DE69029971T2

DE69029971T2 - Elektrisches gangschaltgerät und steuerungssystem dafür

Info

Publication number: DE69029971T2
Application number: DE69029971T
Authority: DE
Inventors: Keith Leigh-Monstevens
Original assignee: Automotive Products USA Inc
Current assignee: Automotive Products USA Inc
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2010-09-21
Also published as: EP0493475A1; EP0493475A4; GB9009769D0; US5035158A; DE69029971D1; EP0493475B1; JPH05500704A; GB2237079A; WO1991004428A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung, die besonders für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem automatischen Getriebe geeignet ist.
Von Anfang an haben Kraftfahrzeuge irgendeinen Gangsahaltmechanismus benötigt, um den sich ändernden Anforderungen an Drehmoment und Geschwindigkeit zu entsprechen, die bei einem typischen Betriebszyklus eines Kraftfahrzeuges auftreten. Seit vielen Jahren sind diese Gangschaltmechanismen in dem Sinn manuell, daß sie die Eingabe von einem Schalthebel oder dergleichen durch den Fahrer erforderten, um jedes gewünschte Gangschaltverhältnis zu bewirken. In der letzten Zeit wurden die sogenannten "automatischen Getriebe" beliebt, bei denen ein großer Teil der Schaltung ohne die Eingabe durch einen Fahrer als Reaktion auf die gemessenen Parameter der Geschwindigkeits- und Drosselklappenöffnung erfolgt. Diese automatischen Getriebe umfassen im typischen Fall ein Moduswählelement, das im Getriebegehäuse angeordnet und zwischen einer Vielzahl von ausgewählten Positionen entsprechend dem Schaltmodus des Getriebes beweglich ist. Das Moduswählelement wird im typischen Fall zwischen mehreren Schaltpositionen mittels eines Kabels oder eines Gestängemechanismus bewegt, der sich vom Moduswählelement zu einem geeigneten Gangschalthebel erstreckt, der sich im Fahrgastraum des Fahrzeuges befindet. Das automatische Getriebe umfaßt im typischen Fall ebenfalls Ventilelemente innerhalb des Getriebes, um selektiv das Getriebe automatisch zwischen einer Vielzahl von Vorwärtsschaltpositionen zu schalten. Diese Ventilelemente werden im typischen Fall selektiv als Reaktion auf ein Abgleichen der verschiedenen Eingabeparameter so positioniert, daß automatische Schaltstellen wie zwischen den verschiedenen Vorwärtsgängen des Getriebes bereitgestellt werden, wobei die Eingabeparameter typischerweise die Drosselklappenposition und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einschließen. In den letzten Jahren ist es ebenfalls in zunehmenden Maße populär geworden, den Abtrieb des Getriebes mit einem Verteilergetriebe so zu koppeln, daß ein Zwei- und Vierradbetrieb für das Kraftfahrzeug ermöglicht wird. Das Schalten des Verteilergetriebes zwischen seinen Zweiund Vierradbetriebsarten wird im typischen Fall durch einen mechanischen Hebel oder ein Gestänge bewirkt.
Es wurden verschiedene Vorschläge für die Bereitstellung einer elektronischen Steuerung für die verschiedenen Schaltbedingungen einer Getriebebaugruppe eines modernen Kraftfahrzeuges vorgelegt. Diese Vorschläge für die elektronische Steuerung fanden jedoch in der Hinsicht keinen Anklang, daß sie nur eine Schaltbedingung einer Getriebebaugruppe ansprechen. Versuche nach dem bisherigen Stand der Technik, automatische Getriebe elektrisch zu steuern, wurden ebenfalls hinsichtlich ihres kommerziellen Erfolges wegen des langsamen oder ungenauen Schaltvorganges oder wegen der übermäßigen Garantie- und Wartungskosten in Verbindung mit dem elektronischen Steuersystem eingeschränkt.
Das U.S.Patent US-A-4817471 offenbart eine elektrische Steuervorrichtung für die Steuerung eines automatischen Getriebes in einem Kraftfahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das EP-A-250333 offenbart ein Steuersystem für die Steuerung eines automatischen Getriebes in einem Kraftfahrzeug, bei dem eine mechanische Einrichtung benutzt wird, um das Getriebe zwischen Parkstellung, Rückwärtsgang, Leerlaufstellung und Antrieb zu schalten, und elektrische Einrichtungen werden benutzt, um die Gänge innerhalb des Getriebes zu wählen, beispielsweise 1. Gang, 2. Gang, 3. Gang.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung ist auf die Bereitstellung eines Steuersystems für eine automtische Getriebebaugruppe eines Kraftfahrzeuges ausgerichtet, die eine vollständige und genaue elektronische Steuerung aller Schaltbedingungen der Getriebebaugruppe bewirkt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug der Ausführung bereitgestellt, die ein automatisches Getriebe mit einer Vielzahl von Schaltpositionen umfaßt, wobei das Steuersystem aufweist: ein Steuermodul, das so konstruiert ist, daß es im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges montiert werden kann, und daß es eine Vielzahl von Schaltwählpositionen entsprechend den Schaltpositionen des Getriebes umfaßt; und eine Einrichtung, die als Reaktion auf die Wahl einer jeden Schaltwählposition durch den Fahrer wirksam wird, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das die ausgewählte Schaltposition verkörpert; sowie Steuereinrichtungen, die ein elektronisches Logikmodul umfassen, das die Signale der Geschwindigkeit des Fahrzeuges über eine Leitung und die Schaltsignale über eine Leitung empfängt, und das als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition durch den Fahrer wirksam wird, um das Getriebe in die ausgewählte Schaltposition zu schalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug außerdem ein Verteilergetriebe umfaßt, das treibend mit dem Abtrieb des Getriebes verbunden ist und Zwei- und Vierradschaltpositionen aufweist, und daß das Steuermodul außerdem eine Vielzahl von Schaltwählpositionen entsprechend den Positionen des Verteilergetriebes umfaßt, und daß die Steuereinrichtung außerdem als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition durch den Fahrer wirksam wird, um das Verteilergetriebe in die ausgewählte Schaltposition zu schalten.
Das Verteilergetriebe kann ebenfalls hohe und niedrige Schaltbetriebspositionen umfassen, und das Steuermodul kann außerdem Schaltwählpositionen entsprechend den hohen und niedrigen Positionen umfassen.
Das Steuersystem kann außerdem ein Gehäuse umfassen, das ein Armaturenbrett abgrenzt, wobei die Schaltwählpositionen durch eine Vielzahl von Druckknöpfen bestimmt werden, die im Armaturenbrett angeordnet sind, und wobei das Logikmodul ein Logikmodulgehäuse umfaßt, das physikalisch am Steuermodulgehäuse gesichert ist, um eine einheitliche Baugruppe für das Anordnen im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zu bilden.

Kurzbeschreibung der zeichnungen

Es zeigt:
Fig. 1 eine etwas schematische perspektivische Ansicht eines Getriebes für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Steuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt,
Fig. 2 eine detaillierte Ansicht eines Steuer- und Logikmoduls, das im Steuersystem der Fig. 1 eingesetzt wird,
Fig. 3 eine zeichnerische Darstellung des Steuersystems der Erfindung,
Fig. 4 eine zeichnerische Teilansicht eines Abschnittes des Steuersystems der Erfindung,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Leistungsmoduls, das beim Steuersystem der Erfindung eingesetzt wird,
Fig. 6 eine detaillierte Ansicht eines Abschnittes des Leistungsmoduls aus Fig. 5,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines weiteres Leistungsmoduls, der beim Steuersystem der Erfindung eingesetzt wird, und
Fig. 8 eine detaillierte Ansicht eines Abschnittes des Leistungsmoduls aus Fig. 7.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Der in Fig. 1 gezeigte Kraftübertragungsweg für Kraftfahrzeuge umfaßt einen Motor 10, einen Drehmomentwandler 12, ein Getriebe 14 und ein Verteilergetriebe 16. Beim Motor 10 handelt es sich um einen Verbrennungsmotor, und er umfaßt eine Drosselklappe (nicht gezeigt), die die Zuführung des brennbaren Gemisches zum Motor steuert.
Der Wandler 12 zeigt eine bekannte Ausführung und weist eine zwischen dem Ausgang des Motors und dem Eingang des Getriebes 14 angeordnete Reibungskupplung auf.
Das Getriebe 14 ist ein automatisches Getriebe und kann verschiedene Formen aufweisen, umfaßt aber vorzugsweise eine Vielzahl von Planetenradsätzen, die selektiv gesteuert werden, um den unterschiedlichen Schaltmodus des Getriebes zu bewirken. Die Steuerung der Planetenradsätze wird vorzugsweise durch eine hydraulische Einrichtung bewirkt.
Das Verteilergetriebe 16 arbeitet in der bekannten Weise, um entweder einen Zweirad- oder Vierradantrieb für das betreffende Kraftfahrzeug bereitzustellen. Das Verteilergetriebe stellt ebenfalls vorzugsweise hohe und niedrige Bereiche zur Verfügung. Die Arbeitsweise im Inneren des Verteilergetriebes ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung, aber das Verteilergetriebe weist vorzugsweise eine Ausführung auf, bei der eine einzelne Modusschaltwelle 18 gedreht werden kann, um den Betrieb im hohen und niedrigen Bereich ebenso wie den Zweirad- und Vierradantriebsbetrieb des Verteilergetriebes zu bewirken. Eine Anordnung dieser Art wird beispielsweise im U.S.Patent 4664217 gezeigt. Man wird verstehen, daß das Verteilergetriebe 16 in seiner Zweiradantriebsposition funktioniert, um die Abtriebswelle 20 anzutreiben, damit die Hinterräder 22 angetrieben werden, während die Vorderradantriebswelle 24 im Leerlaufzustand gehalten wird, und daß es beim Vierradantrieb funktioniert, um sowohl der Hinterradantriebswelle 20 als auch der Vorderradantriebswelle 24 eine Kraft zuzuführen, damit die Kraft sowohl an die Hinterräder 22 als auch an die Vorderräder 26 abgegeben wird.
Das Steuersystem 30 der Erfindung umfaßt ein Steuermodul 32, ein Logikmodul 34, ein erstes Leistungsmodul 36, ein zweites Leistungsmodul 38 und eine Leistungseinrichtung 40.
Das Steuermodul 32 umfaßt ein Gehäuse 42, das ein Armaturenbrett 42a und eine Vielzahl von Druckknöpfen 44 einschließt, die im Armaturenbrett 42a in einer vertikal einen Abstand aufweisenden Beziehung und entsprechend den verfügbaren Schaltpositionen oder dem Schaltmodus des Getriebes 14 und den verfügbaren Schaltpositionen oder dem Schaltmodus des Verteilergetriebes 16 angeordnet sind. Genauer gesagt, die Knöpfe 44 umfassen die Knöpfe entsprechend den Schaltpositionen Parkstellung, Rückwärtsgang, Leerlaufstellung, Schnellgang, Antrieb, 2. Gang und 1. Gang für das Getriebe ebenso wie die Schaltpositionen Zweirad, Vierrad, hoher Bereich und niedriger Bereich für das Verteilergetriebe 16. Eine Anzeigelampe 46 ist in Verbindung mit einem jeden Druckknopf vorhanden, wobei die Lampe als Reaktion auf das Niederdrücken des damit verbundenen Druckknopfes aufleuchtet, um somit den Modus anzuzeigen, in dem der Kraftübertragungsweg funktioniert. Die Knöpfe 44 wirken in der bekannten Weise mit einer Leiterplatte 48 zusammen, um geeignete elektrische Schaltsignale als Reaktion auf das entsprechende Niederdrücken der Knöpfe 44 zu erzeugen. Die Schaltsignale werden als Eingänge zum Logikmodul 34 über eine Vielzahl von Leitungen 50 geliefert, die entsprechend mit einem jeden Druckknopf 44 verbunden sind und funktionieren, um ein Schaltsignal zum Eingabemodul als Reaktion auf das Niederdrücken des entsprechenden Druckknopfes zu übertragen.
Das Logikmodul 34 umfaßt ein Gehäuse 52, das in geeigneter Weise am Gehäuse 42 des Steuermoduls 32 gesichert ist, um eine einheitliche Baugruppe mit dem Steuermodul zu bilden, damit eine Montage beispielsweise in einer geeigneten Öffnung in der Instrumententafel des betreffenden Kraftfahrzeuges vorgenommen werden kann, wobei die Knöpfe 44 im offenen Raum der Instrumententafel für einen leichten Zugang durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. Das Logikmodul 34 könnte in Hardware-Logik konstruiert werden, entweder als programmierbares Logikfeld oder als Torschaltungsfeld, wird aber vorzugsweise als programmierte Mikroprozessorschaltung konstruiert.
Zusätzlich zu den Eingangsleitungen 50 vom Steuermodul 32 empfängt das Logikmodul 34 außerdem ein Zündeingangssignal über eine Leitung 54, ein Bremseingangssignal über eine Leitung 56, ein Motordrehzahleingangssignal über eine Leitung 58, ein Drosselklappenpositionssignal des Motors über eine Leitung 60 und ein Abtriebsdrehzahlsignal über eine Leitung 62.
Das Abtriebsdrehzahlsignal, das dem Logikmodul über die Leitung 62 eingegeben wird, wird vorzugsweise von der Drehzahl der Abtriebswelle 20 des Verteilergetriebes 16 erhalten. Das Logikmodul 34 empfängt ebenfalls ein Signal der gegenwärtigen Getriebeschaltposition über eine Leitung 64 und ein Signal der gegenwärtigen Verteilergetriebeschaltposition über eine Leitung 66.
Das Leistungsmodul 36 umfaßt einen Gleichstrommotor 70, der starr am Gehäuse 72 eines Untersetzungsgetriebes 74 gesichert ist. Die Ausgangswelle 70a des Motors 70 erstreckt sich in das Innere 72a des Gehäuses 72 des Untersetzungsgetriebes und begrenzt ein Schneckenrad, um durch einen Eingriff mit einem Schneckenrad 76 zusammenzuwirken, das innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet ist, so daß die Drehung der Ausgangswelle 70a als Reaktion auf das Einschalten des Motors 70 das Schneckenrad 76 dreht und dadurch eine Zentralwelle 78, auf der das Schneckenrad angeordnet ist. Die Welle 78 ist in geeigneter Weise in einer vertikalen Anordnung im Gehäuse 72 gelagert und ragt mit ihrem unteren Ende aus dem unteren Ende des Gehäuses heraus, um einen unteren Endabschnitt 78a der Welle für eine trennbare gemeinsame Kupplungsfunktion mit einer Moduswählwelle 80 abzugrenzen, die sich aus dem Getriebegehäuse heraus erstreckt und in der bekannten Weise als Reaktion auf deren Drehung wirksam wird, um ein Pendelventil innerhalb des Getriebes zwischen den Ventilpositionen zu bewegen, die jeweils dem Getriebemodus Parkstellung, Rückwärtsgang, Leerlaufstellung, Schnellgang, Antrieb, 2. Gang und 1. Gang entsprechen. Das Leistungsmodul 36 ist am Getriebegehäuse beispielsweise mittels der Stützen 82 gesichert, die am Gehäuse 72 des Untersetzungsgetriebes gesichert sind. Das Leistungsmodul 36 umfaßt außerdem eine Kodierbaugruppe 84, die wirksam ist, um die gegenwärtige Schaltposition oder den gegenwärtigen Modus des Getriebes zu erfassen und ein kodiertes Signal, das für die erfaßte gegenwärtige Schaltposition für das Getriebe repräsentativ ist, am Logikmodul 34 über die Leitung 64 zu erzeugen.
Die Kodierbaugruppe 84 umfaßt ein Kodierrad 86 und ein Wandlerelement 88. Das Kodierrad 86 kann beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt werden und ist an der oberen Fläche des Schneckenrades 76 innerhalb des Gehäuseraumes 72a gesichert. Das Kodierrad 86 umfaßt eine mittige Öffnung 86a, durch die die Welle 78 hindurchgeht, und es umfaßt außerdem die Kodevorsprüngen 90, die auf der offenen oberen Fläche des Rades vorhanden und um vier bogenförmige Bahnen 90a, 90b, 90c und 90d herum angeordnet sind, die auf die Mittellinie des Kodierrades zentriert sind.
Das Wandlerelement 88 umfaßt ein Körperelement 92 aus Kunststoff, an dem eine Vielzahl von biegsamen federnden Kontaktfingern 94 für ein entsprechendes Zusammenwirken mit den vier mit den Vorsprüngen versehenen Kurvenbahnen 90a, 90b, 90c und 90d montiert ist. Zusätzlich zu den vier Fingern 94 für einen entsprechenden Eingriff mit den vier mit den Vorsprüngen versehenen Kurvenbahnen ist ein fünfter Finger vorhanden, um einen Erdschluß für das System vorzusehen. Die Information, die durch die Finger 94 von den mit den Vorsprüngen versehenen Kurvenbahnen gesammelt wird, wird zum Logikmodul 34 über die Leitung 64 übertragen, so daß das Logikmodul zu allen Zeiten die gegenwärtige Position des Getriebes kennt. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Konstruktion und der Funktion der Kodierbaugruppe 84 werden im U.S. Patent 4817471 offenbart, das an den Erwerber der vorliegenden Erfindung abgetreten wurde.
Das Leistungsmodul 38 gleicht im allgemeinen dem Leistungsmodul 36 und umfaßt einen Gleichstrommotor 100 mit einer Ausgangswelle looa, die ein Schneckenrad begrenzt, das treibend mit einem Schneckenrad 102 in Eingriff kommt, das im Gehäuse 104 des Untersetzungsgetriebes 106 angeordnet ist und eine zentrale Abtriebswelle 108 umfaßt, die vertikal im Gehäuse gelagert ist und sich mit ihrem unteren Ende 108a aus dem unteren Ende des Gehäuses für einen trennbaren Kupplungseingriff mit dem oberen Ende der Moduswählwelle 18 des Verteilergetriebes erstreckt. Eine Kodierbaugruppe 110, die innerhalb des Gehäuses 104 angeordnet ist, umfaßt ein Wandlerelement 112 und ein Kodierrad 114. Das Kodierrad 114 ist an der oberen Fläche des Schneckenrades 102 gesichert und legt die Kodevorsprünge 116 längs seiner freigelegten oberen Fläche fest, die längs der vier bogenförmigen Kurvenbahnen 116a, 116b, 116c und 116d angeordnet sind, die auf die Mittellinie des Kodierrades zentriert sind und mit den Fingern 118 des Wandlerelementes 112 zusammenwirken, um ein kodiertes Signal, das für die gegenwärtige Verteilergetriebeposition für das Getriebe repräsentativ ist, über die Leitung 66 zum Logikmodul 34 zu liefern.
Die Leistungseinrichtung 40 weist eine Vielzahl von Magnetventilen 120 auf, die in ihrer Anzahl der Anzahl der Planetenradsätze entspricht, die im automatischen Getriebe 14 bereitgestellt werden. Beispielsweise werden im gezeigten Beispiel zwei Magnetventile 120 für ein entsprechendes Zusammenwirken mit zwei Planetenradsätzen 122 bereitgestellt, die hintereinander innerhalb des automatischen Getriebes 14 angeordnet sind, und die als Reaktion auf eine selektive Einkupplung und Auskupplung der verschiedenen Sonnenräder, Planetenräder und Zahnkränze eines jeden Radsatzes zusammenwirken, um den unterschiedlichen Getriebemodus zu bewirken.
Jeder Planetenradsatz 122 umfaßt in der bekannten Weise: einen Zahnkranz 124, der durch die Antriebswelle 126 des Radsatzes angetrieben wird; ein Planetenradträger 128, der eine Vielzahl von Planetenrädem trägt und treibend mit der Abtriebswelle 132 des Radsatzes verbunden ist; ein Sonnenrad 134; ein Band 136, das den äußeren Sonnenradabschnitt 134a umschließt und entsprechend in eine Klemm- und Freigabeposition mit Bezugnahme auf den Sonnenradabschnitt 134a mittels eines Servomotors 138 bewegt wird; und eine Mehrfachscheibenkupplung 140, die Schreiben umfaßt, die vom Planetenradträger und durch das Sonnenrad getragen werden, und die als Reaktion auf die axiale Bewegung des ringförmigen Kolbens 142, der durch das Sonnenrad getragen wird, einund auskuppelbar sind.
Jedes Magnetventil 120 umfaßt ein Solenoid 150 und ein Kolbenschieberventil 152. Jedes Solenoid 150 umfaßt eine Solenoidspule 154 und einen Kern 156, der treibend mit dem Kolbenschieberventil 152 so verbunden ist, daß eine Erregung und Aberregung der Spule 154 das Kolbenschieberventil 152 innerhalb des Gehäuses 158 des Kolbenschieberventils bewegt, um selektiv eine Verbindung und eine blockierte Verbindung zwischen einer Eingangshydraulikleitung 160 und einer Ausgangshydraulikleitung 162 zu bewirken. Die Hydraulikleitung 162 umfaßt die Verzweigungen 162a und 162b, die entsprechend mit dem Servomotor 138 und dem ringförmigen Kolben 142 verbunden sind, so daß, wenn sich das Kolbenschieberventil 152 in einer Position befindet, um eine Verbindung zwischen den Leitungen 160 und 162 herzustellen, eine unter Druck stehende Flüssigkeit von einer Pumpe 163 durch das Kolbenschieberventil, den Kanal 162 und die Verzweigungen 162a und 162b entsprechend zum Servomotor 138 und zum Kolben 142 geliefert wird, um so die Kupplung 140 zum Einsatz zu bringen und das Band 136 freizugeben. Man wird verstehen, daß, wenn das Band 160 in der Einsatzposition oder in der zurückgezogenen Position und die Kupplung 140 freigegeben ist, das Sonnenrad des Planetenradsatzes stationär gehalten wird, um eine Untersetzung durch den Radsatz zu bewirken, und wenn das Band freigegeben und die Kupplung 140 zum Einsatz gebracht wird, das Sonnenrad am Planetenradträger verriegel wird, um einen direkten Antrieb durch den Planetenradsatz zu bewirken. Jedes Solenoid 150 wird durch das Logikmodul 34 über eine Leitung 164, die das Solenoid und das Logikmodul verbindet, erregt und aberregt.
Es ist zu sehen, daß das Logikmodul 34 immer die Zündsituation des Fahrzeuges, den Zustand der Bremsanlage des Fahrzeuges, die Motordrehzahl, die Drosselposition des Motors, die Abtriebsdrehzahl der Welle 20, die gegenwärtige Position des Getriebes und die gegenwärtige Position des Verteilergetriebes kennt. Wenn der Fahrer einen Knopf 44 entsprechend einem gewünschten Modus des Getriebes oder entsprechend einer Schaltposition drückt, vergleicht das Logikmodul 34 den Eingang, der die gewünschte Getriebeposition anzeigt, mit dem Eingang, der den gegenwärtigen Zustand des Getriebes zeigt, und, wenn die Signale abweichen, erzeugt das Logikmodul ein Ausgangssignal über eine Leitung 170 zum Motor 70, um den Motor zu drehen, bis das gegenwärtige Zahnrad zum gewünschten Zahnrad paßt, wie es durch den niedergedrückten Druckknopf 44 angezeigt wird. Der Logikprozeß umfaßt eine Ermittlung dazu, welche Schaltungen Hochschaltungen (Drehung des Motors im Gegenuhrzeigersinn) und welche Schaltungen Herunterschaltungen (Drehung des Motors im Uhrzeigersinn) entsprechend den bekannten Booleschen Gleichungen sind, wie beispielsweise die Gleichungen, die im Patent Nr. 4817471 offenbart werden, das an den Erwerber der vorliegenden Erfindung abgetreten wurde.
Das Logikmodul überprüft ebenfalls weitere Eingänge zum Logikmodul, bevor es ermittelt, ob der durch den niedergedrückten Druckknopf angeforderte Befehl auszuführen ist, und betrachtet zumindestens das Geschwindigkeitssignal, das durch die Leitung 62 bereitgestellt wird, um zu sichern, daß die angezeigte Geschwindigkeit des Fahrzeuges mit der erforderlichen Schaltung übereinstimmt. Wenn die angezeigte Geschwindigkeit mit der erforderlichen Schaltung nicht vereinbar ist, wird das Logikmodul die Vollendung des Befehls ablehnen, wenn nicht und bis das Geschwindigkeitssignal einen Wert innerhalb des akzeptablen Bereichs der Werte für die ausgewählte betreffende Übersetzung erreicht. Das Logikmodul überprüft auf diese Weise die Eingangssignale, die das gewünschte Schaltsignal, ein Geschwindigkeitssignal des Fahrzeuges und ein Signal der gegenwärtigen Position des Getriebes aufweisen, und funktioniert so, daß diese Eingangssignale in einer Weise verarbeitet werden, daß eine erste Reihe von Befehlssignalen erzeugt wird, die ein Befehlssignal entsprechend dem ausgewählten Schaltmodus des Getriebes umfassen.
Das Logikmodul betrachtet ebenfalls die verschiedenen Eingangssignale und verarbeitet diese Signale so, daß ein zweiter Satz von Befehlssignalen für die Übertragung zu den Magnetventilen 120 erzeugt wird, um eine Schaltung des Getriebes zwischen den verschiedenen Vorwärtsgängen zu bewirken, wenn das Getriebe im Vorwärtsgangmodus ist. Genauer gesagt, um die Schaltung des Getriebes zwischen den verschiedenen Vorwärtsgängen zu steuern, betrachtet das Logikmodul 34 das gegenwärtige Zahnradsignal, ein Motordrehzahlsignal, ein Abtriebsdrehzahlsignal und ein Signal der Drosselklappenposition und verarbeitet diese Signale so, daß ein zweiter Satz von Befehlssignalen für die Übertragung zu den Magnetventilen 120 erzeugt wird, um selektiv die Ventile in einer Weise ein- und auszuschalten, um die Schaltung zwischen den verschiedenen Vorwärtsgängen des Getriebes bei den gewünschten Werten der Drosselklappenposition, der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bewirken, wie sie mittels einer Übersicht im Speicher des Moduls 34 ermittelt werden, um somit eine gleichmäßige und wirksame Vorwärtsschaltung des Getriebes während der Beschleunigung und eine gleichmäßige und wirksame Herunterschaltung des Getriebes während der Geschwindigkeitsverminderung zu sichern. Die Einschaltung der Magnetventile, wie sie vorangehend gezeigt wird, zeigt die Wirkung, daß eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Leitungen 160 und 162 eingerichtet wird, um somit die Kupplung 140 zu betätigen, und um den Servomotor 138 in einer Richtung zu betätigen, daß das Band 136 freigegeben wird, und daß dadurch der dazugehörende Planetenradsatz von einem Untersetzungsmodus in einen Direktantriebsmodus umgewandelt wird. Wie zu verstehen ist, werden die zwei hintereinander angeordneten Planetenradsätze 122 selektiv zwischen ihrem Untersetzungsmodus und Direktantriebsmodus geschaltet, um in Verbindung die verschiedenen Vorwärtsgänge des Getriebes bereitzustellen.
Das Logikmodul 34 funktioniert ebenfalls als Reaktion auf die Wahl eines Druckknopfes 44 entsprechend einem Modus des Verteilergetriebes durch den Fahrer, um das Verteilergetriebe in den gewünschten Modus zu bringen, wenn der geforderte Modus geeignet ist. Genauer gesagt, für den Zweck des Schaltens des Verteilergetriebes betrachtet das Modul 34 die gegenwärtige Position des Verteilergetriebes, die Motordrehzahl und die Abtriebsdrehzahl des Fahrzeuges und verarbeitet diese Eingangssignale so, daß ein Satz von Befehlssignalen für das Verteilergetriebe erzeugt wird, um zu ermitteln, ob die geforderte Schaltung ausgeführt werden soll oder nicht, und wenn es der Fall ist, um die Richtung und die Dauer des Signals zu ermitteln, das dem Leistungsmodulmotor 100 über eine Leitung 172 vorgelegt werden soll.
Was die Verfahrensweise der Verarbeitung mit Bezugnahme auf die geforderten Schaltungen des Getriebes betrifft, umfaßt der Prozeß, nach dem die Eingangssignale bezüglich des Verteilergetriebes bewertet werden, die Anzeige dessen, welche Schaltungen Hochschaltungen (Drehung des Motors im Gegenuhrzeigersinn) und welche Schaltungen Herunterschaltungen (Drehung des Motors im Uhrzeigersinn) entsprechend den bekannten Booleschen Gleichungen sind, wie beispielsweise den Booleschen Gleichungen, die im Patent Nr. 4817471 offenbart werden. Man wird verstehen, daß mit Bezugnahme auf sowohl das Leistungsmodul 38 als auch das Leistungsmodul 36 die Zuführung von Energie zum betreffenden Motor mit der resultierenden Drehung des betreffenden Moduswählelementes fortgesetzt wird, bis die gegenwärtige Position oder der Modus des Getriebes oder die gegenwärtige Position oder der Modus des Verteilergetriebes, wie sie mittels der Finger der Kodiereinrichtung verfolgt wird, die die Kodevorsprünge am betreffenden Kodierrad verfolgt, anzeigt, daß die gegenwärtige Position der geforderten Position entspricht, worauf der betreffende Motor dynamisch so abgebremst wird, daß das betreffende Moduswählelement in einer Winkelposition entsprechend der geforderten Position des Getriebes oder des Verteilergetriebes zum Stillstand gebracht wird.
Man sieht, daß das Steuersystem der Erfindung eine einfache und wirksame Einrichtung zur elektronischen Steuerung aller erforderlichen Schaltfunktionen eines modernen automatischen Getriebes ebenso wie, wenn es gewünscht wird, aller Schaltfunktionen eines betreffenden Verteilergetriebes bereitstellt. Die Verwendung eines üblichen Logikmoduls, das die verschiedenen Sätze von Eingabedaten überprüft und verschiedene Sätze von Befehlssignalen für jede der verschiedenen Schaltfunktionen erzeugt, die vom Getriebe und/oder vom Verteilergetriebe gefordert werden, gestattet, daß eine kompakte und wirtschaftliche Steuerbaugruppe dem Hersteller des Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt wird, und sie gestattet eine sorgfältige Qualitätskontrolle, da alle Modulbauelemente sorgfältig und gründlich vor der Lieferung an den Hersteller des Kraftfahrzeuges vorgetestet werden können, so daß der Hersteller sicher sein kann, daß nach der an die Endmontage des Fahrzeuges alle Bauteile des elektronischen Steuersystems, das die Getriebebaugruppe steuert, richtig funktionieren werden.

Claims

1. Steuersystem für ein Kraftfahrzeug, das ein automatisches Getriebe (14) mit einem mehrfachen Schaltmodus des Getriebes umfaßt, wobei das Steuersystem aufweist: ein Steuermodul (32), das so konstruiert ist, daß es im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges angeordnet werden kann, und das eine Vielzahl von Schaltwählpositionen (44) entsprechend dem Schaltmodus des Getriebes umfaßt; und eine Einrichtung (48), die als Reaktion auf die Wahl einer jeden Schaltwählposition durch den Fahrer wirksam wird, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das für den ausgewählten Schaltmodus des Getriebes repräsentativ ist; sowie eine Steuereinrichtung, die ein elektronisches Logikmodul (34) umfaßt, das die Geschwindigkeitssignale vom Fahrzeug über eine Leitung (62) und die Schaltsignale über eine Leitung (50) empfängt, und das als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition (44) durch den Fahrer wirksam wird, um das Getriebe in den ausgewählten Schaltmodus zu schalten; dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug außerdem ein Verteilergetriebe (16) umfaßt, das treibend mit dem Getriebe verbunden ist und Zweirad- und Vierradantriebsarten aufweist; und dadurch, daß das Steuermodul außerdem die Schaltwählpositionen (44) entsprechend den Antriebsarten des Verteilergetriebes umfaßt, und die Steuereinrichtung außerdem als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition (44) durch den Fahrer wirksam wird, um das Verteilergetriebe in die ausgewählte Antriebsart ebenso wie in den ausgewählten Schaltmodus des Getriebes zu schalten.

2. Steuersystem für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe ebenfalls hohe und niedrige Betriebsbereiche aufweist, und daß das Steuermodul außerdem die Schaltwählpositionen (44) entsprechend den hohen und niedrigen Bereichen umfaßt.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung außerdem umfaßt: ein erstes Leistungsmodul (38), das so konstruiert ist, daß es in der Nähe des Verteilergetriebes (16) des Fahrzeuges positioniert wird, und das einen ersten Elektromotor (100) umfaßt; und eine erste Kodiereinrichtung (110), die für die Erzeugung eines Schaltmodussignals für das Verteilergetriebe, das den gegenwärtigen Betriebsmodus des Verteilergetriebes anzeigt, wirksam wird; wobei das Schaltmodussignal des Verteilergetriebes über eine Leitung (66) in das Logikmodul (34) eingegeben wird, und wobei der Logikmodul wirksam wird, um ein geeignetes Antriebssignal für den ersten Elektromotor als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition (44) des Verteilergetriebes durch den Fahrer zu erzeugen, damit der erste Motor (100) in einer Richtung eingeschaltet wird, um das Verteilergetriebe in die ausgewählte Antriebsart des Verteilergetriebes zu schalten.

4. Steuersystem nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung umfaßt: ein zweites Leistungsmodul (36), das so konstruiert ist, daß es in der Nähe des Getriebes des Fahrzeuges positioniert wird und einen zweiten Motor (70) umfaßt; und eine zweite Kodiereinrichtung (84), die für die Erzeugung eines Schaltpositionssignals des Getriebes, das den gegenwärtigen Betriebsmodus des Getriebes anzeigt, wirksam wird, wobei das gegenwärtige Schaltpositionssignal des Getriebes über die Leitung (64) in das Logikmodul (34) eingegeben wird, und wobei das Logikmodul wirksam wird, um ein geeignetes Antriebssignal für den zweiten Elektromotor als Reaktion auf die Wahl einer einzelnen Schaltwählposition des Getriebes durch den Fahrer zu erzeugen, damit der zweite Motor (70) in einer Richtung eingeschaltet wird, um das Getriebe in die ausgewählte Antriebsart des Getriebes zu schalten.

5. Steuersystem nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leistungsmodul (38) so konstruiert ist, daß es angrenzend an die Modusschaltwelle (18) des Verteilergetriebes (16) positioniert wird.

6. Steuersystem nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermodul (32) ein Gehäuse (42) umfaßt, das ein Armaturenbrett (42a) abgrenzt, wobei die Schaltwählpositionen (44) durch eine Vielzahl von Druckknöpfen (44), die im Armaturenbrett angeordnet sind, bestimmt werden, und wobei das Logikmodul (34) ein Logikmodulgehäuse (52) umfaßt, das physikalisch am Steuermodulgehäuse (42) gesichert ist, um eine einheitliche Baugruppe für das Anordnen im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zu bilden.