DE3644282A1 - Kraftfahrzeug mit automatischem getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem über diesen angetriebenen automatischen Getriebe, welches je nach den Wählstellungen seines Wählhebels über Ge­ triebekupplungen und Getriebebremsen geschaltet wird, die über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Betriebswerte und Fahrzustände des Kraftfahrzeugs darstellenden Istsignalen gesteuert sind.

Automatische Kraftfahrzeuggetriebe werden häufig über einen hydrodynami­ schen Drehmomentwandler angetrieben. Dessen Abtriebsmoment hängt von seiner Antriebsdrehzahl und von dem Verhältnis des Ausgangsmomentes zu dem Eingangsmoment ab, was seinerseits von dem Verhältnis der Ausgangs­ drehzahl zu der Eingangsdrehzahl abhängt; bei gleicher Drehrichtung von An- und Abtrieb erreicht das Abtriebsmoment sein Maximum bei der Aus­ gangsdrehzahl = 0. Dies führt, da die Drehzahl von Verbrennungsmotoren durch die Leerlaufdrehzahl nach unten begrenzt ist, dazu, daß bei Fahrzeugstillstand bei in den Vorwärtsgang-Wählstellungen befindlichem Wählhebel und Motorleerlauf das Abtriebsmoment des automatischen Getriebes den Losbrechwiderstand des Fahrzeugs überwindet, so daß dieses sich in Bewegung setzt, sofern der Fahrer dies nicht durch Betätigen der Bremseinrichtungen verhindert.

Dieser Kriecheffekt kann zum unbeabsichtigten Inbewegungsetzen des Fahr­ zeuges und damit zu Unfällen führen; insbesondere bei leistungsstarken Fahrzeugen und/oder solchen mit hochübersetztem ersten Gang und "kurzer" Hinterachse ist ein hoher Kraftaufwand für das Betätigen der Bremsein­ richtungen erforderlich, wenn das Kriechen verhindert werden soll.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Kraftfahrzeug der ein­ gangs erwähnten Art so auszubilden, daß das unbeabsichtigte Inbewegungsetzen des Kraftfahrzeuges in den Vorwärtsgang-Wählstellungen des Wählhebels des automatischen Getriebes auch ohne Betätigung der Fahrzeugbremseinrichtungen verhindert ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Abtrieb des Dreh­ momentwandlers in den Vorwärtsgang-Wählstellungen des Wählhebels, falls am Eingang der Steuereinrichtung gleichzeitig ein Leerlaufsignal anliegt und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal fehlt oder ein Fahrzeugstillstandssignal anliegt, über eine der Getriebebremsen des automatischen Getriebes ohne Vorwärts­ blockieren des Getriebeabtriebs am Getriebegehäuse abbremsbar ist.

Durch die Erfindung ist daher erreicht, daß beim Stillstand der Fahrzeugräder kein Kriechmoment auf die Antriebsräder einwirkt.

Ferner ist bei bekannten Fahrzeugen bei deren Abbremsen bis zum Stillstand auf Fahrbahnen mit geringem Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen und der Fahrbahn (z. B. bei Glatteis) wegen des hohen, auf die Antriebsachse einwirken­ den Kriechmomentes ein übermäßig starkes Abbremsen der Fahrzeugräder erfor­ derlich. Dadurch aber kann die Lenkfähigkeit des Fahrzeuge verloren gehen. Demgegenüber wird es durch die Erfindung möglich, die Bremsen nach dem Ab­ bremsen der Fahrzeugräder bis zum Stillstand wieder zu lösen, so daß das Fahr­ zeug seine Lenkfähigkeit wiedergewinnt.

Das Leerlaufsignal kann insbesondere dadurch erzeugt werden, daß das Gaspedal unbetätigt ist, oder die Drosselklappe geschlossen ist oder ein für den Leerlaufzustand charakteristisches Einspritzsignal am Eingang der Steuerein­ richtung des Drehmomentwandlers anliegt. Das Fehlen eines Fahr­ zeuggeschwindigkeitssignals oder ein positives Fahrzeugstellstandsignal kann von der Nullstellung des Tachometers des Kraftfahrzeuges oder dem Fehlen eines Ausgangssignals eines Drehzahlgebers für die elektronische oder hydraulische Getriebesteuerung abgeleitet werden. Da aber ein solches Geschwindigkeitssignal auch beim Stillstand des betreffenden Fahrzeugrades aufgrund des Rutschens auf Glatteis oder aufgrund von Aquaplaning fehlen kann, wird gemäß der Erfindung das Abtriebsmoment des Drehmomentwandlers am Getriebegehäuse des automatischen Getriebes ohne Vorwärtsblockieren des Getriebeabtriebs abge­ stützt. Dadurch überholt in solchen Fahrtzuständen einer der Freiläufe, so daß eine Blockierung der Antriebsräder vermieden wird. Gleiches gilt für Fahrgeschwindigkeiten, die ungefähr null sind und bei denen das Auflösungsvermögen der Geschwindigkeitssensoren zum exakten Erkennen der Fahrgeschwindigkeit nicht mehr ausreicht.

Im Sinne der Erfindung ist es möglich, das Abstützen des Abtriebsmomentes des Drehmomentwandlers am Getriebegehäuse über eine oder mehrere der im au­ tomatischen Getriebe vorhandenen Lamellenbremsen in Abhängigkeit von dem gleichzeitigen Anliegen des Leerlaufsignals und Fehlen des Fahrzeuggeschwin­ digkeitssignal bzw. Anliegen des Fahrzeugstillstandssignals am Steuereingang der Steuereinrichtung allein auszulösen. Es ist jedoch auch möglich, das Auslösen des Abbremsens des Wandlerabtriebs vom zusätzlichen Auftreten eines oder weiterer Istsignale abhängig zu machen. Beispielsweise kann das Abbremsen des Wandlerabtriebs durch das zusätzliche Auftreten eines Bremssignals auslösbar sein, so daß der Fahrzeugfahrer das Abbremsen des Wandlerabtriebs willkürlich auslösen kann, indem er kurz vor dem Vorliegen des Leerlauf- und Nichtgeschwindigkeitszustandes oder während desselben das Bremspedal betätigt. Insbesondere im letzteren Fall ist es vorteilhaft, das Abbremsen des Wandlerabtriebs alternativ zur Verwendung des Bremssignals als Auslösesignal auch durch das dem Leerlauf- und Nicht­ geschwindigkeitszustand unmittelbar vorangegangene Auftreten eines Anlasser­ signals auszulösen. Dann erfolgt das Abbremsen des Wandlerabtriebs auch bei nichtbetätigtem Bremspedal, wenn der Fahrzeugmotor angelassen wird, während sich der Wählhebel in der Vorwärtsgangstellung befindet oder wenn der Fahrzeugmotor in der Neutral- oder Parkstellung des Wählhebels ange­ lassen wird und der Wählhebel dann in eine Vorwärtsgang-Wählstellung verstellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Abbremsen des Wandler­ abtriebs auch durch ein Signal auslösbar sein, welches beim Verstellen des Wählhebels aus der Neutral- oder Parkstellung in eine Vorwärtsgang-Wählstel­ lung erzeugt wird.

Die das Abtriebsmoment des Wandlers am Getriebegehäuse abstützende Ge­ triebebremse wird selbsttätig wieder gelöst, wenn der Leerlaufzustand durch Betätigen des Gaspedals beendet wird oder wieder ein Geschwindigkeitssignal auftritt bzw. das Fahrzeugstillstandssignal verschwindet. Bei der Steuerein­ richtung handelt es sich insbesondere um eine elektronisch/hydraulische Steuereinrichtung.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß vor dem Anfahren des Fahrzeugs in einer Steigung, wenn sich der Wählhebel in einer Vorwärtsgang-Wählstellung befindet und das Gaspedal noch nicht betätigt ist, ein Zurückrollen des Fahrzeugs verhindert wird, indem das Hangabtriebs­ moment über einen der Freiläufe und über die geschlossene Getriebebremse abgestützt wird.

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel des in der Zeichnung gezeigten Kraftflußschemas des automatischen Getriebes 4HP-22 mit davorgeschaltetem hydrodynamischen Wandler erläutert.

Das automatische Getriebe 1 wird über den Abtrieb 2 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 3 angetrieben; seine Abtriebswelle 4 ist mit den An­ triebsrädern des Fahrzeugs fest gekuppelt. Das automatische Getriebe enthält drei Planetengetriebesätze 9 bis 11, die über Getriebekupplungen A, B, E und Getriebebremsen C′, D und F von einer elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung schaltbar sind, sowie Freiläufe F 1, F 2 und F 3.

Es wird in dem Beispiel vorausgesetzt, daß das Abstützen des Abtriebmo­ mentes des Drehmomentwandlers 3 beim gleichzeitigen Anliegen des Leer­ laufsignals, welches anzeigt, daß die Drosselklappe geschlossen ist, am Steuereingang der Steuereinrichtung und beim Fehlen eines Geschwindigkeits­ signals am Steuereingang der Steuereinrichtung erfolgt.

In diesem Beispiel wird in der Normalfunktion des Getriebes nach Einlegen einer der Vorwärtsgang-Wählstellungen des Wählhebels des Getriebes die Getriebekupplung A geschlossen, nachdem die Getriebekupplung E bereits nach dem Motorstart geschlossen wurde, sobald der Systemdruck aufgebaut ist. Das Abtriebsmoment des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 2 wird über die Getriebekupplung A und das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes 11 auf diesen übertragen. Das Reaktionsmoment des Planetensteges dieses Planetenradsatzes stützt sich über den Freilauf F 2 auf das Gehäuse ab. Vom Hohlrad des Planetensteges des ersten Planetengetriebesatzes 9 und dem Pla­ netensteg des zweiten Getriebesatzes 11 wird das Moment auf den dritten Planetengetriebesatz 10 übertragen. Da die Getriebekupplung E geschlossen ist, läuft dieser als Block um, so daß in diesem keine Drehzahl- und Drehmo­ mentwandlung stattfindet.

Dieser Schaltzustand wird erreicht, indem über die elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung die Getriebekupplung B entlüftet wird und die Getriebebremse C entlüftet wird und die Getriebebremse C′ über die Getriebebremse C entlüftet wird und die Getriebekupplung E eingeschaltet und die Getriebebremse F entlüftet wird.

Wenn an dem Eingang der elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung gleichzeitig ein Leerlaufsignal vorliegt und ein Geschwindigkeitssignal fehlt, wird der Abtrieb 2 des Drehmomentwandlers 3 wie folgt an dem Getriebege­ häuse des automatischen Getriebes 1 abgebremst: Nach Einlegen eines der Vorwärtsgang-Wählpositionen des Wählhebels werden die Getriebekupplungen A und B sowie die Getriebebremse C′ geschlossen und die Getriebekupplung E wird geöffnet, ohne daß die Getriebebremse F geschlossen wird. Das Abtriebs­ moment des Drehmomentwandlers 3 wird daher über die Getriebekupplung B und die Getriebebremse C′ am Getriebegehäuse abgestützt. Sollte über den Getriebeabtrieb 4 ein Vorwärts-Drehmoment der Antriebsräder des Fahrzeugs in das Getriebe eingeleitet werden, weil z. B. eine vorangegangene Bremsung die Antriebsräder blockiert hat und diese nach Lösen der Bremse das nun blockierte Getriebe antreiben würde, so öffnet der Freilauf F 3, so daß das Hohlrad und das Sonnenrad des dritten Planetengetriebesatzes 10 frei rotieren können. Im elektronischen Steuerteil der Steuereinrichtung wird aus den gleichzeitig vorliegenden Signalen: Drosselklappe geschlossen und Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null bei einer Vorwärtsgang-Wählstellung des Wählhebels des automatischen Getriebes das "Blockier-Signal" gebildet. Hierdurch werden über die hydraulischen Ventile des Hydraulikteils der Steuereinrichtung die Getriebebremse C′ und die Getriebekupplung B geschlossen. Ferner werden die Getriebekupplung E geöffnet und die Getriebebremse F entlüftet, so daß das Einfallen der Getriebebremse F unterbleibt. Dadurch ist der Abtrieb 2 des Drehmomentwandlers 3 über die Getriebebremse C′ am Getriebegehäuse ab­ gestützt. Solbald danach der Fahrer das Gaspedal betätigt, entfällt das elektronische Blockiersignal und die Magnetventile des Hydraulikteils der Steuereinrichtung werden entsprechend der 1. Gang-Stellung des Getriebes erregt, d. h. die Getriebekupplung B und die Getriebebremse C′ werden geöffnet und die Getriebekuppplung E wird geschlossen.

Der Aufbau des Abtriebsmomentes des Getriebes erfolgt, sobald die Getriebebremse C und die Getriebekupplung B mangels ausreichender Lamel­ lenpressung durchrutschen. Der Freilauf F 3 übernimmt unmittelbar nach Entstehen einer Relativbewegung das vom ersten und zweiten Planetenge­ triebesatz 9 und 11 gewandelte Abtriebsmoment des Drehmomentwandlers 3. Der Drehmomentaufbau erfolgt nahezu ruckfrei.

Das Abstützen des Abtriebsmomentes des Drehmomentwandlers 3 am Ge­ triebegehäuse wird auch erreicht, wenn die Getriebekupplung B und die Ge­ triebebremse C′ allein geschlossen werden und die Getriebekupplung E ge­ schlossen sowie die Getriebebremse F geöffnet bleiben. Im Gegensatz zu der vorgeschriebenen Variante braucht also dabei der Schaltzustand des dritten Planetengetriebesatzes 10 nicht verändert zu werden, da das Hohlrad des zweiten Plantengetriebesatzes 11 frei rotieren kann. Ein Nachteil dieses Schaltzustandes ist es jedoch, daß beim anschließenden Anfahren des Kraft­ fahrzeuges erst die Getriebekupplung A geschlossen werden muß. Bei unge­ nügender zeitlicher Abstimmung von Öffnungs- und Schließvorgängen muß daher mit einem Einschaltstoß gerechnet werden.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem über diesen angetriebenen automatischen Getriebe, welches je nach den Wählstellungen seines Wählhebels über Getriebekupplungen und Getriebebremsen geschaltet wird, die über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Betriebswerte und Fahrzustände des Kraftfahrzeugs darstellenden Istsignalen gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (2) des Drehmomentwandlers (3) in den Vorwärtsgang-Wählstellungen des Wählhebels, falls am Eingang der Steuereinrichtung gleichzeitig ein Leerlaufsignal anliegt und ein Fahr­ zeuggeschwindigkeitssignal fehlt oder ein Fahrzeugstillstandssignal an­ liegt, über eine der Getriebebremsen (C′) des automatischen Getriebes (1) ohne Vorwärtsblockieren des Getriebeabtriebs (4) am Getriebege­ häuse abbremsbar ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ bremsen des Wandlerabtriebs (2) am Getriebegehäuse durch das Auftre­ ten eines Bremssignals am Eingang der Steuereinrichtung auslösbar ist.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbremsen des Wandlerabtriebs (2) am Getriebegehäuse durch das unmittelbar vorangegangene Auftreten eines Anlassersignals und/oder eines das Ändern der Wählhebelstellung angebenden Signals am Eingang der Steuereinrichtung auslösbar ist.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Abbremsen des Wandlerabtriebs (2) eine derartige Ge­ triebekupplung (E) geöffnet ist, welche bewirkt, daß der Getriebeab­ trieb (4) bei Fahrgeschwindigkeiten größer als Null die festgebremsten Getrieberadsätze überholen kann.

5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Abbremsen des Wandlerabtriebs eine derartige Getriebe­ kupplung (A) geöffnet ist, welche bewirkt, daß der Getriebeabtrieb (4) bei der Fahrgeschwindigkeit Null die festgebremsten Getrieberadsätze überholen kann.