DE3137910A1 - Sicherheitsschaltung fuer ein automatikgetriebe-steuersystem - Google Patents

Sicherheitsschaltung fuer ein automatikgetriebe-steuersystem

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Shigemitsu Obu Aichi Hamajima
Nobuyuki Tomiyoshi Aichi Imai
Shoji Okazaki Aichi Kawata
Tomoaki Toyota Aichi Nishimura
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Description

K-B - nnwiiwr - IViaavifc"* ·· ·· ·· ° Patentanwälte und
KE DUHLlNG IVKNiSE „° IHi ·.„· ·; Vertreter beim EPA
GD »:!.'..* * *..' '.[' ' *,.· ° Dipl.-lng. H.Tiedtke
RUPE - HeLLMANN " '"
Dipl.-Chem. G. Biihling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann
Bavariaring 4, Postfach 20240· 8000 München 2
Tel.: 089-539653
Telex: 5-24 845 fipat
cable: Germaniapatent Münchei
23. September 19 DE 1 525 /case ΡΑ321-81Γ
AISIN SEIKI KABUSHIKI KAISHA Kariya City / Japan
SICHERHEITSSCHALTUNG FÜR EIN AUTOMATIKGETRIEBE-STEUERSYSTEM
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung für ein Steuersystem eines selbtätigen Wechselgetriebes eines Fahrzeugs. Im Einzelnen betrifft die Erfindung eine Sicherheitsschaltung für ein Automatikgetriebe-Steuersystem mit einer Steuerschaltung, die ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes erstes Eingangssignal und ein zweites Eingangssignal aufnimmt, mit dem das erste Eingangssignal zur Bestimmung eines Gangwechselpunktes verglichen wird, und die daraufhin ein Gangwechsel-Steuersignal abgibt, das an eine Gangwechsel-Steuerschaltung abgegeben wird, wobei die Sicherheitsschaltung auf einen Fehler hinsichtlich des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signals wie eine Unterbrechung oder einen Ausfall des Signals anspricht.
Herkömmliche Automatikgetriebe-Steuersysteme werden mit . einer Steuerschaltung ausgestattet, die ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Signal sowie ein dem Ausgang sdrehmoment der Maschine oder dem Ausmass der Drosselöffnung entsprechendes Signal aufnimmt und die auf den Vergleich der beiden eingegebenen Signale hin ein Gang-
VI/
Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070 Dresdner Bank (München) KIo 3939 844 Poslechock (München) KIo (Ι70-43-80Ί
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wechsel-Steuersignal erzeugt, das einen Wechsel des Übertragungsverhältnisses des Fahrzeuges hervorruft. Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal kann mittels eines bekannten Reedschalter-Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers erfasst werden, der die Drehzahl (U/min) der Antriebswelle erfaßt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler dieser Art, zwischen dessen beide Anschlüsse eine Konstantspannung angelegt wird, öffnet und schließt mittels eines Magneten, der entsprechend der Drehzahl der Antriebswelle umläuft, und gibt daher Konstantspannungs-Impulse mit einer Frequenz ab, die der Antriebswellendrehzahl entspricht. Gewöhnlich erfaßt der innerhalb eines Tachometers angeordnete Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler über die Tachometerwelie als entsprechende Drehzahl die Dreh-
'^ zahl der Getriebeausgangswelle und gibt das Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal in der Form der Konstantsoannungs-Impulse ab, während zugleich das Tachometer die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt.
Bei dem vorstehend beschriebenen System für die Erfassung und Übertragung des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signals können Fehler auftreten, zu welchen ein Bruch der Tachometerwelle, eine Funktionsstörung in dem Getriebezug für die Übertragung der Drehzahl, eine Funktionsstörung des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler-Reedschalters für sich, ein Lösen bzw. Auftrennen der des Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers führenden Verdrahtung oder dergleichen. Im allgemeinen ergeben Fehler der beschriebenen Art eine Unterbrechung des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals. In diesem Fall ist das aus dem Geschwindigkeitsfühler erzielte Ausgangssignal gewöhnlich einem beim Stillstand des Fahrzeugs erzielten Signal gleichartig. Falls beispielsweise ein Kontakt des Reedschalters mit der Fahrzeugmasse verbunden ist und der
andere Kontakt an eine Leitung mit konstanter positiver Spannung angeschlossen ist, ergibt ein Fehler in dem Reedschalter eine Unterbrechung der Folge von Konstantspannungs-Impulsen, nämlich ein kontinuierliches, nicht
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pulsierendes Signal, das zu einem Ausgangssignal führt, welches erzeugt wird, wenn das Fahrzeug still steht. Das gleiche Signal wird als Folge einer der vorstehend beschriebenen Fehler erzeugt. Die Steuerschaltung des Steuersystems des Automatikgetriebes bzw. selbsttätigen Wechselgetriebes würde ein derartiges Signal als Angabe darüber auslegen, daß das Fahrzeug still steht, und an das Getriebe ein Steuersignal abgeben, das ein Herunterschalten auf beispielsweise ein erstes Übersetzungs-
verhältnis bzw. einen ersten Gang herbeiführt. Dies stellt, zwar kein schwerwiegendes Problem dar, wenn sich das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit bewegt, jedoch" würde ein bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit auftretendes plötzliches Herunterschalten auf den ersten Gang ein starkes und unerwartetes Abbremsen der Maschine ergeben, das den Fahrer und die Insassen einer Stoßbelastung aussetzt und zu einem Aussetzen oder Versagen sowohl des Getriebes, als auch der Maschine führen kann. Fehlererkennungs- und Sicherheitsvorrichtungen zur Vermeidung des vorstehend beschriebenen Zwischenfalls enthalten besondere Schaltungsaufbauten und Ermittlungsmechanismen, so daß sie daher kompliziert und teuer sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Steuerschaltung eines Steuersystems eines selbsttätigen Wechselgetriebes eine einfache/ zuverlässige und preisgünstige Sicherheitsschaltung zu schaffen, mit der die vorstehend beschriebene gefährliche Situation verhindert wird·
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Sicherheitsschaltung zur Anwendung bei einem Automatikgetriebe-Steuer system, d.h.dem eingangs beschriebenen Automatik-OC getriebe-Steuersystem gelöst, die eine Vergleichsschaltungseinrichtung, deren invertierender Eingangsanschluß über einen Kondensator mit einem Anschluß, der als Ausgangssignal das der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Signal aus der Steuerschaltung abgibt, und über
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einen Widerstand mit einem ersten Konstantspannungs-Anschluß verbunden ist und deren nicht-invertierender Eingangsanschluß mit einem zweiten Konstantspannungs-Anschluß für eine Konstantspannung verbunden ist/ die niedriger als diejenige an dem ersten Konstantspannuhgs-Anschluß ist, der mit dem invertierenden Eingangsanschluß verbunden ist, wobei die Vergleichsschaltungseinrichtung den Unterschied zwischen den beiden, an sie angelegten Eingangsspannungen ermittelt, eine mittels des Ausgangssignals der Vergleichsschaltungseinrichtung vorgespannte Transistorschaltungseinrichtung, die bei ihrem Leitzustand einen Ausgangsanschluß mit Masse verbindet, der das Gangwechsel-Steuersignal der Steuerschaltung abgibt, und eine Schaltungseinrichtung aufweist, die durch
einen Selbsthaltevorgang den Ausgangsanschluß mit Masse
verbunden hält, wobei eine plötzliche Unterbrechung oder Abfall des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signals in der Weise erfaßt wird, daß das Gangwechsel-Steuersignal in einen Zustand versetzt wird, bei dem 20
das Getriebe auf ein übersetzungsverhältnis für hohe Geschwindigkeit geschaltet wird, und durch den Selbsthaltevorgang das Gangwechsel-Steuersignal in diesem Zustand gehalten wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert.
Fig. 1 (1a, 1b) ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiel der Sicherheitsschaltung.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die allgemein den Zusammenhang zwischen der Zeit und einer Anschlußspannung an einem Anschluß L in Fig. 1 (Ausgangsspannung eines Reedschalters RSW) veranschaulicht.
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Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Sicherheitssehaltung zeigt* .,,,-■---
Fig. 4 '.--zeigt Gangwechsel-Kennlinien bei einem Ausführungsbeispiel der Sicherheitsschaltung, -.";.
Flg. 5 ist:eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen Hysterese, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und einer Signalspannung veranschaulicht,,;
Fig. 6 ist eine' schematischa Ansicht einer Vorrichtung zur Erfassung eines Unterdrucks in einem Maschinenan-Saugsystem. . :
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Fig. -7 .ist eine graphische Darstellung von Eingangssignalen an einem nicht invertierenden und einem,invertierenden Eingangsanschluß ".eines Vergleichers bei der Sieherheitsschaltung. ■,.-. .:■:■:.■:■ -.
Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel die. Steuerschaltung und die. SiGherheitsschaltung eines Äutomatikgetriebe-Steuersystems. Nach Fig. 1 ist ein Reedsehalter RSW eines Reedschalter-Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 31
ς mit seinem Plus-Anschluß an den Eingangsanschluß eines Frequenz-Spannungs- bzw; f/V Umsetzers 32 angeschlossen , der einen Teil der Steuerschaltung bildet, und mit seinem Minus-Anschluß an Masse an- dem Fahrzeugkörper;angeschlossen» Der Fühler 31 - enthält einen. Magneten MG /der über
2Q eine Tachometerwelle gedreht wird, welche die drehbewegung der Getriebeausgangswelle oder der Achsantriebswelle zu einem Tachometer überträgt. Auf diese Weise läuft der Magnet MG mit einer Drehzahl um,die>derjenigen der Ausgangswelle oder der Achsantriebswelle entspricht.
Der Reedsehalter RSW wird:durch den Magneten MG mit' einer Frequenz geöffnet und geschlossen,, die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Bei dem darger stellten Schaltungsaufbau:ist der Reedsehalter RSW zu
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Widerständen R2, R3, R4 parallel geschaltet, die ihrerseits zusammen mit einem Widerstand R1 eine Reihenschal·- tung biiden. Gemäß diesem Schaitungsaufbau werden von dem Fühl·er 31 erzeugte und in Fig. 2 gezeigte Konstantspannungs-Impul·se VL1 von dem Eingangsanschiuß des f/V-Umsetzers 32 über eine Diode D1 zu einem Schaitungspunkt L übertragen. Wenn das Fahrzeug zum Sti^stand kommt, wie beispioisweise zu einem Zeitpunkt ST, wird das Ausgangssignal· des Führers 31 zu einem kontinuieriichen Signal· VL 1 (ST) mit dem Wert der Konstantspannung. Fa^s das Fahrzeug zwischen den Konstantspannungs-Impul·- sen VL1 anhäl·t, wird das Ausgangssignal· des Fühiers zu kontinuieriichem Signal· von OV. Es wird später beschrieben, daß dann,wenn ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Signal· die Geschwindigkeit "O" (Fahrzeugsti^stand) anzeigt, ein Gangwechseisignal· bzw. Gang-Wechse^Steuersignai erzeugt wird, mit dem das Getriebe auf das erste übersetzungsverhäitnis bzw. in den ersten Gang geschaitet wird (nämiich auf ein Übersetzungsverhältnis für niedrige Geschwindigkeit).
Die Steuerschaitung gemäß dieser Ausführung enthält den f/V-Umsetzer 32 zum umsetzen eines der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signais Ev, eine Signaiformer-
scha^ung 33 zur Biidung eines Signais E , das. dem
Maschinenausgangsdrehmoment entspricht (bzw. eines Signais E , da_s dem Drosseiöffnungsgrad entspricht) , einen Vergieicher IC1, der durch eine Vergieichsschaitung zum Vergl·eich des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden bzw. Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal· Ev mit dem Ausgangsdrehmoment-Signal· E gebiidet ist, und einen zusatzIi-
chen Schaitungsaufbau, der im wesentiichen eine Hysterese-Schal tung aufweist, mit der ein Ausgangssignal VG des Vergieichers IC1 über einen Widerstand R17, R24 bzw. R25 positiv bzw. ais Rückkoppiungssignal· zu der Signal·- formerschalung 33 zurückgeführt wird, wobei das Ausgangssignal· VG des Vergl·eichers IC1 in ein Signal· Es für
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eine Gangwechsel-Steuervorrichtung (ein später beschriebenes Gangwechsel-Solenoidventil SSV) umgesetzt wird, die zum Wechseln des Übersetzungsverhältnisses in dem Fahrzeugwechselgetriebe ausgebildet ist.
Die Signalformerschaltung 33 zum Bilden des Signals E„ , das dem Ausgangsdrehmoment entspricht, hat an ihrem Ausgang eine ODER-Schaltung.aus Dioden D7 , D8, D 9 zum selektiven Speisen des Vergleichers IC 1 mit Signalspannungen V , V_ bzw. V_. , die drei Bereichen der
J3 v^ D
Drosselöffnung entsprechen, über die jeweilige Diode D9, D8 bzw. D7. Diese SignalspannungenV^,, V_ und V„. treten jeweils an Spannungsteileranschlüssen B,C bzw. D auf und entstehen durch Spannungsteilung mit Hilfe von Widerstandspaaren R25 und R 26, R21 und R22 bzw. R14 und R15, welche die Spannung zwischen einem Masseanschluß und einer sekundären Konstantspannungsleitung bzw. Plusleitung Vs2 teilen. Da jedoch jeder Spannungsteileranschluß in einer Rückkopplung-Schaltungsanordnung jeweils über einen der Widerstände R17, R24 bzw. R 28 mit dem Ausgangsanschluß G des Vergleichers IC1 verbunden ist, sind die Spannungen V_, V_ ,Vn an den Spannungsteileranschlüssen jeweils durch Widerstands-Dreiergruppen R25, R26 und R28, R21 , R22 und R 24 bzw. R14, R15 und R17 in der Weise begrenzt, daß die Ungleichung Vn<V_,<Vr. - .-,.
ο c υ gixt.
Daher ist die Signalspannung, die von der ODER-Schaltung der Signalformerschaltung 33 an den Vergleicher abgegeben
wird, eine der Spannungen V_., V,-,, V„ , die in der Bezieon BCD
ou hung gemäß dieser Ungleichung stehen und den drei verschiedenen Bereichen der Drosselöffnung entsprechen.
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Von den Anschlüssen B, C und D, die die den drei Drosselöffnungsbereichen entsprechenden drei Spannungen liefern, ist der Anschluß B nur über den Widerstand R26 mit Masse
verbunden. Der Anschluß C, der dem zweiten Drosselöff-5
nungsbereich entspricht, ist mit Masse über ein Schaltglied SW1 mit einem Transistor Tr5 verbunden, das bei durchgeschaltetem Transistor den Anschluß C gegen Masse kurzschließt. Das Schaltglied SW1 hat einen Vorspannungs-Eingangsanschluß C' , der über einen Drosselöffnungs- Fühlschalter VSW (wie einen Unterdruckschalter für die Erfassung eines Unterdrucks in dem Maschinen-Luftansaugsystem) mit Masse verbunden ist und ferner über einen Widerstand R18 an die sekundäre Plusleitung Vs2 angeschlossen ist. Auf ähnliche Weise ist der Anschluß D über ein Schaltglied SW2 verbunden, das einen Transistor Tr4 enthält und auf gleichartige Weise wie das Schaltglied SW1 arbeitet. Das Schaltglied SW2 hat einen Vorspannungs-Eingangsanschluß D' , der über einen weiteren Drosselöffnungs-Fühlschalter ASW (wie einen Gaspedalstellungs-Fühlschalter oder einem Schalter, der der Schalter VSW gleichartig ist, jedoch einen anderen Arbeitspunkt hat) mit Masse verbunden sowie über einen Widerstand R11 an die Plusleitung Vs2 angeschlossen. Zwischen „ die Plusleitung Vs2 der Signalformerschaltung 33 und Masse ist eine in Sperr-Richtung geschaltete Zenerdiode DZ geschaltet, zu der ein Kondensator C5 parallel geschaltet ist.
nn In dem Schaltglied SW1 ist der Transistor Tr5, der ein npn-Transistor ist, mit seinem Emitter an Masse und mit seinem Kollektor an den Spannungsteileranschluß C angeschlossen. Die Basis des Transistors Tr5 ist über eine Parallelschaltung aus einer in Sperr-Richtung geschalte-
qc ten Diode D6, einem Kondensator C7 und einem. Widerstand R20 mit Masse und über einen Widerstand R19, den Anschluß C und dem Widerstand Rl8 mit der Plusleitung Vs2 verbunden. In dem Schaltglied SW2 ist der Transistor Tr4, der ein npn-Transistor ist, mit seinem Kollektor
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an den Spannungsteileranschluß D und mit seinem Emitter an Masse angeschlossen, während seine Basis über einen Widerstand R1 2, den Anschluß D' und den Widerstand Ri1 r mit der Plusleitung Vs2 sowie über eine Parallelschaltung aus einer Diode D5, einem Kondensator C6 und einem Widerstand R13 mit Masse verbunden ist.
per f/V-Umsetzer 32 kann einen bekannten Schaltungsauf-
IQ bau haben, so daß er zur Vermeidung von Weitschweifigkeit nicht in Einzelheiten beschrieben wird. Ein Beispiel für die Schaltung des f/V-Umsetzers ist jedoch die in der Fig. 1b gezeigte Schaltung mit Transistoren TrT bis Tr3, Dioden D 1 bis D 4, Widerständen R1 bis Ri0.und Kondensatoren C1 bis C4. Diese Bauelemente sind so geschaltet, daß zwischen dem Signaleingangsanschluß und Signalausgangsanschluß des Umsetzers eine Impulsformerschaltung, eine Differenzierschaltung, eine Integrierschaltung und eine Pufferschaltung in dieser Reihenfolge aneinandergereiht sind. Der Ausgangsanschluß ist durch den Emitteranschluß A des Transistors Tr3 gebildet, der ein Puffer-npn-Transistor ist, dessen Kollektor mit Masse· verbunden ist, während sein Emitter über den den Widerstand R10 an die Plusleitung Vs2 angeschlossen ist, die eine für die Steuerschaltung gemeinsame Leitung darstellt. Der Minusanschluß des f/V-ümsetzers 32 ist an dem Fahrzeugkörper mit Masse verbunden. Der Plusanschluß (Ausgangsanschluß) des Reed-, schalters RSW in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 ist an die Diode. D1 des f/V-Umsetzers 32 angeschlossen, und zwar an dem Diodeneingangsanschluß, der als Eingangsanschluß des f/V-Umsetzers dient.
Der Ausgangsanschluß A des f/V-Umsetzers 32 ist ferner mit den invertierenden Eingangsanschluß (-) des Vergleichers ICT und über einen Kondensator C8 mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Vergleichers verbunden. Der nicht-invertierende Eingangs-
I)K 1r)2'j
-Λ-
anschluß dos Vergleichers IC1 ist seinerseits an den Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung (bzw. der Dioden D7 bis D9) der Signalformerschaltung 33 zur Bildung des Signals .. ΕΩ angeschlossen, das dem Ausgangsdreh-θ
moment entspricht, sowie über einen Widerstand R29 mit Masse verbunden. Die Stromversorgung -des Vergleichers IC1 erfolgt dadurch, daß der Vergleicher zwischen die Plusleitung Vs2 der Steuerschaltung und Masse geschaltet ist.
Der Ausqanqsanschluß G des Vergleichers IC1 ist über einen Widerstand R30 mit der sekundären Plusleitung Vs2 verbunden, die über einen Widerstand R31 zu einer Primär-Plusleitung Vs1 in Reihe geschaltet ist. An die erste bzw. Primär-Plusleitung Vs1 sind ferner parallel zu den Widerständen R30 und R31 eine Diode D12 und ein Widerstand R32 angeschlossen.
Die sekundäre Plusleitung bzw. Konstantspannungsleitung Vs2 ist an einen Ausgangsanschluß K des Widerstands R31 angeschlossen. Die erste bzw. Primär-Plusleitung Vs1 ist über eine Diode D16 mit einer Quelle positiver Konstantspannung verbunden. Ein npn-Transistor Tr6
„,. ist mit seinem Kollektor über in Reihe geschaltete Widerstände R33 und R34 mit der Primär-Plusleitung verbunden, die dem Ausgangsanschluß der Diode D16 entspricht. Der Emitter des Transistors' ist an Masse angeschlossen, während seine Basis über eine Diode D1.3·· an einen zwischen
OQ dem Widerstand R32 und der Diode D12 liegenden Anschluß M angeschlossen ist. Die Basis des Transistors Tr6 ist ferner über einen Widerstand R35 mit Masse verbunden, während sein Kollektor über den Widerstand R34 mit der Basis eines npn-Transistors Tr7 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Tr7' ist an die Primär-Plusleitung Vs1 angeschlossen. Eine Parallelschaltung aus einer Diode D17 und der Wicklung des Gangwechsel-Solenoidventils SSV ist zwischen den Kollektor des Transistors Tr7
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und Masse geschaltet. Eine Batterie Ba ist mit der Plusklemme über einen Zündungsschalter SwIg mit der Primär-Plusleitung verbunden und mit der Minusklemme - an Masse angeschlossen.
Die Steuerschaltung mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau arbeitet folgendermaßen: Zunächst ist anzumerken, daß bei dem gezeigten Ausführungsb^eispiel als Drossel-
,Q öffnungs-Fühlschalter VSW ein auf Unterdruck ansprechender Schalter verwendet wird, der gemäß der Darstellung in der Fig. 6 über eine Verbindungsrohr 4 mit einem Maschinen-Luftansaugrohr 20 zwischen einem Drosselventil 21 und einem Ansaugverteiler 22 in Verbindung
-ic steht und daß als Drosselöffnungs-Fühlschalter ASW ein nicht gezeigter Gaspedalstellungs-Fühlschalter verwendet wird. Diese Schalter können jedoch auch von anderen andersartigen Drosselfühlvorrichtungen abhängig sein. In der Fig. 4 sind Gangwechsel-Kennlinien gezeigt, die bei der Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Steuerschaltung erzielt werden.
Dem f/V-Umsetzer 32 wird von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 das Signal Ev, das der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, in der Form eines Impulsfrequenzsignals zugeführt. Der f/V-Umsetzer 32 setzt das Signal Ev in ein der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv entsprechendes Spannungssignal V7. um, das an dem Ausgangsanschluß A des Umsetzers auftritt und dem invertierenden Eingangsanschluß (-) des Vergleichers IC1 zugeführt wird. Dabei ist entsprechend der Drosselöffnung θ der auf Unterdruck ansprechende Schalter VSW in dem Luftansaugsystem 20 entweder geöffnet oder geschlossen. Das heißt, der Schalter VSW ist geschlossen bzw. geöffnet, wenn der Unterdruck in dem Luftansaugsystem höher bzw. geringer als ein vorgewählter Druck ist, und bewirkt ein Sperren bzw. Durchschalten des Schaltglieds SW1 ITiLt- dem Transistor Tr5. Der Gaspedal stellung.s- bv.w.
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ι -A-
Drosselklappenstellungs-Fühlschalter ASW ( der gewünschtenfalls durch einen auf Unterdruck ansprechenden Schalter ersetzt werden kann) wird bei einer Drosselklappenöffnung von 90 geschlossen, um dadurch das Schaltglied SW2 mit dem Transistor Tr4 zu sperren. Wenn die Schaltglieder SW1 bzw. SW2 durchgeschaltet sind, ist die Plusleitung Vs2 über die Widerstände R21 bzw. R14 mit Masse verbunden. Wenn das Schaltglied SW1 gesperrt ist, tritt an dem Anschluß C die vorgeschriebene Spannung Vp auf; wenn das Schaltglied SW2 gesperrt ist, tritt an dem Anschluß D die vorgeschriebene Spannung Vn auf. Andererseits tritt an dem Anschluß B aufgrund der Spannungsteilungswirkung der Widerstände R25 und R26, die zwischen die Plusleitung Vs2 und Masse geschaltet sind, die Spannung V_ auf. Die Spannungen V , V und V entsprechen den drei aufeinanderfolgenden Bereichen der Drosselöffnung θ . Beispielsweise entspricht die Spannung VR einem Bereich O Θ<30%, die Spannung V einem Bereich 30%= θ < 90 % und die Spannung V einem Bereich θ =- 90% (Siehe Figur 4) . Die Spannungen VR, Vp und Vn werden über die ODER-Schaltung aus den Dioden D 7, D 8 und D 9 an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) des Vergleichers IC1 angelegt.
An dem invertierenden Eingangsanschluß (-)■ des Vergleichers IC1 liegt die der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Spannung V7. , wie es im vorangehenden ausgeführt ist, während an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) des Vergleichers die Spannung V+ C=E ) angelegt wird. In Abhängigkeit von den Größen dieser beiden Eingangssignale ist die an dem Ausgangsanschluß G des Vergleichers IC1 auftretende Spannung V^ für -V, < v+ ein Signal hohen Pegels und für VA > V+ ein Signal niedrigen Pegels. Der als Schalter wirkende Transistor Tr6 ist durchgeschaltet, wenn die Spannung V an dem
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Ausgangsanschluß G hohen Pegel hat und gesperrt, wenn die Spannung niedrigen Pegel hat. Wenn der Transistor Tr6 durchgeschaltet ist, ist der Transistor Tr7 durchgeschaltet , so daß das mit einem Anschluß an Masse angeschlossene Solenoidventil SSV an die Konstantsnannungsleitung bzw. Primär-Plusleitung angeschlossen ist und dadurch erregt wird. Wenn jedoch, der Transistor Tr6 gesperrt ist, ist der Transistor Tr7 gesperrt, so daß
IQ daher das Solenoidventil SSV von der Konstantspannungsleitung bzw. Plusleitung getrennt und damit aberregt ist. Damit wird das Solenoidventil SSV, das eine Gangwechsel-Steuervorrichtung für den Wechsel des Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe bildet, entsprechend dem Zustand des Transistors Tr7, nämlich dem Leitzustand oder dem Sperrzustand desselben mit einer vorgeschriebenen Erregungsspannung gespeist. Das Getriebe wird, gewöhnlich mit Hilfe von hydraulischem Druck, auf ein erstes Übersetzungsverhältnis bzw. in einen ersten Gang geschaltet (Bereich niedriger Geschwindigkeit), wenn das Solenoidventil SSV erregt wird, und auf ein zweites Übersetzungsverhältnis bzw. in einen zweiten Gang geschaltet (Bereich hoher Geschwindigkeit) , wenn das Solenoidventil SSV aberregt wird. In dieser Hinsicht bestimmen die Spannungen V_, V_ und V^, nämlich die den drei Bereichen der Drosselöffnungen entsprechenden Signale den Schaltpunkt, an dem der Wechsel von dem ersten auf das zweite Übersetzungsverhältnis erfolgt, wobei zu irgendeinem Zeitpunkt jeweils nur eine dieser Signalspannungen von der ODER-Schaltung durchgelassen wird. Wenn die von den f/V-Umsetzer 32 an den invertierenden Eingangsanschluß -(-) des Vergleichers IC1 angelegte Signalspannung V größer als die von der ODER-Schaltung durchgelassene Signalspannung V0 , V_ oder V_ an dem nichtin-
Ji C D
vertierenden Eingangsanschluß (+) des Vergleichers wir^ r (d.h., zu einem Zeitpunkt, an dem der die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellende Spannungswert V größer als der Spannungswert wird , der den der vorgeschriebenen
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Drossel Öffnung entsprechenden Schaltpunkt darstellt), erfolgt ein Elochschaltvorgang von dem ersten auf das zweite Übersetzungsverhältnis bzw. vom ersten auf den zweiten Gang/ d.h., jede von Fahrzeuggeschwindigkeiten Vv , Vv und Vv„ an den den Spannungen V0, V_, bzw. V^
D L^ D ü C- D
entsprechenden Schaltpunkten entspricht der Darstellung gemäß Fig. 4.
Sobald die Spannung V , die bestimmte Eingangsspannung IU A
wie beispielsweise die Spannung V0 an dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) des Vergleichers IC1 überstiegen hat (nämlich das Solenoidventil SSV aberregt wurde und das Fahrzeug mit dem zweiten Übersetzungsver-
,j- hältnis bzw. im zweiten Gang läuft) , fällt die Ausgangsspannung V_ an dem Ausgangsanschluß G des Vergleichers auf niedrigen Pegel ab. Bis zu diesem Zeitpunkt (nämlich während des Vorliegens hohen Pegels an dem Ausgangsan— Schluß G) war die Spannung V0 an dem Anschluß B das Er-
™ gebnis einer Spannungsteilung durch die zwischen dem Anschluß B und die Konstantspannungsleitung bzw. Plusleitung Vs2 geschalteten parallelen Widerstände R25 und R28 und den zwischen den Anschluss B und Masse geschalteten Widerstand R26. Entsprechend der Änderung an dem
nc Ausgangsanschluß G auf niedrigen Pegel (Vp = O) wird nun jedoch der Anschluß B über einen Stromkreis aus den parallelen Widerständen R 26 und R 28 mit Masse verbunden. Demzufolge tritt an dem Anschluß B ein Potential V' auf,
das niedriger als die Spannung V0 ist (d.h. V'< V0)
ö Jd Jd
Ein gleichartiger Zusammenhang gilt hinsichtlich des Anschlusses C aufgrund der Widerstände R21, R22 und R24 sowie hinsichtlich des Anschlusses D aufgrund der Widerstände R14, Ri5 und R17. Sobald daher die Spannung V- die vorgewählte Spannung V_ , V-, oder V übersteigt (Hochschalten von dem ersten auf das zweite Übersetzungsverhältnis bzw. von dem ersten auf den zweiten Gang), fällt V0 auf V' , V' bzw V' auf V' ab, so daß daher der Schaltpunkt vom zweiten zurück zum ersten Übersetzungs-
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Verhältnis bzw. Gang nun bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt, die geringer als diejenige bei dem Hochschalten von dem ersten auf das zweite Übersetzungsver- r hältnis bzw. von dem ersten auf den zweiten Gang ist.
Demgemäß ist eine (eine Art Hysterese bildende) Differenz hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit an den beiden Schaltpunkten für das Hochschalten bzw. das Herunterschalten durch die elektrische Hysterese der Spannungen Vß, IQ Vp und Vn an den Anschlüssen B, C und D bestimmt: Im einzelnen ist diese elektrische Hysterese durch Δ-Vß = VB -V'B , A νς = V'c , und AVn = Vn-Vn bestimmt.
Das Ausmaß bzw. die "Breite" dieser Hysterese wie bei-IC spielsweise AV_ kann in geeigneter Weise entsprechend den Eigenschaften des Getriebes> der Art des Fahrzeugs, den gewünschten Gangwechsel-Kennlinien und dgl. bestimmt werden. Bei dem beschriebenen Beispiel erfolgt die Hysterese-Einstellung im Falle der Spannung VR auf einfache Weise mittels einer geeigneten Kombination aus den Widerständen R25, R26 und R28. Es ist jedoch notwendig, daß die Hysterese zumindest groß genug ist, ein andauerndes Hoch- und Herunterschalten zu verhindern
Gemäß den vorangehenden Ausführungen fährt das Fahrzeug mit dem ersten Übersetzungsverhältnis bzw. in dem ersten Gang, wenn das Gangwechselsolenoid erregt ist, und wird in das zweite Übersetzungsverhältnis bzw. in den zweiten Gang geschaltet, wenn das Solenoid ' aberregt wird.
Diese Gestaltung ist deshalb getroffen, weil dadurch, daß das Solenoid im aberregten Zustand verbleibt, wenn das Fahrzeug insbesondere mit einer konstanten hohen Geschwindigkeit fährt, eine höhere Sicherheit erzielt wird.
Es ist ferner anzumerken, daß bei dem dargosteliton Beispiel zwei Verstellungen hinsichtlich der Geschwindigkeit vorgesehen sind (erstes und zweiten Übersetzungs-
P ■» σ
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Verhältnis bzw. erster und zweiter Gang), jedoch unter Anwendung des gleichen Prinzips ein Übersetzungs- bzw. Gangwechselmuster möglich ist, bei dem mehrere derartiger stufenweiser Gangwechsel herbeigeführt werden können.
Die beschriebene Steuerschaltungführt zwar die Hysterese mit Hilfe eines besonderen Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung herbei, jedoch ist die Sicherheits-
schaltung auch bei einer Steuerschaltung anwendbar, bei 10
der ein bekanntes Verfahren zum Hervorrufen der Hysterese eingesetzt wird, wie z.B. in der Weise, daß der Gradient der Verstärkung des f/V-Umsetzers verändert wird, um die Spannung V auf eine Spannung V' zu erhöhen. Weiterhin kann als Schaltung 33 zur Bildung der dem Maschinenausgangsdrehmoment ausgehenden Signale eine bekannte Anordnung mit einem an das Drosselventil angeschlossenen Potentiometer verwendet werden. Es ist ersichtlich, daß durch kleinere Änderungen ergänzender Art auch eine Steuerschaltung mit einer derartigen Anordnung angewandt werden kann.
Nachstehend wird die Sicherheitsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Einzelheiten beschrieben.
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Die mit 40 bezeichnete Sicherheitsschaltung hat einen Kondensator C41, der an einem Anschluß mit dem Ausgangsanschluß A des f/V-Umsetzers 32 und an dem anderen Anschluß mit einem Anschluß F verbunden ist, dem im Normalzustand über einen Widerstand R42 eine konstante Spannung von einem Spannungsteilungspunkt her zugeführt wird, welcher zwischen einem Widerstand R43 und in Reihe geschalteten Widerständen R 44 und R45 liegt, wobei diese Widerstände die von der sekundären Plusleitung nc Vs2 her ankommende Spannung teilen. Der Anschluß F ist seinerseits über einen Widerstand R46 mit dem invertierenden Eingangsanschluß (-) eines Vergleichers IC2 sowie über eine in Durchlaßrichtung geschaltete
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Diode D42 mit einem Kollektoranschluß CR eines npn-Transistors Tr8 verbunden. Der Kollektoranschluß CR ist, über einen Widerstand R49 mit der Plus leitung Vs2 sowie über eine Sperr-Richtungs-Diode D43 mit dem Anschluß M der Steuerschaltung verbunden. Auf diese Weise bildet die Schaltungsanordnung eine Selbsthalteschaltung, die denjenigen Zustand aufrechterhält, der nach einem Arbeitsvorgang des Vergleichers IC2 entsteht.
Der nichtinvertierende Eingangsanschluß (+) des Vergleichers IC2 ist mit einem Spannungsteilungspunkt verbunden, der über die in Reihe geschalteten Widerstände R43 und R44 mit der Plusleitung Vs2 und über den Widerstand R45 mit Masse verbunden ist, so daß dadurch der nichtinvertierende Eingangsanschluß mit einer konstanten Spannung gespeist wird. Der Ausgangsanschluß des Vergleichers IC2 ist über einen Widerstand R47 an die Plusleitung Vs2 angeschlossen und über einen Widerstand R48 mit der Basis des Transistors Tr8 verbunden. Die Basis des Transistors Tr8 ist ferner über einen Widerstand R50 mit Masse verbunden. Diese Schaltungsanordnung bildet eine Vorspannschaltung. Der Emitter des Transistors TrS ist mit Masse verbunden, während sein Kollektoranschluß CR auf die beschriebene Weise über die Diode D43 mit dem Anschluß M in dem Gangwechsel-Steuersystem für die Gangschaltung des Getriebes verbunden ist. Der Anschluß M ist dabei über die Diode D 12 mit dem Ausgangsanschluß G des Steuerschaltungs-Vergleichers ICl verbunden.
Die Widerstände R43, R47 und R49 sind parallel miteinander an die Konstantspannungsleitung bzw. Plusleitung Vs2 der Steuerleitung angeschlossen. Zur Störunterdrückung ist die vorzugsweise gewählte Schaltung gemäß der Dar- . stellung ausgebildet, gemäß der der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Vergleichers IC2 über einen Kondensator C42 mit Masse verbunden ist.
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-ίο -
Die Sicherheitsschaltung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau arbeitet folgendermaßen:
Der nichtinvertierende Eingangsanschluß (+) des Vergleichers IC2 empfängt eine Teilspannung (Konstantspannung) , die auf der Spannungsteilung durch die Widerstände R43 und R44 einerseits und durch R45 andererseits beruht. Zugleich empfängt der invertierende Eingangsanschluß (-) des Vergleichers im Normalzustand eine Konstantspannung, die geringfügig höher als die von dem liichtinvertierenden Eingangsanschluß (+) aufgenommene Spannung ist und die unter normalen Umständen hauptsächlich von der Teilspannung abhängt, die an dem Spannungsteilungspunkt zwischen den Widerständen R44 und R45 vorliegt. Die Spannung an dem invertierenden Eingangsanschluß (-) des Vergleichers IC2 wird auf einem konstanten Wert gehalten, solange keine plötzliche Änderung der Signalspannung V7. (an dem Anschluß. A) auftritt, welche der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Unter normalen Bedingungen (ohne plötzliche Änderung der Spannung V) hat der Ausgangsanschluß des Vergleichers IC2 niedrigen Pegel, so daß der Ausgangsanschluß bzw. Kollektoranschluß CR des Transistor Tr8 hohen Pegel hat und infolge der Wirkung der Diode D43 der Anschluß M der Steuerschaltung nicht von der Sicherheitsschaltung 40 beeinflusst wird. Es sei nun angenommen, daß ein Fehler auftritt, der zu einem Ausfall des Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals bzw. der Spannung V führt, wobei der Fehler in einem Lösen bzw. Trennen der Tacho-
meterwelle,einerFunktionsstörung in dem Reedschalter RSW des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 31, einem Bruch BR eines den Reedschalter RSW mit dem f/V-Umsetzer 32 verbindendem Leitungsdraht oder dergl. bestehen kann. Im Falle eines derartigen Fehlers erfährt aufgrund der Wir-
kung des Kondensators C41 und den Widerstands R42 die Spannung an dem Anschluß F in der Sicherheitsschaltung 40 eine plötzliche Änderung, nämlich einen plötzlichen
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Abfall gemäß der Darstellung in der Fig. 7. Demzufolge ändert sich der Unterschied zwischen den Spannungen an dem invertierenden und dem. nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers IC2 in die entgegengesetzte Richtung, so daß der Ausgangsanschluß des Vergleichers hohen Pegel annimmt. Dadurch wird der Transistor Tr8 durchgeschaltet, so daß dessen Kollektoranschluß CR gegen Masse kurzgeschlossen wird und dadurch auf den nie- drigen Pegel abfällt. Daher fließt über die Diode D43, die auf diese Weise über den durchgeschalteten Transistor Tr8 gegen Masse kurzgeschlossen ist, ein Strom in Durchlassrichtung. Auf diese Weise fällt die Spannung an dem Anschluß M der Steuerschaltung auf niedrigen Pegel ab, so daß der Transistor Tr6 gesperrt wird, der Transistor Tr7 gesperrt wird und dadurch das Solenoidventil SSV aberregt wird. Als Folge hiervon wird das Fahrzeug bzw. das Getriebe auf ein Übersetzungsverhältnis für höhere Geschwindigkeit hochgeschaltet, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das zweite Übersetzungsverhältnis ist. Da der Kollektoranschluß CR des Transistors Tr8 über die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D 42 mit dem Anschluß F an dem zweiten Anschluß des Kondensators C41 verbunden ist, wird der Anschluß F über den Kollektoranschluß CR und den durchgeschalteten Transistor Tr8 mit Masse verbunden, wobei dieser Zustand durch die vorstehend angeführte Selbsthalte-Wirkung aufrechterhalten wird. Daher wird der Anschluß M weiterhin auf niedrigem Pegel gehalten. Dies bedeutet, daß das Getriebe in dem zweiten Übersetzungsverhältnis verbleibt, was von wesentlicher Bedeutung ist, da dadurch ein starker Bremsstoss und eine Beschädigung des Getriebes verhindert wird, die sonst insbesondere bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein sieh aus einem Fehler ergebendes plötzliches Herunterschalten auf das erste übersetzungsverhältnis bzw. den ersten Gang verursacht werden könnten. Da das Fahrzeug aufgrund der Selbsthaltewirkung weiter mit dem zweiten Ubersetzungs-
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verhältnis betrieben wird, bemerkt der Fahrer den Fehler durch Feststellung einer Verschlechterung der Beschleunigungsleistung, insb-esondere beim Anfahren nach vollem c Stillstand, beim Hochfahren an einer Steigung oder bei der Erfordernis einer plötzlichen Beschleunigung.
Beim Fehlen der vorstehend beschriebnen Sicherheitsschaltung würde der Ausfall der der Geschwindigkeit entspre-
IQ chenden Spannung V,. anzeigen, daß die Fahr zeug geschwindigkeit Vv gleich O ist, nämlich das Fahrzeug still steht oder gerade anfährt. Eine derartige Anzeige würde im allgemeinen bewirken, daß das Solenoidventil SSV das Getriebe auf das erste Übersetzungsverhältnis bzw. in den ersten Gang schaltet, was einen Vorgang darstellt, der vielerlei Gefahren heraufbeschwört.
Die beschriebene Sicherheitsschaltung kann durch geeignete Anpassungsänderungen auch bei einer Steuerschaltung einer anderen Art angewandt werden, bei der der Gangwechsel eines automatischen Getriebes durch das Ausgangssignal eines Vergleichers IC1 gesteuert wird, an dem ein Eingangssignal das der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Signal ist. Die beschriebene.Sicherheitsschaltung ist auch bei einer Steuerschaltung mit einem Gangwechselmuster für drei oder mehr Übersetzungsverhältnis-Bereiche geeignet, wobei die Sicherheitsschaltung die Selbsthaltefunktion zeigt, bei der nach dem Erfassen eines Fehlers das Getriebe auf das Übersetzungsverhältnis für die höhere Geschwindigkeit geschaltet wird und in diesem Übersetzungsverhältnis gehalten wird.
An die Sicherheitsschaltung kann leicht eine Alarmschaltung angeschlossen werden, die eine Warnanzeige oder einen hörbaren Alarm abgibt, um den Fahrer über den Fehler zu informieren. Der auf den Fehler in dem Automatikgetriebe-Steuersystem aufmerksam gemachte Fahrer kann dann auf Handbetrieb umschalten und auch nach dem Fehler sicher weiterfahren.

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    ( 1.)Sicherheitsschaltung für ein Automatikgetriebe-SteueTr^ystem der Ausführung mit einer Steuerschaltungseinrichtung, die ein der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges entsprechendes erstes Eingangssignal und ein dem Ausgangsdrehmoment oder dem Drosselöffnungsgrad der Fahrzeugmaschine entsprechendes zweites Eingangssignal aufnimmt und durch Vergleich der beiden Eingangssignale ein Gangwechsel-Steuersignal erzeugt, gekennzeichnet durch einen Vergleicher (IC 2), dessen invertierender Eingangsanschluß über einen Kondensator (C 42) mit einem Anschluß (A),der als Ausgangssignal das der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Signal (VA) aus der Steuerschaltungseinrichtung (32, 33 , IC 1) abgibt, und über einen Widerstand (&42) mit einem ersten Konstantspannungsanschluß verbunden ist und dessen nichtinvertierender Eingangsanschluß mit einem zweiten Konstantspannungsanschluß für eine Konstantspannung verbunden ist, die niederiger als diejenige an dem ersten Konstantspannung. anschluß ist, wobei der Vergleicher den Unterschied zwischen den an den beiden Eingangsanschlüssen anliegenden Spannungen erfaßt, eine durch das Ausgangssignal des Vergleichers vorgespannte Transistorschaltung (Tr 8), die beim Leitzustand einen Ausgangsanschluß ([M) mit Masse verbindet, der das Gangwechselsteuersignal der Steuerschaltungseinrichtung abgibt, und eine Selbsthalte-Schaltungseinrichtung (D 42), die durch Selbst-
    Deutsche Bank (München) KIp. 51/61070
    Dresdner Bank (München) KIo. 3939844
    Postscheck (München) Kto. 670-43-804
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    ι . -a -
    halte-Wirkung den Ausgangsanschluß mit Masse verbunden hält, wobei eine plötzliche Unterbrechung oder ein plötzlicher Abfall des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signals dazu erfaßt wird, das Gangwechsel-Steuersignal in einen Zustand für den Wechsel auf ein Übersetzungsverhältnis für höhere Geschwindigkeit zu versetzen und durch die Selbsthalte-Wirkung in diesem Zustand zu halten.
  2. 2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch '0 gekennzeichnet, daß die Selbsthalte- Schaltungseinrichtung eine Schaltungsvorrichtung (D 42) aufweist, die über die Transistorschaltung (Dr 8), welche den Ausgangsanschluß (M) der Steuerschaltungseinrichtung (32,33,IC1 ) mit Masse
    verbindet, das Eingangssignal an dem invertierenden Ein-'^ gangsanschluß des Vergleichers (IC 2) gegen Masse ableitet.
  3. 3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der invertierende Eingangsanschluß
    n des Vergleichers (IC 2) über eine Diode (D 42) mit einem Eingangsanschluß (CR) für das Gangwechsel-Steuersignal an der Transistorschaltung (Tr 8) verbunden ist.
  4. 4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gängwechsel-Steuersignal bei seinem Zustand niedrigen Pegels das übersetzungsverhältnis für hohe Geschwindigkeit herbeiführt.
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