DE1954739B2 - Elektronische regelvorrichtung fuer den leitungsdruck im hydraulischen steuerkreislauf der steuervorrichtung eines selbsttaetig schaltbaren wechselgetriebes von kraftfahrzeugen - Google Patents
Elektronische regelvorrichtung fuer den leitungsdruck im hydraulischen steuerkreislauf der steuervorrichtung eines selbsttaetig schaltbaren wechselgetriebes von kraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Regelvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1
näher bezeichneten Art.
Der Leitungsdruck des hydraulischen Steuerkreislaufs der Steuervorrichtung eines selbsttätig schaltbarer
Wechselgetriebes, mit dem die Reibungsschaltmittel des.
Wechselgetriebes bei ihrer Ansteuerung beaufschlagt werden, soll weder zu hoch sein, damit die Reibungsschaltmittel
nicht zu abrupt wirksam werden und mechanische Schaltstöße begründen, noch darf er zu
niedrig sein, da dann die Reibungsschaltmittel nur langsam wirksam werden und mit hohem Verschleiß
verbundene Reibungswärme erzeugt wird. Es hat sich herausgestellt, daß befriedigende Schaltvorgänge dann
erzielt werden können, wenn der Leitungsdruck proportional zum Drehmoment der Turbinenwelle des
hydrodynamischen Drehmomentwandlers des selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes geregelt wird.
So zeigt die USPS 25 57 421 eine Steuervorrichtung eines selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes, das eine
mechanische Verstärkung des Leitungsdrucks abhängig vom Leitradmoment des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
gestattet, das jedoch nur in einem gewissen Teilbereich des Wandlerbetriebs dem Drehmoment
der Turbinenwclie entspricht.
In der US-PS 31 70 323 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals beschrieben, das das über eine
Welle übertragene Drehmoment wiedergibt. Die bekannte Vorrichtung erfaßt das Drehmoment der
Ausgangswelle einer Antriebsmaschine und arbeitet mit zwei Gebern, die auf dieser Welle in gegenseitigem
Abstand montiert sind. Es wird die relative Verdrehung der beiden Geber erfaßt und zur Erzeugung eines
Ausgangssignals weiterverarbeitet. Wolke man diese bekannte Vorrichtung an der Turbinenwelle des
hydrodynamischen Drehmomentwandlers eines selbst tätig schaltbaren Wechselgetriebes einsetzen, so träten
insofern Schwierigkeiten auf, als die Turbinenwelle im allgemeinen recht kurz ist, so daß sich das von ihr
übertragene Drehmoment nur ungenau erfassen läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Regelvorrichtung der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 näher bezeichneten Gattung so auszubilden, daß die das übertragene Drehmoment wiedergebende
Wellenverdrehung sehr genau gemessen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Regelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Es wird somit die Torsion der Ausgangswelle des Wechselgetriebes erfaßt, auf der die Geber für eine sehr
genaue Messung hinreichend weit voneinander entfernt montiert werden können. Die Einwirkung des Stufenteils
des Wechselgetriebes auf das von der Turbinen welle des hydrodynamischen Drehmomentwandlers aufgegebene
Drehmoment wird durch eine Spannungsteileranordnung kompensiert, wie sie in ähnlicher Form
gemäß der BE-PS 6 94 925 für die Verarbeitung von Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen bereits bekannt ist.
Auf diese Weise läßt sich ein Leitungsdruckverlauf realisieren, der mit guter Genauigkeit dem vom
hydrodynamischen Drehmomentwandler abgegebenen Drehmoment folgt.
In den Zeichnungen sind in der Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Regelvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes, dessen
Steuervorrichtung mit der Regelvorrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist;
Fig. 2 bis 7 sind graphische Darstellungen der Beziehung zwischen dem Drehmomentverhältnis gegenüber
dem Übersetzungsverhältnis, dem Turbinendrehmoment gegenüber der Turbinendrehzahl, dem
Leitungsdruck gegenüber dem Übersetzungsverhältnis, dem Leitungsdruck gegenüber der Turbinendrehzahl,
dem Turbinendrehmoment gegenüber der Turbinendrehzahl unter einer anderen Bedingung und dem
Ausgangswellendrehmoment gegenüber der Ausgangswellendrehzahl im ersten, zweiten und dritten Gang;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer elektronischen Regelvorrichtung nach der Erfindung;
F i g. 9 ist eine der F i g. 8 entsprechende Darstellung, die eine abgewandelte Ausführungsform der elektronischen
Regelvorrichtung zeigt;
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen dem Leitungsdruck und dem Torsionsmoment der Turbinenwelle des hydrodynamischen Drehmomentwandlers;
F i g. 11 ist eine graphische Darstellung verschiedener
elektrischer Wellenformen von elektrischen Strömen, die an verschiedenen Steilen der Regelvorrichtung
gemäi3 F i g. 8 auftreten;
F i g. 12 ist eine der F i g. 11 ähnliche Darstellung, die
der Regelvorrichtung nach F i g. 9 entspricht.
Gemäß Fig. 1 besitzt das selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe eine Antriebswelle 10, eine Ausgangs-
we||e 11 und eine Turbinenwelle 12. Die Antriebswelle
10 kann die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs sein, während die Ausgangswelle U in
beliebiger Weise mit den Fahrzeugrädern verbunden ist. Die Antriebswelle 10, die Ausgangswelle 11 und die
Turbinenwelle 12 sind gegenüber dem nicht gezeigten Getriebegehäuse drehbar gelagert, wobei die Turbinenwelle
12 gegenüber der Antriebswelle 10 und der Ausgangswelle 11 eine Relalivdrehzahl haben kann. Das
selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe besitzt ferner einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 13, hydraulisch
betätigte, als Reibungskupplungen ausgebildete Eingangskupplungen 14 und 15, hydraulisch betätigte
Reibungsbremsen 16 und 17 sowie einen ersten und einen zweiten Planetenrädersatz 18 und 18'.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 13 weist ein Pumpenrad 19, ein Turbinenrad 20 und ein Leitrad
21 auf. Das Pumpenrad 19, das Turbinenrad 20 und das Leitrad 21 sitzen in einem nicht gezeigten strömungsmitteldichten
Wandlergehäuse, von dessen einem Teil das Pumpenrad 19 gebildet wird. Das Pumpenrad wird
durch die Antriebswelle 10 angetrieben. Das Turbinenrad 20 ist gegenüber dem nicht gezeigten Getriebegehäuse
drehbar gelagert. Zur Abstützung des Leitrades 21 in einer Drehrichtung am Getriebegehäuse ist eine
Einwegbremse 22 vorgesehen. Diese Einwegbremse 22 kann beliebigen Aufbau haben und gestattet eine freie
Drehung des Leitrades 21 in Vorwärtsdrehrichtung, d. h. in der Drehrichtung der Antriebswelle 10, und
verhindert eine Drehung des Leitrades 21 in der Gegendrehrichtung.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 13 arbeitet in bekannter Weise und treibt das Turbinenrad 20
mit einem Drehmoment an, das größer als das in das Pumpenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
durch die Antriebsmaschine eingeleitete Drehmoment ist. Die Schaufeln des Leitrades 21 ändern die
Strömungsrichtung des Strömungsmittels zwischen dem Turbinenrad und dem Pumpenrad. Hier erfolgt die
Abstützung des Leitrades 21 in Gegendrehrichtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 10, so daß die
Einwegbremse 22 die Drehung des Leitrades 21 in dieser Drehrichtung verhindert. Erreicht die Drehzahl
des Turbinenrades 20 eine vorbestimmte Größe, wird die Abstützrichtung der Schaufeln des Leitrades 21
geändert, so daß das Leitrad 21 in Vorwärtsdrehrichtung umlaufen wird. Die Einwegbremse 22 erlaubt eine
derartige Drehung des Leitrades 21. In diesem Betriebszustand arbeitet der hydrodynamische Drehmomentwandler
13 als eine einfache Strömungskupplung für den Antrieb des Turbinenrades 20 mit im
wesentlichen derselben Drehzahl und ohne Vergrößerung des Drehmoments.
Der erste und der zweite Planetenrädersatz 18 und 18' umfassen je ein Sonnenrad 24 und 25, die auf einer
auf der Ausgangs welle 11 drehbar gelagerten Hohlwelle
\2bbefestigt sind. Ferner weist der erste Planetenrädersatz
18 ein Ringrad 26 auf, das an einer Antniebsglocke 27 ausgebildet ist, die über eine Kupplungswelle 12a und
die zweite Eingangskuppliing 15 mit der Turbinenwellc
12 verbindbar ist. Auch der zweite Planetenrädersalz 18' weist ein Ringrad 28 auf, das an einer mit der
Ausgangswelle 11 verbundenen Abtriebsglocke 29 ausgebildet ist. Vervollständigt wird der erste Pianctcnrädersatz
18 durch Planetenräder 30, die drehbar auf einem mit der Ausgangswelle 11 verbundenen Planetenräderträger 31 gelagert sind. In gleicher Weise weist der
zweite Plantenrädersatz 18' Planetenräder 32 auf, die
.ίο
drehbar an einem Planetenräderträger 33 gelagert sind
der durch die Reibungsbremse 16 am nicht gezeigter Getriebegehäuse festbremsbar ist. Die Planetenräder3(
kämmen mit dem Sonnenrad 24 und mit dem Ringrac 26, und die Planetenräder 32 stehen mit dem Sonnenrac
25 und dem Ringrad 28 im Eingriff.
Das selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe umfaß ferner eine Verbindungstrommel 34, die am ausgangs
zeitigen Ende an die beide Sonnenräder 24 und 2! tragende Hohlwelle 12b angeschlossen ist und an ihren
untriebsseiiigen Ende durch die erste Eingangskupplunj
14 mit der Turbinenwellc 12 verbindbar ist. Zwischer einem den Planetenräderträger 33 des zweiten Planetenrädersatzes
18' mitbildenden trommeiförmigen Abschnitt 36 und dem Getriebegehäuse ist eine Einwegbremse
35 angeordnet.
Die erste Eingangskupplung 14 verbindet die durch das Turbinenrad 20 antreibbare Turbinenwelle 12 über
die Verbindungstrommel 34 mit der die Sonnenräder 24 und 25 tragenden, auf der Ausgangswelle 11 drehbar
gelagerten Hohlwelle 12£>.
Die zweite Eingangskupplung 15 verbindet die vom Turbinenrad 20 antreibbare Turbinenwelle 12 mit dem
Ringrad 26 des ersten Planetenrädersatzes 18. Die Reibungsbremse 16 zum Schalten des Langsamganges
und des Rückwärtsganges bremst den Planetenräderträger 33 über seinen trommeiförmigen Abschnitt 36 am
Getriebegehäuse ab. Die Reibungsbremse 17 dient zum Abbremsen der Verbindungstrommel 34 in einem
mittleren Gang. Die Einwegbremse 35 kann beliebigen Aufbau haben und gestattet eine freie Drehung des den
glockenförmigen Abschnitt 36 aufweisenden Planetenräderträgers 33 des zweiten Planetenrädersatzes 18' in
Vorwärtsdrehrichtung, d. h. in der Drehrichtung der Antriebswelle 10, und verhindert die Drehung des
Planetenräderträgers 33 in Gegendrehrichtung.
Das selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe kann in eine Neutralstellung geschaltet werden. In Vorwärtsfahrtrichtung
sind ein langsamer, ein mittlerer und ein schneller Gang schaltbar. Ferner kann ein Rückwärtsgang
geschaltet werden. Befindet sich gemäß der nachfolgenden Tabelle I das selbsttätig schaltbare
Wechselgetriebe in der Neutralstellung, sind die erste und zweite Eingangskupplung 14 und 15, die Reibungsbremse
17, die Reibungsbremse 16 und die Einwegbremse 35 außer Eingriff. Der Kraftfluß in beiden
Übertragungsrichtungen wird im willkürlich geschalteten ersten langsamen Gang durch Einrücken der
zweiten Eingangskuppliing 15 und durch Anziehen der ersten Reibungsbremse 16 hergestellt, wobei das
Übersetzungsverhältnis Rt gleich 2,46 ist. Der langsame Gang wird im Wählbereich »selbsttätige Schaltung«
durch Einrücken der zweiten Eingangskupplung 15 und durch Wirkung der Einwegbremse 35 hergestellt, wobei
das Übersetzungsverhältnis R\ gleich dem bei willkürlicher Schaltung 2,46 ist. Der mittlere Gang im
Wählbereich »selbsttätige Schaltung« wird durch Einrücken der zweiten Eingangskupplung 15 und durch
Anziehen der zweiten Reibungsbremse 17 herbeigeführt,
wobei das Übersetzungsverhältnis R1 = 1,46 ist. Der schnelle Gang im Wählbereich »selbsttätige
Schaltung« wird durch Einrücken der ersten und der zweiten Eingangskupplung 14 und 15 herbeigeführt,
wobei das
wobei das uueiSeUuiigsverhäimis Ri = ί,ΟΟ isi. Dei
Rückwärtsgang wird durch Einrücken der ersten Eingangskupplung 14 und der eisten Reibungsbremse
16 herbeigeführt, wobei das Übersetzungsverhältnis Rrcv = 2,18 ISt.
Wähl- | [>sie | /.weite | Zwei ι c | firste | Einvvep- | Qberselzungs |
bereich | iiingcings- | lr"ing;ings- | Reibungs | Reibungs | brenise | verhältnis |
kupplung | kupplung | bremse | bremse | |||
/ | _ | O | O | /?, = 2.46 | ||
D\ | O | — | — | /?,=2,46 | ||
D2 | — | O | O | — | — | R2=XAb |
£>3 | O | O | — | — | — | /?i = 1,00 |
R | O | — | — | O | — | /?n-,=2,18 |
N | — | — | _ | — | — |
Das Symbol »O« bedeutet, daß die Reibungsschaltmittel
durch Steuerdruckmittel mit Leitungsdruck beaufschlagt sind. Das Zeichen »*« bedeutet, daß die
Einwegbremse durch Abstützkraft zur Wirkung kommt. Im Wählbereich »I« kann im langsamen Gang eine
Bremsung mit der Antriebsmaschine durchgeführt werden. »Di. D2 und £>3« bezeichnen den langsamen
Gang, den mittleren Gang und den schnellen Gang im Wählbereich »selbsttätige Schaltung« und »Accbezeichnet
den willkürlich schaltbaren Rückwärtsgang.
Wird mit dem Fahrzeug im willkürlich geschalteten langsamen Gang (Wählbereich I) angefahren, tritt
Schlupf zwischen dem Pumpenrad 19 und dem Turbinenrad 20 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
13 auf, wobei das Turbinenrad 20 mit einem Drehmoment angetrieben wird, das größer als das in das
Pumpenrad 19 eingeleitete Drehmoment ist, so daß der hydrodynamische Drehmomentwandler 13 und die
diesem nachgeschalteten Planetenrädersätze 18 und 18' das Drehmoment zwischen der Antriebswelle 10 und
der Ausgangswelle 11 vervielfachen. In diesem Betriebszustand arbeitet die Einwegbremse 22 derart, daß sie
das Leitrad 21 gegen Drehung festhält. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 13 bewirkt ein allmähliches
Anfahren des Fahrzeugs. Läuft das Fahrzeug, so dreht sich nach einer Zeit das Turbinenrad 20 des
hydrodynamischen Drehmomentwandlers 13 mit einer bestimmten Drehzahl. Die Einwegbremse 22 wird dann
freigegeben, wodurch sich das Leitrad 21 in Vorwärtsdrehrichtung
zu drehen beginnt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 13 arbeitet nunmehr als einfache
Strömungskupplung und liefert keine Vergrößerung des Drehmoments. In dem willkürlich geschalteten Wählbereich
»I« kann das selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe auf keinen höheren Gang geschaltet werden, sondern
ist auf diesen langsamen Gang festgelegt.
Wird mit dem Fahrzeug im Wählbereich »D« — selbsttätige Schaltung — angefahren, wird bei einer
vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit gemäß nachfolgender Beschreibung selbsttätig auf einen höheren
Gang geschaltet. Der einzige Unterschied zwischen dem langsamen Gang im Wählbereich »I« und im
Wählbereich »D«besteht darin, daß im Wählbereich »I« der Vorwärtsantrieb stets im langsamen Gang erfolgt,
wenn ein größeres Drehmoment für den Antrieb des Fahrzeugs erforderlich ist, oder wenn Bremsung mit der
Antriebsmaschine benötigt wird. Bei Vorwärtsantrieb m langsamen Gang im Wählbereich »D«, in dem das
»ehalten der Gänge selbsttätig erfolgt, hält die
linwegbrcmse 35 den Planetcnriidcrträgcr 33 des
zweiten Planctcnradcrsatzcs 18' zur Erzeugung eines »ibstützdrchmoments fest. Dadurch wird das Übcrsct-
:ungsvcrhältnis R\, das gleich 2,46 ist, zwischen der "urbincnwellc und der Ausgangswelle erziel'.
Das selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe wird urch Einrücken der zweiten Eingnngskupplung 15 und
der zweiten Reibungsbremse 17 in den mittleren Gang geschaltet. Die zweite Reibungsbremse 17 hält die
ι j Verbindungstrommel 34 fest, während die Einwegbremse
35 außer Wirkung kommt. Das von der Antriebsmaschine abgegebene Drehmoment wird über den
hydrodynamischen Drehmomentwandler 13, die Turbinenwelle 12 und die zweite Eingangskupplung 15 auf das
Ringrad 26 des ersten Planetenrädersatzes 18 übertragen. Mittels des von der zweiten Reibungsbremse 17
festgehaltenen Sonnenrades 24 wird das Drehmoment vervielfacht und auf die Ausgangswelle 11 übertragen.
Somit wird zwischen der Turbinenwelle und der Ausgangswelle das Übersetzungsverhältnis /?2 von 1,46
hergestellt.
Im schnellen Gang erfolgt ein direkter Antrieb zwischen der Antriebswelle 10 und der Ausgangswelle
11. Dazu werden die beiden Eingangskupplungen 14 und
_io 15 eingerückt und die zweite Reibungsbremse 17 wird
freigegeben. Unter diesen Bedingungen laufen die beiden Planetenrädersätze 18 und 18' in sich gesperrt als
Einheit um, wodurch zwischen der Turbinenwelle und der Ausgangswelle das Übersetzungsverhältnis
R = 1,00 hergestellt wird.
Beim willkürlichen Einschalten des langsamen Ganges im Wählbereich »I« wird die zweite Eingangskupplung
15 eingerückt und die erste Reibungsbremse 16 angelegt, während die zweite Reibungsbremse 17 außer
Eingriff ist. Die erste Reibungsbremse 16 nimmt das Abstützmoment auf, so daß das in das Ringrad 26 des
ersten Planetenrädersatzes 18 eingeleitete Drehmoment über den festgehaltenen Planetenräderträger 33
des zweiten Planetenrädersatzes 18' vervielfacht und auf die Ausgangswelle 11 übertragen wird.
Der Rückwärtsgang wird dadurch eingeschaltet, daß die erste Eingangskupplung 14 und die erste Reibungsbremse
16 eingerückt werden. Der Kraftfluß im Rückwärtsgang verläuft von der Antriebswelle 10 über
so den hydrodynamischen Drehmomentwandler 13 zur
Turbinenwellc 12 und dann durch die erste Eingangskupplung 14 zum Sonnenrad 25 des /weiten Planctcnrädersatzcs
18'. Über den durch die erste Reibungsbremse 16 festgehaltenen Planetenrilderträgcr 33 wird
das Drehmoment vervielfach! und auf die Ausgangswcl-Ie
11 übertragen, wobei im /weiten Plnnoienrädcrsatz
die Drehrichtung sich umkehrt. In diesem Rückwärtsgang beträgt das Übersetzungsverhältnis 2,18.
Im selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebe wird das
»ο von der Antriebsmaschine abgegebene Drehmoment T1.
durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler auf T1 vergrößert, das gleich ist dem Produkt aus dem
Drehmomcntvcrhiiltnis r des hydrodynamischen Dreh
momcntwandlers und dem Antriebsmaschinendrehmo-
'■■> ment. Dieses vergrößerte Drehmoment /', wird über die
Turbinenwellc zu der Hingangskiipplunj: 14 oder 15
übertragen. Das Drehmoment wird ferner in den Pliinetcnra'dersiitzen vergrößert, wo es mit dem
Übersetzungsverhältnis R der Planetenrädersätze multipliziert
wird. Das zur Ausgangswelle des Wechselgetriebes übertragene Drehmoment ist somit gleich TO, das
wiederum gleich dem Produkt aus dem Übersetzungsverhältnis R in den Planetenrädersätzen und dem
Drehmoment T, an der Turbinenwelle ist. In diesem Fall variiert das Drehmomentverhältnis τ des hydrodynamischen
Drehmomentwandlers mit der Änderung des Drehzahlverhältnisses e des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
gemäß F i g. 2, wonach im Punkt a das Drehmomentverhältnis angenähert 2 ist, wenn das
Drehzahlverhältnis e gleich Null ist. Steigt das Drehzahlverhältnis e auf 0,8 an, wird das Drehmomentverhältnis
τ angenähert i, wie es der Kupplungspunkt b
zeigt. Steigt das Drehzahlverhältnis e über den Kupplungspunkt b weiter an, bleibt das Drehmomentverhältnis
τ unverändert und wird bei .1 gehalten. Nähert sich das Drehzahlverhältnis e dem Wert 1, fällt
das Drehmomentverhältnis τ abrupt ab, wie es beim Punkt c angedeutet ist. Der Bereich von Null zum
Kupplungspunkt b des Drehzahlverhältnisses (a-b) wird
gewöhnlich als Umwandlungsbereich und der Bereich vom Kupplungspunkt bis 1 (b-c) als Kupplungsbereich
bezeichnet.
Da die Kurve des Drehmomentverhältnisses gegenüber gegenüber dem Drehzahlverhältnis gemäß F i g. 2
etwa gerade verläuft, kann sie für alle praktischen Zwecke der Steuerung des selbsttätig schaltbaren
Wechselgetriebes als eine Gerade angenommen werden.
Der Leitungsdruck des hydraulischen Steuerkreislaufs der Steuervorrichtung des selbsttätig schaltbaren
Wechselgetriebes sollte in Zuordnung zur Änderung des Turbinendrehmoments T1 oder genauer zum Produkt
aus dem Antriebsmaschinendrehmoment Tc und dem Drehmomentverhältnis τ des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
variieren. Dies ist in F i g. 3 gezeigt.
In Fig.6 steht der Punkt /der Turbinenwellendrehzahl
für den Kupplungspunkt entsprechend ft in Fi g. 2. Der Punkt f ist eine Konstante, welche durch die
Stellung der Drosselklappe der Antriebsmaschine bestimmt wird. Der Punkt /"kann beispielsweise gemäß
F i g. 4 bei 0,75 liegen. Die Kurve gemäß F i g. 3 hat einen Verlauf, daß das Turbinendrehmoment T, bei der
Turbinendrehzahl N, gleich Null, angenähert 2,0 ist. Steigt die Turbinendrehzahl N, an, fällt das Turbinendrehmoment
7", so weit ab, bis die Turbinendrehzahl N, den Kupplungspunkt erreicht, bei dem das Turbinendrchzahlmoment
7", angenähert 1,0 ist. Selbst wenn die
Turbinendrehzahl N, weiter über diesen Kupplungspunkt hinaus ansteigt, bleibt das Turbinendrehmoment
T) bis zur maximale!! Turbincndrchzahl konstant. Die
Kurve nach F i g. 3 kann auch als Gerade angeschen werden, wie es in F i g. 5 dargestellt ist.
Die F i g. 7 zeigt in einem Diagramm die Beziehungen
zwischen dem Ausgangswellendrehmomcnt und der Aiisgangswcllendrchzahl im ersten, zweiten und dritten
Gang, wenn die Drosselklappe der Antriebsmaschine in einer Stellung festgehalten wird, liier bezeichnen die
einzelnen Kurven unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. Das Übersetzungsverhältnis im ersten Gang
ist gemäß der Kurve h höher als dasjenige beim zweiten und dritten Gang, wie es durch die Kurven /' und /
angedeutet ist.
Die Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Regelvorrichtung für den l.eitungsdruck. Diese
Vorrichtung besitzt zwei Scheiben 40 und 41, die in i-iiu'in bestimmten Abstand voneinander auf der
Ausgangswelle 11 sitzen, jeweils mehrere Zähne am Umfang haben und zusammen mit der Ausgangswelle
umlaufen. Es sind zwei elektromagnetische Geber 42 bzw. 43 vorgesehen, die jeweils an einer bestimmten
Stelle am Umfang neben der jeweiligen Scheibe 40 bzw. 41 sitzen und eine Wechselspannung gleicher Phase
erzeugen. Mit den elektromagnetischen Gebern 42 bzw. 43 ist jeweils über eine Leitung 46 bzw. 47 ein
Welienformer 44 bzw. 45 verbunden. Es sind zwei Differenzierglieder 48 bzw. 49 vorgesehen, die die
Ausgangsspannung des jeweils zugeordneten Wellenformers 44 bzw. 45 differenzieren. Die Differenziergliedcr
48 bzw. 49 sind jeweils über eine Leitung 50 bzw. 51 mit dem Wellenformer 44 bzw. 45 verbunden. Über
Leitungen 53 und 54 ist an die Differenzierglieder 48 und 49 ein Flip-Flop-Kreis 52 angeschlossen. Der Flip-Flop-Kreis
52 erzeugt eine Rechteckwelle, die bei einem Impuls von einem der Differenzierglieder 48 oder 49
ansteigt und bei einem Impuls von dem anderen der Differenzierglieder 49 oder 48 abfällt und eine Dauer
hat, die proportional zur Phasendifferenz zwischen den an den jeweiligen elektromagnetischen Gebern 42 und
43 erzeugten Ausgangsspannungen ist. An den Flip-Flop-Kreis 52 ist über eine Leitung 56 ein Integrator 55
angeschlossen, der die Ausgangsrechteckwelle des Flip-Flop-Kreises 52 integriert und eine Gleichspannung
erzeugt, die proportional zur Dauer der Impulse der Rechteckwelle ist. Einem elektrischen Schalter mit
mehreren Kontaktpaaren 57, 58 und 59 sind mehrere Widerstände 60, 61 und 62 zugeordnet, die diese
Gleichspannung zur Lieferung einer dem jeweils eingeschalteten Gang entsprechenden Spannung teilen
und die Schaltung zum Integrator 55 öffnen oder schließen. Es ist ein clektrohydraulisches Druckregelventil
63 vorgesehen, das den Leitungsdruck in Abhängigkeit vom elektrischen Ausgangssignal des
Spannungsteilers regelt. Mit 64 ist eine Energicvcrsorgungsquelle bezeichnet.
Die Welienformer 44 und 45 können Schmitt-Trigger Schaltungen sein. Die Anordnung der Kontaktpaarc 57,
58 und 59 und der Widerstände 60,61 und 62, die jeweils dem ersten, dem zweiten und dem dritten Gang
zugeordnet sind, ist derart, daß das Ausgangssignal durch den Widerstand 60 für den ersten Gang, durch die
Widerstände 60 und 61 für den zweiten Gang und durch die Widerstände 60, 61 und 62 für den dritten Gang
bestimmt wird. Die Schaltung besitzt ferner geerdete Leitungen 65 bis 71, die an die F.ncrgicvcrsorgungsqiiel-Ic
64, die elektromagnetischen Geber 42 und 43, die Welienformer 44 und 45, die Differenzieigliedcr 48 um
49, den Flip-Flop-Kreis 52, den Integrator 55, die Widerstände 60 bis 62 und das clcktrohydraiilisehi
Druckrcgelvcntil 63 angeschlossen sind.
Die beschriebene Regelvorrichtung regelt den Lei Uingsdruck somit in Abhängigkeit von dem Drehmo
ment der Turbinenwelle des hydrodynamischen Dich moment wandlers.
In F i g. 9 ist eine abgewandelte Ausführungsfurm de
elektronischen Regelvorrichtung nach F ig. K gczcigi
Diese abgewandelte Regelvorrichtimg stimmt in wesentlichen mit der Vorrichtung nach Fi);. H ühereir
Sie verwendet jedoch ein UND-CMied 72, um oin<
Rechteckwclle zu erzeugen, die eine Impulsdauer ha die der Phasendifferenz der Rcehleckwellen de
Welienformer 44 und 45 entspricht. Das UND Glied is mit dem Welienformer 44 bzw. 45 über eine Leitimi» 7
bzw. 74 verbunden. Der Integrator 55 ist üIht ein
Leitung 75 an das UND Glied 72 angeschlossen im
integriert die Ausgangsrechteckwelle des UND-Gliedes 72 zur Erzeugung einer Gleichspannung, die proportional
zur Dauer der Rechteckwelle ist.
Wenn an der Ausgangswelle 11 des Wechselgetriebes
kein Torsionsmoment auftritt, sind die Ausgangsspannungen der Wellenformer 44 und 45 um 180°
zueinander phasenverschoben, so daß an dem UND-Glied 72 keine Spannung erzeugt wird. Tritt hingegen
an der Ausgangswelle 11 Drehmoment auf, zeigen die Rechteckwellen eine seitliche Überlappung, die proportional
zu dem über die Ausgangswelle 11 übertragenen Drehmoment ist. Diese Überlappung der beiden Wellen
erlaubt, dem UND-Glied 72 die Erzeugung einer Rechteckwelle mit einer dem Überlappungsabschnitt
entsprechenden Dauer. Diese Ausgangsspannung gelangt über die Leitung 75 zu dem Integrator 55, der eine
Gleichspannung erzeugt, die proportional zur Dauer der Ausgangsspannungsimpulse des UND-Gliedes ist.
Die Ausgangsgleichspannung des Integrators 55 wird über die Schalter und die Widerstände an das
clektrohydraulische Druckregelventil 63 geleitet, das den Leitungsdruck des hydraulischen Steuerkreislaufs
der Steuervorrichtung des selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes regelt.
Die F i g. 10 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Leitungsdruck und dem Torsionselement
derTurbinenwelle des Drehmomentwandlers.
In der Fig. 11 sind verschiedene Wellenformen gezeigt, die an verschiedenen Stellen der in F i g. 8
gezeigten Regelvorrichtung auftreten. In der Fig. 11 bezeichnet (A) die Wechselstromwellen der elektromagnetischen
Geber 42 und 43. (B) die Rechteckwellen von den Wellenformern 44 und 45, (C) die Wellen am
Ausgang der Differenzierglieder 48 und 49, (D) die Rechteckwelle des Flip-Flop-Kreises 52 und (E) die
s Gleichspannung vom Integrator 55.
Fig. 12 ist das Gegenstück zu Fig. 11, das in Verbindung mit der Regelvorrichtung nach F i g. 9
erhalten wird. In F i g. 12 entsprechen die Wellenformen
(A), (B) und (D) den Wellenformen gemäß Fig. 11,
ίο wobei die Wellenform (C) die Welle ist, die von dem
UND-Glied 72 abgeleitet wird.
Aus der Beschreibung läßt sich entnehmen, daß der Leitungsdruck des hydraulischen Steuerkreislaufs in
Abhängigkeit vom Drehmoment der Turbinenwelle des
is hydrodynamischen Drehmomentwandlers dadurch geregelt
wird, daß eine dem Torsionsmoment in der Ausgangswelle entsprechende Spannung aufgenommen
wird und diese zur Kompensation der Drehmomentwandlung durch den gestuften mechanischen Teil des
selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes entsprechend dem eingelegten Gang korrigiert wird.
Außerdem ist klar, daß ein Energieverlust in der Ölpumpe des hydraulischen Steuerkreislaufs dadurch
eliminiert wird, daß der Leitungsdruck im hydraulischen
is Steuerkreislauf innerhalb vernünftiger Grenzen gehalten
wird.
Die beschriebene Regelvorrichtung hat ferner den Vorteil, daß kein herkömmlicher Regler notwendig ist,
da sie zugleich ein elektrisches Fahrgeschwindigkeitssignal liefert.
Hierzu (S BIaH Zcichnuniien
Claims (2)
1. Elektronische Regelvorrichtung für die drehmomentabhängige Steuerung des Leitungsdrucks im
hydraulischen Steuerkreislauf der Steuervorrichtung eines selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes von
Kraftfahrzeugen, mit einer Drehmoment-Meßvorrichtung, die abhängig von der Verdrehung einer
Getriebewelle eine Gleichspannung liefert, deren Größe dem übertragenen Drehmoment entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomeni-Meßvorrichtung
das Drehmoment der Ausgangswelle (11) des Wecnselgetriebes erfaßt,
und daß ihr Ausgang über mindestens einen Spannungsteiler (60, 61, 62) mit einem elektrohydraulischen
Druckregel ventil (63) verbunden ist, das die Höhe des Leitungsdrucks abhängig von der
Größe der von der Drehmoment-Meßvorrichlung gelieferten Gleichspannung regelt, wobei minde·
stens ein an sich bekannter, von der Schaltstellung des Wechselgetriebes abhängiger Schalter (57, 58,
59) das elektrohydraulische Druckregelventil (63) so mit den Abgriffen des Spannungsteilers verbindet,
daß der jeweils an das elektrohydraulische Druckregelventil (63) gelegte Teil der Gleichspannung in an
sich bekannter Weise um so größer ist, je höher der jeweils eingeschaltete Gang des Wechselgetriebes
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet, daß der von der Schaltstellung des
Wechselgetriebes abhängige Schalter aus drei Kontaktpaaren (57, 58 und 59) besteht, von denen
jeweils eines im ersten bzw. im zweiten bzw. im dritten Gang geschlossen ist.
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