DE2454697A1 - Automatisches getriebe - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DipL-Pfeys. JÜRGEN WEISSE · DipL-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

D 5602 LANGENBERG - BÖKENBÜSCH 41 Postfach 86 · Telefon: (Ö2127) 4019 - Telex: 8516895

Patentanmeldung Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Automatisches Getriebe

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für Fahrzeuge, bestehend aus einem Planetengetriebe, aus durch Druckmittel betätigbaren Reibgliedern zur Änderung des Untersetzungsverhältnisses des Getriebes und aus elektronischen Steuerschaltungen, mittels derer der Druckmitteldruck zur Betätigung der Reibglieder nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung über Magnetventile in der Weise steuerbar ist, daß eine für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselklappenöffnung geeignete Untersetzung einstellbar ist, und die auf von einem handbetätigten Schalter ausgehende Signale anspricht, mittels dessen der Rückwärtsgang einlegbar ist und vorrangige Handsteuersignale bei der Auswahl von ¥orwärtsgängen erzeugt werden können.

Dabei ist unter dem Ausdruck "Drosselklappenöffnung™ zum Beispiel die Einstellung des tob Fahrer betätigten Gaspedals

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oder eines entsprechenden Handhebels zu verstehen; tatsächlich wird diese Bezeichnung gebraucht, um die Anforderungen aufzuzeigen, die der Fahrer an die elektronischen Steuerschaltungen stellt. Ist das Gaspedal vollständig niedergedrückt, so wird eine hohe Beschleunigung verlangt, und die GanguMschaltung erfolgt so, daß jeweils maximaler Gebrauch von der verfügbaren Motorleistung gemacht wird. Wird jedoch das Gaspedal nur wenig niedergedrückt, so erfolgen die Gangum— schaltungen bei niedrigeren Motordrehzahlen.

Erfindungsgemäß ist ein automatisches Getriebe der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Steuerschaltungen eine Mehrzahl von Meßsendern aufweisen, deren jeder zur Erzeugung eines Signals ausgebildet ist, dessen Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, und daß ein Meßsender jeweils einer in dem Getriebe vorgesehenen Vorwärtsgangumschaltung zugeordnet ist.

Jeder Meßsender kann eine Transistorpuiapschaltung enthalten.

Es kann auch ein Potentiometer zur Erzeugung eines die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signals vorgesehen sein, dessen Schleifer entsprechend der Drehung der Spindel der Drosselklappe des Fahrzeugs beweglich ist.

Das Potentiometer kann mit einer Mehrzahl von Emitterverstärkem verbunden sein, wobei ein Emitterverstärker jeweils einer in dem Getriebe vorgesehenen vorwärtsgangraaschaltung zugeordnet ist und der Ausgang jedes Emitterverstärkers an den Ausgang des jeweiligen Meßsenders zur Erzeugung von die Fahrgeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signalen angeschlossen ist.

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Die elektronischen Steuerschaltungen können auch Verzögerungsschaltungen aufweisen, die am Gangumschaltungspunkt zur Erzeugung einer Überlappung zwischen den Arbeitsbereichen nacheinander betriebener Reibglieder betätigbar sind. Dabei kann jede Verzögerungschaltung als ein Miller-Integrator ausgebildet sein.

Jede Verzögerungsschaltung kann mittels jeweils eines aus einer Mehrzahl von Umschaltern betätigbar sein, deren jeder einer Vorwärtsgangschaltung zugeordnet und bei einem vorgegebenen Wert des die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signals schaltbar ist. Jeder Umschalter kann eine Hysterese hinsichtlich des Verlaufs der Eingangsspannung besitzen, wobei der Wert der Eingangsspannung, bei dem die Schaltung erfolgt, bei ansteigender Eingangsspannung größer als bei abfallender Eingangsspannung ist.

Die elektronischen Steuerschaltungen können so ausgebildet sein, daß bei Einstellung eines bestimmten Gangs mittels Handschalter die Reibglieder des höheren Ganges bzw. der höheren Gänge nicht betätigbar sind bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrzeuggeschwindigkeiten gleich ist, bei der diese Reibglieder im automatischen Betrieb bei voll geöffneter Drosselklappe betätigbar sind.

Das Getriebe kann auch ein mittels Magnetventil betätigbares Druckmodulationsventil in der Druckmittelzuführung zu den Reibgliedern aufweisen. Das Druckmodulationsventil kann mittels der elektronischen Steuerschaltungen nach Maßgabe der die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signale in der Weise steuerbar sein, daß der Druckmitteldruck bei Drosselklappenöffnungen oberhalb eines vorgegebenen Wertes größer ist als bei Drosselklappenöffnungen unterhalb dieses Wertes. Die Betätigung des Druckmodulationsventils kann bei Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit unterbunden sein.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen und die darin angegebenen Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschema ein erfindungsgemäßes automatisches Getriebe und

Fig. 2 ist eine Schaltskizze einer elektronischen Steuerschaltung, wie sie in dem Getriebe nach Fig. 1 verwendet wird.

Ein automatisches Getriebe besitzt eine Anzahl von Reibgliedern, die auf ein Zahnradvorgelege einwirken und so eine Umschaltung im Untersetzungsverhältnis bewirken. Das Getriebe besitzt dabei die folgenden Reibglieder: Eine Kupplung für die Vorwärtsgänge, eine Kupplung für den direkten Gang, eine Kupplung für den Rückwärtsgang, ein Bremsband für den dritten Gang, ein Bremsband für den zweiten Gang und ein Bremsband für den Rückwärtsgang. Jedes dieser Reibglieder ist so angeordnet, daß es nach Maßgabe der Erregung der Spule eines zugeordneten Magnetventils betätigbar ist und dadurch eine Umschaltung des Untersetzungsverhältnisses hervorruft.

Bei Neutralstellung des Getriebes ist keines von diesen Gliedern in Betrieb. Wird das Fahrzeug in automatischem Betrieb im ersten Gang angetrieben, so ist die Kupplung für die Vorwärtsgänge eingeschaltet. Im ersten Gang ist auch eine als Bergstütze wirksame Kupplung in Betrieb. Bei Einstellung des zweiten Ganges wird das zweite Bremsband in Betrieb genommen und die Kupplung für die Vorwärtsgänge bleibt eingeschaltet. Im dritten Gang ist das dritte Bremsband in Betrieb und das zweite Bremsband ist freigegeben. Die Kupplung für die Vorwärtsgänge bleibt eingeschaltet.

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Im direkten Gang sind alle Bremsbänder freigegeben, und die Kupplung für den direkten Gang und für den Rückwärtsgang ist eingeschaltet. Die Kupplung für die Vorwärtsgänge bleibt eingeschaltet.

Bei Einstellung des Rückwärtsganges wird das Bremsband für den Rückwärtsgang und die Kupplung für den direkten Gang und den Rückwärtsgang eingeschaltet. Die anderen Reibglieder sind außer Betrieb.

Die Erregung der Spulen erfolgt nach Maßgabe von Äusgangssignalen elektronischer Steuerschaltungen, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigende Signale empfängt. Die elektronischen Steuerschaltungen sind dabei so ausgebildet, daß sie Ausgangssignale erzeugen, die eine Erregung der Spule oder der Spulen in der Weise bewirken, daß der jeweils der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung entsprechende Gang eingelegt wird.

Ein Blockschema des Getriebes ist in Fig. 1 dargestellt. Die elektronischen Steuerschaltungen sind mit 1o bezeichnet und besitzen einen ersten Eingang 11, der an einen induktiven Geschwindigkeitsaufnehmer 12 angeschlossen ist, der so ausgebildet ist, daß er ein die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes Signal erzeugt. Die elektronischen Steuerschaltungen 1o besitzen einen zweiten Eingang 13, der an ein Potentiometer angeschlossen ist, das so ausgebildet ist, daß es ein elektrisches Signal entsprechend der Drosselklappenöffnung erzeugt. Die elektronischen Steuerschaltungen 1o sind weiterhin mit einem Wählschalter 16 verbunden, der von einem handbetätigten Schalthebel 17 gesteuert wird.

Die elektronischen Steuerschaltungen 1ο haben sechs Ausgänge 2o, 21, 22, 23, 24 und 2,5, deren jeder an die Spule eines

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Magnetventils 27, 28, 29, 3o, 31 und 32 angeschlossen ist. Das Magnetventil 27 ist so eingerichtet, daß es den Druckmitteldruck in der Druckmittelzuführung zu den Reibgliedern des Getriebes steuert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Magnetventil 27 bei Drosselklappenöffnungen oberhalb eines vorgegebenen Öffnungsgrades öffnet, so daß ein größerer Druckmitteldruck an die Reibglieder angelegt wird. Diese Wirkung kann durch einen Umschalter in den elektronischen Steuerschaltungen To übersteuert werden, wobei dieser Umschalter betätigt wird, um eine Öffnung des Magnetventils 27 zu verhindern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt. Diese Anordnung ist deshalb vorgesehen, weil, wie weiter unten erläutert wird, sich herausgestellt hat, daß nur bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ein größerer Druckmitteldruck bei Drosselklappenöffnungen oberhalb des gewählten Öffnungsgrades erforderlich ist.

Das Magnetventil 28 gestattet im geöffneten Zustand, daß Druckmitteldruck angelegt wird, um die Kupplung für die Vorwärtsgänge in Betrieb zu nehmen; das Magnetventil 29 gestattet im geöffneten Zustand, daß Druckmitteldruck angelegt wird, um das Bremsband für den Rückwärtsgang in Betrieb zu nehmen; das Magnetventil 3o gestattet im geöffneten Zustand, daß das Bremsband für den zweiten Gang in Betrieb genommen wird; das Magnetventil 31 gestattet im geöffneten Zustand, daß das Bremsband für den dritten Gang in Betrieb genommen wird; das Magnetventil 32 gestattet im geöffneten Zustand, daß die Kupplung für den direkten Gang und für den Rückwärtsgang in Betrieb genommen wird.

Das Getriebe kann entweder automatisch betrieben werden, oder die Gänge können von Hand mittels des Gangschalthebels 17 ausgewählt werden. Im automatischen Betrieb erzeugen die

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elektronischen Steuerschaltungen Io ein Ausgangssignal entsprechend den an den Eingängen 11 und 13 anliegenden Signalen- Bestimmte Reibglieder werden in der Weise betätigt, daß ein Gang eingelegt wird, der für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselklappenöffnung geeignet ist. Die elektronischen Steuerschaltungen 1o enthalten eine Anzahl von Meßsendern, deren jeder auf das am Eingang 11 anliegende Signal anspricht und ein Signal erzeugt, das die Größe der Fahrzeuggeschwxndigkeit anzeigt. Dabei ist die Anzahl der Meßsender so groß, daß jeder in dem Getriebe vorgesehenen Umschaltung zwischen Vorwärtsgängen jeweils ein Meßsender zugeordnet ist.

Zur Auswahl der Gänge von Hand wird der Gangschalthebel 17 in die dem jeweiligen Gang entsprechende Stellung gebracht. Die elektronischen Steuerschaltungen 1o sind so ausgebildet, daß keine Betätigung derjenigen Reibglieder erfolgt, die einem Gang oder Gängen zugeordnet sind, die höher sind als der ausgewählte Gang bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht wenigstens gleich einer Fahrzeuggeschwindigkeit ist, bei der die Reibglieder in automatischem Betrieb bei voll geöffneter Drosselklappe betätigt werden. Die Betätigung der Reibglieder, die Gängen zugeordnet sind, die niedriger als der gewählte Gang sind, erfolgt entsprechend dem normalen automatischen Betrieb.

In Fig. 2 der Abbildungen besitzen die elektronischen Steuerschaltungen 1o einen Anschluß 11o, der dem Eingang 11 (Fig. 1) entspricht, der an den induktiven Geschwindigkeitsaufnehmer angeschlossen ist, welcher am Ausgang des Getriebes angeordnet ist. Der induktive Geschwindigkeitsaufnehmer ist dabei so ausgebildet, daß er ein Signal erzeugt, dessen Frequenz die Fahrzeuggeschwxndigkeit anzeigt. Der Anschluß 1To ist über den in Reihe geschalteten Kondensator 111 und den dazu in Reihe geschalteten Widerstand 112 an die Basis des Transistors 113 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 113 ist mit der

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Basis eines Transistors 114 verbunden. Der Emitter des Transistors 114 ist mit der Basis des Transistors 113 verbunden. Die Transistoren 113 und 114 stellen eine Signalformungsschaltung dar, die auf die am Anschluß 1 to anliegenden Signale anspricht und aus diesen Rechtecksignale erzeugt. Der Ausgang der Signalformungsschaltung ist über einen Widerstand 115 mit der Basis eines Transistors 116 verbunden. Der Kollektor des 'Transistors 116 ist an die Basis des Transistors 117 angeschlossen. Jeder der Transistoren 116 und 117 bildet einen Verstärker. Dabei sind die Transistoren 116 und 117 so angeordnet, daß sie den Ausgang der Signalformungsschaltung verstärken und dieses Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 116 auf einen Wert begrenzen, der etwas unter der Versorgungsspannung V liegt.

Der Kollektor des Transistors 117 ist über einen Widerstand an vier Meßsender angeschlossen, deren jeder aus einer allgemein mit 12o, 121, 122 und 123 bezeichneten Transistorpumpschaltung besteht. Jede Transistorpumpschaltung enthält einen mit dem Widerstand 118 verbundenen Kondensator 125, 126, 127 und 128, einen Transistor 13o, 131, 132 und 133, sowie eine Diode 134, 135, 136 und 137, die zwischen dem Emitter der Transistoren 13o, 131, 132 und 133 und der Versorgungsleitung +V liegt. Der Kollektor jedes der Transistoren 13o, 131 und 132 ist an eine Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen 138, 139 und 14o, 141, 142 und 143, sowie 144, 145 und 146 angeschlossen; der Kollektor des Transistors 133 liegt an der Versorgungsleitung +V.

Jede Transistorpumpschaltung 12o, 121, 122 und 123 ist so ausgebildet, daß sie ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Spannung der Frequenz des Signals proportional ist, das am Eingang der Pumpschaltung anliegt. Auf diese Weise erzeugt jede

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der Transistorpumpschaltungen 12o, 121, 122 und 123 eine der Geschwindigkeit des Fahrzeuges proportionale Spannung.

Jeder der Widerstände 139, 142 und 145 ist mit dem Emitter eines als Emitterverstärker wirkenden Transistors 15o, 151 und 152 verbunden. Der Kollektor jedes dieser Transistoren 15o, 151 und 152 ist mit der Erdleitung und die jeweilige Basis über Widerstände 153 bzw. 154 bzw. 155 mit dem Anschluß 156 verbunden. Der Anschluß 156 liegt am Schleifer des Potentiometers 14 (Fig. 1). Der Schleifer des Potentiometers ist so angeordnet, daß er sich entsprechend der Drehung der Spindel der Drosselklappe des Fahrzeuges bewegt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß jeweils an der Basis der Transistoren 15o, 151 und 152 ein Signal anliegt, das den Öffnungsgrad der Drosselklappe anzeigt. Das Signal am Potentiometerschleifer hat bei der kleinsten Drosselklappenöffnung seinen größten Wert und seinen kleinsten Wert bei voller Öffnung der Drosselklappe.

DieBasis der Transistoren 15o, 151 und 152 ist über eine Diode 157, 158 und 159 an eine Leitung 161, 162 bzw. 163 angeschlossen. Jeder der als Emitterverstärker wirkenden Transistoren 15o, 151 und 152 ist so angeordnet, daß der Maximalwert des an der Basis anliegenden Signals begrenzt ist. Diese Begrenzung ist vorgesehen, um bei geringen Drosselklappenöffnungen unerwünschte Gangumschaltungen zu verhindern.

Das am Emitter jedes der Transistoren 15o,- 151 und 152 auftretende Signal wird an den jeweiligen Spannungsteiler angelegt und dem Ausgang der jeweiligen Transistorpumpschaltung 12o, 121 bzw. 122 addiert. Auf diese Weise wird auf der Leitung 165, 166 und 167 ein Signal erhalten, das die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigt. Jede der Leitungen 165, 166 und 167 ist jeweils über eine Diode 168, 168' bzw. 168'· und einen Widerstand 169, 169' bzw. 169" an

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jeweils eine Leitung 161, 162 bzw. 163 angeschlossen.

Jede Leitung 165, 166 und 167 ist ebenfalls mit einem Triggerverstärker 17o, 171 bzw. 172 zu einem noch zu beschreibenden Zweck verbunden. Jeder Triggerverstärker enthält ein Paar von Transistoren 173 und 174, 175 und 176, sowie 177 und 178, deren jeweilige Emitter über Widerstände 181, 182 bzw. 183 an die Erdleitung E angeschlossen sind. Der Kollektor jedes der Transistoren 173, 175 und 177 liegt über einen Widerstand 185, 186 bzw. 187 an der Versorgungsleitung V, und der Kollektor jedes der Transistoren 174, 176 und 178 liegt über Widerstände 188, 189 bzw. 19o ebenfalls an der Versorgungsleitung V. Jeder Triggerverstärker enthält weiter einen Entkopplungskondensator 191, 192 und 193, der zwischen der Basis jedes der Transistoren 174, 176 bzw. 178 und den jeweiligen Leitungen 165, 166 bzw. 167 liegt. Jeder Triggerverstärker hat zwei Schaltzustände und ist so ausgebildet, daß ein Wechsel der Schaltzustände bei einem ersten vorgegebenen Wert des Signals erfolgt, das der Basis jedes der Transistoren 173, 175 und 177 anliegt, wenn dieses Signal zunimmt, und bei einem zweiten vorgegebenen Wert des Signals, wenn dieses abnimmt, d.h. jeder Triggerverstärker zeigt eine Hysterese der Eingangsspannung. Der erste vorgegebene Wert ist größer als der zweite. Es sollte aber festgehalten werden, daß die vorgegebenen Werte der Signale, bei denen eine Zustandsänderung der Triggerschaltungen 17o, 171 und 172 erfolgt, die gleichen sind, daß aber, weil die Eigenschaften der Bauteile der Transistorpumpschaltungen 12o, 121 und 122 verschieden gewählt sind, jeder dieser vorgegebenen Werte unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten und Drosselklappenöffnungen entspricht. Die Triggerschaltung 17o ist so ausgebildet, daß eine Zustandsänderung erfolgt, wenn die Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang oder umgekehrt erforderlich ist; die Triggerschaltung 171 ist so ausgebildet, daß eine Zustandsänderung eintritt, wenn die Umschaltung vom zweiten in den dritten Gang erforderlich ist; die Trigger-

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schaltung 172 ist so ausgebildet, daß eine Zustandsänderung . erfolgt, wenn die Umschaltung vom dritten in den vierten Gang erforderlich ist. ·

Der vorgegebene Wert, bei dem jede, der Triggerschaltungen 17o, 171 und 172 eine Zustandsänderung erfährt, ändert sich bei Veränderungen der Versorgungsspannung; da sich aber die Größe des die Fahrzeuggesqhwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signals ebenfalls mit der Versorgungsspannung ändert, heben sich solche Änderungen heraus.

Der Kollektor des Transistors 173 ist über einen Widerstand mit der Basis eines Transistors 196 und der Kollektor des Transistors 174 ist über einen Widerstand 197 mit der Basis eines Transistors 198 verbunden. Jeder der Transistoren 196 und 198 stellt einen Umkehrverstärker dar. Die Transistoren 196 und sind so ausgebildet, daß der Transistor 196 nichtleitend und der Transistor 198 leitend ist, wenn das an der Basis des Transistors 173 anliegende Signal geringer als der erste vorgegebene Wert ist. Steigt das Signal an der Basis des Transistors 173 auf den ersten vorgegebenen Wert und schaltet der Triggerverstärker 17o um, so wird der Transistor 196 leitend und der Transistor 198 nichtleitend. Der Kollektor des Transistors ist an eine erste Ausgangsstufe 199 angeschlossen. Das Signal am Kollektor des Transistors 196 wird der Verbindungsstelle zwischen zwei Widerständen 2oo und 2o1 zugeführt, die zwischen der Basis eines Transistors 2o2 und der Erdleitung.E liegen. Der Emitter des Transistors 2o2 liegt am Emitter eines als Emitterverstärker wirkenden Transistors 2o3, der zur Stabilisierung der Versorgungsspannung vorgesehen ist. Der Kollektor des Transistors 2o2 liegt über einen Widerstand 2o4 an der Basis eines Transistors 2o5. Die Transistoren 2o3 und 2o5 stellen einen zweistufigen Verstärker mit Rückkopplung dar. Dieser Verstärker hat zwei stabile Zustände, in dessen erstem

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der Transistor 2o5 nichtleitend und in dessen zweitem der Transistor 2o5 leitend ist. Bei leitendem Transistor 2o5 fließt Strom zur Erregung der Spule des Magnetventils, das dem Bremsband des Rückwärtsgangs zugeordnet ist, so daß Druckmittel unter Druck angelegt werden kann, um das Bremsband des Rückwärtsgangs zu betätigen. Der Transistor 2o5 ist leitend, wenn der Transistor 196 nichtleitend ist, und umgekehrt.

Der Kollektor des Transistors 198 ist über eine Summierverbindung 21o mit einer zweiten Ausgangsstufe 211 verbunden, die identisch mit der ersten Ausgangsstufe 199 ist. Die zweite Ausgangsstufe hat einen Ausgangstransistor 212 und ist so ausgebildet, daß sie die Erregung der Spule des Magnetventils steuert, die dem Bremsband des zweiten Gangs zugeordnet ist.

Beim Betrieb des Fahrzeugs im ersten Gang ist keines der Bremsbänder in Betrieb. Dabei ist der Transistor 196 nichtleitend, so daß normalerweise der Transistor 2o5 leitend und das Bremsband des Rückwärtsganges in Betrieb sein wird. Wie weiter unten noch erörtert wird, liegt jedoch der Transistor 2o5 an einer Vorspannung, so daß er nichtleitend ist, wenn das Fahrzeug im ersten Gang betrieben wird. Ist das die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigende Signal auf den ersten vorgegebenen Wert angestiegen, so schaltet der Triggerverstärker 17o um, der Transistor 196 wird leitend und der Transistor 198 nichtleitend. Die Spannung an der Verbindung 21o fällt ab, und der Transistor 212 der Augangsstufe 211 wird leitend zur Erregung des dem Bremsband des zweiten Gangs zugeordneten Magnetventils. Auf diese Weise wird das Bremsband für den zweiten Gang in Betrieb genommen.

Der Kollektor des Transistars 175 der Triggerschaltung 171 liegt über ein© Diode 215 an einem Miller-Integrator 216, der

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aus den Transistoren 217 und 218 besteht. Der Transistor 218 ist über einen Kondensator 219 mit der Basis des Transistors 217 verbunden. Der Kondensator 219 liegt über einen Widerstand 214 an der Erdleitung E.

Der Kollektor des Transistors 176 ist über eine Diode 22o an einen aus den Transistoren 222 und 223 bestehenden Millerintegrator 221 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors ist über einen Kondensator 224 mit der Basis des Transistors 222 verbunden. Der Kondensator 224 liegt über einen Widerstand 225 an der Erdleitung E. Die Miller-Integratoren 216 und 221 sind so ausgebildet, daß sie auf das Umschalten des Triggerverstärkers 171 ansprechen. Steigt das an der Basis des Transistors 175 anliegende Signal auf den ersten vorgegebenen Wert, so schaltet die Triggerschaltung 171 um, und der vorher nichtleitende Transistor 218 wird leitend, während der vorher leitende Transistor 223 nichtleitend wird. Der Kondensator entlädt sich verhältnismäßig langsam über den Widerstand 214, während der Kondensator 224 über die Diode 22o rasch aufgeladen wird. Eine solche Anordnung bewirkt eine Überlappung der Arbeitsbereiche aufeinander folgender Bremsbänder bei Gangumschaltungen, wie weiter unten erläutert wird.

Der Kollektor des Transistors 218 liegt an der Summierverbindung 21o, so daß das am Kollektor des Transistors 218 auftretende Signal mit dem am Kollektor des Transistors 198 auftretenden Signal kombiniert und der zweiten Summierstufe zugeführt wird. Wird der Transistor 218 leitend, so steigt die Spannung an der Verbindung 21 ο langsam an, während sich der Kondensator 219 über den Widerstand 214 entlädt.

Der Kollektor des Transistors 223 liegt an einer Summierverbindung 23o, die ihrerseits mit einer dritten Ausgangsstufe

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verbunden ist, die mit der ersten und zweiten Ausgangsstufe bzw. 211 idetisch ist. Die dritte Ausgangsstufe hat einen Ausgangstransistor 2 29 und ist so ausgebildet, daß sie die Erregung der Spule des Magnetventils steuert, das mit dem Bremsband des dritten Gangs verbunden ist.

Wird das Fahrzeug im zweiten Gang betrieben, so ist der Ausgangstransistor 212 der Ausgangsstufe 211 leitend und das Bremsband des zweiten Gangs in Betrieb. Keines der anderen Bremsbänder wird dabei betrieben. Steigt das die Fahrzeuggesehwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigende Signal hinreichend an, um den Triggerverstärker 171 umzuschalten, so wird der Transistor 218 leitend und der Transistor 223 nichtleitend. Die Spannung an der Verbindung 23o fällt rasch ab, und der Transistor 229 wird leitend. Die Spule des Magnetventils, das dem Bremsband des dritten Gangs zugeordnet ist, wird erregt und somit das Bremsband für den dritten Gang in Betrieb genommen. Gleichzeitig beginnt die Spannung an der Verbindung 21 ο anzusteigen, während sich der Kondensator 219 über den Widerstand 214 entlädt. Nach einer durch die Zeitkonstante des Widerstandes 214 und des Kondensators 219 bestimmten Zeit steigt die Spannung an der Verbindung 21o hinreichend an, wodurch der Transistor 212 nichtleitend wird, so daß das Bremsband für den zweiten Gang freigegeben wird. Man sieht, daß auf diese Weise bei einer Umschaltung vom zweiten in den dritten Gang das Bremsband für den dritten Gang im wesentlichen sofort in Betrieb genommen wird und die Freigabe des Bremsbandes des zweiten Gangs verzögert erfolgt. Diese Anordnung ermöglicht eine glattere Umschaltung der Gänge.

Der Kollektor jedes Transistors 177 und 178 ist an einen Miller-Integrator 232 bzw. 233 angeschlossen. Der Millerintegrator 232 besteht aus einem Paar von Transistoren 235 und

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236, einem Kondensator 237 und einem Widerstand 237'; der Miller-Integrator 233 besteht aus einem Paar Transistoren 238 und 239, einem Kondensator 24o und einem Widerstand 241. Die Miller-Integratoren 232 und 233 wirken in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebenen Miller-Integratoren 216 und 221.

Der Kollektor des Transistors 236 liegt an der Summierverbindung 23o, so daß das am Kollektor des Transistors 236 auftretende Signal mit dem am Kollektor des Transistors 223 auftretenden Signal kombiniert und der dritten Ausgangsstufe 231 zugeführt wird.

Der Kollektor des Transistors 239 liegt an einer vierten Ausgangsstufe 242. Die vierte Ausgangsstufe hat einen Ausgangstransistor 243 und ist so ausgebildet, daß sie die Erregung der Spule des Magnetventiles steuert, das dem direkten Gang und dem Rückwärtsgang zugeordnet ist.

Bei Betrieb des Fahrzeuges im dritten Gang ist der Transistor 229 leitend und das Bremsband des dritten Gangs in Betrieb. Keines der anderen Bremsbänder ist in Betrieb. Steigt das die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigende Signal hinreichend, um den Triggerverstärker 172 umzuschalten, so wird der Transistor 236 leitend und der Transistor 239 nichtleitend. Die Spannung am Eingang der Ausgangsstufe 242 fällt rasch ab, und der Transistor 243 wird leitend. Die Spule des Magnetventils, das der Kupplung für den direkten Gang und den Rückwärtsgang zugeordnet ist, wird erregt und dadurch die genannte Kupplung in Betrieb genommen. Gleichzeitig beginnt die Spannung an der Verbindung 23o anzusteigen, während sich der Kondensator 237 über den Widerstand 237' entlädt. Nach einer durch die Zeitkonstante des Widerstandes 237' und des Kondensators 237 bestimmten Zeit steigt

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die Spannung an der Verbindung 23o hinreichend, so daß der Transistor 229 nichtleitend wird, wodurch das Bremsband für den dritten Gang freigegeben wird. Man sieht, daß so bei einer Umschaltung vom.dritten in den vierten Gang die Kupplung für den direkten Gang und den Rückwärtsgang im wesentlichen sofort in Betrieb genommen wird und die Freigabe für das Bremsband des dritten Gangs verzögert ist.

Der Ausgang der Transistorpumpschaltung 123 ist an einen Umschalter 25o angeschlossen, der die Transistoren 251 und 252 enthält. Der Umschalter 25o ist so ausgebildet, daß eine Umschaltung eintritt, wenn die Spannung am Ausgang der Transistorpumpschaltung 123 einen vorgegebenen Wert erreicht. Steigt die Spannung auf den vorgegebenen Wert an, so wird der vorher nichtleitende Transistor 252 leitend.

Der Kollektor des Transistors 252 liegt über eine Diode 253 an einer Verbindungsstelle 254. Die Verbindungsstelle 254 ist über einen Widerstand 255 mit dem Anschluß 156 verbunden. Die Verbindungsstelle 254 liegt außerdem an einer fünften Ausgangsstufe 256, die der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausgangsstufe 199, 211, 231 bzw. 242 ähnlich ist. Die fünfte Ausgangsstufe 256 hat einen Ausgangstransistor 257 und ist so ausgebildet, daß sie die Erregung der Spule eines Druckmodulationsmagnetventils steuert, das in der Druckzufuhrleitung der Bremsbänder und Kupplungen des Getriebes liegt. Das Druckmodulationsventil ist so ausgebildet, daß ein erhöhter Druckmitteldruck an die Bremsbänder und Kupplungen bei Drosselklappenöffnungen oberhalb eines bestimmten Öffnungsgrades angelegt werden kann.

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Ist die Spannung am Schleifer des mit der Drosselklappe verbundenen Potentiometers oberhalb eines vorgegebenen Wertes (d.h. die Drosselklappenöffnung ist geringer als der vorbestimmte Öffnungsgrad, der im vorliegenden Fall 25 % der Vollöffnung beträgt) so wird der Ausgangstransistor 257 der Ausgangsstufe 256 nichtleitend, und das Druckmodulationsventil ist außer Betrieb. Fällt die Spannung auf den genannten vorgegebenen Wert, so wird der Ausgangstransistor 257 der Ausgangsstufe 256 leitend, und das Druckmodulationsventil wird erregt und gestattet die Anlage eines erhöhten Druckmitteldrucks an die Bremsbänder und Kupplungen. Diese Wirkung kann durch den Umschalter 25o übersteuert werden. Bei leitendem Transistor steigt die Spannung an der Verbindung 254 an, und der Ausgangstransistor 257 der Ausgangsstufe 256 wird'nichtleitend. Dadurch wird das Druckmodulationsventil abgeschaltet und der Druckmitteldruck reduziert. Diese Anordnung ist vorgesehen, weil sich herausgestellt hat, daß ein erhöhter Druckmitteldruck bei Drosselklappenöffnungen oberhalb eines bestimmten Öffnungsgrades nur bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten (im vorliegenden Fall bei Geschwindigkeiten unter 5o km/h) erforderlich ist. Der Grund dafür liegt darin, daß bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Drehmomentwandler des Getriebes nach einer Betriebsart arbeitet, bei der mit dem Drehmoment multipliziert wird, während er oberhalb dieser bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit in jedem Gang nach Art einer Flüssigkeitskupplung arbeitet. Das bedeutet im Zusammenhang mit der Abnahme des Motordrehmoments bei hohen Drehzahlen, daß ein erhöhter Druck nur bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten notwendig ist. Tatsächlich kann ein erhöhter Druck bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten nachteilhaft sein, weil dadurch stoßweise Gangumschaltungen hervorgerufen werden können.

Die elektronische Steuerschaltung enthält einen von Hand betätigbaren Wählschalter 3oo. Der Wählschalter 3oo ist als ein

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Schalter mit drei Schaltebenen ausgebildet und hat sieben Stellungen. Die drei Schaltebenen sind bei 3o1,■3o2 und 3o3 angezeigt, die sieben Stellungen des Schalters durch P, R, N, D, 3, 2 und 1. Der Wählschalter kann vom Fahrer des Fahrzeuges in jeweils eine der sieben Stellungen gebracht werden. P ist die Parkstellung, R ist die Stellung für Rückwärtsfahrt, N ist die Neutralstellung, D ist die Fahrstellung in normalem automatischen Betrieb, 3 ist die Stellung, die ausgewählt wird, wenn der Fahrer das Fahrzeug im dritten Gang halten will, 2 ist die Stellung, die im zweiten Gang eingehalten wird, und 1 ist die Stellung, die ausgewählt wird, um den ersten Gang beizubehalten:

Die P-, R- und N-EAnstellungen der Schaltebene 3o1 sind mit der Basis des Transistors 116 verbunden. Befindet sich der Wählschalter in einer von diesen drei Stellungen, so wird das Geschwindigkeitssignal unterdrückt. Die D-Stellung ist mit der Basis des Transistors 2o5 verbunden. In dieser Stellung ist die Basis des Transistors 2o5 kurzgeschlossen, so daß im ersten Gang das Bremsband des Rückwärtsgangs nicht in Betrieb ist. Die 3- und 1-Stellungen sind über in Reihe mit den Leitungen 161 bzw. 163 geschaltete Dioden 31o und 311 gegeneinander geschaltet. Die 2-Stellung ist mit der Verbindungsstelle zwischen den Dioden 31o und 311 verbunden, welche Verbindungsstelle an der Leitung 162 liegt. Die Dioden 31o und 311 sind zu einer Diode 312 parallelgeschaltet·

Bei Einstellung des Wählschalters in die Stellung 3 ist die Basis des Transistors 152 über die Diode 159 direkt an die Erdleitung angeschlossen. Dadurch ist das am Emitter des Transistors 152 auftretende Signal eine Anzeige für eine voll geöffnete Drosselklappe. Weiterhin wird über den Widerstand 169·' und die Diode 168¹' eine leitende Verbindung von der

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Leitung 1-67 geschaffen, wodurch die am Eingang des Triggerverstärkers 172 anliegende Spannung reduziert wird. Man sieht, daß so keine Umschaltung des Triggerverstärkers 172 erfolgt, bevor die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beträchtlich höher ist als die Geschwindigkeit, bei der während des automatischen Betriebs normalerweise eine Umschaltung vom dritten in den vierten Gang bewirkt wird. Es sollte hier festgehalten werden, daß es nicht möglich ist, für unbestimmte Zeit im dritten Gang zu verbleiben, denn bei einer hinreichend hohen Fahrzeuggeschwindigkeit wird das Ausgangssignal von der Transistorpumpschaltung 122 hinreichend groß sein, um ein Umschalten des Triggerverstärkers 172 zu erreichen. Die Dioden 31o und 311 verhindern, daß die Transistoren 1-51 und 15o beeinflußt werden, so daß bei Einstellung in der Stellung 3 die Umschaltungen vom ersten in den zweiten und vom zweiten in den dritten Gang in gleicher Weise wie bei automatischem Betrieb eintreten.

Bei Einstellung des Wählschalters in die Stellung 2 liegen die Basis des Transistors 152 und die Basis des Transistors 151 an der Erdleitung E. Daher tritt eine Umschaltung vom zweiten in den dritten und vom dritten in den vierten Gang bei Fahrzeuggeschwindigkeiten ein, die höher sind als im normalen automatischen Betrieb, jedoch erfolgt die Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang wie im normalen Betrieb, denn die Diode 31ο verhindert, daß der Transistor 15o beeinflußt wird.

Bei Einstellung des Wählschalters in die Stellung 1 ist die Basis der Transistoren 15o, 151 und 152 mit der Erdleitung E verbunden, so daß alle Umschaltungen der Vorwärtsgänge bei Geschwindigkeiten erfolgen, die höher sind als im normalen automatischen Betrieb. Weiterhin ist das Bremsband des Rückwärtsgangs in Betrieb genommen, damit im ersten Gang eine Motorbremsung stattfinden kann.

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Die R-Stellung der Schaltebene 3o2 ist an die Ausgangsstufe 242 angeschlossen. Diese Verbindung stellt sicher, daß bei Einstellung des Rückwärtsgangs die Kupplung für den direkten Gang und den Rückwärtsgang in Betrieb ist. Die Stellungen P, N, D, 3 und 2 der Schaltebene 3o2 sind mit dem Eingang der ersten Ausgangsstufe 199 verbunden. Befindet sich der Wählschalter 3oo in einer der Stellungen P, N, D, 3 oder 2, so liegt am Eingang der ersten Ausgangsstufe 199 eine solche Spannung an, daß der Transistor 2o5 nicht leitend ist. Es sei festgehalten, daß in der Stellung D die Verbindungen in der Schaltebene 3o2 die gleiche Wirkung haben wie die Verbindungen in der Schaltebene 3o1, so daß nur eine dieser Verbindungen notwendig ist.

Die Stellungen P und N in der Schaltebene 3o3 sind mit einem Anschluß 3o6 verbunden. Wird der Wählschalter in eine dieser Stellungen gebracht, so wird ein Relais im Zündkreis des Motors geerdet. Diese Anordnung stellt sicher, daß der Motor nur gestartet werden kann, wenn der Wählschalter in einer der Stellungen P oder N ist.

Die Stellung R in der Schaltebene 3o3 ist mit einem Anschluß 3o5 verbunden. Der Anschluß 3o5 ist an den Stromkreis einer Rückfahrlampe oder von Rückfahrlampen des Fahrzeugs angeschlossen. Bei Einstellung des Wählschalters in die Stellung R leuchtet daher die Rückfahrlampe auf.

Die Stellungen D, 3, 2 und 1 in der Schaltebene 3o3 sind über eine Leitung 3o7 mit einem Anschluß 3o8 verbunden. Der Anschluß 3o8 ist an die Spule eines Magnetventils angeschlossen, das der Kupplung für die Vorwärtsgänge zugeordnet ist. Dieses Magnetventil wird immer dann erregt, und die Kupplung für die Vorwärtsgänge wird immer dann in Betrieb genommen, wenn sich der Wählschalter in einer der Stellungen D, 3, 2 oder 1 befindet.

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Es ist erkennbar, daß jeweils eine Transistorpumpschaltung 12o, 121 und 122 jeder Gangumschaltung, die in dem Getriebe'vorgesehen ist, zugeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß jede Pumpschaltung ein volles Ausgangssignal erzeugen kann, das jeweils der Höchstgeschwindigkeit im ersten, zweiten bzw. dritten Gang entspricht. Dadurch wird eine sehr viel genauere Steuerung für den Umschaltpunkt zwischen den Gängen erreicht als sie mit einem einzigen Meßsender für die Fahrzeuggeschwindigkeit für alle Umschaltpunkte erreicht werden kann. Im letzteren Fall tritt eine Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang bei geringen Drosselklappenöffnungen ein, wenn das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Signal gering ist.

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Claims (10)

Patentansprüche

1.j Automatisches Getriebe für Fahrzeuge bestehend aus einem ..y Planetengetriebe, aus durch Druckmittel betätigbaren Reibgliedern zur Änderung des Untersetzungsverhältnisses des Getriebes und aus elektronischen Steuerschaltungen, mittels derer der Druckmitteldruck zur Betätigung der Reibglieder nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung über Magnetventile in der Weise steuerbar ist, daß eine für die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselklappenöffnung geeignete Untersetzung einstellbar ist, und die auf von einem handbetätigten Schalter ausgehende Signale anspricht, mittels dessen der Rückwärtsgang einlegbar ist und vorrangige Handsteuersignale bei der Auswahl von Vorwärtsgängen erzeugt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Steuerschaltungen (1o) eine Mehrzahl von Meßsendern (12o, 121, 122) aufweisen, deren jeder zur Erzeugung eines Signals ausgebildet ist, dessen Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, und daß ein Meßsender jeweils einer in dem Getriebe vorgesehenen Vorwärtsgangumschaltung zugeordnet ist.

2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßsender (12o, 121, 122) eine Transistorpumpschaltung enthält.

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3. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer (14) zur Erzeugung eines die Drosselklappenöffnung anzeigenden-Signals vorgesehen ist, dessen Schleifer entsprechend der Drehung der Spindel der Drosselklappe des Fahrzeugs beweglich ist.

4. Automatisches Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn-r zeichnet, daß das Potentiometer (14) mit einer Mehrzahl von Emitterverstärkern (15o, 151, 152) verbunden ist, daß ein Emitterverstärker jeweils einer in dem Getriebe vorgesehenen Vorwärtsgangumschaltung zugeordnet ist und daß der Ausgang jedes Emitterverstärkers an den Ausgang des jeweiligen Meßsenders (12o, 121, 122) zur Erzeugung von die Fahrgeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signalen angeschlossen ist.

5. Automatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Steuerschaltungen (1o) Verzögerungsschaltungen (216, 221, 232, 233) aufweisen, die am Gangumschaltungspurtkt zur Erzeugung einer Überlappung zwischen den Arbeitsbereichen nacheinander betriebener Reibglieder betätigbar sind.

6. Automatisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerungsschaltung als ein Millerintegrator (216, 221, 232, 233) ausgebildet ist.

7. Automatisches Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerungsschaltung (216; 221,

* 232, 233) mittels jeweils eines aus einer Mehrzahl von Umschaltern (17o, 171, 172) betätigbar ist, deren jeder einer Vorwärtsgangumschaltung zugeordnet und bei einem vorgegebenen Wert des die Fahrzeuggeschwindigkeit und die . Drosselklappenöffnung anzeigenden Signals schaltbar ist.

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8. Automatisches Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Umschalter (17o, 1.71, 172) eine Hysterese hinsichtlich des Verlaufs der Eingangsspannung besitzt und der Wert der Eingangsspannung, bei dem die Schaltung erfolgt, bei ansteigender Eingangsspannung größer als bei abfallender Eingangsspannung ist.

9. Automatisches Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen SteuerSchaltungen (1o) so ausgebildet sind, daß bei Einstellung eines bestimmten Gangs mittels Handschalter (17) die Reibglieder des höheren Ganges bzw. der höheren Gänge nicht betätigbar sind, bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrzeuggeschwindigkeiten gleich ist, bei denen diese Reibglieder im automatischen Betrieb bei voll geöffneter Drosselklappe betätigbar sind.

10. Automatisches Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein mittels Magnetventil betätigbares Druckmodulationsventil in der Druckmittelzuführung zu den Reibgliedern aufweist, daß das Druckmodulationsventil mittels der elektronischen SteuerSchaltungen (1o) nach Maßgabe der die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung anzeigenden Signale in der Weise steuerbar ist, daß der Druckmitteldruck bei Drosselklappenöffnungen oberhalb eines vorgegebenen Wertes größer ist als bei Drosselklappenöffnungen unterhalb dieses Wertes, und daß die Betätigung des Druckmodulationsventils bei Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit unterbunden ist.

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