DE2137580B2

DE2137580B2 - Steuersystem für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2137580B2
Application number: DE2137580A
Authority: DE
Inventors: Teruo Akashi; Mashanao Hashimoto; Chihiro Hayashi; Seitoku Kubo
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1970-11-21
Filing date: 1971-07-27
Publication date: 1978-04-06
Also published as: JPS4838574B1; US3738182A; DE2137580C3; DE2137580A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Steuersystem ist durch die DT-OS 19 64 612 bekannt.

Wird bei den konventionellen hydraulischen oder bei elektrischen selbsttätig schaltbaren Wechselgetrieben entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 der Schalthebel von der N-Stellung zur R-Stellung oder von der P-Stellung zur R-Stellung bewegt, werden den zugeordneten Reibungseinrichtungen hydraulische Drücke zugeführt, die den Rückwärtsgang im Wechselgetriebe einrücken. In diesem Fall sind die Werte der hydraulischen Drücke mindestens gleich wie die Werte der hydraulischen Drücke, die bei Bewegung des

b0

b5 Schalthebels in andere Stellungen verwendet werden; somit werden diese Einheiten schnell betätigt, wodurch wegen eines im allgemeinen großen Rückwärtsübersetzungsverhältnisses und des Vorhandenseins von Spiel in der Kraftübertragungsanlage einschließlich der Antriebswelle nach dem Wechselgetriebe und dein Ausgleichgetriebe usw. ein besonders großer Stoß beim Einrücken des Rückwärtsgangs erteilt wird, der dem Fahrer oder den Fahrgästen ein unangenehmes Gefühl gibt.

Mit der Erfindung sollen daher Stöße vermieden werden, die auftreten, wenn der Gangschalthebel von der N-Stellung oder P-Stellung zur R-Stellung bewegt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Ausgestaltung sind keine zusätzlichen Spezialventile mit den zugehörigen hydraulischen Kreisen nötig und es kann das Ziel der Erfindung allein durch Hinzufügung einer relativ einfachen elektrischen Schaltungsanordnung zu der ohnehin vorhandenen elektrischen Umschaltsteuereinrichtung erreicht werden. Dabei werden die Reibungseinrichtungen geschont. Zu einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kommt man durch die gekennzeichneten Merkmale des Anspruchs 2. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß infolge zu starken Schlupfes der Reibungseinrichtungen bei hoher Motorbelastung schädliche Reibungserhitzung in den Reibungseinrichtungen auftritt.

Es ist bekannt, bei der Heraufschaltung in den Vorwärtsgängen den jeweils wirksamen Hydraulikkreis zur Minderung des Arbeitsdrucks an eine den Systemdruck bei ihrer Beaufschlagung absenkende Kammer des Systemdruckregelventils anzuschließen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein mittels des erfindungsgemäßen Prinzips selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe;

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

Fig.3 und 4 zeigen Schaltpläne des hydraulischen Steuersystems des Wechselgetriebes, wobei Fig.3 den Zustand der D-Stellung und Fig.4 den Zustand der R-Stellung angibt;

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltsteuereinrichtung für die Abgabe der für das Umschalten benötigten Schaltsignale;

F i g. 6 zeigt ein Schaltbild eines Drosselstellungssignalgenerators;

F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Übergangsteuereinrichtung;

F i g. 8 zeigt Ausgangssignalwellenformen der Übergangsteuereinrichtung;

F i g. 9 zeigt Leitungsdrücke in der R-Stellung;

Fig. 10 zeigt ein Diagramm der ansteigenden Verläufe des hydraulischen Drucks, der der hinteren Kupplung und dem hinteren Bremsband zugeführt wird.

Richtungs- und Lagebezeichnungen in der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich auf die zeichnerische Darstellung.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine Kraftübertragungsanlage mit einem selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang und vorgeschaltetem hydrodynamischem

Wandler. Das Wechselgetriebe ist als Planetengetriebeeinheit ausgebildet, gesteuert durch eine hydraulische Steuereinheit und eine elektrische Steuereinheit, die in F i g. 1 und 2 nicht gezeigt sind. Der Wandler hat ein Pumpenrad 2, ein Turbinenrad 3 und einen Stator 4, -, wobei das Pumpenrad 2 mit einer Motorkurbelwelle 1 und das Turbinenrad 3 mit einer Turbinenwelle 5 zur Übertragung des Drehmoments zu der Planetengetriebeeinheit verbunden ist. Die Planetengetriebeeinheit besitzt zwei Mehrscheibenkupplungen 6 und 7, die von hydraulischen Servoeinrichtungen eingerückt werden, zwei hydraulisch betätigbare Bremsbänder 21 und 22, eine Einwegbremse 23, die Hemmkeile verwendet, einen Planetengetriebezug mit zwei Eingangs-Sonnenrädern 9 und 10, ein Ausgangs-Sonnenrad 19 und zwei r, oder drei Sätze Planetenräder 11, 15, die auf einem Planetenradträger 13 gelagert sind. Die Turbinen welle 5 ist mittels der vorderen Mehrscheibenkupplung 6 mit einer Zwischenwelle 8, die das Eingangs-^ionnenrad 9 trägt, und mittels der hinteren Kupplung 7 mit dem n> Eingangs-Sonnenrad 10 verbindbar. Das vordere Bremsband 22 ist um den Außenumfang der hinteren Kupplung 7 zum Bremsen des Eingangs-Sonnenrades 10 angeordnet und wird mittels einer hydraulischen Servoeinrichtung 22a angelegt. Das Eingangs-Sonnenrad 9 befindet sich mit Zahnrädern 12 der jeweils drei Verzahnungen aufweisenden Planetenräder 11 in Eingriff, die um den Außenumfang des Eingangs-Sonnenrades 9 angeordnet sind. Das Eingangs-Sonnenrad 10 befindet sich in Eingriff mit Zwischenplanetenrä- jo dem 15, die ihrerseits mit Zahnrädern 16 der Planetenräder U kämmen. Die hintersten Zahnräder 17 der Planetenräder 11 sind mit dem Ausgangs-Sonnenrad 19 in Eingriff, das auf einer Ausgangswelle 18 des Wechselgetriebes befestigt ist. Die Planetenräder 11 r> und die Zwischenplanetenräder 15 sind auf dem Planetenradträger 13 mittels Achsen 20 und 14 gelagert; der Außenmantel des Planetenradträgers 13 ist mittels des hinteren Bremsbandes 21, das durch eine hydraulische Servoeinrichtung 21a anlegbar ist, abbremsbar. 4» Zwischen dem Planetenradträger 13 und einem feststehenden Teil des Wechselgetriebes ist ferner eine Einwegbremse 23 vorgesehen, die den Planetenradträger 13 an einer Drehhung in einer Richtung hindert.

Im folgenden werden die Betriebszustände des 4> Wechselgetriebes anhand des zuvor beschriebenen Aufbaus erläutert.

Der erste Vorwärtsgang mit Drehmomentdurchleitung sowohl von der Turbinenwelle 5 zur Ausgangswelle 18 als auch umgekehrt wird erhalten, indem die ■■><> vordere Kupplung 6 und das hintere Bremsband 21 eingerückt werden. Für eine Drehmomentdurchleitung nur von der Turbinenwelle 5 zur Ausgangswe'le 18 mit Freilaufbetrieb im 1. Gang bei schiebendem Fahrzeug braucht nur die vordere Kupplung 6 eingerückt zu ^Γή werden. Das Reaktionsmoment wird dann von der Einwegbremse 23 aufgenommen; somit muß das hintere Bremsband 21 nicht notwendigerweise angelegt sein. Die Drehung der Turbinenwelle 5 wird auf das Eingangs-Sonnenrad 9 übertragen, so daß die Eingangs- bo drehung auf das Ausgangs-Sonnenrad 19 auf der Ausgangswelle 18 von dem Eingangs-Sonnenrad 9 über das Zahnrad 12 und das Zahnrad 17 mit verringerter Drehzahl übertragen wird, da der Träger 13 durch das hintere Bremsband 21 bzw. die Einwegbremse 23 tr> stationär gehalten wird und daher die Achsen 20 ebenfalls stillstehen.

Im zweiten Gang ist die vordere Kupplung 6 und das vordere Bremsband 22 eingerückt. Die Eingangsdrehung wird über das Eingangs-Sonnenrad 9 empfangen, und das Eingangs-Sonnenrad 10 ist durch das vordere Bremsband 22 gesperrt und bleibt stationär. Die Drehung des Eingangs-Sonnenrades 9 läßt den Träger 13 durch die Reaktionsmomentaufnahme seitens des Eingangs-Sonnenrades 10 in der gleichen Richtung wie das Eingangs-Sonnenrad 9 drehen, so daß das Ausgangs-Sonnenrad 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 die beiden Eingangs-Sonnenräder 9 und 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 Kupplung 7 und das hintere Bremsband 21 zur Wirkung gebracht. Der Träger 13 und daher die Achsen 14 und 20 werden stationär gehalten, so daß die Eingangsumdrehung von der Turbinenwelle 5 auf das Ausgangs-Sonnenrad 19 auf der Ausgangswelle 18 durch das Eingangs-Sonnenrad 10, die Zwischenplanetenräder 15 und die Zahnräder 16 und 17 der Planetenräder 11 übertragen wird, wodurch die Drehrichtung der Ausgangswelle 18 gegenüber der Turbinenwelle 5 umgekehrt wird.

Im folgenden werden die in F i g. 3 und 4 gezeigten hydraulischen Schaltpläne erläutert. Die wesentlichen Teile sind eine Pumpe 101, ein Systemdruckregelventil 105, ein Handventil 120 zum Wählen der Schaltbereiche bzw. der Fahrtrichtung und zwei elektrohydraulische Umschaltventile, die einschließlich ihres elektrischen Betätigungsteils mit 130 (für den Gangwechsel zwischen dem 1. und dem 2. Gang) bzw. 135 (für den Gangwechsel zwischen dem 2. und dem 3. Gang) bezeichnet sind. Ihre hydraulischen Schieberteile allein haben die Bezugszeichen 131 bzw. 136. F i g. 3 zeigt einen Betriebszustand, in dem sich der nicht gezeigte Schalthebel der Kraftübertragungsanlage und damit das Handventii 120 in der D-Stellung befindet; die hydraulischen Drücke, die für die hydraulischen Betätigungskreise erforderlich sind, werden von siner Pumpe 101, die Zahnräder, Flügel od. dgl. verwendet, zugeführt. Die Pumpe 101 wird von einer unmittelbar mit dem Motor verbundenen Welle angetrieben und liefert Öl von einem Öl-Reservoir 102 über ein Ölsieb 102' in eine Systemdruckleitung 121. Das Systemdruckregelventil 105 vom üblichen Typ eines Druckregelventils für selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlagen besitzt eine Feder 106 und einen Ventilschieber 105'. An ölkammern 108 und 109, die von Ventilschieberschultern unterschiedlichen Durchmessers eingeschlossen sind, anlegbare hydraulische Drücke belasten den Ventilschieber entgegen dem Federdruck einer Feder 106 und beeinflussen das zur Herstellung der Druckregelung erforderliche Gleichgewicht. Der so geregelte hydraulische Druck wird im folgenden als Systemdruck bezeichnet. Der der ölkammer 108 zugeführte hydraulische Druck wird von einem Relaisventil 150 und der der ölkammer 109 zugeführte hydraulische Druck vom 1-2-Umschaltventil 130. 131 gesteuert. Wird vom Handventil 120 kein hydraulischer Druck einer Ölleitung 124 durch die die Servoeinrichtung 6a für die vordere Kupplung 6 gespeist wird, zugeführt, so liefert das Relaisventil 150 der ölkammer 108 einen Druck, der um den Wert verringert ist, der dem Federdruck der Feder 150' entspricht, wodurch der Systemdruck gegenüber dem

Zustand in Vorwärtsfahrt mit Öldruck führender Leitung 124 erhöht wird.

Die Olkammer 109 wird mit dem hydraulischen Druck aus der Systemdruckleitung 121 über Speiseleitungen

123, 134 und 109' versorgt, die miteinander verbunden ■-, sind, wenn das Umschaltventil 130, 131 in die linke Stellung gedrückt wird; auf diese Weise wird gegenüber dem Zustand bei druckloser Kammer 109 der Systemdruck verringert. Der von dem Systemdruckregelventil 105 geregelte hydraulische Druck wird dem m Handventil 120 zugeführt. Das Handventil 120 ist mit dem Schalthebel der Kraftübertragungsanlage verbunden, der an dem Fahrersitz installiert ist, und hat, wie in F i g. 3 gezeigt ist, 6 Stellungen P, R, N, D, 2 und L. Ein Abschnitt des Handventils 120 besitzt einen Innenkanal 12Γ, so daß, wenn es sich in der R-Stellung befindet, der Systemdruck der Systemdruckleitung 121 über den Innenkanal 12Γ in ölkanäle 127 und 128 verteilt wird.

Befindet sich das Handventil in der N-Stellung, ist die Systemdruckleitung 121 gesperrt und sind die Ventilkammern 122 und 123 entlastet. Wird das Handventil 120 in die D-Stellung bewegt, werden die in Fig.3 gezeigten Zustände eingestellt, und die Systemdruckleitung 121 steht mit den Speiseleitungen 124,125 und 126 in Verbindung. Die Speiseleitung 124 ist unmittelbar mit der Servoeinrichtung 6a für die vordere Kupplung 6 verbunden; die Speiseleitung 125 ist in der linken Stellung des 1-2-Umschaltventils 131 über eine Leitung 134 mit der Arbeits-Servokammer 22a für das vordere Bremsband 22 und zugleich über die Speiseleitung 109' jo mit der Kammer 109 des Systemdruckregelventils 105 verbunden. Die Speiseleitung 126 ist mittels des 2-3-Umschaltventils 135, 136 in dessen linker Stellung mit einer Servoeinrichtung 7a für die hintere Kupplung 7 und einer Entlastungs-Servokammer 22£> für das j-> vordere Bremsband 22 verbunden.

Befindet sich das Handventil 120 in der R-Stellung, wie dies in Fig.4 gezeigt ist, sind die Speiseleitungen

124, 125 und 126 entleert, und die Speiseleitungen 127 und 128 über den Innenkanal 12Γ im Handventil 120 mit

* der Systemdruckleitung 121 verbunden. Die Speiseleitung 127 ist über das 1-2-Umschaltventi! 130, 131 und eine Leitung 127' mit einer Arbeits-Servokammer 21a für das hintere Bremsband 21 verbunden, während die Speiseleitung 128 mittels einer Leitung 128' über das -r. 2-3-Umschaltventil 135,136 und die Leitung 139 mit der Servoeinrichtung 7a für die hintere Kupplung 7 und der Entlastungs-Servokammer 22b für das vordere Bremsband 22 verbunden ist. Die Speiseleitungen 127' und 128' sind über eine Drosselstelle 1286 miteinander verbunden. Befindet sich das Handventil 120 in der P-Stellung, sind die von ihm wegführenden Speiseleitungen von der Systemdruckleitung 121 abgeschlossen und statt dessen mit drucklosen Auslässen verbunden, wie in dem Fall, wenn das Handventil sich in der N-Stellung befindet. Ti

Das 1-2-Umschaltventil 130 besitzt den hydraulischen Umschaltventilteil 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 hydraulischen 1-2-Umschaltventilteils t>o 131 und dem 1-2-Solenoid 132 ist eine Ventilkammer 121" definiert, die über eine Drosselstelle 121a mit dem hydraulischen Druck der Systemdruckleitung 121 versorgt wird. Das 1-2-Solenoid 132 wird durch Signale von der elektrischen Schaltstcuereinrichtung (Fig.5) </> gesteuert. Ist die 1-2-Solcnoidspule 132' nicht erregt, wird der Plunger 133 durch die Feder 133' in seine linke Stellung bewegt, so daß eine Drosselstclle \32b der Kammer 121" gesperrt ist und die Ventilkammer 12Γ schließt. Somit läßt der hydraulische Druck in de Ventilkammer 121" das 1-2-Umschaltventil 131 gegei den Federdruck der Feder 13Γ in seine linke Stellunj bewegen. Wird das 1-2-Solenoid 132 erregt, wird de Plunger 133 durch die elektromagnetische Kraft in seini rechte Stellung bewegt, so daß der hydraulische Drucl in der Ventilkammer 121" über die Drosselstelle 1326 zi einer Ablaßöffnung 132a abgelassen wird. In diesem FaI ist die Größe der Drosselstelle 121a im Vergleich zui Drosselstelle 132i> klein genug, so daß kein Restdruck ii der Ventilkammer 121" erzeugt wird. Somit wird dai 1-2-Umschaltventil 131 durch den Federdruck der Fede 13Γ in seine rechte Stellung bewegt.

Das 2-3-Umschaltventil 135,136 weist eine Feder 136 und ein 2-3-Solenoid 137 auf. Das 2-3-Solenoid 13; besitzt eine Spule 137', eine Feder 138', einen Plunge 138 usw. Zwischen dem 2-3-Umschaltventil 136 und den 2-3-Solenoid 137 ist eine Ventilkammer 124' mit eine vom Plunger 138 gesteuerten Drosselstelle 137i gebildet, die über eine Drosselstelle 124a mit den hydraulischen Druck der Speiseleitung 124 versorg wird. Wird die 2-3-SoIenoidspule 137' mit einem Signa von der elektrischen Schaltsteuereinrichtung 200 erregt wird das 2-3-Umschaltventil 136 durch die gleicht Wirkung wie im Fall des 1-2-Umschaltventils 130,131 ir seine rechte Stellung bewegt. Dabei ist die Größe dei Drosselstelle 124a im Vergleich zu der Drosselstellf 1376 klein genug, und somit wird in der Ventilkamme] 124' kein Restdruck erzeugt. Ist die Spule 137' nich erregt, wird das 2-3-Umschaltventil 136 durch Wirkunj des hydraulischen Drucks in der Ventilkammer 124' ir seine linke Stellung bewegt.

Während die hydraulischen Servoeinrichtungen ir der Kraftübertragungsanlage zur Bestimmung dei Gangstellung entsprechend den Einstellungen de: Handventils 120, des 1-2-Umschaltventils 130, 131 um des 2-3-Umschaltventils 135,136 zur Wirkung gebrach werden, werden die Stellungen der hydraulischer Umschaltventilteile 131 und 136 nach dem Vorhanden sein (erregt) oder NichtVorhandensein (entregt) eine: Signals von der elektrischen Schaltsteuereinrichtunf 200 bestimmt. Befindet sich das Handventil 120 in der 2 oder L-Stellung, ist jedoch die Speiseleitung 12( entleert, so daß unabhängig vom Erregungszustand de: 2-3-Solenoids 137 kein hydraulischer Druck dei Servokammer 7a für die hintere Kupplung 7 und dei Entlastungs-Servokammer 22b für das vordere Brems band 22 zugeführt wird. Befindet sich das Handventi 120 entsprechend Fig. 4 in der R-Stellung, is andererseits die Speiseleitung 124 entleert und dei hydraulische Druck in der Ventilkammer 124' abgelas sen, so daß das 2-3-Umschaltventil 136 unabhängig vor der Erregung oder Entregung des 2-3-Solenoids 13i unter dem Federdruck der Feder 136' in seine rechte Stellung bewegt wird. Der in F i g. 4 gezeigte Zustanc des 2-3-Solenoids 137 wird beim Schalten in der Rückwärtsgang durch nicht gezeigte Mittel herbeige führt. Der Druck aus der Leitung 124 über die Drosselstelle 124a ist wie beim 1-2-Umschaltventil 131 über eine Umfangsnut der Kammer 124' mitteilbai (siehe die auf der Unterseite des Ventilkörpers irr Ventilgehäuse angegebene Ausnehmung). Da die Speiseleitung 127' durch die Drosselstelle 18ö mit dei Speiseleitung 128' verbunden ist, wird somit dei hydraulische Druck unabhängig von der Einstellung de; 1-2-Umschaltventils 131 der Servokammer 7a für die hintere Kupplung 7, der Entlastungs-Servokammer 22/

für das vordere Bremsband 22 und der Arbeits-Servokammer 21a für das hintere Bremsband 21 zugeführt. Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenfassung der Erregung und Entregung der Solenoide in
Vorwärtsgängen und gewählten Gangstellungen:

Handventilstellung

Gangstellung

1. Gang 2. Gang

3. Gang

1. Gang

2. Gang

1. Gang

2. Gang

1-2-Solenoid
2-3-Solenoid

erregt
erregt

entregt
erregt

entregt entregt

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, ist in der L-Stellung des Handventils 120 die Erregung und die Entregung des 1-2-Solenoids zum Einstellen des ersten und des zweiten Gangs umgekehrt zu der Erregung, 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« 2-3-Solenoid aufgrund des Ausfallens des elektrischen Steuerabschnitts nicht erregt 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 F i g. 5 die elektrische Schaltsteuereinrichtung 200, 250 für die Signalabgabe an das 1-2- und das 2-3-Solenoid erläutert. Die Schaltsteuereinrichtung besitzt als wesentliche Teile j₍₎ eine Energiezufuhreinheit 250 und eine Rechnerschaltung 200, die Fahrzeuggeschwindigkeits- und Motorbelastungsdetektoren, 1-2- und 2-3-Schaltsolenoid-Betätigungsschaltungen usw. enthält.

Die Energiezufuhreinheit 250 liefert P-, R-, N-, D-, 2- _J5 und L-Stellungssignale an die Rechnerschaltung 200 über eine Leitung 251" von einem Schaltstellungs-Signalgenerator 251, der einen Schaltstellungsschalter und einen Schaltstromkreis aufweist, der mittels eines Zündschalters 254 über eine Schmelzsicherung 255 mit einem positiven Anschluß 253 der Batterie verbunden ist und in Zuordnung zum Schalthebe! der Kraftübertragungsanlage betrieben wird. Die Energiezufuhreinheit 250 liefert ferner eine konstante Spannung über eine Leitung 252' von einer Konstantspannungsquelle 252 an verschiedene Elemente der Rechnerschaltung 200.

Die Rechnerschaltung 200 besitzt als fahrgeschwindigkeitsabhängige Signalgeneratoreinrichtung einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 201, eine Wellenformer- und Verstärkerschaltung 202 und eine Wechsel-Gleich-Wandlerschaltung 203. Deren Signale werden neben anderen Signalen verarbeitet in einer D- und 2-Stellungs-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 204 (im folgenden als D-Stellungs-l-2-UmschaItdiskriminatorschaltung bezeichnet), einer Hystereseschaltung 205, einer L-Stellungs-1 -2-UmschaItdiskriminatorschaltung 206, einer Hystereseschaltung 207 und einer Torschaltung 212 zugeführt, der eine Verstärkerschaltung 213 und das 1-2-Solenoid 132 nachgeordnet sind. Die Rechnerschaltung 200 weist ferner eine 2-3-Umschalt- _bo diskriminatorschaltung 208 und eine Hystereseschaltung 209 auf, denen eine Verstärkerschaltung 214 und das 2-3-Solenoid 137 nachgeordnet sind. Als drosselstellungsabhängige Signalgeneratoreinrichtung dient ein Drosselstellungsschalter 210 mit einem nachgeordneten _b5 Drosselstellungssignalgenerator 211, deren Signale ebenfalls den verschiedenen Diskriminatorschaltungen zugeführt werden.

erregt

entregt

erregt

Die Arbeitsweise 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 des Wechselgetriebes fest angeordnet ist, und einen Fühler 71, der einen Permanentmagneten aufweist, der in einem Gehäuse aus nichtmagnetischem 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 18 (d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit) proportionalen Frequenz. Nach Umformung in ein Rechteckwellensignal und Verstärkung in der Wellenformer-Verstärkerschaltung 202 wird das Signal in der Wechsel-Gleich-Umformschaltung 203 in ein positives Gleichspannungssignal umgeformt, das der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist. Dieses Gleichspannungssignal (Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E_n) wird dann über Leitungen 203', 203" und 203'" jeweils der D-Stellungs-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 204, der L-Stellung-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 206 und der 2-3-Umschaltdiskriminatorschaltung 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 Kontakt 600 in Übereinstimmung mit den Drosselöffnungen nacheinander die festen Kontakte 601,602,603, 604,605 und 606 löst. (F i g. 6 zeigt den der weit offenen Drosselstellung entsprechenölen Zustand). Der Drosselstellungssignalgenerator 211 besitzt, wie dies ebenfalls in Fig.6 gezeigt ist, eine Konstantspannungsquelle £V und Widerstände 611, 612, 6U3, 614, 6i5 und 616, die über einen Widerstand 617 mit der Konstantspannungsquelle E_y verbunden sind. Die Widerstände 611 bis 616 sind jeweils mit den Widerständen 601 bis 606 verbunden. Durch entsprechende Einstellung der Widerstandswerte dieser Widerstände wird somit eine Gleichspannung (Drosselstellungssignal Ed erzeugt, die sich entsprechend den Drosselöffnungen stufenmäßig ändert, und die Spannung wird dann über eine Leitung 21Γ den drei Umschaltdiskriminatorschaltungen 204, 206 und 208 zugeführt. Ein fester Koniakt 608 des Drosselstellungsschalters 210 und ein Widerstand 618 des Drosselstellungssignalgenerators 211 dienen zur Erzeugung eines eine kleine Drosselöffnung repräsentierenden Signals zusätzlich zum Drosselstellungssignal Ed, 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 Ve der Vollgasstellung), während ein Spannungssignal (1-Signal) geliefert wird, wenn die

Drosselöffnung größer als der vorbestimmte Wert ist.

Die D-Stellungs-l^-Umschaltdiskriminatorschaltung 204, die L-Stellungs-l-2-Umschaitdiskriminatorschaltung 206 und die 2-3-Umschaltdiskriminatorschaltung 208 besitzen gleichen Aufbau und weisen eine konventionelle Differenzvergleicherschaltung auf, die das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E_n und das Drosselstellungssignal Ed auf deren relative Größen vergleicht und entweder ein 0-Signal (keine Spannung) oder ein 1-Signal (Spannung vorhanden) entsprechend dem Vergleichsergebnis erzeugt. In anderen Worten, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E_n und das Drosselstellungssignal Ed werden an den Eingängen der Differenzvergleicherschaltung über geeignete Spannungsteilerwiderstände eingeführt, und das Spannungsteilerverhältnis dieser Widerstände wird derart gewählt, daß die D-Stellungs-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 204 ein 0-Signal erzeugt, wenn E_n δ AEd, und die 2-3-Umschaltdiskriminatorschaltung 208 ein 0-Signal erzeugt, wenn E_n < BEd ist (B> A) B und A sind Einstellungskonstante).

Die Hystereseschaltungen 205 und 209 können die Teilerverhältnisse der Spannungsteilerwiderstände ändern, wenn die Diskriminatorschaltungen 204 bzw. 208 ein 0-Ausgangssignal erzeugen, und verändern damit die Ansprechpunkte für das Erscheinen bzw. Verschwinden der von diesen Diskriminatorschaltungen erzeugten Ausgangssignale. Auf diese Weise wechselt das Ausgangssignal der D-Stellungs-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 204 zu 1, wenn E_n ί A¹Ed(A' < A) ist, und der Bereich A 'E_d < E_n < AEd bildet einen sogenannten Hysteresebereich, in dem die vorhergehende Bedingung erhalten bleibt. In gleicher Weise wechselt das Ausgangssignal der 2-3-Umschaltdiskriminatorschaltung 208 zu 1, wenn E_n S B'E_d ist (B' < B), und der Bereich B'Ed < E_n < BEd bildet einen Hysteresebereich. Mit der L-Stellungs-l-2-Umschaltdiskriminatorschaltung 206 ist die Beziehung zwischen den Eingangssignalen E_n und Ed umgekehrt, so daß sie ein 1-Signal erzeugt, wenn E_n > CEd, und ein 0-Signal, wenn E_n S CEd(C < C). In gleicher Weise bildet der Bereich CEd < E_n < CEd einen Hysteresebereich. Der Grund für die Umkehr der Diskriminierbedingungen (die Beziehung zwischen E_n und EJ) der Diskriminatorschaltung 206 liegt in 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 (siehe 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 204 auf der Leitung 212' erscheinen läßt, wenn sich das Handventil 120 in irgend einer der übrigen Stellungen befindet. Das von dem Umschaltstellungssignalgenerator 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 Erregen 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 Erregen und Entregen der Solenoide erhalten.

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 Übergangssteuereinrichtung er-"i zeugt ein Zeitsignal in Abhängigkeit von einem Signal, das erzeugt wird, wenn der Schalthebel von der N- zur R-Stellung oder von der P- zur R-Stellung bewegt wird, und dem kleinen Drosselöffnungssignal, so daß das 1 -2-Solenoid 132 mit dem Signal für eine bestimmte Zeit

ι ο erregt wird, damit es zeitweilig den hydraulischen Druck beim Einrücken der zur Herstellung des Rückwärtsganges dienenden hinteren Kupplung 7 und des hinteren Bremsbandes 21 verringert, und damit den Stoß mildert. Wie in F i g. 5 mit unterbrochenen Linien gezeigt wurde,

i") besitzt die Übergangssteuereinrichtung eine erste Steuerschaltung 300 und eine zweite Steuerschaltung 310 (ODER-Schaltung).

Wie in Fig. 7 dargestellt ist, besitzt die erste Steuerschaltung 300 eine Verzögerungsschaltung 301

-Ί) mit einem Kondensator 302 mit einer Zeitkonstanten Ti, Inverterschaltungen (sogenannte Nicht-Glieder) 303 und 308, eine Verzögerungsschaltung 304 mit einem Kondensator 305 mit einer Zeitkonstanten T₂ sowie UND-Schaltungen 306 und 307. Die zweite Steuerschal-

-'"> tung wird von einer ODER-Schaltung 310 gebildet. Die Arbeitsweise dieser Schaltungselemente wird nun anhand des in F i g. 8 gezeigten Ausgangssignalwellenformdiagramms erläutert. Nimmt man an, daß ein N-R-Umschalten oder ein P-R-Umschalten zum Zeit-

JO punkt To (=0) durchgeführt wird, erzeugt der Umschaltstellungssignalgenerator 251 ein Signal, wie es mit einer Wellenform 401 gezeigt ist. dieses Signal wird derart aufgezweigt, daß ein Teil der Verzögerungsschaltung 301 zugeführt wird, wo er in ein Signal 402

r> umgewandelt wird, das zu einem Zeitpunkt 7Ί später als To 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

■in Wellenform 404 umgewandelt wird, das zu einem noch späteren Zeitpunkt T₂ und 0 wechselt. Ist die Bedingung T\ < T₂ vorgewählt, können die beiden Signale 403 und 404 in diesem Fall durch die UND-Schaltung 306 in ein Rechtecksignal mit einer Wellenform 405 umgewandelt

■r> werden, die zu einer Zeit Ti nach dem Zeitpunkt TO ansteigt und deren zeitliche Breite T₂- 7] ist. Dieses Signal wird der zweiten UND-Schaltung 307 zugeführt. Das andere Eingangssignal der zweiten UND-Schaltung 307 ist ein Signal 406, das in der Inverterschaltung 308

">o 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 F i g. 8 gezeigt ist, d. h. ist die Drosselöffnung

T) kleiner als der vorbestimmte Drosselöffnungswert (beispielsweise Vb der vollen Drosselöffnung), wird somit das Signal 407 von der UND-Schaltung 307 erzeugt. Ein mit einer unterbrochenen Linie gezeigtes Signal 406' repräsentiert den Zustand, daß die

W) Drosselöffnung zum Zeitpunkt 7*i T] < T₂ größer als der vorbestimmte Drosselöffnungswert ist, und in diesem Fall verschwindet das Ausgangssignal der UND-Schaltung 307 zum Zeitpunkt Tj, wie die»; mit einer gebrochenen Linie 407' gezeigt ist.

h¹) Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 307 erregt das 1-2-Solenoid 132 mittels der ODER-Schaltung 310 und der Verstärkerschaltung 213. Ist das 1-2-Solenoid 132 energiert, wird der hydraulische Druck in der

Ventilkammer 121", wie zuvor in Verbindung mit der Erläuterung des hydraulischen Kreises nach Fig.4 ausgeführt wurde, durch die Auslaßöffnung 132a der 1-2-Umschalteinrichtung 130 abgelassen, und das 1-2-Umschaltventil 131 wird in die rechte Stellung bewegt, so daß die Speiseleitung 127 von der Speiseleitung 127 getrennt wird und mit der Speiseleitung 134 verbunden wird. Somit wird das unter Druck stehende öl der ölkammer 109 des Systemdruckregelvcntils 105 über die Speiseleitung 109' zugeführt, wodurch der Systemdruck verringert wird. In diesem Fall ist die Speiseleitung 128 über die Drosselstellen 128a und 128/j mit der Speiseleitung 127' verbunden, so daß selbst bei Trennung der Speiseleitungen 127 und 127' das Drucköl der Servokammer 21a für das hintere Bremsband 21 zugeführt wird und außerdem die Wirkung der Drosselstellen 128a und 1286, die die Anstiegscharakteristik des Öldrucks steuert, ein weiches Ansteigen des zugeführten Öldrucks und damit den verringerten Stoß gewährleistet. F i g. 9 zeigt die erhaltenen Arbeitsdrücke, wenn sich das Handventil 120 in der R-Stellung befindet, und die mit den Linien 502 und 501 bezeichneten Arbeitsdrücke werden entsprechend der Erregung und der Entregung des 1-2-Solenoids 132 erhalten.

Fig. 10 veranschaulicht die Anstiegscharakteristik des Öldrucks, der der hinteren Kupplung 7 und der hydraulischen Servokammer des hinteren Bremsbandes 21 zugeführt wird, wobei eine Kurve 503 die Kennlinie angibt, bei der das 1-2-Solenoid 132 kontinuierlich entregt ist, eine Kurve 505 die Kennlinie angibt, bei der das Solenoid 132 kontinuierlich erregt ist, und eine Kurve 504 die Kennlinie angibt, bei der das Solenoid 132 während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten 71 und T₂ erregt ist. Wie sich aus diesem Diagramm ergibt, steigt der hydraulische Druck während des Zeitintervalls zwischen 71 und T₂ in einer mittleren Kurve an. Werden die Zeitpunkte 71 und T₂ derart gewählt, daß die hintere Kupplung 7 und das hintere Bremsband 21 zwischen den Zeitpunkten 71 und T₂ angelegt (eingerückt) werden, kann somit ein weiches Gangschalten mit einem verringerten Stoß gewährleistet werden.

Es wurde eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems erläutert, bei der das einer kleinen Drosselöffnung entsprechende Signal das wesentliche Erfordernis für die Systemdruckregelung ist; es sei bemerkt, daß die in der erläuterten Ausführungsform verwendete kleine Drosselöffnung eine Bedingung niedriger Motorbelastung bedeutet; daher kann das Signal durch ein anderes von der Motorbelastung abhängiges Signal ersetzt werden (beispielsweise ein von dem Unterdruck im Ansaugrohr abhängiges Signal; äquivalent zu einem Drosselstellungssignal kann ferner der Schlupffaktor zwischen der Pumpe und der Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers angesehen werden. Wenn nach dem Ausführungsbeispiel die Druckregelung mit Druckabsenkung beim Umschalten auf den Rückwärtsgang nur unter der Bedingung niedriger Motorbelastung durchgeführt wurde — wegen der Befürchtung, daß sich Probleme, wie das Überhitzen und Verbrennen der Reibungselemente aufgrund des beträchtlich erhöhten Schlupfes in der hinteren Kupplung 7 und dem hinteren Bremsband 21 ergeben könnten, wenn die Druckabsenkung unter Bedingungen hoher Motorbelastung durchgeführt wird, — ist ferner die Bedingung einer niedrigen Motorbelastung nicht das notwendige Erfordernis für die Drucksteuerung mit Druckabsenkung beim Einschalten des Rückwärtsganges, wenn keine Möglichkeit für das Vorliegen dieser Probleme besteht. Ferner können Änderungen leicht durchgeführt werden, beispielsweise können die Zeitpunkte 71 und T₂ derart gewählt weraen, daß sie für den gewählten Ansprechwert der Motorbelastung geeignet sind.

Mit der Erfindung wurde für eine selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage, bei der Umschaltpunkte durch elektrische Steuerungen bestimmt 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 Parkstellung (P) zur R-Stellung bewegt wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Steuersystem für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei dem die ·-, Schaltvorgänge mit Hilfe von Reibungseinrichtungen (6, 7, 21, 22) bewirkt werden, zu deren Betätigung hydraulische Servoeinrichtungen (6a, 7a, 21a, 22a) vorgesehen sind, deren Beaufschlagung über eine*· Druckzufuhrsteuereinrichtung (101 bis 151) mit einem Systemdruckregelventil (105) erfolgt und deren Einsatz mit Hilfe einer elektrischen Signalgeneratoreinrichtung (201, 202, 203, 210, 211) gesteuert wird, die durch den Fahrbedingungen entsprechende elektrische Signale über eine Schaltsteuereinrichtung (200, 250) die Betätigung von Umschaltventilen (130,131 und 135,136) auslöst, die in den zu den Servoeinrichtungen führenden Speiseleitungen eingegliedert sind, wobei das Systemdruckregelventil eine bei ihrer Druckbeauf- >o schlagung den Systemdruck absenkende Kammer (109) aufweist, welche abhängig von der Stellung eines der Umschaltventile (131) beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch eine elektrische Übergangssteuereinrichtung (300, 310), die auf ein n Ausgangssignal eines Schaltstellungs-Signalgenerators (251) anspricht, der beim Umschalten auf den Rückwärtsgang einen Impuls (401) für die Erzeugung eines elektrischen Signals vorbestimmter Dauer durch die elektrische Übergangssteuerein- jo richtung (300, 310) abgibt, wodurch das mit der den Systemdruck absenkenden Kammer (109) in Verbindung stehende Umschaltventil (130, 131) für die Dauer des elektrischen Signals aus der Übergangssteuereinrichtung (300,310) in die die Kammer (109) is beaufschlagende Stellung gebracht wird, wobei in die zu den Servoeinrichtungen führenden Leitungen Drosselstellen (128a, 128i>, 139a,! eingegliedert sind.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Fahrbedingungen au ansprechende elektrische Schaltsteuereinrichtung (200,250) einen Drosselstellungsgenerator (600,608, 618) zum Erzeugen eines Signals bei niedriger Motorbelastung aufweist, wobei die Übergangssteuereinrichtung (300, 310) auf das von diesem Drosselstellungsgenerator (600,608,618) abgegebene Signal anspricht und das Signal vorbestimmter Dauer nur erzeugt, wenn die Motorbelastung niedrig ist.

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