DE2035404A1 - Selbstschaltende Ubertragungsanlage - Google Patents
Selbstschaltende UbertragungsanlageInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
- F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
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Description
PATENTANWÄLTE | 2035404 MÜNCHEN 2 TAL -39 TEU 0*11/226894 29505) ■ . ' CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT |
Dipi ehem. Dr. D. Thomsen D.pi.-ing. KTiedtke Dipi ehem. G. Bühling |
FRANKFURT(MAIN)So FUCHSHOHL 7) TEU 0i11/514«66 ■ |
- Dipwng. W.Weinkauff |
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8000 München 2
•Τ. 3727 - case 21786
16. Juli 1970
Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan
und
Nippondenso Kabushiki Kaisha Aichi-ken, Japan
Selbstschaltende Übertragungsanlage
Die Erflndung bezieht sieh auf eine selbstschaltende Übertragungsanlage, die so ausgelegt ist, daß sie den Stoß unterbindet,
der infolge Drehmomentänderung auf das Fahrzeug übertragen
wird, wenn im Getriebe der Übertragungsanlage für-das Schalten
die Zahnräder in Eingriff gebracht werden. ·
• 009888/1554 ; :
Wenn bisher bei einem Kraftfahrzeug, das mit einer selbstschaltenden übertragungsanlage mit Drehmomentwandler ausgerüstet
ist, die Reibungeeingriffeinrichtungen für Gangwechsel betätigt
werden, wird an der Abtriebswelle der Übertragungsanlage eine impulsartige Drehmomentänderung hervorgerufen, da ein Unterschied
zwischen dem vom Motor übertragenen Drehmoment und dem Freilaufdrehmoment
des Kraftfahrzeugs besteht, so daß diese Drehmomentänderung auf das Fahrzeug einen Stoß ausübt und damit eine kurzzeitige
Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs hervorruft und das Wohlgefühl des Fahrers beeinträchtigt. Bisher ist es bekannt,
den Arbeitsöldruck in Abhängigkeit von den Stellungen im
ersten, zweiten und dritten Gang der Übertragungsanlage allmählich
zu vermindern. Ferner ist es bekannt, den Arbeitsöldruck in
Abhängigkeit von den öffnungen des Drosselventils, der Motordrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. etwas zu verändern. .
Diese Maßnahmen haben den Nachteil komplexer hydraulischer
Schaltungen und unstabilen Betrieb? der hydraulischen Schaltung
infolge Änderung der Betriebsbedingungen durch Änderungen der
Arbeitsöltemperatur.
Zur Überwindung der vorgenannten Nachteile hat sich die Erfindung
zum Ziel gesetzt, eine selbsttätig schaltende Übertragungsanlage mit Drehmomentwandler und elektrischen Betriebsschaltungen
zu schaffen, die den Arbeitsöldruck beim Garagwechsel reduzieren
,um den während der Gangwechselvorgänge hervorgerufenen
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Stoß zu beseitigen. .
Die Erfindung besteht im wesentlidren ii einer aeltstsclBUDemen Übertragungsanlage
mit Wandlergetriebe,deren wesertüchen Teile geierraEichnet
sind durch einen hydraulischen Arbeitskreis und eine elektrische Schaltung für die Steuerung des in dem hydraulischen Arbeitskreis
vorgesehenen Verteilungsventils, wobei der der Übertragungsanlage zugeführte-Arbeitsöldruck in Abhängigkeit von einem
beim Gangwechsel erzeugten Signal vermindert wird, um den während des Gangwechsels erzeugten Stoß zu beseitigen, während bei
Übertragung des Drehmoments mit Ausnahme beim Gangwechsel der Arbeitsdruck auf einem ausreichend hohen Wert gehalten wird, uir.
Schlupf der Reibungseingriffeinrichtungen in der übertragur.csanlage
zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird bei einer selbstschaltenden übertragur.gsanlage
mit Drehmomentwandler, die Gangwechsel entsprechend einer vorbestimmten Umschaltlinie vornimmt, der Arbeitsöldruck bein
Gangwechsel vermindert, so daß der erzeugte und auf das Kraftfahrzeug während des Gangwechsels übertragene Stoß beseitigt wird.
Darüber hinaus kann bei einer selbstschaltenden übertragu^csanlace
mit Drehmomentwandler mit Umschaltbetriebsschaltung die Betriebsschaltung für das Steuern des Öldrucks von den UKD-Schaltur.cen
Gebrauch machen, die gemeinsam mit der» ^mschaltbetriebsKhaiung Ur.-schaltsignale
liefern, so daß der durch einen Gangwechsel hervorgerufene Stoß durch den Zusatz von wenigen Komponenten wie Schai-
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tungen und Ventilen verhindert werden kann.
Bei der Erfindung besteht ein weiterer Effekt darin * daPj bei
Änderung des Übersetzungsverhältnisses von einem hohen zu einen niedrigeren Gang der Arbeitsöldruek nur dann vermindert wird, wenn.
die Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, so
daß beim Gangwechsel der Arbeitsöldruek nur für den Fall vermindert wird, bei dem die Minderung des Arbeitsöldrucks tatsächlich
notwendig ist, so daß die Minderung des Arbeitsöldrucks bei Gangwechselvorgängen
vermieden wird, bei denen das Motordrehmoment nicht groß genug ist, um wirklich Drehmomentänderungen herbeizu* ·
führen und keine Notwendigkeit zur Verminderung des Arbeitsöldrucks besteht, die lediglich eine Vergrößerung des Schlupfs der Reibungseingriffeinrichtungen
bedingt (wie im Falle von [Hl]
>1OOO Upm für Gangwechsel von einem hohen Gang zu einem niedrigen Gang bei der
vorbeschriebenen Ausführungsform).
Erfindungsgemäß besteht ein weiterer Effekt darin, daß dann,
wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit läuft und nicht viel größere Drehmomentübertragung braucht (wo JN2~f>3000 Upm),
der Arbeitsöldruek trotz Gangwechsel auf einem niedrigen Wert gehalten wird, so daß der Kraftverbrauch der Zahnradpumpe verringert
wird, keine Motorleistung verbraucht wird und die Abnutzung der Zahnradpumpe beseitigt wird. -
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Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, vollständige Beseitigung eines Stoßes selbst unter den Umständen zu gewährleisten,
bei denen das Auftreten eines besonders starken Stoßes erwartet werden kann, da eine Zeitverzögerungsschaltung vorgesehen wird,
um den Arbeitsöldruck vor Beginn eines Gangwechselvorgangs zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird die Zeit der Verringerung des Arbeitsöldrucks durch die Verwendung einer Zeitverzögerungsschaltung
hinter die Zeit verzögert, bei der ein Gangwechselvorgang auszulösen ist, so daß der Arbeitsöldruck nur während einer kurzen Zeitspanne
vermindert wird, wenn die Druckminderung am meisten benötigt wird, so daß jeglicher Stoß infolge Gangwechsel beseitigt
und die Abnutzung der Reibungseingriffeinrichtungen vermindert wird. :
Die Erfindung gewährleistet somit die Beseitigung von Stössen infolge Gangwechseln in einer Weise, die selbstschaltenden
Übertragungsanlagen mit Drehmomentwandler bestens angepaßt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsformen näher erläutert.
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Pig. % ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgeniässe
Ubertragungsanlage;
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Aufbau eines hydraulischen
Arbeitskreises, wie er verwendet wird, wenn die Erfindung bei einer selbstschaltenden Zweigangübertragungsanlage
angewendet wird;
Fig. 3a und 3b sind graphische Darstellungen, die. ein Bei-
spiel der Umscnaltbereiche verdeutlichen;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine elektronische
Betriebsschaltung verdeutlicht;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau
einer Drehzahldetektoreinrichtung zeigt, welche zusammen mit der elektronischen Betriebsschaltung
verwendet wird;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Drehzahlbetriebsschaltung
in der elektronischen Betriebsschaltung;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Schlupfbetriebsschaltung in der elektronischen Betriebsschaltung;
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Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer in der elektronischen
Betriebsschaltung vorgesehenen Betriebsschaltung für Drehüsahleinstellung;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer bei der elektronischen
Betriebsschaltung verwendeten synchronen Zeithalteschaltung;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer bistabilen Speicherschaltung in der elektronischen Betriebsschaltung;
Fig. 11 ist eine schenatische Darstellung, die den Aufbau
eines Regulierventils verdeutlicht;
. Fig. 12 ist eine schematische Darstellung, die eine weitere
Ausführungsfornt des Druckerhöhungsventils Ir. Regu4-lierventil
zeigt;
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Betriebsschaltung
für die Steuerung des Öldrucks.
Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf
eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung in einer
selbstschaltenden Zweigang-Übertragungsanlage angewendet worden
ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine derartige
Anwendung beschränkt, sondern kann in gleicher Weise für selbst-.■
schaltende Dreigang- oder Mehrgang-übertragungsanlagen r.it mehr
als drei Vorwärtsgängen angewendet werden. 0098 86/ Ib oh
Es wird zunächst der Aufbau einer selbstschaltenden Zweigang-Ubertragungsanlage
erläutert. Eine Ausführungsform der Übertragungsanlage wird als typisches Beispiel aus eins? Zweigang-Ubertragungsanlage
mit Drehmomentwandler und zwar unter Bezugnahme auf Fig. 1
erörtert. Diese selbstschaltende Zweigang-übertragungsanlage mit Drehmomentwandler besitzt einen Drehmomentwandler 1Ö und .eine Getriebeübertragungsanlage
mit einer vorderen Kupplung 20, einer hinteren Kupplung 30, einer hinteren Bremse 40 und einen Zahnradgetriebe 50· An der Eintrittsseite des Drehmomentwandlers 10 ist
die Austrittswelle eines Verbrennungsmotors, der nicht gezeict ist, unmittelbar an die Drehmomentwändlerpumpenwelle 11 angeschlossen, während die Welle 11 unmittelbar an eine Drehmomentwandlerpumpe
12 angeschlossen ist. Der Drehmomentwandler besitzt die Drehmomentwandlerpumpe 12, die Drehmomentwandlerturbine 13 und ein
Leitrad 15, das dazwischen angeordnet ist, wobei eine Einwegkupplung
16 vorgesehen ist. Die Arbeitsweise dieser Elemente ist bekannt
und wird nicht im einzelnen erläutert; die Drehmomentwandlerpumpe 12 liefert ein Umlaufströmungsmittel, während die Drehmomentwandlerturbine
13 infolge des Arbeitsvermögens des Umlaufströmungsrcittels
auf eine Turbinenwelle 1*4 eine Drehkraft ausübt.
Die Drehkraft wird von der Pumpe auf die Turbine mit einer
Drehzahldifferenz zwischen den Gliedern (Schlupfverhältnis) übertragen. Bei kleinem Drehzahlunterschied ist das übertragene Drehmoment klein, während ein großes Drehmoment übertragen wird, wenn
ein großer Unterschied zwischen den beiden Geschwindigkeiten vorliegt. Diese Glieder übertragen daher variierende Drehkräfte. Der
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BAP ORiQlNAt
erwähnte Geschwindigkeitsunterschied kann in Werten des Geschwindigkeitsverhältnisses
(Schlupfverhältnis) ausgedrückt werden. '" _ ' - ■ ~ : '
Eine öldruckpumpe 17 besteht aus einer Zahnradpumpe und ist
unmittelbar aus später zu erörternden Gründen an die Drehmomentwand lerpumpenwelle 11 angeschlossen. Die vordere. Kupplung. 20 besteht
aus einer Kupplungstrommel 21, die an die Drehmomentwandlerturbinenwelle
14 angearbeitet ist, einer Mehrscheibenkupplung 22, einem Kupplungskolben 23, einer Plattenfeder 21J und einer Kupplungswelle
25, so daß bei Anlegen des Arbeitsöldrucks an den Kupplungskolben 23 die Wellen 14 und 25 über die Kupplung 20 miteinander
in Eingriff kommen.
Die hintere Kupplung 30 besitzt eine fest an die Kupplungstrommel
21 angeschlossene Kupplungswelle 35, eine Kupplungstrommel 31, eine Mehrscheibenkupplung 32, einen Kupplungskolben 33 und
eine Plattenfeder 34, so daß bei Anlegen von Arbeitsöldruck an
den Kupplungskolben 33 die Trommeln 21 und 31 durch die Kupplung
30 miteinander gekuppelt werden.
Die hintere Bremse 40 besitzt gemäß Fig. 2 einen Bremskolben
41, einen Bremshebel 42, ein Bremsband 43, eine Rückholfeder 44
und einen Bremszylinder 45, so daß beim Anlegen des Arbeitsöldrucks an den Bremszylinder das Bremsband 43 angezogen und dadurch
ein Träger 58 des Getriebes 50 gegen Drehen gegenüber einem Gehäuse 18 festgehalten wird.
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Diese Kupplungen und Bremsen sind gleicher Bauart und bekannt,
Das Getriebe 50 besitzt zum Beispiel ein Primärsonnenrad 51, ein' Sekundärsonnenrad 57>
ein drittes Sonnenrad 55, ein Primärplanetenrad
52, ein Sekundärplanetenrad 5^» eine Austrittswelle oder Ab«·
triebswelle 56 und einen Träger 58. Das Getriebe 50 besteht aus
einem Kegelrad-Planetengetriebe, bei dem das Primärsonnenrad 51 und das Sekundärsonnenrad 57 in entgegengesetzter Zuordnung mit
dem Primärplanetenrad 52 kämmen und das Sekundärplanetenrad 5^.:mit
dem Primärplanetenrad 52 feet verbunden ist, so daß es mit dem
dritten Sonnenrad 55 kämmt. Bei diesen Kegelradplanetengetriebe werden die Zahnräder oder Ritzel gemäß nachfolgender Beschreibung
für unterschiedliche Gangwechselvorgänge in- und-außer Ärbeitsberührung
gebracht. Im hohen Gang, bei dem gemäß Darstellung die
vorderer Kupplung 20 und die hintere Kupplung 30 eingerückt sind,
laufen des Primärsonnenrad 51 und das Sekundärsonnenrad 57 nit
derselben Geschwindigkeit um, während der Träger 58 frei ist, so
daß die Austrittswelle mit derselben Umlaufgeschwindigkeit wie
die beiden Sonnenräder umläuft, so daß die Drehbewegung mit dem Verhältnis 1:1 übertragen wird. Im niedrigen Gang ist die vordere
Kupplung 20 eingerückt und die hintere Bremse angezogen, wobei die Eintrittskraft an das Primärsonnenrad 51 angelegt wird und der
Träger 58 festgehalten und das Sekundärsonnenrad 57 frei ists so
daß die Austrittswelle mit dem 1/K-fachen der Geschwindigkeit der Eintrittswelle umläuft, worin K das Zahnradverhältnis ist. Im Rückwärtsgang
sind sowohl die hintere Kupplung 30 als auch die hintere
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bremse im Einsatz, so daß die Eintrittskraft an das Sekundärsonnenrad
57 angelegt wird, während das Primärsonnenrad 51 frei umläuft und die hintere Bremse kO den Träger gegen Drehung festhält.
Die Austrittswelle 56 läuft dann in der Gegenrichtung mit dem
1/K-fachen der Eintrittsgeschwindigkeit um.
Im folgenden wird die Drehzahldetektoreinrichtung erläutert. Eine für die Drehzahl der Drehmomentwandlerpumpenwelle bestimmte
Detektoreinrichtung 70.besitzt einen Drehzahldetektor 71 (der später im einzelnen erläutert wird), der auf dem Gehäuse IS sitzt,
und eine auf der Drehmomentwandlerpumpe 72 sitzende Zahnscheibe 72; hat die Zahnscheibe 72 η«, Zähne, erzeugt der Detektor 71 elektrische
Signale S1, die n^mal soviel wie die Anzahl der Umdrehungen
N1 der Drehmomentwandlerpumpe 12 sind. Da die Austrittswelle des Verbrennungsmotors fest mit der Welle 11 verbunden ist,
repräsentieren die Signale tatsächlich die Zahl der Umdrehungen des Verbrennungsmotors (S1 = n.lL). Eine für die Ermittlung der
Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle vorgesehene Detektoreinrichtung SO besitzt einen Drehzahldetektor 81 (der denselben
Aufbau wie der'Detektor 71 haben kann), der auf dem Gehäuse IS sitzt und eine Zahnscheibe 82 (die denselben Aufbau wie die Zahnscheibe
72 haben kann). Die Zahnscheibe 82 sitzt auf der mit der Drehmomentwandlerturbinenwelle Ik fest verbundenen Trommel 21 der
vorderen Kupplung. Nimmt man an, daß die Scheibe 82 n~ Zähne hat (n2 zum Beispiel 17), erzeugt der Drehzahldetektor-Sl elektrische
Signale S2, die das r^-fachö der Zahl der Umdrehungen N2 der Welle
11» sind (S2 s n.Ji^). Diese Ermittlung der Drehzahl der Drehmoment-
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wandlerturbinenwelle 1*1 kann anstelle Ermittlung durch den Detektor
80 durch Errechnen eines Werts ersetzt werden, der an einer anderen Stelle ermittelt wird, wie zum Beispiel die Stelle, die
für die Detektoreinrichtung 90 für die Ermittlung der Austrittswellendrehzahl
bestimmt ist (dies wird im späteren erläutert), wobei darüber hinaus das Ziel der Erfindung dadurch erreicht werden
kann, daß man die Drehzahlen an jeglicher Stelle ermitteln kann, an die die Umdrehungen der Drehmomentwandlerturbine IM im Direktantrieb übertragen werden.
Die Detektoreinrichtung 90 für die Austrittswellendrehzahl besitzt einen Drehzahldetektor 91 (der denselben Aufbau wie der
Detektor 71 und 81 haben kann), der auf dem Gehäuse 18 sitzt und
eine Zahnscheibe 92, die fest mit der Austrittswelle 56 verbunden ist; ist die Anzahl der Zähne der Zahnscheibe 92 gleich n,
(n,, zum Beispiel 17), erzeugt der Detektor 91 elektrische Signale
S,, die das n,-fache der Anzahl der Umdrehungen N, der Austrittswelle 56 sind (S, = n,N,), Nimmt man an, daß K das Zahnradverhältnis
repräsentiert, so ergibt sich für die Signale S* und .S^ die
folgende Beziehung
S s K~-S, oder S, stA ■&-.'■="
worin K = 2 (Zahnradverhältnis) ist«. Dies bedeutet rait anderen
Worten, daß die Drehzahlen N2 derr
aus diesen Formeln auch aus der Austrittswellendrehzahl S-, ermit telt werden kann.
aus diesen Formeln auch aus der Austrittswellendrehzahl S-, ermit telt werden kann.
009886/1554 : ^ ^
Die Ermittlung der Austrittswellendrehzahl N, bedeutetdie
Ermittlung der Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs und somit der Fahrzeuggeschwindigkeit, während andererseits die Ermittlung der
Drehmomentwandlerpumpenwellendrehzahl N^ der Ermittlung der Drehzahl
des Verbrennungsmotors entspricht. Die Ermittlung der Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle ist der Ermittlung des
Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen der Drehmomentwandlerpumpenwelle
11 und der Drehmomentwandlerturbinenwelle 14 äquivalentj.
dies bedeutet wiederum die Ermittlung des Schlupfyerhältnisses im
Drehmomentwandler, das eine Anzeige für das durchden'Drehmomentwandlerin
diesem Augenblick übertragene Drehmoment gibt.
Der Aufbau der Detektoreinrichtungen wird nunmehr am Beispiel
der in Fig. 5 gezeigtenDetektoreinrichtung 90 ^ür die Austrittswellendrehzahl
erläutert. Die Zahnscheibe 92 sitzt konzentrisch auf der Austrittswelle 56 und besteht aus einem scheibenförmigen
magnetischen Material, das am Umfang 17 im gleichen Abstand angeordnete
Zähne aufweist; der Drehzahldetektor 91 sitzt neben dem
Außenumfang der Scheibe 92 auf dem Gehäuse l8. Der Drehzahldetektor
91 besteht aus einem Permanentmagnet 101 und einer Spule 102, die
um den Magnet 101 gewickelt ist, wobei diese Elemente in einem
Gehäuse aus nicht-magnetischem Material untergebracht sindjder
Detektor 91 sitzt mit Hilfe dieses Gehäuses auf dem Gehäuse der Übertragungsanlage, so daß das Ende des Permanentmagnets 101 nahe
dem Außenumfang der Zahnscheibe 92 liegt. Dreht sioh die Zahn-v"
scheibe 92,so daßdie Zähne der Zahnscheibe durch das durch den
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Permanentmagnet 101 erzeugte Magnetfeld laufen, ändert sich der
Magnetfluß im Permanentmagnet 101 und ruft in der Spule 102
elektromotorische Kräfte hervor. Im Falle der dargestellten AuS-fuhrungsform
werden für eine Umdrehung der Zahnscheibe 92 siebzehn
(17) Spannung?signale erzeugt. Gemäß Vorbeschreibung repräsentiert '
N-, die Drehzahl der Zahnscheibe in einer gegebenen Zeit, wobei
das Spannungssignal in Form einer Wechselspannung mit einer Frequenz
von η, χ N, geliefert wird. In der Zeichnung bezeichnet 103 die Ausgangsklemmen des Detektors 91.
Die Zahnscheiben 72 und 82 der Detektoreinrichtung 70 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerpumpenwelle und der Detektoreinrichtung
80 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle haben dieselbe Außenform wie die Zahnscheibe 91 und unterscheiden
sich von dieser lediglich in der Art ihrer Befestigung an der Drehmomentwandlerturbine und der Kupplungstrommel.Die Aüsgahgssignalspannungen
S1, S, und S, aus diesen drei Drehzahldetektor-*
einrichtungen 70, 80 und 90 werden an Anschlußleitungen 311» 321
und 331 gegeben.
Erfindungsgemäß werden die erwähnten verschiedenen Drehzahlen
oder Geschwindigkeiten in Form von entsprechenden elektrischen Signalen ermittelt, so daß diese Drehzahlen und Geschwindigkeits-Verhältnisse
aus den ermittelten elektrischen Signalen elektronisch errechnet werden, um Umschaltkommandos in Abhändigk'eifc von einem
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vorgegebenen Umschaltmuster zu dem hydraulischen Arbeitskreis zu
geben, worauf der hydraulische Arbeitskreis in Einsatz kommt, um die erwünschten Gangwechsel im Getriebe 50 vorzunehmen.
Im folgenden wird der hydraulische Arbeitskreis erläutert.-In Fig. 2 ist der Aufbau des hydraulischen Arbeitskreises dargestellt, der sich in eine öldruckquelle 250 und einen Hydraulikkreis 230 unterteilt. Der Hydraulikkreis 230 besitzt ein Umschaltbereich-Stellventil 260, ein Verteilungsventil 270, einen
Solenoid 280, Rückschlagventile 291 und 295 sowie die zugehörigen Ölleitungen. Die öldruckquelle 250 besitzt eine ölpumpe 17» einen
ölfilter 259, eine ölwanne 258, ein Drucksteuerventil 256, ein
Regulierventil 252, ein Entlastungsventil 253» einen Ölkühler 254 usw.. Die öldruckpumpe 250 liefert Arbeitsöl für den Drehmomentwandler, Schmieröl für das Getriebe der Ubertragungsanlage
und Drucköl für den hydraulischen Arbeitskreis (diese Aufgaben sind bekannt und werden im einzelnen nicht erläutert. Das Umschaltbereich-Stellventil 260 besitzt einen Ventilschieber 262 und ein
Ventilgehäuse 261j der Ventilschieber 262 ist an einen Steuerhebel (nicht gezeigt) angeschlossen, der in dem Fahrerraum untergebracht ist, so daß dieses Ventil entsprechend der Verstellung
des Steuerhebels in die Stellung F, R, N, D und L verschoben wird (die die üblichen Gangwählstellungen bedeuten, wobei die einzelnen
Buchstaben folgendes bedeuten: P - parken; R = rückwärts; N = neutral; D s fahren; L = niedriger Gang). Die Stellungen P, H, N, D
und L in Fig. 2 bedeuten die entsprechenden Stellungen, in die der
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Ventilschieber 262 bei Verstellung des Steuerhebels bewegt wird.
Ein am linken Ende des Ventilschiebers 262 vorgesehener Schlitz 263 nimmt das Anschlußglied vom Steuerhebel auf»
Befindet sich das Umschaltbereich-Stellventil260 in seiner
N-Stellung gemäß Fig. 2, ist eine Ölleitung 221 geschlossen und
sind die Ölleitungen 222 und 227 geöffnet. In der L-Stellung sind
die Ölleitungen 221 und 222 miteinander verbunden und ist die Ölleitung 227 geöffnet. Der Solenoid 280 ist so ausgelegt,, daß'er
in dieser L-Stellung niemals erregt wird. In der D-Stellung Kommunizieren die Leitungen 221 und 222 und ist die Ölleitung
geöffnet. In der R-Stellung kommunizieren die Ölleitungen 221
und 227 und ist die Ölleitung 222 geöffnet» In der P-Stellung
sind die Ölleitungen 221 und 227 geschlossen und ist die Ölleitung
222 geöffnet. Das Verteilungsventil 270 besitzt ein Ventilgehäuse 271 und einen Ventilschieber 272# wobei ein Ende des Ventilschiebers 272 (das linke Ende in der Zeichnung) an einen beweglichen
Kern 283 des Solenoids 280 angeschlossen ist. Ist der Solenoid 280 nicht erregt, befindet sich der Ventilschieber 272 unter der
Wirkung einer das andere Ende (das rechte Ende in der Zeichnung) ·
einwirkenden Feder 279 in seiner rechten Stellung, so daß die
Ölleitungen 222 und 221I miteinander verbunden sind und die Ölleitung 223 geöffnet ist. Wird der Solenoid 28O erregt„wird der
Ventilschieber 272 nach links bewegt^ so daß nun di$ Ölleitungen
222 und 223 kommunizieren und die Ölleitung 22*1 geöffnet ist„ Das
Rückschlagventil 291 verbindet die Ölleitung 223 mit derÖlleitung 225 und schließt die Ölleitung 227« wenn de^ Arbeitsöldruck
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auf die Ölleitung 223 wirkt; das Rückschlagventil stellt eine Verbindung der Ölleitung 223 mit der Ölleitung 225 her und sperrt
die Ölleitung 223, wenn der Arbeitsöldruck auf die Ölleitung 227 wirkt. Das Rückschlagventil 295 arbeitet derart, daß es bei Einwirkung des Arbeitsöldrucks auf die Ölleitung 224, die Ölleitung "
224 mit der Ölleitung 226 verbindet und die Ölleitung 227 schlieÄtj
wird hingegen der Arbeitsöldruck in die Ölleitung 227 gegeben, verbindet es diese Ölleitung 227 mit der Ölleitung 226 und sperrt
die Ölleitung 224. Wird die Spule 282 des Solenoids 280 erregt,
wird sein beweglicher Kern 283 (zusammen mit dem Ventilschieber
272des Verteilungsventils 270) angezogen und nach links bewegt,
während dieser unter der Wirkung der Feder 279 nach rechts zurückkehrt, sofern durch die Solenoidspule 282 kein Strom fließt. Zwar
wird bei dieser Ausführungsform der Solenoid 28O verwendet, jedoch können jegliche andere elektrische Betätigungselemente im
Rahmen der Erfindung verwendet werden, die elektrische Signale in mechanische Verschiebungen umwandeln.
Mit Hilfe der vorgenannten hydraulischen Elemente liefert
das Getriebe 50 die erwünschten Übersetzungsverhältnisse für verschiedene Betriebszustände, nämlich für die Betriebszustände N>
D, L, R und P.
Diese Gangwechselvorgänge werden nun im einzelnen erläutert *
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Neutral: . . . '" '.. \ ".--V ."- "■ Uv ~ ■ '
In dieser in Pig. 2 gezeigten Stellung ist dep Arbeitsöldruck
durch das Umschaltbereich-Stellventil 260 ausgesperrt und es sind alle Betätigungselemente (d.h. die vordere Kupplung, die
hintere Kupplung und hintere Bremse) ausgerückt und außer Einsatz.
Daher kann sich die Drehmomentwandlertürbinenwelle JA frei drehen.
Dies bedeutet, daß das Fahrzeug still steht. In der Zeichnung
sind die Teile der Ölleitungen, die mit Arbeitsöldruck, beaufschlagt
sind, durch dicke gebrochene Linien in den Ölleitungen gekennzeichnet.
. "_-..-; =...;■■" :·: . :■;':■' - .■:
Fahrbereich:
Die D-Stellung hat zwei alternative Stellungen, d.h. DL-und
DH-Stellungen. Die DL-Stellung bezeichnet den niedrigen Gang im
Fahrbereich, während die DH-Stellung den hohen Gang im Fahrbereich
verdeutlicht.
In Fig. 2 wird der Ventilschieber 272 des Ver-teilungs vent ils
270 nach rechts bewegt und der Ventilschieber 2β2 des Umsehaltbereich-Stellventils
260 in die D-Stellung gebvai&hfc, so daß der* Arbeitsöldruck
zu den Ölleitungen 221, 222, 22^5 und 226 gelangt und
den Druck an die vordere Kupplung 20 und di® hintere Bremse 40 an-
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legt und die hintere Kupplung 30 löst» so daß dadurch der niedrige Gang erhalten . wird»
In Fig. 2 wird der Ventilschieber 262 des Umschaltbereich-Stellventils 260 in die D-Stellung gebracht und der Ventilschieber 272 des Verteilungsventils 270 nach links bewegt (nach Erregung
des Solenoids), so daß der Arbeitsöldruck zu den Leitungen 222, 223 und 225 gelangt und der Druck an die vordere Kupplung 20 und
die hintere Kupplung 30 angelegt wird, während die hintere Bremse gelöst wird. Auf diese Weise wird der hohe Gang erhalten.
Im niedrigen Gang wird der Ventilschieber 262 des Umschaltbereich-Stellventils 260 in die L-Stellung bewegt und der Ventilschieber 272 des Verteilungsventils 270 nach rechts bewegt. Dann
wird der Arbeitisöldruck an die vordere Kupplung 20 und die hintere
Bremse 40 über die Ölleitungen 222 und 224 angelegt, während die
hintere Kupplung 30 gelöst wird, so daß der niedrige Gang erhalten wird.
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- 20 Rückwärts:
In Fig. 2 wird der Ventilschieber 262 des Umschaltbereich-Stellventils
260 in die R-Stellung bewegt und der Ventilschieber 272 des Verteilungsventils 270 nach rechts bewegt. In diesem Zustand
wird der Arbeitsöldruck über die Ölleitungen 221, 227, 225
und 226 zur hinteren Kupplung 30 und hinteren Bremse 40 geschickt,
während die vordere Kupplung 20 ausgerückt wird. Hierdurch wird der Rückwärtsgang eingeschaltet,
Parken: ■
In dieser Stellung wird der Ventilschieber 262 des Umschaltbereich-Stellventils
26O in die P-Stellung geschoben und der Ventilschieber 272 des Verteilungsventils 270 nach rechts bewegt, so
daß der Arbeitsöldruck durch den Ventilschieber 262 in derselben
Weise wie in der N-Stellung gemäß Fig. 2 gesperrt wird, so daß
alle Betätigungseinrichtungen gelöst sind. Es ist - wenn auch
nicht in der Figur dargestellt - bekannt, eine Parkvorrichtung vorzusehen,
die an das Umschaltbereich-Stellventil 260 angeschlossen ist, um mechanisch die Austrittswelle 56 in der P-Stellung zu
sperren. Ferner sind Maßnahmen für selbsttätiges Schalten im Fahrbereich vorgesehen, um selbsttätiges Schalten zwischen den DH- und
den DL-Stellungen in Abhängigkeit von der Erregung oder Entregung
des Solenoids 280 herbeizuführen. Im folgenden werden die Schaltbereiche,
die das Erregen oder Entregen des Solenoids an diesen
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2035AGA
Umschaltpunkten (Umschaltlinien) verursachen, erläutert.
Erfindungsgemäß wird der Betriebszustand des Verbrennungsmotors durch die Drehzahl N1 der Drehmomentwandlerpumpenwelle repräsentiert,
der Betriebszustand des Drehmomentwandlers durch das · Drehmomentwandlerschlupfverhältnis und der Fahrzustand des Fahrzeugs durch die Austrittswelleridrehzahl N-,, wobei die für das Fahrzeug
erforderlichen Umschaltlinien durch die Werte dieser Faktoren bestimmt werden.
Im allgemeinen kann glatter Umlauf eines Verbrennungsmotors bei Geschwindigkeiten unterhalb eines bestimmten Werts kaum erwartet
werden, so daß es nicht zweckmäßig ist, ein Umschalten vom
niedrigen zum hohen Gang bei viel niedrigeren Motorgeschwindigkeiten vorzunehmen. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß das Umschalten in diesem Fall bei höheren Geschwindigkeiten als. der minimalen
Drehzahl erfolgen muß, die dem betrachteten Verbrennungsmotor eigentümlich ist. Der Ümschaltbereich muß auf Geschwindigkeiten begrenzt werden, die höher als die spezifizierte Drehzhal ist. (In
diesem Fall ergibt sich eine untere Grenze für den Umschaltbereich
in Abhängigkeit von der Leistung des Verbrennungsmotors.)
Für das Umschalten vom hohen zum niedrigen Gang ist es vorteilhaft,
das Fahrzeug im hohen Gang laufen zu lassen, bis die niedrigst mögliche Geschwindigkeit erreicht worden ist. Somit ist für diesen
009886/1554 . -
- 22 - ■ -.■-..■.■■■ . .". - ■
Fall der Umschaltbereich auf die Motorgeschwindigkeiten begrenzt,
die unterhalb einer relativ niedrigen Drehzahl liegen. (In diesen Fall liegt eine obere Grenze für den Schaltbereich in Abhängigkeit
von der Motorleistung vor.)
Bei Fahrzeugen und insbesondere bei einem Kraftfahrzeug ist
es vorteilhaft, das übersetzungsverhältnis vom niedrigen zum hohen
Gang nicht derart zu ändern, daß das Fahrzeug bei einer übermäßig
niedrigen Geschwindigkeit im hohen Gang zu laufen beginnt, da das Beschleunigen und Verzögern über das Gaspedal nicht nach"Wunsch
des Fahrers erreicht -werden kann» Der ümschaltbereich ist in diesem
Fall begrenzt auf Fahrzeuggeschwindigkeiten, die höher als ein
bestimmter Minimalwert sind. (In diesem Fall hat der Umschaltbereich eine bestimmte untere Grenze, die durch die Fährzeugleistung
bestimmt wird), Erfolgt ein Gangwechsel vom hohen zum niedrigen
Gang, ist es vorteilhaft, den hohen Gang so lange zu halten, bis
die unterste mögliche Geschwindigkeit erreicht ist, da das Schalten in Niedriggangstellung in Hinsicht auf Geräusch, Vibration usw.
nicht erwünscht ist. In diesem Fall ist der Umschaltbereich durch
die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt., die nicht übermäßig hoch ist
(hier liegt eine obere Grenze für den Schaltbereich vor, die durch die Fahrzeugleistung bestimmt wird.)
; ■#■'
009886/1554
Die Drehmomentübertragungsleistung des Wandlers differiert erheblich, wenn das Schlupfverhältnis (das Schlupfverhältnis ist
durch die Beziehung *_2_ gegeben) unter einem Wert nahe eins oder
höher als eins ist. Ersteres zeigt an, daß das Drehmoment von Verbrennungsmotor
zur Alistrittswelle übertragen wird, während letzteres
anzeigt, daß das Drehmoment von der Austrittswelle 56 zum Motor übertragen wird. Diese Situationen werden im folgenden noch
erläutert..
Die Übertragung des Drehmoments vom Motor zur Austrittswelle
56 über den Drehmomentwandler erfolgt bei Normalfahrt, Bergauffahrt
usw. . Um die Leistung des Drehmoment^änalers voll auszunutzen,
ist es erwünscht, in dem Bereich vom niedrigen zum hohen
Gang zu schalten, in dem das Schlupfverhältnis um eins liegt. Dieser Bereich des SchlupfVerhältnisses liegt ungefähr zwischen 0,5
und 1,0, wobei im Falle der Fig. 3a der Umschaltpunkt auf das
Schlupfverhältnis von 0,9 eingestellt ist. Erfolgt Schalten vom
hohen zum niedrigen Gang, ist es erwünscht, den hohen Gang so lange
zu halten, bis das Schlupfverhältnis niedriger als der vorcenannte Wert wird, um die Leistung des Drehmomentwandlers voll zu nutzen.
In diesem Fall wird der Umschaltbereich auf ein Schlupfverhältnis
kleiner als ein vorbestimmter Wert begrenzt, der durch die Drehmomentwandlerleistung
bestimmt wird (in diesem Fall hat der Umschaltbereich eine obere Grenze des SchlupfVerhältniswerts, der
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- 2k -
durch die Drehmomentwandlerleistung bestimmt wird, wobei diese
obere Grenze etwa 0,9"ist. In dem Beispiel gemäß Fig. 3b ist dieser
Wert 0,60).
Das Drehmoment wird von der "Austrittswelle 56 zum Motor (1)
während der Verzögerung übertragen, was allgemein als Motorbremszustand
bezeichnet wird und (2), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Abfahrt auf einem sanften Gefälle vergrößert wird.
Das Umschalten vom niedrigen zum hohen Gang ist unter dem Fahrzustand nach (2) notwendig, wo die Fahrzeuggeschwindickeit
allmählich erhöht werden muß. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Gangwechsel bei dem Schlupfverhältnis von angenähert
eins erfolgt. Der Umschaltbereich ist somit auf ein geeignetes
Schlupfverhältnis'in einem Bereich in der Größenordnung von 1,00
begrenzt, der durch die Leistung des Drehmomentwandlers- bestimmt wird. Dieser Bereich des Schlupfverhältnisses liegt etwa zwischen
0,9 und 1,3, wobei im Beispiel gemäß Fig. 3a die Umschaltlinie auf das Schlupfverhältnis 1,05 eingestellt ist. '
Das Umschalten vom hohen zum niedrigen Gang ist beim vorge- ,
nannten Fahrzustand (1) notwendig, wenn für schnelle Verzögerung
starkes Bremsen erreicht werden soll oder auf einer Gefällestrecke gebremst werden nuß, wobei in diesem Fall das Schlupfverhältnis
einen Wert annehmen möchte, der viel höher als eins" ist. Dann ist
es notwendig, Motorbremsung einzusetzen, indem.ein frühes Umschal-
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ten auf den niedrigen Gang bewirkt wird, bevor das Schlupfverhältnis sehr hoch wird. Der Umschaltbereich ist somit auf ein Schlupfverhältnis
begrenzt, das höher als ein bestimmter Wert ist, der
durch die Leistung des Drehmomentwandlers bestimmt wird (der Umschaltbereich hat eine obere Grenze für den Schlupfverhältniswert,
der durch die Drehmomentwandlerleistung bestimmt wird, wobei diese
obere Grenze 1,00 ist. Im Beispiel gemäß Pig. 3b ist dieser Wert auf 1,1 eingestellt). Gemäß Vorbeschreibung bedingen die Gangwechselanforderungen
für das Schalten vom niedrigen zum hohen Gang vier Arten von Geschwindigkeitsgrenzen, d.h. Motorgeschwindigkeitsgrenze, Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, Grenze des Schlupfverhältnisses bei übertragung des Drehmoments vom Motor zur Austrittswelle 5ö und Schlupfverhältnisgrenze bei übertragung des Drehmoments
von der Austrittswelle 56 zum Motor, übersteigen alle diese
Bedingungen diese.· Grenzen, wird eine Umschaltung auf den höheren
Gang bewirkt. Die Anforderungen für den Wechsel des Übersetzungsverhältnisses vom hohen zum niedrigen Gang anfassen ebenfalls vier
Arten von Geschwindigkeitsgrenzen, d.h. Motorgeschwindigkeitsgrenze,
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, Schlupfverhältnisgrenze bei übertragung des Drehmoments von der Austrittswelle 56 zum Motor
und Schlupfverhältnisgrenze bei der übertragung des Drehmoments
vom Motor zur Austrittswelle 56. Liegen die Bedingungen vor, die
diese Grenzen überschreiten, erfolgt ein Abwärtsschalten auf den niedrigen Gang. Diese vier Arten der Gangwechsel-Geschwindigkeitsgrenzen
sind unabhängig voneinander, so daß das Auftreten eines Zustande, der irgendeine dieser Grenzen überschreitet, zu einem
Gangwechsel führt. '
009886/1554
Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann in Werten der Drehzahl N^
der Austrittswelle 56 ermittelt werden, wie es zuvor erläutert
wurde. Da jedoch die Drehzahlen N, in V/er ten der Drehzahl N_ der
Drehmomentwandlerturbinenwelle errechnet werden können (entsprechend den vorgenannten Gleichungen), so daß alle Faktoren in derselben
Ebene graphisch dargestellt werden können, werden die Fahrzeuggeschwindigkeiten
in der folgenden Erläuterung durch die Drehzahlen Np der Turbinenwelle, repräsentiert« Obwohl die verschiedensten Gangwechselgrenzen zuvor erläutert wurden, werden für praktische Gangwechsel die optimalen ümschaltlinien verwendeta die in
Abhängigkeit von der I4ot or leistung» der DrehmomentwandlerIeistung
und der Fahrzeugleistung auf. die günstigsten Bereiche innerhalb
dieser Grenzen festgelegt werden*, Im Falle eines benzingetriebenen
Wagens können die Ums ehalt punk te oder Unisehaltlinien gemäß Fig. 3a
und 3b ausgelegt sein.
Es sei angenommen, daß die Drehzahl N1 (Motordrehzahl) der
Drehmomentwandlerpumpenwelle gleich 1200 Upm ist (konstant), und daß die Drehzahl Mp (entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit) der
Drehmomentwandlerturbinenwelle in keiner Weise begrenzt ist, und
N
daß ferner das Sehlupfverhältnis _2 0,9 ist*, wenn das Drehmoment
daß ferner das Sehlupfverhältnis _2 0,9 ist*, wenn das Drehmoment
von der Drehmomentwandlerpumpenwelle (Motor) zu der Drehmomentwandlerturbinenwelle
(Austrittswelle 56) übertragen wird und das Schlupfverhältnis _2 bei übertragung des Drehmoments von der Drehmomentwandlerturbinenwelle
(Austrittswelle 56) zur· Drehmomentwandlerpumpenwelle (Motor) '1,10 (konstant) für UmschsJtlinien vom nied-
" " 0098857 1554: ' '■ : . '"
rigen zum hohen Gang ist, wird der Unischaltbereich für einen
Gangwechsel vom niedrigen zum hohen Gang durch den durch die gebrochenen Linien a,b,c und d in Fig. 3a definierten Bereich gege- .,
ben. Dies bedeutet in anderen Worten, daß die vorerwähnten Vierte
die Umsehaltlinien für diesen Gangwechsel definieren, so daß der Gangweehsel erfolgt, wenn die Fahrzustände des Fahrzeugs diese
Werte überschreiten. Bewegen sich die Fahrzustände oder Fahrbedingungen gemäß den Pfeilen H in den durch die gebrochenen Linien a,
b,c und d in Fig. 3a definierten Bereich, wird das übersetzungsverhältnis
vom niedrigen zum hohen Gang geändert.
Es seien nunmehr die Umschaltlinien für das Schalten vom
hohen zum niedrigen Gang betrachtet; unter der Annahne, daß die
Drehzahl N1 (Motorgeschwindigkeit) der Drehmomentwand lerpun.penwelle
in keiner Weise begrenzt ist, daß die Drehzahl !*_ (entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit) der Drehmomentwandlerturbinen-
welle 700 Upm ist, daß das Schlupfverhältnis ^2 bei übertragung
: "■ : : i : : ■'" - " :- ■■' ■ ^l ■■'■;■■■'■■ ' : :
des Drehmoments von der Wandlerpumpenweile (Motor) auf die Wandlerturbinenwelle (Austrittswelle 56) 0,6 ist und daß das Schlupfverhältnis
k^2 bei übertragung des Dreh«T»onients von der Wandlerturbi-
Ni ν ...■■"■■;■:■ . " : ■■■:
nenwelle (Austrittsvrelle 56) zur Wandlerpuinpenwelle .(Motor). 1,-1
ist, ergibt sich der Umschaltbereich für einen Gangweehsel vom
hohen zum niedrigen Gang durch den durch die gebrochenen Linien a1, b1, c1 und d1 in Fig. 3b, definierten Bereich. Die vorcenannten
Werte definieren die Untsehaltlinien für diesen Gangweehsel,. so daß
der Gangweehsel erfolgt, wenn die Fahrbedingungen oder Fahrzustände
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des Fahrzeugs diese Werte überschreiten. Bewegen sich die Fahrzustände
gemäß den Pfeilen L aus dem durch die gebrochenen Linien
a", b", c" und d" in Fig. 3 definierten Bereich, wird das übersetzungsverhältnis vom hohen zum niedrigen Gang geändert.
a", b", c" und d" in Fig. 3 definierten Bereich, wird das übersetzungsverhältnis vom hohen zum niedrigen Gang geändert.
Vorstehend wurden die Umschaltbereiche mit Hilfe von Schaltdiagrammen erläutert, bei denen die Ordinate die Drehzahl K1 der
Drehmomentwandlerpumpenwelle und die Abszisse die Drehzahl Ii- der Drehmomentwandlerturbinenwelle repräsentiert; selbstverständlich
können die Umschaltbereiche auch mit Hilfe solcher Diagramme dargestellt werden, in denen die Ordinate die Drosselklappenstellungen und die Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeiten repräsentieren (die Drehzahl N- = 1200 Upm der Drehmomentwandlerpumpenwelle oder -. die Drehzahl N- = 1000 Upm der Drehmomentwandlerturbinenwelle ist' äquivalent der Fahrzeuggeschwindigkeit 10 Km/h). Auch dies gehört mit zur Erfindung.
Drehmomentwandlerpumpenwelle und die Abszisse die Drehzahl Ii- der Drehmomentwandlerturbinenwelle repräsentiert; selbstverständlich
können die Umschaltbereiche auch mit Hilfe solcher Diagramme dargestellt werden, in denen die Ordinate die Drosselklappenstellungen und die Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeiten repräsentieren (die Drehzahl N- = 1200 Upm der Drehmomentwandlerpumpenwelle oder -. die Drehzahl N- = 1000 Upm der Drehmomentwandlerturbinenwelle ist' äquivalent der Fahrzeuggeschwindigkeit 10 Km/h). Auch dies gehört mit zur Erfindung.
Im folgenden wird die Logikschaltungen enthaltende Unis ehaltbetriebsschaltung
erläutert, um ein Beispiel der elektrischen
Schaltung zu erläutern, die für das Steuern des Verteilungsventils in dem hydraulischen Arbeitskreis in Abhängigkeit von vorbestimmten Unschaltlinien verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese elektrische Schaltung beschränkt und es -kann jede elektrische Schaltung verwendet werden, die das Verteilungsventil mit
Hilfe einer Relaisschaltung steuern kann.
Schaltung zu erläutern, die für das Steuern des Verteilungsventils in dem hydraulischen Arbeitskreis in Abhängigkeit von vorbestimmten Unschaltlinien verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese elektrische Schaltung beschränkt und es -kann jede elektrische Schaltung verwendet werden, die das Verteilungsventil mit
Hilfe einer Relaisschaltung steuern kann.
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Die Umschaltbetriebsschaltung für die Bestimmung der Umschaltlinien besitzt gemäß Fig. 4 Drehzahlbetriebsschaltungen 310*
und 330 für die Ermittlung der Drehzahlen der Drehmomentwandler- ■
pumpenwelle, der DrehmomentwandlertUrbinenwelle und der Austrittswelle, ferner vier Schlupfbetriebsschaltungen 410, 420, 430 und
440, zwei Betriebssschaltungen 340 und 350 zur DrehzahIeinsteilung,
zwei UND-Schaltungen 510 und 520, eine ODER-Schaltung 530, eine bistabile Speicherschaltung 540, eine synchrone Zeithalteschaltung
560, zwei NICHT-Schaltungen 570 und 610 und zwei Getriebestellungsschaltungen 580 und 590. (Sofern eine andere Spezifizierung erfolgt,
bedeutet der Ausdruck "Signal" eine positive Gleichspannung mit geerdeter negativer Seite).
Die Bestandteile dieser Schaltung werden nunmehr erläutert. '
Wird der Steuerhebel in die D-Stellung bewegt, wird durch einen nicht gezeigten Schalter ein Stromkreis zwischen einer Energiequelle
und der Umschaltbetriebsschaltung hergestellt, so daß nunmehr die Schaltung für Einsatz bereit ist.
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Anhand von Fig. k werden die einzelnen Bestandteile erläutert.
Der Eingang der Betriebsschaltung 310 für die Drehzahl
der Drehmomentwandlerpumpenwelle ist die Ausgangsspannung S. aus
dem Drehzahldetektor 70 der Drehmonentwandlerpuinpenwelle und wird an erstere Schaltung durch eine Leitung 311 angelegt.. Das
Ausgangssignal der Schaltung 310 ist ein elektrisches Signal
Γν/Ί , das die Drehzahl der Wandlerpunpenwelle repräsentiert und
über eine Leitung 312 abgegeben wird. Im folgenden werden die
elektrischen Signale, die verschiedene Geschwindigkeiten repräsentieren,
in eckige Klammern gesetzt. Der Eingang der Betriebsschaltung 320 für die "Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle ist
die Ausgangsspannung Sp aus dem Drehzahldetektor 80 der Drehmoment·
wandlerturbinenwelle und wird über eine Leitung 321 an erstere angelegt,
deren Ausgangssignal ein elektrisches Signal Flip list, das
die Drehzahlen der Drehmomentwandlerturbinenwelle repräsentiert und das über eine Leitung 322 abgegeben wird.
Der Eingang zur Betriebsschaltung 330 für die Austrittswellendrehzahl ist die Ausgangsspannung S, vom Drehzahldetektor 90
der Austrittswelle und wird über eine Leitung 331 empfangen. Der
Ausgang der Schaltung 330 ist ein elektrisches Signal j N-,L das
die Austrittswellendrehzahl repräsentiert und über eine Leitung 332 abgegeben wird.
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Der Eingang zur Betriebsschaltung 3^0 für das Einstellen der
Drehzahl -CpO >
1200 üpm) ist der Wert fN^l , de** über die Leitung
312 angelegt wird, wobei das Ausgangssignal dieser Schaltung ein
elektrisches Signal ist, das den Wert (ΠΟ ;>
1200 Upm) repräsentiert, der über eine Leitung 3^2 abgegeben wird.
In gleicher Weise ist der Eingang zu der Drehzahl C(N2)>>
600 üpm) ist der Wert [Ν·,] , der über die Leitung 332 angelegt
wird, wobei der Ausgang ein elektrisches Signal ist, das den Wert
((N2)
< 600 Upm) repräsentiert, der über die Leitung 352 abgegeben wird. Hier bedeutet (N2) einen Wert, der in Ausdrücken der
Drehmomentwandlerturbinenwellendrehzahl errechnet ist. Die Ein-
f- Vt —1
2 i>0,90) sind die
2 i>0,90) sind die
beiden Signale'. JiSjJ- und j N?I * ä*e über die Leitung 312 und 322
empfangen werden. Der Ausgang ist ein Signal, der die Errechnung
( j 2 1>0,90) repräsentiert, der über eine Leitung Al2 abgegeben
wird. In gleicherweise sind die Eingänge zu den Schlupf betriebs-..-'
Schaltungen 420, 430 und 440 die beiden Signale pO und Pp/'
die über die Leitungen 312 und 322 empfangen werden. Die Ausgangssignale
sind Spannungssignale, die die Rechnungen (|"2 1 <C .0",6.Q)y
( |_2J>l,10) und ( 2 <? 1,05) repräsentieren, und die über
die Leitungen M22, 432 und M2 abgegeben werden
Die Eingänge zu der UND-Schaltung 510A sind die Ausgangssignale von der DrehzahleinstelvL-BetrietiSschaltung 3AO ( Γν. !}12GO
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'on der Schlupfbetriebsschaltung 410 ( j _2J V0,9° ) und von der
Schlupfbetriebsschaltung
"2 1
^2_ <Ί,05) sowie die Signale von
der Niedriggang-Stellungsschaltung 590 und der NICHT-Schaltung 57OB. Das Ausgangssignal ist ein Spannungssignal, das das Ergebnis
der logischen Operation repräsentiert und über eine Leitung 512 abgegeben wird.
Die Eingänge zu der ODER-Schaltung 533 sind die Signalspannungen,
die über die Leitungen 352, 422 und 432 angelegt-werden, während
das Ausgangssignal an einer Leitung 532 abgegeben wird.
Die Eingänge zu der bistabilen Speicherschaltung 540 sind
die Spannungssignale, die über die Leitungen 512 und 522 hieran angelegt werden, wobei das Ausgangssignal über eine Leitung 542
abgegeben wird. -
Der Eingang zur synchronen Zeithalteschaltung 56Ο ist
Signalspannung, die durch eine Leitung 542 angelegt wird, wobei .
das Ausgangssignal über eine Leitung 562 geliefert wird. Der Eingang zur NICHT-Schaltung 6IOA ist das durch die Leitung 542 angelegte
Signal, wobei das Ausgangssignal durch eine Leitung 612 geliefert wird. Der Eingang zu der NICHT-Schaltung 57OB ist das
über die Leitung 562 hieran angelegte Signal, wobei das Ausgangssignal über eine Leitung 572 geliefert wird. Das Eingangssignal
zur Stellungsschaltung 56Ο für den hohen Gang ist die über die
Leitung 542 erhaltene Signalspannung. Das Eingangssignal zur Stel
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BAD ORIGINAL
- 33 - ■'.■, -. ;■ : ■ .;■
lungsschaltung 590 für den niedrigen Gang wird dieser über die
Leitung 612 zugeführt, wobei deren Ausgangssignal durch die Leitung 592 geliefert wird.
Die Leitung 542 ist an den Solenoid 280 angeschlossen, so daß
die Ausgangsspannung von der bistabilen Speicherschaltung 540 über
die Leitung 542 mit dem Solenoid 280 gekoppelt ist.
Es wird runmehr der Aufbau der einzelnett Schaltungen der Umschaltbetriebsschaltung
erläutert. Die Betriebsschaltung 310 für die Drehzahl der DrehmomentwandlerpumpenweHe, die Betriebsschaltung 320 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle und
die Betriebsschaltung 330 für die Austrittswellendrehzahl sind Betriebsschaltungen, die die die vorgenannten Signale S1, Sp und S,
erhalten -und die Drehgeschwindigkeiten errechnen, wobei diese
Schaltungen gleichen Aufbau haben. Der Aufbau dieser Drehzahlbetriebsschaltungen
wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 6 gezeigte
Beispiel erläutert, das die Betriebsschaltung 310 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerpumpenwelle verdeutlicht. In dieser
Schaltung wird das Eingangssignal S- über die Leitung 311 angelegt,
in seiner Amplitude in einer Verstärkerschaltung 313 verstärkt und
an eine Amplitudenbegrenzungsschaltung 314 angelegt, wo das Signal
in seiner Amplitude auf einen vorbestimmten Wert begrenzt wird; diese Wechselspannung wird dann in einer Frequenz-Gleichspannung-Umformschaltung
315 (die aus einer Frequenzdetektorschaltung und einer Gleichrichterschaltung besteht) in eine Gleichspannung umge-
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wandelt, so daß über die Leitung 312 eine Gleichspannung erhalten wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Operation
S ■■■-"■-"..
N1 .= __1 durchgeführt worden ist.
nl ' -, -■
Durch Änderung der konstanten einer Zeitkonstantschaltüng,
die aus einem Widerstand^ und einem Kondensator besteht, welche in der Frequenzdetektorschaltung der Frequenz-Gleichspannung-Üraformschaltung
315 untergebracht sind, werden die Operationen der Betriebsschaltung 320 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle
und der Betriebsschaltung 330 öer AustrittswelLenäreizahl,
d.h. die Operationen N2 = fg_ ■■ und N3 s ^ durchgeführt.
n2 ' n3
Die Ausgangssignalspannungen ΓίίΓΐ undilipi aus den Drehzahlbetriebsschaltungen
310 und 320 werden über die Leitungen ,312 und
322 an die vier Schlupfbetriebsschaltungen-410, 420, 430 und 440
angelegt. Die vier Schaltungen haben denselben Aufbau. Zur Illustrierung des Aufbaus der Schlupfbetriebsschaltungen ist.in Figo
der Aufbau der Schlupfbetriebsschaltung ( r_£] >Ό?90) dargestellt.
Die Leitungen 312 und 322 sind an die einen Enden der Potentiometer 414 bzw. 415 angeschlossen» Die. anderen Enden der Potentiometer
414 und 415 sind geerdet, während deren Schiebearme 4x6 und 41.7 an einen Differentialverstärker 4l8 angeschlossen sind,-dessen. Aus*»".-gangssignal
auf der Leitung 412 erscheint»
In diesem Fall ist die Operation des Schlupfverhältnisses die Errechnung von (Γ2 f
>0J(9\ und dies ist äquivalent der Rech-
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nung von TlD
> 0,90 TuX oder f~N^\ - 0,90 Γν~1>
0. Die Schieberklemme i»l6 ist so angeordnet, daß an dieser bei Anlegung des Sig
nals Γν71 an das Potentiometer 414 (über die Leitung 312) eine
L J Γ "Ί
Ausgangsspannung von 0,90 IN* erscheint. Demgegenüber ist die
Schiebefklefiirae 417 dort angeordnet, wo sie direkt mit der Leitung
322 gekoppelt ist, so daß das Anlegen des Signals HiJl an das
Potentiometer 415 (über die Leitung 322) dazu führt, daß es an der
t■■-*-»
N-I entspricht.
Diese beiden Spannungen werden an den Differentialverstärker
angelegt, so daß die Differenz zwischen den beiden Spannungen, d.h.
die Rechnung fl4^j — 0,85 -[νΠ durchgeführt wird. Ist das Ergebnis
positiv, wird es verstärkt, um auf der Leitung M12 eine vorbestimmte
Spannung zu liefern. Ist das Ergebnis negativ, erscheint trotz Verstärkung am Ausgang keine Spannung. Die',SpamuTjserza£ung
zeigt mit anderen Worten an, daß ΓνΓ]- 0,90 rNj>O.ist. Dies bedeutet
die Rechnung von 2] ^> 0,90, Andererseits erscheint am
Ausgang keine Spannung, wenn! 2 I <
0,90. Ist es zum Beispiel er
wünscht, den Wert
11
11U
0,90 zu erhalten, so läßt sich dies in
einer alternativen Weise erhalten, bei der das Signal I N-, j umge-•dx»eht
an die Leitung 312 angelegt wird, die in diesem Falle direkt
an die Schieberklenme 4l6 angeschlossen wird, während gleichzeitig
das Signal vN. I an die Leitung 322 angelegt wird und die Schieberklemme
UlJ in eine Stellung gebracht wird, so daß von der Schieberklemme Mn eine Signalspannung abgenommen wird, die dem Wert 0,90
^Ί entspricht.
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Durch richtige Einstellung der Potentiometer und durch geeignete Wahl der Eingangsklemmen in der 'vorgeschriebenen Weise
können die Rechnungen \lj£] >l,10,
LJ
fj
<T 0,60 und I ^V i
L11U
J LU
durchgeführt werden. Die Ausgangssignale von den Schlupfbetriebsschaltungen
erscheinen als Spannungen jeweils auf den Leitungen 412, 422, 432 und 442.
Es sind zwei Drehzahleinstell-Betriebsschaltungen 340 und
vorgesehen. Diese Schaltungen sind Betriebsschaltungen, die bestimmen,
ob ein Ausgangssignal erzeugt werden soll, und zwar.in
Abhängigkeit davon, ob die Eingangsspannungen/IL j und Hi,jhöher
oder niedriger als die vorbestimmten Werte sind. Der Schaltungsaufbau ist gleich.
In Fig. 8 ist der Aufbau der Drehzahleinstell-Betriebsschaltung 340 für IN/j ^1200 Upm dargestellt, um den Aufbau der Drehzahleinstell-Betriebsschaltungen
zu illustrieren.
Der Eingang dieser Schaltung ist eine Spannung, die die Drehzahlen
jN^l repräsentiert und über eine Leitung 312 an ein Potentiometer
343 angelegt wird, wobei eine Schieberklerrjne-344 dieses
Potentiometers an eine Bezugsspannungseinrichtung 345 angeschlossen
ist (zur. Beispiel eine Eezugsdiode, die bei einer ,Spannun-gshöhe
leitet, die höher als die Bezugsspannung ist-). Ihr Ausgang
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ist an eine Verstärkerschaltung 346 angeschlossen, deren Ausgang
an der Leitung 342 erscheint. Die Schieberklemme 3^4 wird in eine
Stellung gebracht, so daß die an das Potentiometer 343 angelegte
Spannung [N1J durch die Schieberklemme 344 in eine geeignete Spannung
unterteilt wird, übersteigt die Spannung an der Schieberklemme 344 die Spannung an der Bezugsspannungseinrichtung 345, erzeugt die Bezugsspannungseinrichtung 3^5 ein Signal zur Verstärkerschaltung
346, die dann eine verstärkte Spannung liefert. Wird hingegen die Spannung an der Bezugsspannungseinrichtung 345 höher als
die Spannung an der Schieberklemme 344, erscheint am Ausgang keine
Spannung. So kann beispielsweise für den Fall eines Schaltungsaufbaus,
bei dem ein Ausgangssignal (Spannung) an der Leitung 342
bei 200 Upm erscheint, wenn die Schieberklemme 344 des Potentiometers 343 sich in einer Stellung befindet,bei der sie unmittelbar
an· die Leitung 312: angeschlossen ist, die Einstellung von Π >1200 Upm erhalten werden kann, indem die Schieberklemme 344
um den Wert im Abstand vom geerdeten Ende angeordnet wird,
so daß die Ausgangssignalspannung über die Leitung 342 nur dann
geliefert wird, wenn Γν^Ι größer als 1200 Upm ist. Für das Einstellen von 7N>
/>600 wird die Schieberklemme 344 um den Wert
versetzt, so daß an der Leitung 342 eine Ausgangsspannung
erscheint, die den Wert pL1J>600 Upm entspricht. Ferner kann die
Verstärkerschaltung 346 als einen Teil dieser Schaltung eine
Phasenumkehrschaltung enthalten, so daß ein Ausgangssignal (Spannung)
nur erhalten wird, wenn /N/l ^ 1200 Upm.
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. - 38 -
Auf diese Weise können die Rechnungen iNJj^l.200 Upm und
ΓνΓ1<600 Upm durchgeführt werden«
Für Gangwechsel ist es wichtig, zu wissen» ob sich die Übertragungsanlage im niedrigen Gang oder in hohen Gang befindet. Zu
diesem Zweck wird als das Signal der Kochgang-Stellungsschaltung ein Signal genommen, das die Erregung des Solenoids 280, d.h. die
an den Solenoid 280 angelegte Spannung repräsentiert. Wird an den Solenoid 280 die Spannung angelegt s wird die Spannung durch die
NICHT-Schaltung βΧΟΑ eliminiert (eine Phasenumkehrschalt'ung,. die
am Ausgang keine Spannung hat, wenn an den Eingang eine Spannung angelegt wird), während sie eine Ausgangssignalspannung erzeugt,
wenn an den Solenoid 280 keine Spannung angelegt wird. Diese
AusgangsSignalspannung wird als äas Signal von der tfiedricgang-Stellungsschaltung
590 genommen» Zusätzlich zu diesen Signalen
können die Gangstellungssignale irgendwelche andere Signale enthalten, vorausgesetzt, daß sie in richtiger'Weise die gewählte
Gangstellung anzeigen. So können andere Anordnungen für die Ermittlung von elektrischen Signalen.zu'diesem Zweck .aus dem hydrau*
lischen Arbeitskreis oder aus einem Teil des Zahnrädergetriebes im Rahmen der Erfindung gewählt werden.
Der hydraulische Arbeitskreis und die Übertragungsanlage befinden sich in einem Gangwechselvorgang während einer kurzen
Spanne unmittelbar im Anschluß an den Augenblick«, bei dem der
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Solenoid 280 erregt oder entregt wird. Sollte ein anderes unterschiedliches Schaltsignal kommen, verhindert es die Beendung des
laufenden Gangwechselvorgangs. Es müssen daher Maßnahmen getroffen werden, um die Aufrechterhaltung der bestehenden Situation
zu gewährleisten, so daß das Anlegen eines weiteren Umschaltsignals nicht einen weiteren Umschaltvorgang auslösen kann, bevor
der laufende Vorgang nicht vollständig beendet worden ist.
Um für diesen Zweck ein Signal zu erhalten, ist beispielsweise gemäß Fig. 9 die· synchrone Zeithalteschaltung 560 vorgesehen,
die ein Differensierglied 563, eine Gleichrichterschaltung
564 und einen monostabilen Multivibrator 565 aufweist. .Wird beim
Einsatz eine an den Solenoid 280 angelegte stufenähnliche Spannung
über die Leitung 5^2 an die Schaltung angeschlossen, wird
die Spannung durch das Oifferenzierglied 563 differenziert, so
daß jedes Mal dann ein Signal erzeugt wird, wenn der Solenoid
erregt oder entregt wird. Das Signal wird dann in der Gleichrichterschaltung 56^ gleichgerichtet. Dieses Signal wird dannzun
Triggern des monostabilen Multivibrators 565 verwendet, um auf
der Leitung 562 ein Ausgangssignal zu erhalten, das für eine
Zeitspanne t verbleibt. Dieses Signal mit der Zeitdauer t wird in der NICHT-Schaltung 57Ob umgedreht (die aus einer Phasenunkehrschaltung
besteht,)so daß das Signal für t-Sekundenverschwindet.
Das umgedrehte Signal wird dann über die Leitung 572 geliefert. -
0098857 1554
Zur Aufrechterhaltung der synchronisierten Steuerung ist
auch eine Alternative möglich, bei der die Vollendung eines Gangwechsels
in der Übertragungsanlage infolge Erregung oder Entregung des Solenoids in irgendeinem Teil des hydraulischen Arbeitskreises
oder der Ubertragungsanlage in Form eines elektrischen Signals ermit
telt wird. Auch diese Alternative gehört mit zur Erfindung.
Die UND-Schaltung 510A ist eine solche Schaltung, die allgemein
als UND-Tor öder Koinzidenztor bekannt ist; diese Schaltung
liefert auf der Leitung 512 eine Ausgangssignalspannung, wenn sie gleichzeitig das /ϊΐΠ Nj.200 Upm-Signal von Betriebsschaltung 31JO,
Γν Ί *- -*
das 2 >0,90-Signal von der Schlupfbetriebsschaltung 410, das
jp <ζ 1,05-
Signal von der Schlupfbetriebsschaltung 440 und die
zugehörigen Signale der Niedriggang-Stellungsschaltung 590 und der NICHT-Schaltung 57OB erhält.
Die UND-Schaltung 52OB ist ebenfalls eine Schaltung, die allgemein
als ein UND-Tor oder Koinzidenztor bekannt ist, und ein Ausgangssignal
auf der Leitung 522 liefert, wenn sie alle die AusganGssignale
von der ODER-Schaltung 530 und die zugehörigen Signale von der Hochgang-Stellungsschaltung
580 und der NICHT-Schaltung 57OB empfängt.
Die ODER-Schaltung 530 ist auch bekannt als NOR-Schaltung
und liefert ein Ausgangssignal (Spannung) auf der Leitung 532, wenn sie irgendeines der Ausgangssignale der Dretizahleinstell-Betriebsschaltung
350,der Schlupfbetriebsschaltung 420, der Schlupfbetriebsschaltung
4JO und der Drehzahleinsteil-Betriebsschaltung
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2Ö35404
370 empfängt. ,
In "Fig. 10 ist der Aufbau der bistabilen Speicherschaltung
gezeigt. Die Leitungen 512 und 522 sind an die Eingangsklemmen eines bistabilen Multivibrators 543 angeschlossen, so daß beispielsweise bei Anlegung eines stufenähnlichen Signals andie Leitung 512 der bistabile Multivibrator 543 sofort in einen der stabilen Zustände übergeht, wobei sein Ausgang in einem Verstärker-.
kreis 544 verstärkt wird, dessen Ausgängsspannung wiederum zur
Erregung des Solenoids 280 an die Leitung 542 gegeben wird. Wird
andererseits zum Beispiel ein stufenähnliches Eingangssignal an
die Leitung 522 gegeben, wird der bistabile Multivibrator 542
in den anderen stabilen Zustand gebracht, so daß trotz Verstärkung seines Ausgangs durch die Verstärkerschaltung 544 die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 54^4 verlöscht. Wird somit
an die Leitung 512 eine Eingangsspannung angelegt und verlöscht dann dieses Eingangssignal, wird der durch dieses Eingangssignal
verursachte Zustand eingehalten, um dadurch die fortgesetzte Erregung des .Solenoid 280 aufrechtzuerhalten. Das Anlegen eines anderen
Signals an die Leitung 512 ändert nicht die fortgesetzte Erregung des Solenoids 280.
Das Sehalten vom niedrigen in den hohen Gang wird in der
folgenden Weise bewirkt. Erreichen die Fahrzustände des im niedrigen Gang fahrenden Fahrzeugs den Schaltbereich in'Fig. 3a« werden
lurch die Leitungen 342, 412, 442, 572 und 592 alle die Eingangs-·?■
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signale an die UND-Schaltung 51OA angelegt, wobei das Signal... aus dieser UND-Schaltung die bistabile Speicherschaltung 5I10 veranlaßt, ein Ausgangssignal zum Erregen des Solenoids 280 zu liefern,
woraufhin der Ventilschieber 272 des Verteilungsventils
27O gemäß Fig. 2 nach links bewegt und das Drucköl an die. vordere Kupplung 20 und die hintere Bremse 30 angelegt wird, so daß
das Getriebe 50 das übersetzungsverhältnis vom niedrigen zum
hohen Gang ändert.
Das Schalten vom hohen zum niedrigen Gang; erfolgt in der folgenden Weise. Bewegen sich die Fahrzustände eines im hohen
Gang fahrenden Fahrzeugs zur Außenseite der Umsehaltlinien in
Fig. 3b, empfängt der ODER-Kreis 530 gemäß Fig. Ά von einer der
Leitungen 422, 432 oder 352 ein Eingangssignal,, so daß die nun
alle Signale empfangende UND-Schaltung 52OB mit der Einführung des Signals von der ODER-Schaltung 530 ein Signal erzeugt» wobei..
dieses Signal die bistabile Speicherschaltung 540 in den anderen/ seiner stabilen Zustände schaltet * um. dadurch den. Solenoid 280 su
entregen-. Der Ventilschieber 272 des Ve'rteilungsventils 270 "in
Fig. 2 wird nach reehts bewegt und es wird das Drucköl an die-vordere Kupplung 20 und die hintere Bremse 40--angelegt, -wodurch das ■
Getriebe 50 vom hohen sum niedrigen Gang wechselt."
/15 5 4
- - H3 - ■■-■■- V ■■ ".. .":-■■ . ' -
Vorstehend wurde eine Ausführungsform beschrieben, die *
die Signale, die aus den Umdrehungen IL· der Drehmomentwandlerpumpenwelle
und aus den Umdrehungen N- der Drehmomentwandlerturbinenwelle
erhalten wurden, in den Schlupfbetriebsschaltungen, den Drehzahleinstell-Betriebsschaltungen usw. verarbeitet, wobei in
der Übertragungsanlage in Abhängigkeit vom Erregen und Entregen
des Solenoids 280 die Gangwechsel vollzogen werden; selbstverständlich
läßt sich auch anstelle der Drehmomentwandlerwellenumdrehungen
die Drosselklappenöffnung benutzen, wobei der Schieber eines
Potentiometers an die Drosselklappe angeschlossen wird und die
Betätigung dieses Schiebers eine Ausgangsspannung erzeugt, die
der Drosselklappenöffnung entspricht, während die Umlaufgeschwindigkeit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, ermittelt
wird, um eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Spannung zu erzeugen, wodurch diese Ausgangssignale an diejenigen Schaltungen
gegeben werden, die gleich den Schlupfbetriebsschaltungen sind, um die erwünschten Umschaltlinien zu erhalten und dadurch
Gancwechsel zu verursachen, die von den Drosselöffnungen und den
Fahrzeuggeschwindigkeiten abhängen.
Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit der Reduzierung des
Arbeitsöldrucks beim Gangwechsel zur Beseitigung von Stoßen infolge Gangwechselvorgängen bei einer selbstschaltenden Übertragungsanlage mit Drehmomentwandler, bei der Gangwechsel in Abhängigkeit
von in der oben beschriebenen Weise bestimmten Umschalt-
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linien vorgenommen werden. Die Anordnung für das Verringern des
Arbeitsöldrucks in Verbindung mit Gangwechselvorgängen wird nunmehr erläutert.
Es wird zunächst der diese Anordnung beinhaltende hydraulische Kreis erläutert. Das Regulierventil.252 gemäß Fig. 2 besitzt
ein Konstantdruckventil 700 und ein Druckerhöhungsventil 800, wie
es aus Fig. 11 erkennbar ist. Das Konstantdruckventil 700 besitzt ein Ventilgehäuse 701, einen Ventilschieber 702 und eine Ventilfeder 703, so daß öl, das unter Druck in eine Ölleitung 221 gegeben
wird, durch eine Ölleitung 704 abgegeben wird, um dadurch die
Öldruckregulierung zu bewirken. Das in den Hohlraum 706 gelangende
Drucköl drückt den Ventilschieber 702 nach oben, um die abgegebene
Druckö!menge zu vergrößern, während die Ventilfeder 703den Ventilschieber
702 gegen die nach oben wirkende Kraft ,des Drucköls
nach unten drückt, um dadurch die Menge an abgegebenem Drucköl zu vermindern. Die erhöhte Abgabe an Drucköl vermindert den Öldruck
in den Ölleitungen 221 und 228, während die Verminderung im abgegebenen Drucköl den Öldruck in diesen Leitungen erhöht. Somit
wird der Ventilschieber 702 an einer Stelle ortsfest gehalten, die durch ein Gleichgewicht zwischen der gegengerichteten aufwärtswirkenden
Kraft des Drucköls in dem Kohlraum 706 und der nach unten
gerichteten Kraft der Ventilfeder 703 bestimmt wird, so daß in der Ölleitung 221 das Drucköl bei einem vorbestimmten Öldruck erzeugt
wird.
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Das Druckerhöhungsventil 800 besitzt ein Ventilgehäuse 801,
einen Ventilschieb'er 802, eine Ventilfeder 803 und einen Solenoid
810 mit einem magnetischen Weg 811 und einer Solenoidspule 812.
Der Ventilschieber 802 wird durch die Ventilfeder 803 nach unten
gedrückt, so daß das Drucköl normalerweise von der Ölleitung 221 gesperrt wird. Bei Erregen Y der Solenoidspule 812 wird der ν
Ventilschieber 802 angehoben, so daß das Drucköl durch die Ölleitung 221 und über eine Ölleitung 804 in einen Hohlraum 707 des
Konstantdruckventils 700 gelangen kann. Ein Teil des Drucköls wird
aus der Ölleitung 804 über eine Entlastungsöffnung 805 abgegeben,
deren Durchmesser klein genug ist, um einen ausreichend hohen Öldruck in dem Hohlraum 707 zu erzeugen. Wird die Spule 812 entregt,
wird der Ventilschieber 802 durch die Feder 803 nach unten gedrückt, so daß das Drucköl zum Hohlraum 707 gesperrt und das öl
innerhalb des Hohlraums 707 über die Entlastungsöffnung 805 abgelassen wird, wodurch der Öldruck in dem Hohlraum 707 schnell abfällt.
Wird der Hohlraum 707 mit Öldruck beaufschlagt, wird der
Ventilschieber 702 nach oben bewegt, wobei die durch die Ölleitung
704 abgegebene Druckölmenge ansteigt, so daß der Öldruck in der
Ölleitung 221 abfällt. Das Erregen des Solenoids 810 des Drucker-"
höhungsventils 800 vermindert den Öldruck (auf einen bestimmten
Wert, wo, er auf diesem Werf konstant bleibt), während das Entregen
der Spule den Öldruck auf den Ursprungswert zurückführt.
Die Fig. 12 zeigt eine weitere Aüsführungsform des Druckerhöhungsventils 800, bei dem ein Ventilschieber 802', der in einem
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Ventilgehäuse 801' verschiebbar ist, anstelle des Ventilschiebers
802 der Nadelventilbauart verwendet werden kann. Das Bezugszeichen
803' bezeichnet eine Ventilfeder; 810 einen Solenoid, der den Ventilschieber 802' anzieht und einen magnetischen Weg 811* und eine
Solenoidspule 812* besitzt; 221 die Ölleitung» durch die das Druck-Öl
zum Druckerhöhungs ventil 800 gelangt; Ö04 die Ölleitung für
das Liefern des Drucköls zu dem Konstantdruckventil 700. Bei dieser Anordnung bewegt das Erregen der Solenoidspule 812' den Ventilschieber 802' nach oben, da er in Richtung auf den magnetischen
Weg 811' angezogen wird, so daß das Drucköl in der Ölleitung 221
über die Ölleitung 8O1J in den Hohlraum 707 gelangen kann. Wird, die.
Solenoidspule 812' entregt, wird der Ventilschieber 802'durch die
Ventilfeder 803' nach unten gedrücktt so daß kein Drücköl zu der
Ölleitung 804 geliefert wird und das Drucköl in der Ölleitung
804 über die Entlastungsöffnung 805» abgeführt wird.
In Fig. 13 ist ein BtockscteufcbEH. einer Schaltung für die SteuexurE
des Öldrucks, die so ausgelegt ist, daß der Arbeitsöldrück
während eder Gangwechselvorgänge vermindert wird«. Diese Betriebsschaltung steuert das Erregen der Solenoidspule 810 zur Minderung
des Arbeitsöldrucks während der Gangwechsel in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der UND-Schaltung'510Ä und 520B8. die für
normale Gangwechselvorgänge vorgesehen sind«. Es ist eine Drehzahl-
[. —ι
N1I^iOQQ üpm) vorgesehen 9 die .
N1I^iOQQ üpm) vorgesehen 9 die .
das Ausgangssignal von der Drehzahlbetriebssehaltung 3-10 empfängt s
6/1554
- 1*7- ν ■■ 'ν ;
eine Drehzahleinstell-Betriebsschaltung 38O( Ngl-^SOQO Upm), die
das Ausgängssignal von der Drehzahlbetriebsschaltung 320 empfängt,
eine UND-Schaltung 620, eine ODER-Schaltung 63O und synchrone Zeithalteschaltungen 61JO und 650. Diese Schaltungen haben denselben Aufbau wie die zuvor beschriebenen Drehzahleinstell-Betriebsschaltungen
3^0 und 350, UND-Schaltungen 510 und 520, ODER-Schaltung 530 und synchrone Zeithalteschaltung 560. Zusätzlich können
an den in der Figur durch strichpunktierte Linien angedeuteten
Stellen Zeitverzögerungsglieder im Bedarfsfall vorgesehen werden. Diese Verzügerungsglieder besitzen jeweils eine Integrationsschaltung und eine Verstärkerschaltung, so daß zwischen dem Einführen
eines Eingangssignals und der Erzeugung eines Ausgangssignals eine definierte Zeitverzögerung herbeigeführt wird.
• Gemäß Fig. T wird ein Signal für Gangwechsel vom niedrigen
zum hohen Gang an der Leitung 512 erzeugt, wenn bei Fahrzeugfahrt
im niedrigen Gang gleichzeitig die Bedingungen Γΐίνΐ ^1200 üpm,
> 0,90 und iΛ2 <
1,05 erfüllt sind. Dieses Signal wird an
die bistabile Speicherschaltung 5^0 gegeben, so daß der Solenoid
28Ο durch das Ausgangssignal aus dieser bistabilen Speicherschaltung erregt wird, um das Umschalten auf den hohen Gang zu bewirken* Zur gleichen Zeit wird das Ausgangssignal von der UND-Schaltung 5IOA über die Leitung 512 an die synchrone Zeithalteschaltung
640 gegeben, die ein Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Dauer erzeugt, das über die Leitung 642 an die ODER-Schaltung 63Ο gegeben wird. Sofort wird das Ausgangssignal von der ODER-Schaltung
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630 an den Solenoid 810 angelegt, um den Arbeitsöldruck' zu verringern. Dieser reduzierte Arbeitsöldruck kehrt auf seinen Ursprungswert nach einer vorbestimmten Zeit zurück. Somit wird ein
auf das Fahrzeug infolge Einrückens der Reibungseingriffseinrichtungen ausgeübter Stoß beseitigt und gleichzeitig im Anschluß an
die Beendung des Gangwechseivorgangs der Arbeitsöldruck vergrößert,
um auf diese Weise Schlupf der Reibungseingriffeinrichtungen zu verhindern.
Steigt die Drehzahl N2 der Drehmomentwandlerturbine und übersteigt sie den Wert 3000 Upm, braucht die Übertragungsanlage nicht
mehr ein großes Drehmoment zu übertragen, so daß der Arbeitsoldruck
stets auf einem niedrigen Wert unabhängig von Gangwechsel-·.
vorgängen gehalten werden kann. Um erfindungsgemäß den Arbeitsöldruck
zur Verminderung des Kraftbedarfs der Zahnradpumpe auf einem niedrigen Wert zu halten, liefert die Drehzahlbetriebsschal·*
tung 320 der Drehmomentwandlerturbinenwelle ein Signal, wenn die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbine 300Ö Upm übersteigt, wobei
dieses Signal an die Drehzahleinstell-Betriebsschältunc 380
( N2 >3000 Upm) angelegt wird, um ein Ausgangssignal zu erhalten.
Dieses Ausgangssignal wird dann über die Leitung 382 an die ODER-.
Schaltung 63O gegeben, so daß der Solenoid BIO durch das Äusgangssignal
aus der ODER-Schaltung 630 erregt wird, um den Arbeitsöldruck des vom Regulierventil 252 gelieferten Drucköls zu vermindern.
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Wird im hohen Gang gefahren und liefern die Schlupfbetriebsschaltung 420 (ΓΝ2*1<0,60), die Betriebsschaltung M30 für Schlupf
Ln1J
>l,10) oder die Drehzahleneinstell-Betriebsschaltung 350 für
<^ 600 Upm) in Fig. k Ausgangssignale, werden die ODER-Schaltung
530, die UND-Schaltung 52OB und die bistabile Speicherschaltung 5^0 erregt, um ein Schalten vom hohen zum niedrigen Gang zu ·
bewirken. Dann wird das Ausgangssignal von der UND-Schaltung 52OB
über die Leitung 522 gemäß Fig. 13 zu der UND-Schaltung 62OC gegeben. Andererseits ist das Ausgangssignal von der Betriebsschaltung
310 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerpumpenwelle zu der Betriebsschaltung 370 für die Drehzahleinstelluhg ( Fn1J ^_ 1000 Upm)
angelegt worden, so daß dann, wenn die Drehzahl N<,\ der DrehmomentwandlerpumpenweHe
kleiner als 1000 Upm ist, in der Leitung..372 ein
Auggangssignal erzeugt wird, das an die UND-Schaltung 620C gegeben
wird. Die UND-Schaltung 620C liefert auf der Leitung 622 lediglich,
dann ein Ausgangssignal, wenn sie die beiden Signale von der UND-Schaltung
520B und der Drehzahleinsteil-Betriebsschaltung 370 empfängt, wobei dieses Ausgangssignal in der synchronen Zeithalteschaltung 650 in ein Signal geändert wird, das"eine vorbestimmte
Dauer hat und das dann über die ODER-Schaltung 63O anden Solenoid 810 angelegt wird. Dementsprechend wird für die vorbestimmte
Dauer der Arbeitsdruck des von dem Regulierventil 252 gelieferten
Öls vermindert4.
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Wenn für das Schalten vom niedrigen zum hohen Gang .Maßnahmen
getroffen sind, um zu gewährleisten, daß der erwünschte Gan£wechsel
nur dann eintritt, wenn der Öldruck zuvor vermindert worden ist, kann zwischen der UND-Schaltung 510A und der bistabilen
Speicherschaltung 5^0 ein Zeitverzögerungsglied 663 eingesetzt
werden. Sofern es notwendig ist, daß die tatsächliche Verminderung
des Arbeitsöldrucks zu einer vorbestimmten Zeit nach der Erzeugung
eines Schaltsignals erfolgt, kann das Zeitverzögerungsglied 662
zwischen der UND-Schaltung 51OA und der synchronen Zeithalteschaltung
640 eingegliedert werden.
Sofern für das Schalten vom hohen zum niedrigen Gang eine
Maßnahme getroffen werden muß, um zu gewährleisten, daß der Ar- .
beitsöldruck vor dem erforderlichen Gangwechsel vermindert wird,
kann das Zeitverzögerungsglied 661 zwischen der UND-Schaltung 52OB und der bistabilen Speicherschaltung 5*10 eingesetzt werden, während andererseits das Zeitverzögerungsglied 661I zwischen der UND-Schaltung
52OB und der UND-Schaltung 62OC eingeschaltet werden
kann, sofern der Arbeitsöldruck an einer vorbestimmten Zeit nach
der Erzeugung eines Schaltsignals;vermindert -werden muß.-
Die Betriebsschaltung gemäß Fig» 13 für die öldrucksteuerung
wurde in Verbindung mit einem Fall erläutert, bei dem die Gangwech*
selvorgänge in Abhängigkeit von Umschalt linien erfolgen» die siif
den Drehzahlen N1 der DrehmomentwandlerpumpeKwelle und den Dreh-
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2035A04
zahlen N2 der Drehmomentwandlerturbinenwelle basieren; selbstverständlich
ist es möglich, den Arbeitsöldruck in wirksamer Weise zu steuern, wenn die Gangwechselvorgänge in Abhängigkeit von solchen
Umschaltlinien durchgeführt werden, die auf den Drosselklappenöffnungen und der Fahrzeuggeschwindigkeit .basieren. Im letzteren
Fall kann die Betriebsschaltung gemäß Fig. 13 für die Öldrucksteuerung so ausgelegt werden, daß die Betriebsschaltung 310 für
die Drehzahl der DrehmomentwandlerpumpenweHe durch eine Betriebsschaltung
ersetzt wird; die die Drosselklappenöffnungen in Spannungen umwandelt, während die Betriebsschaltung 370 für die Drehzahleinstellung
durch eine Betriebsschaltung für das Einstellen der Drosselklappenöffnungen ersetzt wird, wobei ferner die Betriebsschaltung
320 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle durch eine Betriebsschaltung für die Umwandlung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Spannungen ersetzt wird und an die Stelle der Betriebsschaltung
für die Drehzahleinstellung 380 eine Betriebsschaltung für das Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeiten tritt, wodurch
der Arbeitsöldruck in Abhängigkeit von den Drosselklappenöffnungen und den Fahrzeuggeschwindigkeiten gesteuert wird.
Der Solenoid 810 wird durch Schaltsignale von den U:.TD-Schaltungen
510A und 510B in den dargestellten Ausführungsformen betätigt.
Selbstverständlich kann der Solenoid 8lO auch durch eine
geeignete Schaltung betrieben werden, und zwar in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Hochgangstellungsschaltung 58O öder der Niedriggangstellungsschaltung
590, das beim Gangwechsel der Zahnräder im Getriebe erzeugt wird.
009886/1554
Die Erfindung liefert somit eine selbstschaltende Übertragungsanlage
mit Drehmomentwandler und nachgeschalteteni Getriebe,
einem hydraulischen Arbeitskreis und elektrischen Schaltungen- für
die Steuerung des im hydraulischen Arbeitskreis vorgesehenen Verteilungsventils« wobei der der Übertragungsanlage zugeführte Arbeitsöldruck
in Abhängigkeit von einem Signal vermindert wird, das
beim Gangwechsel erzeugt wird, so daß Stöße während des Gangwechsels
vermieden werden; mit der Ausnahme der Gangwechsel wird bei der
sonstigen übertragung des Drehmoments der Arbeitsöldruck auf einer
ausreichend großen Höhe gehalten, um Schlupf der Reibungseingriffeinrichtungen
der Übertragungsanlage zu verhindern.
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Claims (1)
- Patentansprüche*\l. Seabstschaltende Übertragungsanlage mit Stoßverhinderung während Gangwechselvorgänge, gekennzeichnet durch eine Übertragungsanlage mit einem Drehmomentwandler (10) und einem Übertragungsgetriebe (50) mit Reibungseingriffseinrichtungen (20,30,140), durch einen die Reibungseingriffseinrichtungen steuernden hydraulischen Arbeitskreis (230,250) mit einem Regulierventil (252) für das Einstellen des Arbeitsöldrucks auf verschiedene Werte, einem Umschaltbereich-Stellventil (260) und einem elektrisch betätigbaren Verteilungsventil (270), durch eine elektrische Schaltung für das Erregen des Verteilungsventils in Abhängigkeit von vorbestimmten ümschaltlinien und durch synchrone Zeithalteschaltungen (640,650) zwischen der elektrischen Schaltung und dem Regulierventil, wobei das Regulierventil in Übereinstimmung mit einem Signal betätigt wird, das durch die elektrische Schaltung erzeugt wird, wenn ein \ Gangweehselvorgang durchzuführen ist, so daß der Arbeitsöldruck ', für eine vorbestimmte Zeit während des Gangwechselvorgangs vermin- ; dert werden kann. >0098 88/1554- 51 -2. Selbstschaltende Übertragungsanlage nach Anspruch 1, cekennzeichnet durch eine Drehzahleinsteil-Betriebsschaltung(370) für die Erzeugung eines Signals, wenn die Drehzahl des Motors kleiner als ein vorbestinunter Wert ist, und durch eine UND-Schaltung (62OC) zur Aufnahme des Signals von der Drehzahleinstell-Betriebsschaltung und des Signals von der elektrischen Schaltung für die Durchführung einer Umschaltung vom hohen zum niedrigen Gang, wobei einer der synchronen Zeithaltekreise (650) zwischen der UND-Schaltung und dem Regulierventil angeordnet ist, während der andere der synchronen Zeithaltekreise (SJJQJzwistffin der Lsiiur^, an die das Signal aus der elektrischen Schaltung für das Umschalten vom niedrigen zum hohen Gang angelegt wird und dem Regulierventil angeordnet ist, wobei der Arbeitsöldruck für eine vorbestinnte Zeit während des Gangwechselvorgangs vom hohen zum niedrigen Gang reduziert wird, wenn! die Drehzahl des Motors kleiner als ein vor be-" stimmter Wert ist. ,■ ■3. Selbstschaltende Übertragungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Drehzahleinstell-Betriebsschaltung (38O) für das Erzeugen eines Signals, wenn die Drehzähl des Motors größer als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch das Konstantdruckventil (700) betätigt wird, um für eine vorbestimmte Zeitden Arbeitsöldruck zu reduzieren, wenn die Schaltsignale von der elektrischen Schaltung erzeugt werden und wenn das Signal der Drehzahl* einstell-Betriebsschaltung erzeugt wird.009886/1554:/.■■/ -55-> - : .■· ■'■■■.■ ',.;■ ' ■ :--4, Selbstschaltende Übertragungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Zeitverzögerungsglied (663), das zwischen der elektrischen Schaltung und dem Verteilungsventil (270) angeordnet ist, wodurch die Einstellung des Regulierventils (252) zur Änderung des Arbeitsöldrucks gewechselt wird, wenn eine Urnschaltung vorzunehmen ist, wobei der Arbeitsöldruck vor dem Beginn des Gangwechselvorgangs vermindert wird.5. Selbstschaltende Ubertragungsanlage nach Anspruch 1 bis M, gekennzeichnet durch ein Zeitverzögerungsglied (662,661O, das zwischen der elektrischen Schaltung und dem Regulierveritil (252) angeordnet ist, wodurch die Einstellung des Regulierventils zur Verminderung des Arbeitsöldrucks geändert wird, wenn eine Schaltung durchzuführen ist, wobei der Arbeitsöldruck zu einem Zeitpunkt nach dem Auslösen des Gangwechselvorgangs vermindert wird.009886/1554Leer s eιt e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP44057185A JPS499536B1 (de) | 1969-07-18 | 1969-07-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2035404A1 true DE2035404A1 (de) | 1971-02-04 |
DE2035404B2 DE2035404B2 (de) | 1978-07-27 |
DE2035404C3 DE2035404C3 (de) | 1986-05-07 |
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ID=13048429
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DE2035404A Expired DE2035404C3 (de) | 1969-07-18 | 1970-07-16 | Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen |
Country Status (4)
Country | Link |
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US (1) | US3710630A (de) |
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BF | Willingness to grant licences | ||
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