DE2758651C2

DE2758651C2 - Steuerung für die Gangschaltung eines unter Last schaltenden Getriebes

Info

Publication number: DE2758651C2
Application number: DE2758651A
Authority: DE
Inventors: Alan Leonard Mount Prospect Ill. Miller; Werner Paul Harwood Heights Ill. Petzold
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1986-01-30
Also published as: AU512124B2; FR2376346B1; DE2758651A1; SE7800040L; NL7714587A; IT1089295B; US4102222A; JPS5385264A; JPS617547B2; CA1096473A; FR2376346A1; GB1583113A; AU3190477A; SE437955B

Description

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triebes erzeugt der proportional zum Drehmoment der Fi g. 16 eine Darstellung des Schaltverlaufs beim Zu-

Turbinenwelle ist so daß der Schaltvorgang nicht so rückschalten ähnlich F i g. 13 mit weiteren Einzelheiten, optimiert werden kann, daß auf die bei automatischen Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Planetengetriebe 20, wie

Getrieben üblicherweise erforderlichen Freilaufkupp- es in automatischen Schaltgetrieben verwendet wird, lungen verzichtet werden kann. 5 Das Planetengetriebe 20 stellt eine Antriebsverbindung

Bei einer anderen bekannten Gangschaltung wird zwischen einer treibenden Welle 41 und einer getriebewiederum ein dem Drehmoment am Ausgang des Strö- nen Welle 42 her. Ein Sonnenrad 21 ist mit der treibenmungswandlers bzw. am Eingang des nachgeschalteten den Welle 41 verbunden, die die mechanische Antriebs-Schaltgetriebes proportionales Signal aus dem Dreh- verbindung des automatischen Schaltgetriebes darstellt moment des Antriebsmotors errechnet um einen dreh- io Die treibende Welle 41 und das Sonnenrad 21 werden momentabhängigen Druck zu erzeugen, der die Schalt- somit von dem Motor eines Fahrzeuges oder einem kupplungen des Schaltgetriebes betätigt anderen Antrieb angetrieben. Mit dem Sonnenrad 21

Gemäß einem älteren Vorschlag (DE-PS 27 08 621) kommen eine Mehrzahl von Planetenrädern 22. Mit der wird unmittelbar das Drehmoment der Getriebeaus- getriebenen Welle 42 ist ein Planetenradträger 23 vergangswelle gemessen. Abhängig von dem Istwert des 15 bunden, in dem die Planetenräder 22 drehbar gelagert Drehmoments wird eine vorgegebene Drehmoment- sind, die mit einem Hohlrad 24 kämmen, funktion als Sollwert erzeugt worauf eine Regeleinrich- F i g. 2 zeigt eine Schaltkupplung 25, die eine Verbin-

tung abhängig von dem Soll- und Istwert des Drehmo- dung zwischen einem stationären Fahrzeugteil und dem ments eine Regelgröße erzeugt die zum Einstellen des Hohlrad 24 herstellt Es ist klar, daß ein Band oder ein Schaltdruckes dient 20 anderer Bremskörper freigegeben werden kann, wenn

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gang- die Aktivierung der Schaltkupplung 25 beendet wird, wechsel dadurch zu optimieren, daß der Ausrückvor- um das ausrückende Teil freizugeben. Aus diesem gang der für den Gangwechsel erforderlichen Schalt- Grunde wird die Schaltkupplung 25 auch oft als Bremse kupplung genau gesteuert wird. bezeichnet obwohl es sich eigentlich um eine Kupplung

Bei einer Steuerung der eingangs geschilderten Art 25 handelt Eine schematisch dargestellte zweite Schaltwird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kupplung 2C stellt im eingerückten Zustand eine Verbinkennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführ- dung zwischen dem Hohlrad 24 und dem Sonnenrad 21 ten Merkmale gelöst her.

Wird erfindungsgemäß das Motorbeschleunigungs- Ist das Hohlrad 24 gegen Drehung festgebremst so

drehmoment berechnet um nach der im Patentansprach 30 laufen die Planetenräder 22 um, wenn das Sonnenrad 1 angegebenen Gleichung das Schaltdrehmoment wäh- angetrieben wird; in diesem Falle kann ein Abtriebsmorend des Gangwechsels für die zu lösende Schaltkupp- ment mit einem ersten Untersetzungsverhältnis an der lung zu berechnen, so läßt sich der Gangwechsel insbe- getriebenen Welle 42 abgenommen werden. Soll das sondere beim Herunterschalten so genau steuern, daß Übersetzungsverhältnis geändert werden, d. h. soll das eine gewünschte Schaltcharakteristik erzielt wird, bei 35 Getriebe geschaltet werden, so erfolgt dies dadurch, daß der auf eine die Schaltkupplung ergänzende Freilauf- man das Hohlrad 24 freigibt und mit dem Sonnenrad 21 kupplung verzichtet werden kann. Außerdem darf der verbindet Hierdurch erhält man eine direkte Antriebs-Gangwechsel nicht zu schnell erfolgen, weil eine zu ra- verbindung zwischen der Eingangswelle und der Aussehe Änderung der Fahrzeugbeschleunigung als unan- gangswelle mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis genehm empfunden wird, während bei langer Schaltzeit 40 von 1:1. Es können natürlich weitere Kombinationen ein zu hoher Verschleiß auftritt aus Planetenrädern und Hohlrädern vorgesehen wer-

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den, um eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen den Unteransprüchen gekennzeichnet des automatischen Schaltgetriebes einstellen zu können,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächste- doch genügt die Darstellung in den F i g. 1 und 2 für eine hend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt 45 grundlegende Erörterung. Durch die Schaltkupplung 25 Fig. 1 ein Planetenrädergetriebe, ist das Hohlrad 24 in einer Richtung gegen Drehung

Fig.2 ein Plßnetenrädergetriebe mit zwei Schalt- gesichert festgelegt wodurch man die Drehzahlunterkupplungen, Setzung erhält In der anderen Drehrichtung kann sich F i g. 3 eine Darstellung eines Schaltverlaufes, das Hohlrad 24 frei drehen. Die Schaltkupplung 26 sorgt F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung, 50 im eingerückten Zustand für eine direkte Verbindung F i g. 5 ein Blockschaltbild ähnlich F i g. 4 mit weiteren des Sonnenrades und des Hohlrades, wodurch man das Einzelheiten, zweite Übersetzungsverhältnis erhält F i g. 6 eine Seitenansicht eines Steuerventils. In F i g. 3 sind zwei verschiedene Kurven 30 und 31 F i g. 7 einen Schnitt durch ein Steuerventil, gezeigt anhand derer das kraftschlüssige Heraufschal-F i g. 8 ein Blockschaltbild des Adaptivrechners, 55 ten des Getriebes erläutert wird. Die Kurve 30 zeigt das Fig.9 eine perspektivische Darstellung des Meß- Drehmoment am Abtrieb des Schaltgetriebes,das übliwertwandlers, cherweise als Antriebsdrehmoment für die Kraftüber-F1 g. 10 eine Schaltung des Meßwertwandlers, tragung zu den Rädern bezeichnet wird. Die Kurve 31 F i g. 11 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung, zeigt den Druck, der auf den Kolben der einrückenden Fig. 12 eine Darstellung des Schaltverlaufs beim 60 Schaltkupplung einwirkt Am Anfang ist das Drehmo-Hochschalten, ment gleich dem Drehmoment am Ausgang des Motors Fig. 13 eine Darstellung des Schaltverlaufs beim Zu- multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Gerückschalten, trieL· 2s, wobei man Leistungsverluste im Getriebe unbe-Fig. 14 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung für rücksichtigt läßt Der Druck, mit dem die Schaltkuppdas Zurückschalten mit der in F i g. 4 dargestellten Re- 65 lung beaufschlagt ist bleibt auf dem Wert Null. Zum geleinrichtung, Zeitpunkt r0 wird ein Schaltbefehl erzeugt Dieser F i g. 15 ein Blockschaltbild ähnlich F i g. 14 mit weite- Schaltbefehl kann durch den Fahrer erzeugt werden ren Einzelheiten und oder von einem SchaltDunktrechner bereitgestellt wer-

den, wie dies dem Fachmanne bekannt ist. Zwischen den Zeitpunkten fO und ί 1 verbleibt das Schaltgetriebe in der »Volumenfüllphase«, in der das Kolbenvolumen des Betätigungszylinders mit Druckmittel gefüllt wird, wobei praktisch keinerlei Änderung im Steuerdruck und keinerlei Änderung im abgegebenen Drehmoment beobachtet wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß trotz Zufuhr von Druckmittel zur Schaltkupplung immer ein gewisses Spiel, bzw. ein gewisser Zwischenraum im Stellmotor vorhanden ist. Dieses Volumen muß erst gefüllt werden, bevor die Reibelemente in Eingriff gelangen. Zum Zeitpunkt 11 beginnt die »statische« Phase des Schaltzyklus; zu diesem Zeitpunkt beginnt der Reibkörper Drehmoment auf das ihm zugeordnete Zahnrad bzw. das ihm zugeordnete Getriebeteii zu übertragen. In dieser statischen Phase, die vom Zeitpunkt 11 bis zum Zeitpunkt f 3 andauert, ändern sich der Steuerdruck und das übertragene Drehmoment, man hat jedoch keine Drehzahländerung des Motors. Ein wichtiger Bestandteil der bekannten Steuerung ist eine Schaltung 96, die später noch genauer beschrieben wird und dazu dient, eine Kompensation im Hinblick auf die Arbeitsverzögerung der Steuerung herbeizuführen, welches sich sonst aus der Zeitspanne ergeben würde, die zum Füllen des Kolbenvolumens und zum Einleiten der statischen Phase des Schaltvorganges beim Zeitpunkt 11 erforderlich wäre.

Zum Zeitpunkt f2 hat die Steuerung die statische Phase des Schaltvorgangs halb durchlaufen. Aus der nachstehenden Beschreibung wird noch deutlicher hervorgehen, daß die Steuerung ein zu diesem Zeitpunkt zu verwendendes spezielles logisches Befehlssignal erzeugt; vorläufig soll nur darauf hingewiesen werden, daß zum Zeitpunkt 12 der Steuerdruck immer noch anwächst, während das Antriebsdrehmoment immer noch abnimmt, während der Reibkörper der einrückenden Schalt-Kupplung anfängt, eine Kraft auf das ihm zugeordnete Zahnrad zu übertragen. Zum Zeitpunkt f3 ist die statische Phase des Schaltvorganges abgeschlossen, und die Schaltkupplung 25 ist gelöst Wie beim Punkt 32 auf der das Drehmoment wiedergebenden Kurve 30 gezeigt ist, beginnt zum Zeitpunkt / 3 das Antriebsdrehmoment zu wachsen. Dieser Zeitpunkt f 3 stellt zugleich das Ende der statischen Phase und den Beginn der »dynamischen« Phase des Schaitvorganges dar. Zu diesem Zeitpunkt, nämlich zu Beginn der dynamischen Phase des Schaltvorganges, wird die Steuerschleife der Steuerung geschlossen, wie noch genauer beschrieben werden wird.

Die Änderung des Antriebsdrehmomentes kann innerhalb einer kurzen, einer iniiiciiäügen öder einer langen Zeitspanne erfolgen. Wird der Schaltvorgang in verhältnismäßig kurzer Zeit durchgeführt, so führt dies zu einem vom Fahrer wahrnehmbaren lästigen Stoß, d. h. zu einem schlechten Schaltgefühl. Wird die dynamische Phase des Schaltvorganges über einen sehr langen Zeitraum hinausgezogen, so führt dies zu starkem Verschleiß des Schaltgetriebes und der ihm zugeordneten Bauteile. Die Kurve 35 zeigt einen zufriedenstellenden Kompromiß.

Fig.4 zeigt eine elektronische Regeleinrichtung zur Schaltung eines Automatikgetriebes 40 als Blockschaltbild. Ein Einlaß 43 liefert Druckmittel, um die Schaltkupplung zu betätigen.

Der Meßwertwandler 44 mißt das Drehmoment an der Abtriebswelle 42 und ist über Leitungen 45 und 46 mit einer Regeleinrichtung 47 und einer Drehmomentrechenschaltung verbunden. Die Regeleinrichtung 47 liefert eine Regelgröße über die Leitung 48 in Abhängigkeit von einerseits dem als Rückführungssignal auf der Leitung 46 anliegenden Istwert des Drehmoments und andererseits von einer Anzahl von logischen Befehlen, welche über eine Leitung 50 von einer Steuerschaltung 51 kommen. Die Regelgröße in der Leitung 48 gelangt an einen Impulsbreitenmodulator 52 (Treiberstufe), an welchem auch eine Anzahl von logischen Befehlen über eine Leitung 53 von der Steuerschaltung 51 her anliegt. Das Ausgangssignal des Impulsbreitenmodulators 52 ist ein Steuersignal, das über eine Leitung 54 an einer Wicklung 55 anliegt, welche Teil eines elektrohydraulischen Steuerventils 56 ist, dessen Ausgangsseite mit dem Einlaß 43 des Automatikgetriebes verbunden ist Ein Einlaß 57 erhält in bekannter Weise ein Druckmittel von einer nicht gezeigten Pumpe.

Eine Drehmomentrechenschaltung 60 erhält den Istwert des Drehmoments über die Leitung 45 und erzeugt auf der Leitung 61 ein simuliertes Drehmomentwandelsignal, welches an der Steuerschaltung 51 anliegt. Diese erhält auch ein Signal über eine Leitung 62 für einen Schaltpunkt, um die Abgabe eiens Schaltbefehls anzuzeigen. Ein Schaltfolgesignal kann erzeugt und über eine Leitung 63 der Steuerschaltung 51 eingespeist werden. Das Schaltfolgesignal in der Leitung wird dann erzeugt, wenn der Fahrer den Schalthebel in eine Stellung bewegt (d. h. eine Stellung wie »Parken«, »Rückwärtsgang«, »Neutral«, »Fahren« usw.), welche die Arbeitsweise eines nicht gezeigten Steuerventils ändert und der elektrischen Anlage meldet welches Steuerventil beaufschlagt werden soll. Das Schaltpunktsignal in der Leitung 62 wird von einer nicht gezeigten Einheit abgegriffen, weiche ein Signal abgibt, wenn eine Hochoder Zurückschaltung eingeleitet werden soll. Elektronisches Einrichtungen zur Abgabe dieses Signals sind ebenfalls auf dem Markt erhältlich.

An der Steuerschaltung 51 liegt das Drehmomentwandelsignal, das Schaltpunktsignal sowie das Schaltfolgesignal an (eine Erklärung des Schaltfolgesignals ist für die Erläuterung der Grundfunktion der Einrichtung nicht erforderlich). Die Steuerschaltung 51 gibt eine Anzahl von logischen Befehlen über die Ausgangsleitungen 50, 53 ab, um die Regeleinrichtung 47 sowie den Impulsbreitenmodulator 52 zu beaufschlagen.

Die Drehmomentrechenschaltung 60 gibt auch ein Signal für den Drehmomentmittelwert an eine Leitung 71 ab, indem er den Meßwertwandler gelieferten Istwert über eine gegebene Zeitspanne hinwegmittelt Der Mittelwert gelangt an einen Adaptivrechner 93, der Ausgangssignale in Abhängigkeit vom Mittelwert erzeugt. Das ersie Ausgangssignal des Adaptivrechners 93 gelangt über Leitungen 92, 94 als Eingangsbefehl an die Regeleinrichtung 47. Dieses erste Ausgangssignal beeinflußt den Betrieb der Regeleinrichtung und verändert einerseits (1) die Steilheit des Anstieges der Drehmomentenkurve bei 35 (F i g. 3) und andererseits (2) den Verstärkungsgrad der Regeleinrichtung. Das zweite Ausgangssignal des Adaptivrechners 93 gelangt über eine Leitung 95 an eine Mitkopplungsschaltung 96, die ihrerseits ein Signal über eine Leitung 101 an den Impulsbreitenmodulator 52 abgibt Die Mitkopplungsschaltung kompensiert die Funktion des Steuerventils 56 während der erforderlichen Zeitspanne (tO—tt, F i g. 3), um den Kolben vor dem Beginn der statischen Phase des Schaltvorgangs aufzufüllen. Daher verbessern der Adaptivrechner 93 und die Mitkopplungsschaltung 96 den Gesamtregelwirkungsgrad.
Fig.5 zeigt weitere Einzelheiten der elektronischen

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Regeleinrichtung. Die Drehmomentrechenschaltung 60 86 und Sollwerte zur Bestimmung der Drehmomentumfaßt mehrere Stufen, wobei die Leitung 45 sowohl an funktion auf den Leitungen 88,90. die Eingangsseite der Integrierstufe 65 als auch, über Der Adaptivrechner 93 der F i g. 5 umfaßt drei Kreise, eine Leitung 66 an einen Eingang einer Summierstufe 67 an denen jeweils über die Leitung 71 der Drehmomentgeführt ist. Die Ausgangsseite der Integrierstufe 65 gibt 5 mittelwcrt anliegt. Der Momentanwert des Drehmodas integrierte Drehmomentsignal über eine Leitung 68 ments ändert sich infolge von Triebwerksschwankunan einen Passivkreis 70 ab, welcher das Signal um das gen, Drehschwingungen, Radschlupf und anderen Unre-Verhältnis l/Tfür eine Zeitteilung multipliziert, um auf gelmäßigkeiten. Um einen fehlerhaften Betrieb der Aneiner Leitung 71 ein Signal für Drehmomentmittelwert lage zu vermeiden, muß somit ein gemitteltes Signal zu erzeugen, das an der Welle 42 während der Zeitdauer 10 erzeugt werden, wobei dieser Mittelwert während der Γ wirkt. Logische Signale LCl liegen an der Integrier- Schaltfolge in einem vorgegebenen Zeitraum abgegestufe 65 und LC3 am Speicher 72 an, wobei jedes logi- ben werden muß. Um einen Begriff der Betriebszeiten sehe Signal durch die Steuerschaltung 51 erzeugt wird. zu vermitteln, sei bemerkt, daß die Zeit vom Punkt 11 Das Ausgangssignal des Speichers 72 speist dann das bis zum Punkt f 2 (F ig. 3) im Millisekundenbereich liegt. Signal für den Drehmomentmitteiwert (für den Zeit- 15 Aus dem Drehmomentmittelwert aus der Leitung 71 raum T) über eine Leitung 73 in eine Passivstufe 74, sowie aus den im Rechner gespeicherten Daten wird ein welche dieses Signal mit i/R multipliziert und über eine Pegelsignal auf einer Leitung 92 erzeugt, um das Dreh-Leitung 75 ein Signal für den auf das Übersetzungsver- moment während der Schaltperiode dadurch zu regeln, hältnis R abgestimmten Drehmomentmittelwert abgibt. daß es im allgemeinen die Steilheit des Sägezahns der Dieses auf der Leitung 75 anliegende Signal stellt das 20 durch bei 35 (Fig.3) dargestellten Drehmomentfunkandere Eingangssignal für die Summierstufe 67 dar, wel- tion bestimmt Auch der Adaptivrechner 93 gibt ein verche anschließend ein Drehmomentwandelsignal über stärkungsregelndes Signal an eine Leitung 94 sowie ein die Leitung 61 an die Steuerschaltung 51 abgibt drittes Ausgangssignal an eine Leitung 95 ab, das der

Man erkennt, daß die Drehmomentrechenschaltung Mitkopplungsschaltung % eingespeist wird. Diese um-

60 mit vereinfachten Analogbausteinen dargestellt ist, 25 faßt ein erstes Passivelement 97, einen Aktivbaustein 98,

um ein Drehmomentwandelsignal in der Leitung 61 in an welchem nicht nur das Ausgangssignal des Bausteins

Abhängigkeit von einem in der Leitung 45 ankommen- 97, sondern auch ein logisches Signal LC4 anliegt; fer-

den Drehmomentistwert zu erzeugen. Es ist offensicht- ner umfaßt sie eine Aktivstufe 100 zur Abgabe eines

Hch, daß ein Mikroprozessor oder andere Digitalschal- Ausgangssignals an die Leitung 101. Parallel zum Inte-

tungen in bekannter Weise zugeschaltet werden kön- 30 grationsglied 98 ist ein passiver Rückführungsbaustein

nen, um in Abhängigkeit vom auf der Leitung 45 anlie- 102 geschaltet, und eine direkte Signalverbindung ist

genden Istwei t ein Drehmomentwandelsignal zu erzeu- von der Leitung 95 eine Leitung 103 an den Eingang der

gen. Aktivstufe 100 gelegt Diese Mitkopplungsschaltung ist

Ein Schaltpunktrechner 77 gibt ein Signal über die eine Vorumschaltung zur Erzeugung eines Signals auf Leitung 62 an die Steuerschaltung 51 ab, wenn ein 35 einer Leitung 101, um die Zeitverzögerung auszuglei- Schaltbefehl ausgelöst wird. Ebenso dient ein Schaltfol- chen, die zur Auffüllung des Kolbeninhalts zwischen den

gehebel 78 in herkömmlicher Weise zur Erzeugung ei- Zeitpunkten f 0 und 11 vor den Beginn der statischen

nes Schaltfolgesignals in der Leitung 63 für die Steuer- Phase der Schaltfolge erforderlich ist

schaltung. Das Ausgangssignal der Mitkopplungsschaltung 96

Der Istwert des Abtriebsmomentes in der Leitung 46 40 gelangt über eine Leitung 101 an ein weiteres Aktivele-

gelangt an die Regeleinrichtung 47 und liegt zunächst an ment 104, das als ein Schalter arbeitet, der bei Anliegen

einem Rückführungsfilterkreis 80 an. Das Signal läuft eines logischen Signals LCA geschlossen ist, um ein

über einen ersten passiven Baustein 81 sowie an eine Ausgangssignal über eine Leitung 105 an die Treiberstu-

Aktivstufe 82 Zu dieser ist ein Passivkreis 83 parallel fe 52 (Impulsbreitenmodulator) abzugeben. Diese erhält

gekoppelt Die durch Kreise dargestellten Passivbau- 45 somit vier Eingangssignale: Die Regelgröße von der

steine (wie 81,83) können als feste oder regelbare Wi- Leitung 48; das Mitkopplungskompensationssignal von

derstände ausgeführt sein. Das Filter 80 gibt ein gefilter- der Leitung 105 sowie die logischen Signale LC1 und

tes Ausgangssignal an eine Leitung 84 ab, welches an LC2 von der Steuerschaltung 51. Da das Signal LCl

der Eingangsseite eines Speichers 85 und über eine Lei- nur dann erzeugt und über das Kabel 53 geleitet wird,

tung 86 an einem Eingang einer Summierstufe 87 an- 50 wenn durch die Bewegung des Schaltfolgehebels ein

liegt, die noch ein driiies Eingangssignal erhält Das Signal entsteht, braucht dieses Signal iiicht näher be-

zweite Eingangssignal liegt über eine Leitung 88 vom schrieben zu werden.

Speicher 85 her an, welcher nicht nur das gefilterte Ein- An einem Verstärkungsregler 106 der Regeleinrich-

gangssignal über die Leitung 84, sondern auch ein Signal tung 47 liegt über eine Leitung 94 das verstärkungsre-

LCS von der Steuerschaltung 51 erhält Alle Signale 55 gelnde Signal des Adaptivrechners 93 und über eine LC1 - LC5 sind Rechensignale. Wie nachstehend näher Leitung 107 ein Ausgangssignal der Summierstufe 87 an.

erläutert wird, werden sie in einer Zeitfolge (tO-t3, Das Ausgangssignal des Verstärkungsreglers 106 ge-

Fig. 3) zur Regelung des Betriebszustandes anderer langt über ein anderes passives Bauteil 108 an einen Bausteine abgegeben und nicht als Informations- oder Kompensationsregelkreis der eine Aktivstufe mit dem Befehlseingangssignale für diese Bausteine. Das dritte 60 Integrationsglied 111, einen parallel geschalteten Pas-

an der Summierstufe 87 anliegende Eingangssignal sivbaustein 112, ein weiteres zwischen der Ausgangssei-

kommt über eine Leitung 90 von einer Sägezahnstufe te des Integrationsgliedes 111 und der Aktivstufe 114

91, die eine Integrationsstufe zur Erzeugung eines Säge- sowie eine Leitung 115 umfaßt, welche ein Signal direkt

zahnsignals in Abhängigkeit von einem Pegel- oder Am- vom Passivbaustein 108 an die Stufe 114 leitet Die Stufe

plitudensignal ist, das vom Adaptivrechner 93 über eine 65 114 speist die Regelgröße (Reglerausgangssignal) in den

Leitung 92 kommt her anliegt Die Sägezahnstufe 91 Impulsbreitenmodulator 52.

erhält auch ein Signal LC5. Somit liefert die Summier- Das zweistufig ausgelegte Steuerventil 56 (Fig. 7)

stufe 87 ein Rückführungssignal (Istwert) in die Leitung umfaßt einen Kolben 120. Legt man jedoch ein Impuls-

breitenmodulationssignal von der Treiberstufe 52 zur Erregung der Wicklung 55 im Ventil an, läßt sich die Ventilstellung wirksam regeln, so daß eine Arbeitsweise wie bei einem stufenlos veränderlichen Ventil erreicht wird. Das Druckmittel wird über eine Leitung 57 eingespeist, und nachdem es eine unveränderliche öffnung 121 der ersten Stufe passiert hat, erreicht es in einer Leitung 122 den Steuerdruck der ersten Stufe. Eine regelbare öffnung 123 (Fig.6) der ersten Stufe wird durch das an der Wicklung 55 anliegende Impulsbreitenmodulationssignal geregelt. Daher ist der Steuerdruck eine Funktion sowohl der unveränderlichen Öffnung 121 als auch der regelbaren Öffnung. Die andere Seite der veränderlichen öffnung ist über eine Rohrleitung 135 an die Rücklaufleitung 58 angeschlossen. Der Steuerdruck herrscht in einer Leitung 124 und bewirkt die Gangschaltung.

Auch die Getriebeteile sind allgemein in F i g. 5 dargestellt und in Übereinstimmung mit der allgemeinen Ansicht des Planetengetriebes der F i g. 1 und 2 gekennzeichnet. Die spezielle Ausführung des Getriebes ist von geringerer Bedeutung. Es kann ein beliebiges Getriebe mit Antrieb und Abtrieb sowie eine durch das Druckmittel in der Leitung 124 gesteuerte Gangschaltung verwendet werden.

Die F i g. 6 und 7 zeigen weitere Einzelheiten des bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Zweistufenventils 56. Fig.6 zeigt ein Ventilgehäuse 126, das mit vier Schrauben 127 an einem Ventilgehäusedeckel 128 (F i g. 7) befestigt ist. F i g. 7 zeigt auch einen am rechten Ende des Kolbens 120 angeordneten Anschlag 130 sowie ein hängend angeordnetes Steckverbindergehäuse 131 mit zwei elektrischen Kontakten 132 (F i g. 6) zur Aufnahme der Leiter für das Ausgangssignal des Impulsbreitenmodulators 52, das an der Wicklung 55 anliegt.

F i g. 7 zeigt ein Magnetspulengehäuse 133 mit der Wicklung 55. Das an ihr anliegende Impulsbreitenmodulationssignal bestimmt die Arbeitsstellung eines Tauchkolbens 134 und regelt damit den Wirkquerschnitt der veränderlichen öffnung 123. Das über die Rohrleitung

57 zugeführte Druckmittel fließt nach rechts und dann abwärts am rechten Ende des Kolbens 120 vorbei, sodann nach links und abwärts zur unveränderlichen öffnung 121 der ersten Stufe. Anschließend läuft der Hauptteil des Druckmittels abwärts und nach rechts durch die Einlaßleitung 122 sowie die Innenleitung der Magnetspule. Das die Innenleitung durchlaufende Druckmittel wird über eine Auslaßöffnung 135 zurückgeführt, die an die gleiche Rücklaufleitung wie das Rohr

58 angeschlossen ist

Ein Teil des <I4e unveränderliche öffnung 121 der ersten Stufe durchlaufenden Druckmittels gelangt auch aufwärts durch eine Leitung 136 zu einem Ventilanschlag 137, wodurch Druck an der linken Seite des Kolbens aufgebracht wird.

F i g. 8 zeigt in vereinfachter Form die Schaltungsanordnung des Adaptivrechners 93, an welchem zwei Eingangssignale anliegen. Das erste aus der Leitung 71 ist eine Funktion des Drehmomentmittelwerts, und das zweite ein logisches Signal LC3, das zu Beginn der statischen Phase des Schaltvorgangs erzeugt wird. Beispielsweise gelangt das Drehmomentsignal aus der Leitung 71 über eine gemeinsame Leitung 140 an einen ersten passiven Baustein 141, um zunächst den Verstärkungsgrad des anliegenden Signals einzustellen, welches dann über einen Pufferverstärker 142 an die Eingangsseite eines Verstärkers 143 mit regelbarem Verstärkungsgrad gelangt. Die in diesem Verstärker gezeigte ansteigende Verstärkungskurve 144 zeigt, daß durch Wahl des geeigneten Bausteins ein vorgegebener Verstärkungsgrad erreicht werden kann, um die erforderliche Steilheit und damit den gewünschten Verstärkungsgrad zu erreichen. Das Ausgangssignal der Stufe mit regelbarem V°rstärkungsgrad 143 liegt am Eingang einer Speicherstufe 145 an. Dieser Speicher empfängt laufend das Eingangssignal der Stufe 143, und bei Anliegen des logischen Signals LC3 wird der dann vorhandene Signalpegel gespeichert und laufend an die Ausgangsleitung 92 zur Regelung des Sägezahnanstiegs der Drehmomentfunktion (Fig.3) abgegebii,. Ähnliche, durch die Buchstaben »a« und »tx< gekennzeichnete Bausteine sind zur Speicherung und zum Halten von Signalen vorgesehen, die an die Leitungen 94 und 95 gelangen, um an einen Verstärkungsregler 106 und die Mitkoppelschaltung 96 angelegt zu werden, wenn das logische Signal LC 3 erzeugt wird. Zur Durchführung des Adaptivrechenvorgangs können auch andere geeignete Schaltungen verwendet werden, wobei die einzige Forderung darin besteht, daß das Drehmomentsignal auf der Leitung 71 in den verschiedenen Kanälen einzeln abgeändert werden kann sowie darin, daß die resultierenden abgeänderten Signale bei Anliegen von LCi zum Zeitpunkt r 1 gespeichert werden können.

Fig.9 zeigt eine vereinfachte Zeichnung der Hauptbauteile des Meßwertwandlers 44. Es ist bekannt, daß ein Magnetfeld an einer magnetisch leitfähigen Welle aufgebaut werden kann (beispielsweise, indem ein Wechselstrom durch eine Spule geschickt wird), und daß eine Einrichtung zur Anzeige des Feldes oder Magnetflusses nahe der zum Aufbau des anfänglichen Magnetfeldes benutzten Erregereinrichtung angeordnet wird.

Wenn ein Drehmoment auf ein magnetisch leitfähiges Teil wie die Abtriebswelle 42 einwirkt, wird dieses Teil Bruch- und Zugkräften unterworfen, welche seine Permeabilität und damit auch das Flußbild verändern. Somit kann ein Statorteil 150 mit einem äußeren ringförmigen Magnetkreis 151 einfach aus einer Anzahl von magnetisch leitenden Ringen oder Lamellen aufgebaut werden. Eine Anzahl von Polen 152 sind mit Wicklungen 153 (nur zwei Wicklungen sind gezeigt) versehen. Die Wicklungen 153 sind in Reihe geschaltet (Fig. 10) und werden von einem Wechselrichter 154 beaufschlagt. Das so aufgebaute Magnetfeld durchdringt den Teil der Welle 42 (F i g. 4), der zwischen den Polen 152 zentriert ist. Ebenso ist ein zweiter Statorteil 155 mit Lamellen 156 und Polen 157 mit Wicklungen 158 vorgesehen.

Auch die Wicklungen 158 sind in Reihe geschaltet und geben über Ausgangsleitungen 46a, 46b eine Anzeige der mechanischen Spannungen, die zur Erzeugung des Signals für das Drehmoment verwendet werden können. Es ist zweckmäßig, einen weiteren Statorteil 160 auf der anderen Seite des Statorteils 150 mit einem Magnetkreis 161, einer Anzahl von Polen 162 und in Reihe geschalteten Wicklungen 163 in gleicher Weise wie die anderen Anordnungen anzubringen. Es zeigt sich, daß bei nur einem magnetischen Abgriff (wie 155) ein Teil des in den Wicklungen 158,163 induzierten Signals sich in Abhängigkeit von der Wellendrehzahl ändert und damit eine nachteilige Fehlerkomponente in das Drehmomentsignal der Leitungen 46a, 46b einführt Jedoch die drehzahlabhängigen Signalkomponenten in den Wicklungen 158, 163 sind praktisch gegeneinander um 180° phasenversetzt Somit wird die drehzahlbewirkte Fehlerkomponente durch Parallelschaltung bei den in Reihe geschalteten Wicklungen 158, 163 aufgehoben,

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und das sich ergebende Signal liefert einen guten Ist- Wenn der Wert des Drehmomentwandelsignals in der

■ wert des Drehmomentes. Leitung 61 um einen bestimmten Prozentsatz gegen-

F i g. 11 ist ein vereinfachter Stromlauf plan der Steu- über einem vorgegebenen Drehmomentwert differiert,

erschaltungSl. Dasinder Leitung 63 anliegende Schalt- der durch Einstellung des Potentiometers 175 festge-

folgesignal dient nach Durchlauf durch den Pufferver- 5 stellt wird, gibt die Vergleichsstufe 173 das Signal LC 4

stärker 170 zur Erzeugung des Signals LCl, wenn die ab. Wenn keine Einwegkupplung benutzt wird, dient das

Betriebsbedingungen eine Zurückschaltung verlangen. Signal LC4 zur Freigabe des Reibbandes oder der

* Das Schaltpunktsignal in der Leitung 62 durchläuft ei- -Scheibe, welche dem Hohlrad 24 zugeordnet sind.

' ■ nen weiteren Pufferverstärker 171, um das Signa! LC2 Im vorliegenden Fall dient das Signal LCA zur Ver-

zum Zeitpunkt fO zu erzeugen, wie es in der Idealkurve 10 sorgung des Impulsbreitenmodulators 52 mit dem Mit-

] der F i g. 3 und der Istkurve der F i g. 13 dargestellt ist. kopplungssignal aus der Mitkopplungsschaltung 96, um

Das Ausgangssignal des Verstärkers 171 (F i g. 12) wird das Steuerventil 56 zu regeln. Das Signal LCA liegt an

'■'., über eine Festzeitverzögerungsstufe 172 geleitet, um zu der Integrierstufe 98 der Mitkopplungsschaltung an, so

einem vorgegebenen Zietpunkt 11 das Signal LC 3 zu daß sie beaufschlagt wird und ein Auslösesignal an den

;. erzeugen, welches auf die Kolbenfüllung bezogen ist 15 Aktivbaustein 100 abgibt Das andere Eingangssignal in

C₁ Das der Leitung 61 zugeführte simulierte Drehmo- den Aktivbaustein 100 ist das über die Leitung 103 lau-

mentwandelsignal, d. h, das durch Verarbeitung des Ist- fende augenblickliche Signal des Adaptivrechners 93.

■ wertdrehmomentsignals berechnete Signal liegt an ei- Zum Zeitpunkt f2 schließt das Signal LCA auch den nem Eingang einer ersten Vergleichsstufe 173 sowie an Schalter 104, wodurch das Ausgangssignal der Mitkopp- |fj einem Eingang einer zweiten Vergleichsstufe 174 an. Ein 20 lungsschaltung 96 an den Impulsbreitenmodulator über-1- Potentiometer 175 erzeugt ein Bezugssignal, das an ei- tragen wird. Dies erfolgt etwa an der Hälfte der statij·{ ner anderen Eingangsklemme der Vergleichsstufe 173 sehen Phase der Hochschaltfolge.

anliegt Diese schaltet oder erzeugt das logische Signal Wenn der Augenblickswert des Drehmomentwandel- <£ LCA bei einem Bruchteil des Drehmomentwandelsi- signals an der Ausgangsleitung 61 auf Null abfällt, wird : gnals, der durch die Einstellung des Potentiometers 175 25 die Vergleichsstufe 174 umgeschaltet und erzeugt das bestimmt wird Die Vergleichsstufe 174 erzeugt das Si- Signal LC 5. Dieses »schließt praktisch die Schleife« der gnal LCS zum Zeitpunkt, an dem das Drehmomentwan- gesamten Regelanlage. Das heißt, das Signal LC5 liegt delsignal in der Leitung 61 auf Null abgefallen ist. an der Speicherstufe 85 an, welche den Wert des zu Eine allgemeine Übersicht über die Betriebsweise der diesem Zeitpunkt an der Leitung 84 anliegenden Dreh-Steuerung wird anhand der F ig. 12 gegeben, welche die 30 moments speichert Anschließend erscheint dieses Istwerte der verschiedenen Parameter zeigt, die in einer Drehmomentsignal als Ausgangssignal in der Leitung 88 ' tatsächlichen Ausführungsform gemessen wurden. Die und liegt an der Summierstufe 87 an, wodurch der Pegel ',':. Kurve 180 zeigt den Betätigungsdruck des Steuerventils des Punktes 185 auf der Kurve des Drehmoments be-56, der an die Schaltkupplung oder Schaltbremse im stimmt wird. Gleichzeitig bewirkt das Signal LC5 eine

■ Automatikgetriebe übertragen wird; die Kurve 181 35 Ansteuerung der Integrationsstufe 91, wodurch an die : zeigt den vom Meßwertwandler 44 gemessenen Istwert Leitung 90 ein laufendes Sägezahnsignal abgegeben k des Drehmoments und die Kurve 182 schließlich zeigt wird, welches die Steilheit der gestrichelten Linie 186

die Änderung der Motordrehzahl während einer Schalt- für den mittleren Drehmomentverlauf bestimmt, der folge. während der dynamischen Phase der Hochschaltung er-Am Anfang liegt der Schaltbefehl vom Schaltpunkt- 40 forderlich ist Alle Ausgangssignale des Adaptivrechrechner 77 über eine Leitung 62 an der Steuerschaltung ners wurden zum Zeitpunkt 11 erzeugt als die statische : 51 an. Wie aus der Beschreibung der Fig. 12 hervor- Phase des Schaltvorgangs ausgelöst wurde, wobei die geht, erzeugt dies das logische Signal LC 2 zum Zeit- Bezugspegel für die nachfolgende Beaufschlagung der i- punkt i0, das am Impulsbreitenmodulator 52 anliegt Stufen 85, 91 zum Zeitpunkt 13 festgelegt wurden. Zu und somit unmittelbar beginnt die Stellung des Kolbens 45 diesem Zeitpunkt wurde auch das Drehmoment über 120 im Ventil 56 zu verändern, um die Füllung des KoI- die Leitung 86 der Summierstufe 87 als elektrischer Einbenvolumens einzuleiten. Gleichzeitig liegt das Signal gabebefehl in den Regelkreis eingespeist Nach Fig. 13 LC2 an der Integrierstufe 65 in der Drehmomentre- ändert sich dann das Drehmoment über den Verlauf der chenschaltung 60 an, so daß sie angesteuert wird und mittleren Sägezahnkurve 186, die durch die von der Studen Signalpegel des Drehmomentes zu integrieren be- 50 fe 91 bis zur Vollendung des Hochschaltvorgangs abge- _; ginnt Nach Fig. 13 schwankt der Drehmomentistwert gebene Sägezahnspannung bestimmt wird. Die Stabili-' der Kurve 181 zu diesem Zeitpunkt über- und unterhalb tat des Regelkreises wird durch den Verstärkungsregler ί| eines mittleren Pegels 184. Daher entsteht ein Drehmo- 106 bestimmt der auf einem durch den Adaptivrechner mentwert in der Leitung 71, der auch am Eingangskreis festgelegten Verstärkungswert arbeitet des Adaptivrechners 93 anliegt Nach einer durch die 55 Fig. 13 zeigt die Änderung der Motordrehzahl, des Festzeitverzögerungsstufe 172 bestimmten Zeitdauer Drehmoments sowie des Betätigungsdrucks, wenn die wird das Signal LC3 zum Zeitpunkt ti (Fig. 13) abge- Steuerung einen Zurückschaltvorgang vollzieht Diese geben und liegt an der Speicherstufe 72 der Drehmo- Betriebsweise wird durch ein Signal LCX von der Steumentschaltung 60 an. Damit wird der am Eingang des «-schaltung 51 eingeleitet Der Druck beginnt sofort Speichers 72 anstehende Wert, der den Mittelwert bfl- eo nach einer Kurve 190 abzufallen, und auch das Drehmodet gespeichert und, nach Teilung durch das Oberset- ment fällt schnell ab, wie durch die Kurve 191 gezeigt zungsverhältnis R, laufend über 75 in die Summierstufe während die Motordrehzahl langsam nach einer Kurve 67 eingespeist Gleichzeitig wird der Istwert des Dreh- 192 ansteigt Das Antriebsmoment verläuft gegen Null, moments laufend über die Leitung 66 ebenfalls in die und zum Zeitpunkt 11 kommt die Schaltkupplung 25 in Summierstufe 67 eingespeist Das Ausgangssignal der es Eingriff. Das Drehmoment beginnt dann sehr schnell, 67 stellt die Differenz zwischen den beiden Eingangssi- auf seinen früheren Wert anzusteigen. Nach einer Obergnalen dar, und dieses in der Leitung 61 stellt das simu- schwingung stabilisieren sich Drehmoment und Motorlierte Drehmomentwandelsignal dar. drehzahl wieder.

Um den Ausrückvorgang dir Schaltkupplung 26 genau zu steuern, muß dar Drehmoment bestimmt werden, das von dem abrückenden Getriebeteil zur Beschleunigung der Motordrehzahl mit. vorgegebener Geschwindigkeit von einem vorgegebenen Wert kurz vor dem Schalten auf eine höhere Drehzahl die durch das Übersetzungsverhältnis vorgegeben ist, verlangt werden muß. Kann dieser Drehmomentwert zur Beschleunigung des Motors genau bestimmt werden, so kann man auch das Schalten steuern. Nimmt man an, daß der Drehmomentwert für die Beschleunigung des Motors kleiner ist als 7^, so kann man den berechneten Wert von dem anfänglich am Ausgang des Getriebes bereitgestellten Wert T₀, wie er vom Meßwertwandler 44 gemessen wird, abziehen und so das richtige Schaltdrehmoment T_s erhalten.

Es ist bekannt daß zwischen dem Schaltdrehmoment T_s und dem anfänglich am Abtrieb des Getriebes bereitgestellten Drehmoment To sowie anderen Motorparametern, darunter die Obersetzungsverhältnisse, die Trägheit des Motors und die Größe At kurz vor dem Schalten die nachstehende Beziehung gilt:

Ts - Γο -

Jt

In dieser Gleichung bedeutet R\ das vor dem Schalten vorliegende Obersetzungsverhältnis im Getriebe, R₀ bedeutet das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, das durch den Schaltvorgang eingestellt werden soIL Ie bedeutet die Trägheit des Motors, <wo bedeutet die Anfangsgeschwindigkeit des Fahrzeuges oder anders gesagt das Produkt aus Motordrehzahl und Übersetzungsverhältnis. Die für den Schaltvorgang benötigte Zeitspanne ist in der obenstehenden Gleichung mit Jt bezeichnet Da man die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und die Trägheit des Motors zu einer Konstanten K zusammenfassen kann, läßt sich die obige Gleichung (1) somit umschreiben zu:

Nun ist klar, daß der Ausdruck axJAt die vorgegebene Geschwindigkeit bedeutet mit der die Motordrehzahl erhöht werden muß, wie oben beschrieben ist Wesentlich ist die Echtzeitberechnung dieser vorgegebenen Geschwindigkeit nach Einleitung eines Schaltvorganges; auf diese Weise läßt sich die gewünschte Steuerung des Schaltvorganges auf sehr genaue Weise durchführen.

Bekanntlich ist es sehr schwierig, den einzurückenden Reibkörper einer Schaltkupplung genau zum richtigen Zeitpunkt zu aktivieren, da zum Füllen des Betätigungszylinders Zeit erforderlich ist und zugleich zum Überwinden von Spiel und Zwischenräumen in der mechanischen Kraftübertragung Maßnahmen zu treffen sind. Diese Ziele lassen sich erreichen wenn man das Drehmoment berechnen kann, das zur Beschleunigung des Motors von seiner Anfangsdrehzahl auf die neue Drehzahl notwendig ist. Wenn sich dieses Motorbeschleunigungsdrehmoment berechnen läßt und wenn sich das anfängliche Drehmoment Γο auf bekannte Weise messen läßt, dann kann das Schaltdrehmoment T₅ dadurch berechnet werden, daß man das Motorbeschleunigungsdrehmoment vom anfänglich vorliegenden Drehmoment abzieht Man muß jedoch noch Vorkehrungen für den Fall treffen, daß das Motorbeschleunigungsdrehmoment größer ist a is der Wert des anfänglich angetroffenen Drehmomentes 7J.

Wie aus F i g. 14 ersichtlich ist hat die Steuerung ein weiteres Steuer ventil 256, das durch einen weiteren Impulsbreiten· Modulator 252 (Treiberstufe) angesteuert wird. Die Steueiung arbeitet so präzise und läßt sich so exakt synchronisieren, daß man eine zusätzliche Freilaufkupplung nicht benötigt Mit der in F i g. 14 !gezeigten Steuerung läßt sich ein Hinaufschalten auf einfache und direkte Weise erhalten. Die Befehlssignale LCt und LC 2, die über die Leitung 53 auf den Impulsbreiten-Modulator 52 gegeben werden, steuern das Hinaufschalten in der beschriebenen Weise. Wäre anstelle der Freilaufkupplung 25 eine Schaltkupplung vorgesehen, so würde diese zu dem Zeitpunkt freigegeben, zu dem das logische Befehlssignal LC4 bereitgestellt wird. Zum Hinaufschalten wird somit das logische Befehlssignal LC4 über eine Leitung 253 auf den zweiten Impulsbreiten-Modulator 252 gege ben, und hierdurch wird das zweite Steuerventil 256 zum richtigen Zeitpunkt des Schaltzyklus betätigt und das Hinaufschahen gesteuert

Das Hinunterschalten erfordert eine kompliziertere Steuerung, da das Motorbeschleunigungsdrehmoment berechnet werden muß, um das Schaltdrehmoment T₅ festzulegen. Dies erfordert eine zusätzliche Rechenschaltung 200 für das Herunterschalten, die in Fig. 14 gezeigt ist und eine Abwandlung der Summierstufe 87, in der mit geschlossener Schleife ausgebildeten Regel einrichtung 47, derart, daß die Summierstufe 87 auch noch ein Signal von der Rechenschaltung 200 für das Herunterschalten erhält Der Schaltpunktrechner 77, der in der oberen linken Ecke von Fig. 14 gezeigt ist übermittelt der Steuerschaltung 51 ein Signal zum Her unterschalten, wenn ein entsprechendes Fahrzeugge schwindigkeitssignal und ein die Notwendigkeit des Herunterschaltens anzeigendes Signal, z. B. ein von der Drosselklappenstellung abgeleitetes Signal, anstehen. Diese Signale sind die herkömmlichen Signale, mit de nen der Schaltpunktrechner des automatischen Getrie bes eines Fahrzeuges üblicherweise beaufschlagt ist.

Die Steuerschaltung 51 übermittelt über eine Leitung 201 ein den Schaltzyklus einleitendes Befehlssignal LCIc/an den Steuerkreis für das Herunterschalten und zwar dann, wenn der Schaltpunktrechner durch ein auf der Leitung 62 anstehendes Signal anzeigt, daß heruntergeschaltet werden soll. Das ein Herunterschalten einleitende Befehlssignal LC id wird in einem Verzögerungskreis 202 verzögert, und man erhält so ein zweites logisches Befehlssignal LC 2d, das dann über eine Leitung 203 ian die Rechenschaltung 200 für das Herunterschalten weitergegeben wird. Die Rechenschaltung 200 erzeugt die geeigneten logischen Befehlssignale, mit denen die Summierstufe 87 in der mit geschlossener Schleife ausgebildeten Regeleinrichtung 47 über eine Leitung 204 beaufschlagt wird. Nach Verarbeitung dieser Signale in der Regeleinrichtung 47 wird das auf der Leitung 48 stehende Signal dazu verwendet, die Schaltkupplung 26 dadurch zu lösen, daß der Impulsbreiten- modulator 52 entsprechend angesteuert wird. Auf einer Leitung 205 wird dem Impulsbreiten-Modulator 252 ein anderes Signal überstellt, durch welche die Schaltkupplung 25 mit Druck zu einem geeigneten Zeitpunkt in dem Herunterschaltzyklus beaufschlagt wird. Auf einer Leitung 206 wird der Steuerschaltung 31 ein Rücksteiisignal überstellt, wenn das Herunterschalten beendet ist.

Die mit geschlossener Schleife ausgebildete Regeleinrichtung 47 erhält über die Leitung 204 das von der

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Rechenschaltung 200 für das Herunterschalten bereit- Eine Multiplizierschaltung 224 erhält über eine Leigestellte Signal. Zwischen die Leitung 84 und eine Lei- tung 225 von einem Speicher 226 ein zweites Signal, das tung 208 ist ein Schalter 207 geschaltet, der durch sein der Größe XlAt zugeordnet ist Der im Speicher 226 Schließen die Weitergabe des auf der Leitung 84 stehen- gespeicherte Wert stellt also den Kehrwert der Zeitden gefilterten Drenmomenvsignales an den Speicher 83 5 spanne At dar, und diese Zeitspanne At ist zugleich der steuert Unter Bezugnahme auf F i g. 15 soll eine ge- Nenner des in Gleichung (2) angegebenen Bruches. At nauere Beschreibung der Rechenschaltung 200 für das ist zugleich die Zeitspanne, innerhalb der sich die Mo-Herunterschalten und eine genauere Beschreibung der tordrehzahl ändert wie in Fig. 16 durch den rampen-Berechnung des Schaltdrehmoments T_s gegeben wer- förmigen Abschnitt der Kurve 22Γ gezeigt ist Das am den. io Ausgang der Multiplizierschaltung 224 auf einer Lei-

Wie aus F i g. 15 ersichtlich ist, wird das auf der Lei- tung 227 bereitgestellte Signal ist somit das Produkt aus tung 46 stehende Drehraomentsignal T₀ auf den Ein- zwei Eingangssignalen und stellt das berechnete Motorgang eines Speichers 212 gegeben; dieses Signal wird beschleunigungsdrehmoment, bzw. den in den beiden zugleich auch aber eine Leitung 213 auf den Eingang Gleichungen (1) und (2) enthaltenen Bruch dar. Wie eines Filters 214 gegeben. Am Ausgang des Filters 214 15 oben schon ausgeführt worden ist kann man das benöwird ein gefiltertes Drehmomentsignal abgegeben, das tigte Schaltdrehmoment T₅ (vgL Kurve 222' von F i g. 16) über eine Leitung 215 auf einen Eingang einer Kompa- dadurch ermitteln, daß man das Motorbeschleunigungsratorstufe 216 gegeben wird und über eine Leitung 217 drehmoment von dem anfänglich am Ausgang des Geauf einen Einguig eines Speichers 218 gegeben wird. triebes bereitgestellten Drehmoment Γο abzieht Um Das auf der Leitung 211 bereitgestellte Fahrzeugge- 20 dies zu bewerkstelligen, wird das berechnete Motorbeschwindigkeitssignal erscheint am Eingang eines Spei- schleunigungsdrehmomentsignal über die Leitung 227 chers 220. Damit liegen das Drehmomentsignal und das auf den einen Eingang einer Summierstufe 228 gegeben. Fahrzeuggeschwindigkeitssignal schon auf den Leitun- Die Summierstufe 228 erhält über die Leitung 230 vom gen 46 und 211 vor, wenn die Steuerschaltung 51 (vgl. Speicher 212 zugleich auch das dem anfangs angetroffe-F ig. 14) auf der Leitung 201 ein Befehlssignal LC id 25 nen Drehmoment zugeordnete Signal T₀. Die Summierbereitstellt, durch welches das Herunterschalten einge- stufe 228 zieht den Wert für das berechnete Motorbeleitet wird. Dies erfolgt nahe beim Anfang der verschie- schleunigungsdrehmoment, der auf der Leitung 227 andenen in Fig. 16 dargestellten Kurven. Wie ersichtlich, steht von dem der Größe des anfangs angetroffenen stellt die oberste Kurve 22Γ die Motordrehzahl dar, die Drehmomentes entsprechenden Signa! 7Ό auf der Leizweite Kurve 222' stellt die Änderungen im abtriebssei- 30 tung 230 ab und stellt auf einer Leitung 231 ein Signal tig verfügbaren Drehmoment während der Zeitspanne bereit das dem Schaltdrehmoment T₅ entspricht, das in dar, in der heruntergeschaltet wird, die Kurve 223' zeigt der Kurve 222¹ von F i g. 16 gezeigt ist
die Änderungen im Steuerdruck der ausrückenden Wie oben schon ausgeführt worden ist kann das beKupplung 26 durch die mit dem ersten Steuerventil 56 rechnete Motorbeschleunigungsdrehmoment größer erhaltene Steuerung, und die letzte Kurve 224' zeigt die 35 sein als der Wert des anfänglich angetroffenen Drehmo-Änderungen im Steuerdruck für die einzurückende mentes 70. Wie aus Gleichung (2) ersichtlich ist würde Schaltkupplung 25 bzw. Bremse, wie sie durch die dies zu einem negativen Wert für das Schaltdrehmo-Steuerung des Steuerventiles 256 erhalten wird. Die ment 7i führen. Bei derartigen Betriebsbedingungen Einleitung eines Herunterschaltvorganges durch das auf verwendet die Steuerung das maximal verfügbare der Leitung 201 stehende Befehlssignal LC id ist auf der 40 Drehmoment zur Beschleunigung des Motors, wobei Zeitbasis von F i g. 16 angegeben. Dieses Befehlssignal das maximal verfügbare Drehmoment das Drehmoment wird zu diesem Zeitpunkt auf die Speicher 212 und 220 To ist, nämlich das anfänglich zur Verfügung stehende gegeben und führt dazu, daß die Speicher aktiviert wer- Drehmoment. Dies kann man dadurch erhalten, daß den und den Wert für das Drehmomentsignal bzw. das man die Größe T₅ in der Gleichung (2) 0 setzt und fo als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal speichern, der jeweils 45 Motorbeschleunigungsdrehmoment verwendet. Die in an ihrer Eingangsklemme angetroffen wird, wenn das Fig. 15 gezeigte Schaltung stellt dies sicher.
Herunterschalten eingeleitet wird. Ein Abschneidkreis 232 für negative Signalabschnitte

Das im Speicher 220 gespeicherte Fahrzeugge- stellt sicher, daß das auf einer ausgangsseitigen Leitung schwindigkeitssignal M₀ läuft durch ein passives Bauele- 233 stehende Signal T₅ nicht negativ werden kann, ment 221. Die in F i g. 15 gewählten Symbole entspre- 50 gleichgültig wie groß das auf der Leitung 227 erhaltene chen im Wesentlichen den in F i g. 5 verwendeten, und berechnete Motorbeschleunigungsdrehmomentsignal damit ist klar, daß das passive Bauelement 221 durch ist. Dies läuft im Ergebnis darauf hinaus, daß die Größe einen variablen Widerstand oder ein anderes Bauele- 7} 0 gesetzt wird, wenn das berechnete Motorbeschleument gebildet ist, das sich so einstellen läßt, daß das vom nigungsdrehmoment größer ist als das anfänglich ange-Speicher 220 empfangene Signal in vorgegebener Wei- 55 troffene Drehmoment vom Wert 70. Auf diese Weise se verarbeitet wird. Das Bauelement 221 ist so einge- wird das auf der Leitung 233 stehende Schaltdrehmostellt, daß es die Größe K der oben angegebenen Glei- mentsignal T_s, das dem in F i g. 16 gezeigten Schaltdrehchung (2) darstellt die das Ergebnis der Untersuchung momentpegel T₁ zugeordnet ist, auf eine Klemme des der Vorgänge beim Herunterschalten darstellt, wie Schalters 207 und auf eine Eingangsklemme eines inteoben ausgeführt worden ist. Das am Ausgang des passi- 60 grierenden Taktgebers 234 sowie auf die obere Einven Bauelementes 221 erhaltene und sowohl auf einer gangsklemme einer Summierstufe 235 gegeben.
Leitung 222 als auch auf einer Leitung 223 anstehende Wie aus Fi g. 16 ersichtlich ist, wird dann, wenn über Signal stellt die anfängliche Fahrzeuggeschwindigkeit die Leitung 201 ein Befehlssignal LC id bereitgestellt Wo zu Beginn des Schaltvorganges dar, welche von der worden ist, um die Anfangswerte in den Speichern 212 Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung multipli- 65 und 220 in der beschriebenen Art und Weise zu speiziert mit der Größe K abhängt. Diese Berechnung ent- ehern, nach einer durch den Verzögerungskreis 202 vorspricht der Ermittlung des Zählers des zweiten Termes gegebenen Zeitspanne das Befehlssignal LC 2d bereitin der Gleichung (2). gestellt, und hierdurch wird die Druckentlastung in der

17 18

auszurückenden Schaltkupplung 26 eingeleitet Der die Kurve224'von Fig. 16zeigt Die Summierstufe240 durch die Kurve 223' von Fig. 16 wiedergegebene kann also als der Punkt der Schaltung betrachtet wer-Druck beginnt infolgedessen sehr rasch abzunehmen. den, an dem die Gleichung (2) gelöst ist, bzw. als der Das Befehlssignal LCId wird auch auf den in F i g. 15 Punkt, an dem die Terme dieser Gleichung einander gezeigten Schalter 207 gegeben, und durch Schließen s gleich gemacht sind. Betrachtet man die Eingangsklemdieses Schalters wird das Schaltdrehmomentsignal T_s men der Taktgeber-Integratorstufe 234, so erhält man über die Leitung 208 auf den Speicher 85 (vgl. Fig. 14) aus den entsprechenden Eingangssignalen den Term gegeben. Der durch die Kurve 223' von F i g. 16 wieder- To-T₅. Wird die Taktgeber-Integratorstufe 234 beim gegebene Druck nimmt weiter ab, und zu einem späte- Erhalt eines Befehlssignales LC3d aktiviert, so wird die ren Zeitpunkt beginnt auch das durch die Kurve 222' io Zeitspanne At hinzumultipliziert, so daß man den Auswiedergegebene Drehmoment am Ausgang des Schalt- druck (To — T_s)At erhält Das auf der Leitung 223 stehengetriebes rasch abzunehmen. Eine vorgegebene Ände- de Signal steht für die Größe Κωο- Das Ausgangssignal rung dieses Drehmomentwertes, die in F i g. 16 mit ΔΤ\ der Summierstufe 240 hängt somit von sämtlichen der in bezeichnet ist, wird durch ein passives Bauelement 236 Gleichung (2) angegebenen Terme ab. Wie oben schon wiedergegeben, das mit der oberen Eingangsklemme is ausgeführt worden ist, stellt das auf der Leitung 242 der Komparatorstufe 216 verbunden ist. Auf der zur stehende Signal eine Vfirfeinerung dar, die zur Kompen-Komparatorstufe 216 führenden Leitung 215 steht das sation der Füllzeit des Betätigungszylinders für die gefilterte Antriebsdrehmomentsignal T₀, während eine Schaltkupplung dient, dieses Merkmal ist jedoch kein mit dem Ausgang der Summierstufe 228 verbundene grundlegendes Merkmal für die Steuerung des Schah-Leitung 237 das den Schaltdrehmomentpegel T_s züge- 20 Vorganges, die in Abhängigkeit der Größen T₀, T_s und ordnete Signal auf den untersten Eingang des Kompara- des Motorbeschleunigungsdrehmomentes arbeitet
tors 216 gibt Der Komparator 216 »sucht« somit nach Das Befehlssignal LCAd aktiviert auch den Speicher dem Schaltdrehmoment T₅ und erzeugt auf einer mit 218 und führt zur Weitergabe des gespeicherten Drehseinem Ausgang verbundenen Leitung 238 ein Befehls- momentsignales To über eine Leitung 246 auf eine Einsignal LC3d, wenn das gefilterte Drehmomentsignal auf 25 gangsklemme eines Komparators 247. Der Komparator der Leitung 215 die Größe des Vorspannsignales und 247 erhält über eine Leitung 248 auch direkt das gefildes Schaltdrehmomentsignales T_s erreicht, mit denen terte Drehmomentsignal und ist über eine Leitung 261 die beiden anderen Eingangsklemmen beaufschlagt mit einem von einem passiven Bauelement 260 bereitgesind. Tritt dies ein, so wird das logische Befehlssignal stellten Vorspannsignal beaufschlagt Dieses Vorspann-LC3dauf der Leitung 238 bereitgestellt 30 signal ist in F i g. 16 mit AT₁ bezeichnet Diese drei Ein-Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird die Takt- gangssignale werden ständig an die Eingänge des Komgeber-Integratorstufe 234 mit dem Befehlssignal LC 3d parators 247 angelegt Sackt das am Ausgang des Gebeaufschlagt, wodurch dieser Taktgeber aktiviert wird. triebes bereitgestellte Drehmoment ab, wie dies bei der Es ist darauf hinzuweisen, daß das dem anfänglich ange- Kurve 222' mit AT₂ bezeichnet ist, so führt dies zu einem troffenen Drehmoment zugeordnete Signal To vom 35 entsprechenden Signal, durch welches eine Änderung Speicher 212 über die Leitungen 230 und 239 auf die des Ausgangssignales des Komparators 247 herbeigepositive Eingangsklemme des Taktgebers 234 gegeben führt wird. Hierdurch wird am Ausgang des Komparawird. Ist das berechnete Motorbeschleunigungsdrehmo- tors 247 und auf einer Leitung 252 ein Befehlssignal ment größer als der Anfangswert des Drehmomentes Z.C5d erhalten. Wie aus der Figur bei 223' ersichtlich ist, 7o, so wird im Ergebnis damit T₅ durch den Abschneid- 40 wurde in der Reibungskupplung ein endlicher Druck kreis 232 zu 0 gemacht und das über die Leitung 239 aufrechterhalten, um den Wert für das Schaltdrehmoübertragene Signal To wird als Motorbeschleunigungs- ment T₅ in der Anlage zu fixieren. Schaltet der Kompadrehmomentsignal verwendet. Ist das Signal T_s größer rator 247 um, so wird das Befehlssignal LCSd dazu verals 0, so wird es auf die negative Eingangsklemme des wendet, den Druck der ausrückenden Reibungskupp-Taktgebers 234 gegeben, wodurch der Wert des Ein- 45 lung 26 völlig zu entlasten und die Logikkreise der gangssignales vermindert wird, der durch den Taktge- Steuerung für den nächstfolgenden Herisnterschaltvorber integriert wird, wenn er das Befehlssignal LC3d gang zurückzustellen.

erhält. Das erhaltene integrierte Signal wird über eine

Leitung 243 auf die obere, positive Eingangsklemme Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

einer Summierstufe 240 gegeben. Diese Summierstufe 50

ist ferner über die Leitung 223 an seiner negativen Eingangsklemme mit einem anderen Signal beaufschlagt;
dieses ähnelt einem Signal für ein »berechnetes At«.. Die
dritte Eingangsklemme der Summierstufe 240 erhält
über eine Leitung 242 und ein die Verstärkung vorgege- 55
bendes passives Bauelement 241 das Ausgangssignal
der Summierstufe 235. Die Schaltung aus der Summierstufe 235 und dem passiven Bauelement 241 kompensiert die Füllzeit der Schaltkupplung 25. Ist das vom
Taktgeber 234 über die mit seinem Ausgang verbun- 60
dene Leitung 243 bereitgestellte Signal größer als das
auf der Leitung 223 stehende Signal, so wird das Ausgangssignal der Summierstufe 240 umgeschaltet, und
hierdurch wird die Abgabe des logischen Befehlssignales LCAd am Ausgang eines Differenzverstärkers 244 65
herbeigeführt. Dieses auf einer Leitung 245 stehende
Signal wird dazu verwendet, die Druckmittelzufuhr zum
Stellzylinder der Schaltkupplung einzuleiten, wie dies

Claims

1 2 Integratorstufe (234) geschaltet sind, und durch ein Patentansprüche: passives Bauelement (241), das zwischen den Ausgang der Summierstufe (235) und den dazugehöri-

1. Steuerung für die Gangschaltung eines unter gen Eingang der zweiten Summierstufe (240) geLast schaltenden Getriebes, mit einer elektronischen 5 schaltet ist, deren andere Eingänge mit dem Aus-Rechenschaltung, die abhängig von dem über das gang der Taktgeber-Integratorstufe (234) und einem Getriebe übertragenen Drehmoment, dem momen- Schaltkreis (220,221) zum Erzeugen des Terms Κωο tanen und dem gewünschten Obersetzungsverhält- verbunden sind, wobei durch die weitere Summiernis, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gang- stufe in Verbindung mit dem passiven Bauelement wechselschaltzeit eine Regeleinrichtung für ein 10 die zum Füllen der zweiten Schaltkupplung erfor-Steuerventil zum Lösen einer Schaltkupplung nach derliche Zeit kompensiert

einer vorgegebenen Funktion und zu einem vorbe- 6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

stimmten Zeitpunkt mit Signalen beaufschlagt, d a - gekennzeichnet durch eine Komparatorstufe (216),

durch gekennzeichnet, daß die Rechen- die mit einer ersten Eingangsklemme negativer Po-

schaltung (200) ein Ausgangssignal nach der Funk- 15 larität mit dem Signal für das Drehmoment T₀ beauf-

tion schlagt ist, deren zweiter Eingang mit positiver Polarität mit dem Signal für das Schaltdrehmoment T_s

ψ _f _jr <**> beaufschlagt ist und deren dritter Eingang von posi-

*~ ° At tiver Polarität mit einem Vorspannpegelsignal Ti

20 beaufschlagt ist, derart, daß die Komparatorstufe

zum Lösen der Schaltkupplung (26) liefert, wobei T₁ umschaltet und ein Ausgangsbefehlssignal LC 3d er-

das von der Schaltkupplung eingestellte Schaltdreh- zeugt, durch welches die Taktgeber-Integratorstufe

moment während des Gangwechsels, 7o das an der aktiviert wird, wenn das momentane Drehmoment

Getriebeausgangswelle beim momentanen Überset- Ti das Schaltdrehmoment T₅ erreicht,
zungsverhältnis gemessene Drehmoment, K eine das 25

momentane und gewünschte Übersetzungsverhält-

nis sowie das Motorträgheitsmoment beinhaltende
Konstante, ή* die Fahrzeuggeschwindigkeit und At

die Gangwechselschaltzeit ist, wobei die Rechen- Die Erfindung betrifft eine Steuerung mit den im schaltung (200) einen Schaltkreis (221,224,226) auf- 30 Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkweist, dem das Signal für die Fahrzeuggeschwindig- malen.

keit Oo zugeführt wird und in dem das Signal für das Die Erfindung geht von einer bekannten Steuerung Motorbeschleunigungsdrehmoment KeoolAt erzeugt aus (DE-AS 22 49 107), bei der insgesamt drei Drehzahlwird, sowie eine erste Summierstufe (228), in der die geber für die Motordrehzahl, die Eingangsdrehzahl des beiden Signale 7o und KoxJAt algebraisch summiert 35 Schaltgetriebes und dessen Ausgangsdrehzahl vorgesewerden und deren Ausgangssignal für das Schalt- hen sind. Diese Drehzahlsignale dienen als Eingangspadrehmoment T₅ das Lösen der Schaltkupplung (26) rameter für die Rechenschaltung, von der unter Berücksteuert, sichtigung verschiedener motor- und getriebebezoge-

2. Steuerung nach Anspruch 1, bei der zusätzlich ner Konstanten mit Hilfe von drehmomentabhängigen zu der zu lösenden ersten Schaltkupplung eine zwei- 40 Steuergleichungen zum Aufwärtsschalten bzw. zum Abte Schaltkupplung vorgesehen ist, die zum Einrük- wärtsschalten ein zunehmendes oder abnehmendes ken von der Regeleinrichtung nach einer vorgegebe- Drucksteuersignal errechnet wird, um die notwendige nen Funktion und zu einem vorbestimmten Zeit- Druckänderung an zwei Schaltkupplungen zu bewirken, punkt mit Signalen beaufschlagt wird, dadurch ge- von denen die eine zum Aufwärtsschalten gelöst und die kennzeichnet, daß die Regelschaltung (200) eine 45 andere eingerückt und zum Abwärtsschalten die eine zweite Summierstufe (240) aufweist, der die inte- eingerückt und die andere ausgerückt werden muß. Auf grierte Differenz zwischen dem Signal für das mo- diese Weise können weichere Schaltvorgänge erzielt mentane Drehmoment T₀ und dem Signal für das werden, wobei auf die Verwendung von Freiläufen im Motorbeschleunigungsdrehmoment KaxjAt und das Getriebe verzichtet wird. Die Drucksteuerung der Produkt Keoo zugeführt werden, und deren Ausgang 50 Kupplungen während des Schaltens kann jedoch fehler- (245) ein Signal zum Einrücken der zweiten Schalt- haft sein, wenn die erforderliche Drehmomentcharaktekupplung (25) liefert, ristik mit Hilfe von Drehzahlsignalen errechnet wird,

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch auch wenn hierfür drei Drehzahlmeßgeber vorgesehen gekennzeichnet, daß an die erste Summierstufe (228) sind.

ein Abschneidekreis (232) für negative Signalab- 55 Es ist auch bekannt (DE-AS 19 54 770), eine dem Turschnitte des Signals für das Schaltdrehmoment T₅ binendrehmoment eines automatischen Getriebes proangeschlossen ist portionale Steuerspannung für die Betätigung der zum

4. Steuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet Gangwechsel zu schaltenden Kupplungen aus der Modurch eine Taktgeber-Integratorstufe (234), deren tordrehzahl und dem Motordrehmoment zu gewinnen, positiver Eingang mit dem Signal für das Drehmo- 60 wobei zur Messung des Motordrehmoments der Anment 7ö beaufschlagt ist und deren negativer Ein- saugdruck des Motors dient. Ferner ist es zum Optimiegang mit dem Ausgang des Abschneidekreises (232) ren des Gangwechsels bekannt (US-PS 36 02 069), anverbunden ist, wobei die Taktgeber-Integratorstufe stelle der verhältnismäßig ungenauen Ermittlung des ein von dem Term (7b- Ti)- r abhängiges Aus- Motordrehmoments aufgrund des Ansaugdruckes das gangssignal liefert. 65 Drehmoment an der Getriebeausgangswelle zu messen,

5. Steuerung nach Anspruch 4, gekennzeichnet das proportional dem Drehmoment der Turbinenwelle durch eine weitere Summierstufe (235), deren beiden des automatischen Getriebes ist.

Hierbei wird lediglich Eingänge parallel zu den Eingängen der Taktgeber- ein Betätigungsdruck für die Kupplung des Schaltge-