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Die
Erfindung bezieht sich auf ein elektronisch gesteuertes Automatikschaltgetriebe
und auf die Stromsteuerung eines Linearmagneten zur Steuerung des Öldrucks
in der Druckölschaltung
desselben.
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In
den letzten Jahren ist es bei elektronisch gesteuerten Automatikschaltgetrieben
(die nachstehend als A/T bezeichnet werden) bei der Steuerung des
an einer Kupplung, einer Bremse o.dgl, anliegenden Öldrucks,
bei denen es sich um Gangwechseleinrichtungen handelt, allgemein üblich, eine
elektronische Steuereinrichtung unter Verwendung einer Beaufschlagungseinrichtung,
wie eines Linearmagneten, eines Leistungsmagneten, usw. einzusetzen. Da
die Treibersignale des Linearmagneten, des Leistungsmagneten, usw.,
welche hierbei zur Anwendung kommen, Impulsbreitenmodulations-Signale (PWM-Signale)
sind, und der durchfließende
Strom ebenfalls vergleichsweise groß ist, konnten ein Rauschen
und Funktionsstörungen
(fehlerhaftes Leistungsverhalten) an der elektronischen Steuereinrichtung
selbst und an der sie umgebenden elektronischen Einrichtung, an
den dort auftretenden Signalen usw., auftreten.
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Als
eine von möglichen
Gegenmaßnahmen wurde
daher derart vorgegangen, daß entsprechend den
Erfordernissen die Erdungs- signale der elektronischen Steuereinrichtung
in eine Erdung zum Ableiten des Stroms des Linearmagnetens, usw.
(nachstehend als (PE (Leistungserdung) bezeichnet) und eine Erdung
zum Ableiten des Stroms des Kleinrechners in der elektronischen
Steuereinrichtung, der Schnittstellenschaltung, usw. (nachstehend
als SE (Signalerdung) bezeichnet), aufgeteilt.
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Hierzu
gab es bisher auf diesem Gebiet die nachstehend wiedergegebenen
und erläuterten
Beispiele.
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Da
nach den 5 und 6 elektronische Steuereinrichtungen
den Öldruck
des Automatikschaltgetriebes entsprechend dem Drosselöffnungsgrad
erzeugen indem diese die Signale von dem Drossel sensor 11 erhalten,
steuern diese den Strom des Linearmagneten 12. Zur Rauschunterdrückung haben
sie auch die sogenannte PE zur Erdung des durch den Linearmagneten
gegangenen Stroms, und die sogenannte SE zur Erdung des Stroms der Schnittstellenschaltung,
usw. des Kleinrechners, welche gesondert zu der Erstgenannten vorgesehen
ist.
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Die
elektronische Steuereinrichtung 1 weist einen Kleinrechner 2 auf,
der ein Linearmagneten-Stromvorgabeteil zur Aufnahme der Signale
von dem Drosselöffnungsgrad-Ermittlungsteil 3, ein
PWM (Impulsbreitenmodulations)-Signalausgangsteil 5, ein Überwachungsstromvergleichskorrekturteil 6 und ein Überwachungsstromermittlungsteil 7 aufweist, und
der ferner eine Magnettreiberschaltung 8 zum Treiben des
Linearmagneten 12, eine Magnetstromüberwachungsschaltung 9 und
ein Stromüberwachungsteil
(Stromüberwachungswiderstand) 10 aufweist.
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Wenn
jedoch eine elektrische Potentialdifferenz zwischen PE und SE erzeugt
wird, ergibt sich hieraus der Umstand, daß der Leitungsdruck des A/T nicht
mit dem Soll-Wert übereinstimmt.
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Wenn
beispielsweise PE größer als
SE für ΔV (V) ist,
und wenn die Potentialdifferenz des Stromüberwachungsteils 10 für PE durch
den Linearmagnetenstrom mit UF bezeichnet
ist, ergibt sich für die
Erdung der Magnetstromüberwachungsschaltung 9 VF' =
VF + ΔV
infolge von SE, wenn man bei der Betrachtung von der Magnetstromüberwachungsschaltung 9 ausgeht,
und es ergibt sich eine Potentialdifferenz, wobei der Strom, der
um mehr als ΔV
größer als
der tatsächlich
in dem Linearmagneten strömende
Strom 12 ist. Da die vorstehend angegebene Regelung (Steuerung
mit Rückführung) durch
derartige wie vorstehend beschriebene fehlerhafte Signale reagiert,
wird der tatsächliche
Wert des in dem Linearmagneten 12 strömenden Stromes kleiner als
der Soll-Wert.
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Wenn
hingegen SE größer als
PE für ΔV (V) ist,
ergibt sich VF = VF – ΔV, wenn man
von der Magnetstromüberwachungsschaltung 9 ausgeht,
und es ergibt sich eine Potentialdifferenz für den Fall, daß der Strom
um ΔV kleiner
als der tatsächlich
in dem Linearmagneten 12 strömende Strom ist. Da somit die vorstehend
angegebene Regelung durch derartige zuvor beschriebene fehlerhafte
Signale reagiert, wird der tatsächliche
Wert des in dem Linearmagneten 12 strömenden Stromes grösser als
der Soll-Wert.
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Die
Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten
Schwierigkeiten ein elektronisch gesteuertes Automatikschaltgetriebe bereitzustellen,
bei dem eine genaue Regelung des Linearmagneten auf den Soll-Wert
ermöglicht
wird.
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Nach
der Erfindung zeichnet sich hierzu ein elektronisch gesteuertes
Automatikgetriebe, das einen Linearmagneten zur Steuerung des Öldrucks des
Automatikschaltgetriebes hat, dadurch aus, daß ein Stromüberwachungsteil zur Überwachung
des durch den vorstehend angegebenen Linearmagneten gegangenen Stromes,
eine erste Magnetstromüberwachungsschaltung
zum Überwachen
des Potentials der Linearmagnetseite des Stromüberwachungsteils, ein Leistungserdungs-Signalerdungspotentialdifferenzkompensationsteil,
das in Serie zwischen dem vorstehend angegebenen Stromüberwachungsteil
der Leistungserdung vorgesehen ist, und eine zweite Magnetstromüberwachungsschaltung
für die Überwachung
des Potentials der Verbindungsstelle des vorstehend angegebenen
Stromüberwachungsteils
mit dem Leistungserdungs-Signalerdungspotentialdifferenzkompensationsteils
vorgesehen sind. Um nach der Erfindung die Potentialdifferenz zwischen
PE und SE zu kompensieren, was bisher ein Problem war, ist ein PE·SE-Potentialdifferenzkompensationsteil
in Serie zwischen dem Potentialüberwachungsteil
und PE und zusammen mit diesen vorgesehen. Da die zweite Magnetstromüberwachungsschaltung
zur Überwachung
der Spannung der Verbindungsstelle des Stromüberwachungsteils mit dem PE
+ SE Potentialdifferenzkompensationsteil vorgesehen ist, kann die Spannung
proportional zum tatsächlich
in dem Linearmagneten fließenden
Strom selbst dann festgestellt werden, wenn eine Potentialdifferenz
zwischen PE und SE auftritt. Somit lassen sich der Soll-Wert des
Magnetstroms und der tatsächlich
durch den Magneten gehende Strom in genauer Übereinstimmung miteinander
bringen, und die Steuerung des Öldrucks
des Automatikschaltgetriebes läßt sich
genau durchführen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
Darin zeigt:
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1(a) und 1(b) eine
schematische Anordnung der Einrichtungen des elektronisch gesteuerten
Automatikschaltgetriebes gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung,
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2 einen
wesentlichen Teil der Schaltungsauslegung des elektronisch gesteuerten
Automatikschaltgetriebes nach der Erfindung,
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3 ein
Wellenformdiagramm des Schaltungsteils desselben,
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4 ein
Diagramm zur Darstellung des Linearmagnetstroms in Abhängigkeit
von der Potentialdifferenz,
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5 ein
Blockdiagramm eines Stromsteuersystems des Linearmagneten bei einem üblichen elektronisch
gesteuerten Schaltgetriebe, und
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6 einen
Teilschaltplan des Stromsteuersystems hiervon.
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Wie
in 1(a) und 1(b) gezeigt
ist, werden in der elektronischen Steuereinrichtung 1 Signale
von dem Drosselsensor aufgenommen, und der Drosselöffnungsgrad
wird in einem Drosselöffnungsgradermittlungsteil 3 ermittelt,
und die Ergebnisse werden an den Linearmagnetenstromvorgabeteil 4 übergeben.
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In
dem Linearmagnetenstromvorgabeteil 4 wird der Linearmagnetenstromwert
zur Erzeugung des Leitungsdrucks des A/T entsprechend des vorgegebenen
Drosselöffnungsgrades
vorgegeben.
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Die
in dem Linearmagnetenstromvorgabeteil 4 vorgegebenen Stromwerte
werden jeweils zu dem PWM-Signalausgangsteil 5 und dem Überwachungsstromvergleichskorrekturteil 6 ausgegeben.
In dem PWM-Signalausgabeteil 5 werden PWM (impulsmodulierte)-Signale
mit einer gewissen konstanten Frequenz (beispielsweise 300 Hz) zum
Durchleiten eines vorbestimmten Stromes zu der Magnettreiberschaltung 8 abgegeben.
Bei der Vorgabe der PWM-Signale hierfür erfolgt auch eine Korrektur
auf der Basis der Signale von dem Überwachungsstromvergleichskorrekturteil 6,
das nachstehend beschrieben wird. Die Magnettreiberschaltung 9 verstärkt den Stromwert
zum Treiben des Linearmagneten 12 auf der Basis der Signale
von dem PWM-Signalausgangsteil 5 und dem dann abgegebenen
Strom.
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Nachstehend
erfolgt eine Erläuterung
unter Bezugnahme auf eine Öldruckschaltung,
die dem Linearmagneten 12 zugeordnet ist. Diese Öldruckschaltung 30 weist
ein Linearmagnetventil 23 auf, das einen Linearmagneten 12 hat,
weist ferner eine Pumpe 36, einen Filter 37, einen
Hauptsteuerschieber 52a, einen Hilfssteuerschieber 52b,
ein Absperrglied 52c, eine Steuerkammer e, einen Rücklaufanschluß f, einen
Leitungsdruckanschluß p2, einen zweiten Regleranschluß h, ein
erstes Regelventil 52, das einen Rücklaufanschluß EX hat,
ein Drosselventil 53, ein zweites Regelventil 55,
ein Magnetrelaisventil 58, ein Absperrventil 59,
ein Magnetregelventil 73, ein Druckentlastungsventil 75,
usw. auf.
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Ferner
ist eine Steuerkammer e zur Einstellung des Leitungsdruckes in Druckherabsetzungsrichtung
in dem ersten Regelventil 53 vorgesehen, an dem der Steuerdruck
von dem Linearmagnetventil 23 anliegt. Dann wird auf der
Basis der Signale von dem Sensor (in der Figur nicht gezeigt) zum
Erkennen der Wählstellung
des Handschaltventils (in der Figur nicht dargestellt) das Linearmagnetventil 23 gesteuert,
und beim Arbeiten von dem Neutralbereich N zu dem Vorwärtsfahrtbereich
D oder dem Rückwärtsfahrtbereich
R wird der Steuerdruck von dem Linearmagnetventil 23 an
die Steuerkammer e angelegt.
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Wenn
das Linearmagnetventil 23 beispielsweise die Überbrückungskupplung
steuert, wird der Steuerdruck von dem Linearmagnetventil 23 an
die Steuerkammer e über
das Magnetrelaisventil 58 angelegt.
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Ferner
ist das erste Regelventil 52 derart ausgelegt, daß die Erregungsleistung,
basierend auf dem Drosseldruck usw., an einem Anschluß des Hauptsteuerschiebers 52a anliegt,
und daß am
anderen Anschluß desselben
der Gegendruck von dem Leitungsdruckanschluß PZ einwirkt,
und daß an
dem stufenförmigen
Differenzteil desselben der Steuerdruck von dem Linearmagnetventil 23 einwirkt.
Ferner ist die Auslegung derart getroffen, daß ein Leitungsdruckanschluß PZ vorgesehen ist, der Anschluß h des
zweiten Regelventils mit dem Rücklaufanschluß EX und
dem zweiten Regelventil 55 in Verbindung steht.
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Bei
der Erläuterung
wird nochmals auf die elektronische Steuereinrichtung 1 bei
dem Anwendungsbeispiel eingegangen, bei dem die gleichen PWM-Signale
für den
Linearmagneten 12 vorhanden sind. Da der Stromwert sich
infolge der Schwankung des Widerstandswertes des Linearmagnetens 12, der Änderung
des Widerstandswertes infolge der Temperatur oder der Schwankung
der Batteriespannung als elektrische Energieversorgung für den Linearmagneten 12 ändert, wird
auf diese Weise der tatsächlich
in dem Linearmagneten 12 fließende Stromwert überwacht,
und die Korrektur der PWM-Signale erfolgt auf der Basis der überwachten
Wertes. Als eine Einrichtung hierfür ist ein Stromüberwachungsteil
(Stromüberwachung
unter Verwendung eines Widerstands) 10 in Reihenschaltung
zu dem Linearmagneten 12 vorgesehen, und ferner ist zusammen
mit dem PE·SE
Potentialdifferenzkompensationsteil (Diode) 20 eine Serienschaltung
vorgesehen, wobei die zweite Magnetstromüberwachungsschaltung 22 vorgesehen
ist, um die Spannung an der Verbindungsstelle des Stromüberwachungsteils 10 und
des PE·SE
Potentialdifferenzkompensationsteils 20 zu überwachen.
Die erste Magnetstromüberwachungsschaltung 21 und
die zweite Magnetstromüberwachungsschaltung 22 sind
mit Signalerdung (SE) im Hinblick auf die Rauschunterdrückung aus
gelegt.
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Somit
wird das Potential (Potential an der Stelle A) VF1 der
elektrischen Stromquellenseite des Stromüberwachungsteils 10 in
der ersten Magnetstromüberwachungsschaltung 21 geglättet und
in eine stabilisierte Spannungswellenform ohne Impulsierung umgewandelt.
Auch wird das Potential (Potential an der Stelle B) VFZ der
PE-Seite des Stromüberwachungsteils 10 in
der zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung 22 geglättet und
in eine stabilisierte Spannungswellenform ohne Pulsierung umgewandelt.
Wie zuvor beschrieben, werden die in der ersten Magnetstromüberwachungsschaltung 21 und der
zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung 22 umgewandelten
Signale jeweils zu dem Überwachungsstromermittlungsteil 7 übertragen,
und der überwachte
Magnetstrom wird aus der Differenz dieser beiden ermittelt. Somit
kann das Überwachungsstromermittlungsteil 7 die
Spannung V1, die an dem Stromüberwachungsteil 10 anliegt, überwachen,
die keinen Spannungsfehler aufgrund von PE enthält. Somit läßt sich in wirkungsvoller Weise
die Spannung genau auf den Stromwert abstimmen, der in dem Linearmagneten 12 fließt, und
es läßt sich
diese Spannung überwachen.
Das hierbei erhaltene Ergebnis wird an das Überwachungsstromvergleichskorrekturteil 6 übergeben
und es erfolgt ein Vergleich mit dem Strom-Soll-Wert an dem Linearmagnetenstromvorgabeteil 4.
Wenn hierbei eine Differenz zwischen diesen beiden vorhanden ist,
erfolgt eine Korrektur der Regelung, wie eine Korrektur der Ausgangskorrektursignale.
In 2 sind die wesentlichen Schaltungseinzelheiten
des elektronisch gesteuerten Automatikschaltgetriebes nach der Erfindung
verdeutlicht. In dieser Figur sind mit R1 bis
R13 Widerstände, mit NOT eine negative,
logische Negierungsschaltung mit Tr1 bis
Tr4 Transistoren, mit C1 bis
C4 Kondensatoren und mit D2 bis
D6 Dioden bezeichnet. Für die Widerstände R2 und R3 können beispielsweise
solche mit 1,8 Ω eingesetzt
werden, für
die Diode D4 beispielsweise D608 U05C, für den Widerstand
R12 beispielsweise ein solcher mit 15 kΩ, für die Dioden
D3 und D5 D 609
1SS123, für
den Kondensator C4 ein solcher mit 2,2 μF und für R13 beispielsweise ein Widerstand mit 5,1
kΩ.
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Da
die Diode D2 die elektromotorische Kraft aufgrund
von einem sprunghaften Gegenanstieg der Spannung durch den Linearmagneten 12 aufnimmt, hat
sie die Funktion, ein Versagen des Transistors T2 infolge dieses
Einflußes
zu verhindern. Da auch der Linearmagnet 12 außerhalb
der elektronischen Steuereinrichtung liegt, kann leicht ein Rauschen
von außerhalb
der elektronischen Steuereinrichtung eingeleitet werden, und es
besteht die Gefahr, daß diese den
Kleinrechner 2 beeinflußen. Um dies zu verhindern,
sind zwei Diodenpaare D2 und D3 sowie
D5 und D6 auf der
SE-Seite und der Vcc-Seite vorgesehen.
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Die
Ausgangsspannung Vo der Magnettreiberschaltung 8 erhält eine
impulsähnliche
Spannungswellenform, wie dies in 3(a) gezeigt
ist und der Strom i die in 3(b) gezeigte
Wellenform, welcher in dem Linearmagneten 12 fließt. An beiden
Anschlüssen
des Stromüberwachungsteils 10 liegt
die Spannung mit der Wellenform an, die genau dem Strom i des Linearmagneten 12 entspricht,
d.h. die Spannung mit der Wellenform, die in 3(c) gezeigt ist.
Diese wird als Eingangsspannung V1n des
Kleinrechners 2 eingegeben.
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Bei
der Erfindung wird entsprechend der voranstehenden Beschreibung
zur Kompensation der Potentialdifferenz von PE SE zusammen mit der PE·SE Potentialdifferenz
das Kompensationsteil (Diode) 20 zusätzlich vorgesehen. Es ist jedoch
noch zu bemerken, daß an
der Verbindungsstelle des Stromüberwachungsteils 10 und
des PE·SE
Potentialdifferenzkompensationsteils 20 eine Potentialdifferenz
erzeugt wird, die proportional zu dem in dem Linearmagneten 12 fließenden Stromwert
ist. Die zweite Magnetstromüberwachungsschaltung 22 wird
zusätzlich vorgesehen,
um die Potentialdifferenz zu ermitteln. Somit werden die Signale
sowohl von der ersten Magnetstromüberwachungsschaltung 21 als
auch von der zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung 22 an
den Überwachungsstromermittlungsteil 7 abgegeben.
In dieser wird der überwachte
Magnetstrom auf der Basis der Differenz dieser beiden Größen ermittelt,
und das Ergebnis wird an den Überwachungsstromvergleichskorrekturteil 6 übergeben.
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Nachstehend
erfolgt eine Beschreibung von tatsächlichen Ausführungsbeispielen.
Bei der Beschreibung wird als Beispiel angegeben, daß PE größer als
SE für ΔV (V) ist,
und das Potential an der Stelle A wird dann V
F1 =
V
1 + V
FZ. V
1 ist die Potentialdifferenz zwischen der
Stelle A und der Stelle B. Wenn eine Diode als PE·SE Potentialdifferenzkompensationsteil
20 eingesetzt
wird, wird der Spannungsabfallteil der Diode etwa 0,7 V. Die Erdungen der
Magnetstromüberwachungsschaltungen
21 und
22 ergeben
sich dann auf eine solche Weise, daß das Ausgangspotential hiervon
V
F1' =
V
F1 + ΔV
infolge von SE
2 ist, wenn man von der ersten
Magnetstromüberwachungsschaltung
21 ausgeht.
Wenn man andererseits von der zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung
22 ausgeht,
wird das Ausgangspotential der zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung V
FZ' =
V
FZ = ΔV.
Somit erhält
man auf der Basis von V
F1', V
FZ' in dem Überwachungsstromermittlungsteil folgendes:
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Man
kann ein von ΔV
unabhängiges
Potential erhalten. Somit läßt sich
in Wirklichkeit eine Spannung, die genau proportional zu dem tatsächlichen dem
Linearmagneten 12 fließenden
Strom ist, detektieren. Wenn hingegen SE größer als PE für ΔV (V) ist,
ist das Potential an der Stelle AVF1 = V1 + VFZ, wenn man
von der ersten Magnetstromüberwachungsschaltung 21 ausgeht.
Die Ausgangspotentialdifferenz ergibt sich dann mit VF1' = VF1 – ΔV. Wenn man
andererseits von der zweiten Magnetstromüberwachungsschaltung 22 ausgeht,
ergibt sich diese mit VFZ' = VFZ – ΔV.
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Auf
die vorstehend beschriebene Weise erhält man somit ähnlich auf
der Basis von V
F1' und V
FZ' in dem Überwachungsstromermittlungsteil
7 etwa
folgendes:
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Auf ähnliche
Weise wie zuvor beschrieben kann man ein Potential unabhängig von ΔV erhalten. Somit
läßt sich
eine Spannung genau porportional zu dem tatsächlich in dem Linearmagneten 12 fließenden Strom
detektieren.
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In
anderen Worten ausgedrückt
hat das PE·SE
Potentialdifferenzkompensationsteil 20 die Funktion der
Bereitstellung des Nennpotentials, um zu verhindern, daß eine genaue
Stromkorrektur an dem Linearmagneten 12 sich infolge der
Tatsache nicht durchführen
läßt, daß die Spannung
nicht von dem Kleinrechner in dem Fall erfaßt werden kann, wenn die Spannung
von PE kleiner als das Potential von SE geworden ist.
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Obgleich
voranstehend bei den bevorzugten Ausführungsformen angegeben ist,
daß eine
Diode als PE·SE
Potentialdifferenzkompensationsteil eingesetzt wird, ist es möglich, entsprechend
den Erfordernissen, eine Mehrzahl von Dioden in Serienschaltung,
oder einen Widerstand, einen Feldeffekttransistor (FET) oder einen üblichen
Transistor u.dgl. einzusetzen.
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Wenn
die Vorrichtung auf die vorstehend beschriebene Weise ausgelegt
ist, und wenn die Potentialdifferenz zwischen SE·PE 0 V ist, wie dies in 4 gezeigt
ist, stimmt selbst bei der üblichen
Auslegung a und bei der Auslegung b nach der Erfindung der durch
den Linearmagneten 12 gegangene Strom i mit dem Strom-Soll-Wert
von 0,94A überein.
Wenn aber bei der üblichen
Auslegung a die Potentialdifferenz zwischen FE – PE negativ wird, wird der
durch den Linearmagneten gegangene Strom i kleiner als 0,94 A, und
wenn andererseits die Potentialdifferenz zwischen SE·PE positiv
wird, wird der Strom-Soll-Wert größer als
0,94 A, und es ergibt sich ein Fehler bei dem Strom-Soll-Wert. Bei
der erfindungsgemäßen Auslegung
hingegen ist zu ersehen, daß der
durch den Magneten gehende Strom i mit dem Strom-Soll-Wert übereinstimmt.
