DE3325151C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Getriebe, die mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler ausgerüstet sind, weisen den Nachteil auf, daß der zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad vorhandene und zu einem Leistungsverlust führende Schlupf im gesamten Betriebsbereich auftritt und somit auch in solchen Betriebszuständen wie Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, bei denen der Drehmomentwandler nicht erforderlich ist.

Zur Lösung dieses Problems ist man dazu übergegangen, zwischen dem Pumpen- und Turbinenrad des Drehmomentwandlers eine Überbrückungskupplung vorzusehen zur wahlweisen Abschaltung des Drehmomentwandlers in bestimmten Betriebszuständen des Fahrzeugs, wie hohe Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der Gangvorwahl und z. B. der Leistungsvorgabe.

Eine Steuervorrichtung der eingangs bezeichneten Art ist in der DE-OS 29 13 180 beschrieben und dargestellt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist zur Steuerung der Überbrückungskupplung eine Vorsteuerventilanordnung mit mehreren einen Steuerdruck einstellenden Vorsteuerventilen und eine Steuerventilanordnung mit einem ersten und zweiten, in Reihe angeordneten Steuerventilen vorgesehen, von denen das erste in Abhängigkeit vom Steuerdruck ein Betätigungssignal erzeugt, das den Steuerschieber des zweiten Steuerventils zwecks Steuerung des die Überbrückungskupplung beaufschlagenden Ölstromes bewegt. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist bei der bekannten Steuervorrichtung eine Abhängigkeit des ersten und zweiten Steuerventils voneinander und ein großer Steuerungsaufwand mit mehreren Vorsteuerventilen zur Erfassung der Betriebzustände, bei denen die Überbrückungskupplung zu betätigen ist, erforderlich.

Durch die EP-O-040 301 A2 ist eine ähnliche Steuervorrichtung für eine Überbrückungskupplung bekanntgeworden, bei der ein Zweistellungsventil als Überbrückungskupplungssteuerventil vorgesehen ist. An der Steuerfläche des zugehörigen Ventilschiebers kann - abhängig vom Erregungszustand eines Magnetventils - in allen Vorwärtsgängen Druck anliegen oder nicht anliegen und folglich die Überbrückungskupplung in allen Vorwärtsgängen aus- oder eingerückt sein. Der Erregungszustand des Magnetventils wiederum hängt vom Ergebnis logischer Verknüpfungen von Geschwindigkeitssignalen mit Gangstellungssignalen ab. Das bedeutet, daß neben der Erfassung und dem Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit mit bestimmten Grenzwerten auch eine Erfassung des jeweils eingelegten Getriebeganges erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung für eine Überbrückungskupplung zu schaffen, die eine Überbrückung des Drehmomentwandlers auch in unteren Getriebegängen gestattet, die aber gleichzeitig ohne Gangstellungssensoren auskommt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die zur Überbrückungskupplung führende Arbeitsfluidleitung wahlweise mit den zu den betreffenden Reibvorrichtungen führenden Arbeitsfluidleitungen verbindbar. Außerdem sind die diese Verbindung gewährleistenden Steuerventile gegenseitig nicht beeinflußt und somit unabhängig voneinander steuerbar.

Hierdurch ergibt sich eine Steueranordnung, die bei einfacher Ausgestaltung und daher sicherer Funktion eine große Flexibilität zur Ausführung der in Abhängigkeit der gewünschten Betriebszustände erforderlichen Steuervorgänge aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein automatisches Fahrzeuggetriebe in schematischer Darstellung, das mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Steuervorrichtung für eine Überbrückungskupplung ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein Schaltbild einer elektrischen Steuerschaltung der Steuervorrichtung,

Fig. 3 bis 5 je ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Steuervorrichtung.

In die Antriebsverbindung zwischen einem Motor E und einem Hilfsgetriebe G ist ein hydrokinetischer Drehmomentwandler T _c mit einem Pumpenschaufelrad P, einem Turbinenschaufelrad T und einem Stator S eingesetzt, wobei der Motor E das Pumpenschaufelrad P direkt und das Turbinenschaufelrad T dynamisch antreibt. Wenn eine Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Schaufelrädern P, T besteht und eine Momentverstärkungswirkung vorhanden ist, nimmt der Stator S die Reaktionskraft auf. Das Ausgangsmoment des Turbinenschaufelrades T wird über das Hilfsgetriebe G und einen Differentialmechanismus D auf Antriebsräder W übertragen. Das Hilfsgetriebe G ist mit drei Zahnradsätzen für Vorwärtsgangstufen ausgerüstet, die verschiedene Übersetzungen von Zahnradsatz zu Zahnradsatz aufweisen, ferner mit einem Zahnradsatz für eine Rückwärtsgangstufe (nicht gezeigt) sowie mit hydraulischen Reibvorrichtungen C₁, C₂, C₃ und C _r wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen zur Betätigung der jeweiligen Zahnradsätze.

Eine Überbrückungskupplung D _c zum mechanischen direkten Koppeln des Pumpenschaufelrades P mit dem Turbinenschaufelrad T ist zwischen den beiden Schaufelrädern P und T vorgesehen, und die Überbrückungskupplung D _c wird, wie unten beschrieben, durch ein erstes und ein zweites Steuerventil I₁, I₂ hydraulisch betätigt.

Das Pumpenschaufelrad P treibt mittels eines Zahnradmechanismus und einer anderen geeigneten Übertragungseinrichtung 2 eine hydraulische Pumpe 3 an, wodurch Arbeitsfluid aus einem Öl aus Fluid enthaltenden Tank 4 einer Gangstufen-Wähleinrichtung 5 unter Druck zugeführt wird. Ein Druckbegrenzungsventil 6 ist in einer Leitung vorgesehen, welche die Abgabeseite der hydraulischen Pumpe 3 mit dem Tank 4 verbindet, um so den Arbeitsdruck der Pumpe 3 auf einen vorbestimmten Wert zu regulieren.

Die Wähleinrichtung 5 steuert unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie des Öffnungsgrades eines Drosselventils, welcher die Ausgangsleistung des Motors E repräsentiert, die Beaufschlagung der Reibvorrichtungen C₁, C₂, C₃ und C _r mit dem hydralischen Arbeitsdruck der Pumpe 3 jeweils dann, wenn zwei der ermittelten Werte vorbestimmte Bezugswerte überschreiten. Die Reibvorrichtungen C₁, C₂, C₃ und C _r steuern die entsprechende Schaltung der Zahnradsätze. Hierdurch werden die Übersetzungen für den ersten, zweiten, dritten (oberen) Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang eingestellt.

Die Reibvorrichtungen C₁ bis C₃ und C _r sind jeweils durch eine Arbeitsfluidleitung mit der Wählvorrichtung 5 verbunden, wobei die den Reibvorrichtungen C₂ und C₃ zugeordneten Arbeitsfluidleitungen mit L₂ und L₃ bezeichnet sind. Die Fluidkammer der Überbrückungskammer D _c ist durch Arbeitsfluidleitungsabschnitte sowohl mit der Arbeitsfluidleitung L₂ als auch mit der Arbeitsfluidleitung L₃ verbunden und somit durch den Arbeitsdruck in deisen Arbeitsfluidleitungen L₂, L₃ beaufschlagbar bzw. steuerbar. Hierzu dienen zwei in Reihe angeordnete Steuerventile I₁ und I₂. Die das erste Steuerventil I₁ mit der Arbeitsfluidleitung L₂ verbindende Abzweigleitung ist mit l₂, die sich zwischen den Steuerventilen I₁, I₂ erstreckende und sie miteinander verbindende Leitung ist mit L _m und die sich vom Steuerventil I₂ zur Fluidkammer der Überbrückungskupplung D _c erstreckende Arbeitsfluidleitung ist mit L _d bezeichnet. Bei den Steuerventilen I₁ und I₂ handelt es sich um Wegeventile. Das Steuerventil I₂ ist außerdem über eine Abzweigleitung l₃ mit der Arbeitsfluidleitung L₃ verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Steuerventile durch 3/2-Wegeventile gebildet. Dabei handelt es sich um Magnetventile.

In der dargestellten ersten Schaltstellung des ersten Steuerventils I₁ ist der Durchgang zwischen der Abzweigleitung l₂ und der Zwischenleitung L _m gesperrt, dagegen der Durchgang zwischen der Zwischenleitung L _m und einer zum Tank 4 führenden Leitung offen.

In der dargestellten ersten Schaltstellung des zweiten Steuerventils I₂ ist der Durchgang zwischen der Zwischenleitung L _m und der Arbeitsfluidleitung L _d gesperrt, während der Durchgang zwischen der Arbeitsfluidleitung L _d und der Abzweigleitung l₃ offen ist.

In der zweiten Schaltstellung der Steuerventile I₁, I₂ sind die Durchgänge jeweils umgekehrt offen bzw. gesperrt wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Beide Steuerventile I₁, I₂ sind jeweils durch die Vorspannkraft einer Feder in die erste Schaltstellung beaufschlagt. Durch die Erregung jeweils einer elektrischen Spule 8₁, 8₂ können die Steuerventile I₁, I₂ in die zweite Schaltstellung geschaltet werden.

Das Steuerventil I₂ ist entgegen der Vorspannkraft der Feder 7₂ mit dem in der Zwischenleitung L _m herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagbar. Hierzu ist die der Feder 7₂ abgewandte Seite des Steuerventils I₂ durch eine Ansteuerleitung L _m ′ mit der Zwischenleitung L _m verbunden.

Die vorbeschriebene Anordnung ist bereits bekannt, und da sie insoweit keinen grundsätzlichen Teil der Erfindung darstellt, ist eine weitere Beschreibung nicht erforderlich.

Wenn sich das zweite Steuerventil I₂ wie dargestellt in seiner ersten Stellung befindet, steht dementsprechend die Arbeitsfluidleitung L _d durch die zweite Abzweigleitung l₃ mit der Arbeitsfluidleitung L₃ für die dritte Gangstufe in Verbindung, unabhängig von der Stellung des ersten Steuerventils I₁, so daß nur dann, wenn der Arbeitsdruck der Reibvorrichtung für die dritte Gangstufe zugeführt wird, die Überbrückungskupplung D _c durch den Arbeitsdruck beaufschlagt ist und folglich den Zustand "ein" einnimmt. Ferner ist, wenn beide Steuerventile I₁ und I₂ zusammen in die zweite Stellung geschaltet sind, die Arbeitsfluidleitung L _d durch die Zwischenleitung L _m und die erste Abzweigleitung l₂ mit der Arbeitsfluidleitung L₂ der zweiten Gangstufe in Verbindung, so daß nur dann, wenn der Arbeitsdruck der Reibvorrichtung C₂ für die zweite Gangstufe zugeführt wird, die Überbrückungskupplung D _c den Arbeitsdruck erhält und folglich den Zustand "ein" einnimmt. Darüber hinaus ist, wenn nur das zweite Steuerventil I₂ in die zweite Stellung geschaltet ist, die Arbeitsfluidleitung L _d durch die Zwischenleitung L _m und das erste Umsteuerventil I₁ mit dem Tank 4 verbunden, so daß die Überbrückungskupplung D _c den Zustand "aus" einnimmt.

Bei dieser Anordnung kann während des Fahrens im zweiten Gang, in dem die Reibvorrichtung C₂ für die zweite Gangstufe in Tätigkeit ist, die Tätigkeit der Überbrückungskupplung D _c durch Erregen des ersten Steuerventils I₁ frei gesteuert werden und erleidet keinen Einfluß durch Erregung oder Nichterregung des zweiten Steuerventils I₂. Indessen wird beim Fahren im dritten (oberen) Gang, in welchem die Reibvorrichtung C₃ für die dritte Gangstufe in Tätigkeit ist, der Arbeitsfluidleitung L₂ für den zweiten Gang kein Arbeitsdruck zugeführt, so daß die Tätigkeit der Überbrückungskupplung D _c durch Erregen des zweiten Steuerventils I₂ frei gesteuert werden kann und keinen Einfluß durch Erregung oder Nichterregung des ersten Steuerventils I₁ erleidet. Anders ausgedrückt sind beide Steuerventile I₁ und I₂ in der Lage, die Tätigkeit der Überbrückungskupplung D _c im zweiten bzw. dritten Gangbereich auf unabhängige Weise zu steuern, ohne einander zu beeinflussen.

Eine Steuerschaltung 10 ist mit den Spulen 8₁, 8₂ des ersten und des zweiten Steuerventils I₁, I₂ zur Steuerung deren Nichterregung und Erregung verbunden, wobei die Steuerschaltung 10 sich zusammensetzt aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11, einem Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils, einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13, einer Logikschaltung 14 und ersten und zweiten Ausgangs-Verstärkerschaltungen 15₁, 15₂.

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 Tachometerkabel 16 angefügt ist. Dieser Magnetrotor 17 ist an seinem Außenumfang mit einem Dauermagneten 17 a versehen. Jedesmal wenn der Dauermagnet 17 a vor dem Zungenschalter 21 vorbeiläuft, wenn sich das Tachometerkabel 16 dreht, arbeitet der Magnetrotor 17 in der Weise, daß er den Zungenschalter 21 einschaltet und ein Ausgangssignal zu der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13 sendet. Folglich ist die Frequenz des Ausgangssignals proportional zur Drehzahl des Tachometerkabels 16, d. h. zur Fahrzeuggeschwindigkeit V.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind Widerstände 22, 23, ein Kondensator 24, 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 40 miteinander zur Bildung der Fahrzeuggeschwindigkeits- Ermittlungsschaltung 13 verschaltet, 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 einen ersten, zweiten und dritten Komparator 45, 50, 55 der Logikschaltung 14 anzulegen.

Der Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils umfaßt einen Nocken 56, der mit einem Gaspedal 18 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, d. h., wenn der Öffnungsgrad R des Drosselventils des Motors kleiner ist als ein vorbestimmter Wert R₁, und wenn der Öffnungsgrad R größer ist als ein vorbestimmter Wert R₂, welcher auch größer ist als der Wert R₁, ist der Schalter 57 von dem Nocken 56 getrennt, so daß die Kontakte geschlossen sind. Falls der Öffnungsgrad R des Drosselventils zwischen den vorbestimmten Werten R₁ und R₂ liegt, wird der Schalter 57 durch den Nocken 56 gedrückt, so daß die Kontakte geöffnet sind. Und jedesmal, wenn die Kontakte geöffnet werden, wird ein Ausgangssignal mit hohem Pegel einem Inverter 61 der Logikschaltung 14 zugeführt.

Der erste, zweite und dritte Komparator 45, 50, 55 des Logikschaltkreises 14 werden dazu verwendet, die Ausgangsspannung v der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13 mit Bezugsspannungen zu vergleichen. Die Bezugsspannungen sind auf Spannungen v₁, v₂, v₃ (dabei v₁<v₂<v₃) entsprechend eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeiten V₁, V₂, V₃ (dabei V₁<V₂ <V₃) festgelegt durch Widerstände 43, 44; 48, 49 bzw. 53, 54. Dementsprechend bleiben die Ausgangssignale der Komparatoren 45, 50, 55 auf hohem Pegel, wenn die Ausgangsspannung v der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungsschaltung 13 größer ist als die Bezugsspannungen v₁, v₂, v₃ und auf niedrigem Pegel, wenn die erste kleiner ist als die letztere.

In der Logikschaltung 14 wird das Ausgangssignal des ersten Komparators 45 an einen ersten Eingang 64 a eines NAND-Gatters 64 gelegt, das Ausgangssignal des zweiten Komparators 50 wird an einen ersten Eingang 66 a eines NAND-Gatters 66 gelegt, und das Ausgangssignal des dritten Komparators 55 wird an zweite Eingänge 65 b und 67 b von NAND-Gattern 65 und 67 über einen Inverter 63 gelegt. An zweite Eingänge 64 b, 66 b der NAND- Gatter 64, 66 wird das Ausgangssignal des Inverters 61 über einen Inverter 62 gelegt. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter 64 und 66 werden an jeweilige erste Eingänge 65 a und 67 a der NAND-Gatter 65 bzw. 67 gelegt. Dann wird das Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 direkt an die erste Verstärkerschaltung 15₁ gelegt, während das Ausgangssignal des NAND-Gatters 67 über einen Inverter 68 an die zweite Verstärkerschaltung 15₂ gelegt wird.

Die erste Verstärkerschaltung 15₁ umfaßt einen Widerstand 70₁ und einen NPN-Transistor 71₁, und wenn das Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 auf hohem Pegel liegt, wird der Transistor 71₁ erregt und schließt den Stromquellenkreis des ersten Steuerventils I₁. Ähnlich umfaßt die zweite Verstärkerschaltung 15₂ einen Widerstand 70₂ und einen NPN-Transistor 71₂, und wenn das Ausgangssignal des Inverters 68 sich auf hohem Pegel befindet, wird der Transistor 71₂ erregt und schließt den Stromquellenkreis des zweiten Steuerventils I₂.

Wenn nun v<v₁ ist, befinden sich sämtliche Ausgangssignale vom ersten, zweiten und dritten Komparator 45, 50, 55 auf niedrigem Pegel, so daß das Ausgangssignal des NAND-Gatters 64, welches das Niedrigpegel-Ausgangssignal von dem ersten Komparator 45 erhält, hohen Pegel aufrechterhält. Dieses Hochpegel- Ausgangssignal wird an den ersten Eingang 65 a des NAND-Gatters 65 gelegt, während das Niedrigpegel-Ausgangssignal von dem dritten Komparator 55 durch den Inverter 63 auf hohen Pegel invertiert wird und dann an den zweiten Eingang 65 b des NAND- Gatters 65 gelegt wird. Folglich weist das Ausgangssignal von dem NAND-Gatter 65 niedrigen Pegel auf, so daß der Transistor 71₁ der ersten Verstärkerschaltung 15 gesperrt gehalten wird und daher das erste Steuerventil I₁ stromlos wird. Obwohl das Ausgangssignal des NAND-Gatters 67 in gleicher Weise niedrigen Pegel zeigt, wird dieses Ausgangssignal durch den Inverter 68 auf hohen Pegel invertiert und dann an die zweite Verstärkerschaltung 15₂ gelegt, so daß der Transistor 71₂ erregt (durchgeschaltet) wird, um das zweite Steuerventil I₂ zu schließen.

Wenn andererseits v₁<v<v₂ ist, sind die Ausgangssignale des zweiten Komparators 50, der NAND-Gatter 66, 67 und des Inverters 68 die gleichen wie diejenigen im Fall v<v₁, so daß das zweite Steuerventil I₂ erregt wird. Indessen erhält das Ausgangssignal des ersten Komparators 45 hohen Pegel aufrecht, und dieses Hochpegel-Ausgangssignal wird an den ersten Eingang 64 a des NAND-Gatters 64 gelegt, so daß der Ausgangspegel des NAND-Gatters 64 durch den Eingangspegel an seinem zweiten Eingang 64 b bestimmt wird.

Wenn in diesem Fall R<R₁ oder R<R₂ ist, zeigt dementsprechend das Ausgangssignal des Schalters 57 niedrigen Pegel, und daher zeigt das Eingangssignal am zweiten Eingang 64 b des NAND-Gatters 64 ebenfalls niedrigen Pegel, so daß das erste Steuerventil I₁ auf gleiche Weise stromlos wird wie im Fall v<v₁. Wenn aber in diesem Fall R₁<R<R₂ ist, zeigen die beiden Eingangssignale, die an den ersten und den zweiten Eingang 64 a, 64 b des NAND-Gatters 64 angelegt sind, hohen Pegel. Daher nimmt das Ausgangssignal des NAND-Gatters 64 niedrigen Pegel an, und folglich nimmt das Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 hohen Pegel öan, so daß der Transistor 71₁ durchgeschaltet wird, um das erste Steuerventil I₁ zu schließen.

Da in dem Fall v₂<v<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 v₁<v<v₂, wird das erste Steuerventil I₁ entregt, wenn R<R₁ oder R<R₂ ist, und erregt, wenn R₁<R<R₂ ist. 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 invertiert, so daß das zweite Steuerventil I₂ erregt wird, wenn R<R₁ oder R<R₂ ist, und entregt wird, wenn R₁<R<R₂ ist.

Wenn schließlich v<v₃ ist, zeigt das Ausgangssignal des dritten Komparators 55 hohen Pegel, welcher durch den Inverter 63 auf niedrigen Pegel invertiert und dann an die beiden zweiten Eingänge 65 b, 67 b der NAND-Gatter 65, 67 gelegt wird, so daß das erste Steuerventil I₁ erregt und das zweite Steuerventil I₂ entregt werden.

Die Fig. 4 und 5 sind graphische Darstellungen, welche die Zustände des ersten und des zweiten Steuerventils I₁, I₂ auf der Basis der geschilderten Vorgänge zeigen.

In diesen Figuren sind die Erregungszonen durch schraffierte Flächen dargestellt. Dadurch wird eine Planzeichnung zur Verwendung bei der Steuerung der Überbrückungskupplung D _c erhalten, wie in Fig. 3 gezeigt, wobei die Abschnitte mit schrägen Linien Bereiche sind, in denen die Verbindung der Überbrückungskupplung D _c hergestellt wird, und die anderen Abschnitte diejenigen sind, in welchen die 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 Fig. 3 bis 5 gezeigt, wird, wenn v<v₁ ist, d. h., wenn V<V₁ nur das zweite Steuerventil I₂ erregt, so daß die Überbrückungskupplung D _c nicht verbunden ist.

Im Fall v₁<v<v₂, d. h. V₁<V<V₂, wird, da das zweite Steuerventil I₂ immer erregt wird und das erste Steuerventil I₁ nur erregt wird, wenn R₁<R<R₂ ist, die Überbrückungskupplung D _c nur im zweiten Gangbereich verbunden, d. h. nur dann, wenn der Arbeitsdruck der Reibvorrichtung C₂ für den zweiten Gang zugeführt wird. Dieser Bereich ist durch A₁ in Fig. 3 angedeutet.

Wenn R<R₁ oder R<R₂ ist im Fall v₂<v<v₃, d. h., wenn V<V<V, wird die Überbrückungskupplung D _c in gelöstem Zustand gehalten, da das erste Steuerventil I₁ entregt ist und das zweite Steuerventil I₂ erregt ist. Wenn aber R₁<R<R₂ ist, wird, da das erste Steuerventil I₁ erregt und in die zweite Stellung geschaltet wird, das zweite Umsteuerventil I₂ ebenfalls in die zweite Stellung im zweiten Gangbereich umgeschaltet aufgrund des Druckes in der Zwischenleitung L _m . Folglich wird die Überbrückungskupplung D _c mit dem Arbeitsdruck von der Arbeitsfluidleitung L₂ für den zweiten Gang beaufschlagt, und sie kommt folglich in den Zustand "ein" (Bereich A₂ in Fig. 3). Da in dem dritten (oberen) Gangbereich die Zwischenleitung L _m entlastet ist und folglich das zweite Steuerventil I₂ in die erste Stellung zurückgeführt wird, erhält die Überbrückungskupplung D _c Arbeitsdruck von der Arbeitsfluidleitung L₃ für den dritten Gang, und sie kommt in den Zustand "ein" (Bereich A₃ in Fig. 3).

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

Die Bereiche D₁ und D₂ in Fig. 3 sind Pufferzonen, in welchen die Überbrückungskupplung D _c gelöst worden ist, und der Drehmomentwandler T _c 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 im Stadtverkehr gefahren wird, das Hochschalten des Ganges um so eher durchgeführt, je kleiner der Öffnungsgrad des Drosselventils ist (die Leistung des Motors ist schwächer). Das führt zu vermindertem Leistungswirkungsgrad, und letzterer muß durch die Momentverstärkungsfunktion des Drehmomentwandlers T _c ergänzt werden. Da aber die Bereiche B₁ und B₂ zu der kleineren Seite des Öffnungsgrades R hin erweitert sind, kann die Überbrückungskupplung D _c 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 Überbrückungskupplung D _c in Tätigkeit gehalten wird, wird ferner, wenn das Gaspedal bei der Notwendigkeit einer schnellen Beschleunigung niedergedrückt wird, die Überbrückungskupplung D _c bei diesem Vorgang gelöst, wenn der Öffnungsgrad R des Drosselventils R₂ übersteigt (die Bereiche B₃ und B₄ in Fig. 3). Daher wird die Primärmomentverstärkungsfunktion des Drehmomentwandlers T _c voll entfaltet, was ein Fahren mit guter Beschleunigung zuläßt. Wenn andererseits der Öffnungsgrad R auf weniger als R₁ vermindert wird, um die Geschwindigkeit beim Fahren zu vermindern, wird die Überbrückungskupplung D _c gelöst, um einen Schlupf im Drehmomentwandler T _c zu erzeugen. Folglich wird die Wirkung der Motorbremse vermindert, und aus diesem Grunde kann ein Anstieg des Kraftstoffverbrauchs dadurch verhindert werden, daß eine übermäßige Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors unterdrückt wird.

Wenn v<v₃ ist, wird das zweite Steuerventil I₂ ohne Rücksicht auf R entregt, und die Verbindung der Überbrückungskupplung D _c , welche immer im dritten Gangbereich ist, wird zu jeder Zeit aufrechterhalten. A₄ in Fig. 3 zeigt diesen Bereich, in dem die Überbrückungskupplung D _c 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 Überbrückungskupplung D _c so aufgebaut sein, daß sie dann, wenn sie in Tätigkeit ist, ein Drehmoment in beiden Richtungen zwischen dem Pumpen- und dem Turbinenschaufelrad P, T oder ein Moment in einer Richtung von dem Pumpenschaufelrad P auf das Turbinenschaufelrad T überträgt. Falls aber die letztere Konstruktion mit Freilaufkupplungsfunktion gewählt wird, bleibt fast kein positiver Grund zum Lösen der Betätigung der Überbrückungskupplung D _c , wenn R<R₁ ist. Ferner ist es effektiv, wenn die Steuerventile I₁ und I₂ als Magnetventile ausgebildet sind, um verminderte Größe und höhere Genauigkeit der Steuervorrichtung zu erzielen. Die Steuerventile können aber auch hydraulisch betätigbar sein. Sie können z. B. von solchem Typ sein, welcher durch hydraulischen Drosseldruck oder Steuerdruck betätigt wird und im allgemeinen dazu verwendet wird, das Gangschaltventil des Hilfsgetriebes G zu steuern.

Was das automatische Getriebe anbetrifft, muß es nicht immer ein vollautomatisches Getriebe sein, sondern es kann ein sogenanntes halbautomatisches Getriebe sein, in welchem die Übersetzung manuell gewählt wird. Die Reibvorrichtung C _r , C₁, C₂ und C₃, welche normalerweise arbeitet, um ein Übersetzungsverhältnis einzustellen, wenn sie mit Arbeitsdruck versorgt wird, kann auch von einem Typ sein, bei dem die Lösung durch den Arbeitsdruck erfolgt und das Übersetzungsverhältnis mittels einer Feder eingestellt wird, wenn der Arbeitsdruck zurückgenommen 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, wobei zwei Richtungssteuerventile für die Übersetzungsverhältnisse in der höchsten Gangstufe und in der unmittelbar darunter gelegenen vorgesehen sein können. Die Erfindung kann auch leicht auf die Übersetzungsverhältnisse in beliebigen drei einander benachbarten Stufen angewandt werden, indem ein anderes Steuerventil entsprechend dem zweiten Steuerventil I₂ zwischen dem zweiten Steuerventil I₂ und der Überbrückungskupplung D _c eingefügt wird. Anders ausgedrückt kann zusätzlich je ein Steuerventil vorgesehen sein, wenn die vorhandenen Gangstufen um eine Stufe vermehrt werden.

Es kann ein Hallelement oder eine integrierte Schaltung anstelle des Zugenschalters 21 in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 11 verwendet werden. Anderenfalls kann er zusammengesetzt sein aus einer Kombination eines Fotounterbrechers und einer Schirmplatte, welche an dem Tachometerkabel vorgesehen ist. Der Fühler 12 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils kann ebenso wie der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 11 aufgebaut sein als Kombination eines Fotounterbrechers und einer Schirmplatte oder als magnetische Einrichtung, welche einen Zungenschalter und einen Magnet umfaßt. Obwohl beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Steuerschaltung 10 analog gesteuert wird, kann diese Funktion auch durch Digitalverarbeitung erreicht werden, und die Anordnung, die das Logikelement verwendet, kann durch eine programmierbare Einheit unter Verwendung eines Mikrocomputers ersetzt werden.

Ferner kann eine Pufferzone, wo der Überbrückungskupplung D _c 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 Überbrückungskupplung D _c 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 Drehmomentverstärkungsfunktion des Drehmomentwandlers T _c erhältlich, und der Leistungswirkungsgrad wird verbessert. Wenn eine hohe Leistung beim Fahren mit relativ hohem Übersetzungsverhältnis benötigt wird, ist es darüber hinaus möglich, die Momentverstärkungsfunktion des Drehmomentwandlers T _c zu erhalten, indem die Betätigung der Überbrückungskupplung D _c gelöst wird. Beim Fahren in der obersten Stufe werden dadurch, daß die Überbrückungskupplung D _c in Tätigkeit gehalten wird, wenn in den vorbestimmten Hochgeschwindigkeitszustand eingetreten wird, die Erfordernisse für Laufruhe und Kraftstoffersparnis erfüllt, so daß angenehme Fahrbedingungen bei hoher Geschwindigkeit erzielbar gemacht werden. Wenn die Motorbremse beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit angewandt wird, ist es ferner möglich, eine Kraftstoffeinsparung herbeizuführen, indem die Überbrückungskupplung D _c gelöst wird.

Da die Zwischenleitung lm mit dem zweiten Steuerventil I₂ derart verbunden ist, daß der in der Zwischenleitung lm vorhandene Druck es gestattet, das zweite Steuerventil I₂ in die Stellung umzuschalten, in der die Arbeitsfluidleitung Ld der Überbrückungskupplung D _c mit der Zwischenleitung lm in Verbindung steht, wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sichergestellt, daß das zweite Steuerventil I₂ umgeschaltet wird, um verschiedene Positionen einzunehmen je nach Vorhandensein oder Abwesenheit vom hydraulischen Druck in der ersten Abzweigleitung l₂, selbst wenn das erste Steuerventil I₁ in die Stellung umgeschaltet worden ist, in der die Zwischenleitung lm mit der ersten Abzweigleitung l₂ in Verbindung steht. Mit dieser Anordnung kann die Überbrückungskupplung D _c auf verschiedene Anforderungen gesteuert werden, wobei zur Vereinfachung der Eingangssignale beigetragen wird, die an das zweite Steuerventil I₂ anzulegen sind.

Claims (5)

1. Steuervorrichtung für eine Überbrückungskupplung in einem automatischen Fahrzeuggetriebe, mit

• - einem hydrokinetischen Drehmomentwandler,
• - einem mehrstufigen Zahnräderwechselgetriebe, dessen Zahnradsätze für unterschiedliche Übersetzungen selektiv mit der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers verbindbar sind,
• - mehreren hydraulisch betätigten Reibvorrichtungen zum Einschalten jeweils zugeordneter Zahnradsätze,
• - einer hydraulisch betätigten Überbrückungskupplung zum direkten Kuppeln des Pumpen- und Turbinenrades des Drehmomentwandlers durch den Druck eines Arbeitsfluids, das durch eine zur Überbrückungskupplung führende Arbeitsfluidleitung strömt, und
• - einer Steuerventilanordnung, die mit der zur Überbrückungskupplung führenden Arbeitsfluidleitung verbunden ist und unabhängig von bestimmten Betriebsbedingungen die Zufuhr von Arbeitsfluid zur Überbrückungskupplung bzw. das Ablassen des Arbeitsfluids von der Überbrückungskupplung in einen drucklosen Behälter steuert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung aus mehreren sich gegenseitig nicht beeinflussenden Steuerventilen (I₁, I₂) besteht, zu denen mehrere, diesen zugeordnete, voneinander unabhängige Abzweigleitungen (l₂, l₃) führen, die jeweils von den den Reibvorrichtungen (C₂, C₃) für die Zahnradsätze zugeordneten Arbeitsfluidleitungen (L₂, L₃) abzweigen, daß jedes Steuerventil (I₁, I₂) eine Stellung einnehmen kann, bei der die zur Überbrückungskupplung (D _C ) führende Arbeitsfluidleitung (L _d ) und die zugeordnete Abzweigleitung (l₂, l₃) verbunden sind, um das Arbeitsfluid, das von der zu der jeweilig zugeordneten Reibvorrichtung (C₂, C₃) führenden zugeordneten Arbeitsfluidleitung (L₂, L₃) stammt, zur Überbrückungskupplung (D _C ) zu führen, um diese zum Einrücken zu veranlassen, und daß die Ventile über Zwischenleitungen (L _m ) miteinander verbunden sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Steuerventile (I₁, I₂) mit den Zwischenleitungen (L _m ) so verbunden ist, daß das durch die Zwischenleitungen (L _m ) zugeführte Arbeitsfluid bzw. dessen Druck dieses Steuerventil (I₁, I₂) in eine Stellung bringt, in der das Arbeitsfluid bzw. dessen Druck die Überbrückungskupplung (D _c ) beaufschlagt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung auf der Grundlage des Öffnungsgrades eines das Fahrzeuggetriebe antreibenden Motors (E) zugeordneten Drosselventils gesteuert wird und daß dann, wenn der Drosselventil-Öffnungsgrad unter einen ersten vorgegebenen Wert abfällt oder über einen zweiten vorgegebenen Wert ansteigt, der höher als der erste vorgegebene Wert ist, die Steuerventile (I₁, I₂) in jeweilige Stellungen gesteuert werden, in denen das der Überbrückungskupplung (D _c ) zugeführte Arbeitsfluid zu deren Ausrücken zum drucklosen Behälter (4) geführt wird.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung ferner auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird und daß dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht, die Steuerventile (I₁, I₂) Stellungen einnehmen, um unabhängig vom Drosselventil- Öffnungsgrad die Überbrückungskupplung (D _c ) zu deren Einrücken mit dem Arbeitsfluid zu beaufschlagen.