DE3401786A1

DE3401786A1 - Automatisches uebertragungsorgan fuer selbstfahrende fahrzeuge

Info

Publication number: DE3401786A1
Application number: DE19843401786
Authority: DE
Inventors: Junichi Saitama Miyake; Masao Tokio/Tokyo Nishikawa; Shinzo Sakai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1984-01-19
Publication date: 1984-07-26
Also published as: US4579208A; DE3401786C2; JPS59133865A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Übertragungsorgan für selbstfahrende Fahrzeuge, das mit einem hydraulischen Drehmomentwandler mit einer Direktkupplungseinrichtung ausgerüstet ist. 5

Unter automatischen Ubertragungsorganen für selbstfahrende Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge, sind solche entwickelt worden, die mit einem hydraulischen Drehmomentwandler mit einer Direktkupplungseinrichtung ausgerüstet sind. Ein solcher Drehmomentwandler ist so ausgebildet, daß er die Antriebsseite bzw. Eingangsseite des Drehmomentwandlers dann, wenn der Drehmomentwandler nicht zur Ausführung der richtigen Drehmomentwandlertätigkeit während des Betriebs oder Laufs des Fahrzeugs benötigt wird, mit der Abtriebsseite bzw. Ausgangsseite des Drehmomentwandlers direkt kuppelt oder verriegelt, um für einen effizienten Antrieb des Fahrzeugs einen Schlupf im Drehmomentwandler zu verhindern .

Eine solche direkte oder unmittelbare Kupplung des Drehmomentwandlers sollte von dem Zeitpunkt an stattfinden, bei dem das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, um einen Schlupf des Drehmoment-Wandlers vollständig zu eliminieren. Bei niedriger Drehzahl des Triebwerks bzw. der Maschine unterliegt jedoch das Drehmoment aus dem Triebwerk großen Schwankungen. Deshalb werden Vibrationen des Triebwerks bzw. des Motors direkt auf den Fahrzeugrahmen übertragen, wenn der Drehmomentwandler in einem solchen Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit direkt gekuppelt oder vollständig verriegelt ist, wodurch Unbequemlichkeiten für den Fahrer verursacht werden. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, die Kupplungskraft des Drehmomentwandlers nachzulassen, um einen kleinen Schlupf des Drehmomentwandlers zu ermöglichen, so daß dadurch die Vibrationen

des Triebwerks absorbiert werden. Andererseits ist in einem Hochgeschwindigkeitsbereich des Triebswerks das Abtriebs- bzw. Ausgangsdrehmoment des Triebwerks so groß, daß ein vom Drehmomentwandler zu übertragender Drehmomentbetrag erhöht wird, wobei eine große Direktkupplung skr aft des Drehmomentwandlers zur Verhinderung eines Schlupfes und eines Drehmomentübertragungsverlustes durch den Drehmomentwandler benötigt wird.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehenden Umstände vorgeschlagen worden und schafft ein automatisches Übertragungsorgan für ein mit einem hydraulischen Drehmomentwandler ausgerüstetes Fahrzeug, das so ausgebildet ist, daß es die Kupplungskraft des hydraulischen Drehmomentwandlers auf Werte steuert, die für die Lauf- bzw. Betriebszustände des Fahrzeugs am geeignetsten sind.

Erfindungsgeraäß umfaßt das automatische Übertragungsorgan für ein mit einem hydraulischen Drehmomentwandler mit einer Direktkupplungseinrichtung ausgerüstetes selbstfahrendes Fahrzeug mehrere in Reihe zueinander angeordnete Steuerventile in Form von Solenoidventilen, d^.e so ausgebildet sind, daß sie einem Zylinder der Direktkupplungseinrichtung des Drehmomentwandlers hydraulischen Druck zuführen. Die Solenoidventile werden jeweils in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs elektronisch derart kontrolliert, daß die Kontrolle bzw. Steuerung der Kupplungstätigkeit des Drehmomentwandlers in einer Weise gesteuert wird, in der die Direktkupplungskraft schrittweise variiert wird. Insbesondere werden in einem Hochgeschwindigkeitsbereich des Triebwerks die Solenoidventile derart betätigt, daß der in den Solenoidventilen erzeugte Steuerdruck daran gehindert wird, aus den Solenoidventilen zu verschwinden, um dadurch eine ausreichende Kupplungskraft des Drehmomentwandlers zu erhalten.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht, welche die Anordnung von Teilen eines Drehmomentwandlers mit Direktkupplung s e inr i chtung zeigt;

Figur 2 eine Ansicht, welche die Anordnung eines in dem automatischen Ubertragungsorgan für selbstfahrende Fahrzeuge vorgesehenes hydraulisches Drucksteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;

Figur 3 eine beispielhafte Steuerkarte zur Steuerung der Kupplungskraft des Drehmomentwandlers in Abhängigkeit von der den Betriebszuständen des Fahrzeugs;

Figur 4 ein Schema, welches Kupplungskraftgrade veranschaulicht, die durch den Drehmomentwandler in verschiedenen Fahrzeugbetriebsbereichen bzw. -laufbereichen durch die Anwendung der Steuerkarte nach Figur 3 erzielt werden; 25

Figur 5 ein Schaltbild eines Beispiels eines Direktkupplung-Steuerschaltkreises, der in dem automatischen Ubertragungsorgan nach der ersten Ausführungsform vorgesehen ist; und 30

Figur 6 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Anordnung des hydraulischen Drucksteuersystems.

Die Figur 1 zeigt beispielhaft die Anordnung eines hydraulischen Drehmomentwandlers. Leistung oder Kraft aus dem Triebwerk wird durch eine Kurbelwelle 2 und eine Platte

auf eine Pumpe 4 des hydraulischen Drehmomentwandlers und danach hydrodynamisch auf eine Turbine 5 übertragen, und die auf die Turbine 5 übertragene Kraft bzw. Leistung wird dann auf eine drehfest oder starr an der Turbine 5 befestigte Abtriebs- bzw. Ausgangswelle 6 übertragen. Während dieser Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler 1, bei der das Phänomen auftritt, daß das Drehmoment im Drehmomentwandler 1 verstärkt wird, wird die resultierende Reaktionskraft durch ein Leitrad bzw. einen Stator 7 des Drehmomentwandlers 1 erzeugt, während dann, wenn keine solche Drehmomentverstärkung im Drehmomentwandler 1 auftritt, der Stator 7 im Leerlauf durch ein freies Rad 8 in der gleichen Richtung wie die Pumpe 4 und die Turbine 5 läuft. Nach Figur 1 ist ein rechtes Ende der Ausgangswelle 6 mit einer Eingangs- bzw. Antriebswelle eines nicht dargestellten sekundären Ubertragungsorgans bzw. Getriebes verbunden, welches wahlweise mehrere verschiedene Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnisse einstellt.

Zwischen der Pumpe 4 und der Turbine 5 ist eine Direktkupplungseinrichtung 9 angeordnet. Diese Direktkupplungseinrichtung 9 weist einen Kolben 10 auf und ist so ausgebildet, daß sie zwischen der Pumpe 4 und der Turbine 5 einen Direktkupplungszustand errichtet, wenn der Kolben 10 durch hydraulischen Druck zwangsweise nach rechts in Figur 1 bewegt wird, um dadurch nur das Drehmoment aus dem Triebwerk auf die Ausgangswelle 6 mechanisch zu übertragen. Die Direktkupplungseinrichtung dieses Typs ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 55-157263 detailliert beschrieben, so daß ihre weitere Erklärung hier fortgelassen wird. Ein Arbeitsfluid zur Betätigung der Direktkupplungseinrichtung 9 wird dieser mit seinem Druck durch einen Durchgang zugeführt, der durch ein durch die Turbine 5 führendes Loch 11, ein zwischen Keilteilen der Turbine 5 und der Ausgangswelle 6 definiertes Spiel 12, ein in der Ausgangswelle 6 ausgebil-

detes Schrägloch 13 und eine in der Ausgangswelle 6 längs ihrer Achse ausgebildete Passage 14 gebildet ist.

Neben der Pumpe 4 ist eine Hohlwelle 15 angeordnet und an diese gekoppelt, um eine Hydraulikpumpe 16 anzutreiben. Die hydraulische Pumpe 16, die auch in dem in Figur 2 gezeigten Hydrauliksystem, das mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet ist, arbeitet so, daß sie das Arbeitsfluid aus einem Tank 17 saugt, und es durch eine mit einer Düse 18 versehene Passage 19 dem Drehmomentwandler 1 zuführt. Das Arbeitsfluid wird in dem Drehmomentwandler 1 zirkuliert und dann durch eine mit einem Rückschlagventil 20 versehene Passage 21 in den Tank 17 zurückgeführt, nachdem es durch einen nicht dargestellten Kühler gekühlt worden ist.

Die Figur 2 zeigt ein Beispiel der Anordnung eines hydraulischen Drucksteuersystems, das in dem erfindungsgemäßen automatischen Kraftübertragungsorgan vorgesehen ist. Das System umfaßt einen hydraulischen Drucksteuerschaltkreis 22 zur Bewirkung eine selektiven Einstellung von Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnissen durch das sekundäre Kraftübertragungsorgan bzw. Getriebe und einen Steuerabschnitt 23 zur Kontrolle der Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1.

Der hydraulische Drucksteuerschaltkreis 22 arbeitet mit Eingangssignalen, beispielsweise einem Signal S1, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, einem Signal S2, welches die Ventilöffnung eines Drosselventils des Triebwerks anzeigt, und einem Signal S3, elches die Position eines Schalthebels des Übertragungsorgans bzw. Getriebes anzeigt, um das sekundäre Kraftübertragungsorgan zur selektiven Einstellung von Untersetzungsverhältnissen einer ersten, zweiten und dritten Geschwindig-

keit in Abhängigkeit von Übertragungscharakteristiken zu steuern, die vorher durch einen Computer oder durch eine hydraulische Steuereinrichtung gesetzt worden sind. Insbesondere wird dem Steuerschaltkreis 22 ein Teil des Arbeitsfluids zugeführt, das aus der vorstehend erwähnten Pumpe 16 austritt, um jeweils eines von reibschlüssig eingreifenden Elementen (beispielsweise Kupplungen C1, C2 und C3 für Getriebezahnräder des sekundären Getriebes) wahlweise zu betätigen. Der hydraulische Drucksteuerschaltkreis 22 in Figur 2 ist im wesentlichen mit einem Schaltkreis identisch, der generell in automatische Kraftübertragungsorgane für Fahrzeuge aufgenommen ist, so daß eine detaillierte Beschreibung des Schaltkreises fortgelassen ist.

Der Steuerabschnitt 23 für die Direktkupplungseinrichtung umfaßt zwei in Serie geschaltete Steuerventile 24 und 25 in Form von Solenoidventilen und einen Steuerschaltkreis 29 zur Kontrolle des offenen und abgesperrten Betriebs der Solenoidventile 24 und 25. Der Steuerschaltkreis 29 arbeitet mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S1, das aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 zugeführt wird, und mit dem Drosselventilöffnungssignal S2, das aus einem Drosselventilöffnungssensor 27 zugeführt wird, um die Kontrolle für das Öffnen und Absperren der Solenoidventile 24, 25 durch die Verwendung einer Steuerkarte auszuführen, welche im voraus gesetzt worden ist. Das Solenoid ventil 24 ist so angeordnet, daß ihm ein Teil des unter Druck stehenden Arbeitsfluids zugeführt wird, welches aus der Pumpe 16 austritt, während das Solenoidventil 25 mit der Passage 14 in Figur 1 verbunden ist, um diese Passage 14 mit einem Arbeitsfluid zu versorgen, das einen kontrollierten Druck aufweist. Dem Kontrollschaltkreis 29 kann, wenn es erforderliche ist, des weiteren das Schalthebelpositionssignal S3 zugeführt werden, das aus einem Schalthebelpositionssensor ausgegeben wird,

um die Direktkupplung des Drehmomentwandlers 1 nur dann· zu steuern, wenn durch das Signal S3 "bestimmt ist, daß der Schalthebel sich in einer D Bereichsposition befindet.

Die beiden Solenoidventile 24 und 25 sind wie folgt konstruiert: Das Solenoidventil 24 ist zwischen zwei Passagen 30 und 31 angeordnet und umfaßt einen Ventilkörper 33, der so angeordnet ist, daß er durch die Kraft einer Feder 32 gegen seine verschlossene bzw. abgesperrte Stellung vorgespannt ist und gegen seine offene Position durch den Druck des Arbeitsfluids vorspannbar ist, das ihm durch die Passage 30 zugeführt wird. Insbesondere wird eine die Feder 32 aufnehmende Kammer 34 aus der Passage 30 durch eine Verengung 35 mit dem Arbeits- bzw. Betriebsfluid versorgt, und wenn das Solenoid 36 des Solenoidventils 24 abgeschaltet wird, um eine Verengung 38 mit ihrem Anker 37 zu schliessen, werden die Drücke des auf beide Seiten des Ventilkörpers 33 wirkenden Arbeitsfluids ausgeglichen, so daß die Zwangskraft der Feder 32 allein auf den Ventilkörper 33 ausgeübt werden kann, wodurch der Ventilkörper 33 in seiner in Figur 2 gezeigten geöffneten Position gehalten wird. In diesem Fall hat der Druck des aus dem Solenoidventil 24 zugeführten Arbeitsfluids in der Passage 31 einen Wert, der durch die Kraft der Feder bestimmt ist. Wenn der Ventilkörper 33 des Solenoidventils 24 auf diese Weise in der offenen Position gehalten wird, wird der Druck des Arbeitsfluids aus der Passage 30 auf dem gleichen Pegel gehalten, auf dem es durch die Pumpe 16 gedrückt wird, während es durch das Solenoidventil 24 hindurchgeht und dann durch die Passage 31 dem Solenoidventil 25 zugeführt wird. Andererseits ist die Kammer 34, wenn das Solenoid 36 so erregt ist, daß der Anker 37 sich in einer die Verengung 38 öffnenden Position befindet, mit dem Tank 17 durch eine Durch-

gangsöffnung 39 verbunden, so daß ihr zugeführtes Arbeitsfluid in den Tank 17 zurückkehren kann. Eine Folge davon ist, daß der Druck in der Kammer 34 fast auf den Pegel des atmosphärischen Drucks abfällt, um zu bewirken, daß der Ventilkörper 33 sich nach links in die abgesperrte oder verschlossene Position bewegt, wenn der Druck des Arbeitsfluids auf das rechte Ende des Ventilkörpers 33 wirkt, wonach er die Kraft der Feder 32 übersteigt. Wenn sich der Ventilkörper 33 in seiner Verschlußstellung befindet, wird das Arbeitsfluid aus der Passage 30, das durch die Pumpe 16 unter Druck gesetzt worden ist, im Druck reduziert, während es durch den in den Tank 17 zurückkehrenden Teil des Arbeitsfluids durch das Solenoidventil 24 hindurchgeht, und dann wird das auf diese Weise im Druck reduzierte Arbeitsfluid dem Solenoidventil 25 durch die Passage 31 zugeführt.

Das Solenoidventil 25 ist zwischen der Passage 31 und einer Passage 40 angeordnet und weist einen Ventilkörper 42 auf, der so angeordnet ist, daß er in Richtung seiner geöffneten Stellung durch die Kraft einer Feder 41 und in Richtung seiner Verschlußstellung durch den Druck eines durch die Passage 31 zugeführten Arbeitsfluids vorgespannt wird. Das bedeutet, daß das Arbeitsfluid einer Kammer 44 aus der Passage 31 durch eine Verengung 43 zugeführt wird. Wenn das Solenoid 45 des SoIenoidventils 25 erregt wird, um zu bewirken, daß sein Anker 46 eine Verengung 47 öffnet, kann das Arbeitsfluid aus der Kammer 44 in den Tank 17 durch eine Durchgangsöffnung 48 entweichen. Eine Folge davon ist, daß der Druck in der Kammer 44 fast auf den Pegel des atmosphärischen Druckes reduziert wird, um dadurch den Ventilkörper 42 durch die Kraft der Feder 41 in seiner in Figur 2 gezeigten geöffneten Stellung zu halten. Wenn sich der Ventilkörper 42 derart in seiner geöffneten

Stellung befindet, ist die Passage 40 mit einer Durchgangsöffnung 49 verbunden, die mit dem Tank 17 verbunden ist, und dementsprechend wird kein Arbeitsfluiddruck auf die Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1 ausgeübt. Andererseits übersteigt dann, wenn das Solenoid 45 abgeschaltet wird, um zu bewirken, daß der Anker 46 die Verengung 47 verschließt, der Arbeitsfluiddruck in der Kammer 44 die Kraft der Feder 41, um zu bewirken, daß der Ventilkörper 42 sich nach rechts oder in Richtung der Verschlußstellung bewegt. Wenn sich der Ventilkörper 42 auf diese Weise in der Verschlußstellung befindet, sind die Passagen 31 und 40 miteinander verbunden, um einen kontrollierten Arbeitsfluiddruck auf die Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1 durch die Passage 40 auszuüben. Nebenbei sei erwähnt, daß die Solenoide 36 und 45 die gleiche Struktur aufweisen, von der die Innenkonstruktion des Solenoids 45 in der Figur 2 gezeigt ist. Das Solenoidventil 25 weist eine Durchgangsöffnung 50 auf, die mit dem Tank 17 verbunden ist.

Durch die oben beschriebene Anordnung ist die vorliegende Erfindung primär durch die Solenoidventile 24, charakterisiert, die durch den Direktkupplung-Steuerschaltkreis 29 durch die Anwendung einer in Figur 3 gezeigten Kontroll- bzw. Steuerkarte kontrolliert bzw. gesteuert werden.

Der Direktkupplung-Steuerschaltkreis 29 bestimmt Betriebszustände des Fahrzeugs auf der Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals S1 und des Drosselventilöffnungssignals S2. Wenn durch den Steuerschaltkreis 29 bestimmt wird, daß das Fahrzeug in einem in Figur 3 schraffierten Bereich A läuft oder 'betrieben wird, wird das Solenoid 45 des Solenoidventils 25 erregt, um den Ventilkörper 42 derart anzutreiben, daß er sich in Richtung der Offenstellung bewegt, wodurch die Direkt-

' ^{; :} 3A01786

- te -

kupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1 in einem nicht gekuppelten Zustand gehalten wird. Dementsprechend wird in diesem Bereich A eine normale automatische Übertragungssteuerung durch den Drehmomentwandler 1 unter der Kontrolle des hydraulischen Drucksteuerschaltkreises 22 ausgeführt. Wenn der Direktkupplung-Steuerschaltkreis 29 bestimmt, daß das Fahrzeug in einem Bereich B läuft, der in der Figur 3 gepunktet ist, wird auf der Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals S1 und des Drosselventilöffnungssignals S2 das Solenoid 36 des Solenoidventils 24 erregt, um den Ventilkörper 33 in die Verschlußstellung zu bewegen, wodurch dem Solenoidventil 25 Arbeitsfluid zugeführt wird, nachdem sein Druck durch das Solenoidventil 24 reduziert worden ist. Wenn andererseits bestimmt wird, daß das Fahrzeug in einem Bereich C läuft, der in der Figur 3 freigelassen oder leer ist, wird das Solenoid 36 des Solenoidventils 24 abgeschaltet, um zu bewirken, daß der Ventilkörper 33 sich in die Offenstellung bewegt, wodurch dem Solenoidventil 25 unter hohem Druck stehendes Arbeitsfluid, beispielsweise Arbeitsfluid, dessen Druck insgesamt noch nicht reduziert worden ist, zugeführt wird.

Auf diese Weise spricht die Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1 auf die auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselventilöffnung bestimmten Lauf- bzw. Betriebszustände des Fahrzeugs an, um wahlweise jeweils einen nicht gekuppelten Zustand, einen schwach gekuppelten Zustand oder einen stark gekuppelten Zustand anzunehmen, wenn das Fahrzeug in dem Bereich A, D bzw. C läuft bzw. fährt, die in der Figur 4 gezeigt sind.

In der Figur 3 zeigt die strichpunktierte Kurve E eine gewünschte Ventilöffnungscharakteristik des Drosselventils im Hinblick auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, während das Fahrzeug in einem Reisegeschwindigkeitszu-

3A01786

>ß

-Instand fährt und der Punkt P zeigt einen Zustand des Fahrzeugs, in welchem sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die Drosselventilöffnung ihren maximalen Wert einnimmt. Aus. der durch die Kurve E dargestellten Charakteristik geht klar hervor, daß je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit, um so größer die Drosselventilöffnung, d.h. das Ausgangsdrehmoment des Triebwerks wird. Wenn das Fahrzeug sich in einem Hochgeschwindigkeitsbereich befindet, sollte deshalb die Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers eine große Kupplungskraft aufweisen, die ausreicht, das Phänomen zu verhindern, daß das Ausgangsdrehmoment des Triebwerks einen größeren Wert annimmt als die Kupplungskraft der Direktkupplungseinrichtung 9, um einen Schlupf im Drehmomentwandler .1 auch dann zu bewirken, wenn das Fahrzeug sich in einem Reisegeschwindigkeitszustand befindet. Eine Folge davon ist, daß auch dann, wenn ein kleiner Betrag Arbeitsfluid aus den Solenoidventilen 24, 25 entweicht, obwohl die Solenoidventile 24, 25 sich in einer Position befinden, in der sie der Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1 im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich Arbeitsfluid zuführen, ein beträchtlicher Druckabfall im Arbeitsfluid stattfindet, sowohl aufgrund einer derartigen Entweichung von Arbeitsfluid als auch aufgrund des Strömungswiderstandes des Arbeitsfluides beim Durchgang durch die" Passagen, was in einer unzureichenden Kopplungskraft der Direktkupplungseinrichtung 9 resultiert. Obwohl dieser Druckabfall im Arbeitsfluid dadurch reduziert werden kann, daß die Öffnungen der Verengungen 38, 47 der zugeordneten Solenoidventile 24, 25 kleiner gesetzt oder die effektiven Querschnittsflächen der Fluidpassagen vergrößert werden, gibt es tatsächlich einige Schwierigkeiten, diese Maße bei der Herstellung des Steuersystems zu realisieren. Man würde auf ein alternatives Maß treffen, daß der Kolben 10 der Direktkupplungseinrichtung 9 eine vergrößerte Druckausübungs-

fläche aufweist, die ausreicht, eine hinreichende Kupplungskraft zu ergeben, unbeachtet eines Druckabfalls im Arbeitsfluid. Um dieses Maß jedoch zu realisieren, bleibt nur ein sehr begrenzter Raum für den Kolben 10 übrig. Deshalb sind erfindungsgemäß die Solenoidventile 24 und 25 derart konstruiert und gesteuert, daß das Arbeitsfluid vollständig gegen ein Entweichen durch die Solenoidventile 24 und 25 gehindert ist, wenn der durch die Solenoidventile 24, 25 gesteuerte Arbeitsfluiddruck auf die Direktkupplungseinrichtung 9 des Drehmomentwandlers 1, insbesondere in dem hohen Fahrzeuggeschindigkeitsbereich ausgeübt wird, um dadurch eine ausreichende Kupplungskraft der Direktkupplungseinrichtung 9 zu erhalten, die das Ausgangsdrehmoment des Triebwerks vollständig aufnehmen kann.

Die Figur 5 zeigt ein Beispiel einer Anordnung des Direktkupplung-Steuerschaltkreises 29. Dieser beispielhafte Steuerschaltkreis 29 ist wie folgt konstruiert:

Ein Wandlerschaltkreis 291 zur Umwandlung der Fahrzeuggeschwindigkeit in eine Spannung ist so angeordnet, daß ihm das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S1 aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 zuführbar ist, das die Form von Impulsen aufweisen kann,- welche beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Räder des Fahrzeugs erzeugt werden, wobei eine Frequenz-Spannungswandlung des Signals S1 in ein Spannungssignal ν ausgeführt wird, die einen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Wert aufweist. Komparatoren 295, 296 und 297 sind jeweils so angeordnet, daß ihnen das Fahrzeuggeschwindigkeitsspannungssignal ν zuführbar ist und die dieses Signal ν mit jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeitsbezugswerten v1, v2 und v3 vergleichen, die durch jeweils eine Geschwindigkeitssetzvorrichtung 291, 292 bzw. 293 gesetzt werden.

Ein Antrieb 293 ist so ausgebildet, daß er die Erregung und die Abschaltung des Solenoids 36 des Solenoidventils 24 bewirkt, in Abhängigkeit von einem pegelinver-

3401788

tierten Signal, das von dem Komparator 296 durch einen Inverter ohne Bezugszeichen zugeführt wird und ein Antrieb 299 ist so ausgebildet, daß er die Erregung und Abschaltung des Solenoids 45 des Solenoidventils 25 in Abhängigkeit von einem Signal aus einem NOR-Schaltkreis ohne Bezugszeichen bewirkt, das mit einem Ausgangssignal aus dem Komparator 297 und einem Ausgangssignal aus einem NAND-Schaltkreis ohne ein Bezugszeichen zugeführt wird, dessen Eingang mit den Ausgängen des Komparators 295 und des Drosselventilöffnungssensors 227 durch jeweilige Inverter verbunden ist. Die Bezugsgeschwindigkeits- oder Spannungswerte v1, v2, v3 der Geschwindigkeit setzenden Vorrichtungen 291, 292, 293 werden auf Werte gesetzt, die den Fahrzeuggeschwindigkeiten V1, V2 bzw. 3 in Figur 3 entsprechen (d.h. v1 <L v2 <- v3). Der Drosselventilöffnungssensor 27 umfaßt beispielsweise einen auf einem Beschleunigungspedal 271 des Triebwerks vorgesehenen Nocken 272 und einen Mikroschalter 273, der in Abhängigkeit von einer Verschiebung des Nockens 272 betätigbar ist. Der Mikroschalter 273 ist so angeordnet, daß er durch den Nocken 272 abgeschaltet werden kann, wenn ein erfaßter Ventilöffnungswert des Drosselventils zwischen Werte Θ1 und 92 in Figur 3 fällt, um ein Drosselventilöffnungssignal S2 zu erzeugen, das einen hohen Wert H aufweist. Der gleiche Schalter 273 ist so angeordnet, daß er eingeschaltet wird, wenn der erfaßte Drosselventilöffnungswert außerhalb des durch die Werte 01, 02 definierten Bereiches fällt, um ein Drosselventilöffnungssignal S2 zu erzeugen, welches einen niedrigen Wert L aufweist.

Der wie oben konstruierte Direkkupplungs-Steuerschaltkreis arbeitet wie folgt: Bevor der Wert des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ν den ersten Bezugswert v1 erreicht, erzeugt der Komparator 295 kontinuierlich ein Ausgangssignal, welches einen niedrigen Pegel bzw. Wert L aufweist (zu diesem Zeitpunkt weist ein Ausgangs-

-H-

signal aus dem Komparator 297 ebenfalls einen niedrigen Pegel auf), wodurch der Treiber bzw. Antrieb 299 in einem Zustand gehalten wird, in dem das Solenoid 45 des Solenoidventils 25 sich in einem erregten Zustand befindet. In diesem Fall ist der Treiber 298 ebenfalls in einem EIN-Zustand gehalten, weil ein Ausgangssignal aus dem Komparator 296 einen niedrigen Pegel L aufweist, um das Solenoid 36 des Solenoidventils 24 erregt zu halten. Wenn der Wert des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ν über den ersten Bezugswert v1 anwächst, wird der Pegel eines Ausgangssignals aus dem Komparator 295 in einen hohen Pegel H invertiert. In diesem Fall wird das Solenoid 45 des Solenoidventils 24 in einem erregten Zustand so lange gehalten, als der Drosselventilöffnungswert sich außerhalb des durch die höhergesetzten Werte Θ1, 02 definierten Bereiches liegt, so daß der Wert des Drosselventilöffnungssignals S2 einen niedrigen Pegel L aufweist, und gleichzeitig liegt der Wert des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ν unterhalb des dritten Bezugswertes v3, so daß ein Ausgangssignal aus dem Komparator 297 einen niedrigen Pegel L aufweist. Wenn andererseits der Drosselventilöffnungswert in den durch die Werte 01 und 02 definierten Bereich fällt, so daß der Wert des Drosselventilöffnungssignals S2 einen hohen Pegel H aufweist, wird der Treiber 299 abgeschaltet, um das Solenoid 45 des Solenoidventils 25 auszuschalten. Wenn der Wert des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals ν den dritten Bezugswert v3 erreicht, um eine Inversion des Pegels eines Ausgangssignals aus dem Komparator 297 in einen hohen Pegel H zu bewirken, wird der Treiber 299 unbeachtet der Drosselventilöffnung ausgeschaltet, und das Solenoid 45 des Solenoidventils 25 wird in einem ausgeschalteten Zustand so lange gehalten, als das Fahrzeuggeschwindigkeitssigial ν über dem dritten Bezugswert v3 liegt. Wenn andererseits das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ν über den zweiten Bezugswert v3 ansteigt, wird der Ausgang des Komparators 296 in einen hohen Pegel H invertiert,

wodurch das Solenoid 36 des Solenoidventils 24 abgeschaltet wird.

Der vorstehend beschriebene Direktkupplung-Steuerschaltkreis 29 kann natürlich alternativ durch einen Computer bzw. Rechner ersetzt werden.

In dem oben beschriebenen Beispiel, in welchem ein Teil des Arbeitsfluids durch die Sole noidventile 24, 25 entweichen können, wenn das Fahrzeug gestartet ist oder mit niedriger Geschwindigkeit läuft, kann in dem hydraulischen Druck innerhalb des ganzen Systems ein Druckverlust auftreten, wenn die Kapazität der Pumpe 16 klein ist.

Die Figur 6 zeigt eine alternative Art und Weise der Steuerung der Solenoidventile 24, 25, die einen solchen Druckverlust des hydraulischen Druckes überwindet. In der Figur 6 ist das Solenoidventil 25 so angeordnet, daß es in einer zu dem Solenoidventil 25 nach Figur umgekehrten Weise arbeitet, so, daß das Arbeitsfluid daran gehindert ist, durch das Solenoidventil 24 zu entweichen, wenn das Fahrzeug gestartet ist oder mit niedriger Geschwindigkeit läuft, während in dem Zustand des Fahrzeugs, bei dem es mit hoher Reisegeschwindigkeit läuft, das Arbeitsfluid daran gehindert wird, durch das Solenoidventil 25 zu entweichen, wodurch der durch die Solenoidventile 24, 25 bewirkte Druckabfall auf halb so viel reduziert wird, als er bei der Anordnung nach Figur 2 auftritt. Das bedeutet, daß wenn der Ventilkörper 42 des Solenoidventils 25 sich in der geöffneten Position durch Erregung des Solenoids befindet, die Passage 31 auf der Eingangsseite mit der Passage 40 auf der Ausgangsseite verbunden wird, während dann, wenn der Ventilkörper 42 sich in der geschlossenen Position befindet, d.h., wenn das Solenoid 45 sich in einem abgeschalteten Zustand befindet, die Passage

mit der Durchgangsöffnung 51 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Tank 17 in Verbindung steht. Die Anordnung der von dem Solenoidventil 25 verschiedenen Komponenten ist identisch zu ,jener in Figur 2. Durch die Anordnung nach Figur 6 kann Arbeitsfluid im schwachen Koppelbereich D in Figur 4 durch jedes der Solenoidventile 24, 25 entweichen. Wenn jedoch das Fahrzeug diesen Bereich D erreicht, hat das Fahrzeug schon einen Laufzustand bei mittlerer Geschwindigkeit erreicht, wobei die Drehzahl des Triebwerkes, d.h. die der Pumpe 16, schon so groß ist, daß kein wesentlicher Druckabfall im Arbeitsfluid im ganzen System mehr auftritt. Da des weiteren die jetzige Steuerung der Kuppelkraft des Drehmomentwandlers 1 schwächen soll, wenn sich das Fahrzeug im Bereich D befindet, beeinträchtigt ein eventuell auftretender Druckabfall im Arbeitsfluid die Kupplung des Drehmomentwandlers 1 nicht.

Wie oben festgestellt, weist das erfindungsgemäße, mit einem hydraulischen Drehmomentwandler 1 mit einer Direktkupplungseinrichtung ausgerüstete Kraftübertragungsorgan wenigstens zwei Solenoidventile auf, die als Steuerventile dienen und in Serie zueinander angeordnet, wobei die Solenoidventile so ausgebildet sind, daß sie den auf die Direktkupplungseinrichtung auszuübenden Druck des Arbeitsfluids schrittweise regulieren, und daß es eine Einrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie die Laufzustände des Fahrzeugs erfaßt und das Öffnen und Schließen jedes der Solenoidventile auf dem erfaßten Laufzustand und gemäß einer Steuerkarte steuert, die im voraus gesetzt worden ist, wobei das Arbeitsfluid daran gehindert wird, durch wenigstens eines der Solenoidventile zu entweichen, wenn die Solenoidventile sich in einer Position zur Regulierung des Arbeitsfluiddruckes auf einem hohen Pegel sich befinden und diesen auf die Direktkupplungseinrichtung des Drehmomentwandlers ausüben. Deshalb weist die vor-

liegende Erfindung die Vorteile auf, daß die Kupplungskraft des Drehmomentwandlers auf Werte gesteuert werden kann, die den Laufzuständen des Fahrzeugs am besten angepaßt sind, und daß eine ausreichende Kupplungskraft des Drehmomentwandlers insbesondere in einem Bereich hoher
Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten v/erden kann, in dem das Entweichen von Arbeitsfluid durch die Solenoidventile
unterdrückt wird.

9»

- Leerseite -

Claims

Paientanwälte Dipl.-Ing. H. Vei-ckma-n'nvÖipl-.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LisKA pr. j.Prechtai

19. Jan.

MOHiSTRASSE 22

TELEFON (089) 980352

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHEN

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA 27-8, Jingumae 6-chome, Shibuya-ku, Tokio, Japan

Automatisches Übertragungsorgan für selbstfahrende Fahrzeuge

Patentanspruch

Mit einem hydraulischen Drehmomentwandler mit einer Direktkupplungseinrichtung ausgerüstetes automatisches Übertragungsorgan für ein selbstfahrendes Fahrzeug, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in Reihe zueinander angeordnete, in Form von Solenoidventilen ausgebildete Steuerventile (24, 25), welche den Druck eines Arbeitsfluids schrittweise regulieren und den derartig gesteuerten Druck auf die Direktkupplungseinrichtung (9) des hydraulischen Drehmomentwandlers (1) ausüben, und durch eine Einrichtung (26, 27, 28, 29) zum Erfassen von Laufzuständen des selbstfahrenden Fahrzeugs und zur Steuerung des Öffnens und Schließens jedes der Solenoidventile (24, 25) entsprechend einer im voraus gesetzten Steuerka^te, wobei das Arbeitsfluid daran gehindert wird, durch wenigstens eines der Solenoidventile (24, 25) zu entweichen, wenn die Solenoidventile (24, 25) sich in einer Position zur Regu-

lierung des Druckes des Arbeitsfluids auf einem hohen Pegel befinden und den auf hohem Druck befindlichen Pegel auf die Direktkupplungseinrichtung (9) des hydraulischen Dr ehmomentwandl er s (1) ausüben.