DE2137580A1

DE2137580A1 - Steuersystem für eine automatische Kraftübertragungsanlage

Info

Publication number: DE2137580A1
Application number: DE19712137580
Authority: DE
Inventors: Seitoku; Hashimoto Mashanao; Akashi Teruo; Hayashi Chihiro; Toyota Kubo (Japan). P
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1970-11-21
Filing date: 1971-07-27
Publication date: 1972-06-08
Also published as: US3738182A; DE2137580C3; JPS4838574B1; DE2137580B2

Description

PATENTANWÄLTE	2137580
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. BÜhülig Dipl.-Ing. R. ΚίΠηβ	MÜNCHEN 15 KAiSER-LUDWlQ-PLATZ β TEL. 0811/53 0211 53 02 U TELEX: V24303 topat
Dipi.-ing. W.Weinkauff	PRANKFURT (MAIN) 80 FUCHSHOHL 71 TEL. 0811/5148«

Antwort erbaten nach —Please reply to: 8000 München 18 2 7. Juli 1971

Toyota Jidosha Kogyo Käbushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

Steuersystem für eine automatische Kraftübertragungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für automatische Kraftübertragungsanlagen, insbesondere eine automatische Kraftübertragungsanlage, in der elektrische und hydraulische Steuerungen kombiniert sind.

Wird bei der konventionellen hydraulischen automatischen Kraftübertragungsanlage oder elektrischen automatischen Kraftübertragungsanlage der Schalthebel von der N-Stellung zur R-Stellung oder von der P-Stellung zur R-Stellung bewegt, werden hydraulische Drucke der hinteren Kupplung und hinteren Bremsbandeinheiten (diese Einheiten werden noch im folgenden im einzelnen- beschrieben) zugeführt, die den Rückwärtsgang in der Übertragungsanlage ein-

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rücken. In diesem Fall sind die Werte der hydraulischen Drucke die gleichen oder größer als die Werte der hydraulischen Drukke, die bei Bewegung des Schalthebels in andere Stellungen verwendet werden, und somit werden diese Einheiten schnell betrieben, wodurch wegen eines im allgemeinen großen Rückwärtsübersetzungsverhältnisses und des Vorhandenseins von Spiel in dem Kraftübertragungssystem mit der Antriebswelle, dem Differenzialgetriebe usw. ein besonders großer Stoß beim Einrücken des Rückwärtsgangs erzeugt wird, der dem Fahrer oder den Fahrgästen ein unangenehmes Gefühl

Mit der Erfindung sollen daher vor allem Stöße vermieden werden, die bei den Gangänderungen in einer automatischen Fahrzeug-Kraftubertragungsanlage auftreten, in der Schaltpunkte durch elektrische Steuerungen eingestellt werden. Insbesondere soll ein Stoß beseitigt werden, der auftritt, wenn der Schalthebel der Übertragungsanlage von der N-Stellung zur R-ateilung oder von der P-Stellung zur R-Stellung bewegt wird.

Dazu wird als eine Maßnahme zur Verminderung des Stoßes erfindungsgemäß für eine vorbestimmte Zeit während des U-R- oder P-R-Schaltens die Anstiegsrate des hydraulischen Drucks verringert, der der hinteren Kupplung und hinteren Bremsbandeinhciten zugeführt wird, wodurch erforderliche Gancwechnclarbeitseingriffe langsamer gemacht werden und der Stoß kleiner gemacht wird. Gegenüber den konventionellen hydraulischen Steuer-

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systemen erfordert das erfindungsgemäße Steuersystem keine Hinzufügung von Spezialventilen und zugehörigen hydraulischen Kreisen zur Stoßsteuerung, und die Zielsetzung der Erfindung kann allein durch Hinzufügung einer relativ einfachen elektrischen Schaltungsanordnung erreicht werden,und ferner ist der Betrieb des erfindungsgemäßen Systems tatsächlich zuverlässig. Somit liefert das erfindungsgemäße Steuersystem eine große Verbesserung hinsichtlich solcher Probleme, beispielsweise der instabilen Stoßmxnderungswirkung und der mangelnden Haltbarkeit der Reibungselemente der Eingriffseinheiten wegen der komplizierten hydraulischen Kreise und der sich ergebenden Instabilität der hydraulischen Drucke, was bei dem konventionellen hydraulischen Steuersystem bisher der Fall war.

Die. Erfindung wird im folgenden anhand schematiseher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips eine schematische Darstellung einer Kraftübertragungsanlage;

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt nach Lini« H-II in Fig. 1, der im einzelnen das Zwischenrad und seine zugehörigen Zahnräder zeigt, die nicht in Fig. 1 dargestellt sind;

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Fig. 3 und Fig. ¹I zeigen Diagramme hydraulischer Kreise der Kraftübertragungsanlagen, wobei Fig. die Zustände der D-Stellung - dritter Gang und Fig. k die Zustände der R-Stellung zeigt;

Fig, 5 zeigt ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung zur Steuerung der für die übertragungsanlage benötigten Schaltsignale ;

Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines Drosselstellungs-Spannungsgenerators;

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagrainm einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung zur Steuerung der Stöße;

Fig. 8 zeigt Ausgangssignalwellenformen der Stoßsteuerschaltung;

Fig. 9 zeigt Leitungsdrucke in der R-Stellung;

Fig.Io zeigt ein Diagramm der ansteigenden Verläufe des hydraulischen Drucks, der der hinteren Kupplung und dem hinleren Bremsband zugeführt wird.

Im i'o]gf?ndon wird nun eim; kn-.ii ülirungsform ύι.:α- r^fin-

BAD OWOINAL

Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine automatische Drehmomentwandler-Kraftübertragungsahlage mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, die von dem erfindungsgemäßen Steuersystem gesteuert wird. Die Übertragungsanlage besitzt einen Drehmomentwandler, eine Planetengetriebeeinheit, eine hydraulische Steuereinheit und eine elektrische Steuereinheit. Der Drehmomentwandler ist ein bekannter Typ mit einer PumpenturbLne 2, einem Turbinenrad 3 und einem Stator h, wobei die Pumpenturbine 2 mit einer Motorkurbelwelle 1 und das Turbinenrad 3 mit einen Turbinenwelle 5 zur übertragung des Drehmoments zu der Planetengetriebeeinheit verbunden ist. Die Planetengetriebeeinheit besitzt zwei Mehrscheibenkupplungen 6 und 7, die von hydraulischen Servomotoren eingerückt werden, zwei hydraulische Üremsbandorgane 21 und 22, eine Einwegbremse 23, die Hemmkeile verwendet, einen Planetengetriebezug mit zwei Sonnenrädern 9 und Io und zwei oder drei Sätze Sternräder 11. Die Turbinenwelle 5 ist mittels der vorderen Kupplung 6 mit einer Zwischenwelle 8 verbunden, die das Eingangssonnenrad trägt, und die Welle 5 iiit mittels der hinteren Kupplung 7 ebenfalls mit dem Rücklaufsonnenrad Io verbunden. Das Bremsbandorgan 22 (im folgenden als vorderes Bremsband bezeichnet) ist um den Außenumfang der hinteren Kupplung 7 zum Bremsen des Rücklaufsonnenradcs Io angeordnet, und das Bremsband 22 wird mittels dot· hydraulischen Servoeinrichtung angelegt. Das Eingangsnonnenrad 9 befindet sich mit einem Zahnrad 12 einer geeigneten Anzahl (zwei oder drei Sitze) von Planetenrädern 11 in Eingriff, die um den Außenumfang des Eingangssonnenrades 9 an-

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geordnet sind. Das Rücklaufsonnenrad Io befindet sich in Eingriff mit einem Zwiachenrad 15 (Leitrad), das auf einem Träger 13 getragen wird, und das Zwischenrad 15 kämmt seinerseits mit einem Zahnrad 16 der Planetenräder 11. Das hinterste Zahlrad 17 der Planetenräder 11 ist mit einem Zahnrad 19 in Eingriff, das auf einer Ausgangswelle 18 der übertragungsanlage getragen wird. Die Planetenräder 11 und das ZwLscherirad 15 werden auf dem Träger 13 durch Zahnradstifte 2o und 14 getragen, und der Träger 13 ist mit dem Bremsbandorgan 21 versehen (im folgenden als hinteres Bremsband bezeichnet), das durch eine hydraulische Servoeinrichtung angelegt wird. Der Träger 13 ist ebenfalls mit einer Eiriwegbremse 23 versehen, die den Träger 13 an einer Drehung in einer Richtung hindert.

Im folgenden werden die Betriebszustände der übertragungsanlage anhand·des zuvor beschriebenen Aufbaus er-

P läutert.

Der erste Vorwärtsgang wird erhalten, indem die vordere Kupplung 6 und das hintere Bremsband 21 eingerückt (b.z.w. angelegt) werden. (Wird der Antrieb von der Motorseite ausgeführt, wird jedoch die Einwegbremse 23 ebenfalls angelegt, und somit muß das hintere Bremsband 21 nicht notwendigerweise angelegt sein, jedoch wird in diesem Fall von der Ausgangswelle 18 keine Kraft übertragen.) Die Drehung der Turbinenwelle 5 wird auf das Eingangssonnenrad 9 übertragen,so daß die Eincangs- _;.,«,- , 209824/0548 bad ORIGINAL

drehung auf das Zahnrad 19 auf der Ausgangswelle 18 von dem Eingangssonnenrad 9 über das Zahnrad 12 und das Zahnrad 17 mit verringerter Drehzahl übertragen wird, da der Träger 13 durch das hintere Bremsband 21 stationär gehalten wird und daher der Zahnradstift 20 ebenfalls stationär gehalten wird.

Im zweiten Gang ist die vordere Kupplung 6 und das vordere Bremsband 22 eingerückt. Die Eingangsdrehung wird über das Eingangssonnenrad 9 empfangen, und das Rücklaufsonnenrad IO ist durch das vordere Bremsband 22 gesperrt und bleibt stationär. Die Drehung des Eingangssonnenrades 9 läßt den Träger 13 durch die Rückwirkungskraft des Rücklaufsonnenrades 10 in der gleichen Richtung wie das Eingangssonnenrad drehen, so daß das Zahnrad 19 auf der Ausgangswelle 18 mit einer verringerten Drehzahl gedreht wird.

Der dritte Gang wird erhalten, indem die vordere Kupplung 6 und die hintere Kupplung 7 eingerückt wird. Die Eingangsumdrehung wird durch das Sonnenrad 9 und das Sonnenrad 10 empfangen, so daß das Planetenradsystem sich als eine Einheit dreht und somit die Turbinenwelle 5 und die Ausgangswelle 18 im Verhältnis 1:1 angetrieben werden.

Im Rückwärtsgang sind die hintere Kupplrng 7 und das hintere Bremsband 21 zur Wirkung gebracht. Der Träger 3 3 und daher die Zahnradstifle 1*1 und ?Λ werden stationär gehalten, so daß die EinftancEUistdrehung von dnr Turbinenwf;] ] e '5 auf das Zahnrad I9 auf der Ausßftngsweülc 3 8 durch dos

BADORtGINAL

sonnenrad iö, das Zwisehenrad 15 und die Zahnräder Iß und 17 Übertragen wird, wodurch die Drehung der Ausgangswelle 18 umgekehrt wird*

IiB folgenden werden die in den Fig. 3 und ή gezeigten hydraulichen Steuerabsehnitte erläutert. Fig. 3 zeigt ein Diagramm,das die Betriebszustand© angibt, wenn sich der Schalthebel der Übertragungsanlage in der D-Stellung befindet, und die hydraulischen Drucke, die für die hydraulischen Betätigungskreise erforderlich sind, werden von einer Pumpe 101, die Zahnräder, Flügel oder dergleichen verwendet, zugeführt. Die Pumpe 101 wird von einer unmittelbar mit dem Motor verbundenen Welle angetrieben, so daß Fluid von einem (öl)-Reservoir 102 über ein ölsieb 102* in einen ölkanal 121 geliefert wird. Ein Druckregulierventil 105 ist ein Typ, der gewöhnlich als Druckregulierventil für automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlagen verwendet wird, und es besitzt eine Feder 106 und einen Ventilschieber 105», so daß die an ölkammern 108 und 109 mit Ventilschulterdifferentialen angelegten hydraulischen Drucke gegenüber dem Federdruck der Feder 106 zur Herstellung der erforderlichen Druckregelung ausbalanciert sind. Der so regulierte hydraulische Druck wird im folgenden als Leitungsdruck bezeichnet. Der der ölkammer 108 zugeführte hydraulische Druck wird von einem Relaisventil 105 gesteuert, und der der ölkammer 109 zugeführte hydraulische Druck wird von einer 1-2-Schalteinrichtung 130 (Einrichtung zum Schalten vom ersten zum zweiten Gang) gesteuert. Wird von einem Handventil 120 kein hydraulischer Druck einem ölkanal 124 zugeführt, liefert das Relaisventil

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150 der ölkammer 108 einen Druck, der um den Wert verringert ist, der dem Federdruck der Feder ISO* entspricht, wodurch der Leitungsdruck erhöht wird.

Andererseits wird die ölkammer I09 mit dem hydraulischen Druck über die ölkanäle 121, 124, 134 und IO9¹ versorgt, die miteinander verbunden sind, wenn ein Schaltventil 131 oder die 1-2-Schaiteinrichtung 130 in die linke Stellung (nach links) gedrückt wird, und auf diese Weise wird der Leitungsdruck verringert. Der von dem Druckregulierventil 105 regulierte hydraulische Druck wird dem Handventil 120 zugeführt. Das Handventil 120 ist mit dem Schalthebel der übertragungsanlage verbunden, der an dem Fahrersitz installiert ist,und hat, wie in Fig. 3 gezeigt ist, 6 Stellungen P, R, N, D,2 und L. Ein Abschnitt des Handventils 120 besitzt ein innen verlaufendes Loch, so daß, wenn es sich in der R-Stellung befindet, der hydraulische Druck in- dem ölkanal 121 in ölkanäle 127 und 128 über einen ölkanal 121» verteilt wird.

Befindet sich das Handventil in der N-Stellung, ist der Ölkanal 121 gesperrt und die Ventilkammern 122 und 123 entlastet. Wird das Handventil 120 in die D-Stellung bewegt, werden die in Fig. 3 gezeigten Zustände eingestellt, und der . ölkanal 121 steht mit den ölkanälen 124, 125 und 126 in Verbindung. Der ölkanal 12'4 ist unmittelbar mit einer Servokamross· 6a für die vordere Kupplung verbunden, und der ölkanal 125 ist über die !-^-Schalteinrichtung I30 teilweise mit einer Inlegeseitenservokammer 22a für das vordere Bremsband und teilweise

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mit der ö!kammer 109 des Druckregulierventils 105 verbunden. Der ölkanal 126 ist mittels einer 2-3-Schalteinrichtung 135 mit einer Servokammer 7a für die hintere Kupplung einer Ent- , lastungsseitenservokammer 22b für das vordere Bremsband ver-_ . bunden.

Befindet sich das Handventil 120 in der R-Stellung, wie dies in Fig. ¹I gezeigt ist, sind die ölkanäle 12¹I, 125 und 126 entleert, und die ölkanäle 127 und 128 über den ölkanal 121' in dem Handventil 120 mit dem ölkanal 121 verbunden. Der Ölkanal 127 ist über die 1-2-Schalteinrichtung mit einer Anlegeseitenservokammer 21a für das hintere Bremsband verbunden, während der ölkanal 128 über die 2-3-Schalteinrichtung mit der Servokammer für die hintere Kupplung und der Entlastungsseitenservokammer 22b für das vordere Bremsband verbunden ist. ölkanäle 127' und 128 · sind über eine Drosselstelle 128b miteinander verbunden. Befindet sich das Handventil 120 in der P-Stellung, sind die ölkanäle geschlossen, wie in dem Fall, wenn das Handventil sich in der N-Stellung befindet.

Die 1-2-Sehalteinrichtung 130 besitzt das Schaltventil 131, ein 1-2-Solenoid 132 und eine Feder 131*. Das 1-2-Solenoid 132 besitzt einen Plunger 133, eine Feder 133», eine Spule 132' usw* Zwischen dem rechten Ende des 1-2-Schaltventils 131 und dem 1-2-Solenoid 132 ist eine Ventilkammer 121^ä definiert, die mit dem hydraulischen Druck von dem ölkanal 121 über eine öffnung (Drosselstelle} 121a versorgt wird. Das 1-2-Solenoid 132 wird durch Signale von dem elektrischen Steu-

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erabschnitt gesteuert. let die i-2-Soienöidejsule 132* nicht energiert, wird der Plunger 135 iti seine linke Stellung durch die Feder 133* bewegt, go daß eine Solenoidöffnung 132b gesperrt 1st und die Ventilkammer 121' schließt* Somit läßt der hydraulische Brück in der Ventilkammer 121* das !-^-Schaltventil 131 gegen den Federdruck der Feder 131' in seine linke Stellung bewegen« Wird das 1-2-Solenoid 132 energiert, wird der Plunger 155 durch die elektromagnetische Kraft in seine rechte Stellung bewegt, so daß der hydraulische Druck in der Ventilkammer 121^f über die öffnung 152b zu einer Ablaßöffnung 132a abgelassen wird» In diesem Fall ist die Größe der öffnung 121a im Vergleich zur öffnung 132b klein genug» so daß kein Restdruck in der Ventilkammer 121* erzeugt wird. Somit wird das 1-2-Schaltventil 131 durch den Federdruck der Feder 131' in seine rechte Stellung bewegt. .

D_;ie 2-3-Schalteinrichtung 135 besitzt ein 2-3-Schaltventil 136, eine Feder 136^f und ein 2-3-Solenoid 137. Das 2-3-Solenoid 137 besitzt eine Spule 137'» eine Feder 138', einen Plunger 138 usw. Zwischen dem 2-3-Schaltventil 136 und dem 2-3-Solenoid 137 ist eine Ventilkammer 124* gebildet, die über eine öffnung 124a mit dem hydraulischen Druck von dem ölkanal 124 versorgt wird. Wird die 2-3-Solenoidspule 137' mit einem Signal von dem elektrischen Steuerabschnitt energiert, wird dme 2-3-Schaltv*ntil 136 durch die gleiche Wirkung wie im Fall der 1-2-Schalteinrichtung in sein· rechte Stellung bewegt. Xn ditetp Fall ist die Größe der öffnung 12Ίa im Vergleich su dor öffnung 137b klein genug, und somit wird in der

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Ventilkammer 12^* kein Restdruck erzeugt. Ist die Spule 137* nicht energiert, wird das 2-3-Schaltventil 136 durch Wirkung des hydraulischen Drucks in der Ventilkammer 124· in seine linke Stellung bewegt.

Während die hydraulischen Servoeinrichtungen in der übertragungsanlage zur Bestimmung der Gangstellung entsprechend den Einstellungen des Handventils 120, des 1-2-Schaltventils 131 und des 2-3-Schaltventils 136 zur Wirkung gebracht werden, werden die Stellungen der Schaltventile I3I und I36 nach dem Vorhandensein (energiert) oder NichtVorhandensein (deenergiert) eines Signals von dem elektrischen Steuerabschnitt bestimmt. Befindet sich das Handventil 120 in der 2- oder L-Stellung, ist jedoch der ölkanal 126 entleert, so daß unabhängig davon, ob das 2-3-Solenoid 137 energiert ist, kein hydraulischer Druck der Servokammer 7a für die hintere Kupplung und der Entlastungsseitenservokammer 22b für das vordere Bremsband ständig zugeführt wird. Befindet sich das Handventil 120 in der R-Stellung, ist andererseits der ölkanal 124 entleert und der hydraulische Druck in der Ventilkammer 124* abgelassen, so daß das 2-3-Schaltventil 136 unabhängig von der Energierung oder Deenergierung des 2-3-Solenoids 137 unter dem Federdruck der Feder 136' in seine rechte Stellung bewegt wird. Da der ölkanal 127' durch die öffnung 128b mit dem ölkanal 128' verbunden ist, wird somit der hydraulische Druck unabhängig von der Einstellung des i-2-Schaltventils 131 der Servokammer 7a für die hintere Kupplung. der Entlastungsseitenservokaininer 22b für das vordere Bremsband und der Anlegeseitenservokammer 21a für das hintere Bremsband zugeführt. Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenfassung der

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Energierung und Deenergierung der Solenoide in den Vorwärtsgängen und gewählten Gangstellungen;

Handventil stellung	D	1. Gang	2. Gang	3. Gang	2	1. Gang	2. Gang	L	1. Gang	2. Gang
Gang stellung	ener- giert	de- ener- giert	de- ener- giert	ener gie rt	de- ener- giert	de- ener- giert	ener- giert
1-2 Solenoid	ener- giert	ener- giert	de- ener- giert	—	—	—	—,
2-3 Solenoid

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, ist in der L-Stellung des Handventils 120 die Energierung und die Deenergierung des .1-2-Solenoids zum Einstellen des ersten und des zweiten Gangs umgekehrt zu der Energierung, die zum Einstellen des ersten und des zweiten Gangs in der D- und der 2-Stellung erforderlich ist. Selbst wenn beispielsweise sowohl das 1-2-Solenoid als auch das 2-3-Solenoid aufgrund des Ausfallens des elektrischen Steuerabschnitts nicht energiert sind, kann somit in der L-Stellung der erste Gang, in der 2-Stellung der zweite Gang und in der D-Stellung der dritte Gang erhalten werden, wodurch sogenanntes Handschalten ermöglicht wird.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5 eine Signalgeneratoreinrichtung zur Energierung des 1-2- und des 2-3- Solenoids erläutert. Die Signalgeneratoreinrichtung besitzt

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hauptsächlich eine Energiezufuhreinheit 250 und eine Rechnerschaltung 200, die Fahrzeuggesehwindigkeits- und Motorbelastungsdetektoren, 1-2- und 2-3-Sehaltsolenoid-Betätigungs3chaltungen usw. enthält.

Die Energiezufuhreihheit 250 liefert P-, R-, N-, D-, Z-. und L-Stellungssignale an die Rechnerschaltung 200 über eine Leitung 251" von einem Schaltstellungssignalgenerator 251, der einen Schaltstellungsschalter und einen Schaltstromkreis aufweist, der mittels eines Zündschalters 25^ über eine Schmelzsicherung 255 mit einem positiven Anschluß 253 der Batterie verbunden ist und in Zuordnung zum Schalthebel der Übertragungsanlage betrieben wird. Die Energiezufuhreinheit 250 liefert ebenfalls eine konstante Spannung über eine Leitung 252· von einer Energiezufuhr (Konstantspannungszufuhr) 252 an verschiedene Elemente der Rechnerschaltung 200.

Die Rechnersehaltung 200 besitzt einen Pahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 201, eine Wellenformer- und Verstärkerschaltung 202, eine Gleich-Wechsel-Wandlersehaltung 203, eine D- und 2-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 204 (im folgenden als D-Stellungs-l-2-Sehaltdiskriminatorschaltung bezeichnet), eine Hysfeereseschalfcung 205» eine L-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 206, eine Hysterese— schaltung 207, eine Torschaltung 212, eine Verstärkerschaltung 213', ein 1-2-Solenoid 132, eins 2-3-Sehaltdiskriminatorschaltung ®isi© Hystereseechaltung 209, eine Verstärkerschaltung

I, ein 2-3-Solenoid 137» einen Drosselstellungeschalter 210

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und einen Drosselstellungsspannungsgenerator 211. Die Arbeiteweise dieser Schaltungselemente wird nun erläutert.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, besitzt der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 201 eine Zahnscheibe 72 aus magnetischem Material, die auf der Ausgangswelle 18 der Übertragungsanlage fest angeordnet ist, und einen Fühler 71, der einen Permanentmagneten aufweist, der in einem Gehäuse aus nicht magnetischem Material untergebracht ist, das fest auf einem Getriebegehäuse 30 angeordnet ist, und eine um den Permanentmagneten gewickelte Spule. Der Detektor 201 erzeugt ein Sinuswellensignal mit einer der Drehzahl der Ausgangswelle l8 der Übertragungsanlage (d.h. der Fahrzeuggeschwindigkeit} proportionalen Frequenz. Nach Umformung in ein Rechteckwellenisignal und Verstärkung in der Wellenformer-Verstärkerschaltung 202 wird das Signal in der Qleich-Wechsel-Umformschaltung in ein positives Gleichspannungssignal umgeformt₉ das der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist. Dieses Gleichspannungssignal (Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E) wird dann über Leitungen 203*, 2O3^M und 203"^r jeweils der D-Stellunge-l-2-Schaltdiskriminatorechaltung 204, der L-Stellung-l-2-Schaltdiskriininatorschaltung 206 und der 2-3-Schaltdiskriminatorschaltung 208 zugeführt.

Der Drosselstellungsschalter 210 besitzt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, einen beweglichen Kontakt 600 und feststehende Kontakte 601, 602, 603» 604, 605 und 606 und ist "· derart aufgebaut, daß der bewegliche Xontakt 600 in überein-

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Stimmung mit den Drosselöffnungen nacheinander die festen Kontakte 601, 602, 603, 6O4, 605 und 6O6 löst. (Fig. 6 zeigt den der weit offenen Drosselstellung ensprechenden Zustand). Der Drosselstellungssignalgenerator 211 besitzt , wie dies ebenfalls in Fig₀ 6 gezeigt ist, eine Konstantspannungsquelle E_v und Widerstände 611, 612, 613, 614, 615 und 6I6, die über einen Widerstand 617 mit der Konstantspannungsquelle E verbunden sind, und die Widerstände 6II bis 6I6 sind jeweils mit den Widerständen 601 bis 6O6 verbunden. Durch geeignete Einstellung der Widerstandswerte dieser Widerstände wird somit eine Gleichspannung (Drosselstellungsignal E_Q) erzeugt, die sich entsprechend den Drosselöffnungen stufenmäßig ändert, und die Spannung wird dann über eine Leitung 211' den drei Schaltdiskriminatorschaltungen 204, 206 und 208 zugeführt. Ein fester Kontakt 6O8 des Drosselstellungsschalters 210 und ein Widerstand 618 des Drosselstellungsspannungsgenerators 211 dienen zur Erzeugung eines eine kleine Drosselöffnung repräsentierenden Signals zusätzlich zum Drosselstellungssignal Eq, so daß ein Null-Spannungssignal (O-Signal) erzeugt und über eine Leitung 211a geliefert wird, wenn die Drosselöffnung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (beispielsweise 0,5/4 der VollgasstelLung), während ein Spannungssignal (1-Signal) geliefert wird, wenn die Drosselöffnung größer als der vorbestimmte Wert ist.

Die D-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 204, die L-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 206 und die 2-3-Schaltdiskriminatorschaltung 208 besitzen gleichen Aufbau

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und weisen eine konventionelle Differenzvergleicherschaltung auf, die das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E und das Drosselstellungssignal Eq auf deren relative Größen vergleicht und entweder ein O-Signal (keine Spannung) oder ein 1-Signal (Spannung vorhanden) entsprechend dem Vergleichsergebnis erzeugt. In anderen Worten, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E und das Drosselstellungssignal E_Q werden an den Eingängen der Differenzvergleicherschaltung über geeignete Spannungsteilerwiderstände eingeführt, und das Spannungsteilerverhältnis dieser Widerstände wird derart gewählt, daß die D-Stellungs-1-2-Schaltdiskriminatorschaltung 204 ein O-Signal erzeugt, wenn

E s£ AE_n, und die 2-3-Schaltdiskriminatorschaltung 208 ein η w

O-Signal erzeugt, wenn E !> BE_ft (

Die Hystereseschaltungen 205 und 209 können die Teilerverhältnisse der Spannungsteilerwiderstände ändern, wenn die Diskriminatorschaltungen 20'f bzw. 208 ein O-Ausgangssignal erzeugen, und verändern damit das Schwanken der von diesen Diskriminatorschaltungen erzeugten Ausgangssignale. Auf diese * Weise wechselt das Ausgangssignal der D-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 20*1 zu 1, wenn E„£. A'E_Q (A' < A), und der Dereich A^fE_Q <£ E <^ AE_Q bildet einen sog. Hysterese-

y η η

bereich, in dem die vorhergehende Bedingung erhalten ist. In gleicher Weise wechselt das Ausgangssignal der 2-3-Schaltdiskriminatorschaltung 208 zu 1, wenn E ^B¹E_n (B¹ ^* B), und

η ö

der Bereich B'E_Q C Ε^< BE_Q bildet einen Hysteresebereich.

Uli ö

Mit der L-Stellungs-l-2-Schaltdiskriminatorschaltung 206 ist die Beziehung zwischen den Eingangssignalen E_ und E_Q umgekehrt,

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so daß sie ein 1-Signal erzeugt, wenn E„ > CE_Q , und ein 0-

n ä. "

Signal, wenn E <T C¹E₀ (C <L C), und in gleicher Weise bildet

der Bereich C'E_Q< E C CE_Q einen Hysteresebereich. Der Grund Hnw

für die Umkehr der Diskriminierbedingungen (die Beziehung

zwischen E und E_Q) der Diskriminatorschaltung 206 liegt in η η

der Tatsache, daß die Arbeitsweise des 1-2-Solenoids 132, wenn das Handventil 120 in der D- oder 2-Stellung ist, umgekehrt zu seiner Arbeitsweise ist, wenn das Handventil 120 in der L-Stellung ist (sh. Tabelle), wie dies zuvor bei der Erläuterung des hydraulischen Steuerabschnitts ausgeführt wurde.

Die Torschaltung 212 kann das Ausgangssignal der Diskriminatorschaltung 206 auf einer Leitung 212· erscheinen lassen, wenn sich das Handventil 120 in der L-Stellung befindet, während sie das Ausgangssignal der Diskriminatorschaltung 20*1 auf der Leitung 212' erscheinen läßt, wenn sich das Handventil 120 in irgend einer der übrigen Stellungen befindet. Das von dem Schaltstellungssxgnalgenerator 251 erzeugte L-Stellungssignal wird als Torsignal für die Torschaltung 212 verwendet.

Die Verstärkerschaltungen 213 und 214 verstärken die 1-Signale der Diskriminatorschaltungen auf einen Pegel, der zum Energieren des 1-2-Solenoids 132 und des 2-3-Solenoids 137 ausreichend ist.

Mit dem zuvor beschriebenen Schaltungsaufbau werden die in der obigen Tabelle angegebenen erforderlichen Signale zum Energieren und Deenergieren der Solenoide erhalten.

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Im folgenden wird das Grundmerkmal der vorliegenden Erfindung erläutert, d.h. die Steuereinrichtung zum Mindern der Stöße während des N-R- und des P-R-Schaltens. Diese Stoßminderungseinrichtung erzeugt ein geeignetes Zeitsignal in Abhängigkeit von einem Signal, das erzeugt wird, wenn der Schalthelbel von der N- zur R-Stellung oder von der P- zur R-Steilung bewegt wird, und dem kleinen Drosselöffnungssignal, so daß das 1-2-Solenoid 132 mit dem Signal für eine geeignete Zeit energiert wird, damit es zeitweilig den hydraulischen {

Druck beim Einrücken der zur Herstellung des Rücklaufs dienenden hinteren Kupplung 7 und des hinteren Bremsbandes 21 verringert, und damit den Stoß mildert. Wie in Fig. 5 mit unterbrochenen Linien gezeigt wurde, besitzt die Stoßminderungseinrichtung eine erste Steuerschaltung 300 und eine zweite Steuerschaltung 310 (ODER-Schaltung).

Wie in Fig. 7 dargestellt ist, besitzen die Steuerschaltungen eine Verzögerungsschaltung 301 mit einem Konden- , sator 302 mit einer Zeitkonstanten T., Inverterschaltungen (Schaltungen zum Umkehren von 0- und 1-Signalen) 303 und 308, eine Verzöt,erungsschaltung 30¹I mit einem Kondensator 305 mit einer Zeitkonstanten T₂, UND-Schaltungen 306 und 307 und die ODER-Schaltung 310. Die Arbeitsweise dieser Schaltungselemente wird nun anhand des in Fig. 8 gezeigten Ausgangssignalwellenformdiagramms erläutert. Nimmt man an, daß ein N-R-Schalten oder ein P-R-Schalten zum Zeitpunkt T (=0) durchgeführt wird, erzeugt der Schaltstellungssignalgenerator 251 ein Signal, wie es mit einer Wellenform ¹IOl gezeigt ist. Dieses

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Signal wird derart aufgezweigt, daß ein Teil der Verzögerungsschaltung 301 zugeführt wird, wo er in ein Signal 402 umgewandelt wird, das zu einem Zeitpunkt T₁ später als T abfällt und dann in der Inverterschaltung 302 in ein durch eine Wellenform 403 gezeigtes Signal umgewandelt wird, während der andere Teil des Signals in der Verzögerungsschaltung 304 in ein Signal mit der Wellenform 4O4 umgewandelt wird, das zu einem noch späteren "Zeitpunkt T₂ auf 0 wechselt. Ist die Bedingung T₁< T₂ vorgewählt, können die beiden Signale 403 und 4O4 in diesem Fall durch die UND-Schaltung 306 in ein Rechtecksignal mit einer Wellenform 405 umgewandelt werden, die zu einer Zeit T. nach dem Zeitpunkt T ansteigt und deren zeitliche Breite T₂ - T₁ ist. Dieses Signal wird der zweiten UND-Schaltung zugeführt. Das andere Eingangssignal der zweiten UND-Schaltung 307 ist ein Signal 406, das in der Inverterschaltung 308 durch Umkehrung eines Signals erhalten wird, das von der Ausgangsleitung 211a des Drosselstellungssignalgenerators 211 geliefert wird und einer vorbestimmten Drosselöffnung entspricht. Ist das Signal 406 gleich 1, wie in Fig. 8 gezeigt ist, d.h. ist die Drosselöffnung kleiner als der vorbestimmte Drosselöffnungswert (beispielsweise 0,5/4 der/vollen Drosselöffnung), wird somit das Signal 405 von der UND-Schaltung 307 erzeugt. Ein mit einer unterbrochenen Linie gezeigtes Signal 4O6' repräsentiert den Zustand,daß die Drosselöffnung zum Zeitpunkt T, T,^, Tp größer als der vorbestimmte Drosselöffnungswert ist, und in diesem Fall verschwindet das Ausgangssignal der UND-Schaltung 307 zum Zeitpunkt T,, wie dier, mit einer gebrochenen Linie 4O7^! gezeigt ist.

Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 307 energiert das 1-2-Solenoid 132 mittels der ODER-Schaltung 310 und der Verstärkerschaltung 213. Ist das 1-2-Sölenoid 132 energiert, wird der hydraulische Druck in der Ventilkammer 121', wie zuvor in Verbindung mit der Erläuterung des hydraulischen Kreises nach Fig. H ausgeführt wurde, durch die Auslaßöffnung 132a der 1-2-Schalteinrichtung 130 abgelassen, und das 1-2-Schaltventil 131 wird in die rechte Stellung bewegt, so daß der ölkanal 127 von dem ölkanal 127' getrennt wird und mit dem Ölkanal 134 verbunden wird. Somit wird das unter Druck stehende Öl der ölkammer 109 des Druckregulierventils 105 über den Ölkanal 109' zugeführt, wodurch der Leitungsdruck verringert wird. In diesem Fall ist der Ölkanal 128 über die öffnungen 128a und 128b mit dem ölkanal 127' verbunden, so daß selbst bei Trennung der ölkanäle 127 und 127' das Drucköl der Servokammer 21a für das hintere Bremsband zugeführt wird und außerdem die Wirkung der öffnungen (Drosselstellen) 128a und 128b, die die Anstiegscharakteristik des Öldrucks steuert, ein weiches Ansteigen des zugeführten Öldrucks und damit den " verringerten Stoß gewährleistet. Fig. 9 zeigt die erhaltenen Leitungsdrucke, wenn sich das Handventil 120 in der R-Stellung befindet, und die mit den Linien 502 und 501 bezeichneten Leitungsdrucke werden entsprechend der Energierung und der Deenergierung des 1-2-Solenoids 132 erhalten.

Fig. 10 veranschaulicht die Anstiegscharakteristik des Öldrucks, der der hinteren Kupplung und der hydraulischen

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Servokammer des hinteren Bremsbandes zugeführt wird, wobei eine Kurve 503 die Kennlinie angibt, bei der das 1-2-Solenoid 132 kontinuierlich deenergiert ist, eine Kurve 505 die Kennlinie angibt, bei der das Solenoid 132 kontinuierlich energiert ist, und eine Kurve 50¹I die Kennlinie angibt, bei der das Solenoid 132 während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten T^ und T₂ energiert ist. Wie sich aus diesem Diagramm ergibt, steigt der hydraulische Druck während des Zeitintervalls zwischen T. und T_ in einer mittleren Kurve an. Werden die Zeitpunkte T₁ und T₂ derart gewählt, daß die hintere Kupplung und das hintere Bremsband zwischen den Zeitpunkten T. und T_ angelegt (eingerückt) werden, kann somit ein weiches Gangsehalten mit einem verringerten Stoß gewährleistet werden.

Während eine bestimmte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems erläutert wurde, bei der das der kleinen Drosselöffnung entsprechende Signal das wesentliche Erfordernis für die Leitungsdrucksteuerung ist, ist zu bemerken, daß die in der erläuterten Ausführungsform verwendete kleine Drosselöffnung eine Bedingung niedriger Motorbelastung bedeutet, und daher kann das Signal durch ein anderes von der Motorbelastung abhängiges Signal ersetzt werden (beispielsweise ein von dem Unterdruck im Ansaugrohr abhängiges Signal, der Schlupffaktor zwischen der Pumpe und der Turbine eines Drehmomentwandlers oder dergleichen). Wenn die Leitungsdrucksteuerung nur unter der Bedingung niedriger Motorbelastung wegen der Befürchtung durchgeführt wurde, daß sich Probleme, wie das Brennen der Reibungelemente aufgrund des beträchtlich

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erhöhten Schlupfes in der hinteren Kupplung und dem hinteren Bremsband, ergeben könnten, wenn die Leitungsdrucksteuerung unter Bedingungen hoher Motorbelastung durchgeführt wird, muß ferner die Bedingung der niedrigen Motorbelastung nicht das wesentliche Erfordernis für die Leitungsdrueksteuerung sein, wenn keine Möglichkeit für das Vorliegen dieser Probleme besteht. Ferner können Änderungen leicht durchgeführt werden, beispielsweise können die Zeitpunkte T, und T_? derart gewählt werden, daß sie für die Motorbelastung geeignet sind. A

Obgleich die vorzugsweise gewählte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems in Anwendung bei einer automatischen Kraftübertragungsanlage beschrieben wurde, die drei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang besitzt, kann die vorliegende Erfindung in vielen anderen Formen verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Mit der Erfindung wurde für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage, bei der Schaltpunkte durch elektrische Steuerungen gesetzt werden, ein Steuersystem zum Mildern eines Stoßes geschaffen, der dann auftritt, wenn der Schalthebel der Übertragungsanlage von der neutralen Stellung (N) zur Rückwärtsstellung (R) oder von der Earkstellung (P) zur R-Stellung bewegt wird. . .

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Claims

Patentansprüche

I.) Steuersystem für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit einem Drehzahlwechselgetriebe und Eingriffeinrichtungen mit hydraulischen Servoeinrichtungen zur Herstellung der gewünschten Drehzahlwechselvorgänge des Drehzahlwechselgetriebes, gekennzeichnet durch eine hydraulische Driickzufuhrsteuereinrichtung zum Steuern der Zufuhr von hydraulischem Druck zu den Eingriffseinrichtungen (6, 7, 21, 22), eine elektrische Signalgeneratoreinrichtung (200, 250), die auf die Kraftfahrzeug-Fahrbedingungen anspricht, eine Schaltsteuereinrichtung, die in Abhängigkeit von dem von den Fahrbedingungen abhängigen elektrischen Signal ein elektrisches Signal zur Betätigung der hydraulischen Druckzufuhrsteuereinrichtung erzeugt, und eine Stoßsteuersignalgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das im Zeitverlauf entsprechend einem vorbestimmten Muster während eines Schaltens zum Rückwärtsgang veränderlich ist, wobei die hydraulische Druckzufuhrsteuereinrichtung mit dem zuletzt erwähnten elektrischen Signal betätigt wird zur Steuerung der hydraulischen Druckzufuhr zu den Eingriffeinrichtungen (6, 7, 21, 22) zur Umschaltung der Übertragungsanlage auf den Rückwärtsgang und damit zur Verringerung des Stoßes.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Fahrbedingung ansprechende elektrische Signalgeneratoreinrichtung eine Generatoreinrichtung zum

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Erzeugen eines Signals bei niedriger Motorbelastung aufweist und daß die Stoßsteuersignalgeneratoreinrichtung in Abhängigkeit von dem Niedriglastsignal das nach einem vorbestimmten Muster im Zeitverlauf veränderliche elektrische Signal nur erzeugt, wenn das Schalten zum Rückwärtsgang unter der Bedingung niedriger Motorbelastung erfolgt.
3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckzufuhrsteuerein- ^

richtung ein Schaltsteuerventil zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zu den hydraulischen Servoeinrichtungen (6a, 7a, 21a, 22a, 22b) zum Umschalten der Übertragungsanlage auf den Rückwärtsgang aufweist, ein Druckregulierventil (105) zum Regulieren des Werts des hydraulischen Drucks, Druckleitungen zum Verbinden der hydraulischen Servoeinrichtungen (6a, 7a, 21a, 22a, 22b) mit dem Schaltsteuerventil, Drosseletellen zum Steuern der Strömungsrate des den hydraulischen Servoeinrichtungen (6a, 7a, 21a, 22a, 22b), zugeführten hydraulischen Drucks, und eine Druckleitung, die das Druckregulierventil "

(105) und das Schaltsteuerventil verbindet zur Zuführung eines hydraulischen Drucks in eine ölkammer des DruckregulierventilB (105) zur Verringerung des von dem Druckregulierventil (105) regulierten hydraulischen Drucks, wobei in Abhängigkeit von dem von der Stoßsteuersignalgeneratoreinrichtung erzeugten elektrischen Signal das Schaltsteuerventil nach dem Schalten in den Rückwärtsgang betätigt wird, so daß der ansteigende Verlauf des hydraulischen Drucks, der den hydraulischen Servo einrichtungen (6a, 7a, 21a, 22a, 22b) zum Einstellen de·

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Rückwärtsgangs zugeführt wird, durch eine Verringerung des regulierten hydraulischen Drucks und der durch die Drosselstellungen bewirkten Strömungsratensteuerung geändert wird, wodurch der Stoß beim GangwechselVorgang verkleinert wird.

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