DE2210653A1

DE2210653A1 - Schaltung zur Steuerung der Funktion eines automatischen Getriebes

Info

Publication number: DE2210653A1
Application number: DE19722210653
Authority: DE
Inventors: David Blackburn Kenilworth Warwickshire Harrison (Großbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-03-06
Publication date: 1972-09-21
Also published as: GB1373952A; US3739661A; DE2210653B2; IT952085B; FR2127989A5

Description

PATENTANWÄLTE . DipUng. WERNER COHAUSZ · Dipl.-Ing. WILHELM FLORACK · Dipl-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Schumannstraße 97 2210653

Joseph Lucas (industries) Limited

Great King Street

Birmingham 5, England J. Harz 1972

Schaltung zur Steuerung der Funktion eines automatischen Getriebes

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Steuerung der Funktion eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs, zu der eine elektromagnetische Vorrichtung gehört, die erregt wird, wenn eine änderung im Drehzahlverhältnis in einer Sichtung bewirkt werden muß, und die entregt wird, wenn die gleiche änderung im Drehzahlverhältnis in entgegengesetzter Sichtung bewirkt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung dieser Art in einfacher und zweckmäßiger ίΌπα vorzusehen.

Eine Schaltung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch Kittel zur Erzeugung eines ersten Signals als Wiedergabe der Drosseleinstellung des Kraftfahrzeugenotors, wobei diese k"ittel das erste Signal nur dann erzeugen, wenn die Drosseleinstellung über einem Sollwert liegt, Mittel zur Erzeugung eines zweiten Signals, dessen Größe von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, Kittel zur Erzeugung eines dritten und fixierten Signals, Ilittel zum Vergleichen der Signale, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß bei einem Größerwerden des zweiten Signals als das dritte Signal oder als das dritte Signal und das erste Signal die Schaltung eine Verhältnisänderung zur Verringerung der Drehzahl des Iiotors für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit und umgekehrt bewirkt,

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Ua/Ti - 2 -

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Die Erfindung ist ία nachfolgenden an Hand von AusiiTnrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen n.'iher crl-loitert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine schomatische D er stellring des Hotors eines iahrzeugs uit seinem zugehörigen ü'riebwerk,

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der Steuerschaltung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die üetriebscharakteristi-Iken des i;'ystens vriedergiut,

!'ig. 4 eine Anordnung eines Teils des Systems und Fig. 45 eine modifizierte Forin der in !.'ig. 4 gezeigten Anordnung.

Das Fahrzeugtriebwerk '.reist ein automatisches Getriebe 10 auf, d~s mit den Antriebsrädern 11 mittels einer Antriebswelle 12 gekuppelt ist. Ferner ist ein Generator 15 vorgesehen, der ein Vechselstrosisignal liefert, dessen Frequenz von der Fahrgeschwindigkeit des Falirzeugs abhängt. Das automatische Getriebe ist mit dem Lotor 14 des Fahrzeugs gekuppelt, und er ist mit einer Drosselsteuerung 15 versehen.

In Fig. 3 ist graphisch gezeigt, an welchen Punkten eine Verhältnisänderung in der Drehzahlübersetzung des Getriebes vonstattengehen soll, und zwar in Abhängigkeit von der Drosselöffnung und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Vie zu sehen ist, sind zwei Gangwechsel in der graphischen Darstellung gezeigt, d.h. zwischen dem ersten und dem zweiten Gang und zuischen dem zweiten und dem dritten Gang. Bei Betrachtung des Gangwechsels vom ersten zum zweiten Gang ist zu sehen, daß der Wechsel vom ersten Gang zum zweiten Gang mit einer höheren Geschwindigkeit mit eine bestimmte Drosselöffnung vonstattengeht als der Wechsel zwischen dem zweiten Gang und dem ersten Gang. Dadurch sollen Schwierigkeiten vermieden werden, die bei automatischen Getrieben auftreten können. Eine dieser Schwierigkeiten besteht darin, daß während eines Gangwechsels die Fahrgeschwindigkeit des

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l-r.'ir Zeugs geringer wer den kann, und zweitens ist es wLinschenswert, dcu rlcr Vechselpunkt in einer .dichtung für einen bestimmten Gang ir. Abstaue, zum *.c-chselpunkt in entgegengesetzter Sichtung für den gleichen Gant; liegt, um ein Suchen zu vermeiden.

In iio* £ is^ eine vereinfachte Form der Schaltung gezeigt, die noch unter Iie^u;7iahr.ie auf j&'ig. 4 isi einzelnen beschrieben wird. Cur Lchaltunj gehören liuergie leitungen 20 und 21 jeweils aur Verbindung mit dem Ilinus- bzw. Plurpol einer Gleichstromquelle. Zwischen die linert^ieleitunken ist ein Potentiometer SV1 geschaltet, dessen Schieber über einen "uidtrstand H2 mit der lüniicsionselektrode einec ρ-η-ρ-iransi^toris 5111 verbunden ist. Me ..teuerelektrode dieses Transistors ict mit aen Schieber eines Potentiometers KV2 verbunden, decsen Widcrstandselement z\rischen die ilnergieleitungen £0 und 21 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors T31 ist mit der Snergieleitung über den Vidorstand H1 verbunden, außerdem mit den üingang είηεε ^umnierverKfirkers 22. Der Ausgang 2p dieses Terstärkers ist zur steuerung einer elektromagnetischen Yorrichtung angeschlossen, die im eingeschalteten Zustand einen Gangvechsel des automatischen Getriebec bewirkt. Darüber hinaus ist der Ausgang 2p mit dem Eingang des Verstärkers über einen Kondensator G1 verbunden.

l'erner ist mit dea Uingang des Yerstärlcers der Ausgang einer Diodenpumpschaltung 2/1 verbunden, die eine l.echselspannung vom iüachogenerator 15 erhält.

Die Position des Schiebers des Potentiometers HY1 wird durch die stellung der Drosseisteuerung 15 des Hotros bestimmt. Die Kombination aus dem Potentiometer EY1, dem Widerstand S2, dem Potentiometer RY2 und den transistor ER1 erzeugt ein erstes Signal, das an den Eingang des Verstärkers 22 angelegt wird und das von der Drosseleinsteilung e/bhüngt. Darüber hinaus liefert der "iiiderstand R1 ein drittes Signal. Das erste und das dritte Signal wirken entgegengesetzt zum zweiten Signal, das durch die Biodenpuaroschaltung 24 erzeugt wird, und wenn» d"s erste und dritte Signal größer als das zweite

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Signal sind, befindet sich der Summierverstärker 22 in einem Zustand, und in diesem Zustand wird der erste Gang des Getriebes gewählt. Für eine konstante Drosseleinstellung erhöht sich die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs allmählich, bis eine Geschwindigkeit erreicht wird, bei der das zweite Signal größer als das erste und das dritte Signal wird, und der Summierverstärker ändert seinen Zustand, so daß der zweite Gang gewählt wird.

Die Stellung des Schiebers des Potentiometers RV2 bestimmt den Punkt, bis zu dem die Drossel geöffnet werden muß, ehe irgendeine Erhöhung in der Geschwindigkeit bewirkt wird, bei der ein Gangwechsel erfolgt. Das liegt daran, daß unter diesem Punkt der Transistor TR1 sich in einem nicht leitenden Zustand befindet und der einzige Strom, der an den Eingang des Verstärkers angelegt wird, derjenige ist, der über den Widerstand R1 fließt. Dieser Widerstand stellt den Wert bzw. die Größe der Geschwindigkeit ein» mit der das Fahrzeug fahren muß, um einen Gangwechsel bei einer Drosselöffnung von UuIl zu bewirken. Der Wert des Widerstands R2 stellt die Neigung der schrägen Partie der in Fig. 3 gezeigten Kurven ein. Um ein schnelles Schalten des Verstärkers zu bewirken, sorgt der Kondensator C1 für eine positive Rückkopplung. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung ist natürlich vereinfacht und sorgt nicht für den Unterscheied in den Fahrgeschwindigkeiten für eine bestimmte Drosseleinstellung, bei denen das Hochschaltan und Hinunterεehalten erfolgt.

In Fig. 4 sind die Gleichstromenergieleitungen 20 und 21 zum Anschluß an den Minus- bzw. Pluspol einer Gleichstromquelle vorgesehen. Zwi-: sehen die Energieleitungen ist ein Potentiometer 4RV1 geschaltet, dessen Schieber über einen Widerstand 4RJ und 4R4 in Reihe m it der Anode einer Diode 4D2 verbunden ist. Die Kathode dieser Diode ist mit der Emissionselektrode eines p-n-p-Transistors 4TR3 verbunden. Ferner ist der Schieber des Potentiometers 4RV1 über einen ähnlichen Weg mit der Emissionselektrode des Transistors 4TRJ über Widerstände 4R1 und 4R2 verbunden, die in Reihe mit der Diode 4D1 verbunden sind. Die Steuerelektrode des Transistors 4TRJ ist über eine Diode 4D4 mit dem

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Schieber eines Potentiometer 4R5 verbunden. Sin Ende des Widerstandselements dieses Potentiometers ist mit der Energieleitung 21 verbunden, und das andere Ende des Widerstandseleaents ist über den Emissionselektroden/Kollektorweg des n-p-n-Transistors 4TR4 angeschlossen. Me Emissionselektrode dieses Transistors ist mit der Energieleitung 20 verbunden. Darüber hinaus sind n-p-n-Transistoren 4TR1 tmd 4TR2 vorgesehen, deren iänissionselektroden mit der Anode der Diode 4D/J verbunden sind. Die Kollektoren der Transistoren sind jeweils mit Punkten zwischen den Widerständen 4R1 und 4&2 bzvr. 4R3 ^unt3· 4R4 verbunden.

Die Steuerelektrode des !Transistors 4TR3 ist über die Diode 4I>3 mit dem Schieber des Potentiometers 4R$ verbunden. Ein Ende des Widerstandselements dieses Potentiometers ist mit der Energieleitung 21 verbunden, und das andere Ende des Elements ist mit der iiinergieleitung 20 über den Emissionselektroden/Kollektorweg des n-p-n-Transistors 4TR5 verbunden.

Ferner ist ein Widerstand 4R11 vorgesehen, von dem ein Ende mit der Energieleitung 20 und das andere Ende mit der Energieleitung 21 über Dioden 4D3 und 4D9 in Heihe verbunden ist. Die Kathoden der Dioden sind dabei auf die Energieleitung 21 zu gerichtet. Ein Punkt zwischen der Diode 4D7 und dem Widerstand 4R11 ist mit den Emissionselektroden von p-n-p-5?ransistören 4TRo und 4ER7 verbunden. Die Kollektoren dieser Transistoren sind jeweils über Widerstände 4R12 und 4H1J mit dem Kollektor des Transistors 4TRJ verbunden.

Der Summierverstärker ist durch die Schaltkreise bezeichnet, die sich im gestrichelten Kästchen 22 befinden, und dazu gehört ein p-n-p-Transistor' 4TR8, dessen Kollektor mit der Energieleitung 20 und dessen Steuerelektrode mit dem Kollektor des Transistors 4TR3 verbunden sind. Die Emissionselektrode des Transistors 4TR8 ist mit der Snergieleitung 21 über den Widerstand 4R16 und außerdem mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 4TR9 verbunden. Die Emissionselek-

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trode dieses Transistors ist mit der Energieleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist axt der Snergieleituns 21 über den Widerstand 4H17 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 4TR9 siit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 4TR10 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Energieleitung 20 verbunden ist. Der KoI-lektsor dieses Transistors ist mit der Energieleitung 21 über einen Widerstand 4R18 verbunden, ferner mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 4'IR11 über einen Wi der st and 4H19· Me Emissionselektrode des Transistors 4TR11 ist mit der Snergieleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist mit der Energieleitung 21 über einen Widerstand 4H2O verbunden. Der Ausgang des Schaltkreises.geht vom Kollektor des Transistors 4TR11 ab. Der Rückkopplungskondensator 4C1 ist zv/ischen die Steuerelektrode des Transistors 4TR8 und den Kollektor des Transistors 4TR10 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 4TR10 ist darüber hinaus mit der Steuerelektrode des Transistors 4TR7 über einen Widerstand 4S15 verbunden, die Steuerelektrode des Transistors 4TÜ.4 über einen Widerstand 4R7» und- die Steuerelektrode des Transistors 4TR2 über den Widerstand 4&10. Ferner ist der Kollektor des Transistors 4TR11 mit der Steuerelektrode des Transistors 4TR6 über den Widerstand 4R14 verbunden, die Steuerelektrode des Transistors 4TR5 über den Widerstand 4H8, und die Steuerelektrode des Transistors 4TR1 über den Widerstand 4R9.

Der Tachometergenerator ist bei 13 gezeigt, die Diοdenpunpschaltung bei 24* Die letztere Schaltung weist einen Eingangskondensator 4CJ auf, der m_it der Anode der Diode 4D5 verbunden ist, deren Kathode mit der Energieleitung 20 verbunden ist. Darüber hinaus ist der Kondensator mit der Kathode der Diode 4D6 verbunden, deren Anode mit der Steuerelektrode des Transistors 4TR8 verbunden - ist. Ferner ist ein Kondensator 4C2 zwischen der Anode der Diode 4V6 und der Energieleitung 20 vorgesehen. Der Tachometergenerator ist mit der Steuerelektrode des p-n-p-Transistors 4TH12 verbunden, dessen Kollektor mit der Energieleitung 20 und dessen Emissionselektrode mit der Energieleitung 21 über den Widerstand 4H21 verbunden sind. Darüber hinaus ist die Emissionselektrode des Transistors 4Tr12 mit der Steuerelektrode des n-p-n-Transistors 4.TRI3 verbunden. Die Emissionselektrode dieses

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feansictors ist nit der Energieleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist mit der !Snergieleitung 21 über den Viderειand 4R22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 4ΤΒ-Ί5 ist iait dem Konedensator CJ verbunden.

la Betrieb arbeitet der Summierverstärker, wie das unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Beispiel beschrieben worden ist, und das gilt auch für den Tachometergenerator und für die zugehörige Diodenpumpschaltung 24.

Der 'Junmierverstilrker 22 wird jedoch zum Schalten von der 1-2- und 2-1-Charakteristik verwendet, und bei einem Ausschalten des Transistors ^rj?ß1O sind die L teuerelektroden aller Transistoren, die über die betreffenden ©Widerstände verbunden sind, im wesentlichen auf der Spannung der JSnergieleitung 21. Gleichzeitig ist der Transistor 4ΪΗ11 eingeschaltet, und deseeHhalb stehen die Steuerelektroden der Transistoren, die über ihre betreffenden Widerstände mit dem Kollektor des Transistors 4x3.11 verbunden sind, im wesentlichen unter der Spannung der Energieleitung 20. Der Transistor 4SS5 entspricht dem Transistor TR1 in Pig. 1. Die Widerstände 4R1 und 4R2 bestimmen die ITeigung der 1-2-Wechselkurve, wahrend die Widerstände 4R3 inid 4R4 die ITeigung der 2-1-Kurve bestimmen. Das Potentiometer 4R5 entspricht dem Potentiometer RV2 in Pig. 2 und stellt die Drosselöffnung ein, die erforderlich ist, ehe eine Erhöhung in der Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist, um einen 1-2-Wechsel zu erreichen. Entsprechend stellt das Potentiometer 4&6 die Drosselöffnung ein, die erforderlich ist, ehe eine Erhöhung in der Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist, um einen 2-1-Wechsel zu erreichen. Die Widerstände 4H12 und 4R1p entsprechen dem Widerstand R1 in i'ig. 2,und der Widerstand 4H.12 stellt die Fahrgeschwindigkeit für einen Kulldroesel-1-2-Wechsel ein, während der Widerstand 4R13 die Fahrgeschwindigkeit für einen lTulldrossel-2-1-Wechsel einstellt.

Wenn beispielsweise angenommen wird, daß sich das Getriebe im ersten Gang gbefindet, ist der Transistor 4TR11 eingeschaltet, und der Transistor 4TR2 schaltet sich ebenfalls ein. Jeder Strom von den Widerstän-

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den 4R3 und 4ϊ4 wird durch den Transistor 4TR2 aus dem Stromkreis heraus »kurzgeschlossen, und die Neigung der 1-2-Kurve wird durch die Widerstände 4R1 und 4R2 allein bestimmt. Wenn die Fahrgeschwindigkeit ausreichend zunimmt, um den Yeerstärker zu schalten, schaltet sich der Transitor 4TR11 aus, und der Transistor 4TR2 schaltet sich ebenfalls aus, während sich der Transistor 4TR1 einschaltet. Die Neigung der 2-1-Kurve wird nun allein duerch die Widerstände 4R3 und 4R4 bestimmt, und der Beitrag von den Widerständen 4R1 und 4R2 wird durch den Transistor 4TR1 aus dem Stromkreis heraus kurzgeschlossen. Me Mode 4^1 stellt sicher, daß im ersten Gang kein Strom durch den Widerstand 4R4 fließt, und die Diode 4^2 stellt sicher, daß im zweiten Gang kein Strom durch den widerstand 4R2 fliefjt. Me Transistoren 4TR4 und 4TR45 werden zum Schalten zwischen den zwei Drosselöffnungen verwendet, bei denen der Wechsel im Schaltpunkt erfolgt.

Die Transistoren 4TR6 und 4TR7 arbeiten in ähnlicher Weise, es ist jedoch festgestellt vorden, daß die Dioden 4^8 und 4D/9 zuasammen mit dem Widerstand 4R11 benötigt werden, weil beispielsweise beim Einschalten des Transistors 4ER11 der Transistor 4TH1O ausgeschaltet wird. Dessen Kollektorspannung ist jedoch nicht ganz der Spannung an der Energieleitung 21 gleich, und in diesem Fall kann es passieren, daß sich der Transistor 4TR7 nicht ausschaltet, aber um sicherzustellen, daß das geschieht, wird dessen Emissionselektrode auf einer spannung gehalten, die geringer als die seines Kollek4a»ors ist, und zwar wegen der Dioden 4D8 und 4^9» die in Reihe mit dem Widerstand R11 geschaltet sind. Hit anderen Worten, die Emissionselektroden beider Transistoren 4TR6 und 4TR7 befinden sich immer unter einer Spannung, die etwas kleiner als die Spannung an der Energieleitung ist.

Die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebene Schaltung ermöglicht durch Einstellung der Größen der verschiedenen Widerstände jede gewünschte Form der 1-2- und 2-1-Kurven. Die Schaltung, die in Fig. 5 gezeigt ist, entspricht im großen und ganzen der in Fig. 4 gezeigten Schaltung, ist jedoch vereinfacht. Im allgemeinen entspricht der

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is"fcor ^TR?. dem Translator 42H5 aus J?ig. 4· Sic- üjlmissionselelrfcrodenschaltung des iransietoirn j/TJiL: enthält Understands 51¹Sp, und die Große dieser Kombination wird geändert, je nachden, web der (Transistor 55Ή.1 leitet oder nicht. In entsprechende:·.' Veise sind die abgezeyg£ten Viderrstände 4R5 t¹¹¹^. 4it6 durch "Widerstände 5^4» 5^5 τ·¹·¹¹^ 5^6 ersetat, wobei die Gröj3e des Vidarrt-nd:? vom Sustand des Transistors 5'^5 ^uhrlnst. Die '/ic.ez· stände 4111'- und 4-313 sind durch den \!± de rat and 3-i7 e^- setKt, dessen effektive GröOe geändert wird, \ienn der i¹rs,nsistor 5*^4 leitet, und zwar durch den v;iderstand 5S3.

PatentansOrüche

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Claims

Patentansprüche

. Schaltung zur Steuerung der I>unktion eines automatischen Getriebes

es Fahrzeuge, gekennzeichnet durch liittol zur !Urzeugung einec ersten i.:ignals als wiedergabe der Droeselcinstellun^ dec Krai ti" ehre ougmotors, wobei diese LIittel das err.te rJignal nur dann erzeugen, venn die Drosseleinstellun^ über einea Lollvert liegt, Kittel zur iJrzeugung eines zv;eiten Signals, dessen Grö;^r;e von der I^;\?.hrg3schuindigkeit Cc? ?ahrseugs abhängt, llittel zur Lrseugung eines dritten und fixierten Lignals, I-ittel zum Vergleichen der Signale, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, da'j bei einen Größerwerden dec zweiten Ligiuvls als das dritte Signal oder als da. ε: dritte Ligncl und de,c erste Lignal die Schaltung eine Veriiältnisänderung zur Terringeran,;; der Drehzahl des Motors für eine bedtirui.ite i'ahrgecchuindigksit und uiigekehrt bcv/irkt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, üa'i die i-iittel zur iürzeugi-ing des erseten Signals einen iTransictor, Litt el ^ur !-'.inst ellung der Steuerelektrodenspannung des Transistors, d-orart, ds,?, die j)ror.seleinstellunj;, bei der das erste .oignal entsteht, eingestellt werden kann, und Kittel zum Anlagen einer Lpannnng an die ünisEionselektrode des Transistors aufireisen, wobei die Höhe der Spannung von der Drosseleinstellung abhängt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennaeichet, dau die lüttel zum Vergleichen der Signale einen Summierverstärker aufweisen, wobei das erste, das zweite und das dritte Signal an den Eingang des 7erstärkers angelegt sind und sich der Verstärker von eineia Zustand zum anderen Schaltet, wenn das zweite Signal größer oder kleiner als das erste und das dritte Signal wird.

4· Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Schaltiaittel, die auf den Zustand des Summierverstärkers ansprechen, derart, daß das erste und das dritte Signal modifiziert werden, so daß sich die Fahrgeschwindigkeit ändert, bei der der Verstärker schaltet.

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Wa/Ti - 2 -

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'j. 'LclicjL-'cvzir; iip.oh ij:j.£_:ruch /,-, dadurch ^ekennseichnet, daS &c,s dritte ,.i£;ncl ca: ix-n ',Aix^s.n^ ds ε 7er starker ε: üDGr einexi ersten Widerstand en^de^t ict, de.', der ^viiErxioncelclr'b^odenstromkrcic des EranniGtorE ?iiiGii sueitor: v.'iderstand enthält, da,3 dor ;.teuerelektrodenstromkreis üof ^raiiKictors einen dritten ./iclerctand enthält und dsl? die bchaltnittt.1 durch drei Transistoren gebildet sind, die zur änderung der ;.iderEtandi:\rei"te der betrei"xendei: Widerstände sehaltbar sind.

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