DE2321090C3

DE2321090C3 - Elektrohydraulische Schalteinrichtung für ein Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE2321090C3
Application number: DE19732321090
Authority: DE
Inventors: Heinrich 7920 Heidenheim Dick
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2321090A1; DE2321090B2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Schalteinrichtung für ein Lastschaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche elektrohydraulische Schalteinrichtung dient zu dem Zweck, ein Lastschaltgetriebe automatisch in Abhängigkeit von der Belastung des das Getriebe antreibenden Motors und von der Getriebeausgangsdrehzahl (Fahrgeschwindigkeit} umzuschalten, wobei SchältstöBe soweit wie möglich vermieden werden sollen.

Bei einer bekannten elektrohydraulischen Schalteinrichtung (GB-PS 13 11771), von der die Erfindung ausgeht, ist jedem Gang ein separates Zeitschaltglied, bestehend aus einem Kondensator und einem einstellbaren Widerstand, zugeordnet; außerdem ist ein Transistoi vorgesehen, mit dem ein vorübergehendes Ausschalten sämtlicher Magnetventile bewirkt werden kann. Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Einlegen irgendeines Ganges das betreffende Zeitschaltglied jeweils für eine bestimmte Zeit den genannten Transistor sperrt was das Ausschalten sämtlicher Magnetventile zur Folge hat

-, Bei dieser bekannten Schalteinrichtung werden somit bei jedem Umschaltvorgang, gleichgültig, ob es sich um ein Hochschalten oder um ein Zurückschalten handelt sämtliche Magnetventile für eine gewisse Zeit ausgeschaltet so daß jedesmal bewußt eine sogenannte

κι Einschaltunterbrechung und somit eine Zugkraftunterbrechung herbeigeführt wird. Dies hat aber den Nachteil, daß auch dann eine solche Zugkraftunterbrechung hervorgerufen wird, wenn dies, wie insbesondere beim Hochschalten, gar nicht erwünscht ja sogar

ii schädlich ist Eine solche Zugkraftunterbrechung hat nämlich ein Ansteigen der Motordrehzahl zur Folge, so daß die Reibungsvorrichtung des beim Hochschalten neu einzuschaltenden Ganges beim Einrücken eine übermäßig hohe Reibungsarbeit aufbringen muß, also rasch verschleißt Weiterhin hat dies zur Folge, daß der gewünschte Effekt nämlich ein stoßfreies Umschalten, überhaupt nicht erreicht wird Die Zeitdauer der Einschaltunterbrechung beim Einlegen eines jeden Ganges kann zwar unterschiedlich sein; jedoch hat die

>-> bekannte Einrichtung den weiteren Nachteil, daß die genannte Zeitdauer, z. B. beim Einlegen des zweiten Ganges, stets gleich ist gleichgültig, ob aus dem ersten Gang oder aus dem dritten Gang in den zweiten Gang umgeschaltet wird, also gleichgültig, ob es sich um ein

hi Hochschalten oder um ein Zurückschalten handelt

Bei einer bekannten rein hydraulischen Schalteinrichtung für ein Lastschaltgetriebe (Automobiltechnische Zeitschrift 1971, S. 161 -169) ist es zwar schon bekannt die Anordnung derart zu treffen, daß beim Hochschal-

n ten die bisher eingerückte Reibungsvorrichtung erst dann ausgerückt wird, wenn die dem einzuschaltenden Gang zugeordnete Reibungsvorrichtung übertragungsbereit ist Dadurch wird beim Hochschalten eine Unterbrechung der Zugkraft und ein plötzliches

4i) Ansteigen der Motordrehzahl vermieden. Da aber bekanntlich in den Reibungsvorrichtungen während des Schlupfbetriebes Wärme entsteht darf der Zustand der Einschaltüberschneidung nicht beliebig lange dauern; d. h. es muß dafür gesorgt werden, daß die Zeitdauer der

r, Einschaltüberschneidung optimal eingestellt ist Dies kann in einer rein hydraulischen Schalteinrichtung nur mit Hilfe von hydraulischen Steuerelementen bewerkstelligt werden. Der Nachteil solcher hydraulischer Steuerelemente besteht einerseits darin, daß man an

v) einmal festgelegte geometrische Abmessungen gebunden ist; d.h. ein nachträgliches Verändern der Überschneidungszeit ist nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich. Andererseits können temperaturbedingte Schwankungen der Viskosität des Hydrauliköles

v> unbeabsichtigte Änderungen der Überschneidungszeit bewirken. Die vorgenannten Umstände wirken sich in gleicher Weise auch beim Zurückschalten nachteilig aus. Für das Zurückschalten ist in der bekannten rein hydraulischen Schalteinrichtung die Anordnung derart

w) getroffen, daß eine vorübergehende Einschaltunterbrechung bewirkt wird, deren Zeitdauer mit Hilfe von rein hydraulischen Steuerelementen wiederum nur schwer festlegbar ist Dies hat zur Folge, daß Schaltstöße nicht in dem erforderlichen Maße vermieden werden können.

h> Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer elektrohydraulischen Schalteinrichtung eines Lastschaltgetriebes die Zeitdauer der Einschaltüberschneidung für jeden einzelnen Umschaltvorgang exakt

festlegbar vorzusehen. Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Dadurch, daß gemäß der Erfindung bereits innerhalb des elektronischen Schaltgliedes, welches die im Anspruch 1 angegebenen Signale zum Umschalten der Magnetventile abgibt, ein elektronisches Zeitschaltglied vorgesehen ist, erfolgt im Gegensatz zu der bekannten elektrohydraultschen Schalteinrichtung bei einem Umschaltvorgang das Abgeben der beiden Signale zum ι ο Einschalten des einen und zum Ausschalten des anderen Magnetventils nicht mehr gleichzeitig. Mit anderen Worten: Es kann schon das Abgeben des einen Signals gegenüber dem Abgeben des anderen Signals verzögert werden. Es wird hierbei insofern grundsätzlich von der bekannten. Bauweise abgewichen, als nicht mehr jedem Magnetventil ein ihm eigenes Zeitschaltglied zugeordnet wird. Vielmehr ist nun jeweils zwei an den Umschaltvorgängen zwischen zwei benachbarten Gängen beteiligten Magnetventilen ein Zeitschaitglied -><> zugeordnet

Im einzelnen wird durch die erfindungsgemäße Anordnung folgendes erreicht: Beim Hochschalten wird das Ausschalten des bisher eingeschalteten Magnetventils verzögert, woraus die geforderte Einschaltüber- > > schneidung resultiert, während dagegen beim Zurückschalten das Einschalten des neu einzuschaltenden Magnetventils verzögert wird, wodurch eine Einschaltunterbrechung (oiler mit anderen Worten eine negative Einschaltüberschneidung) erzielt wird. Es wird also nunmehr der Nachteil der bekannten elektrohydraulischen Schalteinrichtung vermieden, bei der sich sowohl beim Hoch- als auch beim Zurückschalten eine Einschaltunterbrechung ergibt

Die unterschiedlichen Größen der Verzögerungszei- r> ten werden erzielt mit nur einem einzigen Kondensator und mit zwei dem Kondensator zugeordneten Widerständen, die unterschiedliche Ohmzahlen aufweisen. Hierbei wird dadurch, daß jedem der beiden Widerstände eine Diode zugeordnet ist und diese beiden Dioden entgegengesetzte Polung aufweisen, in geschickter Weise erreicht, daß beim einen Schaltvorgang das Entladen des Kondensators und beim anderen Schaltvorgang das Aufladen des Kondensators zeitbestimmend ist Die im Anspruch 1 enthaltene Aufgabe, wonach die beiden Widerstände zueinander parallel liegen, ist nicht allein so zu verstehen, daß unmittelbar vor und hinter den Widerständen einschließlich der Dioden zwei gemeinsame Verknüpfungspunkte vorgesehen werden müssen. Vielmehr sind auch hiervon so abweichende Anordnungen denkbar. Entscheidend ist aber, daß stets beim Aufladen des Kondensators der eine Widerstand und beim Entladen des Kondensators der andere Widerstand zeitbestimmend wirksam ist.

Durch die vorbeschriebene Gestaltung des elektroni- τ> sehen Schaltgliedes ist die gesamte elektrohydraulische Schalteinrichtung — im Vergleich zu der bekannten Ausführung nach der GB-PS 13 11 771 - wesentlich einfacher, indem das elektronische Schaltglied mit dem darin integrierten Zeitschaltglied unmittelbar das Ein- mi und Ausschalten der elektromagnetischen Schaltventile steuern kann. Darüber hinaus sind die obengenannten Nachteile hinsichtlich der Wirkung der bekannten Bauweise vermieden.

Im Vergleich zu der bekannten rein hydraulischen h*> Schalteinrichtung (ATZ /971, S. 161-169) wird der Vorteil erzielt, daß ein nachträgliches Ändern der Überschneidungszeit ohr s besonderen Aufwand durch Ändern der Ohmzahl des betreffenden Widerstandes möglich ist, und daß die Überschneidungszeiten viel weniger oder überhaupt nicht mehr durch Viskositätsschwankungen des Hydrauliköles verändert werden. Insgesamt können dadurch Schaltstöße mit viel größerer Sicherheit vermieden werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Darin zeigt

Fig. 1 einen prinzipiellen Schaltplan der elektrohydraulischen Schalteinrichtung,

Fig.2 einen Schaltplan eines einer Schaltstufe (Wechsel von Gang 2 nach Gang 3 und zurück) zugeordneten elektronischen Schaltgliedes und

Fig.3 ein Diagramm der Einschaltüberschneidung bzw. Einschaltunterbrechung.

In F i g. I ist mit 1 eine Schaltzentrale bezeichnet, der einerseits über die Leitungen V, O, vid R die Befehle Vorwärts, Rückwärts oder Leerlauf eingegeben werden. Über eine Leitung 3 wird der Schaltzentrale 1 außerdem ein der Getriebeausgangsdrehzahl entsprechendes Signal m eingegeben. Die Motorbelastung Λ/wiid der Schaltzf/itrale 1 über eine Leitung 4 mitgeteilt die mit ihrem anderen Ende an den Mittelabgriff eines Potentiometers 5 angeschlossen ist der mit dem Fahrpedal 6 verbunden ist und von diesem beeinflußt wird. Die Schaltzentrale 1 hat zwei verschiedenartige Ausgänge 7 und 8. Die Ausgänge 7 führen zu monostabilen Multivibratoren 9,10, 11 und 12, die eine Druckabsenkung des Schaltmediums während der einzelnen Schaltvorgänge bewirke» und dazu an ein Ventil 13 angeschlossen sind, das während des Schaltens einen Teil des von einer Pumpe 14 erzeugten Druckes ableitet Die Ausgänge 8 sind dagegen mit Magnetspulen 15, 16 von zum Einschalten der einzelnen Gänge vorgesehenen Ventilen 15', 16' verbunden.

Beim Hochschalten, d. h. beim Schalten von Gang 1 nach Gang 2 bzw. von Gang 2 nach Gang 3 soll gemäß der Erfindung eine Einschaltüberschneidung vorgesehen werden. Beim Zurückschalten in einen niedrigeren Gang soll dagegen eine Einschaltunterbrechung eintreten. In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausfühiungsbeispiel für einen Gangwechsel von Gang 2 nach Gang 3 und zurück dargestellt

Das in F i g. 2 dargestellte, in der Schaltzentrale 1 angeordnete elektronische Schaltglied liegt mit seinen Leitungen 21 und 22 an der Batteriespannung Ub- Über einen Spannungsteiler (Widerstände 23 und 24) wird eine Spannung Ul gewonnen, die dem einen Eingang E+ einer Verstärkerstufe 25 eingegeben wird. Am A-isgLiig A dieser Verstärkerstufe 25 liegt über einen weiteren Spannungsteiler (Widerstände 26, 27) ein Schalttransistor 71, an den seinerseits die Magnetspule 16 angeschlossen ist zu der eine Diode 28 parallel liegt Am Eingang E- der Verstärkerstufe 25 liegt eine Spannung t/v an, die aus der Getnebeausgangsdrehzahl n₂ (Leitung 3) und der Motorbelastung M (Leitung 4) gewonnen wird. An den Ausgang A der Verstärkerstufe 25 ist eine Leitung 29 angeschlossen, die zwei parallel zueinander liegende Zweige aufweist, in denen jeweils eine Diode 30 bzw. 31 und ein Widerstand 32 bzw. 33 hintereinandergesclHtet sind. Hinter diesen parallelen Zweigen ist in der Leitung 29 ein Kundensator C angeordnet an dem die Spannung Ur anliegt Die beiden Dioden 30 und 31 sind in entgegengesetzter Richtung gepolt. An die Leitung 29 ist zwischen dem Kondensator C und den beiden parallelen Zweigen ein

Widerstand 34 angeschlossen, dessen anderes Ende am Eingang E- einer weiteren Verstärkerstufe 35 liegt. Aus zwei Widerständen 36 und 37 ist ein Spannungsteiler gebildet, dessen Teilspannung t/r dem Eingang E+ der Verstärkerstufe 35 eingegeben wird. Am Ausgang B der Verstärkerstufe 35 liegt über einen Spannungsteiler (Widerstände 38 und 39) ein weiterer Schalttransistor T₂, an den die Magnetspule 15 angeschlossen ist, zu der ein« Diode 40 parallel geschaltet ist.

Solange Ui größer ist als Uv, ist der Transistor 71 gesperrt und die Magnetspule 16 ausgeschaltet. Gleichzeitig ist lh größer als U₁, so daß der Transistor T": durchgeschaltet und damit die Magnetspule 15 (Gang 2) eingeschaltet ist. Steigt nun aufgrund der steigenden Drehzahl ni die Spannung /Λ an, so wird der Punkt I in Fi g. 3 erreicht, von dem ab die Spannung Uv größer ist als die Spannung Ui. Beim Überschreiten Hieses Punktes wird der Transistor Ti eingeschaltet und der Kondensator Centlädt sich über den Widerstand 33 und die Diode 31. Die Spannung U₍ am Kondensator sinkt nach einer e-Funktion ab und unterschreitet im Zeitpunkt Il den Wert der Spannung Ut- In diesem Moment wird der Transistor Tj gesperrt, so daß die Spule 15 abfällt. Die sich zwischen den Zeitpunkten I und Il ergebende Zeit der Einsdidltüberschneidung errechnet sich nach folgender Beziehung:

/. „ - R,, -C In

V₁ '

; Fällt die Spannung Uy wieder ab, so unterschreitet si« im Punkt III die Spannung Ui, wodurch der Transistoi Γι gesperrt und die Magnetspule 16 ausgeschaltet wird Gleichzeitig lädt sich der Kondensator C über der Widerstand 32 und die Diode 30 auf. Dio Spannung U,

i" steigt dabei wieder nach einer c-Funktion an. Im Punk IV überschreitet die Spannung Ur die Spannung U) wodurch der Transistor Ti eingeschaltet wird. Die Zei der F.inschaltunterbrechung beim Herunterschaltet errechnet sich nach der Beziehung:

f „ = R₁₂CIn ^t( .
(.·< - ι,

Der Wen des Kondensators ist für die tinschaitüber schneidung und die Einschaltunterbrechung imme

.»(ι gleich. Au<-h 'ie Spannungen £Λ und Uj verändern siel nicht, so daß für die Zeiten ausschließlich die Werte de Widerstände 32 und 33 maßgebend sind. Diesi Widerstünde können entsprechend den Erfordernissei ausgewählt werden oder es können einstellbar!

j-, Widerstände vorgesehen sein.

Hicr/u 2 lihiil

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrohydraulische Schalteinrichtung für ein Lastschaltgetriebe, das insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen bestimmt ist und druckmittelbeaufschlagbare, zum Einschalten der einzelnen Gänge dienende Reibungsvorrichtungen (Reibungskupplungen oder Reibungsbremsen) aufweist, wobei das Umschalten von einem Gang in einen anderen durch Lösen einer bisher beaufschlagten und durch Einrücken einer anderen Reibungsvorrichtung erfolgt, indem die Druckmittelzufuhr zu jeder Reibungsvorrichtung mittels elektromagnetischer Schaltventile ein- bzw. ausgeschaltet wird, wobei die Schalteinrichtung für je zwei an den Umschaltvorgängen zwischen zwei benachbarten Gängen beteiligte Magnetventile ein elektronisches Schaltglied aufweist, das in Abhängigkeit von der Belastung des das Getriebe antreibenden Motors und von der Getriebeausgangsdrehzahl ein erstes, das Einschalten des einen Magnetventils auslösendes Signal und ein zweites, das Ausschalten des anderen Magnetventils auslösendes Signal oder die umgekehrten Signale abgibt, und wobei ferner ein elektronisches Zeitschaltglied, ein sogenanntes ÄC-Glied, vorgesehen ist zum Verzögern der Wirksamkeit eines der Signale, dadurch gekennzeichnet, daß ein derartiges elektronisches Zeitschaltglied (C, 30 bis 13) innerhalb aes elektronischen Schaltgliedes (25, 26, 27, Γι, 38, 39, T₂) vorgesehen ist und daß das Zeitschaltglied außer eintm Kondensator (C) zwei zueinander parallelliegende Wie :rstände (32, 33) umfaßt, die mit jeweils einer Diode (30,31) in Reihe liegen, deren Polung entgegengesetzt ist, so daß der eine Widerstand (32) nur beim Aufladen und der andere Widerstand (33) nur beim Entladen des Kondensators (C) wirksam ist.

2. Elektrohydraulische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Zeitschaltglied (C, 30 bis 33) der invertierende Eingang (E-) einer als Spannungsvergleicher ausgebildeten Verstärkerstufe (35) angeschlossen ist, deren Ausgang (B) das verzögerte Signal abgibt und an deren nichtinvertierenden Eingang (E+) eine willkürlich wählbare Spannung (Ut) anliegt.