DE2210653B2

DE2210653B2 - Elektrische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE2210653B2
Application number: DE2210653A
Authority: DE
Inventors: David Blackburn Kenilworth Warwickshire Harrison (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-03-06
Publication date: 1980-12-04
Also published as: GB1373952A; US3739661A; IT952085B; DE2210653A1; FR2127989A5

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeuges mit einer elektromagnetischen Einrichtung, die aktiviert wird, wenn das Übersetzungsverhältnis verändert werden soll, mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, das von der Stelling des Drosselpedals abhängt, mit einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten, von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängigen Signals und mit einer dritten Einrichtung zur Bildung eines dritten, fixierten Signals.

Aus der GB-PS 9 83 245 ist eine Schaltung zur Steuerung eines automatischen Getriebes bekannt, bei der in Abhängigkeit von der Drosseleinstellung des Motors und von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges Signale erzeugt werden, die mit einer Referenzspannung verglichen werden. Die Signale selbst werden durch Schalter mit einer Vielzahl von Kontakten erzeugt, deren Schließen z, B. jeweils sine bestimmte Stellung der Drosseleinstellung angibt

Aufgrund dieser Steuerung durch Kontakte weist aber die Anlage nach dem Stand der Technik den Nachteil auf, daß dort eine kontinuierliche Steuerung des Getriebes nicht möglich ist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache störunanfällige Schaltungsanordnung zur Steuerung der Funktion eines automatischen Getriebes to anzugeben, die eine kontinuierliche Steuerung ermöglicht

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Steuerung des Getriebes in Abhängigkeit von der Drosseleinstellung und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges kontinuierlich erfolgt und darüber hinaus die Erzeugung der zu der Drosseleinstellung bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit gehörenden Signale in einfacher Weise erreicht wird.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen sind

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit seinem zugehörigen Triebwerk,

Fig.2 eine vereinfachte schematische Darstellung der Steuerschaltung,

Fi g. 3 eine graphische Darstellung, die die Betriebscharakteristiken des Systems wiedergibt,

F i g. 4 eine Anordnung eines Teils der Schaltungsanordnung und

F i g. 5 eine vereinfachte Form der in F i g. 4 gezeigten Anordnung.

Das Fahrzeugtriebwerk weist ein automatisches Getriebe 10 auf, das mit den Antriebsrädern 11 mittels einer Antriebswelle 12 gekuppelt ist Ferner ist ein Generator 13 vorgesehen, der ein Wechselstromsignal liefert dessen Frequenz von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt Das automatische Getriebe ist mit dem Motor 14 des Fahrzeugs gekuppelt und er ist mit einer Drosselsteuerung 15 versehen.

In F i g. 3 ist graphisch gezeigt, an welchen Punkten eine Verhällnisänderung in der Drehzahlübersetzung des Getriebes vonstatten gehen soll, und zwar in Abhängigkeit von der Drosselöffnung und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges. Wie zu sehen ist sind zwei Gangwechiil in der graphischen Darstellung so gezeigt d.h. zwischen dem ersten und dem zweiten Gang und zwischen 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 bei einer bestimmten Drosselöffnung vonstatten geht 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 Fahrzeugs geringer werden kann, und zweitens ist es wünschenswert daß der Wechselpunkt in einer Richtung für einen bestimmten Gang im Abstand zum Wechselpunkt in entgegengesetzter Richtung für den gleichen Gang liegt, um ein Pendeln zu vermeiden.

In F i g. 2 ist eine vereinfachte Form der Schaltung gezeigt, die noch unter Bezugnahme auf Fig.4 im einzelnen beschrieben wird. Zur Schaltune gehören

Versorgungsleitungen 20 und 21 jeweils zur Verbindung mit dem Minus- bzw. Pluspol einer Gleichstromquelle. Zwischen die Versorgungsleitungen ist ein Potentiometer RVl geschaltet, dessen Schieber über einen Widerstand /?2 mit dem Emitter eines p-n-p-Transistore 77? 1 verbunden ist Die Basis dieses Transistors 77? 1 ist mit dem Schieber eines Potentiometers RV2 verbunden, dessen Widerstandselement ebenfalls zwischen die Versorgungsleitungen 20 und 21 geschaltet isL Der Kollektor des Transistors 77? 1 ist mit der Versorgungsleitung 21 über den Widerstand R1 verbunden und außerdem mit dem Eingang eines Summierverstärkers 22. Der Ausgang 23 dieses Summierverstärkers ist an einer elektromagnetischen Vorrichtung angeschlossen, die im eingeschalteten is Zustand einen Gangwechsel des automatischen Getriebes bewirkt. Darüber hinaus ist der Ausgang 23 mit dem Eingang des Verstärkers über einen Kondensator CX verbunden.

Ferner ist mit dem Eingang des Summierverstärkers der Ausgang einer Glefchrichterscbaltung 24 verbunden, die eine Wechselspannung vom Tachogenerator 13 erhält

Die Position des Schiebers des Potentiometers RVi wird durch die Stellung der Drosselsteuerung 15 des Motors bestimmt Die Kombination aus dem Potentiometer R Vi, dem Widerstand Ä2, dem Potentiometer RV 2 und dem Transistor 77? 1 erzeugt ein erstes Signal das an den Eingang des Summierverstärkers 22 angelegt wird und das von der Drosseleinstellung abhängt Darüber hinaus liefert der Widerstand R i ein drittes Signal. Das erste und das dritte Signal wirken entgegengesetzt zum zweiten Signal, das durch die Gleichrichterschaltung 24 erzeugt wird, und wenn das erste und dritte Signal größer als das zweite Signal sind, befindet sich der Summierverstärker 22 in einem Zustand, in dem der erste Gang des Getriebes gewählt wird. Für eine konstante DrossdeinsteUung erhöht sich die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs allmählich, bis eine Geschwindigkeit rc 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 nniB, ehe eine Erhöhung inter Geschwindigkeit bewirkt wird, bei der ein Gangwechsel erfolgt Das liegt daran, daß unter diesem Punkt der Transistors 77? 1 sich in einem nicht leitenden Zustand befindet und der einzige Strom, der an den Eingang des Verstärkers so angelegt wird, derjenige ist, der Ober den Widerstand Ri fließ». Dieser Widerstand stellt die Größe der Geschwindigkeit ein, mit der das Fahrzeug fahren muß, um einen Gangwechsel ohne eine Drosselöffnung zu bewirken. Der Wert des Widerstands R 2 stellt die Neigung des schrägen Bereichs der in Fi g. 3 gezeigten Kurven ein. Um ein schnelles Schalten des Verstärkers zu bewirken, sorgt der Kondensator Ci für eine positive Rückkopplung. Die in Fig.2 gezeigte Schaltung ist natürlich vereinfacht und sorgt nicht für den Unterschied in den Fahrgeschwindigkeiten RIr eine bestimmte Drosseleinstellung, bei denen das Hochschalten und Hinunterschalten erfolgt

In Fig.4 sind die Versorgungsleitungen 20 und 21 zum Anschluß an den Minus- bzw. Pluspol einer Gleichstromquelle vorgesehen. Zwischen die Versorgungsleitungen ist ein Potentiometer 4/? VI geschaltet dessen Schieber über einen Widerstand 4R 3 und 4R 4 in Reihe mit der Anode einer Diode 4D2 verbunden ist Die Kathode dieser Diode ist mit dem Emitter eines p-n-p-Transistors 4 77? 3 verbunden. Ferner ist der Schieber des Potentiometers 4RVi über einen ähnlichen Weg mit dem Emitter des Transistors 477? 3 über Widerstände 4/? 1 und 4Ä2, die in Reihe mit der Diode 4Dl verbunden sind, verbunden. Die Basis des Transistors 4 77? 3 ist über eine Diode 4D4 mit dem Schieber eines Potentiometers 4Ä5 verbunden. Ein Ende des Widerstandselements dieses Potentiometers 4R 5 ist mit der Versorgungsleitung 21 verbunden, und das andere Ende des Widerstandselements ist an den Kollektor des n-p-n-Transistors 4TR 4 angeschlossen. Der Emitter dieses Transistors ist mit der Energieleitung 20 verbunden. Darüber hinaus sind n-p-n-Transistoren 477? 1 und 4 TR 2 vorgesehen, deren Emitter mit der Anode der Diode 4£>4 verbunden sind Die Kollektoren der Transistoren sind jeweils mit Punkten zwischen den Widerständen 4Ä 1 und 4Ä2 bzw. 4/? 3 und 4Ä 4 verbunden.

Die Basis des Transistors 477? i ist über die Diode 4D3 mit dem Schieber des Potentiometers 4R6 verbunden. Ein Ende des Widerstandselements dieses Potentiometers ist mit der Versorgungsleitung 21 verbunden, und das andere Ende des Elements ist mit dem Kollektor des n-p-n-Transistors 4 77? 5 verbunden, der mit dem Emitter an der Versorgungsleitung 20 liegt

Ferner ist ein Widerstand 4i? 11 vorgesehen, von dem ein Ende mit der Versorgungsleitung 20 und das andere Ende mit der Versorgungsleitung 21 über Dioden 4Z) 8 und 4D9 in Reihe verbunden ist Die Kathoden der Dioden sind dabei auf die Versorgungsleitung 21 gerichtet Ein Punkt zwischen der Diode 4£>9 und dem Widerstand 4Ä11 ist mit den Emittern der p-n-p-Transistoren 477?6 und 477? 7 verbunden. Die Kollektoren dieser Transistoren sind jeweils über Widerstände 4/? 12 und 4/? 13 mit dem Kollektor des Transistors 477? 3 verbunden.

Der Summierverstärker ist durch die Schaltkreise bezeichnet die sich im gestrichelten Kästchen 22 beenden, und dazu gehört ein p-n-p-Transistor 477? 8, dessen Kollektor mit der Versorgungsleitung 20 und dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 477? 3 verbunden ist Der Emitter des Transistors 477? 8 ist mit der Versorgungsleitung 21 über den Widerstand 4/? 16 und außerdem mit der Basis eines n-p-n-Transistors 477? 9 verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist mit der Versorgungsleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist mit der Versorgungsleitung 21 über den Widerstand 4/? 17 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 4 77? 9 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 477? 10 verbunden, dessen Emitter mit öer Versorgungsleitung 20 verbunden ist Der Kollektor dieses Transistors ist mit der Versorgungsleitung 21 über einen Widerstand 4Ä18 verbunden, farner nvt der Basis eines n-p-n-Transistors 477? 11 über einen Widerstand 4R19. Der Emitter des Transistors 477? 11 ist mit der Versorgungsleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist mit <*er Versorgungsleitung 21 über einen Widerstand 4/720 verbunden. Der Ausgang des Schältkreises geht vom Kollektor des Transistors 477? 11 ab. Der Rückkopplungskondcniator 4Cl ist zwischen die Basis des Transistors 4TRS und den Kollektor des Transistors 477? 10 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 477? 10 ist darüber hinaus mit der Basis des Transistors 477? 7 über einen Widerstand 47? 15 mit der Basis des Transistors 4TR 4 über einen Widerstand 4R7 und mit der Basis des Transistors

477? 2 über den Widerstand 4R 10 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 4TA 11 mit der Basis des Transistors 477?6 über den Widerstand AR 14, mit der Basis des Transistors 477?5 über den Widerstand 4/?8 und mit der Basis des Transistors 477? 1 über den Widerstand AR9 verbunden.

Der Tachometergenerator ist durch das Element 13, die Gleichrichterschaltung durch den Block 24 gezeigt. Die letztere Schaltung weist einen Eingangskondensator 4C3 auf, der mit der Anode der Diode 4D5 verbunden ist, deren Kathode mit der Versorgungsleitung 20 verbunden ist. Darüber hinaus ist der Kondensator mit der Kathode der Diode 4D6 verbunden, deren Anode mit der Basis des Transistors 477? 8 verbunden ist. Ferner ist ein Kondensator 4C2 zwischen der Anode der Diode 4D6 und der Vorsorgungsleitung 20 vorgesehen. Der Tachometergenerator ist mit der Basis des p-n-p-Transistors 477? 12

tung ί.Ό und dessen Emitter mit der Versorgungsleitung 21 über den Widerstand AR 2t verbunden sind. Darüber hinaus ist der Emitter des Transistors 4TR 12 mit der Basis des n-p-n-Transistors 4TR 13 verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist mit der Versorgungsleitung 20 verbunden, und der Kollektor ist mit der Versorgungsleitung 21 über den Widerstand 4/? 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 4 TR 13 ist mit dem Kondensator C3 verbunden.

Im Betrieb arbeitet der Summierverstärker, wie das unter Bezugnahme auf das in F i g. 2 gezeigte Beispiel beschrieben worden ist, und das gilt auch für den Tachometergenerator und für die zugshörige Gleichrichterschaltung 24.

Der Summierverstärker 22 wird zur Erzeugung der 1-2- und 2-1-Schaltcharakteristik verwendet, und bei einem Ausschalten des Transistors 77? 10 sind die Basen aller Transistoren, die über die betreffenden Widerstände verbunden sind, im wesentlichen auf der Spannung der Versorgungsleitung 21. Gleichzeitig ist der Transistor 4TR 11 durchgeschaltet, und deswegen stehen die Basen der Transistoren, die über ihre betreffenden Widerstände mit dem Kollektor des Transistors 477? 11 verbunden sind, im wesentlichen unter der Spannung der Versorgungsleitung 20. Der Transistor 4TR3 entspricht dem Transistor TR1 in Fig. 2. Die Widerstände 4/? 1 und 4/? 2 bestimmen die Neigung der 1-2-Kurve, während die Widerstände 4/?3 und 4/?4 die Neigung der 2-1-Kurve bestimmen. Das Potentiometer 4/?5 entspricht dem Potentiometer RV2 in Fig. 2 und stellt die Drosselöffnung ein, die erforderlich ist, ehe eine Erhöhung in dir Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist, um einen 1-2-Wechsel zu erreichen. Entsprechend bestimmt das Potentiometer 4R 6 die Drosselöffnung, die erforderlich ist, ehe eine Erhöhung in der Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist, um einen 2-!-Wechsel zu erreichen. Die Widerstände 4/? 12 und 47? 13 entsprechen dem Widerstand R 1 in F i g. 2, und der Widerstand 4R12 stellt die Fahrgeschwindigkeit für einen Nulldrossel-1-2-Wechsel ein, während der Widerstand AR 13 die Fahrgeschwindigkeit für einen Nulldrossel-2-1 -Weichsel einstellt

Wenn beispielsweise angenommen wird, daß sich da: Getriebe im ersten Gang berindet, ist der Transistoi 4 77? 11 durchgeschaltet und der Transistor 477?; schaltet ebenfalls durch. Jeder Strom von der Widerständen 4/73 und ARA wird durch den Transistoi 477? 2 aus dem Stromkreis heraus kurzgeschlossen, unc die Neigung der l-2-Kurve wird durch die Widerstands 4/71 und AR 2 allein bestimmt Wenn die Fahrgeschwin

ίο digkeit ausreichend zunimmt, um den Verstärker 22 zi schalten, schaltet sich der Transistor 477? 11 aus, und dei Transistor 47772 schaltet sich ebenfalls aus, währenc sich der Transistor 47771 einschaltet. Die Neigung dei 2-1 Kurve wird nun allein durch die Widerslände 4Rl und ARA bestimmt und der Beitrag von der Widerständen AR 1 und 4/7 2 wird durch den Transistoi 477? 1 aus dem Stromkreis heraus kurzgeschlossen. Die Diode AD i stellt sicher, daß im ersten Gang kein Strorr

stellt sicher, daß im zweiten Gang kein Strom durch der Widerstand AR2 fließt Die Transistoren 4TR4 unc 4 77? S werden zum Schalten zwischen den zwe Drosselöffnungen verwendet bei denen der Wechsel im Scholtpunkt erfolgt

Die Transistoren 477?6 und 477?7 arbeiten in ähnlicher Weise, es ist jedoch festgestellt worden, daO die Dioden AD» und AD9 zusammen mit dem Widers tv ixl AR 11 benötigt werden, weil beispielsweise beim Einschalten des Transistors 477? 11 der Transistor ATR 10 ausgeschaltet wird. Dessen Kollektorspannung ist jedoch nicht gxnz gleich dei Spannung an der Versorgungsleitung 21, und in diesem Fall kann es passieren, daß der Transistor 4 77? 7 nicht sperrt, aber um sicherzustellen, daß das Geschieht wird dessen Emitter auf einer Spannung gehalten, die geringer als die seines Kollektors ist und zwar wegen der Dioden 4D8 und AD9, die in Reihe mit dem Widerstand R 11 geschaltet sind. Mit anderen Worten, die Emitter beider Transistoren 477?6 und 477?7 befinden sich immer

AO unter einer Spannung, die etwa;; kleiner als die Spannung an der Versorgungsleitung 21 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 Transistor 5 77? 2 dem Transistor 477? 3 aus F i g. 4. Die Zuleitung zum Emitter

so des Transistors 577?2 enthält Widerstände 5/? 1, SR 2, 5/? 3, und die Größe dieser Kombination wird geändert, je nachdem, ob der Transistor 577? 1 leitet oder nicht In entsprechender Weise sind die abgezapften Widerstände AR5 und 4/?6 durch Widerstände 5/74, 5/75 und SR 6 ersetzt wobei die Größe des Widerstands vom Zustand des Transistors 57773 abhängt Die Widerstände 4/712 und 4/713 sind durch den Widerstand 5/77 ersetzt dessen effektive Größe durch den Widerstand 5/7 8 geändert wird, wem der Transistor 5 77? 4 leitet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeuges mit einer elektromagnetischen Einrichtung, die aktiviert wird, wenn das Obersetzungsverhältnis verändert werden soll, mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, das von der Stellung des Drosselpedals abhängt, mit einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten, von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängigen Signals und mit einer dritten Einrichtung zur Bildung eines dritten, fixierten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß ein Summierverstärker (22) vorgesehen ist, an dessen Eingang die drei Signale gelegt werden, daß der Ausgang des Summierverstärkers (22) mit der elektromagnetischen Einrichtung verbunden ist, wobei der Verstärker seinen Ausgangszustand ändert, wenn das zweite Sseaal größer wird als die beiden anderen Signale, daß die erste Einrichtung einen Transistor (TR 1) und ein Potentiometer (RV2) zur Steuerung des Basispotentials des Transistors enthält, daß der Transistor (TRi) zwischen den Eingang des Summierverstärkers (22) und den Schieber eines weiteren Potentiometers (RVi) geschaltet ist, wobei die Stellung des weiteren Potentiometers durch das Drosselpedal des Fahrzeugs gesteuert wird und abhängig von der Stellung des ersten Potentiometers (RV2) das an dem weiteren Potentiometer (RVi) abgegriffene Signal oberhalb eines bestimmten Wertes an den Eingang tf-s Summierverstärkers (22) durchgeschaltet wird.

2. Schaltungsanordnung nacb Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (TR i) Ober einen Widerstand (R 2) mit dem Schieber des weiteren Potentiomters (RVi) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einrichtung zur Bildung des dritten Signals zwei Strompfade (Widerstände 4/712, und 4Ä13) vorhanden sind, wobei der eine Strompfad beim Hochschalten η it höherem Signalpegel und der andere StrompfaJ beim Hinunterschalten mit niedrigerem Signalpegel wirksam ist