DE3325151A1

DE3325151A1 - Steuervorrichtung fuer eine direktkupplung in einem automatischen fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE3325151A1
Application number: DE19833325151
Authority: DE
Inventors: Junichi Iruma Saitama Miyake; Masao Tokio/Tokyo Nishikawa; Shinzo Kamifukuoka Saitama Sakai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-12
Publication date: 1985-01-31
Also published as: GB8317976D0; US4618037A; DE3325151C2; GB2142391A; GB2142391B

Description

Steuervorrichtung für eine Direktkupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Direktkupplung, der das Arbeiten mit richtiger Zeiteinstellung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe zugestanden wird, das im wesentlichen umfaßt: einen Fluid-Momentwandler, ein Hilfsgetriebe, welches mehrere Stufen von Zahnradsätzen umfaßt, die wahlweise mit der Ausgangsseite des Momentwandlers verlöbunden sind, und die unterschiedliche Übersetzungen von Zahnrad zu Zahnrad aufweisen, und welches eine Mehrzahl hydraulisch betätigter Reibkontakteinrichtungen zur Betätigung der Mehrzahl jeweiliger Gangschalt-Zahnradsätze umfaßt, sowie eine hydraulisch betätigte Direktkupplung, die in der Lage ist, das Pumpen- und das Turbinenschaufelrad des Momentwandlers direkt miteinander zu koppeln.

Die Direktkupplung arbeitet bei ihrer Betätigung so, daß sie das Pumpenschaufelrad des Momentwandlers mit dessen Turbinenschaufelrad direkt koppelt, wobei der zwischen den beiden Schaufelrädern verursachte Schlupfverlust eliminiert wird, was in hohem Maße zur Verbesserung der Laufruhe und Kraftstoffersparnis beim Fahren beiträgt. Folglich ist es wünschenswert, den Anwendungsbereich solch einer Direktkupplung soweit wie möglich zu erweitern; die Verwendung einer Direktkupplung bei dem Geschwindigkeits- oder übersetzungsverhältnis über zwei Gangstufen hinweg bietet aber verschiedene Probleme.

Das erste Problem besteht im folgenden: wenn das Übersetzungsverhältnis wahlweise auf ein anderes umgeschaltet wird, während die Direktkupplung in Tätigkeit ist, neigt der Stoß,

* der beim Schalten des Ganges erzeugt wird, dazu, größer zu werden als der Stoß, der bei einer herkömmlichen Kupplung erzeugt wird; dies verträgt sich nicht mit dem Vorschlag, daß die Direktkupplung aufgrund ihrer Konstruktion ruhiges und angenehmes Fahren bieten soll.

Dementsprechend ist das erste Ziel der Erfindung die Schaffung einer Steuervorrichtung, welche dazu verwendet wird, eine Pufferzone zu liefern, in welcher einer Direktkupplung nicht gestattet wird, in dem Grenzbereich zwischen wenigstens zwei Übersetzungsverhältnissen zu arbeiten, bei denen die Direktkupplung angewandt werden sollte, um zu verhindern, daß ein Gangschaltvorgang durchgeführt wird, während die Direktkupplung in Tätigkeit ist.

Das zweite Problem betrifft die Verminderung des Leistungswirkungsgrades aufgrund des Verlustes der Momentverstärkungsfunktion des Momentwandlers, wenn die Direktkupplung betätigt wird. Wenn der Arbeitsbereich der Direktkupplung beispielsweise bei der zweiten und der dritten (obersten) Gangstufe für ein automatisches Getriebe mit drei Vorwärtsgangstufen vorgesehen wird, vermindert sich der Leistungswirkungsgrad um die Differenz zwischen den Übersetzungsverhältnissen unmittelbar, nachdem .die Gangstufe auf die dritte hochgeschaltet worden ist; da die Ausgangsmomentkurve des Motors wahrend seines Betriebes bei niedriger Geschwindigkeit normalerweise niedrig ist, wird der Leistungswirkungsgrad insbesondere als unzureichend empfunden bei Betrieb mit geringer Belastung, wobei das Schalten ein wenig früher

QQ durchgeführt wird.

Deshalb besteht das zweite Ziel der Erfindung darin, das geschilderte zweite Problem dadurch zu lösen, daß die Pufferzone mit veränderlicher Breite festgelegt wird, und zwar, gg daß die Zone bei Betrieb mit geringer Belastung breiter gemacht wird, wodurch die Direktkupplung betätigt wird, nachdem die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors bis zu einem

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■"■ gewissen Grad wiederhergestellt worden ist.

Ferner ist eine Verminderung des Leistungswirkungsgrades unerwünscht, wenn der Motor nahezu in vollem Drosselzustand arbeitet, beispielsweise, wenn das Fahrzeug in Begriff steht, von einer Auffahrtin/eine Schnellstraße einzufahren und in den Strom anderer Fahrzeuge zu.münden, oder wenn das Fahrzeug einen anderen Wagen, der vorausfährt, auf einer Schnellstraße notwendigerweise überholen muß. Der Leistungswirkungsgrad wird insbesondere extrem vermindert, wenn das Fahrzeug mit einem Zahnradsatz einer relativ hohen Gangstufe fährt, beispielsweise mit dem obersten Gang. Unter solchen speziellen Umständen ist es ratsam, die Tätigkeit der Direktkupplung selbst auf Kosten der Laufruhe und Kraftstoffersparnis auszulösen.

Folglich besteht das dritte Ziel der Erfindung darin, das Problem der Verminderung des Leistungswirkungsgrades dadurch zu lösen, daß die Tätigkeit der Direktkupplung immer dann ausgelöst wird, wenn eine hohe Leistung benötigt wird,

Bei Fahren mit einer Geschwindigkeit nahe der Maximalgeschwindigkeit gibt es aber Fälle, in denen Laufruhe sowie Kraftsisoffersparnis auch benötigt werden, obwohl die tfbertragung der hohen Ausgangsleistung erreicht worden ist. Dementsprechend besteht das vierte Ziel der Erfindung darin, das Erfordernis dadurch zu erfüllen, daß der Direktkupplung zugestanden wird, bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines bestimmten Wertes beim Fahren mit dem Zahnradsatz

OQ oder Kraftübertragungsweg der höchsten Gangstufe weiterzuarbeiten.

Wenn die Motorleistung nicht benötigt wird anläßlich der Einstellung des Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem „_ anderen davor befindlichen durch Verminderung des Öffnunggrades des Drosselventils des Motors beim Fahren oder anläßlich der Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit beim

Fahren auf abschüssiger Straße,wird außerdem die Motorbremse stärker angewandt, wenn die Direktkupplung in Tätigkeit ist. Des ist vom Standpunkt der Kraftstoffersparnis nicht vorzuziehen. Um zu verhindern, daß die Motorbremse insbesondere in einem Bereich angewandt wird, in dem der Motor mit hoher Geschwindigkeit läuft, sollte die Direktkupplung vorzugsweise aus ihrem Arbeitszustand gelöst werden.

Daher besteht das fünfte Ziel der Erfindung darin, eine Zunähme des Kraftstoffverbrauchs dadurch zu verhindern, daß die Betätigung der Direktkupplung in dem Bereich gelöst wird, in welchem die Motorbremse stark angewandt wird, um die Wirkung der Motorbremse auf dem gleichen Wert zu halten wie dem, der sich aus einem automatischen Getriebe ohne Direktkupplung ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 ein Systembild eines automatischen Getriebes, das fflit einer Steuervorrichtung für eine Direktkupplung

ausgerüstet ist;
Fig. 2 ein detailliertes elektrisches Schaltbild der in Fig.1 gezeigten Steuerschaltung;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Tätigkeit der Steuervorrichtung für die in Fig.1 gezeigte Direktkupplung; und
Figuren U und 5

Diagramme der Erregung des ersten und des zweiten Umsteuerventils, wie in Fig.1 gezeigt.

Die Kraft eines Motors E in Fig.1 wird an ein Pumpen-schaufelrad P eines Fluid-Momentwandlers Tc und dann fluid-dyna-

/ein

misch an'Turbinenschaufelrad T angelegt. Wenn eine Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Schaufelrädern P, T besteht und eine Momentverstärkungswirkung vorhanden ist, nimmt ein Stator S die Reaktionskraft auf. Das Ausgangsmoment des Turbinenschaufelrades T wird über ein Hilfsgetriebe G

und einen Differentialmechanismus D auf Antriebsräder W übertragen. Das Hilfsgetriebe G ist mit drei Zahnradsätzen für Vorwärtsgangstufen ausgerüstet, die verschiedene Übersetzungen \on Zahnrad zu Zahnrad aufweisen, ferner mit einem Zahnradsatz für eine Rückwärtsgangsstufe (kein Zahnradsatz gezeigt) sowie mit hydraulischen Reibkontakteinrichtungen C1, C2, G3 und Cr wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen zur Betätigung der jeweiligen Zahnradsät^e.

Eine Direktkupplung Dc zum mechanischen direkten Koppeln des Pumpenschaufelrades P mit dem Turbinenschaufelrad T ist zwischen den beiden Schaufelrädern P und T vorgesehen, und die Direktkupplung Dc wird, wie unten beschrieben, durch ein erstes und ein zweites■Umsteuerventil I.., I^ hydraulisch betätigt.

Das Pumpenschaufelrad P treibt eine hydraulische Pumpe 3 als hydraulische Quelle über einen Zahnradmechanismus und eine andere geeignete übertragungseinrichtung 2 an, wodurch Arbeitsfluid in einem Ölbehälter U einer Übersetzungs-Wähleinrichtung 5 unter Druck zugeführt wird. Ein Steuerventil 6 ist in einer Ölleitung vorgesehen, welche die Abgabeseite der hydraulischen Pumpe 3 mit dem Ölbehälter k verbindet, um so den Abgabedruck der hydraulsichen Pumpe 3 auf einen vorbestimmten Wert zu regulieren.

Die Übersetzungs-Wähleinrichtung 5 ermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie den Öffnungsgrad des Drosselventils, welche die Ausgangsleistung des Motors Ξ repräsentieren, und

QQ liefert den hydraulischen Abgabedrucl? der hydraulischen Pumpe 3 an die Reibkontakteinrichtungen C1, C-2, C3 und Cr jeweils, wenn zwei der ermittelten Werte vorbestimmte Bezugswerte überschreiten. Folglich betätigen die Reibkontakteinrichtungen C1, C2, C3 und Cr die entsprechenden Zahnrad-

O₅ sätze bei Erhalt eines hydraulischen Drucks,wodurch die Übersetzungen für den ersten, zweiten, dritten (oberen) Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang eingestellt werden.

Die erwähnte Anordnung ist bereits bekannt, und da sie keinen grundsätzlichen Teil der Erfindung bildet, wird ihre weitere Beschreibung übergängen.

Um den Arbeitsfluiddruck der Reibkontakteinrichtung C2 für den zweiten Gang oder die Reibkontakteinrichtung C3 für den dritten Gang in den Arbeitskolben der Direktkupplung Dc einzuleiten, oder um den Arbeitsfluiddruck in den Ölbehälter A abzulassen, sind eine erste Abzweigleitung Ip, die von einer Arbeitsfluidleitung L2 abzweigt zum Verbinden der Reibkontakteinrichtung C2 mit der Wähleinrichtung 5, sowie eine zweite Abzweigleitung Iq, die von einer Arbeitsfluidleitung L 3 abzweigt zum Verbinden der dritten Reibkontakteinrichtung C3 mit der Wähleinrichtung 5 ,vorgesehen. Ferner ist das erste Umsteuerventil I,. zwischen die erste Abzweigleitung Ip sowie den Ölbehälter k und eine Zwischenleitung Lm zwischengeschaltet, während das zweite Umsteuerventil Ip zwischen die Zwischenleitung Lm sowie die zweite Abzweigleitung L· und eine Arbeitsfluidleitung Ld der Direktkupplung Dc zwischengeschaltet ist.

Das erste Um.steuerventil I.. ist ein Magnetventil, welches schaltbar betätigt wird zwischen einer ersten Stellung (wie dargestellt), welche die Verbindung der Zwischenleitung Lm mit dem Ölbehälter 4- zuläßt, und einer zweiten Stellung, welche die Verbindung der Zwischenleitung Lm mit der ersten Abzweigleitung Ip zuläßt. Das Umsteuerventil I.. wird normalerweise durch die Vorspannkraft einer Feder 7.. in der ersten Stellung gehalten, und wenn eine Spule 8. erregt wird,

QQ wird es durch die Erregungskraft der Spule auf die zweite Stellung umgeschaltet.

Das zweite Umsteuerventil I„ ist ebenfalls ein Magnetventil, .welches schaltbar betätigt wird zwischen einer ersten Steige lung (wie dargestellt), welche die Verbindung der Arbeitsfluidleitung Ld der Direktkupplung mit der zweiten Abzweigleitung 1- zuläßt, und einer zweiten Stellung, welche die

Verbindung der Arbeitsfluidleitung Ld mit der Zwischenleitung Lm zuläßt. Das Umsteuerventil I_? wird normalerweise durch die Vorspannkraft einer Feder 7₂ in der ersten Stellung gehalten, und wenn eine Spule 8₂ erregt wird, wird es durch die Erregungskraft der Spule in die zweite Stellung umgeschaltet. Ferner steht die Endfläche des zweiten Umsteuerventils I₂ auf der Seite gegenüber derjenigen, die der Vorspannkräft der Feder 7₂ unterworfen ist,mit der Zwischenleitung Lm über eine Pilotleitung Lm' in Verbindung, und wenn die Endfläche den Öldruck von der Zwischenleitung Lm erhält,.wird das Umsteuerventil I_? in die zweite Stellung umgeschaltet, unabhängig davon, ob die Spule 8₂ erregt ist oder nicht.

Wenn das zweite Umsteuerventil I_? in der ersten Stellung gehalten wird, wie dargestellt, steht dementsprechend die Arbeitsfluidleitung Ld der Direktkupplung Dc mit der Arbeitsfluidleitung Lo für die dritte Gangstufe über die zweite Abzweigleitung 1« in Verbindung, unabhängig von der Stellung des ersten Umsteuerventils I-, so daß nur dann, wenn der Arbeitsfluiddruck der Reibkontakteinrichtung für die dritte Gangstufe von der Wähleinrichtung 5 zugeführt wird, die Direktkupplung Dc den Druck erhält und folglich den Zustand "ein" herstellt. Ferner ist, wenn beide Um-Steuerventile I- und I₂ zusammen in die zweite' Stellung geschaltet sind, die Arbeitsfluidleitung Ld der Direktkupplung Dc mit der Arbeitsfluidleitung L2 für die zweite Gangstufe über die Zwischenleitung Lm und die erste Abzweigleitung Ip in Verbindung, so daß nur dann, wenn der Arbeitsfluiddruck der Reibkontakteinrichtung G2 für die zweite Gangstufe von der Wähleinrichtung 5 zugeführt wird, die Direktkupplung Dc den Druck erhält und folglich den Zustand "ein" herstellt. Darüberhinaus ist, wenn nur das zweite Umsteuerventil I₂ in die zweite Stellung geschaltet ist, die Arbeitsfluidleitung Ld der Direktkupplung Dc mit dem Ölbehälter i über die Zwischenleitung Lm und das erste Umsteuerventil I,. verbunden, so daß die Direktkupplung Dc in den Zustand "aus" kommt.

·*· Bei dieser Anordnung kann während des Fahrens im zweiten Gang, indem die Reibkontakteinrichtung C2 für die zweite Gangstufe in Tätigkeit ist, die Tätigkeit der Direktkupplung Dc durch Erregen des ersten Umsteuerventil I- frei gesteuert werden und erleidet keinen Einfluß durch Erregung oder Nichterregung des zweiten Umsteuerventils Ip. Indessen wird beim Fahren im dritten (oberen) Gang, in welchen die Reibkontakteinrichtung 03 für die dritte Gangstufe in Tätigkeit ist, der Arbeitsfluidleitung L2 für den zweiten Gang kein Öldruck zugeführt, so daß die Tätigkeit der Direktkupplung Dc durch Erregen des zweiten Umsteuerventils Ip frei gesteuert werden kann und keinen Einfluß auf Erregung oder Nichterregung des ersten Umstuerventils I^ erleidet. Anders ausgedrückt sind beide Umsteuerventile I^ und Ip in der

Lage, die Tätigkeit der Direktkupplung Dc in dem zweiten bzw. dritten Gangbereich auf unabhängige Weise zu steuern, ohne einander zu beeinflussen.

Eine Steuerschaltung 10 ist mit den Spulen 8.., 8p des ersten *® und des zweiten Umsteuerventils I.., Ip zur Steuerung der Nichterregung und Erregung dieser Spulen verbunden, wobei die Steuerschaltung 10 sich zusammensetzt aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11, einem Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils, einer Fahrzeugge- ^ schwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13, einem Logikschaltkreis 14 und ersten und zweiten Ausgangs-Verstärkerschaltkreisen 15h, 15p·

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird als nächstes die Steuerschaltung 10 im einzelnen beschrieben. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11 umfaßt einen Zungenschalter 21, der am Fahrzeugkörper an geeigneter Stelle befestigt ist,und ein Glied, das verriegelt mit dem Rad rotiert, beispielsweise einen Magnetrotor 17, der fest an ein Geschwindigkeitsmeßkabel 16 angefügt ist. Dieser Magnetrotor 17 ist an seinem äußeren Umkreis mit einem Dauermagneten 17a versehen. Jedesmal wenn der Dauermagnet 17a vor dem Zungenschalter 21

vorbeiläuft, wenn sich das Geschwindigkeitsmeßkabel 16 dreht, arbeitet der Magnetrotor 17 in der Weise, daß er den Zungenschalter 21 einschaltet und ein Ausgangssignal zu der Fahrzeuggeschwindigkeits- Ermittlungsschaltung 13 sendet. FoIglieh ist die Frequenz des Ausgangssignals proportional zur Rotationsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsmeßkabels 16, das heißt zur Fahrzeuggeschwindigkeit V.

Wie in Fig.2 gezeigt, sind Widerstände 22, 23, ein Kondensator 2Λ, ein Inverter 25, ein Kondensator 26, ein Widerstand 27, ein Inverter 28, ein NAND-Gatter 29, ein Kondensator 30, ein Widerstand 31» ein Inverter 32, ein Widerstand 33* ein Transistor 34-» Widerstände 35, 36, 38, Kondensatoren 37, 39 und ein Komparator 4-0 miteinander verknüpft, um die Fahr-. zeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13 zu bilden, welche einen Impuls erzeugt, der eine konstante Breite aufweist und mit dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11 zugeführten Signal synchronisiert ist und den Impuls glättet, um eine der Fahrzeuggeschwindigkeit V proportionale Spannung ^v an den ersten, zweiten und dritten Komparator 4-5» 50, 55 des Logikschaltkreises 14- anzulegen.

Der Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils umfaßt einen Nocken 56, der mit einem Gaspedal 18 oc verriegelt ist, das durch den Fuß des Fahrers betätigt wird, sowie einen normalerweise geschlossenen Schalter 57, der dem Nocken gegenübersteht. Wenn nicht heftig auf das Gaspedal 18 getreten wird, das heißt, wenn der Öffnungsgrad θ des Drosselventils des Motors kleiner ist als ein vorbestimm-

ter Wert 91,und wenn der Öffnungsgrad 0 größer ist als ein du

vorbestimmter Wert Θ2,welcher auch größer ist als der Wert 01, wird der Schalter 57 von dem Nocken 56 getrennt, so daß die Kontakte geschlossen werden. Falls der Öffnungsgrad θ des Drosselventils zwischen den vorbestimmten Werten Θ1 und

Θ2 liegt, wird der Schalter 57 durch den Nocken 56 gedruckt, 35

so daß die Kontakte geöffnet sind. Und jedesmal, wenn die Kontakte geöffnet werden, wird ein Ausgangssignal mit hohem Pegel einem Inverter 61 der Logikschaltkreises 14 zugeführt.

Der erste, zweite und dritte Komparator 45, 50, 55 des Logikschaltkreise 14 werden dazu verwendet, die Ausgangsspannung ν der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung .13 mit Bezugsspannungen zu vergleichen. Die Bezugsspannungen ^ werden auf Spannungen v.., v^, v? (dabei v.. < v„ < vj entsprechend eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeiten V^, Ί^ V^ (dabei V^ < V_? <Vj festgelegt durch Widerstände 43, 44; 48, Λ9 bzw. 53, 54· Dementsprechend halten die Ausgangssignale der Komparatoren 45, 50, 55 einen hohen Pegel aufrecht, wenn die Ausgangsspannung ν der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13 größer ist als die Bezugsspannungen v^, Vp, v-, wogegen ein niedriger Pegel aufrechterhalten wird, wenn die erste kleiner ist als die letztere.

In dem Logikschaltkreis 14 wird das Ausgangssignal des ersten Komparators 45 an einen ersten Eingang 64a eines NAND-Gatters 64 angelegt, das Ausgangssignal des zweiten Komparators 50 wird an einen ersten Eingang 66a eines NAND-Gatters 66 angelegt, und das Ausgangssignal des dritten Komparators 55 wird an zweite Eingänge 65b und 67b von NAND-Gattern 65 und 67 über einen" Inverter 63 angelegt. An zweite Eingänge 64b, 66b der NAND-Gatter 64, 66 wird das Ausgangssignal des Inverters 61 über einen Inverter 62 angelegt. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter 64 und 66 werden an jeweilige erste Eingänge 65a und 67a der NAND-Gatter 65 bzw. 67 angelegt. Dann wird das Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 direkt an den ersten Verstärkerschaltkreis 15-i angelegt, während das Ausgangssignal des NAND-Gatters 67 über einen Inverter 68 an den zweiten Verstärker schaltkreis 15-j angelegt wird.

Der erste Verstärkerschaltkreis 15-i umfaßt einen Widerstand 70.j und einen NPN-Transistor 71.,, und wenn das Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 auf hohem Pegel liegt, wird der Transisto'r 71^ erregt und schließt den Stromquellenkreis og des ersten Umsteuerventils I.,. Ähnlich umfaßt der zweite Verstärkerschaltkreis 15₂ einen Widerstand 70_? und einen NPN-Transistor 71 pi und wenn das Ausgangssignal des

Inverters 68 sich auf hohem Pegel befindet, wird der Transistor 71p erregt und schließt den Stromquellenkreis des zweiten Umsteuerventils Ip.

Wenn nun ν < v-. ist, befinden sich sämtliche Ausgangssignale des ersten, zweiten, dritten !Comparators 45» 50, 55 auf niedrigem Pegel, so daß das Ausgangssignal des NAND-Gatters 64, welches das Niedrigpegel-Ausgangssignal von dem ersten Komparator A5 erhält, einen hohen Pegel aufrechterhält.

Dieses Hochpegel-Ausgangssignal wird an den ersten Eingang 65a des NAND-Gatters 65 angelegt, während das Niedrigpegel-Ausgangssignal von dem dritten Komparator 55 durch den Inverter 63 auf hohen Pegel umgekehrt wird und dann an den zweiten Eingang 65b des NAND-Gatters 65 angelegt wird. FoIglieh weist das Ausgangssignal von dem NAND-Gatter 65 einen niedrigen Pegel auf, so daß der Transistor 71^ des ersten Verstärkerschaltkreises 15 unterbrochen gehalten wird und daher das erste Umsteuerventil I^ stromlos wird. Obwohl das Ausgangssignal des NAND-Gatters 67 in gleicher Weise einen niedrigen Pegel zeigt, wird dieses Ausgangssignal durch den Inverter 68 auf einen hohen Pegel umgekehrt und dann an den zweiten Verstärkerschaltkreis 15p angelegt, so daß der Transistor 71p erregt wird, um das zweite Umsteuerventil Ip zu schließen.

Wenn andererseits v. < ν <v„ ist, sind die Ausgangssignale des zweiten Komparators 50, der NAND-Gatter 66, 67 und des Inverters 68 die gleichen wie diejenigen im Fall v<v^, so daß das zweite Umsteuerventil Ip erregt wird. Indessen er-₃Q hält das Ausgangs^ignal des ersten Komparators 4-5 einen hoffen Pegel aufrecht, und dieses Hochpegel-Ausgangssignal wird an den ersten Eingang 6^a des NAND-Gatters 64. angelegt, so daß der Ausgangspegel des NAND-Gatters 6i durch den Eingangspegel seines zweiten Eingangs 64b bestimmt wird.

Wenn in diesem Fall 9 ^ 91 oder 9^ 92 ist, zeigt dementsprechend das Ausgangssignal des Schalters 57 einen niedrigen Pegel, und daher zeigt das Eingangssignal am zweiten Eingang 64-b des NAND-Gatters 64- ebenfalls einen niedrigen Pegel, so daß das erste Umsteuerventil I₁ auf gleiche Weise stromlos gemacht wird wie im Fall ν 4. v^ . Wenn aber in diesem Fall 91 <* 9 <92 ist, zeigen die beiden Eingangssignale, die an den ersten und den zweiten Eingang 64a, 64-b des NAND-Gatters 64 angelegt werden, einen hohen Pegel. Daher nimmt das Ausgangssignal des NAND-Gatters 64 einen niedrigen Pegel an und folglich nimmt das Ausgangssignal des NAND-Gatters einen hohen Pegel an, so daß der Transistor 71-, magnetisiert wird, um das erste Umsteuerventil I.. zu schließen.

*5 Da in dem Fall v_? < ν < v₂> auf den anschließend Bezug genommen wird, die Ausgangssignale des ersten Komparators 65 und der NAND-Gatter 64* 65 die gleichen sind wie diejenigen • im Fall v^ < ν < Vp» wird das erste Umsteuerventil I^ entmagnetisiert, wenn 9 ^ 91 oder 9 ^ 92 ist, und wird erregt, wenn 91 < 9 < 92 . Obwohl die Ausgangssignale des zweiten Komparators 50 und 'der NAND-Gatter 66, 67 ebenfalls die gleichen sind wie diejenigen des ersten Komparators 45 und der NAND-Gatter 64, 65, wird indessen das Ausgangssignal des NAND-Gatters 67 durch den Inverter 68 umgekehrt, so daß das zweite Urasteuerventil I~ erregt wird, wenn 9 < 91 oder 9 > 92 ist, und entmagnetisiert wird, wenn 91 < 9 < 92 ist.

Wenn schließlich ν ) v, ist, zeigt das Ausgangssignal des dritten Komparators 55 einen .hohen Pegel an, welcher durch den Inverter 63 auf niedrigen Pegel umgekehrt und dann an die beiden zweiten Eingänge 65b, 67b der NAND-Gatter 65, 67 angelegt wird, so daß das erste Umsteuerventil I-. erregt wird und das zweite Umsteuerventil I2 entmagnetisiert wird.

Die Figuren 4- und 5 sind graphische Darstellungen, welche die Zustände des ersten und des zweiten Umsteuefventils I Ip auf der Basis der geschilderten Vorgänge zeigen.

¹ In den Figuren sind die Erregungs- und Entmagnetisierungsbereiche durch mit schrägen Linien gefüllte Abschnitte bzw. durch andere gezeigt. Dadurch wird eine Planzeichnung zur Verwendung bei der Steuerung der Direktkupplung erhalten, wie in Fig. 3 gezeigt, worin die Abschnitte mit schrägen Linien Bereiche sind, in denen die Verbindung der Direktkupplung Dc hergestellt wird, wobei die anderen Abschnitte diejenigen sind, in welchenihre Verbindung unterbrochen ist. Die gestrichelten Linien X, Y zeigen die charakteristischen Linien des Gangschaltens. Der erste Gangbereich wird links von der gestrichelten Linie X, der zweite Gangbereich zwischen den gestrichelten Linien X und Y, und der dritte Gangbereich rechts von der gestrichelten Linie Y dargestellt.

Wie deutlich in den Figuren 3 bis 5 gezeigt, wird, wenn v< v^ ist, das heißt, wenn V< V1,nur das zweite Umsteuerventil I_? erregt, so daß die Direktkupplung Dc nicht verbunden ist.

Im Fall v^ < ν <v₂, das heißt, V1 < V < V2, wird, da das zweite TJmsteuerventil Ip immer erregt wird und das erste Umsteuerventil I₁ nur erregt wird, wenn 01 ^ 0 <" 02 ist, die Direktkupplung Dc nur in dem zweiten Gangbereich verbunden, das heißt, nur dann, wenn der Arbeitsfluiddruck der Reibkupplungseinrichtung 02 für den zweiten Gang zugeführt wird; dieser Bereich ist durch A1 in Fig. 3 angedeutet.

Wenn 0 < 01 oder 0 ;> 02 ist im Fall v₂ < ν < Vy das heißt, V2 4. V < V3, wird die Direktkupplung Dc in gelöstem Zustand gehalten, da das erste Umsteuerventil I₁ entmagnetisiert ist und das zweite Umsteuerventil I„ erregt ist. Wenn aber 01 <. 0 < 02 ist, wird, da das erste Umsteuerventil I.. erregt und in die zweite Stellung umgeschaltet wird, dae zweite Umsteuerventil I₂ ebenfalls in die zweite Stellung in dem

gc zweiten Gangbereich umgeschaltet vermöge des in der Zwischenleitung Lm erzeugten Öldrucks. Folglich erhält die Direktkupplung Dc einen Öldruck von der Arbeitsfluidleitung L2

für den zweiten Gang und kommt folglich in den Zustand "ein" ( der Bereich A2 in Fig.3). Da in dem dritten (oberen)

. Gangbereich die Zwischenleitung Lm von Öldruck entlastet wird und folglich das zweite Umsteuerventil I₂ in die erste Stellung zurückgeführt wird, erhält die Direktkupplung Dc einen Öldruck von der Arbeitsfluidleitung L3 für' den dritten Gang und kommt in den Zustand "ein" (Bereich A3 in Fig.3).

Auf diese Weise kann beim Fahren im dritten oder im oberen Gang die Direktkupplung Dc nach Bedarf betätigt werden, und dies trägt weitgehend zur Verbesserung der Laufruhe und Verminderung des Kraftstoffverbrauchs bei.

Die BereichsD1 und D2.in Fig. 3 sind Pufferzonen, in welchen die Direktkupplung Dc gelöst worden ist, und der Momentwandler Tc kann in diesen Bereichen dazu verwendet werden, einen Stoß zu absorbieren, der durch Schalten des Ganges nach oben oder unten zwischen der ersten und der zweiten Gangstufe sowie der zweiten und der dritten Gangstufe verursacht wird.

Ferner-wird, wenn das Fahrzeug in einem allgemein städtischen Bezirk gefahren wird, das Hochschalten des Ganges umso eher durchgeführt, je kleiner der Öffnungsgrad des Drosselventils ist (die Leistung des Motors ist schwächer). Bas führt zu vermindertem Leistungswirkungsgrad, und der verminderte Wirkungsgrad muß durch die Momentverstärkungsfunktion des Momentwandlers Tc ergänzt werden. Da aber die Bereich B1 und B2 zu der kleineren Seite des Öffnungsgrades 9 hin er-

„₀ weitert sind, kann die Direktkupplung Dc in gelöstem Zustand gehalten werden, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, um V1 oder V2 zu erreichen, selbst nachdem der Gang nach oben auf die zweite oder dritte Gangstufe geschaltet worden ist, was es ermöglicht, die Anforderungen zu erfüllen.

Selbst wenn das Fahrzeug in der zweiten oder dritten Gangstufe gefahren wird, wobei die Direktkupplung Dc in Tätigkeit gehalten wird, wird ferner, wenn das Gaspedal bei Notwendigkeit einer schnellen Beschleunigung niedergedrückt wird, die Direktkupplung Dc bei diesem Vorgang gelöst, wenn der Öffnungsgrad Q des Drosselventils Θ2 übersteigt.(die Bereiche Β., und B, in Fig. 3). Daher wird die Primärmomentverstärkungsfunktion des Momentwandlers Tc voll entfaltet, was ein Fahren mit guter Beschleunigung zuläßt. Wenn andererseits der Öffnungsgrad θ auf weniger als 91 vermindert wird, um die Geschwindigkeit beim Fahren zu vermindern, wird die Direktkupplung Dc gelöst, um einen Schlupf in dem Momentwandler Tc zu erzeugen. Folglich wird die Wirkung der Motorbremse vermindert, und aus diesem Grund kann ein Anstieg des KrafStoffverbrauchs dadurch verhindert werden, daß eine übermäßige Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors unterdrückt wird.

Wenn ν ^ Vq ist, wird das zweite Umsteuerventil Ip ohne Rücksieht auf Q entmagnetisiert, und die Verbindung der Direktkupplung Dc, welche immer in dem dritten Gangbereich ist, wird zu jeder Zeit aufrechterhalten. A4 in Fig.3 zeigt diesen Bereich, worin die Direktkupplung Dc in verbundenem Zustand gelassen wird, und dies ermöglicht es einem Fahrzeug, ein ruhiges und wirtschaftliches Fahren bei hoher Geschwindigkeit auszuführen, selbst wenn das Fahrzeug auf einer Autobahn gefahren wird, wobei das Drosselventil völlig geöffnet ist.

Bei der erwähnten Ausführungsform kann die Direktkupplung Dc so aufgebaut sein, daß dann, wenn sie in Tätigkeit ist, ein Moment in beiden Richtungen zwischen dem Pumpen- und dem Turbinenschaufelrad P, T des Momentwandlers Tc übertragen wird, oder ein Moment in einer Richtung von dem Pumpenschaufelrad P auf das Turbinenschaufelrad T übertragen wird. Falls aber die letztere Konstruktion mit Freilauf- -

kupplungsfunktion gewählt wird, bleibt fast kein positiver

Grund zum Lösen der Betätigung der Direktkupplung Dc, wenn Q < Θ1 ist. Ferner ist es effektiv, wenn die Unisteuerventile I^ und I_? als Magnetventile ausgebildet sind, um verminderte Größe und höhere Genauigkeit der Vorrichtung zu erzielen, aber diese Ventile können auch von hydraulisch betätigtem Typ sein, welcher durch hydraulischen Drosseldruck und hydraulischen Steuerdruck betätigt wird und im allgemeinen . dazu verwendet wird, das Gangsohaltventil des Hilfsgetriebes G zu steuern. Was das -automatische Getriebe anbetrifft, muß es nicht immer ein vollautomatisches Getriebe sein, sondern kann ein sogenanntes halbautomatisches Getriebe sein, in welchem die Übersetzung manuell gewählt wird. Die Reibkontakteinrichtung Cr, C1, C2 und C3> welche allgemein arbeitet, um ein übersetzungsverhältnis einzustellen, wenn sie mit Arbeitsfluiddruck versorgt wird, kann außerdem von einem Typ sein, welcher normalerweise vermöge Arbeitsfluiddruck gelöst wird und betätigt wird, um das übersetzungsverhältnis mittels einer Feder einzustellen, wenn der Arbeitsfluiddruck beseitigt wird.

Ferner ist die Anzahl von Gangstufen des automatischen Getriebes nicht auf die drei Vorwärtsstufen beschränkt, wie oben beispielhaft erwähnt. Es ist offensichtlich, daß die Erfindung auf automatische Getriebe mit vier oder mehr Vorwärtsstufen anwendbar ist, in welchem Fall zwei Richtungssteuerventile für die Übersetzungsverhältnisse in der höchsten Gangstufe und in der unmittelbar daruntergelegenen vorgesehen sein können. Die Erfindung kann auch leicht auf die Übersetzungsverhältnisse in beliebigen drei einander benachbarten Stufen angewandt werden, indem ein anderes Umsteuerventil entsprechend dem zweiten Umsteuerventil Ip zwischen dem zweiten Umsteuerventil I₂ und der Direktkupplung Dc eingefügt wird. Anders ausgedrückt kann zusätzlich je ein Umsteuerventil vorgesehen sein, wenn die angewandten Übersetzungsverhältnisse um eine Stufe vermehrt werden.

Ein Hallelement oder eine integrierte Schaltung anstelle des Zungenschalters 21 kann in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11 verwendet werden. Anderen falls kann er zusammengesetzt sein aus einer Kombination eines Fotounterbrechers und einer Schirmplatte, welche an dem Geschwindigkeitsmeßkabel vorgesehen ist. Der Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils kann ebenso wie der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11 aufgebaut sein als Kombination eines Fotounterbrechers und einer Schirmplatte, oder als

*0 magnetische Einrichtung, welche einen Zungenschalter und einen Magnet umfaßt. Obwohl die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Analogprozess in der Steuerschaltung 10 reguliert worden ist, kann sie digital verarbeitet werdeji, und die Anordnung, die das Logikelement verwendet kann durch eine programmierbare Einheit unter Verwendung eines Mikrocomputers ersetzt werden.

Erfindungsgemäß erstrecken sich, wie oben beschrieben, die erste und die zweite Abzweigleitung von den Arbeitsfluidleitungen einer bzw. einer anderen Reibkontakteinrichtung, das erste Umsteuerventil ist zwischen die erste Abzweigleitung sowie den Ölbehälter und die Zwischenleitung zwischengeschaltet, um zu gestatten, daß die Zwischenleitung wahlweise mit der ersten Abzweigleitung und dem ölbehälter in Verbindung gebracht wird, und das zweite Umsteuerventil ist zwischen die zweite Abzweigleitung sowie die Zwischenleitung und die Arbeitsfluidleitung der Direktkupplung zwischengeschaltet, um zu gestatten, daß die Arbeitsfluidleitung wahlweise mit der zweiten Abzweigleitung und der Zwischenleitung in Verbindung gesetzt wird. Bei dieser Anordnung kann die Direktkupplung in einem Fahrzustand mit vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen dadurch automatisch betätigt werden,daß das erste und das zweite Umsteuerventil auf geeignete Weise gesteuert werden, wodurch ein verminderter Kraftstoffverbrauch und ruhiges Fahren sichergestellt werden.

Ferner kann eine Pufferzone, wo der Direktkupplung nicht zugestanden wird zu arbeiten, in dem Grenzbereich zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen gebildet werden, je nach der Gangschaltcharakteristik, so daß jeder Stoß zum Zeitpunkt des Gangschaltens vermieden wird. Ferner ist die Pufferzone auf der Seite niedriger Belastung breiter gemacht, so daß

die Direktkupplung nicht betätigt wird, wenn nicht die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors bis zu einem gewissen Grad wiederhergestellt ist, selbst wenn das Gangschalten nach oben bei Betrieb mit geringer Belastung früher durchgeführt wird. Folglich ist eine ausreichende Momentverstärkungsfunktion des Momentwandlers erhältlich, und der Leistungswirkungsgrad wird nicht als unzureichend empfunden. Wenn eine hohe Leistung beim Fahren mit relativ hohem Ubersetzungs-

¹^ verhältnis benötigt wird, ist es darüberhinaus möglich, die Momentverstärkungsfunktion des Momentwandlers zu erhalten, indem die Betätigung der Direktkupplung gelöst wird. Beim Fahren in der obersten Stufe werden dadurch, daß die Direktkupplung in Tätigkeit gehalten wird, wenn in den vorbestimm-

2Q ten Hochgeschwindigkeitszustand eingetreten wird, die Erfordernisse für Laufruhe und Kraftstoffersparnis erfüllt, so daß angenehme Fahrbedingungen bei hoher Geschwindigkeit erzielbar gemacht werden. Wenn die Motorbremse bei Fahren mit hoher Geschwindigkeit angewandt wird, ist es ferner möglieh, einen Effekt wie den der Verhinderung einer Verschlechterung der Krafstoffersparniss herbeizuführen, indem die Tätigkeit der Direktkupplung gelöst wird.

Da die Zwischenleitung mit dem zweiten Umsteuer.ventil derart verbunden ist, daß der in der Zwischenleitung erzeugte hydraulische Druck gestattet, daß das zweite Umsteuerventil in die Stellung umgeschaltet wird, in der die Arbeitsfluidleitung der Direktkupplung mit der Zwischenleitung in Verbindung steht, wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sichergestellt, daß das zweite Umsteuerventil umgeschaltet wird, um verschiedene Positionen anzunehmen je nach Vorhandensein oder Abwesenheit von hydraulischem Druck in der

ersten Abzweigleitung, selbst wenn das erste Unisteuerventil in die Stellung umgeschaltet worden ist, in der die Zwischenleitung mit der ersten Abzweigleitung in Verbindung steht. Mit dieser Anordnung kann die Direktkupplung auf verschiedene Anforderungen gesteuert werden, wobei zur Vereinfachung der Eingangssignale beigetragen wird, die an. das zweite Umsteuerventil anzulegen sind.

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Claims

PATENTANWÄLTE

MITSCHERLICH ■ GUNSCHMANN · KÖRBER ■ SCHMIDT-EVERS

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT · PROF. REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

MANDATAIRES AGREES PRES L'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS

Dipl.-lng. H. Mitscherlich Dipl.-lng. K. Gunschmann Dipl.-lng. Dr. rer. nat. W. Körber Dipl.-lng. J. Schmidt-Evers Dipl.-lng. W. ΜθΙζθγ

Steinsdorf straße 10 HONDA GIKEN KOGIO KABUSHIKI KAISHA D-8000 München 22

Telefon (089) 29 66 84-86

8-go,27-ban, Jingumae 6-chome Telex 523 155mitshd Shibuya-ku, Tokio/Japan Psch-Kto.Mchni9575-803

EPA-Kto. 28 000 206

12. Juli 1983

Ansprüche:

( 1J Steuervorrichtung für eine Direktkupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe mit einem Fluid-Momentwandler, einem Hilfsgetriebe, welches mehrere Stufen von Zahnradsätzen umfaßt, die wahlweise mit der Ausgangsseite des Momentwandlers verbunden sind und die unterschiedliche Übersetzungen von Zahnrad zu Zahnrad aufweisen, und welches eine Mehrzahl hydraulisch betätigter Reibkontakteinrichtungen zur Betätigung der Zahnradsätze umfaßt, sowie einer hydraulisch betätigten Direktkupplung, die in der Lage ist, das Pumpen- und das Turbinenschaufelrad des Momentwandlers direkt miteinander zu koppeln,

dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Abzweigleitung (I₂»lo) von Arbeitsfluidleitungen/ von der einen bzw. der anderen Reibkontakteinrichtung (^C _S»^C3) veriaurer-Ls, ^aB ein erstes üxsteu- -t""¹ ^fZ.) zwischen die

erste Abzweigleitung (I₂) sowie einen Ölbehälter (A) und eine Zwischenleitung (L ) zwischengeschaltet ist, um zu gestatten, daß die Zwischenleitung (L ) wahlweise mit der ersten Ab-Zweigleitung (1^) oder dem Ölbehälter (Λ) in Verbindung gesetzt wird, und daß ein zweites Umsteuerventil (Ip) zwischen

die zweite Abzweigleitung (1~) sowie die Zwischenleitung (L ) und eine Arbeitsfluidleitung (L,) der Direktkupplung (D ) zwischengeschaltet ist, um zu gestatten, daß die Arbeitsfluidleitung (L^) der Direktkupplung wahlweise mit der zweiten Abzweigleitung (1^) oder der Zwischenleitung (L ) in Verbindung gesetzt wird. ' .
2. Steuervorrichtung für eine Direktkupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe mit einem Fluid-Momentwandler, einem Hilfsgetriebe, welches mehrere Stufen von Zahnradsätzen umfaßt, die wahlweise, mit der Ausgangsseite des Momentwandlers verbunden sind, und die unterschiedliche Übersetzungen von Zahnrad zu Zahnrad aufweisen, und welches eine Mehrzahl hydraulisch betätigter Reibkontakteinrichtungen zur Betatigung der Zahnradsätze umfaßt, sowie einer hydraulischen Direktkupplung, die in der Lage ist, das Pumpen- und das Turbinenschaufelrad des Momentwandlers direkt miteinander zu koppeln,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Abzweigleitung (l„,lo) von Arbeitsfluidleitungen (Lp,L^) von der einen bzw. der anderen Reibkontakteinrichtung (Cp,G-) verlaufen, daß ein erstes Umsteuerventil (I-) zwischen die erste Abzweigleitung (Ip) sowie einen Ölbehälter (4) und eine Zwischenleitung (L ) zwischengeschaltet ist, um zu gestatten, daß die Zwischenleitung (L ) wahlweise mit der ersten Abzweigleitung (I₉) oder dem Ölbehälter (4) in Verbindung gesetzt wird, daß ein zweites Umsteuerventil (Ip) zwischen die zweite Abzweigleitung (l~) sowie die Zwischenleitung (L ) und eine Arbeitsfluidleitung (L^) der Direktkupplung (D ) zwischengeschaltet ist, um zu gestatten, daß die Arbeitsfluidleitung (L,) der Direktkupplung wahlweise mit der zweiten Abzweigleitung (L^) oder der Zwischenleitung (L ) in Verbindung gesetzt wird, und daß die Zwischenleitung (L ) mit dem zweiten Umsteuerventil (Ip) derart verbunden

III ~

ist, daß ein in der Zwischenleitung erzeugter hydraulischer ob

Druck so arbeitet, daß er gestattet, daß das zweite Umsteuerventil (Ip) in eine Stellung umgeschaltet wird, in der

Vdie Arbeitsfluidleitung (L,) der Direktkupplung (D_c) mit der

Zwischenleitung (L ) in Verbindung steht.