DE3227460A1

DE3227460A1 - Steuereinrichtung fuer automatische getriebe von fahrzeugen

Info

Publication number: DE3227460A1
Application number: DE19823227460
Authority: DE
Inventors: Takafumi Inagaki; Hiroshi Toyota Aichi Ito; Kazumasa Okazaki Aichi Nakamura; Shinya Toyota Aichi Nakamura; Munetaka Chiryu Aichi Noda; Yutaka Taga; Yukio Kariya Aichi Tobe
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1982-07-22
Publication date: 1983-02-10
Anticipated expiration: 2002-07-23
Also published as: GB2156017B; JPS5817246A; JPH0127300B2; US4523281A; DE3249943C2; GB2102086B; DE3227460C2; GB2102086A; GB2156017A; GB8509166D0

Description

Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Toyota-shi, Japan

Steuereinrichtung für automatische Getriebe von Fahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinrichtung für automatische Getriebe von Fahrzeugen und .nsbescnde're auf eine Steuereinrichtung, bei der ein automatisches Getriebe durch wahlweises Kombinieren von Ansteuerungsmustern für Gangwechsel-Solenoide und ein Direktkcpplungs-Sclenoid steuerbar ist, welche für die Steuerung entsprechend Daten gemäß dem Gangwechselmuster bzw. aem Direktkopplungsmuster betrieben werden.

Bekanntermaßen haben Fahrzeuge mit einem automatischen Getriebe im allgemeinen eine elektronische Steuereinrichtung, durch die die Stelle eines Gangwechsels, nämlich exnes HeraufSchaltens oder Herunterschaltens entsprechend einem Gangwechselmuster bestimmt wird, das aus dem Zusam-

A/ 22

Dresdner Bank 'München! Kto. 3 939844

Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 508 941

Postscheck (München) Kto -:70-43-B04

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menhang zwischen Drehzahlen, Maschinenbelastungen und

Drosselöffnungsgraden gebildet wird; ferner ist es bekannt daß verbesserte Fahrzeuge eine Steuereinrichtung haben, die bei der Fahrt im Schnellgang ein Direktkopplungs-Solenoid in der Weise betätigt, daß die Übertragung der Maschinenausgangsleistung zu einem Drehmomentwandler aufgehoben und eine Direktkopplung, nämlich eine mechanische Direktübertragung der Maschinenausgangsleistung zu dem automatischen Getriebe vorgenommen wird, um dadurch den Kraftübertragungsverlust in dem Drehmomentwandler auszuschalten.

In Anbetracht der Fahreigenschaften bei den automatischen Getrieben ist die Direktkopplung jedoch nicht unbedingt nur bei der Fahrt im Schnellgang ratsam. Im Hinblick auf die Brennstoffverbrauchs-Wirtschaftlichkeit kann beispielsweise bei einem automatischen Getriebe mit vier Vorwärtsgängen eine Direktkopplung bei dem zweiten oder dritten Gang entsprechend dem Zusammenhang zwischen den Fahrgeschwindigkeiten und den Drosselöffnungsgraden günstiger sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlichen Brennstoffverbrauch durch das wirkungsvolle Betreiben des automatischen Getriebes mittels einer elektronischen Steuereinrichtung zu erbringen, die Drehzahlmeßgeber für die Erfassung von Drehzahlen in dem Fahrzeug und einen Maschinenbelastungs-Meßgeber für die Erfassung von Belastungen der Fahrzeugmaschine aufweist und entsprechend Signalen aus diesen Solenoide steuert, wobei in der Steuereinrichtung ein Speicher zum Speichern von Fortschal tungs-Gangwechselmuster-Daten und Direktkcpplungsmuster-Daten in organischem Zusammenhang hierzu sowie eine Rechner-Verarbeitungseinrichtung vorgesehen sind, mit der eine betriebliche Datenverarbeitung gemäß mindestens einem

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Drehzahlsignal, dem Maschinenbelastungssignal und den aus dem Speicher ausgelesenen Daten für das Gangwechselmuster und das Direktkopplungsmuster zur Ausgabe eines Gangwechselsolenoid-Ansteuerungssignals und eines Direktkopplungssolenoid-Ansteuerungssignals erfolgt, um dadurch das automatische Getriebe mittels eines kombinierten Musters aus den Ansteuerungsmustern für die Gangwechselsolenoide und das Direktkopplungssolenoid zu steuern.

Ferner soll mit der Erfindung die Sicherheit dadurch aufrecht erhalten werden, daß in der Rechnereinrichtung eine Ausf allsicherur.gs-Verarbeitung erfolgt.

Weiterhin soll erfindungsgemäß eine Fehlersuche dadurch erleichtert werden, daß die Rechnereinrichtung eine Diagnosefunktion erhält.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu- tert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel·.

Fig. 2 A, 2B und 2C sind graphische Darstellungen von Gangwechselmustern bei der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung.

Fig. 3 A, 3B und 3C sind graphische Darstellungen von Direktkopplungsmustern bei der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung.

Fig. 4 A und 4B sind Ablaufdiagramme, die Programmablaufe bei der Steuereinrichtung veranschaulichen.
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Fig. 5 ist ein sehematisches Schaltbild einer Schaltung zur Fehlererfassung.

In der Fig. 1 ist 1 ein automatisches Getriebe, während 2 eine elektronische Steuereinrichtung zum Ansteuern eines ersten Gangwechselsolenoids 3, eines zweiten Gangwechselsolenoids 4 und eines Direktkopplungssolenoids 5 des automatischen Getriebes 1 ist. Das erste Gangwechselsolenoid 3 und das zweite Gangwechselsolenoid 4 stellen Wählvorrichtungen für den ersten, den zweiten, den dritten und den Schnellgang (vierten. Gang^dar. Das Direktkopplungssolenoid 5 betreibt eine neben einen (nicht gezeigten) Drehmomentwandler gesetzte (nicht gezeigte) Direktkopplungs-Kupplung für die Wahl, ob die Maschinenausgangsleistung zu der Antriebswelle für die Antriebsräder über den Drehmomentwandler oder direkt ohne Durchlaufen des Drehmomentwandlers übertragen wird; ein Schlüsselschalter 6, ein Fahrzeug-Fußbremsen-Schalter 7, eine Fahrzeugbremslampe 8 und ein von Hand betätigbarer Muster-Wählschalter 9 bilden eine Einrichtung, mit der unter Bedienung durch den Fahrer eine erwünschte Fahrbetriebsart wie eine Normal-Betriebsart, eine Hochleistungs-Betriebsart und eine Wirtschaf tlichkeit-bzw. Spar-Betriebsart wählbar ist. Als Beispiel für Maschinenbelastungs-Meßgeber hat ein Drosselfühler 10 einen Leerlauf-Kontakt und drei Graycode-Kontakte zur Erfassung des Drosselöffnungsgrads entsprechend dem Kombinationsmuster der Graycode-Kontakte. Ein erster Fahrzeuggeschwindigkeits- bzw. Drehzahlmeßgeber (11) erzeugt erste Drehzahlsignale SP. entsprechend Tachometer-An-

triebsimpulsen. Ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeits- bzw. Drehzahlmeßgeber 12 ist an der Ausgangswelle des automatischen Getriebes angebracht und erzeugt Impulssignale bzw. dementsprechende zweite Drehzahlsignale SP_?. Ein Schalthebel-Schalter 13 hat eine Fahrstellung D, eine Stellung L (für einen niedrigen Bereich) und eine zweite Stellung

• 9 r · · ι

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S (S-Bereich). Eine Konstantgeschwindigkeit-Steuereinheit 14 erzeugt beispielsweise ein Schnellgang- bzw. O/D-Ausschaltsignal, wenn bei der Fahrt im Schnellgang ein Geschwindigkeitsabfall von mehr als IO km/h auftritt. Diese Steuereinheit ist ein Computer zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit, wobei jedoch eine ausführliche Beschreibung weggelassen ist, da die Steuereinheit bekannt ist.

Eine Maschinen-Steuereinheit 15 ist eine Einrichtung, die für niedrige Maschinentemperaturen ein Sperrsignal gegenüber Direktkopplung erzeugt. Diese Steuereinheit ist ein Computer zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung und der Zündzeit der Maschine und ist bekannt, so daß eine ausführliche Beschreibung weggelassen ist. Zur Untersuchung durch einen Kraftfahrzeugmechaniker in einer Werkstatt kann an einen Diagnose-Anschluß 25A der Steuereinrichtung ein Prüfgerät 16 angeschlossen werden. Die elektronische Steuereinrichtung 2 hat einen Mikrocomputer 17, eine Konstantspannungsschaltung 18, einen Eingabepuffer 19, eine Rückstellschaltung 20, einen Quarzoszillator 21, mit 22, 23 bzw. 24 bezeichnete Ausgabeschaltungen und einen Diagnose-Ausgabepuffer 25. Jede Ausgabeschaltung hat zusätzlich die Funktion, daß eine Leitungsunterbrechung oder ein Kurzschluß erfaßt wird.

Durch das Einschalten des Schlüsselschalters 6 wird die Konstantspannungsschaltung 18 in Betrieb gesetzt und die Rückstellschaltung 20 betätigt, wodurch der Mikrocomputer 17 und die Ausgabeschaltungen 22, 23 und 24 rückgesetzt werden.

Der Mikrocomputer 17 hat eine Zentraleinheit CPU, einen Schreib/Lesespeicher bzw. Arbeitsspeicher RAM und einen Festspeicher ROM, in welchem im Voraus Gangwechselmuster-

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.-Daten entsprechend den in den Fig. 2A bis 2C gezeigten Gangwechselmustern und Direktkopplungsmuster-Daten entsprechend den in den Fig. 3A bis 3C gezeigten Direktkopplungsmustern gespeichert sind.

Zur Bestimmung einer Gangwechselstelle werden bei der

Fahrt in der Normal-Betriebsart oder der Spar-Betriebsart die in Fig. 2A gezeigten Gangwechselmuster gewählt. Eine der Bezeichnung 1-2 entsprechende ausgezogene Stufenlinie

JO gibt die Hochschalt-Stellen an, bei denen ein Hochschalten aus dem ersten auf den zweiten Gang erfolgt; gleichermaßen geben mit 2-3 und 2-O/D bezeichnete ausgezogene Stufenlinien die Hochschalt-Stellen für das Hochschalten von dem zweiten auf den dritten Gang bzw. von dem dritten Gang

Jg auf den Schnellgang an. Mit 2-1, 3-2 und O/D-3 bezeichnete gestrichelte Stufenlinien stellen jeweils die Herunterschalt-Stellen für das Herunterschalten von dem zweiten auf den ersten Gang, von dem dritten auf den zweiten Gang bzw. von dem Schnellgang auf den dritten Gang dar. Zum Festlegen der Gangwechselstellen bei der Fahrt in der

Hochleistungs-Betriebsart werden die in Fig. 2B gezeigten Gangwechselmuster gewählt, während die in Fig. 2C gezeigten Muster bei der Hochleistungs-Betriebsart gewählt werden, wenn aufgrund der Wahl des Bereichs S durch den

Schalthebel-Schalter 13 in der Stellung S der höchste Gang auf den dritten Gang beschränkt ist. Die ausgezogenen und gestrichelten Stufenlinien in den Fig. 2B und 2C mit den Bezeichnungen 1-2, 2-3, 3-0/D, O/D-3, 3-2 und 3-1 entsprechen den bei der Fig. 2A genannten. Wie aus der Fig. 2B ersichtlich ist, sind die Gangwechselmuster für die Hochleistungs-Betriebsart derart gebildet, daß im Vergleich zu der Fahrt bei der Normal-Betriebsart oder der Spar-Betriebsart die Gangwechselstellen insgesamt nach rechts in der graphischen Darstellung versetzt sind, so daß sie zu verhältnismäßig höheren Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen verschoben sind.

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Andererseits werden bei der Fahrt in der Normal-Betriebsart zur Bestimmung der Direktkopplungsstellen die Direktkopplungsmuster gemäß der Darstellung in Fig. 3A gewählt. In der Fig. 3A zeigt die der Bezeichnung 2ON entsprechende ausgezogene Linie die Direktkopplungs-Stellen, an de nen das Direktkopplungssolenoid 5 betätigt wird, wenn das Fahrzeug im zweiten Gang fährt; gleichermaßen zeigen die den Bezeichnungen 3ON und 0/DON entsprechenden ausgezogenen Linien die Direktkopplungs-Stellen für die Betätigung des Direktkopplungssolenoids 5 bei dem dritten bzw. dem Schnellgang. Die jeweiligen gestrichelten Linien, die den Bezeichnungen 2OFF, 3OFF und 0/DOFF entsprechen, zeigen die Direktkopplungs-Auskuppelstellen, bei denen das Direktkopplungssolenoid 5 abgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug im zweiten, im dritten bzw. im Schnellgang fährt. Bei der Fahrt in der Spar-Betriebsart werden die in Fig. 3B gezeigten Direktkcpplungsmuster gewählt, während bei der Fahrt in aer Hochleistungs-Betriebsart oder in der Normal-Betriebsart unter Wahl des Bereichs bzw. der Stellung S mittels des Schalthebel-Schalters 13 die Direktkcpplungsmuster nach Fig. 3C gewählt werden, um dadurch die Direktkopplungsstellen zu bestimmen. Die ausgezogenen und gestrichelten Linien in den Fig. 3B und 3C mit den Bezeichnungen 20N, 3ON, 0/DON, 2OFF, 30FF und O/DOFF entsprechen jeweils den bei der Fig. 3A genannten.

Die Direktkcpplungsmuster sind natürlich in Anbetracht der Zusammenhänge zwischen den Schaltvorgängen gemäß den Gangwechselmustern, der Größe des Maschinendrehmoments und dem Direktkcppelvorgang gebildet; jedes Muster ist beispielsweise so aufgestellt, daß bei der Wahl des.ersten Gangs im automatischen Getriebe keine Direktkopplung erfolgt, so daß irgendein Abdrosseln oder Klopfen der Maschine vermieden wird; die Schaltstellen bei der Fahrt in der Spar-Betriebsart sind im Vergleich zu den Direkt-

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kopplungs-Stellen bei der Fahrt in der Normal-Betriebsart oder der Hochleistungs-Betriebsart bei allen Gängen zu der niedrigen Drehzahl hin verschoben, so daß die Direktkopplung und die Direktkopplungs-Auskupplung bei verhältnismäßig niedrigen Fahrgeschwindigkeiten herbeigeführt werden, um im praktischen Betrieb ein nutzvolles sicheres Fahren zu erzielen.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 4A gezeigte Ablaufdiagramm ein Beispiel für Verarbeitungsschritte in der Zentraleinheit CPU des Mikrocomputers 17 beschrieben.

Zuerst wird nach der Anfangsvorbereitung bei einem Schritt 100 das SPp-Programm zur Berechnung der Drehzahlen aus dem zweiten Drehzahlsignal SP₂ bei einem Schritt 101 ausgeführt, was dadurch erfolgt, daß eine aus einer in Fig. 4B gezeigten Unterbrechungsroutine iRQ(SPp) erzielte Taktanzahl als ein Parameter herangezogen wird.

Als nächstes wird bei einem Schritt 102 ermittelt, ob 10
ms abgelaufen sind oder nicht. Wenn die 10 ms nicht abgelaufen sind, folgt bei einem Schritt 103 ein Zeitgeberprogramm, wogegen dann, wenn die 10 ms abgelaufen sind, bei einem Schritt 105 die Schalt-Eingabe vorgenommen wird, nachdem bei einem Schritt 104 durch das Umschalten eines bestimmten Flip-Flops die Anzeige für einen Normalzustand der Zentraleinheit CPU abgegeben wurde. Auf diese Weise werden die jeweiligen Ausgangssignale aus dem Musterwählschalter 9, dem Drosselfühler 10, dem ersten Drehzahlmeßgeber 11, dem Schalthebel-Schalter 13, der Konstantgeschwindigkeit-Steuereinheit 14 und der Maschinen-Steuereinheit 15 über den Eingabepuffer 19 eingegeben.

Danach wird nach dem Zeitgeberprogramm bei dem Schritt 103 die Zeitsteuerung für verschiedenerlei Verarbeitungen mittels der Zentraleinheit CPU festgelegt.

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Darauffolgend wird bei einem Schritt 106 ein SP.-Programm zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem ersten Drehzahlsignal SP₁ ausgeführt. Dann erfolgt bei einem Schritt 107 durch ein plötzliches Freigeben des Gaspedals und Aufrechterhalten dieses Zustands für die Dauer von 0,1 s ein Beschleunigungssprung, bei dem die Direktkopplung zu der Direktkopplungs-Auskupplung umgekehrt wird.

Gemäß dem auf die vorstehend beschriebene Weise eingegebenen Ausgangssignal des Schalthebel-Schalters 13 wird bei einem Schritt 108 die Stellung L des Schalthebels ermittelt. Wenn ermittelt wird, daß der Schalthebel in die Stellung L gestellt wurde, wird bei einem Schritt 109 ein L-Bereich-Programm ausgeführt, bei dem aus dem Festspeicher ROM vorbestimmte Übertragungsmuster gesondert aus den Gangwechselmustern und den Direktkopplungsmustern ausgelesen werden, wonach bei einem Schritt 110 eine Gangwechsel-Bestimmung folgt.

Wenn andererseits ermittelt wird, daß der Schalthebel nicht in die Stellung L gestellt ist, wird bei einem Schritt 111 ermittelt, ob nach dem Rückstellen bzw. Abschalten des L-Bereichs eine Zeitdauer von 0,5 s verstrichen ist oder nicht. Während der L-Bestimmungs-Verzögerung erfolgt bei einer Verzögerung der L-Bestimmung die Gangwechselbestimmung bei dem Schritt 110 über den Schritt 109 für die L-Bereich-Verarbeitung, wogegen bei der Ermittlung einer unverzögerten L-Bestimmung bei einem Schritt 112 ein Muster gesucht wird, wobei aus dem Speicher die den in den Fig. 2A bis 2C gezeigten Gangwechselmustern entsprechenden Gangwechselmuster-Daten und die den in den Fig. 3A bis 3C gezeigten Direktkopplungsmustern entsprechenden Direktkopplungsdaten ausgelesen werden, wonach bei einem Schritt 113 eine Schnellgang- bzw. 0/D-

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Abschalt-Verarbeitung erfolgt, bei der bestimmt wird, ob entsprechend dem Schnellgang-Abschaltsignal aus der Konstantgeschwindigkeit-Steuereinheit 14 ein zwangsweiser Gangwechsel aus dem Schnellgang auf irgendeinen anderen Gang erfolgt; danach schreitet das Programm zu der Ermittlung der Schalthebel-Stellung S fort.

Bei einem Schritt 114 wird entsprechend dem Ausgangssignal des Schalthebel-Schalters 13 ermittelt, ob der Schalthebel in die Stellung S gestellt wird; falls die Stellung S gewählt wird, erfolgt bei einem Schritt 115 eine Verarbeitung in der Weise, daß aus den Gangwechsel- und Direkt kopplungsmuster-Daten nur die den zweiten und dritten Gang betreffenden als Daten bei dem Schritt 110 für die Gang-Wechselbestimmung und einem Schritt 116 für das Direktkopp lungs-Programm eingesetzt werden; danach schreitet das Programm zu dem Schritt 110 für die Gangwechselbestimmung fort.

Die gegenteilige Ermittlung hinsichtlich des Schalthebels führt zu einem Schritt 117 für die Ermittlung einer Verzögerung der S-Bestimmung, wobei beim Vorliegen einer Verzögerung die Gangwechselbestimmung bei dem Schritt 110 über den vorangehend genannten Schritt 115 für die S-Bereich-Verarbeitung erfolgt, während bei einer negativen Ermittlung das Programm direkt zu dem Schritt 110 fortschreitet.

Bei der Gangwechselbestimmung wird entsprechend den bei dem Schritt 112 für die Mustersuche gewonnenen Gangwechselmuster-Daten, den Geschwindigkeits- bzw. Drehzahldaten aus dem Schritt 101 für die Aufbereitung des Signals SP-, den Drosselöffnungs-Daten, die dem Drosselöffnungssignal aus dem Drosselfühler 10 entsprechen, und den im Fahrbetriebsart-Bestimmungssignal aus dem Musterwählschalter 9 entsprechenden Fahrbetriebsart-Daten bestimmt, .ob ein

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Hochschalten, ein Herunterschalten oder kein Schaltvorgang auszuführen ist. Wenn in diesem Fall aufgrund einer Beschädigung oder eines Fehlers des zweiten Drehzahlmeßgebers 12 oder dergleichen die Drehzahl-Daten als falsch ermittelt werden, werden statt dessen die bei dem Schritt 106 für die Aufbereitung des Signals SP₁ gewonnenen Drehzahl-Daten herangezogen.

Bei der Direktkopplungs-Verarbeitung bei dem Schritt 116 wird entsprechend den bei dem Schritt 112 für die Mustersuche ausgelesenen Direktkopplungsmuster-Daten, den Drosselöffnungs-Daten, den Fahrbetriebsart-Daten und den Fahrgeschwindigkeits- bzw. Drehzahl-Daten ermittelt, ob eine Direktkcpplung oder ein Direktkopplungs-Auskuppeln vorzunehmen ist oder nicht. Konkret bedeutet dies, daß bei der normalen Fahrbetriebsart unter Bestimmung von Bereichen, die von dem S-Bereich und dem L-Bereich verschieden sind, das Direktkopplungs-Programia entsprechend dem in Fig. 3A gezeigten Direktkopplungsmuster ausgeführt wird, wobei beispielsweise dann, wenn der Schnittpunkt für die Antriebswellen-Drehzahl und den Drosselöffnungsgrad bei dem dritten Gang rechts von der mit 3ON bezeichneten ausgezogenen Linie liegt, das Direktkopplungssolenoid 5 eingeschaltet wird, wogegen dann, wenn dieser Schnittpunkt

links von der mit 30Ff bezeichneten gestrichelten Linie liegt, das Direktkopplungssolenoid 5 abgeschaltet wird. Wenn, der genannte Schnittpunkt von der mit 3ON bezeichneten ausgezogenen Linie und der mit 30FF bezeichneten gestrichelten Linie umfaßt ist, wird das Direktkopplungssolenoid 5 unverändert gelassen. Auf gleichartige Weise wird das Direktkopplungs-Programm bei den anderen Gangbereichen wie bei dem zweiten Gang oder dem Schnellgang ausgeführt. Im Hinblick auf die Kraftübertragung ist es unabhängig von der Fahrbetriebsart nicht zweckdienlich, ein Direktkopplungs-Programm im Bereich des ersten Gangs auszufüh-

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* ren. Das Direktkopplungs-Programm bei der Spar-Betriebsart erfolgt gemäß dem in Fig. 3B gezeigten Direktkopplungsmuster, während das Programm bei der Hochleistungs-Betriebsart oder der Normal-Betriebsart unter Wahl des S-Bereichs entsprechend dem Muster nach Fig. 3C ausgeführt wird, wobei jedes Programm auf gleichartige Weise wie das anhand der Fig. 3A beschriebene ausgeführt wird.

Ein Schritt 118 ergibt ein Fehlerüberwachungsprogramm, das nachstehend beschrieben wird. Der Zusammenhang zwischen den Gangwechselsolenoiden 3 und 4 und ihren Gangschaltvorgängen ist in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt, wobei das erste Gangwechselsolenoid 3 mit S₁ bezeichnet ist und das zweite Gangwechselsolenoid 4 mit S₂ bezeichnet ist.

Tabelle 1

20	Bereich bzw. Stel lung	V\Gang ''O > \.	1.Gang	2.Gang	-	EIN	3.Gang	Schnel· gang
		^S1	EIN	EIN	AUS	AUS
25			AUS	EIN	EIN	AUS
	S	^C1	EIN	EIN	AUS
	L	S-, 2	AUS	EIN	—
3C	3„ I	-
	^S2	AUS

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Der Ansteuerungszustand der Solenoide S. und S₂ entspricht jeweils dem in der Tabelle 1 gezeigten.

Auftreten von Störungen wie Kurzschlüssen oder Unterbrechungen an den Solenoiden S₁ und S₂ können gemäß den Mustern nach Tabelle 1 gleichzeitig ein Hochschalten und ein Herunterschalten auftreten; beispielsweise bewirkt aber das Hochschalten von dem ersten Gang auf den Schnellgang, daß die Ausgangsleistung keine ausreichende Be-

schleuniguingskraft ergibt, während das Herunterschalten von dem zweiten auf den ersten Gang eine plötzliche Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt. Um diese betrieblichen Störungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, erfolgt daher beim Auftreten einer Störung zwangsweise

durch Austausch des gestörten Gangwechsels eine Versetzung auf einen gesteuerten bzw. Fest-Gangwechsel gemäß der Darstellung in der Fig. 2, wodurch die vorstehend genannten unerwünschten Gangwechsel vermieden werden.

Tabelle 2

Bereich bzw. Stellung	l.Gang	fehlerhaftes Solenoid	Gestörter Gangwechsel	Fest- Gangwechsel
3)	2.Gang	^S1	Schnellgang	3.Gang
	3.Gang	^S2	l.Gang	Schnellgang
S	³3	l.Gang	3. Gang (mechanisch)

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Dabei entspricht die in Fig. 5 gezeigte Schaltung zum Ermitteln von Störungen an den Solenoiden den in Fig. 1 mit 22, 23 und 24 bezeichneten Ausgabeschaltungen.

Diese Ermittlungs-Schaltung wird nicht nur zur Fehlersuche bzw. Störungsüberwachung eingesetzt, sondern auch zum Bestimmen von Solenoid-Ansteuerungsmustern entsprechend Eingangssignalen aus dem Mikrocomputer 17 bzw. Solenoid-Steuersignalen, die nachstehend in Einzelheiten veranschaulicht werden.

In der Fig. 5 sind die mit 3, 4, 5, 17, 22, 23 und 24 bezeichneten Bauteile mit denjenigen nach Fig. 1 identisch; dem Solenoid 3, 4 oder 5 wird ein Speisestrom jeweils über einen Leistungstransistor 26 zugeführt; ein Steuertransistor 27 wird durch ein Eingangssignal aus dem Mikrocomputer 17 bzw. das Solenoid-Steuersignal geschaltet und
schaltet seinerseits über einen Transistor 28 den Leistungstransistor 26; mittels eines Meßtransistors 29 wird der Zustand des Solenoids 3, 4 oder 5 im Hinblick auf normale Betriebsvorgänge, Kurzschluß-Vorgänge oder Unterbrechungs-Vorgänge erfaßt, um an den Mikrocomputer 17 SoIenoidzustandssignale abzugeben; mit 30 ist ein Ableittransistor bezeichnet, der den Leistungstransistor 26 beim

Auftreten einer Kurzschlußstörung gegenüber dem Übergangsdurchbruchsstrom schützt.

Zum Außerbetriebhalten bzw. Abschalten der Sclenoide 3, 4 und 5 erzeugt der Mikrocomputer 17 ein Solenoidansteuer-

^Q ungs- bzw. Solenoidsteuersignal mit hohem Pegel. Mit dem auf diese Weise erzeugten Signal hohen Pegels wird der
Steuertransistor 27 durchgeschaltet, der Transistor 28 gesperrt, der Leistungstransistor 26 gesperrt und das Solenoid 3, 4 oder 5 abgeschaltet. Wenn das Solenoid 3, 4 oder 5 im Abschaltzustand normal ist, wird wegen des Sperrzu-

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stands des Meßtransistors an den Mikrocomputer 17 ein SoIenoidzustandssignal hohen Pegels weitergegeben, wogegen beim Auftreten einer Unterbrechung ein Signal niedrigen Pegels erzeugt wird, da der Meßtransistor 29 durchgeschal tet wird. Dadurch kann an dem Mikrocomputer 17 das Auftre ten der Störung aus der Pegelumkehr an dem Solenoidzustandssignal ermittelt werden.

Das Auftreten einer Kurzschlußstörung wird folgendermaßen erfaßt: Wenn im Mikrocomputer 17 bestimmt wird, daß irgendein abgeschaltetes Solenoid aus den Solenoiden 3, 4 und 5 einzuschalten ist, erhält dessen Solenoidsteuersignal niedrigen Pegel, wodurch der Steuertransistor 27 gesperrt wird und der Transistor 28 durchgeschaltet wird, so daß der Leistungstransistor 26 durchgeschaltet wird, was zum Einschalten des Solenoids 3, 4 oder 5 führt. Wenn das betreffende Solenoid im Normalzustand ist, wird durch das Durchschalten des Meßtransistors 29 aufgrund der bei dem Durchschalten aus Leistungstransistors 26 ansteigenden Kcllektorspannung das Solenoidzustandssignal auf den

niedrigen Pegel umgeschaltet. Wenn jedoch an irgendeinem der Solenoide ein Kurzschluß besteht, fließt über den Leistungstransistor 26 ein Übergangs- bzw. Stoßstrom, durch den der Ableittransistor 30 aufgrund des Anstiegs der

Durchlaßvorspannung zwischen seiner Basis und seinem Emitter durchgeschaltet wird; dadurch wird, der Leistungstransistor 26 gesperrt, so daß die Speisung des jeweiligen Solenoids beendet wird und der Leistungstransistor 26 von dem Stoßstrom bzw. Spitzenstrom entlastet wird.

Aufgrund des unzureichenden Anstiegs der Kollektorspannung des Speise- bzw. Leistungstransistors 26 verbleibt der
Meßtransistor 26 im Sperrzustand, so daß das Solenoidzustandssignal auf dem hohen Pegel verbleibt, damit der Mikrocomputer 17 das Auftreten der Kurzschlußstörung fest-

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stellt xond ein Solenoidsteuersignal hohen Pegels abgibt. Danach gibt der Mikrocomputer 17 periodisch ein Impuls signal mit einer Impulsbreite von ungefähr 1 ms an die Solenoide ab, um eine Behebung bzw. ein Entfallen der Kurz-Schlußstörung zu überprüfen. Wenn auf den Empfang dieses Eingangssignals hin das Solenoid 3, 4 oder 5 abgeschaltet bleibt, erfolgt der gleiche Schaltvorgang wie bei dem Umschalten des Solenoidsteuersignals auf den niedrigen Pegel, so daß der Meßtransistor 29 im Sperrzustand verbleibt und daher das Solenoidzustandssignal mit dem hohen Pegel aufrecht erhalten wird. Falls andererseits an dem Solenoid wieder der Normalzustand besteht, wird der Leistungstransistor 26 über die volle Zeit durchgeschaltet, so daß das Solenoid eingeschaltet wird und dabei der Meßtransistor 29 durchgeschaltet wird. Dadurch wird von dem Mikrocomputer 17 aus dem Umschalten des Solenoidzustandssignals auf den niedrigen Pegel das Beheben bzw. Entfallen der Kurzschlußstörung ermittelt und dann für das betreffende "geheilte" Solenoid ein Signal niedrigen Pegels ausgegeben.

Das vorstehend beschriebene Fehlerücerwachungsprograrnm
dient dazu, das Solenoidsteuersignal festzulegen, wenn die gegenwärtige Hauptroutine tatsächlich ausgeführt wird, wobei die bei einem Schritt 119 für die Solenoidsteuersignal-Ausgabe in der vorangehenden Hauptroutine erfaßten

Solenoidzustandssignale als Bestimmungsdaten eingesetzt werden können und demgemäß bei dem Schritt 119 die ScIenoidsteuersignale ausgegeben werden können. Bei dem
Schritt 119 werden das Gangwechsel-Sclenoidsteuersignal an das erste Gangwechselsolenoid 3 und das zweite Gang-

wechselsolenoid 4 sowie das Direktkopplungs-Solenoidsteuersignal an das Direktkopplungssolenoid 5 entsprechend den Solenoidansteuerungsmustern abgegeben, die bei dem Schritt 110 für die Gangwechselbestimmung, bei dem Schritt 116 für das Direktkopplungs-Programm und bei dem Schritt 118 für die Fehlerüberwachung bestimmt wurden.

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Bei einem Schritt 120 wird ein Diagnose-Programm ausgeführt. Bei diesem Programm wird zuerst ermittelt, ob die Geschwindigkeit kleiner oder nicht kleiner als 9 km/h ist. Wenn die Geschwindigkeit geringer als 9 km/h ist und eines 5 oder jedes der Solencide 3, 4 und 5 nicht in Ordnung ist, behält der Diagncae-Ausgabepuffer 25 seine Ausgangsspannung bzw. eine Steuerausgangsspannung von 8 V bei. Wenn die Geschwindigkeit geringer als 9 km/h ist und die SoIenoide normal arbeiten, jedoch die Drehzahlmeßgeber 11 und 12 nicht in Ordnung sind, wird eine Steuerspannung von 0 V aufrecht erhalten. Wenn die Geschwindigkeit geringer als 9 km/h ist und die Sclencide 3, 4 und 5 sowie die Drehzahlmeßgeber 11 und 12 normal arbeiten, liegt die Steuerausgangsspannung proportional zum Drosselöffnungsgrad im Bereich von 0 bis 8 V, wie beispielsweise bei OV, wenn die Drossel voll geschlossen ist und der Leerlaufkontakt eingeschaltet ist, bei IV, wenn die Drossel voll geschlossen ist und der Leerlaufkontakt ausgeschaltet ist, und bei 8V bei vollem Durchlaß. Wenn andererseits die Geschwindigkeit nicht geringer als 9 km/h ist, ist die zu erzeugende Spannung proportional zu dem Gang gemäß der Tabelle 3, in welcher die Bezeichnung L/U dem Einschalten, des Direktkopplungssolenoids 5 entspricht, wobei "l.Gang, L/U" eine fehlerhafte Direktkopplung bei denn ersten Gang darstellt, die auf dem Kurzschließen des ersten Gangwechselsolenoids 3 und des Direktkopplur.gssolenoids 5 beruht.

-21-Tabelle 3

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l.Gang	OV
l.Gang, L/U	IV
2.Gang	2V
2.Gang, L/U	3V
3.Gang	4V
3.Gang, L/U	5V
Sehne11gang	6V
Schnellgang, L/U	7V

Die erzielten Ergebnisse werden in dem Arbeitsspeicher RAM gespeichert und bei einem Programm-Schritt 120 für die

Diagnose-Ausgabe gemäß der nachstehenden Darstellung herangezogen. Dieser Diagnose-Ausgabe-Schritt 120 kann als eine Vorbereitung oder interne Aufbereitung bei einem
Diagnose-Ausgabe-Programmschritt in der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine angesehen werden. Die vorstehend be-

schriebenen verschiedenartigen Steuerausgangsspannungen werden als eine analoge Spannung gebildet, die erzielt
wird, wenn eine Impulsspannung mit ungefähr 30 Hz über das Tastverhältnis auf einen analogen Spannungspegel umgesetzt wird.

Die Hauptroutine wird durch Wiederholung dieser Verarbeitungsschritte und Vorgänge gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgeführt. In der Fig. 4B sind die iRQ(SP )-Unterbrechungsroutine und die Zeitgeber-Unterbrechungsroutine gezeigt, von denen die erstere regelmäßig seinen Ablauf mit dem Anstieg oder Abfall des wiederholt von dem zweiten Drehzahlmeßgeber 12 her eingegebenen zweiten Drehzahlsignals SP₂ beginnt; nach der Verarbeitung für die Registerbereitstellung bei einem Schritt 200 zum Bereitstellen des Dateninhalts eines Registers auf einen vorgegebe-

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nen Inhalt wird bei einem Schritt 201 das Auftreten einer Zeitgeberunterbrechung ermittelt; wenn die Zeitgeberunterbrechung vorliegt, schreitet das Programm zu der Zeitgeberunterbrechungsroutine fort, in der aufeinanderfolgend eine TH-Aufbereitung und folgende Programmschritte gemäß dem Ablaufdiagramm für die Zeitgeber-1,7 ^-Unterbrechung nach Fig. 4B ausgeführt werden, sowie danach zu einem
Schritt 202 zur Ermittlung der Unterbrechungsintervall-Häufigkeit; falls keine Zeitgeberunterbrechung vorliegt, erfolgt bei dem Schritt 202 die Ermittlung der Unterbrechungsintervall-Häufigkeit, wobei ein Unterorechungsintervall von 4 oder weniger als 4 ermittelt wird.

Wenn das Unterbrechungsintervall "4" ist, wird oei einem Taktar.zahlverarbeitungs-Schritt 203 die Taktanzahl . von der vorangehenden bis zu der gegenwärtigen Verarbeitung gezählt, nämlich die Zeitdauer zwischen der Eingabe des ersten Impulssignals und der Eingabe des fünften Impulssignals ermittelt, die als ein Parameter für die Drehzahlberechnung bei dem Schritt 101 für die SP„-Aufbereitung in der Hauptrcutine eingesetzt #ird. Nach der Ausführung des Taktanzahlverarbeitungs-Schritts 203 oder der Ermittlung von weniger als vier Unterbrechungsintervallen bei dem Unterbrechungsintervall-Häufigkeits-Ermittlungsschritt 202 erfolgt bei einem Diagnose-Prcgrammschritt 204 die

Diagnose-Verarbeitung für den Drehzahlmeßgeber 11, wobei die in einem vorgegebenen Register gespeicherten Daten an das vorherige Register geliefert werden.

Bei der iRQ-Unterbrechungsrcutine erfolgt sowohl die Aufbereitung hinsichtlich des Parameters für die Bestimmung der Drehzahl (SP_?) gemäß dem zweiten Drehzahlsignai SP_? aus dem zweiten Drehzahlmeßgeber 12 als auch die Diagnose-Verarbeitung hinsichtlich des ersten Drehzahlmeßgebers

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Bei einer Zeitgeberunterbrechung mit einer vorgegebenen Zeitgabe wie einem 1,7 ms-Zeitintervall kann die Zeitgeberunterbrechungsroutine einzeln für jede Zeitgeberunterbrechung ausgeführt werden. Entsprechend den Daten, die bei der Ausführung nachfolgender Schritte wie einem Registerbereitstellungs-Programmschritt 300, einem TH -— OFH-Programmschritt 301 für die Anfangsvorbereitung des Zeitwerts des Bezugstakts für den Diagnose-Ausgabeschritt 302 und den Diagnose-Verarbeitungen bei den Schritten 120 und 204 erzielt werden, wird aus dem Diagnose-Ausgabepuffer 25 eine Steuerausgangsspannung abgegeben, deren Spannungspegel den Daten entspricht.

Die nachfolgenden Programmschritte sind ein Schritt 303 zur Erzeugung eines Signals für die Anzeige der Normal-Diagnose hinsichtlich der Zentraleinheit CPU, ein Schritt 304 für die Erhöhung des Werts von iTM um "1" (iTM —— iTM+1) für das Speichern der Frequenz bzw. Häufigkeit der Zeitgeberunterbrechung für einen Zyklus der Hauptroutine, ein Schritt 305 zum Vergrößern des Werts von iRQTM um "1"
(iRQTM-»— iRQTM+1) zum Addieren von Drehzahlbetriebszeitgaben und ein Schritt 306 für die Abfrage des ersten Drehzahlsignals SP₁ aus dem ersten Drehzahlmeßgeber 11 bezüglich Daten für die SP. -Aufbereitung und die Diagnose in Bezug auf den zweiten Drehzahlmeßgeber 12. Bei einem Schritt 307 wird ermittelt, ob die Unterbrechung eine
Zeitgeber-Unterbrechung oder eine iRQ-Unterbrechung ist. Falls die Zeitgeber-Unterbrechung vorliegt, ist nach der Rückführung der bereitgestellten Register der Programmablauf abgeschlossen; falls die iRQ-Unterbrechung vorliegt, werden auf die vorangehend beschriebene Weise der Schritt 202 für die Unterbrechungsintervall-Ermittlung und die
nachfolgenden Schritte der iRQ-Unterbrechungsroutine ausgeführt.

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Die Zeitgeber-Unterbrechungsroutine ergibt die Daten für den SP.-Aufbereitungs-Schritt 106 sowohl durch das Abfra gen des Drehzahlsignals SP₁ als auch durch die Diagnose hinsichtlich des zweiten Drehzahlsignals SP₂; ferner liefert die Routine dem Diagnose-Ausgabepuffer 25 die Information hinsichtlich der Diagnose-Verarbeitung, um dadurch das Signal für die Anzeige des normalen Betriebszustands der Zentraleinheit CPU zu erzeugen.

Anstelle des Drosselfühlers 10 kann ein ünterdruckfühler für die Erfassung des Ansaugunterdrucks in einem Ansaugrohr eingesetzt werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind in der elektronisehen Steuereinrichtung ein Speicher zürn vorangehenden

Einspeichern der Gangwechselmuster-Daten und der Direktkopplungsrauster- Daten in organischem Zusammenhang hiermit und die Zentraleinheit CPU für das Ausführen der betrieblichen Verarbeitung gemäß Drehzahlsignalen, Maschinenbelastungssignalen und aus dem Speicher ausgelesenen Gangwechselmuster- und Direktkopplungsmuster-Daten und für das Erzeugen von Steuersignalen für die Gangwechselsolenoide-Ansteuerung und die Direktkopplungssolenoid-Ansteuerung vorgesehen, um die Solencide entsprechend den Drehzahlen und den Maschinenbelastungen anzusteuern und zur Steuerung des automatischen Getriebes das Gangwechselmuster und das Direktkopplungsmuster für die Solenoidansteuerung selektiv zu kombinieren. Da die Direktkopplung bei jeder Fahrbetriebsart entsprechend dem optimalen Direktkopplungsmuster ausführbar ist, kann der Energieverlust in dem Drehmomentwandler auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden und der Gesamt-Energiewirkungsgrad gesteigert werden, was beträchtliche Brennstoffersparnisse ermöglicht.

Das Fehlerüberwachungsprogramm erlaubt es, abnormale Fahrzustände des Fahrzeugs zu verhindern, die sich aus irgend-

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einer Störung an den Solenoiden oaer aus der Direktkopplung bei der Fahrt im ersten Gang ergeben; dadurch wird ein gleichmäßiges Fahren aufrecht erhalten.

Das Doppelsystem der Drenzahlmeßgeber trägt zur Aufrechterhai tung der Sicherheit bei, da bei dem Ausfall eines
Meßgebers auf den anderen zurückgegriffen werden kann.

Ferner sind mit dem Diagnose-Programm durch dessen richtige Diagnose-Stellung Fehler an den Solenoiden leicht erfaßbar.

Eine elektronische Getriebe-Steuereinrichtung für Fahrzeuge liefert zusätzlich zu einer Vielzahl vcn Gangwechselmustern für drei Betriebsarten, nämlich eine Hochleistungs-Betriebsart, eine Spar-Betriebsart und eine Ncrmal-Betriebsart eine Vielzahl von Direktkapplungsmustern für die drei Betriebsarten. Aus der Vielzahl der Gangwechselmuster und Direktkopplungsmuster werden bei einer der drei Be-

triebsarten irgendwelche Gangwechse!muster und Direktkcpplungsmuster entsprechend dem Zusammenhang zwischen der Betriebsdrehzahl und der Maschinenbelastung gewählt und es werden entsprechend dem gewählten Gangwechselmuster und dem gewählten Direktkcpplungsmuster kombinierte Muster für das Gangwechselsolenoid und das Direktkcppiungssolenoid gewählt, durch die der Gangwechsel bzw. die Direktkopplung für die kraftschlüssige Überbrückung des Drehmcmentwandlers steuerbar sind.

Leerseite

Claims

1, \\Eiektronische Getriebe-Steuereinrichtung für ein Fahr&e»g mit einer Maschine, gekennzeichnet durch eine Drehzahl-Meßgebereinrichtung (11,12) zum Erfassen der Eetr.ebsdrehzahlen des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines
Drehzahlsignals, eine Belastungs-Me3gebereinrichtung (10) zurr: Erfassen der Maschinenbelastung und zum Erzeugen eines Maschinenbelastungssignals, eine Schneidvorrichtung (3,4, 5) mit einer Schalt-Solenoidvorrichtung (3,4) zum Steuern des Gangwechsels eines automatischen Getriebes (1) und einer Direktkcpplungs-Solenoidvcrrichtung (o) zum Steuern der Direktkopplung des automatischen Getriebes und eine Rechnereinrichtung (17) zur Aufnahme des Drehzahlsignals und des ?<Iaschinenbelastunessignals und zur Steuerung der Schneidvorrichtung, wobei die Rechnereir.richtung eine Speichereinrichtung zum Speichern von Gangwechseldaten, die eine Vielzahl von Gangwechselmustern darstellen, und Direktkopplungsdaten aufweist, die eine Vielzahl von Direktkopplungsmustern darstellen, Verarbeitungsvorgänge entsprechend dem Drehzahlsignal, dem Maschinenbelastungssignal, den Gangwechseldaten und den Direktkcpplungsdaten ausführt, aus den Gangwechselmustern einen Gangwechsel-Da-

Ά./ΖΖ

Dresdner Bar.K (München) Kto. 3939844

Bayer Vereinsbank (München) Kto. 503941

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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tenwert wählt, aus den Direktkopplungsmustern einen Direktkopp lungs-Datenwert wählt und entsprechend dem gewählten Gangwechsel-Datenwert und dem gewählten Direktkopplungs-Datenwert ein Gangwechsel-Steuersignal zum Steuern der Gangwechsel-Solenoidvorrichtung und ein Direktkopplungs-Steuersignal zum Steuern der Direktkopplungs-Solenoidvorrichtung erzeugt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Störungserfassungseinrichtung (29) zum Erfassen von Fehlern in der Solenoidvorrichtung (3,4,5), wobei die Rechnereinrichtung (17) ein Ausfallüberwachungsprogramm ausführt, um durch Überdecken des auf Fehlern in der Solenoidvorrichtung beruhenden Auftretens eines fehlerhaften Gangwechsels ein zwangsweises Umschalten auf einen vorbestimmten Fest-Gangwechsel herbeizuführen.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrichtung (17) eine Diagnose-Funktion zur Abgabe von Diagnosesignalen bildet.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangwechseldaten und die Direktkcpplungsdaten entsprechend einer Fahrbetriebsart aufgestellt werden, die über einen Musterwählschalter ( 9 ) bestimmt wird, um dadurch entsprechend der Fahrbetriebsart ein Kcmbinaticnsmuster zwischen den Daten fest zulegen.

5. steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Meßgebereinrichtung (11,12) einen ersten Drehzahlmeßgeber (11) zur Abgabe eines Drehzahlsignals und einen zweiten Drehzahlmeßgeber (12) zur Abgabe eines weiteren Drehzahlsignals aufweist, wobei in der Rechnereinrichtung (17) normaler-

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weise das Drehzahlsignal aus dem zweiten Drehzahlmeßgeber eingesetzt ist, während bei Störungen desselben das Drehzahlsignal aus dem ersten Drehzahlmeßgeber eingesetzt
wird.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungs-Meßgebereinrichtung (10) einen DresseIfühler für die Erfassung eines Dresselöffnungsgrads aufweist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vielzahl von C-angwechselmustern und Direktkopplungsmustern jeweils eine Hochleistungs-Betriebsart, eine Spar-Betriebsart und eine Normal-Betriebsart erfaßt ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahl irgendeines Gangwechselmusters und Direktkopplungsmusters aus der Vielzahl

2c von Gangwechselmustern und Direktkopplungsmustern ein Muster-Wählschalter ( 9) vorgesehen ist.