang umgeschal-

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- 47 -tet wird, wenn die Magnetspule 280 entregt wird.

Obgleich die vorliegende Erfindung lediglich anhand eines selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes beschrieben wurde, so ist doch leicht einzusehen, daß die Erfindung ebensogut auch auf ein selbsttätig schaltendes 3-Gang Übersetzungsgetriebe oder auf ein selbsttätig schaltendes Mehrgang-Übersetzungsgetriebe angewandt werden kann..In einem solchen Fall kann gleichfalls eine Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Berechnung der öffnung der Drosselklappe in ähnlicher Weise durchgeführt werden, und diese Signale können dazu verwandt werden, eine Magnetspule oder Magnetspulen zu erregen oder zu entregen, um ein oder mehrere Schiebeventile (die dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie das Schiebeventil 270 haben) mit Hilfe einer oder mehrerer Magnetspulen zu verschieben (die dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die Magnetspule 280 haben), so daß die Einstellung des Getriebes von dem kleinen zu dem großen Gang, d.h. von dem ersten zu dem zweiten Gang, von dem zweiten zu dem dritten Gang usw. verändert werden kann, und daß die Getriebestellung von dem großen zu dem kleinen Gang verändert werden kann, d.h. von dem zweiten zu dem ersten Gang, von dem dritten zu dem zweiten Gang usw. Es dürfte offensichtlich sein, daß ein derartiges Kraftüber-

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tragungssystem gleichfalls in den Rahmen der vorliegenden Er- ' findung fällt.

Hydraulische Betatigungsschaltung'eines selbsttätig schaltenden 3-G-ang Übersetzungsgetriebes

Ein selbsttätig schaltendes 3-Gang Übersetzungsgetriebe kann dadurch gebildet werden, daß eine vordere Bremse 60 an der Kupplungstrommel 31 der hinteren Kupplung 30 in dem selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebe angebracht wird, wie es in Pig. 1 dargestellt ist.

Zahnräder für die drei Vorwärtsgänge können dadurch miteinander in Eingriff gebracht werden, daß die vordere Kupplung 20, die hintere Kupplung 30 und die hintere Bremse 40, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, mit der vorderen Bremse 60 kombiniert werden, und daß diese Elemente entsprechend der folgenden Tabelle betätigt werden:

0 Π 9 8 3 7' / 1 2 £ Δ

	Rückwärts R	vordere Kupplung 20	hintere Kupplung 30	vordere Brems e 60	hintere ■ Bremse 40
	1. Gang 1	-	betätigt	-	t betätigt
to -P :cö· ο j>	2. Gang DI	betätigt	-	-	betätigt
	3. Gang DH	betätigt	-	betätigt	-
	betätigt	betätigt		- "

Eine hydraulische Betatigungsschaltung, wie sie vorzugsweise bei einem selbsttätig schaltenden Übersetzungsgetriebe der oben beschriebenen Art verwandt wird, ist in Fig. 14 dargestellt. Fig. 14 zeigt die hydraulische Betätigungs- ". schaltung in einer Stellung des 2. Gangs Dl. Die in dieser Figur gezeigte vordere Kupplung 20, hintere Kupplung 30 und hintere Bremse 40 sind den entsprechenden Teilen in den Fig. 1 und 2 ähnlich. Eine vordere Bremse 60 enthält einen Bremskolben 61,.ein Bremsgestänge 62, ein Bremsband 63, eine Rück-' holfeder 64 und einen Bremszylinder 65. Wenn die vordere Bremse 60 mit einem hydraulischen Betätigungsdruck beaufschlagt wird, wird das Bremsband 63 betätigt, so daß das zweite Sonnenrad 57 des Zahnradvorgeleges 50 festgelegt wird.

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In Pig. 14 führt eine Ölleitung 221 zu einem von Hand betätigbaren Ventil 1260, und diese Leitung ist in zwei Zweigleitungen unterteilt. Eine Ölleitung 1222 führt von dem von Hand betätigbaren Ventil 1260 weg und ist in zwei Zweigleitungen unterteilt, von denen eine mit einem ersten Schiebe-. ventil 1270 in Verbindung steht. Eine Ölleitung 1223 führt von dem ersten Schiebeventil 1270 weg und ist in zwei Zweigleitungen unterteilt, von denen eine direkt mit dem Bremszylinder 65 der vorderen Bremse 60 in Verbindung steht, während die andere Zweigleitung mit einem zweiten Schiebeventil 1290 verbunden ist. Eine Ölleitung 1301 führt von dem zweiten Schiebeventil 1290 weg und ist in zwei Zweigleitungen unterteilt, die mit der hinteren Kupplung 30 bzw. dem Bremszylinder 65 der vorderen Bremse 60 in Verbindung stehen. Das erste Schiebeventil 1270 weist einen Ventilschieber 1272 auf, dem eine Magnetspule 1280 zugeordnet ist. Das zweite Schiebeventil 1290 weist einen Ventilschieber 1292 auf, dem eine Magnetspule I3OO zugeordnet ist. Wenn diese beiden Magnetspulen in der in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Weise erregt werden, lassen sich die Zahnräder derart miteinander in Ein--¹^ griff bringen, daß der erste, zweite bzw. dritte Gang eingeschaltet wird:

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: Magnetspule 1280 ·■ Magnetspule 1300 !

1. Gang· j . -

i '

2. Gang ! erregt !

i ^!

3. Gang ι erregt > erregt

Wenn die Magnetspule 1280 erregt wird, verschiebt diese den Ventilschieber 1272 des ersten Schiebeventils 1270 in Fig. 14 nach links, wodurch die Ölleitungen 1222 und 1223 miteinander verbunden werden. Bei einer Entregung des Magnetventils 1280 wird der Ventilschieber 1272 in die rechte Stellung in Fig. 14 zurückgebracht, wodurch die Verbindung zwischen den Ölleitungen 1222 und 1223 unterbrochen wird und eine Verbindung zwischen den Ölleitungen 1222 und 1227 hergestellt wird. Das zweite Schiebeventil 1290 unterbricht die Verbindung zwischen den Ölleitungen 1223 und 1301, wenn sein Ventilschieber 1292 sich in der dargestellten Stellung befindet. Bei einer Erregung der Magnetspule 1300 wird der Ventilschieber 1292 in Fig. 14 nach links verschoben, so daß eine Verbindung zwischen den Ölleitungen 1223 und 1301 hergestellt wird. Im folgenden soll der Ganguinschaltbereich und der Aufbau der Steuervorrichtung beschrieben werden, wenn die vorliegende Erfindung auf

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ein derartiges selbsttätig schaltendes 3-G-ang Übersetzungsgetriebe angewandt wird. ·

Gangumschaltbereich des selbsttätig schaltenden 3-Gang Übersetzungsgetriebes

Der Gangumschaltbereich unterliegt im Falle des selbsttätig schaltenden 3-Gang Übersetzungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung wie bei dem Fall des selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes, wie es oben beschrieben wurde, Beschränkungen auf Grund der Drehzahl der Maschine und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges„ Die einzeln nen praktisch durchführbaren Werte unterscheiden sich jedoch von den vorherigen Werten. Ein Beispiel für derartige Werte ist in Fig. 15 angegeben, in der die senkrechte Achse die Öffnung Sq der Drosselklappe und die horizontale Achse die Geschwindigkeit des Fahrzeuges V_g angibt. In Fig. 15 sind mit den Bezugszeichen 1, 1', 2 und 2' ein Gangumsehalt-. punkt (Linie) von dem unteren zu dem zweiten Gang, ein Gangumschal tpunkt (Linie) von dem zweiten zu dem unteren Gang, ein Gangumaehaltpunkt (Linie) von dem zweiten zu dem höchsten Gang, bzw. ein Gangumsehaltpunkt (Linie) von dem obersten zu • dem zweiten-Gang bezeichnet.

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Die Steuervorrichtung enthält eine zusätzliche Anordnung aus Diskriminator, Rückkoppelkreis, Verstärker und Magnetspule, im Vergleich zu der Steuervorrichtung im PalIe eines selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes. Im folgenden soll der Aufbau und die Betriebsweise der Steuervorrichtung kurz anhand der Pig. 16 und 17 beschrieben werden.

Die Steuervorrichtung zur Bestimmung des Gangumsehaltpunktes (Linie) des selbsttätig schaltenden 3-G-ang Übersetzungsgetriebes hat einen Aufbau, wie er in Pig. 16 dargestellt ist, und dieser Aufbau umfaßt einen D-A Umsetzer 1310 zur Analogumsetzung der Drehzahl der Abtriebswelle, die die Pahrzeuggeschwindigkeit darstellt, in eine Spannung, eine auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 1320 zur Erzeugung einer Spannung, die die Öffnung der Drosselklappe darstellt, zwei Diskriminatoren 1330 und 1430, zwei Rückkopplungskreise 1340 und 1440, zwei Verstärker 1350 und 1450, und zwei Magnetspulen 1280 und 1300. Diese Elemente sind im wesentlichen den Elementen gleich, die bei dem selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebe verwandt wurden, wie es oben beschrieben ist. In Pig» 17 ist der D-A Umsetzer 1310 insofern ähnlich dem in Pig. 8 gezeigten D-A Um-

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setzer, als ein Eingang, der von der Anordnung bestehend aus der gezahnten"Scheibe 72, dem permanenten Magneten 101 und der auf den Magneten 101 gewickelten Spule 102, wie sie in den Pig. 9a, 9b gezeigt ist, erhalten wird, durch die Kombination eines Verstärkers 313, eines Amplitudenbe-' grenzers 314. und eines Frequenzfeststeil=, Gleichrichterund Verstärkerkreises 315» die den in Fig. 10 gezeigten Einrichtungen gleich sind,, in eine Spannung umgesetzt wird. Der D-A Umsetzer 1310 unterscheidet sich jedoch von dem in Pig. 8 gezeigten D-A Umsetzer 310 insofern, als er zwei Ausgänge E. und Ep abgibt. Wie aus Pig. 17 zu ersehen ist, sind veränderliche Widerstände 1314 und 1315 mit ihrem einen Ende mit der Ausgangsklemme des Frequenzfeststeil-, Gleichrichter- und Verstärkerkreises 315 und mit ihrem anderen Ende mit Masse verbunden. Die beweglichen Abgreif^er der veränderlichen Widerstände 1314 und 1315 sind mit den Ausgangsleitungen 1312 bzw. 1313 des D-A Umsetzers 1310 verbunden.

Die auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 1320 enthält einen Schalter, veränderliche Widerstände und einen Widerstand, die dem Schalter 322, den veränderlichen Widerständen 324', 325', 326», 327', 328·,

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329' und 330' und dem Widerstand 331, wie sie in Fig. 12 gezeigt sind, ähnlich sind. Die Diskriminatoren 1330 und 1340 sind die gleichen wie der in Fig. 8 gezeigte Diskriminator 330, Die Rückkopplungskreise 1340 und 144-0, die Verstärker 1350 und 1450 und die Magnetspulen 1280 und 1300 sind vollständig • gleich dem Rückkopplungskreis 340, dem Verstärker 350 bzw. der Magnetspule 280, wie sie in.Fig. 8 dargestellt sind. Die Eingangsleitung 311 des D-A Umsetzers 1310 ist mit der Ausgangsklemme 103 des Drehzahlmessers 70 verbunden. Die Ausgangsleitungen 1312 und 1313 sind mit einer Eingangsklemme 1333 des Diskriminators 1330 bzw. einer Eingangski einme 1433 des Diskriminators 1430 verbunden. Die Ausgangsleitung 1321 der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung 1320 ist mit einer Eingangskiemme 1332 des Diskriminators 1330 und einer Eingangsklemme 1432- des Diskriminators 1430 verbunden. Die Ausgangsleitung 1331 des Diskriminators 1330 ist mit den Eingangsklemmen des Verstärkers 1350 und des Rückkopplungskreises 1340 verbunden. Die Ausgangsleitung des Rückkopplungskreises 1340 ist mit einer Eingangsklemme 1334 des Diskriminators 1330 verbunden. Die Ausgangsleitung 1351 des Verstärkers 1350 ist mit der Eingangsklemme der Magnetspule 1280 verbunden. Die Ausgangsleitung 1431 des Diskriminators 143O ist mit den Eingangs-

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klemmen des Verstärkers 1450 und des Rückkopplungskreises 1440 verbunden. Die Ausgan-gsleitung" des Rückkopplungskreises 1440 ist mit einer Eingangsklemme 1434 des Diakriminators 1430 verbunden. Die Ausgangsleitung 1451 des Verstärkers 1450 ist mit der Eingangsklemme der Magnetspule 1300 verbunden.

Während des Betriebes wird ein Signal, das von dem Drehzahlmesser 72 abgegeben wird, der auf der Abtriebswelle befestigt ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, über die Leitung 311 dem Digital-Analog Umsetzer 1310 zugeführt. Dieses Signal· läuft durch den Verstärker 313 und den Amplitudenbegrenzer 314 und erscheint ebenso wie im Falle " des oben beschriebenen selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes als Spannung E am Ausgang des Frequenzfes ts teil- und Gleichrichterkreises 315. Diese Spannung liegt an den veränderlichen Widerständen 1314 und 1315 an, so daß eine Spannung von ~2 . E„ = HE„ (H = ^), worin R.

A A

A A

den Widerstandswert an dem veränderlichen Widerstand 1314 und R-n den Widerstandswert zwischen dem beweglichen Abgreifer des Widerstandes 1314 und Erde darstellt, an dem beweglichen Abgreifer des veränderlichen Widerstandes 1314 erscheint, während an dem beweglichen Abgreifer des veränder-

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lichen Widerstandes 1315 eine Spannung auftritt, die gege-

• V R-R¹

ben wird durch ~τ · K = H¹E^ (H¹ = π·) > worin R ' den

"j^ η η a^ ■ λ

Widerstandswert an dem veränderlichen Widerstand 1315 und R-g¹ den Widerstandswert zwischen dem "beweglichen Abgreifer des Widerstandes 1315 und .Masse darstellt.

In Pig. 16 gibt die auf die ,Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung 1320 ein stufenförmiges Spannungssignal B/jjN (N = 1, 2, 3, .....) ab, das von der Öffnung S_Q der Drosselklappe in dem Vergaser abhängt, ebenso wie es bei dem 2-Gang Übersetzungsgetriebe der Pail war. Der Diskriminator 1330 stellt die Differenz zwischen dem Ausgang kE von dem D-A Umsetzer 1310 und dem Ausgang E/„χ (N =1,2,

3, ) von der auf die Drosselöffnung ansprechenden

Schaltung 1320 fest, womit die Peststellung verbunden ist, ob HE_n - E/jj\ größer oder kleiner als Null ist. Die Werte von H und Ε/,,χ sind so gewählt, daß für den Gangumschaltpunkt (linie) 1 in Pig. 15, an dem der Gang von dem unteren Ende in den zweiten Gang, d«,h. von dem ersten in den zweiten Gang geschaltet wird, die Beziehung HE - E/„\ = 0 - gilt. In diesem Pail weist E/^x sieben verschiedene Werte auf. Sobald die BeziehungHE - E/_N^^>0 gilt, wird von dem Diskriminator 1330 ein Spannungssignal abgegeben,

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das auf der Aus gangs leitung 1331 erscheint.. Dieses Signal wird durch den Verstärker 1350 verstärkt, um die Magnetspule 1280 zu speisen. Der Gangumschaltpunkt (Linie) 1·' von dem zweiten zu dem ersten Gang wird wie bei dem oben beschriebenen selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebe, durch den Rückkopplungskreis 1340 gegeben. An diesem Punkt wird die Magnetspule 1280 entregt.

Der Diskriminator 1430 stellt die Differenz zwischen dem Ausgang H¹E von dem D-A Umsetzer 1310 und dem Ausgang E/jjn (N = 1, 2, 3, ) von der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung 1320 und somit gleichzeitig fest,, ob H¹E_n - E/jjn größer oder kleiner als Null ist. Der Wert für k¹ ist so gewählt, daß an dem Gangumschaltpunkt (linie) 2 in Pig. 15, an dem das Getriebe von dem zweiten in den oberen Gang, d.h. von dem zweiten in den dritten Gang geschaltet wird, die Beziehung H'E - Ε/»τ\ = 0 gilt. In diesem Falle ist es notwendig, den Gangumschaltpunkt (Linie) 2 derart an den idealen Gangumschaltpunkt (Linie) anzunähern, daß an dem Gangumschaltpunkt (Linie) 2 nur durch Einstellung von H¹ die Beziehung H¹E - E/„\ = O gilt. Somit wird, sobald die Beziehung H¹E_n - E/^^O erreicht wird, von dem Diskriminator 1430 ein Spannungssignal abge-

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geben, das auf der Ausgangsleitung 1431 erscheint. Dieses Signal wird durch den Verstärker 1450 verstärkt, um die Magnetspule 13OO zu erregen. Der Gangumschaltpunkt (Linie) 2' von den dritten zu dem zweiten Gang wird wie in dem Falle des oben beschriebenen selbsttätig schaltenden 2-Gang Übersetzungsgetriebes durch den Rückkopplungskreis 1440 gegeben. An diesem Punkt wird die Magnetspule 13OO entregt.

Wenn diese beiden Magnetspulen entsprechend der Aufstellung in der folgenden Tabelle erregt oder entregt werden, können die Zahnräder für den ersten, zweiten und dritten Gang, d.h. für den unteren, zweiten und oberen Gang durch die Betätigung der hydraulischen Betätigungsschaltung in dem selbsttätig schaltenden 3-Gang Übersetzungsgetriebe in Eingriff miteinander gebracht werden:

unterer Gang
zweiter Gang
oberer Gang

Magnetspule 1280

entregt

erregt

erregt

Magnetspule 1300

entregt entregt erregt

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BAD OF8QINAL

Claims (2)

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- 60 Patentansprüche

(' 1. Selbsttätig schaltende Kraftübertragungsanlage mit einem selbsttätig schaltenden Übersetzungsgetriebe, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (10)

" oder eine hydraulisch kuppelnde Gangumschalteinrichtung (50), durch Reibungskupplungen (20, 30, 40) zur Herstellung eines wahlweisen Eingriffs von Zahnrädern in der Gangumschalteinrichtung des Übersetzungsgetriebes, durch eine hydraulische Betätigungsschaltung (230) mit einem von Hand betätigbaren Getriebeeinstellventil (260) und mit einem Verteilerventil (270) zur Verteilung des hydraulischen Druckmediums zu den Reibungskupplungen zur Steuerung dieser Reibungskupplungen, durch eine auf die Drosselklappenöffnung ansprechende

) Schaltung (320) mit einem Mehrkontaktschalter (322) zur Abgabe eines stufenförmigen Spannungssignals entsprechend der die Belastung der Antriebsmaschine darstellenden Öffnung der Drosselklappe, durch einen Digital-Analog Umsetzer (310) zur Abgabe eines Spannungssignals proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, durch einen Diskriminator (330), dessen Eingangsklemmen (332, 333) mit den Ausgängen der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung (320) und

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des Digital-Analog Umsetzers (31 θ)verbunden sind und der einen Komparator (335) und einen Rückkopplungskreis (340) enthält, der mit dem Eingang (334) und dem Ausgang (331) des Diskriminators verbunden ist, und durch eine Magnetspule (280) die direkt oder über einen Verstärker (350) mit dem ' Diskriminator (330)verbunden ist, so daß die Magnetspule durch den Ausgang des Diskriminators zur Betätigung des Verteilerventils zur Veränderung der Bahreinsteilung erregbar ist.

2. Selbsttätig schaltendes Kraftübertragungssystem mit einem selbsttätig schaltenden Übersetzungsgetriebe, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Drehmomentwandler (10) oder hydraulisch kuppelnde Gangumsehalteinrichtung (50), durch Reibungskupplungen (20, 30, 40, 60) zur Einstellung eines wahlweisen Eingriffs von Zahnrädern der Gangumschalteinrichtung des Übersetzungsgetriebes, durch eine hydraulische Betätigungsschaltung (230) mit·einem von Hand betätigbaren Getriebeeinstellventil (1260) und mit mehreren Verteilerventilen (1270, 1290) zur Verteilung eines hydraulischen Druckmediums zu den Reibungskupplungen zur Steuerung dieser Reibungskupplungen, durch eine auf die Drosselklappenöffnung ansprechende Schaltung (1320) mit ei-

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nem Mehrkontaktschalter (322) zur Abgabe eines stufenförmigen Spannungssignals entsprechend der die Belastung der Antriebsmaschine darstellenden Öffnung der Drosselklappe, durch einen Digital-Analog Umsetzer (1310) zur Abgabe eines Spannungssignals proportional zu der Geschwindigkeit des

ψ ',Fahrzeuges, durch mehrere Diskriminatoren (1330, 1430), von . denen jeder einen Differenzialverstärker aufweist und mit der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung (1^320) und dem Digital-Analog Umsetzer (1310) zur Aufnahme der von diesen Schaltkreisen abgegebenen Ausgängen verbunden ist und durch mehrere Magnetspulen (1280, 1300), die jeweils direkt oder über einen Verstärker (1350, 1450) mit einem Diskriminator (1330, 1430) verbunden sind, so daß sie durch die Ausgänge dieser Diskriminatoren erregbar sind, um die Verteilerventile (1270, 1290) zur Änderung des Betriebszustandes des Fahrzeuges zu betätigen, wobei der Ausgang der auf die Drosselklappenöffnung ansprechenden Schaltung (1320) mit jeweils einem der Eingänge (1332, 1432) der Diskriminatoren verbunden ist, wobei jeder Diskriminator (1330,' 143O) einen Rückkopplungskreis (1340, 1440) aufweist, der mit dem Eingang und dem Ausgang des zugehörigen Diskriminators verbunden ist.

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