DE2062639B2

DE2062639B2 - Elektrische regelvorrichtung fuer den hydraulischen leitungsdruck eines selbsttaetig schaltbaren kraftfahrzeug- wechselgetriebes

Info

Publication number: DE2062639B2
Application number: DE19702062639
Authority: DE
Inventors: Yohichi Yokohama; Ishizaki Masayuki Hitachi; Mohri (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama; Hitachi Ltd., Tokio (Japan)
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2074100A5; US3748926A; DE2062639A1; GB1306249A; JPS4930051B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Die Einstellung der verschiedenen Gänge eines selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes erfolgt durch mehrere Reibungskupplungen und Bremsen, die mit dem hydraulischen Leitungsdruck beaufschlagt werden. Von diesem hydraulischen Leitungsdruck hängt somit die Größe des von diesen Reibungsmitteln übertragbaren Drehmoments ab.
Wenn die Drehmomentkapazität der Reibungsschaltmittel aufgrund eines zu niedrigen Leitungsdrucks zu klein ist, kommt es zu einem Schlupf der zu kuppelnden Glieder, so daß sich die Umschaltung auf einen anderen Gang verzögert oder der Motor durchdreht. Ist dagegen die Drehmomentkapazität zu groß, fassen die Reibungsschaltmittel augenblicklich, so daß sich ein Schaltruck ergibt. Der Leitungsdruck soll also stets eine solche Höhe haben, daß es weder zu einem stark verzögerten Umschalten oder andauerndem Schlupf noch zu einem harten Einrücken der Reibungsschaltmittel kommt.

Gemäß einem älteren Vorschlag (DE-OS 20 50 468) wird der Leitungsdruck kontinuierlich an den Verlauf des von dem Drehmomentwandler zur Verfügung gestellten Drehmoments angepaßt, so daß sich weiche

so Schaltübergänge erreichen lassen.

Bei einer Regelvorrichtung gemäß der US-PS 35 13 727 ist der Leitungsdruck derart von der Drehzahl des Turbinenrads des Drehmomentwandlers abhängig, daß er bei niedrigen Drehzahlen hoch und bei hohen Drehzahlen niedrig gehalten wird.

Eine Regelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bereits Gegenstand des älteren DE-Patents 20 50 290. Bei dieser Regelvorrichtung werden eine mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigende Signalspannung und eine mit zunehmendem Motordrehmoment ansteigende Signalspannung zu einer Kombinationsspannung kombiniert, die beim Unterschreiten eines vorgegebenen Werts eine Leitungsdruckreduzierung bewirkt. Auf diese Weise

h^r> wird eine Abhängigkeit des Leitungsdrucks von der Turbineriraddrehzahl bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt, die an die Abhängigkeit des an den Reibungsschaltmitteln des Wechselgetriebes tatsächlich

angreifenden Turbinenraddrehmoments von der Turbinenraddrehzahl angepaßt ist

Die vorstehend erwähnten Regelvorrichtungen für den Leitungsdruck erlauben kein beliebig weiches Schalten, da der Leitungsdruck nicht zu utark reduziert werden darf, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei irgendwie gearteten Belastungen ein Schlupf der Reibungsschaltmittel auftritt

Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung einer Regelvorrichtung, die ein beliebig weiches bzw. ruckfreies Schalten gestattet, ohne daß die Gefahr eines Schlupfs der Reibungsschaltmittel während des schaltfreien Betriebs besteht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Erfindungsgemäß wird der Leitungsdruck also nur dann an das augenblicklich abgegebene Motordrehmoment und die Wandler-Turbinenraddrehzahl angepaßt, wenn das Wechselgetriebe umgeschaltet wird. Während des schaltfreien Betriebs wird dagegen ein höherer Leitungsdruck erzeugt der jeden Schlupf der Reibungsschaltmittel des Wechselgetriebes infolge irgendwelcher Belastungen sicher vermeidet Nur bei den eigentlichen Umschaltvorgängen erfolgt eine von dem Motordrehmoment und der Turbinendrehzahl abhängige Reduzierung des hydraulischen Leitungsdrucks, die dann so stark ausfallen kann, daß das angestrebte weiche und ruckfreie Umschalten auch tatsächlich sichergestellt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 ist ein Blockschaltbild des gesamten Regelsystems eines selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes für ein Kraftfahrzeug;

i⁷ig. 2 ist ein Blockschaltbild der Leitungsdruck-Regelvorrichtung des Regelsystems nach F i g. 1;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung des Leitungsdrucks P über der Turbinenraddrehzahl N, wöbe· die Kurven verschiedene Werte der Motordrehmoments T repräsentieren;

F i g. 4 ist ein Schaltplan für die Leitungsdruck-Regelvorrichtung nach F i g. 2;

F i g. 5a bis 5h sind graphische Darstellungen, die die Spannungsformen zeigen, wie sie an v-"-"hiedenen Stellen der Leitungsdruck-Regelvorritntung nach F i g. 4 erhalten werden.

In F i g. 1 ist eine Ausführungsform des Regelsystems eines selbsttätig schaltbaren Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes als Blockschaltbild dargestellt Ein Kraftfahrzeugmotor 10 ist an das Pumpenrad eines Drehmomentwandlers 11 angeschlossen, dessen Turbinenrad über eine Welle 13 mit dem Stufenteil 12 des Wechselgetriebes verbunden ist. Die Ausgangswelle des Stufenteils 12 ist mit 14 bezeichnet.

An die Welle 13 ist außerdem eine Pumpe 15 angeschlossen, die den Leitungsdruck für das Betätigen der Kupplungen und Bremsen des Stufenteils 12 des eo Wechselgetriebes erzeugt Der von der Pumpe 15 erzeugte Leitungsdruck gelangt über eine Leitungsdruck-Regelvorrichtung 16 und eine Reihe von SoIenoidventilen 17 zu den Kupplungen und Bremsen des Stufenteils des Wechselgetriebes. Die Leitungsdruck- iv> Regelvorrichtung besitzt eine Leitungsdruck-Bestimmungseinrichtung 18 für die Bestimmung des richtigen Leitungsdrucks und eine Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19. Gemäß Fig. 2 werden in der Leitungsdruck-Bestimmungseinrichtung 18 das Motordrehmoment und die Wandler-Turbinenraddrehzahl ermittelt und jeweils durch einen Motordrehmomentdetektor 20 bzw. einen Turbinenraddrehzahldetektor 21 in eine elektrische Signalspannung umgewandelt. Die das Motordrehmoment und die Turbinenraddrehzahl repräsentierenden elektrischen Signalspannungen werden an eine Recheneinrichtung 22 zum Errechnen des richtigen Leitungsdrucks geliefert. Der Motordrehmoment-Detektor 20 kann so aufgebaut sein, daß er eine zum Motordrehmoment proportionale elektrische Signalspannung liefert, indem er den Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors unter Verwendung einer Membranvorrichtung ermittelt. Die das Motordrehmoment beinhaltende Information gelangt an einen variablen Widerstand oder einen Differentialumformer zur Erzeugung der elektrischen Signalspannung, die das Motordrehmoment repräsentiert. Der Turbinendrehzahl-Detektor 21 kann ein Generator sein, der an das Wandlerturbinenrad angeschlossen ist; auch kann die Drehzahl über die Fahrzeuggeschwindigkeit angenähert werden. Die Recheneinrichtung 22 für die Errechnung des richtigen Leitungsdrucks errechnet diesen auf der Basis des Motordrehmoments und der Turbinendrehzahl und erzeugt eine Leitungsdruck-Steuerspannung, die einer Leitungsdruck-Befehlsstelle 23 zugeführt wird. Die Leitungsdruck-Befehlsstelle 23 empfängt ferner eine Signalspannung von einer Einrichtung 24, die den Umschaltzustand des Wechselgetriebes anzeigt und ein Triggersignal an die Leitungsdruck-Befehlsstelle 23 gibt, wenn ein Gangwechsel stattfindet. Wenn die Leitungsdruck-Befehlsstelle 23 während des Gangumschaltens getriggert wird, überträgt sie die den errechneten Leitungsdruck repräsentierende Leitungsdruck-Steuerspannung auf die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19, so daß der Leitungsdruck auf dem errechneten Niveau gehalten wird.

Die F i g. 3 zeigt den richtigen Leitungsdruck, wie er durch die Leitungsdruck-Regelvorrichtung 16 beim Variieren des Motordrehmoments und der Turbinenraddrehzahl N erhalten werden soll. Während der Zeitspanne, während der die Leitungsdruck-Befehlsstelle 23 nicht getriggert wird, hält die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 den Leitungsdruck auf einem ausreichend hohen Niveau.

Die F i g. 4 zeigt ein Schaltbild für die Leitungsdruck-Regelvorrichtung 16. Die Signalspannung des Turbinenraddrehzahl-Detektors 21 gelangt an die Basis eines npn-Transistors 30 und über eine Diode 34 an eine Stelle 31 zwischen Widerständen 32 und 33, die zwischen einer Sammelleitung 35 und Masse oder Erde in Reihe geschaltet sind. Der Emitter des Transistors 30 liegt an Masse, während sein Kollektor über einen Widerstand 36 an die Sammelleitung 35 angeschlossen ist.

Die Diode 34 begrenzt die Ausgangsspannung des Turbinenraddrehzahl-Detektors 21. Die Signalspannung V_n des Turbinenraddrehzahl-Detektors 21 ist direkt proportional zur Turbinenraddrehzahl N, wie man aus der F i g. 5a ersieht. Somit ist die am Kollektor des Transistors 30 erscheinende Signalspannung gemäß Dcstellung in Fig.5b umgekehrt proportional zu der Turbinenraddrehzahl N und kann einen unteren Wert nicht unterschreiten.

Der Ausgang des Motordrehmoment-Detektors 20 ist an die Basis eines npn-Transistors 37 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 37 ist über einen

Widerstand 38 an Masse gelegt, während sein Kollektor über einen Widerstand 39 an die Sammelleitung 35 angeschlossen ist. Der Ausgang V₁. des Motordrehmoment-Detektors 22 ist gemäß F i g. 5c direkt proportional zum Unterdruck V in der Ansaugleitung, der seinerseits umgekehrt proportional zum Motordrehmoment T ist. Die an dem Kollektor des Transistors 37 erscheinende Spannung ist gemäß Fig.5d umgekehrt proportional zudem Unterdruck V.

Der Kollektor des Transistors 37 ist über einen Widerstand 40 an den Kollektor eines npn-Transistors 41 angeschlossen, dessen Emitter unmittelbar an Masse liegt. Die Basis des Transistors 41 ist über einen Widerstand 42 mit dem Ausgang eines astabilen Multivibrators 43 verbunden, der zwei npn-Transistoren 44 und 45, Widerstände 46, 47, 48 und 49 und Kondensatoren 50 und 51 aufweist. Die Ausgangsspannung Vb des astabilen Multivibrators 43 ist eine Vorwärtsspannung für den Transistor 41, deren Wellenform in der Fig.5e gezeigt ist. Die Ausgangsspannung Vi, des astabilen Multivibrators 43 wird daher in Abhängigkeit vom Ausgang des Transistors 37 ab den Transistor 41 amplitudenmoduliert, wobei die amplitudenmodulierte Spannung V₁- den in der Fig. 5f gezeigten Verlauf hat.

Der Kollektor des Transistors 30 ist über einen Widerstand 53 an einen npn-Transistor 52 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 52 liegt unmittelbar an Masse, während seine Basis über einen Kondensator 54 an den Kollektor des Transistors 41 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 52 ist an die Sammelleitung 35 über eine Konstantstromquelle 55 angeschlossen, die einen npn-Transistor 56 und Widerstände 57, 58 und 59 aufweist. Leitet der Transistor 41 nicht, wird der Kondensator 54 durch die Kollektorspannung des Transistors 41 auf eine Polarität gemäß Darstellung aufgeladen, wodurch der Ladestrom zusammen mit dem konstanten Vorspannstrom aus der Konstantstromquelle 55 den Transistor 52 durchschaltet. Ist der Transistor 41 leitend, beginnt nachfolgend der Kondensator 54 mit der Entladung, wobei der Entladungsstrom des Kondensators 54 den Transistor 52 nichtleitend macht. Hört die Entladung des Kondensators 54 auf, fließt der konstante Strom aus der Konstantstromquelle 55 in die Basis des Transistors 52 und schaltet diesen durch. Die Dauer, für die der Kondensator 54 entladen wird, wächst mit der Größe der in diesem gespeicherten Ladung und dementsprechend mit der an dem Kollektor des Transistors 41 erscheinenden Spannung. Gemäß Vorbeschreibung ist der Kollektor des Transistors 37, an dem die Spannung umgekehrt proportional zu dem Unterdruck in der Moioransaugleitung ist, an den Kollektor des Transistors 41 angeschlossen. Daraus ergibt sich, daß das an dem Kollektor des Transistors 52 erscheinende Impulssignal eine Impulsbreite hat, die umgekehrt proportional zum Unterdruck V in der Ansaugleitung ist. Da ferner gemäß Vorbeschreibung der Kollektor des Transistors 52 über den Widerstand 53 a η den Kollektor des Transistors 30 angeschlossen ist, ist die Höhe des Impulses an dem Kollektor des Transistors 52 umgekehrt proportional zur Turbinenraddrehzahl N. Die an dem Kollektor des Transistors 52 erscheinende Impulsspanming ist in F i g. 5g gezeigt.

Der Kollektor 52 isl an eine Glättungsschultung angeschlossen, die einen Widerstand 60 und einen Kondensator 61 aufweist. Die über dem Kondensator 61 erscheinende Spannung ΙΊ isl umgekehrt proportional zur TiirbiiK'iiraddiThziihl N für verschiedene Unterdruckwerte in der Ansaugleitung, wie es aus Fig.5h ersichtlich ist. Der Ausgang der Glättungsschaltung wird über eine Diode 62 an die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 angelegt, um dadurch gemäß Fig.3 einen geeigneten Leitungsdruck verfügbar zu haben.

Im linken unteren Teil der Fig.4 ist die Einrichtung 24 für die Anzeige des Getriebeumschaltzustandes mit einer Getriebeschalteinrichtung 70 angedeutet, die drei Anschlüsse 71, 72 und 73 aufweist, an denen eine Spannung auftritt, wenn Umschaltungen in den ersten, zweiten oder dritten Gang stattfinden. Diese Anschlüsse 71,72 und 73 sind an Differenzierschaltungen 74,75 und 76 mit Kondensatoren 77,78 und 79 und Widerständen 80, 81 und 82 angeschlossen. Die Ausgänge dieser Differenzierschaltungen 74, 75 und 76 sind zusammen über Dioden 84, 85 und 86 an die Basis eines normalerweise leitenden Transistors 88 angeschlossen, der in einem monostabilen Multivibrator 83 vorgesehen ist. Der monostabile Multivibrator 83 besitzt npn-Transistoren 87 und 88, Widerstände 89,90,91,92 und 93 und einen Kondensator 94. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 83 wird an dem Kollektor des Transistors 88 erhalten und über einen Widerstand 96 an die Basis eines npn-Transistors 95 angelegt. Der Emitter des Transistors 95 liegt an Masse, während sein Kollektor über einen Widerstand 97 an die Sammelleitung 35 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 95 liegt über eine Diode 98 am Eingang der Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 an. Die Sammelleitung 35 ist an einen Spannungsteiler aus Widerständen 99 und 100 angeschlossen. Die diese Widerstände 99 und 100 verbindende Leitung ist über eine Diode 101 an den Eingang der Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 angeschlossen.

Sofern Umschaltungen zum ersten, zweiten und dritten Gang des Wechselgetriebes stattfinden, wird durch die Differenzierglieder 74,75 und 76 ein negativer Impuls gebildet, der den monostabilen Multivibrator 83 triggert. Tritt dies ein, wird der normalerweise leitende Transistor 88 nichtleitend, so daß der Transistor 95 leitend wird. Dadurch empfängt die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 von dem Transistor 95 während der Zeitspanne keine Eingangsspannung, während der der monostabile Multivibrator 83 in dem unstabilen Zustand gehalten wird, wobei die Zeitdauer durch die Zeitkonstante der Schaltung bestimmt wird, die den Kondensator 94 und den Widerstand 90 aufweist. Kehrt der monostabile Multivibrator 83 in seinen stabilen Zustand zurück, wird der Transistor 88 leitend, wodurch der

to Transistor 95 nichtleitend wird. Demzufolge wird die an der Sammelleitung 35 liegende hohe Spannung über den Widerstand 97 und die Diode 98 an die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 angelegt. Es sollte in diesem Fall die Zeitspanne, während der der monostabile Multivi-

v, brator sich in seinem unstabilen Zustand befindet, gleich der Zeitspanne sein, die für die Steuerung des Leitungsdruckes erforderlich ist.

Befindet sich der monostabile Multivibrator 83 im unstabilen Zustand, werden über die Dioden 62 und 101

ι,ιι zwei Eingangsspannungen an die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 angelegt. Die über die Diode 101 angelegte Eingangsspannung gewährleiste' das Anlegen eines minimalen Leitungsdrucks an die Kupplungen und Bremsen des Wechselgetriebes. Eine weitere

ι,. lüingnngsspiinming aus der aus dem Widerstand 60 und dem Kondensator 61 bestehenden Glättungsschaltung ist auf die Turbincnraddrch/.ahl N und das Molordrchmomcnt T bezogen. Somit wird ein ein

weiches Schalten in der Übertragungsanlage gewährleistender richtiger Leitungsdruck über die Solenoidventi-Ie 17 an die Kupplungen und Bremsen angelegt. Bei Beendigung dieses Zeitintervalls wird über den Widerstand 97 und die Diode 98 eine hohe Spannung an den

Eingang der Leitungsdruck-Reguliereinrichtung 19 angelegt, wodurch ein hoher Leitungsdruck erzeugt wird, der an die Kupplung oder Bremsen zwischen den Schaltvorgängen angelegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

809 608/130

Claims

1 Patentansprüche:

1. Elektrische Regelvorrichtung für den hydraulischen Leitungsdruck eines selbsttätig schaltbaren Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes mit hydrodynamischem Drehmomentwandler, mittels derer der Leitungsdruck über eine elektrohydraulische Leitungsdruck-Reguliereinrichtung entsprechend der Höhe einer Leitungsdruck-Steuerspannung regelbar ist, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer dem Motordrehmoment entsprechenden ersten Signalspannung, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer mit zunehmender Wandler-Turbinenraddrehzahl abnehmenden zweiten Signalspannung sowie mit einer Einrichtung zur Erzeugung der Leitungsdruck-Steuei spannung aus der ersten und der zweiten Signalspannung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zur Erzeugung einer dritten Signalspannung, die den Umschaltzustand des Wechselgetriebes anzeigt, die mit einer zwischen der Einrichtung (22) zur Erzeugung der Leitungsdruck-Steuerspannung und der Leitungsdruck-Reguliereinrichtung (19) angeordneten Leitungsdruck-Befehlsstelle (23) verbunden ist, wobei die Leitungsdruck-Befehlsstelle die Leitungsdruck-Reguliereinrichtung

(19) nur bei Erhalt der dritten Signalspannung mit der Leitungsdruck-Steuerspannung beaufschlagt, sonst jedoch mit einer in jedem Fall höheren Spannung.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalspannung mittels einer Diode (34) einen unteren Grenzwert nicht unterschreitet, daß die Einrichtung (22) zur Erzeugung der Leitungsdruck-Steuerspannung einen mit der Einrichtung (21) zur Erzeugung der zweiten Signalspannung verbundenen Kondensator (61) zur Speicherung der von der Einrichtung (21) erzeugten Spannung und eine mit der Einrichtung

(20) zur Erzeugung der ersten Signalspannung verbundene Schaltungsanordnung (37,41,43,52,54, 55) zur Erzeugung einer Impulsspannung enthält, deren Impulsbreite der ersten Signalspannung entspricht, wobei die Schaltungsanordnung zugleich mit dem Kondensator (61) verbunden ist und dessen Aufladung periodisch während der Dauer der Impulspausen der Impulsspannung unterbricht, und daß die Leitungsdruck-Befehlsstelle (23) einen mit der Einrichtung (24) zur Erzeugung der dritten Signalspannung verbundenen monostabilen Multivibrator (83) aufweist, der ein Nullspannungssignal von konstanter Dauer beim Erhalt der dritten Signalspannung abgibt.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung folgende Elemente aufweist: einen astabilen Multivibrator (43), einen ersten Transistor (37), dessen Basis mit dem Ausgang der Einrichtung (20) zur Erzeugung der ersten Signalspannung, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor über einen Widerstand (39) mit einer Sammelleitung (35) verbunden ist, einen zweiten Transistor (41), der mit seinem Kollektor über einen Widerstand (40) mit dem Kollektor des ersten Transistors (37) und mit seiner Basis mit dem Ausgang des astabilen Multivibrators verbunden ist, einen dritten Transistor (52) dessen Basis über einen weiteren Kondensator (54) mit den Kollektoren des ersten und des zweiten Transistors, dessen Kollektor mi:

dem Ausgang der Einrichtung (21,30) zur Erzeugung der zweiten Signalspannung und dessen Emitter mit Masse verbunden ist, wobei der Kollektor des dritten Transistors (52) zugleich über einen Widerstand (60) mit dem Kondensator (61) verbunden ist, und eine Konstantstromquelle (55) die mit der Basis des dritten Transistors verbunden ist, wobei beim Sperren des zweiten Transistors durch den astabilen Multivibrator der weitere Kondensator (54) aufgeladen und der dritte Transistor durchgeschaltet wird, wogegen sich der weitere Kondensator (54) entlädt, wenn der zweite Transistor durchgeschaltet wird, und dabei den dritten Transistor für ein bestimmtes Zeitintervall sperrt, nach dem die Konstantstromquelle den dritten Transistor durchschaltet, wodurch am Kollektor des dritten Transistors eine Impulsspannung auftritt, deren Höhe der zweite Signalspannung und deren Impulsbreite der ersten Signalspannung entspricht.