DE1954783A1 - Elektronischer Regler fuer automatische Kraftfahrzeuguebersetzungsgetriebe - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Dr. D. Thomsen H. Tiedtke G. Bühling Dipl.-Chem. Dlpl.-Ing. Dipl.-Chem.

aOOO MÖNCHEN 2

TAL. 33

TELEFON 0611/226894

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

MÖNCHEN 30. Oktober 1969 case PC23-G92 / T 3358

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Elektronischer Regler für automatische Kraftfahrzeugübersetzungsgetriebe --"

Die Erfindung bezeieht sich auf eine Steuervorrichtung für das elektronische Steuern des Gangschaltens in einem automatischen Übersetzungsgetriebe und insbesondere auf eine Steuervorrichtung für das Steuern des Schaltpunkts eines automatischen Obersetzungsgetriebes in Obereinstimmung mit der Laufradgeschwindigkeit oder Laufraddrehzahl durch Verwendung eines tachometrischen Generators, der an die Ausgangswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist und unter der Betätigung des Gaspedals durch Verwendung eines variablen Widerstandselements, dessen Schleifer oder Kontaktarm mechanisch mit dem Gaspedal verbunden ist·, diese Vorrichtung soll insbesondere für das Gangschalten auf höherer Fahrzeug-

009819/U82

Mündlltfx Abrtdtn, lnib(tond(r· durth Td.fon. bwMfftn (tftrlfflldwr BMtltlgunf Or(*o*n«r Bank MOndwn KM. 10t 1« ■ ΡοΟκΛκΜοηΐ· Mundwn 11N 74

&AD ORfGINAL

Geschwindigkeit bei auf einer Steigung befindlichem Fahrzeug oder für Motorbrensung bei auf einer Gefällestrecke befindlichen Fahrzeug oder bei zu geringer Motortemperatur verwendet werden.

Der herkömmliche Regler wird lediglich durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Bewegung des Gaspedals für die Be-• Stimmung des Schaltpunkts gesteuert. Dies bringt durch zu W frühes Schalten Schwierigkeit, wenn sich das Fahrzeug auf einer Steigstrecke befindet, oder wenn es auf einer Gefällestrecke abwärts rollt und keine Motorbremsung erfolgt oder wenn die Motortemperatur nicht hoch genug ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Steuervorrichtung zu schaffen, mit der der Schaltpunkt auf eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit angehoben wird, wenn sich das Kraftfahrzeug auf einer Steigstrecke oder einer Gefällestrecke befindet oder wenn die Motortemperatur zu niedrig ist, wie z.B. beim Start.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung für das elektronische Steuern der Gangwechsel in Abhängigkeit von der Radgeschwindigkeit und der Stellung des Gaspedals bei.einem automatischen OberSetzungsgetriebe in einem Kraftfahrzeug gelöst durch eine Gleichstromspeicherbatterie, einen an die Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs angeschlossenen tachometrischen Generator für die Erzeugung einer Wechselspannung mit einer

009819/U82

BAD

195A783

zur Abtricbswellendrehzahl proportionalen Frequenz, durch eine mit dem Ausgang des Generators verbundene Gleichrichtereinrichtung für das Gleichrichten des Ausgangs in eine zur Drehzahl der Abtriebswelle proportionale Gleichspannung,durch ein zwischen der positiven und negativen Klemme der Speicherbatterie angeschlossenes variables Widerstandselement für die Erzeugung einer zur Bewegung des Gaspedals proportionalen Spannung, das an den Kontaktarm des Widerstandselements angeschlossen ist und die "St el lung der Drosselklappe des Fahrzeugmotors steuert, durch wenigstens einen Transistor für das Liefern eines Schaltsignals, wenigstens einen Spannungsteiler zwischen den Ausgängen des variablen Widerstandselements und der Gleichrichtereinrichtung für das Teilen des Potentials und für dessen Anlegung an die Basis des Transistors und durch wenigstens einen Relaisschalter, der in den Kollektorkreis des Transistors eingeschaltet ist und bei Erregung durch den durch den Kollektor des Transistors fließenden Strom die Freigabe des Gangschaltsignals veranlaßt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert·

Fig. 1 ist ein Schaltplan, der die Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäß aufgebauten Steuervorrichtung zeigt, wobei sich die Anordnung in ihrer Heutralstellung befindet;

009819/U8 2

^8AD

, 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, die den Zustand bei der Wahl des ersten Gangs verdeutlicht;

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, die den Zustand bei der Wahl des zweiten Gangs verdeutlicht;

Fig. <t ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, die den Zustand bei der Wahl des dritten Gangs verdeutlicht;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Schaltmuster in Beziehung zur Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bewegung des Gaspedals;

Fig. 6 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, die den Kickdown-Vorgang zeigt;

Fig. 7 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,

die den Betrieb beim Anheben des Schaltpunkts auf höhere Fahrzeuggeschwindigkeit verdeutlicht;

Fig. 8 ist eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung,

die das Schaltmuster entsprechend dem Betrieb gemäß Fig. 7 verdeutlicht;

009819/U82

BAD OPlIOINAt ί

Fig. 9 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,

die den Betrieb bei abgesenktem Schaltpunkt verdeutlicht;

Fig. 10 ist eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, die den Zustand zeigt, bei dem das Fahrzeug auf einer ebenen Straße mit reduzierter Drosselklap- · penöffnung fährt.

Gemäß Fig. 1 besitzt die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eine Gleichstrombatterie 10, einen tachometrischen Generator 11, der an die angetriebene Welle oder Abtriebswelle des Fahrzeugs, z.B. an.die Radachse angeschlossen ist, ein variables Widerstandselement 12 für die Erzeugung einer der Bewegung eines Gaspedals 13 entsprechenden Spannung zur Steuerung der Stellung der Drosselklappe (nicht gezeigt) des Fahrzeugmotors, wobei das Gaspedal mit dem Kontaktarm IU des variablen Widerstandselements 12 mechanisch verbunden ist, ferner pnp-Transistoren 15 und 16 für das Bestimmen des Schaltpunkts zwischen dem ersten oder niedrigen und dem zweiten oder Zwischengang und zwischen dem zweiten oder Zwischengang und dem dritten oder Hochgang; ferner besitzt die Vorrichtung Relaisspulen 17 und 18 für das Schalten der Ausgabe des Gang·* schaltsignals bei Erregung durch den durch einen Kollektor 19 und 20 des Transistors 15 und 16 fließenden Strom, so daß die Kontakte oder Relaisschalter 21, 22 bzw. 23, 2*4 der Relais ι 17 und 18 geschaltet werden.

009819/1482

bad

Um eine richtige Ausgangsspannung zu erhalten, sind Widerstandselemente 25, 26, 27, 28 und 29 für das Festsetzendes Potentialausgangs des variablen Widerstandseiements 12 vorgesehen, die alle in Reihe miteinander angeordnet sind und zwischen der positiven und negativen Klemme der Batterie 10 liegen.

Ferner sind Widerstandselemente 30, 31, 32 und 33 für das w Festsetzen des Potentials für eine Basis 3t des Transistors IS sowie Widerstandselemente 35, 36, 37 und 38 für das Einstellen des Potentials für eine Basis 39 des Transistors 16 vorgesehen.

Die Vorrichtung besitzt außerdem einen Stromschalter UO für das Einschalten des Gleichstrompotentials der Speicherbatterie 10 zum Steuerkreis oder zur Steuerschaltung. Ein Schalter 41 ändert das Schaltmuster und schaltet im geschlossenen Zustand das Drehzahlverhältnis oder ObersetZungsverhältnis auf höhere Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn sich das Fahrzeug auf einer Steigstrecke befindet oder wenn Motorbremsung erwünscht ist oder wenn der Motor mit einer niedrigen Temperatur arbeitet. Die Schalter 42 und 43 halten bei Betätigung den niedrigen Geschwindigkeitsbereich in dem Getriebe, so daß das Potential einer Schaltungsleitung 44 durch das Widerstandselement 25 und das variable Widerstandselement 45 festgesetzt wird.

Die Vorrichtung hat außerdem Emitterwiderstandselemente 46 und 47 für das Festsetzen des durch die Transistoren 15 bzw. 16 fließenden Stroms.

009819/U82

BAD

Zun Schutz der Transistoren 15 und 16 gegen Oberstrom sind die Dioden Ί8 und 19 in den Kollektorkreis der Transistoren IS und 16 mit den Spulen 17 und 18 parallelgeschaltet.

Die Speicherbatterie 10 liefert durch die Leitung 50 und ' eine geerdete Leitung Sl eine Spannung Va. Das variable Wider-, Standselement 12 besitzt gemäß Darstellung mehrere Gleitkon- ' •takte 52, 53, 54 und SS, die im Abstand voneinander stehen. Die positive Klemme der Batterie 10 ist durch eine geerdete Leitung 56 mit dem Widerstandselement 38 verbunden. Diese Klemme ist ferner mit den parallelgeschalteten Gleichrichterelementen 57 und 58 und den mit den Elementen 57 und 58 in Reihe geschalteten Gleichrichterelementen 59 und 60 verbunden. Alle diese Gleichrichterelemente sind mit dem Ausgang des tachoraetrischen Generators 11 verbunden und liefern eine Gleichspannung, die proportional zur Abtriebswellendrehzahl des Kraftfahrzeugs ist. Durch das Widerstandselement 25, den Schalter 12, das variable Widerstandselement 12, das Widerstandselement 26, den Kontakt S3, das Widerstandselement 27, den Kontakt 54, das Widerstandselement 28, den Gleitkontakt 55 und den an die Schaltungsleitung 50 und 56 angeschlossenen Schalter m wird eine Bezugsspannung Vb aufgebaut und zu der Basis 3H bzw. 39 der Transistoren 15 und 16 geführt. Der tachometrische Generator 11 erzeugt eine zur Umlaufgeschwindigkeit der Abtriebswelle (die die Radachse sein kann) proportionale Spannung. Die Spannung wird durch die zu einer Brücke geschalteten Gleichrichterelemente 57, 58, 59 und 60 gleichgerichtet, wodurch erne ^ezKc,_SSf»ft«v,u«g Vs erzeugt wird, die

009819/168?

ebenfalls zu der Basis 34 des Transistors 15 gegeben wird. Das an die Leitung 44 mit der Spannung Vb und an eine Leitung 61 mit der Spannung Vs angeschlossene Widerstandselement 30, variables V/iderstandselement 31, Widerstandselenient 32 und variables Widerstandselement 33 bauen eine Bezugsspannung Vc auf, die unmittelbar an die Basis 34 des Transistors IS angelegt wird. Das an die Leitung 44 und 61 angeschlossene Widerstandselement 35, variable Widerstandselement 36, Widerstandselement 37 und Widerstandselement 38 liefern eine Bezugsspannung Vd, die unmittelbar zu der Basis 39 des Transistors 16 angelegt wird. Der Transistor 15 besitzt einen über das Widerstandselement 46 an die Leitung 56 angeschlossenen Emitter 62 und einen über die Relaisspule 17 und die parallelgeschaltete Diode 18 an die Leitung 50 angeschlossenen Kollektor 19* Entsprechend besitzt der Transistor 16 einen über das Widcrstandselemcnt 47 ah die Leitung 56 angeschlossenen Emitter 64 sowie einen durch die Relaisspule 18 und die parallelgeschaltete Diode 49 an die Leitung 50 angeschlossenen Kollektor 20.

Wird der Stromschalter 40 gemäß Fig. 2 geschlossen, wird die negative Spannung Va an die Leitung 50 angelegt. Wird dann das Gaspedal 13 des Fahrzeugs niedergetreten, bewegt sich der Kontaktarm 14 des variablen Widerstandselements 12 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn, so daß eine negative Spannung Vb durch den Arm 14 an die Leitung 44 angelegt wird*

009813/ U82

BAOORlGiNAL

Da der tachometrische Generator bei stillstehendem Fahrzeug nicht arbeitet_$ ist die Spannung Vs an·der Leitung 61 Null, so daß eine negative Spannung Vc und Vd durch die Widerstandselemente 30, 31, 32 und 33 an die Basis 34 des Transistorelements 15 bzw. durch die Widerstandselemente 35, 36, 37 und 38 an die Basis 39 des Transistors 16 angelegt wird. Somit fließt durch den Emitter 62 und Kollektor 19 des Transistors 15 und die Relaisspule 17. sowie auch durch den Emitter 64 und Kollektor 20 des Transistors 16 und die Relaisspule 18 ein Strom. Die Arme 66, 67, 68 und 69 der Relaisschalter 21, 22 bzw. 23, 24 werden gemäß Fig. 2 zu der entgegengesetzten Seite bewegt, so daß der Signalstrom für die Herstellung des ersten Gangs zu einer Leitung 70 fließt.

Beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen, erzeugt der tachometrische Generator 11 eine positive Spannung, so daß die positive Spannung Vs durch die Gleichrichtereinrichtung 57, 58, 59 und 60 gleichgerichtet und gemäß Fig. 3 zu der Leitung 61 geschickt wird. Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit an, so steigt auch die Spannung Vs, wobei die an die Basis 34 und 39 der Transistoren 15 und 16 angelegten Spannungen Vc und Vd zur positiven Seite ansteigen. Wenn die Spannung Vc vor der Spannung Vd Null wird, wird der Transistor 15 nichtleitend, so daß die Relaisspule 17 entregt wird. Hierdurch werden die Arme 66 und 67 der Relaisschalter 21 und 22 in die Stellung gemäß Fig. 3 ge- ' schaltet. Somit fließt zu einer Leitung 71 der Sign&Tstrom für die Wahl des zweiten Gangs.

009819/1482

- ίο -

Wird gemäß Fig. 4 das Fahrzeug weiter beschleunigt, erzeugt der tachometrische Generator 11 eine höhere positive Spannung, so daß durch die Gleichrichterelemente 57, 58, 59 und 60 eine erhöhte Spannung' Vs gleichgerichtet und zu der Leitung 61 geschickt wird, woraufhin die Spannung Vd Null wird. Daher wird auch der Transistor 16 nichtleitend, so daß die Relaisspule 18 entregt wird und die Arme 68 und 69 in die Stellung gemäß Fig. 4 geschaltet werden. Dementsprechend fließt der Signalstrom für die Wahl des dritten Gangs zu dem Leiter 72.

Zur weiteren Klarstellung der vorgenannten Arbeitsweise dieser Schaltung werden die Potentiale der Bezugsspannungen Va, Vb, Vc und Vd beim jeweiligen Betriebszustand im Folgenden errechnet.

Es wird angenommen, daß der Widerstand 27 durch den Arm 14 in die Widerstände 73 und 74 unterteilt wird. Dann ergibt sich für die Spannung Vb. der folgende Ausdruck, wenn der Schalter 41 geschlossen und die Schalter 42 und 43 in der Stellung gemäß Fig. 4 gehalten sind:

J X

22-\ 5— · vo : (D

28 ^H20

Befindet sich der Arm 14 auf den Kontakten 52 und 53, ergeben sich für die Spannungen Vb^. und Vb._ die folgenden Aus·

^drttckei 009819/1482

BAD ORIGINAL'

- Ii - .

U_n7 + 1 /(-Tr— ♦ ^Ί / ^H

V₁₁₁₁ : · Vo (2)

It,_s * Ι»,₃ + «07 + I /Hi ♦ H )

»27^ ^Vbl2

/1 1 · '

(iH— ♦ π²—) ^|(2β ^Κ29

♦ «ο« ♦ Ro? «· a/Ht"- ♦ 21* 2« / K

Va .... (3)

o«5 ♦ «ο« ♦ Ro? «· a/Ht"- ♦ "TT— 2.i 21* 2« / K₂₈ l<_2i)

Befindet sich der Arm It auf den Kontakten 5t und 55, ergibt sich für die Spannungen Vb₁₃ und Vb^₁₄ der folgende Ausdruck:

5L_ : να (4)

VIi, , u Ο (3)

Ist bei geöffnetem Schalter Ml eine Spannung Vb- eine Spannung Vb, dann nimmt die Spannung Vb₂ den folgenden Ausdruck

R₁,, ♦ R.„. V » - *·*' *"^J ■ — — ■ Va

«2Γ, r ^Η2Γί * ^M27 * ^M29

0 9 8 19/1482

BAD ORIGINAL

Erscheinen als die Spannung Vb die Spannungen Vb₂₁» Vb»₂, Vb₂, und Vb ., wenn der Arm 14 sich auf den Kontakten 52 bzw. 53 bzw. 54 bzw. 56 befindet, so ergeben sich die folgenden Ausdrücke:

2Jd. Va (T)

H₂- 4 H₂, .+ H₂₇ 4- R₂₀

R₀- + H_O{.
-VJ).,., = ^ tJ : . Va (H)

— R- + R * R₀₇ ♦ R_og

(fj)

Ist ferner eine Spannung Vb₃ die Spannung Vb, wenn die Schalter 42 und 43 in die Stellung gemäß Fig. H geschaltet sind, so erhillt man für die Spannung Vb₃ den folgenden Ausdruck:

Vl)- = ^ -Vu (10)

Erscheinen als die Spannung Vc die Spannungen Vc. und Vc _r wenn der Strom durch die Transistoren 15 und Ib fließt, d.h. wenn die Arme 67 und 69 der Kontakte des Relais 21 bzw. 23 in die entgegengesetzte Stellung zu Fig. U geschaltet werden, so ergeben sich folgende Werte:

0098 1 9/ U82

(R,,, + R-_Ä)«Vs 4 (K-- +· H,_o + K,,)

.. Λ ) /O I I ·>«£ Ul) 111. /I I \

Vc. r-- —- — · »b ■ .....(I·;

30 ol 32 00

(K,_n + K-_r).Vs + (K₇₇ .+ K~₂)«Vb _Vc ο" 'G ti O^ . ........ (12)

Erscheinen als die Spannung Vd die Spannung Vd₁ und Vd_?, wenn in den Transistoren 15 und 16 kein Strom fließt, d.h. wenn ciie Arme 67 bzw. 69 zu der Seite gemäß Fig. H geschaltet sind, dann ergeben sich folgende Wertes

(R-- + Κ-,.)·Vr α (R._m + R,„ + R„_U).VI>

Vd₁- 2Ü ii ^ (ir.)

K-_r H-,. + H._ + R-_ü

(W₃-; * K₇₀).Ve ₊ (K₈₀ + R₁₇).Vb

(Jl)

Bei allen diesen Gleichungen wird angenommen, daß der Widerstand 31 durch den Arm 35 in Widerstände 76 und 77 und der Widerstand 3 6 durch den Arm 78 in Widerstände 79 und 80 geteilt wird.

In Fig. 5 ist die Verstellung des Gaspedals 13 in Prozenten angegeben. Es wird angenommen, daß das Fahrzeug auf einer ebenen Straße läuft und daß der Schalter Ul geschlossen ist, um an der Leitung 4H die Spannung Vb^ zu halten. In diesem Fall ist der Kontaktarm m durch ein mit 81 bezeichnetes Gestänge mit dem Gaspedal 13 verbunden.

0 0 981 9/ U82

BAD ORIGINAL

Stoppt das Fahrzeug und befindet sich der Arm 14 des variablen Widerstandseleraents 12 auf dem Kontakt 55 gemäß Fig. 1, ist die Bezugsspannung Vs gleich Null. Da der Arm IU auf dem Gleitkontakt 55 des Elements 12 gehalten wird, ist auch die zuvor beschriebene Spannung Vb₁₁₁ gleich Null. Dieser Betriebszustand des Getriebes ist an der Stelle r in Fig. 5 angedeutet. Die Bezugsspannungen Vc und Vd sind ebenfalls .gleich Null. Da in diesem Zustand der Schaltung der Kollektor- w strom an den jeweiligen Transistoren 15 und 16 fehlt,bleiben die Relaisspulen 17 und 18 entregt, so daß die Arme 66, 67 bzw. 68, 69 in die Stellungen gemäß Fig.l bewegt sind. Demzufolge wird von der Leitung 72 zum Steuersystem des Getriebes (nicht gezeigt) das Signal für den dritten Gang geliefert.

Wird das Gaspedal 13 bei stehendem Fahrzeug getreten,wird der Arm 14 des Elements 12 gemäß Fig. 2 zum Kontakt 54 verschoben. Befindet sich dieser Arm 14 auf dem Kontakt 54, entspricht die Bezugsspannung Vb^ der Spannung Vb₁,* wie es zuvor errechnet wurde. Dieser Betriebszustand ist in der Fig. 5 an der Stelle ζ angedeutet. In diesem Zustand werden die Spannungen Vc und Vd negativ, da die Spannung Vb negativ ist, so daß durch die Transistoren 15 und 16 der Kollektorstrom fließt, wodurch die Arme 66, 67 bzw. 68, 69 in die Stellungen - gemäß Fig. 2 geschaltet werden. Somit wird von der Leitung 70 zu der Steuerschaltung des Getriebes (nicht gezeigt) das Signal für den ersten Gang gegeben.

009819/1482

BAO ORfGINAL

- IS - -

Wird weiterhin das Gaspedal 13 derart niedergetreten, daß as der Stelle s in Fig. 5 entspricht, beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen, so daß sich der tachometrische Generator 11 dreht und eine positive Bezugsspannung Vs liefert, die durch die Gleichrichterelemente 57, 58, 59 und 60 zu der Leitung 61 geht. Steigt-die Geschwindigkeit an, so erhöht sich auch das Potential der Bezugsspannung Vs, wobei die Spannungen Vc und Vd von negativ nach Null ansteigen. Wird das Gaspedal 13 bis zur Stelle s in Fig. 5 durchgetreten, wird die Bezugsspannung Vb zum Wert Vb₁, wie es zuvor erwähnt wurde. Die Spannungen Vc und Vd werden durch die Spannungen Vc^ und Vd. repräsentiert, wie sie zuvor errechnet wurden. Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zur Stelle y in Fig. 5 an, wird die Bezu«*sspannung Vc₁ Null und macht den Transistor 15 nichtleitend, so daß der Strom von der Spule 17 gesperrt wird. Die Schalter 21 und 22 werden dann in die Stellung nach Fig. 3 umgeschaltet. Dann wird vom Relaisschalter 21 über die Leitung 82, den Relaisschalter 23 und den Leiter 71 das Signal für den zweiten Gang zur Steuerschaltung des Getriebes (nicht gezeigt) geführt. Da das Wxderstandselement 33 durch den mit dem Relais 21 verbundenen Relaisschalter 22 kurzgeschlossen ist, wird die Bezugsspannung Vc zu Vc-, die gemäß vorheriger Rechnung im Potential höher als Vc₁ ist.

Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit zu der mit ν in Fif% 5 bezeichneten Stelle an, erhöht sich das Potential der Bczugscpannung Vs, womit sich die die Bezugsspannung Vd von negativ nach Null erhöht, so daß der Transistor 16 nichtleitend wird.

009819/14 82

BAO ORfOINAL

Der durch die Spule 18 fließende Strom wird somit gesperrt, so daß die Schalter 2 3 und 24 in die Stellungen gemäß Fig. umgeschaltet werden. Somit wird durch das Relais 2 3 und die Leitung 72 zu dem Steuersystem des Getriebes (nicht gezeigt) das Signal für dritten Gang gegeben. Da das Widerstandselement 38 durch den mit dem Relaisschalter 23 verbundenen Relaisschalter 24 kurzgeschlossen ist, steigt die Bezugsspannung Vd von .Vd. auf Vd₂ an, wie es zuvor errechnet wurde.

Nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit vom dritten auf den zweiten Gang ab und ist dabei das Gaspedal bis zur Stelle s in Fig. 5 niedergetreten, so ist die Bezugsspannung Vd₂, bei der der Transistor 16 leitend wird, wenn die Spannung Vd von der positiven Seite über Null zur negativen Seite abnimmt, höher als die Spannung Vd₁, da das Widerstandselcment 3 8 kurzgeschlossen ist. Hierdurch wird der Transistor 16 bei einer niedrigeren Bezugsspannung Vs leitend als beim Schalten vom zweiten auf den dritten Gang. Daher wird bei einer niedrigeren ' Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß Andeutung bei w in Fig. 5 von dem Leiter 7idas Signal für zweiten Gang geliefert. In ähnlicher Weise wird das Signal für ersten Gang bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit als beim Schalten vor. ersten zum zweiten Gang an der Stelle χ in Fig. 5 von der Leitung geliefert. Die Schaltpunkte vom niedrigen auf den höheren Gang und umgekehrt folgen einer Hysteresekurve.

Selbstverständlich kann ähnlich zu den vorgenannten Vorgängen, bei denen das Schalten erfolgt, wenn sich die Fahr-

009819/1482

zeuggeschwindigkeit ändert und das Gaspedal konstant nieder- · getreten ist, das Schalton bewirkt werden, wenn die Stellung des Gaspedals variiert und die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird, da die Bezugsspannung Vb variiert wird.

In Fig. 5 zeigt die Kurve a-b-c-d-e das Schaltmuster vom ersten zum zweiten Gang, die Kurve a-f-g-h-i das Schaltmuster vom zweiten zum dritten Gang, die Kurve a-j-k-1-m das Schaltmuster vom dritten zum zweiten Gang und die Kurve a-n-o-p-q das Schaltmuster vom zweiten zum ersten Gang.

Bewegt sich der Kontaktarm IU gemäß Fig. 6 beim vollen Durchtreten des Gaspedals 13 vom Kontakt 53 zum Gleitkontakt 52, wechselt die Bezugsspannung Vb schnell zu einer höheren negativen Spannung als in dem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit so hoch ist, daß zum Runterschalten vom dritten auf den zweiten Gang eine höhere positive Bezugsspannung Vs notwendig ist, um den Transistor 16 leitend zu machen. Es bewegt sich daher das Schaltmuster zur höheren Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der Linie 1-m vom dritten zum zweiten, gemäß der Linie p-q vom zweiten zum ersten, gemäß der Linie d-e vom ersten zum zweiten und gemäß der Linie i-h vom zweiten zum dritten Gang, wie es als Kickdown bezeichnet wird.

Wenn gemäß Fig. 6 der Schalter Ml offen ist, um den Schaltpunkt zu der höheren Fahrzeuggeschwindipkeit zu überführen, wenn das Fahrzeug auf einer Steigstrecke läuft oder wenn Motorbremnung für Bergabfahrt erwünscht ist oder wenn der

009819/U82

^BAD

Motor bei einer niedrigen Temperatur läuft, ist die Bezugsspannung Vb an der Leitung UU gleich Vb2. Diese Spannung Vb₂ ist niedriger als die Spannung Vb.. Somit hebt die Bezugsspannung Vs die Spannungen Vc und Vd auf und wird höher, so daß der Schaltpunkt zu einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt wird. Dies ergibt sich aus der Fig. 8. Dies ergibt sich dadurch, daß das Widerstandseiement 29 bei geöffneten Schalter "Ul in Reihe mit den Widerstandselementen 25, 26, 27 geschaltet ist und nicht parallel mit dem Widerstandselement 28 und in Reihe mit den Widerstandselementen 25, 26 und 27 liegt. Befindet sich in diesem Zustand der Arm 14 auf dem Gleitkontakt 55, ist die Bezugsspannung Vb zu jeder Zeit negativ, so daß beim Stoppen des Fahrzeugs zur Absenkung der Spannung Vs auf Null von der Leitung 70 das Signal für ersten Gang geliefert wird, da das Widerstandselement 28 den Widerstandselemcnten 25, 2 6 und 27 zu dem Arm IU in Reihe addiert wird. In Fig. 8 zeigt die Linie b'-c'-d'-e¹ das Schaltmuster vom ersten zum zweiten Gang, die Linie f'-g'-h'-i¹ das Schaltmuster vom zweiten zum dritten Gang, die Linie j'-k'-l'-m¹ das Schaltmuster vom dritten zum zweiten Gang und die Linie n'-o'-p'-q¹ das Schaltmuster vom zweiten zum ersten Gang.

Der Schalter Ul kann von Hand oder automatisch mit Hilfe eines vom Gradienten einer Steigstrecke oder Gefällestrecke oder von der Hotortemperatur abhangigen Signals betätigt werden.

009819/U82

BAD ORiQ)

mm ciA«

Wenn genilß Tip,. 9 die Schalter 42 und U3 geschaltet sind, um das automatische Übersetzungsgetriebe bei dem niedrigen Übersetzungsverhältnis, z.B. beim ersten oder zweiten Gang zu halten, wird die Beaugsspannung Vb an der Leitung M4 zu Vb₃, die unabhängig von der Stellung des Gaspedals lediglich durch die Wider Standselemente 2 5 und 4 5 bestimmt wird. Unter der Annähme, daß der Widerstandswert des variablen Widerstands M5 gleich der Summe der Widerstünde der Widerstandselemente 26, 27 und 28 ist, wird die Bezugsspannung Vb zu Vb₂₁. Dieser Zustand ist ähnlich dem vorgenannten Kickdown, wie es durch die Linie d^e* vom ersten zum zweiten Gang, die Linie h'-i¹ vom zweiten zum dritten Gang, die Linie l'-m¹ vom dritten zum zweiten Gang und die Linie p'-q' vom zweiten auf den ersten Gang in Fig. 8 verdeutlicht ist. Solange diese Schaltpunkt e unabhängig von der Stellung des Gaspedals sind und die Schaltpunktc vom ersten zum zweiten und vom zweiten zum dritten Gang auf die jeweilige maximale Motordrehzahl gestellt sind, Kann ein Oberdrehen des Motors vermieden und Motorbremsung herbeigeführt werden, wenn das Gaspedal freigegeben ist.

Läuft das Fahrzeug bei begrenzter Drosselöffnung auf einer ebenen Straße und ist gemäß Fig. 10 das Gaspedal 13 leicht niedergetreten, befindet sich der Kontaktarm 1·* des variablen Widerstandsclemcnts 12 auf den Kontakt 5M. Dies führt dazu, daß die Spannung Vb Null ist. Da andererseits bei laufendem Fahrzeug der tachometrische Generator Il eine positive Spannung erzeugt, ist die Spannung Vs positiv. Somit werden an die Basen 3»» und 39 der Transistoren IS bzw. 16 die positiven

009819/1482

BA0 ORIGINAL . ,.. .

Spannungen Vc und Vd angelegt, so daß der letztere gesperrt wird. Demzufolge werden· gemäß Fig. 10 die Relaisschalter 21 und 2 3 geschlossen, so daß der Signalstrom zur Wahl des dritten Gangs zu der Leitung 72 fließen kann.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung werden lineare Schaltmuster geliefert und es kann ein genauer Schaltvorgang bewirkt werden, da das als zur Fahrzeuggeschwindigkeit * proportionale Bezugsspannung gelieferte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von dem tachometrischen Generator abgeleitet wird, der mit der Ausgangswelle des Fahrzeugs verbunden ist.

Ferner kann durch die Erfindung das Springen (hunting), wie es sonst durch unregelmäßiges Betätigen des Gaspedals auftreten kann, dadurch vermieden werden, daß der Schalter Ul in Obereinstimmung mit dem Signal, das z.B. den Gradienten einer Steigstrecke oder Gefällestrecke, auf der das Fahrzeug lauft, repräsentiert, zur Verschiebung des Schaltpunkts auf die höhere Fahrzeuggeschwindigkeit umgeschaltet wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal kann durch den Einsatz des Schalters m eine Motorbremsung bewirkt werden, wobei der Schalter durch ein Signal, das die Stellung des damit verbundenen Bremspedals repräsentiert oder durch einen Handschalter betätigt wird.

0098 1 9/ U82

SAD

Gemäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung kann eine Überlastung des Motors vermieden werden, wenn der Motor beim Start mit einer niedrigen Temperatur arbeitet, indem der Schaltpunkt des automatischen Getriebes in Abhängigkeit von einem die Motortemperatur repräsentierenden Signal auf die höhere Fahrzeuggeschwindigkeit verschoben wird.

Ferner kann durch die Erfindung ein Oberdrehen des Motors unabhängig von der Stellung des Gaspedals durch Verwendung eines Schalthebels für das Anheben des Schaltpunkts zur höheren Fahrzeuggeschwindigkeit vermieden werden, wenn die Motordrehzahl ihr Maximum erreicht.

Außerdem kann durch Wühlen des dritten Gangs ein Kriechen des Fahrzeugs beim Anhalten des Fahrzeugs ausgeschlossen werden.

Im übrigen kann die Erfindung nicht nur bei automatischen Getrieben mit drei Gängen sondern auch bei solchen mit zwei oder vier oder mehr Gängen angewendet werden.

009819/U82 BAD

Claims (8)

Patentansprüche

1./Steuervorrichtung für das elektronische Steuern des Gangwechsels in Abhängigkeit von einer Radgeschwindigkeit und der Bewegung des Gaspedals bei einem automatischen Getriebe

' in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch einen Gleichstromakku (10), einen tachometrischen Generator (11), der an eine angetriebene Welle oder Abtriebswelle des Fahrzeugs angeschlossen ist und eine Wechselspannung mit einer zur Abtriebswellendrehzahl proportionalen Frequenz erzeugt, durch eine Gleichrichtereinrichtung (57,58,59,60), die mit dem Ausgang des Generators zu dessen Gleichrichtung in eine Gleichspannung verbunden ist, die proportional zur Drehzahl der Abtriebswelle ist, durch ein zwischen der positiven und nega-

L tiven Klemme des Akkus eingeschaltetes variables Widerstandselement (12) zur Erzeugung einer zur Stellung des Gaspedals (13) proportionalen Spannung, das an den Kontaktarm (IU) des variablen Widerstandselements zur Steuerung der Stellung der Drosselklappe des Fahrzeugmotors angeschlossen ist, wobei wenigstens ein Transistor (15,16) für die Lieferung eines Schaltsignals, wenigstens ein zwischen den Ausgängen des variablen Widerstandselements und der Gleichrichtereinrichtung angeordneter Spannungsteiler zur Teilung des Potentials und zu dessen Anlegung an die Basis (62,6U) des Transistors und wenigstens ein Relaisschalter (21,23)vorgesehen ist, der an

0Ö9819/U82

BAD 0

den Kollektorkreis des Transistors angeschlossen ist und bei Erregung durch den durch den Kollektor des Transistors fliessenden Strom die Abgabe'des Gangschaltsignals schaltet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi das variable Widerstandselement (12) zwei Gleitkontakte (52,55) an beiden Enden, einen Zwischenwiderstand (27), zwei an die beiden Enden dieses Widerstands angeschlossene Kontakte (53,5U) sowie ferner zwei Widerstönle CG,28)aufweist, die zwischen den Gleitkontakten und den an den Widerstand angeschlossenen Kontakten eingeschaltet sind und wobei ein Kontaktarm (11) vorgesehen ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei Gleichrichter, Transistoren, Spannungsteiler und Relais für drei Vorwürtsübersetzungsverhiiltnisse des Getriebes.

U. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler in Reihe mit einen-, variablen Widerstand geschaltet ist, mit dem ein Relaisschalter parallelgeschaltet ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtereinrichtung (57,58,59,60) vier Dioden aufweist, die mit den tachonctrischen Generator (11) zu einer Brücke geschaltet sind.

0098 1 9/U82 BAD

- 24 - "

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (17,18) der Relaisschalter mit einer Diode (48,49) parallelgeschaltet ist.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine zwischen einem Ende des variablen Widerstands-

s ι

elements und Erde geschaltete Schalteinrichtung (41), durch ein Uidcrstandselement, das zwischen dem Kontakt auf der Seite des einen Endes und Erde geschaltet ist, um den Schaltpunkt des Getriebes auf eine höhere Geschwindigkeitsseite zu schalten.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen ersten Schalter (42)mit einem zwischen dem Akku (10) und dem einen Ende der Spannungsteilungseinrichtung angeschlossenen Kontakt und einem mit dem einen Ende des variablen Widerstandselements verbundenen weiteren Kontakt und durch einen zweiten Schalter (43),der zwischen dem Arm des variablen Widerstandselements und Erde geschaltet ist, um den Schaltpunkt des Getriebes auf eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit zu verschieben und ihn einstellbar zu machen.

00 98 19/1482 BAD ORIGINAL