DE2943808A1

DE2943808A1 - Gangwechselsteuervorrichtung fuer automatische getriebe

Info

Publication number: DE2943808A1
Application number: DE19792943808
Authority: DE
Inventors: Mutsumi Kawamoto; Nobuaki Miki
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1980-05-14
Also published as: GB2035480B; US4308764A; GB2035480A; DE2943808C2

Description

^ Die Erfindung betrieft eine Schiebe- oder Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe, das eine elektrische bzw. elektronische Steuerung verwendet und insbesondere eine Gangwechselsteuervorrichtung, die einen automatischen Gangwechsel bei einem automatischen Viergang- oder Dreigang-Getriebe,einschließlich eines mechanische^mit eingerückter Drehmomentenwandler-Verriegelungskupplung durchführt,

Bisher werden zwei Arten von Gangwechselsteuervorrichtungen für automatische Getriebe verwendet. Die eine steuert den *5 Gangwechsel vollständig mittels eines hydraulischen Servosystems und die andere verwendet eine elektronische Steuerung, um einen genauen Gangwechsel bei einer genauen Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermöglichen. Bei Gangwechselsteuervorrichtungen elektronischer Art nimmt, weil abhängig von der Zunähme der Anzahl der Gänge die Anzahl der Gangwechselventile ebenfalls zunimmt, die Anzahl der elektronisch gesteuerten

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Magnetventile zu, wodurch die elektrische Steuerschaltung kompliziert wird. Aus diesem Grund sind verschiedene Gangwechselsteuervorrichtungen elektronischer Art vorgeschlagen worden, bei denen die Anzahl der Bauelemente wie die Gangwechselventile verringert ist. "erkömmliche Gangwechsel Steuervorrichtungen enthalten jedoch keinerlei zufriedenstellende Gegenmaßnahmen bezüglich fehlerhaften Betriebes aufgrund eines Festsitzensvon Ventilen und von Stoßen, die durch den Ganghebel erzeugt werden, wenn er von der Stellung N in die Stellung D verschoben wird. Weiter nimmt die Menge des von einer Ölpumpe zu Hydraulikkreisen geführten Drucköls proportional zur Maschinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl zu. Folglich kann eine geringe Olmenge, die dann, wenn die Maschine sich mit niedriger Drehzahl dreht, gepumpt wird,leicht zu einem Mangel bei der Ölversorgung führen. Um die Menge an abgegebenem Öl zu verringern und um einen Ölmangel in dem hydraulischen Servosystem zu verhindern, kann eine große Ölpumpe verwendet werden oder können alle Magnetventile in den ersten Gängen geschlossen sein, in denen die Maschine mit niedriger Drehzahl läuft. Die erstere Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß ein großer Teil der Maschinenausgangsleistung zum Ansteuern der großen Ölpumpe verbraucht werden muß,und letztere Maßnahme hat den Nachteil, daß, da die Magnetventile bei Entregung geschlossen sind, als Ergebnis von Fehlern oder Drahtbrüchen in der elektrischen Steuerschaltung, der Fehler, der auftritt, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit läuft, ein Herunterschalten des Getriebes in den ersten Gang verursacht, wodurch ein plötzliches Maschinenbremsen ausgelöst wird, was gefährlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe anzugeben, bei dem drei Gangwechselventile mittels zweier Magnetventile gesteuert werden.

Die Erfindung gibt eine Gangwechsel steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe an, die aufweist eine elektrische Steuerschaltung mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines elek-

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trischen Signals abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs und einer logischen Schaltung für dem Empfang des Signals von der Einrichtung und zum Erzeugen eines einem der Gänge entsprechenden Ausgangssignals, ein erstes und ein zweites Magnetventil zur Abfuhr von Hydraulikdruck in Leitungen abhängig vom Ausgangssignal von der elektrischen Steuerschaltung, ein Gangwechselventil, das von dem ersten Magnetventil gesteuert ist und zwei Gangwechselventile, die von dem zweiten Magnetventil gesteuert sind, wodurch die Gangwechselsteuervorrichtung einen automatischen Gangwechsel bei vier Vorwärtsgängen oder bei drei Vorwärtsgängen einschließlich einem mechanischen Antrieb mit eingerückter Drehmomentenwandler-Verriegelungskupplung durchführt .

Die Erfindung gibt eine Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe an, das einen fehlerhaften Gangwechsel aufgrund eines Festsitzens von Ventilen verhindert. Weiter gibt die Erfindung eine Gangwechselsteuervorrichtung an, die fehlersicher ist und bei der die in den hydraulischen Steuerkreis abgegebene Ölmenge klein ist. Weiter gibt die Erfindung eine Gangwechselsteuervorrichtung an, die keine Stöße erzeugt, wenn ein N-D-Gangwechsel erreicht ist, und auch ein Geräusch im Getriebe verhindert, wenn das Getriebe in der neutralen Stellung eingestellt ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Darstellung eines hydraulischen automatischen Vierganggetriebes, bei der der Gangwechsel mittels einer erfindungsgemäßen Gangwechselsteuervorrichtung steuerbar ist,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Steuerschaltung der Gangwechselvorrichtung für ein automatisches Getriebe gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer elektrischen Steuerschaltung zum Steuern der hydraulischen Steuerschaltung gemäß Fig.2,

Fig. k schematisch eine Darstellung eines anderen hydraulisch gesteuerten automatischen Vierganggetriebes, bei dem

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der Gangwechsel durch die Gangwechselsteuervorrichtung gemäß der Erfindung steuerbar ist,

Fig.5 schematisch ein anderes automatisches Dreiganggetriebe mit einer Drehmomentenwandler-Verriegelungskupplung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein hydraulisch-kinetisches automatisches Getriebe mit vier Vorwärtsgängen oder Gangstufen, wobei der vierte Gang eine Overdrive-Gangstufe ist, und einem Rückwärtsgang bzw. einer -gangstufe. Das automatische Getriebe besitzt einen Drehmomentenwandler 1, einenOverdrive-Mechanismus 2.für den vierten Gang und ein (Zwischen-)Getriebe 3 für vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und wird durch eine hydraulische Steuervorrichtung gemäß Fig. 2 gesteuert. Der Drehmoment enwandl er 1 besitzt bekannten Aufbau einschließlich einer Pumpe 51 einer Turbine 6 und einem Stator 7 oder Leitrad, wobei die Pumpe 5 und die Turbine 6 mit einer Maschinenkurbelwelle 8 bzw. einer Getriebeantriebswelle 9 verbunden sind. Eine Antriebswelle 9 für den Overdrive-Mechanismus 2 ist mit einem Träger 10 eines Planetenradgetriebes im Overdrive-Mechanismus 2 verbunden. Ein Planetenrad \k, das vom Träger 10 drehbar gehalten ist, kämmt mit einem Sonnenrad 11 und einem Ringrad 15 (Hohlrad) . Eine Mehrscheibenkupplung 12 und eine Einwegkupplung 13 (Freilaufkupplung) sind zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Träger 10 vorgesehen, während eine Mehr scheibenbremse Inzwischen dem Sonnenrad 11 und einem Gehäuse bzw. Overdrive-Behälter l6 vorgesehen ist, das den Overdrive-Mechanismus 2 einschließt.

Das Ringrad I5 des Overdrive-Mechanismus 2 ist mit einer Antriebswelle 23 des Getriebes 3 bzw. Getriebemechanismus verbunden. Eine Mehr scheibenkupplung 2k ist zwischen der Antriebswelle 23 und einer Zwischenwelle 29 vorgesehen und eine weitere Mehrscheibenkupplung 25 ist zwischen der Antriebswelle 23 und einer Sonnenrad-Welle 30 vorgesehen. Zwischen der Sonnenrad-Welle 30 und einem Getriebegehäuse l8 ist eine Mehrscheibenbrerase 26, eine Mehr scheibenkupplung kO und eine Einwegkupplung kl vorgesehen. Ein Sonnenrad 32 ist auf der Sonnenrad-Welle 3O befestigt und bildet zwei Planetenradsysteme zusammen mit einem Träger

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einem Planetenrad jk auf dem Träger 33» einem Ringrad 35» das mit dem Planetenrad Jk kämmt, einem weiteren Träger JG, einem Planetenrad 37 auf dem Träger 36 und ein Ringrad 38» das mit dem Planetenrad 37 kämmt. Das Ringrad 35 des einen Planetengetriebesystems ist mit der Zwischenwelle 29 verbunden. Der Träger 33 dieses Planetengetriebesystems ist mit dem Ringrad 38 des anderen Planetengetriebesystems verbunden und der Träger 33 und das Ringrad 38 sind mit einer Abtriebswelle 39 verbunden. Zwischen dem Träger 36 des letzteren Planetengetriebesystems und dem Getriebegehäuse 18 sind eine Mehrscheibenbremse 27 und eine Einwegkupplung 28 vorgesehen.

Durch eine hydraulische Steuervorrichtung, die ausführlich in Fig. 2 dargestellt ist, gesteuert erreicht das hydraulischkinetische automatische Getriebe mit einem Overdrive-Mechanismus gemäß Fig. 1 das Einrücken oder Ausrücken von Kupplungen und Bremsen gemäß der Maschinenausgangsleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, wodurch ein automatischer Gangwechsel zwischen vier Vorwärtsgängen einschließlich einer Overdrive-Stufe (0/D) und einer Hand-Rückwärtsgangstufe erreichbar sind.

Tafel I zeigt die Beziehungen zwischen den Betriebszuständen der Kupplungen und Bremsen und den Gangstellungen.

In Tafel I zeigt die Markierung "O" an, daß die jeweilige Kupplung oder Bremse eingerückt ist und zeigt die Markierung "X" an, daß diese ausgerückt sind.

Mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Steuerschaltung für die Gangwechselsteuervorrichtung gemäß Fig. 2 wird die Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe gemäß der Erfindung erläutert, die selektiv die Kupplungen, 12,2^,25 und die Bremsen 19,26,27,^0 betätigt und dadurch einen automatischen sowie einen Hand-Gangwechsel erreicht·

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Reibeingriffselnrichtung

Sangstellung

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Freilauf

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Freilauf

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Sperre Sperre

Freilauf Sperre

Sperre

Bereich L

Freilauf

Die hydraulische Schaltung enthält: einen Ölbehälter 100, eine Ölpumpe 101, ein Druckeinstellventil 102, ein zweites Druckeinstellventil 103, ein Drosselventil 200, ein Handventil 210, ein 1-2-Gangwechselventil 220, ein 2-3-Gangwechselventil 23Ο, ein 3-^-Gangwechselventil 24O, einen Niederkosten- oder Spargang-Umsetzerventil 25O zum Einstellen des der Bremse 27 zugeführten Hydraulikdrucks, einen Akkumulator oder Sammler 260 zum Sicherstellen eines sanften Einrückens der Kupplung 2k, einen Sammler 27O zum Sicherstellen eines sanften Einrückens der Kupplung 25, einen Sammler 280 zum Sicherstellen eines sanften Einrückens der Bremse k0, Strömungssteuerventile 29Ο, 300,310 mit einem Rückschlagventil zur Steuerung der Strömung bzw. des Durchsatzes des Drucköls zu den Kupplungen 2^,25 und zur Bremse 27, ein erstes Magnetventil 390, das durch Ausgangssignale von einer elektrischen Steuerschaltung (Rechner) geöffnet bzw. gesperrt werden kann zum Steuern des 2-3-Gangwechselventils 230, ein

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zweites Magnetventil 330 zum Steuern sowohl des 1-2-Gangwechselventils 220 als auch des 3-4-Gangwechselventils 240 und Öldurchtritte bzw. -leitungen, die die verschiedenen Ventile und hydraulischen Servoeinrichtungen der Kupplungen und Bremsen miteinander verbinden.

Der Druck des von dem Ölbehälter 100 durch die Ölpumpe 101 gepumpten Öls wird auf einen vorgegebenen Pegel (Leitungsdruck) mittels des Druckeinstellventils 102 eingestellt und Oldurchtritten 10*1 und 133 zugeführt. Der dem zweiten Druckeinstellventil 103 über den Durchtritt I33 zugeführte Hydraulikdruck wird auf einen Drehmomentenwandlerdruck, einen Schmieröldruck und einen Kühlerdruck entsprechend einem Drosseldruck des Drosselventils 200 eingestellt. Das Handventil 210, das mit dem Durchtritt 104 in Verbindung steht, ist mit einem Ganghebel (nicht dargestellt) verbunden und in eine der Stellungen P,R,N,D,3,2 und L durch den handbetätigbaren Ganghebel verschoben. Tafel II zeigt, welcher von Durchtritten 105-110 bei der jeweiligen Stellung des Ganghebels mit dem Durchtritt 104 in Verbindung steht. Die Markierung "0" zeigt dabei, daß der jeweilige Durchtritt mit dem Durchtritt 104 in Verbindung ist.

Tafel II

Ganghebel-Stellung P R N D 3 2 L

Durchtritt 105 0

Durchtritt I06 Durchtritt 107 Durchtritt I08 Durchtritt 109

Durchtritt 110 0

Bei Entregung schließt das erste Magnetventil 320 zum Steuern des 2-3-Schiebe- bzw. -Gangwechselventils 23O ein Loch zur Erzeugung des Leitungsdrucks im Durchtritt 111, der mit dem Durchtritt I06 über eine Öffnung 322 in Verbindung ist, und öff-

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0	0	0
0	0	0
	0	0
		0

net bei Erregung die Öffnung oder das Loch 321 zur Abgabe des Öldrucks im Durchtritt 101 von einer Ölabführöffnung 323. Das zweite Magnetventil 330 zum Steuern sowohl des 1-2-Schiebe- bzw. -Gangwechselventils 220 und des 3-^-Schiebe- bzw. -Gangwechselventils 2^0 schließt ein Loch 331 hei Entregung zum Aufbau des Leitungsdrucks im Durchtritt 112, der mit dem Durchtritt IO6 über eine Öffnung 332 in Verbindung steht und öffnet bei Erregung das Loch 331 zur Abgabe des Öldrucks in den Durchtritt 112 von einer Ölabführöffnung 333. Tafel III zeigt die Beziehung zwischen der Gangstufe des automatischen Getriebes und dem Zustand von erstem und zweitem Magnetventil 32O,33O> die durch die später erläuterte elektrische Steuerschaltung gesteuert sind.

Tafel III

Gangstufe	ν :	1. Gang	2. Gang	3. Gang	A. Gang
1. Magnet ventil	entregt	erregt	erregt	entregt	entregt
2. Magnet ventil	entregt	entregt	erregt	erregt	entregt

Das 1-2-Gangwechselventil 220 besitzt einen Steuerschieber 222 mit einer an einem Ende anliegenden Feder 221. Das zweite Magnetventil 330 ist in der ersten Gangstufe entregt, wodurch der Leitungsdruck in dem Durchtritt 112 aufgebaut ist derart, daß der Steuerschieber 222 nach rechts verschoben ist (Fig.2). In der zweiten Gangstufe ist das Magnetventil 330 erregt zur Abgabe des Öldrucks in dem Durchtritt 112 und zum Bewegen des Steuerschiebers 222 nach links (Fig.2). Im dritten und vierten Gang ist der Leitungsdruck über den Drucktritt II3 der Ölkanuner 223 zugeführt, die an der rechten Seite des 1-2-Gangwechselventils 220 gebildet ist, um den Steuerschieber 222 nach links zu verschieben.

Das 2-3-Gangwechselventil 23O besitzt einen Steuerschieber 232 mit einer an einem Ende anliegenden Feder 233. Im ersten und zweiten Gang ist das erste Magnetventil ₃2O erregt und

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wird kein Leitungsdruck in dem Durchtritt 111 aufgebaut, so daß der Steuerschieber 232 in der linksseitigen Stellung (Fig.2) eingestellt ist durch die Wirkung der Feder 231. Im dritten und vierten Gang ist das Magnetventil 320 entregt zur Erzeugung des Leitungsdrucks im Durchtritt 111, wodurch wiederum der Steuerschieber 232 nach rechts bewegt wird.

Das 3-4-Gangwechselventil 240 besitzt einen Steuerschieber 242 mit einer an einem Ende anliegenden Feder 24l. Im ersten und zweiten Gang wird Leitungsdruck in einer Ölkammer 243 über den Durchtritt 114 geführt, um den Steuerschieber 242 in der linksseitigen Stellung zu halten. Im dritten Gang ist das Magnetventil 330 erregt zur Abgabe des Druckes in dem Durchtritt 112, so daß der Steuerschieber 242 in der linksseitigen Stellung durch die Wirkung der Feder 24l gehalten ist. In der vierten Stufe ist das Magnetventil 330 entregt mit dem Ergebnis, daß der Steuerschieber 242 nach rechts verschoben wird.

Ein Drosseldruck baut sich im Durchtritt 122 durch das Drosselventil 200 auf, dessen Anzeigeventil 201 abhängig von dem Betrag des Niederdrückens des Gaypedals verschoben ist und eine Feder 203 zusammendrückt, die zwischen dem Anzeigeventil 201 und einem Ventil-Steuerschieber 202 angeordnet ist.

Wenn das Handventil 210 in der Stellung N eingestellt ist, steht der Durchtritt 104 mit dem Durchtritt II5 in Verbindung, wodurch die Kupplung 12 einrückt. Gleichzeitig ist der Durchtritt IO5 mit Leitungsdruck versorgt und, da das Magnetventil 330 entregt ist, wird der Steuerschieber 222 des 1-2-Gangwechselventils 220 in die linksseitige Stellung durch die Feder 221 verschoben mit dem Ergebnis, daß der Durchtritt IO5 mit dem Durchtritt 117 verbunden ist und die Bremse 40 einrückt. Wenn das Handventil 210 von der Stellung N in die Stellung D verschoben wird, erregt die elektrische Steuerschaltung die Magnetventile 320 und 330 während einer vorgegebenen Zeitperiode (1-2 s) zur Zufuhr des Öldrucks zum Durchtritt I06. Dadurch wird ein Einrücken der mit dem Durchtritt I06 verbundenen Kupplung 24 ausgelöst, während

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der Druck im Durchtritt II7 aufrecht erhalten bleibt. Folglich wird das Getriebe in den zweiten Gang verschoben. Da das Drehmoment an der Antriebswelle 39 im zweiten Gang kleiner ist als im ersten Gang, wird der von dem N-D-Gangwechsel erzeugte Stoß kleiner, wenn das Getriebe in dem zweiten Gang eingestellt ist,als wenn es in dem ersten Gang eingestellt wäre. In der neutralen Stellung drehen sich die Getrieberäder nicht frei oder leer durch, da keine Kupplung mit Ausnahme für die Bremse 4O im Planetenradmechanismus eingerückt ist. Nach der vorgegebenen Zeitperiode gibt die elektrische Steuerschaltung ein erstes Stufensignal ab zum Entregen des Magnetventils 330/ Aufbau des Leitungsdrucks im Durchtritt und Verschieben des Steuerschiebers 222 des 1-2-Gangwechselventils 220 in die rechtsseitige Stellung. Folglich wird der Druck im Durchtritt 117 abgeführt und die Bremse ^O ausgerückt, wodurch der Gangwechsel in den ersten Gang erreicht wird. In der ersten Geschwindigkeitsstufe nimmt der Steuerschieber 222 des 1-2-Gangwechselventils 220 die rechtsseitige Stellung in der Figur ein, wird der Druck in den Durchtritten II6 und II7,die mit den Bremsen 26 und k0 in Verbindung stehen, abgeführt und ist kein Leitungsdruck im Durchtritt II8, der mit der Bremse 27 verbunden ist, weshalb die Bremsen 26,^0 und 27 ausgerückt sind. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Pegel erreicht, gibt der Rechner bzw. die elektrische Steuerschaltung ein Signal zum Erregen des Magnetventils 330 ab, wodurch der Steuerschieber 220 des 1-2-Gangwechselventils 220 die linksseitige Stellung einnimmt mit dem Ergebnis, daß der Leitungsdruck im Durchtritt I05 zum Durchtritt 117 geführt wird für das Einrücken der Bremse 40, und wodurch der Druck im Durchtritt II8 abgeführt wird. Dies beendet den Gangwechsel in den zweiten Gang. Wenn der Öffnungsgrad der Drossel und die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorgegebenen Werte erreichen, gibt der Rechner bzw. die elektrische Steuerschaltung ein Signal zum Entregen des Magnetventils 320 ab, wodurch erreicht wird, daß sich der Steuerschieber 232 des 2-3-Gangwechselventils 23O nach rechts bewegt, wodurch der Durchtritt II3 mit dem Durchtritt I06 in Verbindung gebracht wird und die Xupplung

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25 einrückt, während gleichzeitig deren Steuerschieber 222 des 1-2-Gangwechselvetils 220 in der linksseitigen Stellung gehalten wird. Diese Vorgehensweise erreicht den Gangwechsel in den dritten Gang. In ähnlicher Weise wird beim Gangwechsel in den vierten Gang das Magnetventil 330 entregt durch ein Ausgangssignal von dem Rechner, so daß der Steuerschieber 2^2 des 3-^-Gangwechselventils 2^0 nach rechts in Fig.2 verschoben wird, der Druck im Durchtritt 115 abgeführt wird und der Hydraulikdruck dem Durchtritt 120 zugeführt wird.Als Ergebnis rückt die Kupplung 12 aus und rückt die Bremse 19 ein.

Wenn das Handventil 210 in der Stellung "3" eingestellt ist, wird der Gangwechsel zum ersten, zum zweiten und zum dritten Gang in der gleichen Weise durchgeführt, wie bei der Stellung D des Handventils 210 mit der Ausnahme, daß das weitere Aufwärtsschalten in den vierten Gang blockiert ist, da der Leitungsdruck der Olkammer 2^3 ^am rechten Ende des 3-^-Gangwechselventils 2^0 über die Durchtritte 107 und H^ zugeführt wird, um den Steuerschieber 2^2 in der linksseitigen Stellung zu halten. Wenn das Handventil 210 von der Stellung D in die Stellung "3" geschoben wird,wenn das Fahrzeug in der vierten Geschwindigkeitsstufe fährt, wird das Herunterschalten in den dritten Gang sofort bewirkt.

Wenn das Handventil 210 in der Stellung "2" eingestellt ist, wird der erste Gang in der gleichen Weise erreicht wie bei der Stellung D des Handventils 210. Im zweiten Gang kann bei Einstellung des Handventils 210 in der Stellung "2" der hydraulische Druck in den Durchtritt 108 strömen von wo er weiter in die Durchtritte 121 und 116 geführt wird zum Einrücken der Bremse 26 und zum Auslösen der Maschinenbremsung. Wenn das Handventil 210 in die Stellung "2" verschoben wird, während das Fahrzeug im dritten Gang läuft, verlangsamt sich das Fahrzeug bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit, wobei zu diesem Zeitpunkt der Rechner ein Ausgangssignal zur Erregung des Magnetventils 320 abgibt, um so das 3-2-Abwärtsschalten durchzuführen.

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Wenn das Handventil 210 in die Stellung L verschoben wird, wird der Leitungtfdruck über den Durchtritt 101 der Ölkammer 233 ^am rechten Ende des 2-3-Gangwechselventils 230 zugeführt, so daß der Steuerschieber 232 in die linksseitige Stellung gestoßen wird, um so ein sofortiges Herabschalten von dem vierten in den zweiten oder von dem dritten in den zweiten Gang zu erreichen. Das 2-1-Abwärtschalten wird erreicht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Pegel absinkt, und das Magnetventil 330 wird durch ein Ausgangssignal von dem Rechner entregt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt der Leitungsdruck im Durchtritt 109 auf die Bremse 2? über die Durchtritte 119 und II8 ein und rückt sie ein.

Mit Bezug auf das Blockschaltbild gemäß Fig. 3 wird die elektrische Steuerschaltung bzw. der Rechner erläutert, der erstes und zweites Magnetventil 320,330 öffnet oder schließt, abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs.

Die elektrische Steuerschaltung enthält eine Versorgungseinheit

420 und eine Rechenschaltung 400, die die Magnetventile 320 und 33O gemäß den von einer Erfassungseinrichtung für die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Drosselöffnungsgrad empfangenen

betätigt
Signalen. Die Versorgungseinheit 420 ist über einen Schalter

421 mit einer Batterie verbunden und enthält einen Lageschalter 422, der am Ganghebel angebracht ist und mit einer Lageeinstelleinrichtung (Stellung D, 3,2, und L) über eine Verbindung

vertundai ist ,sowie eine Stromversorgung (eine Versorgungseinheit für eine Konstantspannungsquelle) 423, die mit dem Lageschalter 422 über eine Verbindungsleitung 521 verbunden ist. Die Versorgungseinheit 420 führt Konstantspannungen von der Stromversorgung 423 zu verschiedenen Bauelementen der Rechenschaltung 400 über Verbindungsleitungen 523 · Die Rechenschaltung 400 enthält einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 401, eine Signalverlaufformer- und Verstärkungsschaltung 402, einen Digital/Analog-Umsetzer 403, einen Drosselstellungsschalter 413, einen Drosselöffnungsgrad-Spannungsgenerator 4l4, einen 1-2-Gangwechseldetektor 4o4, einen 2-3-Gangwechseldetektor 4O6, einen 3-4-Gangwechseldetektor 4o8, Hysterese-

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schaltungen *iO5 , ΊΟ7 , ^09 , die Magnetventile 320, 33O, eine Öffnungs/Schließ-Wählschaltung 410 für das Magnetventil 320, eine andere Öffnungs/Schließ-Wählschaltung 4l2 für das Magnetventil 33O, einen N-D-Gangwechselsignalgenerator ^15> einen Zeitgeber 411 und Verstärker 4l6,4l7· Die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor kOl erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit

wird ein Sinussignal umgesetzt, das weiter geformt und verstärkt wird durch die Signalverlaufformer und Verstärkerschaltung 402 zur Bildung positiver Rechteckwellensignale. Die positiven Rechteckwellensignale werden durch den Digital/ Analog-Umsetzer 4O3 in Gleichspannungssignale abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit umgesetzt. Der Drosselstellungsschalter 413, der den Maschinenlastzustand erfaßt, enthält einen veränderbaren Widerstand, der sich abhängig vom Drosselöffnungsgrad ändert. Das von dem Drosselstellungsschalter 413 gemäß dem Drosselöffnungsgrad erzeugte Signal wird in eine Gleichspannung mittels des Drosselöffnungsgrad-Spannungsgenerators k\k umgesetzt. Die erste, die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebende Spannung und die zweite, den Drosselöffnungsgrad wiedergebende Spannung werden jeweils dem 1-2-Gangwechseldetektor kok, dem 2-3-Gangwechseldetektor 4θ6 und dem 3-4-Gangwechseldetektor 4θ8 zugeführt, wobei das Fahrzeuggeschwindigkeits-Spannungssignal mit dem Drosselöffnungsgrad-Spannungssignal in einer Vergleicherschaltung, wie einem Differenzverstärker, verglichen werden, um den Zustand zur Durchführung des 1-2-, des 2-3- oder des 3-4-Gangwechsels zu bestimmen. Die Hystereseschaltungen kO'j, 407>409 ergeben die Bedingungen zur Durchführung des 2-1-, 3-2-, bzw. k-3-Abwärtsschaltens und sind so angeordnet, daß das Abwärtsschalten bei einer niedrigeren Geschwindigkeit erfolgt, als das Aufwärtsschalten des Getriebes, um so ein Pendeln in einem Geschwindigkeitsbereich für den Gangwechsel zu vermeinden. Abhängig vom Ausgangssignal von dem 2-3-Gangwechseldetektor koG gibt die Öffnungs/Schließ-Wählschaltung 410 für das Magnetventil 320 Ein/Aus-Signale zum Öffnen oder Schließen des Magnetventils 32Ο über den Verstärker klG ab. Die Öffnungs/Schließ-Wählschaltung 412 für das Magnetventil 33Ο gibt Ein/Aus-Signale abhängig von den Ausgangssignalen von dem 1-2-Gangwechseldetektor kOk und dem 3-^-Gangwechseldetektor koB sowie dem Ausgangssignal des N-D-Gangwechselsigralgenerators kl$ ab. Die Ein/Aus-Signale,

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die von der Öffnungs/Schließ-Wählschaltung ^12 abgegeben werden, werden durch den Verstärker ^17 verstärkt zum Offnen oder Schließen des Magnetventils 330.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Gangwechselsteuervorrichtung für das automatische Getriebe werden zwei Magnetventile 320,330 gemäß Tafel III mittels der elektrischen Steuerschaltung geöffnet oder geschlossen, wobei im ersten Gang, in dem die Maschinendrehzahl niedrig ist, lediglich ein Magnetventil erregt ist zur Abfuhr des hydraulischen Drucks in einen Durchtritt, um so das Ausmaß des abgeführten Öls auf ein Minimum zu halten_/um einen Ölmangel auszuschließen. Sollten die Magnetventile aufgrund von Fehlern in der elektrischen Steuerschaltung entregt werden, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit läuft, wird verhindert, daß das Getriebe in die erste Getriebestufe abwärts geschaltet wird, um so eine Gefahr aufgrund einer plötzlichen Maschinenbremsung auszuschließen.

Wenn der Ganghebel von der Stellung N in die Stellung D verschoben wird, gibt die elektrische Steuerschaltung 400 Ausgangssignale während einer vorgegebenen Zeitperiode ab, um den zweiten Gang zu erreichen, wie das in Tafel III dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt kann, da die Bremse *tO, die im zweiten Gang eingerückt sein muß, bereits durch den Hydraulikdruck eingerückt worden ist, der durch die Durchtritte 105, II7 zugeführt ist, wenn das Handventil 210 in der Stellung N ist, ein sanfter Gangwechsel in den zweiten Gang erreicht werden. Das Drehmoment der Abtriebswelle ist im zweiten Gang kleiner als im ersten Gang. Folglich wird der durch den N-D-Gangwechsel erreichte Stoß kleiner, wenn das Getriebe im zweiten Gang angeordnet ist, als wenn es im ersten Gang angeordnet wäre. Da die Kupplung 12 gelöst bzw. ausgerückt ist, wenn das Handventil 210 in der Stellung N ist, drehen sich zusätzlich die Zahnräder im Planetengetriebeübertragungsmechanismus 3 nicht leer. Dadurch wird ein Geräusch aufgrund des leeren oder freien Drehen^ der Zahnräder verhindert sowie auch Stöße, die erzeugt werden, wenn die leerlaufenden

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Zahnräder plötzlich angehalten werden. Da die 1-2-, 2-3- und 3-4-Gangwechsel jeweils durch unabhängige Schiebe- bzw. Gangwechselventile durchgeführt werden, wird der Gangwechselbetrieb zuverlässig, da ein fehlerhafter Gangwechsel aufgrund eines Festsitzens eines Ventils ausgeschlossen wird. Da weiter nur zwei Magnetventile verwendet werden, um die drei Gangwechselventile zu steuern, wird die elektrische Schaltung und die hydraulische Schaltung einfacher, wobei die Anzahl der Bauelemente kleiner ist, als wenn jedes Gangwechselventil durch ein einzelnes Magnetventil gesteuert wäre.

Fig. k zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel eines automatischen Getriebes mit vier Vorwärtsstufen, das durch die Gangwechselsteuervorrichtung gemäß der Erfindung gesteuert ist.

Die gleichen Bezugszeichen in den Fig. 1 und 4 zeigen identische Komponenten. Weiter ist ein Bremshebelgriff k2 vorgesehen. Ein Zahnradgetriebemechanismus 3 mit drei Vorwärtsstufen und einer Rückwärtsstufe ist zwischen einem Drehmomentenwandler 1 und einem Overdrive-Mechanismus 2 vorgesehen.

Fig. 5 zeigt schematisch ein dreistufiges automatisches Getriebe mit einem Verriegelungsmechanismus. Eine Kupplung ist zur direkten Verbindung der Maschinenkurbelwelle 8 mit der Turbinenwelle 9 vorgesehen. Weitere mit den Fig. 1 und k identische Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Gangwechselsteuervorrichtung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 besitzt.die gleiche elektrische Steuerschaltung wie die bei der Gangwechsel steuervorrichtung gemäß Fig. 2. Die hydraulische Steuereinrichtung für dieses Ausführungsbeispiel besitzt die Kupplung 50 anstelle der Kupplung 12 und der Bremse 19 beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel und besitzt ein 3-Verriegelungs-Gangwechselventil anstelle des 3-^-Gangwechselventils 2^0, wodurch nachdem das Getriebe automatisch in die dritte Stufe geschoben worden ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Pegel erreicht, das Magnetventil 330 durch das Ausgangssignal des Rechners entregt wird zur Betätigung des 3-Verriegelungs-Gangwechsel-

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ventils, um so Hydraulikdruck der Kupplung 50 zuzuführen, um die Kupplung 50 einzurücken und die Verriegelungsansteuerung zu erreichen. Auf diese Weise steuert die Gangwechselsteuervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels drei Schiebeventile, nämlich das 1-2-, das 2-3- und das 3~Verriegelungs-Gangwechselventil mittels zwei Magnetventilen. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb sichergestellt und wird der Aufbau der Gangwechselsteuervorrichtung einfach.

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Claims

VOSSIUS VOSSIUS H ILTL TAUCHNtR H ELINEMANN- RAUH

PATENTANWÄLTE 2S43808

SIEBERTSTRASSE 4 · SOOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 474O75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN TELEX 5-29*5 3 VOPAT D

u.Z.: P 383

Case: AD-3 30.0«, 1979

AISIN-WARNER KABUSHIKI KAISHA
Anjo, Aichi, Japan
10

" Gangwechselsteuervorrichtung für automatische Getriebe

Priorität: 30. Oktober 1978, Japan, Nr. 133 941/78

7. Dezember 1978, Japan, Nr. 152 180/78 7. Dezember 1978, Japan, Nr. 152 181/78

Patentansprüche

/Gangvechselsteuervorrichtung für automatische Getriebe, gekennzeichnet durch
eine elektrische Steuerschaltung (400) aus einer Einrichtung (401-403,^13,414) zum Erzeugen eines elektrischen Signals abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs und einer Logikschaltung (4o4-4l2,4l5-4l7) zum Empfang des Signals von der Einrichtung und zum Erzeugen eines einem der Gänge entsprechenden Ausgangssignals und

ein erstes und ein zweites Magnetventil (320,330) zur Abgabe von Hydraulikdruck in Durchtritte , abhängig vom Ausgangssignal von der elektrischen Steuerschaltung (400), wobei ein Gangwechselventil (230) durch das erste Magnetventil (320) und zwei Gangwechselventile (220,240) vom zweiten Magnetventil (330) gesteuert sind.

2. Gangwechsel steuervorrichtung für ein automatisches Getriebe

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nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch vier Vorwärts-Gangstufen und eine Rückwärts-Gangstufe.

3. Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem ersten Magnetventil (320) gesteuerte Gangwechselventil ein 2-3-Gangwechselventil (230) und die von dem zweiten Magnetventil (33O) gesteuerten Gangwechselver.tile das 1-2-Gangwechselventil (220) und das 3-4-Gangwechselventil (2^0) sind.

k. Gangwechselsteuervorrichtung für ein automatisches Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei Vorwärts-Gangstufen, eine Rückwärts-Gangstufe und einen Drehmomentenwandler-Verriegelungsmechani smus.

5· Gangwechselsteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem ersten Magnetventil (320) gesteuerte Gangwechselventil das 2-3-Gangwechselventil (23O) ist und die vom zweiten Magnetventil (330) gesteuerten Gangwechselventile das 1-2-Gangwechselventil (220) sowie ein 3-Verriegelungsschiebeventil sind.

6. Gangwechselsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5» dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gang dann erreicht ist, wenn eines der Magnetventile zur Abfuhr hydraulischen Drucks und das andere Magnetventil zum Halten hydraulischen Drucks wirken.

7. Gangwechselsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerschaltung (400) während einer vorgegebenen Zeitperiode ein Signal abgibt zum Erreichen des zweiten Ganges, wenn ein Handventil (210) von der Stellung N in die Stellung D verschoben ist.

8. Gangwechselsteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß,wenn das Handventil (210) in der Stellung N ist, die elektrische Steuerschaltung (400) ein Signal zum Einrücken einer Bremse abgibt, die im zweiten Gang eingerückt sein muß.

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