DE2602881C2 - Electronic control system for engaging and disengaging the lock-up clutch of a single-stage hydrodynamic torque converter in a motor vehicle drive - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für das Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung eines einstufigen hydrodynamischen Drehmorneniwandlers in einem Kraftfahrzeugantrieb, mit zwei Meßwertgebern, von denen der eine eine Drehzahl des Drehmomentwandlers und der andere die Gaspedaleinstellung der Antriebsmaschine zur Erzeugung die Drehzahl bzw. die Gaspedaleinstellung stetig wiedergebender Signale mißt, und mit Mitteln zum Vergleichen dieser Signale und zum Steuern des Eiii- und Ausrückens der Kupplung in Übereinstimmung mit vorgegebenen Bedingungen.The invention relates to an electronic control system for engaging and disengaging the lock-up clutch a single-stage hydrodynamic torque converter in a motor vehicle drive, with two transducers, one of which is a speed of the Torque converter and the other the accelerator pedal setting of the prime mover to generate the Measures speed or the accelerator pedal setting continuously reproducing signals, and with means for comparison these signals and for controlling the clutch release and release in accordance with given conditions.

Bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern mit einer sie überbrückenden Direktkupplung liegt ein besonderes Problem in der Steuerung des Ein- und Ausrückens dieser Überbrückungskupplung auf solche Weise; daß der Direktantrieb, besonders beim Fahren mit konstanter Geschwindigkeit, maximal ausgenützt wird. Hierzu sind Steuersysteme bekannt, (Se sowohl die Eingangsdrehzahl als auch die Ausgangsdretizahl des Drehmomentwandlers mittels geeigneter Meßwertgeber und daran angeschlossener Frequenz-Analog-Wandler erfassen und zur Feststellung des Umschaltpunktes vergleichen (z.B. DE-OS 2122 861). Die bekannten Steuersysteme dieser Art sind jedoch für den Einsatz in einfachen Anwendungsfällen zu kostenaufwendig oder arbeiten nicht zufriedenstellen. Ferner sind sie nicht geeignet zur Verwendung bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern mit einer ausrückbaren Schaufelkomponente oder einer Ausrückkupplung im Antriebsstrang und einer Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler sowie nachgeschaftelen Synchronisierschaltgetrieben oder anderen Getrieben mit Haltekupplungen.In hydrodynamic torque converters with a direct clutch that bridges them, there is a particular problem in the control of the engagement and disengagement of this lock-up clutch on such Way; that the direct drive, especially when driving at constant speed, is used to the maximum will. For this purpose, control systems are known (Se both the Input speed as well as the output reticule of the Torque converter by means of a suitable transducer and frequency-to-analog converter connected to it record and compare to determine the switchover point (e.g. DE-OS 2122 861). the known control systems of this type are, however, too expensive for use in simple applications or do not work satisfactorily. Furthermore, they are not suitable for use in hydrodynamic Torque converters with a disengageable blade component or a clutch in the Drive train and a lock-up clutch for the torque converter as well as downstream synchronizing gearboxes or other gearboxes with retaining clutches.

Zur Schaffung einer einfacheren und wirtschaftlichen Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung ist es weiterhin bereits bekannt (DE-OS 21 31 631), anstelle einer unmittelbaren Messung der Eingangsdrehzahl des hydrodynamischen Drehmomentwandlers die Stellung des Gaspedals als Kriterium für die Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine zu erfassen und mit der Ausgangsdrehzahl des Wandlers zu vergleichen. Hierzu ist bei dem bekannten Steuersystem ein Schaltkreis mit einer Spannungswählvorrichtung vorgesehen, die mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist und die abhängig von der Stellung des Gaspedals eine der Drehzahl-Leistungscharakteristik des Antriebsmotors entsprechende Spannung auf den zweiten Eingang eines als Vergleicher dienenden Differenzverstärkers gibt, wobei die Spannungswähk'orrichiung stufenförmig oder stetig arbeiten kann. Der bei diesem Steuersystem vorgenommene Ersatz eines von der Eingangsdrehzahl des Wandlers abhängigen Signals durch ein von der Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine abhängiges Steuersignal führt jedoch nur beschränkt zur Einschaltung des Direktantriebs im theoretischen Kupplungspunkt des Wandlers, in welchem das Drehzahlverhältnis rnln\ gleich dem Wandlerwirkungsgrad ist, und zur Rückschaltung in den Wandlerbetrieb bedarf es der vollen Öffnung der Drosselklappe durch vollständiges Niedertreten des Gaspedals, wodurch ein optimaler Fahrbetrieb mit geringstmöglichem Kraftstoffverbrauch nicht möglich ist.To create a simpler and more economical control of the torque converter lock-up clutch, it is also already known (DE-OS 21 31 631), instead of directly measuring the input speed of the hydrodynamic torque converter, to detect the position of the accelerator pedal as a criterion for the torque setting of the prime mover and to use the output speed of the To compare converter. For this purpose, a circuit with a voltage selection device is provided in the known control system, which is coupled to the accelerator pedal of the motor vehicle and which, depending on the position of the accelerator pedal, outputs a voltage corresponding to the speed-performance characteristic of the drive motor to the second input of a differential amplifier serving as a comparator, with the voltage selection correction can work stepwise or continuously. The replacement of a signal that is dependent on the input speed of the converter with a control signal that is dependent on the torque setting of the prime mover in this control system leads, however, only to a limited extent to the activation of the direct drive at the theoretical coupling point of the converter, in which the speed ratio rnln \ equals the converter efficiency, and to the Switching back to converter mode requires the throttle valve to be fully opened by fully depressing the accelerator pedal, which means that optimal driving with the lowest possible fuel consumption is not possible.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das letzterwähnte Steuersystem dahingehend weiterzubilden, daß der Fahrer die Möglichkeit erhält, zwischen Wandlerantrieb und Direktantrieb innerhalb weiter Grenzen je nach den herrschenden Betriebsbedingungen und der gewünschten Beschleunigung frei zu wählen und dadurch den Kraftstoffverbrauch optimal klein zu halten.The invention is therefore based on the object of developing the last-mentioned control system in such a way that that the driver is given the opportunity to continue between converter drive and direct drive within Limits freely depending on the prevailing operating conditions and the desired acceleration and thereby keep fuel consumption as low as possible.

Ausgehend von einem Steuersystem gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I bzw. DE-OS 21 31 631 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die von dem einen Meßwertgeber gemessene Wandlerdrehzahl die Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers ist.Based on a control system according to the preamble of claim I or DE-OS 21 31 631 is this object is achieved in that the converter speed measured by one transducer is the input speed of the torque converter.

Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 17 80 498), das Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung eines einstufigen hydrodynamischen Drehmomentwandlers inAlthough it is already known (DE-OS 17 80 498), the engagement and disengagement of the lock-up clutch single-stage hydrodynamic torque converter in

Abhängigkeit -von der Eingangsdrehzahl des Wandlers sowie der Stellung des Gaspedals als Maß für die Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine zu steuern. Bei diesem bekannten Steuersystem sind jedoch keine Meßwertgeber zur Erzeugung die Drehzahl bzw. die Drehmomenteinstellung stetig wiedergebender Signale verwendet; vielmehr dient ein dort benutzter Fliehkraftregler lediglich zur Öffnung eines ersten Schaltkontakies beim Beschleunigen der Antriebsmaschine aus dem Leerlaufbereich heraus und eines Ίο zweiten Kontaktes beim Erreichen einer bestimmten, verhältnismäßig hohen Drehzahl der Antriebsmaschine zwecks Einschaltung der Überbrückungskupplung, wobei dem zweiten Kontakt ein vom Gaspedal beim Niederdrücken sofort öffnender Schaltkontakt vorgeschaltet ist, der dafür sorgt, daß im Schubbetrieb (Bergabfahrt) beim Loslassen des Gaspedals Direktantrieb zur Ausnützung der Motorbremsung eingeschaltet wird bzw. eingeschaltet bleibt.Dependence on the input speed of the converter and to control the position of the accelerator pedal as a measure for the torque setting of the prime mover. In this known control system, however, there are no transducers for generating the speed or uses the torque setting of continuously reproducing signals; rather, one used there serves Centrifugal governor only to open a first switch contact when accelerating the drive machine from the idle range and a Ίο second contact when reaching a certain, relatively high speed of the drive machine for the purpose of engaging the lock-up clutch, The second contact is preceded by a switching contact which opens immediately when the accelerator pedal is depressed which ensures that direct drive when releasing the accelerator pedal in overrun mode (downhill driving) is switched on or remains switched on to take advantage of the motor braking.

Demgegenüber geht die Erfindung von der bekannten Tatsache aus, daß bei einem einstufigen hydrodynamischen Drehmomentwandler eine bestimmte Beziehung zwischen dem Drehzahlverhältnis nrfn\ einerseits und der Eingangsdrehzahl m und der Drehmomentaufnahme M₁ des Wandlers dergestalt besteht, daß beim Fahren mit einer bestimmten Geschwindigkeit und ggf. Gangeinstellung im Wandlerbetrieb jeder Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers, d.h. also der Drehzahl der Antriebsmaschine und jeder Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine, die im wesentlichen proportional der Einstellung des Gaspedals ist, ein bestimmtes Drehzahlverhältnis nrfn\ zugeordnet ist Auf diese Weise ist es durch die erfindungsgemäße Messung der Eingangsdrehzahl des Wandlers und der Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine und den Ver- gleich der aus diesen Messungen gewonnenen Signale möglich, den Direktantrieb durch Einrücken der Überbrückungskupplung im Umschaltpunkt des Wandlers einzulegen bzw. für Drehzahlverhättnisse unterhalb des Kuppiungspunktes in den Wandlerbetrieb zurückzuschalten, wobei in dem elektronischen Steuersystem üblicherweise eine geeignete Hysterese vorgesehen wird, um instabile Verhältnisse im Grenzbereich zu vermeiden. Aufgrund der Steuerung der Überbrükkungskupplung lediglich in Abhängigkeit von der Eingangsdrehzahl des Wandlers und der Drehmomenteinsiellung der Antriebsmaschine wird eine optimale Ausnützung des kraftstoffsparenden Direktantriebs ermöglicht, ohne daß. wie bei vollautomatischen hydrodynamisch-mechanischen Schaltgetrieben mit Steuerung der Direktkupplung in Abhängigkeit vom Drehzahlverhältnis des Wandlers, die Einschaltung des Direktantriebs erst bei verhältnismäßig großer Fahrgeschwindigkeit erfolgt und ein Rückschalten von Direktantrieb auf Hydraulikantrieb nur durch Bewegen des Gaspedals in die Kickdown-Stellung möglich ist. Das erfindungsgemäße Steuersystem gestattet vielmehr bei nahezu jeder Fahrgeschwindigkeit, durch Verminderung der Drehmomenteinstellung, d. h. also Rücknahme des Gaspedals, von Hydraulikantrieb auf Direktantrieb zurückzuschalten, und es genügt, für den Fall des Erfordernisses einer plötzlichen Beschleunigung wie beispielsweise zu Beginn eines Überholvorgangs, zur Umschaltung von Direktantrieb auf Hydraulikantrieb die Drehmomentpinstellung lediglich etwas zu vergrö-Bern. d. h. das Gaspedal etwas mehr niederzudrücken, ohne dabei gleich die Kickdown-Stellung anderer Steuersysteme erreichen zu müssen. Das erfindungsgemäße Steuersystem kommt somit der Gaspedalbetätigung eines gewöhnlichen Kraftfahrzeugs mit rein mechanischem Getriebe entgegen, indem bei einer Dosierung zur Aufrechterhaltung der gefahrenen Geschwindigkeit ohne größere Steigung sich von selbst der kraftstoffsparende Direktgang einschaltet, während bei dem plötzlichen Erfordernis der Beschleunigung nu»· in gewohnter Weise das Gaspedal etwas weiter niedergedrückt zu werden braucht, um den Drehmoment vergrößernden Hydraulikantrieb zu erreichen.In contrast, the invention is based on the known fact that in a single-stage hydrodynamic torque converter there is a certain relationship between the speed ratio nrfn \ on the one hand and the input speed m and the torque absorption M _{1 of} the converter in such a way that when driving at a certain speed and possibly gear setting In converter operation, each input speed of the torque converter, ie the speed of the prime mover and each torque setting of the prime mover, which is essentially proportional to the setting of the accelerator pedal, is assigned a specific speed ratio nrfn \ the torque setting of the drive machine and the comparison of the signals obtained from these measurements, it is possible to insert the direct drive by engaging the lock-up clutch at the switchover point of the converter or for speed ratios and the like To switch back to converter mode within the coupling point, a suitable hysteresis usually being provided in the electronic control system in order to avoid unstable conditions in the limit range. Because the lock-up clutch is controlled only as a function of the input speed of the converter and the torque input of the drive machine, optimal utilization of the fuel-saving direct drive is made possible without this. As with fully automatic hydrodynamic-mechanical gearboxes with control of the direct clutch depending on the speed ratio of the converter, the direct drive is only switched on at a relatively high driving speed and switching back from direct drive to hydraulic drive is only possible by moving the accelerator pedal into the kickdown position. Rather, the control system according to the invention allows at almost any driving speed to switch back from hydraulic drive to direct drive by reducing the torque setting, i.e. releasing the accelerator pedal, and it is sufficient to switch from direct drive in the event that sudden acceleration is required, such as at the beginning of an overtaking maneuver on the hydraulic drive the torque pin position only needs to be increased a little. ie to depress the gas pedal a little more without having to reach the kickdown position of other control systems. The control system according to the invention thus accommodates the use of the accelerator pedal of an ordinary motor vehicle with a purely mechanical transmission, in that the fuel-saving direct gear is switched on automatically when the metering is used to maintain the driving speed without a steep incline, while the usual way when there is a sudden need for acceleration Accelerator pedal needs to be depressed a little further to achieve the torque-increasing hydraulic drive.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Steuersystems liegt darin, daß die Eingangsdrehzahl des hydrodynamischen Drehmomentwandlers im Betrieb der Antriebsmaschine viel besser und genauer gemessen werden kann als die Ausgangsdrehzahl, weil sie nie unter die Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine absinkt und somit der zu erfassende Drehzählbereich ein weitaus kleinerer als bei der Messung der Ausgangsdrehzahl istAnother advantage of the control system according to the invention lies in the fact that the input speed of the hydrodynamic torque converter is in operation of the prime mover measured much better and more precisely can be called the output speed because it never falls below the idle speed of the prime mover decreases and thus the rotation counting range to be recorded is much smaller than when measuring the Output speed is

Das erfindungsgemäße System ^gnet sich besonders zum Ausrücken des hydraulischen Antriebs und zum Einrücken· der Direktkupplung beim Schalten der Gänge in einem anschließenden Synchronschaltgetriebe zur gleichen Zeit, wenn ein das Schalten gestattendes Wiedereinkuppeln auf Hydraulikantrieb, möglicherweise gefolgt von einem automatischen Wiedereinrücken des Direktantriebs, vorgenommen wird.The system according to the invention is particularly suitable to disengage the hydraulic drive and to engage · the direct clutch when shifting the Gears in a subsequent synchromesh gearbox at the same time when one that allows shifting Re-engagement on hydraulic drive, possibly followed by an automatic re-engagement of the direct drive.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigtThe invention is described below in connection with the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail It shows

F i g. 1 in schematischer Darstellung ein Wandlergetriebe mit einem einstufigen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung sowie einer elektro-hydraulischen Steuerung hierfür,F i g. 1 shows a schematic representation of a converter transmission with a single-stage hydrodynamic torque converter with lock-up clutch as well an electro-hydraulic control for this,

Fig.2 die Schaltung eines elektronischen Steuersystems und dessen Anschluß an die elektrohydraulische Steuerung,Fig.2 shows the circuit of an electronic control system and its connection to the electro-hydraulic control,

F i g. 2a bis 2e Blockschaltbilder verschiedener anderer elektronischer Steuersysteme,F i g. 2a through 2e are block diagrams of various others electronic control systems,

F i g. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen der Drehmomenfeinstellung der Antriebsmaschine und der Eingangsdrehzahl des Wandlers für verschiedene Antriebsarten undF i g. 3 is a diagram showing the relationships between the torque adjustment of FIG Drive machine and the input speed of the converter for different types of drive and

F i g. 4 ein Diagramm, in welchem die Eingangsdrehzahl und die Zugkraft über der Fahrzeuggeschwindigkeit bei Vollast, 67% Teillast und 33% Teillast für einen einstufigen Drehmomentwandler unter Darstellung geeigneter Umschaltpunkte aufgetragen sind.F i g. 4 shows a diagram in which the input speed and the tractive force over the vehicle speed at full load, 67% part load and 33% part load for a single-stage torque converter under illustration suitable switching points are plotted.

Die im folgena'en beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in gleicher Weise anwendbar auf die Steuerung von nur Direktantrieb und sind nicht beschränkt auf die Anwendung bei dem beschriebenen speziellen Kraftübertragungstyp ebenso wie sie sich anwenden lassen auf Drehmomentwandler, die mit mehrstufigen Schaltgetrieben zusammenarbeiten, bei denen ein Ausrücken der Drehmomentübertragung durch den Wandler während der Uiv.scljaltungen erforderlich ist.The exemplary embodiments described below are equally applicable to controlling direct drive only and are not limited to the Application in the described special type of power transmission as well as they can be applied on torque converters that work with multi-stage manual transmissions that require disengagement the torque transmission through the converter is required during the Uiv.scljaltungen.

Fig. I zeigt einen Drehmomentwandler 4 der einstufigen Bauform mit einer freilegbaren Turbine 6, die mit einer auf der Abtriebsweile sitzenden Reibscheibe 8 verbindbar oder dieser gegenüber freilegbar ist, einem die Pumpenbeschaufelung 10 tragenden rotierenden Wandlergehsuse einem Leitschaufelrad 12 und einer Direktkupplung 14. Die Kupplung zum Einrücken bzw. Freilegen der Turbine 6 gegenüber der Scheibe 8 ist mit 16 bezeichnet Die beiden Kupplungen werden,Fig. I shows a torque converter 4 of the single-stage design with an exposable turbine 6, which can be connected to a friction disk 8 seated on the output shaft or can be exposed opposite it, a rotating converter housing carrying the pump blading 10, a guide vane wheel 12 and a direct clutch 14. The clutch for engaging or exposing the turbine 6 with respect to the disk 8 is denoted by 16 The two clutches are

wie aus der oberen vergrößerten Teildarstellung ersichtlich ist, durch nicht näher bezeichnete Blattfedern in ausgerückter Stellung gehalten und lassen sich durch Zirkulation von Wandlerflüssigkeit, die von einer Flüssigkeitspumpe 17 geliefert wird, in der einen oder anderen Richtung durch die Wandlerkammer und den die Scheibe 8 enthaltenden Raum alternativ einrücken, wobei zur Erzeugung der beim Einrücken der Turbine erforderlichen Druckdifferenz zu beiden Seiten des axial verschieblichen Turbinenschaufelrades Bohrungen mit Maximaldruckventilen im Turbinenschaufelrad gemäß der unteren vergrößerten Teilansicht vorgesehen sind.as can be seen from the enlarged partial illustration above, by leaf springs which are not designated in any more detail held in the disengaged position and can be through the circulation of converter fluid, which is from a Liquid pump 17 is supplied, in one direction or the other through the converter chamber and the the disk 8 containing space alternately engage, whereby to generate the upon engagement of the turbine required pressure difference on both sides of the axially displaceable turbine impeller bores provided with maximum pressure valves in the turbine blade wheel according to the lower enlarged partial view are.

Zum Einschalten und Steuern der Richtung des von der Pumpe 17 gelieferten Flüssigkeitsstroms durch den is Wandler dient eine ein 5/3-Wegeventil enthaltende Ventileinheit 2 mit elektromagnetischen Vorsteuerventilen 18, 20. Das 5/3-Wegeventil befindet sich bei unbetätigten Vorsteuerventilen in der Mittelstellung, in welcher die Turbine freigelegt ist, und wird durch Betätigen des Vorsteuerventils 18 nach links in die Stellung »eingerückte Turbine« und durch Betätigen des Vorsteuerventils 20 nach rechts in die Stellung »Direktantrieb« verstellt.For switching on and controlling the direction of the flow of liquid through the is supplied by the pump 17 The converter is a valve unit 2 containing a 5/3-way valve with electromagnetic pilot valves 18, 20. The 5/3-way valve is in the middle position when the pilot valves are not actuated, in which the turbine is exposed, and is by actuating the pilot valve 18 to the left in the "Turbine engaged" position and by actuating the pilot valve 20 to the right into the position "Direct drive" adjusted.

Zum Steuern der Vorsteiierventile 18,20 dient eine in ihrer Gesamtheit mit 3 bezeichnete elektrische Steuereinheit, die eine eine elektronische Schaltung tragende Platine 22, einen Impulsgeber 24 für Drehzahlimpulse, einen Drosselstellungsgeber 26 und normalerweise auch einen Ganghebelschalter 28 sowie einen Start/Blockierschalter 30 enthält. Diese Elemente sind in der Schaltung nach F i g. 2 mehr im einzelnen gezeigt.An in its entirety with 3 designated electrical control unit, which carries an electronic circuit Board 22, a pulse generator 24 for speed pulses, a throttle position sensor 26 and usually also a gear lever switch 28 and a start / inhibit switch 30 includes. These elements are in the Circuit according to FIG. 2 shown in more detail.

Der Drosselstellungsgeber 26 besteht aus einem Potentiometer, daß in Abhängigkeit von der Drehmomenteinstellung der Antriebsmaschine mit dem Gaspedal bzw. der Drosselklappe verstellbar ist. Weiterhin erzeugt innerhalb der Einrichtung 24 ein Meßfühler 32 ein pulsierendes Signal, das die Drehzahl der Antriebsmaschine darstellt. Die elektronische Schaltung 22 weist auf einer durch einen strichpunktierten Rahmen *o angedeuteten Platine einen Vergleicher 34 zum Vergleichen der am Drosselstellungsgeber abgegriffenen Spannungen mit den Eingangsimpulsen vom Abgreifer 32 und zum Betätigen einer Ausgangsstufe 36 auf. welche Relais RE1 und RE2 zur Energieversor- «5 gung der elektrohydraulischen Ventile 18 und 20 enthält. Der Ganghebeischalter 28 dient zum positiven Unterbrechen des Antriebsstrangs durch den Drehmomentwandler bei jeder Art von Umschaltung des nachgeschalteten Getriebes, sei es ein Synchronschaltgetriebe, ein Getriebe mit Haltekupplungen oder ein unter voller Belastung schaltbares Getriebe, bei dem es unerwünscht ist. während des Umschaltens über den Drehmomentwandler anzutreiben. Der Start/Blockierschalter 30 ist typischerweise am Armaturenbrett oder der Lenksäule angeordnet und ist für gewöhnlich derart an den Drehmomentwandler angepaßt, daß er ein Anlassen der Antriebsmaschine verhindert, ausgenommen der Drehmomentwandler befindet sich in Neutralstellung. Dadurch wird ein Kriechen des Fahrzeugs beim Anlassen «> der Maschine verhindert.The throttle position transmitter 26 consists of a potentiometer that can be adjusted with the accelerator pedal or the throttle valve as a function of the torque setting of the drive machine. Furthermore, within the device 24, a measuring sensor 32 generates a pulsating signal which represents the speed of the drive machine. The electronic circuit 22 has a comparator 34 on a circuit board indicated by a dash-dotted frame * o for comparing the voltages tapped at the throttle position transmitter with the input pulses from the tap 32 and for actuating an output stage 36. which relays RE 1 and RE2 for supplying energy to the electrohydraulic valves 18 and 20 contain. The gear lever switch 28 is used for positive interruption of the drive train by the torque converter with any type of switching of the downstream transmission, be it a synchronous transmission, a transmission with holding clutches or a shiftable transmission under full load, in which it is undesirable. to drive via the torque converter during the switchover. The start / inhibit switch 30 is typically located on the dashboard or steering column and is usually fitted to the torque converter to prevent the engine from starting unless the torque converter is in the neutral position. This prevents the vehicle from creeping when starting the engine.

F i g. 2a zeigt in einem Blockschaltbild den grundsätzlichen Aufbau der elektronischen Schaltung. Die Basisblöcke sind der Meßwertgeber 24 zur Lieferung des Drehzahisignais, der Drosseisteiiungsgeber 26, der Vergleicher 34 und die Ausgangsstufe 36.F i g. 2a shows the basic one in a block diagram Structure of the electronic circuit. The basic blocks are the transducer 24 for delivery of the speed signal, the throttle control 26, the Comparator 34 and the output stage 36.

im Schaltbild der F i g. 2b hat das Eingangssignal vom Meßwertgeber 24, das darin von einem Fühler oder dem Zündsystem abgenommen sind, eine Impulsfrequenz, welche die Eingangsdrehzahl wiedergibt, und wird einem Frequenz/Spannungs-Wandler 38 zugeführt, der eine Spannung proportional der Impulsfrequenz liefert. Für jeden einzelnen Impuls des Eingangssignals liefert ein monostabiler Schalter im Wandler 38 einen Einheitsimpuls (feste Impulslänge), der in einem Filter geglättet wird. Je höher die Frequenz der Einheitsimpulse ist, um so höher ist die Gleichspannung am Ausgang des Filters. Das Signal vom Drosselstellungsgeber 26. der ein Potentiometer ist, dessen Einstellung proportional der Stellung der Drosselklappe für den Antriebsmotor ist, liefert eine zweite Spannung, und die Größe dieser beiden Spannungen wird in einem Spannungsvergleicher 34 verglichen, welcher einen Hochleistungsverstärker mit Rückkopplung und einen digitalen Ausgang zu einer Relaisausgangsstufe 36 enthält.in the circuit diagram of FIG. 2b has the input signal from Transducer 24, which is taken from a sensor or the ignition system, a pulse frequency, which represents the input speed, and is fed to a frequency / voltage converter 38, the supplies a voltage proportional to the pulse frequency. For every single pulse of the input signal a monostable switch in converter 38 generates a unit pulse (fixed pulse length) which is in a filter is smoothed. The higher the frequency of the unit pulses, the higher the DC voltage at the output of the filter. The signal from the throttle position transmitter 26. which is a potentiometer, its setting is proportional is the position of the throttle valve for the drive motor, provides a second voltage, and the size these two voltages are compared in a voltage comparator 34, which is a high-performance amplifier with feedback and a digital output to a relay output stage 36 contains.

Bei der Ausführungsform nach F i a. 7c wird rfie Eingangsdrehzahl des Wandlers als Impulsfrequenz des EingangssignalswidergegebenfT"= l/fcmit to— Periodendauer). Der Drosselstellungsgeber 26 enthält ein Potentiometer 40 und einen monostabilen Schalter 42. der bei jedem Eingangsdrehzahlimpuls angesteuert wird. Der Vergleicher 34 kann ein flankengetriggerter Flipflop sein, der seine Taktfrequenz von den Eingangsdrehzahlimpulsen erhält, wobei der monostabile Schalter an\"!en D-Eingang (Dateneingang) angeschlossen ist. In Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung endet der Monoimpuls, wenn der Schalter getriggert ist, und das Schaltsignal steuert die Relaisausgangsstufe 36.In the embodiment according to FIG . 7c is given for the input speed of the converter as a pulse frequency of the input signal (fT "= 1 / fcwith to - period duration). The throttle position transmitter 26 contains a potentiometer 40 and a monostable switch 42, which is activated at each input speed pulse. The comparator 34 can be an edge-triggered flip-flop, the receives its clock frequency from the input speed pulses, whereby the monostable switch is connected to \ "! en D- input (data input). Depending on the throttle valve position, the mono pulse ends when the switch is triggered and the switching signal controls the relay output stage 36.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2d ist die Eingangsdrehzahl, wie oben, bei Fig.2b, durch die Impulsfrequenz des Impulssignals wiedergegeben, und die von der Einstellung eines Potentiometers 44 oder eines in seiner Kapazität verstellbaren Kondensators wiedergegebene Drosselklappenstellung steuert die Ausgangsfrequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators 46. Dieser Oszillator 46 zusammen mit einem Phasendetektor 48, einer Hochfrequenzsperrkette 50 und einem Verstärker 52 bilden eine phasenverriegelte Schleife. In dem Phasendetektor 48 werden die Phase und die Frequenz des Eingangsdrehzahlsignals und das Oszillator-Ausgangssignal miteinander verglichen. Das Ausgangssignal des Phasendetektors geht zur Hochfrequenzsperrkette 50 und wird zum Eingang des Oszillators zurückgeleitet, so daß der Oszillator Frequenz- und Phasensynchronisation mit dem Eingangsdrehzahlsignal erhält. Das Ausgangssignal vom Oszillator 46 hängt somit von der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsfrequenz des Oszillators (d. h. der D· osselklappenstellung) ab und kann zur Erzeugung eines binären Ausgangssignals für die Relaisausgangsstufe 36 verstärkt werden.In the embodiment of Figure 2d, the input speed, as above, in Figure 2b, through the Pulse frequency of the pulse signal reproduced, and that of the setting of a potentiometer 44 or a throttle valve position reproduced in its capacitance adjustable capacitor controls the Output frequency of a voltage controlled oscillator 46. This oscillator 46 together with a Phase detector 48, a high frequency blocking chain 50 and an amplifier 52 form a phase locked Ribbon. In the phase detector 48, the phase and the frequency of the input speed signal and the Oscillator output signal compared with each other. The output signal of the phase detector goes to the high frequency blocking chain 50 and is fed back to the input of the oscillator, so that the oscillator Maintains frequency and phase synchronization with the input speed signal. The output signal from Oscillator 46 thus depends on the input speed and the output frequency of the oscillator (i.e. the throttle valve position) and can be used to generate a binary output signal for the relay output stage 36 be reinforced.

In der Digitalausführung der Fig.2e wird das Eingangsdrehzahlsignal von einem digitalen Frequenzmesser, beispielsweise einem Zähler 54 geliefert der während einer bestimmten festen Zeitspanne, die von einer Zeitbasis 55 bestimmt wird, die Eingangsdrehzahl-Signalimpulse zählt, und der Drosselstellungsgeber ist ein Drehwinkelabgreifer 56 mit einem Synchro/Digitalumsetzer, eine codierte Scheibe, die optisch gelesen wird, oder eine ähnliche Einheit Ein unmittelbarer Vergleich der beiden Digitalsignale wird in einem herkömmlichen Digitalvergleicher vorgenommen. Alternativ hierzu kann die gesamte Anordnung auch von einem Kleinstrechner gebildet sein.In the digital version of Fig. 2e, the input speed signal is from a digital frequency meter, for example a counter 54 which is supplied during a certain fixed period of time which is determined by a time base 55 is determined, the input speed signal pulses counts, and the throttle position transmitter is a rotary angle pick-up 56 with a synchro / digital converter, an encoded disc which is read optically, or a similar entity an immediate The two digital signals are compared in a conventional digital comparator. Alternatively for this purpose, the entire arrangement can also be formed by a microcomputer.

Um die die Drehzahl und das Drehmoment der Antriebsmaschine anzeigenden Eingangssignale abzu-In order to receive the input signals indicating the speed and torque of the prime mover

greifen, diese mit vorbestimmten Anforderungen zu vergleichen und Steuersignale zu erzeugen, lassen sich also, wie vorbeschrieben, verschiedene Wege beschreiben. access, to compare these with predetermined requirements and to generate control signals, can So, as described above, describe different ways.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es möglich, gemäß dem subjektiven Gefühl des Fahrers die Uniachaltpunkte zu bestimmen, weil diese aus dem Unterbewußtsein kommenden Reaktionen die richtige Antriebskombination ergeben, wenn die elektronische Schaltung so ausgeführt ist, wie sie in der nachfolgenden Erläuterung der F i g. 3 beschrieben ist.In accordance with the invention it is possible to determine the Uniachaltpunkt according to the subjective feeling of the driver, because this from the Subconscious reactions result in the correct combination of drives when the electronic Circuit is designed as shown in the following explanation of FIG. 3 is described.

Fig.3 zeigt ein Diagramm mit der Abhängigkeit zwischen der Drosselklappeneinstellung (Abszisse) und der Wandlereingangsdrehzahl n\ (U/min) für verschiedene Antriebsarten sowie die Hysterese, die in Abhängigkeit davon auftritt, von welcher Seite sich die gesamte Einheit einer Umschaltbedingung nähen. Die normalen Ümschailiinien sind voiiausgezogen dargestellt, und eine alternative Umschaltlinie für die Umschaltung von Direktantrieb auf Hydraulikantrieb ist gestrichelt eingezeichnet. Bei Beschleunigung der Antriebsmaschine bei vollgeöffneter Drosselklappe beispielsweise wird das Einrücken des Direktantriebs bei η = 3000 U/min erfolgen. Wenn hingegen die Fahrzeuggeschwindigkeit dann auf etwa η - 2160 U/min abfällt, wird erneut auf Hydraulikantrieb zurückgeschaltet. Bei einer beliebigen Teillast wird dasselbe, jedoch bei anderen Drehzahlen auftreten. Bei 7)-Last kann die Einschaltung des Direktantriebs bei η «· 2000 U/min erfolgen. Wenn jedoch der Fahrer auf Hydraulikantrieb zurückzugehen wünscht, braucht er nur das Gaspedal auf etwa 8% Drosselklappenöffnung niederzudrücken, um erneut Hydraulikantrieb zu bekommen. 3 shows a diagram with the relationship between the throttle valve setting (abscissa) and the converter input speed n \ (rpm) for different types of drive as well as the hysteresis that occurs depending on the side from which the entire unit of a switchover condition is sewn. The normal transfer lines are shown in full, and an alternative switchover line for switching from direct drive to hydraulic drive is shown in dashed lines. When the drive machine accelerates with the throttle valve fully open, for example, the direct drive is engaged at η = 3000 rpm. If, on the other hand, the vehicle speed then drops to around η - 2160 rpm, the system switches back to hydraulic drive again. The same will occur at any part load, but at different speeds. With a 7) load, the direct drive can be switched on at η «· 2000 rpm. However, if the driver wishes to go back to hydraulic propulsion, all he needs to do is depress the accelerator pedal to about 8% throttle opening to get hydraulic propulsion again.

Dies ermöglicht eine vernünftige Ausnützung des Dircktartiriebs. Anstelle der Beschleunigung bei 80% Last zwecks Erreichens ausreichender Geschwindigkeit gestattet das System dem Fahrer, daß Gaspedal bei etwa 30% Last loszulassen, wodurch der Direktantrieb eingeschaliet wird, und dann die Drosselklappeneinstellung bis an die Grenze der Zurückschaltung auf Hydraulikantrieb zu vergrößern.This enables sensible use of the directivity drive. Instead of accelerating at 80% In order to achieve sufficient speed, the system allows the driver to depress the accelerator pedal releasing about 30% load, which engages the direct drive, and then adjusting the throttle valve to the limit of switching back to hydraulic drive.

Der Fahrer kann zwischen Direktantrieb und Hydraulikantrieb innerhalb bestimmter Grenzen wählen. Für jeden Anwendungsfall müssen die Form der Grenzlinien, die Hysterese zwischen der Einschaltung des Direktantriebs und der Rückschaltung auf Hydraulikantrieb, die Schaltpunkte bei vollgeöffneter Drossel und im Leerlauf bestimmt werden. Die Form der Kurven kann durch eine verstellbare Antriebsverbindung zwischen der Bewegung des Gaspedals und der Verstellung des Potentiometers ausgewählt werden, während die Hysterese und die Größe der Einrückgeschwindigkeit mit voller Leistung durch Einstellen der mit VR2, VR3 und VR4 in Fig.2 bezeichneten Potentiometer erhalten werden kann.The driver can choose between direct drive and hydraulic drive within certain limits. The shape of the boundary lines, the hysteresis between switching on the direct drive and switching back to hydraulic drive, the switching points when the throttle is fully open and when idling must be determined for each application. The shape of the curves can be selected by an adjustable drive connection between the movement of the accelerator pedal and the adjustment of the potentiometer, while the hysteresis and the size of the engagement speed at full power by setting the VR 2, VR 3 and VR 4 in Fig. 2 Potentiometer can be obtained.

In Fig.4 sind die Eingangsdrehzahl η (U/min) des Wandlers und die Zugkraft f(kp) über der Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) im höchsten Gang für drei verschiedene Lasten, nämlich 100%, 67% und 33% Last aufgetragen. Das Einrücken des Direktantriebs während der Beschleunigung ist durch gestrichelte Linien und Pfeile bei »A« angedeutet. Dann wird gemäß der gesiricncKcn Linie bei »S« nach Verzögerung und bei voller Kraft eine Rückschaltung auf Hydraulikantrieb erfolgen. Wenn jedoch das Gaspedal auf 67% zurückgenommen wird, während Hydraulikantrieb bei »C« oder oberhalb »C« eingeschaltet ist, wird eine sofortige Umschaltung auf Direktantrieb erfolgen. Wenn beispielsweise das Gaspedal auf 33% Last bei »D« oder irgendeinem Punkt oberhalb »D« zurückgenommen wird, wird Direktantrieb eingeschaltet werden. Wenn das Fahrzeug unter 33% Last fortfährt zu verzögern und die Geschwindigkeit »E« erreicht, wird ebenfalls automatisch auf Hydraulikantrieb zurückgeschaltet. Wenn andererseits ein Fahren mit 33% Last stattfindet und es zur Beschleunigung auf eine höhere Geschwindigkeit, jedoch unterhalb »B« erwünscht ist, auf Hydraulikantrieb zurückzuschalten, ist es nur erforderlich, das Gaspedal weiter herunterzutreten. Der Gebrauch des Gaspedals ist in einer solchen Situation natürlich, und der richtige Antriebszustand zur Erzielung maximaler Brennstoffeinsparung wird automatisch bestimmt, d. h. Direktantrieb wird bei Teillast auch bei niedrigen Geschwindigkeiten verwendet, und Hydrarlikantrieb wird bei weitgeöffneter Drossel hinauf bis zu hohen Geschwindigkeiten benutzt, was niedrigsten Brennstoffverbrauch bei Teillast und höchste Beschleunigung bei maximaler Belastung sicherstellt, was gerade dasjenige ist, was gewünscht wird, und dies wird ohne das Erfordernis einer Messung sowohl der Eingangs- als der Ausgangsdrehzahl des Getriebes erreicht.In Fig. 4 the input speed η (rpm) of the converter and the tractive force f (kp) are plotted against the vehicle speed (km / h) in top gear for three different loads, namely 100%, 67% and 33% load. The engagement of the direct drive during acceleration is indicated by dashed lines and arrows at "A" . Then, according to the straight line at »S«, after a delay and at full power, a switch back to hydraulic drive will take place. However, if the accelerator pedal is taken back to 67% while the hydraulic drive is switched on at "C" or above "C" , an immediate switch to direct drive will take place. For example, if the accelerator pedal is released to 33% load at "D" or any point above "D" , direct drive will be engaged. If the vehicle continues to decelerate under 33% load and reaches speed "E" , it also automatically switches back to hydraulic drive. If, on the other hand, you are driving with 33% load and you want to accelerate to a higher speed, but below "B" , to shift back to hydraulic drive, all you need to do is step down the accelerator pedal. The use of the accelerator pedal is natural in such a situation, and the correct drive state for maximum fuel economy is determined automatically, i.e. direct drive is used at part load even at low speeds, and hydraulic drive is used with the throttle wide open up to high speeds, resulting in the lowest fuel consumption at part load and maximum acceleration at maximum load ensures what is exactly what is desired and this is achieved without the need to measure both the input and output speeds of the transmission.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektronisches Steuersystem für das Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung eines einstufigen hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einem Kraftfahrzeugantrieb, mit zwei Meßwertgebern, von denen der eine eine Drehzahl des Drehmomentwandlers und der andere die Gaspedaleinstellung der Antriebsmaschine zur Erzeugung die Drehzahl bzw. die Gaspedaleinstellung stetig wiedergebender Signale mißt, und mit Mitteln zum Vergleichen dieser Signale und zum Steuern des Ein- und Ausrückens der Kupplung in Übereinstimmung mit vorgegebenen Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem einen Meßwertgeber (24) gemessene Wandlerdrehzahl die Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers (4) ist1. Electronic control system for entry and Disengagement of the lock-up clutch of a single-stage hydrodynamic torque converter in a motor vehicle drive, with two transducers, one of which is a speed of the Torque converter and the other the accelerator pedal setting of the prime mover to generate the Measures speed or the accelerator pedal setting continuously reproducing signals, and with means for Compare these signals and control the engagement and disengagement of the clutch in accordance with given conditions, characterized that the transducer speed measured by a transducer (24) the Is the input speed of the torque converter (4) 2. Steuersystem nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen und zum Steupni einen Vergleicher (34) und eine ein Relaissystem zum Steuern der Direktkupplung (14) betätigende Ausgangsstufe (36) aufweisen.2. Control system according to claim t, characterized in that that the means for comparing and for Steupni a comparator (34) and a Relay system for controlling the direct clutch (14) having actuating output stage (36). 3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (34) einen Hochleistungsverstärker (52) enthält (F i g. 2b).3. Control system according to claim 2, characterized in that the comparator (34) has a High power amplifier (52) includes (Fig. 2b). 4. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (24) für die Drehzahl so ausgebildet ist, daß er eine der Drehzahl proportionale Impulsfrequenz liefert, daß der Meßwertgeber (26) für die Gaspedaleinstellung aus einem Potentiometer (40) sowie einem monostabilen Schalter (42) besteht, der von den Drehzahlimpulsen ansteuerbar ist, und daß dei Vergleicher (34) ein flankengetriggerter Flip -FJop ist, der seine Taktfrequenz von den Eingangsdrehi.hlimpulsen erhält, wobei der monostabile Schalter (42) an den .Dateneingang des Flip-Flops angeschlossen ist (F ig. 2c).4. Control system according to claim 2 or 3, characterized in that the transducer (24) for the Speed is designed so that it supplies a pulse frequency proportional to the speed that the Measuring transducer (26) for setting the accelerator pedal from a potentiometer (40) and a monostable There is a switch (42) which can be controlled by the speed pulses, and that the comparator (34) is on Edge-triggered flip -FJop, which is its clock frequency received from the input rotary pulses, the monostable switch (42) being connected to the data input of the flip-flop (Fig. 2c). 5. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeber (24, 26) so ausgebildet sind, daß sie periodische Signale von der Eingangsdrehzahl des Wandlers (4) bzw. der Gaspedaleinstellung der Antriebsmaschine entsprechender Frequenz wiedergeben, und daß der Vergleicher (34) ein Frequenz- oder Phasenvergleicherist(Fig.2d). 5. Control system according to claim 2 or 3, characterized in that the transducers (24, 26) so are designed that they receive periodic signals from the input speed of the converter (4) or the Accelerator pedal setting of the prime mover reproduce the corresponding frequency, and that the Comparator (34) is a frequency or phase comparator (Fig. 2d). 6. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeber (24, 26) so ausgebildet sind, daß sie die Eingangsdrehzahl des Wandlers (4) und die Gaspedaleinstellung der Antriebsmaschine in digitaler Fo/m wiedergeben, und daß der Vergleicher (34) ein Digitalvergleicher ist(Fig.2e).6. Control system according to claim 2 or 3, characterized in that the transducers (24, 26) so are designed that they the input speed of the converter (4) and the accelerator setting of the Play the drive machine in digital format, and that the comparator (34) is a digital comparator is (Fig.2e).