DE2361474B2 - Steuereinrichtung zum Synchronisieren eines Schaltgetriebes - Google Patents

Description

Bei einer aus der FR-PS 13 37 316 bekannten Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs wird mit Hilfe eines Drucktasten aufweisenden Handwählers ein einer gewünschten Getriebestellung entsprechendes elektrisches Signal an die beiden Drehzahlgeber gegeben, die die nach Maßgabe der Drehzahlen der Hauptwelle und der Vorgelegewelle erzeugten elektrischen Signale nach Maßgabe der gewünschten Getriebestellung modifizieren. Diese modifizierten Ausgangssignale der Drehzahlgeber werden nach Umwandlung in einem Frequenz-Spannungs-Wandler auf ein elektrisches Steuergerät gegeben, das einen Vergleicher aufweisen muß, der je nach dein Vergleichsergebnis eine Betätigungseinrichtung zum Beschleunigen oder Verzögern des Motors und damit auch zum Beschleunigen oder Verzögern der Vorgelegewelle oder aber eine Betätigungseinrichtung zum Einrücken des jeweiligen Getriebezahnrades ansteuert.

Aus der FR-PS 83 460 ist eine ähnliche Steuereinrichtung zum Synchronisieren eines Schaltgetriebes bekannt, bei der der Hauptwellen-Drehzahlgeber nach Maßgabe der gewählten Schaltstellung hinsichtlich der Größe seines abgegebenen Ausgangssignals beeinflußt wird. Die Ausgangssignale beider Drehzahlgeber werden parallel an zwei Vergleicher gegeben, die jeweils mit ihren Ausgangssignalen Elektromagnet ansteuern, die ihrerseits wiederum eine Bremse für die Vorgelegewelle und eine Blockiervorrichtung für das Schaltgetriebe betätigen. Die beiden Vergleicher weisen Transistoren und Widerstände in Reihe auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, daß der Vergleicher zur Verkürzung der Synchronisierzeit ein die Betätigungseinrichtung richtig ansteuerndes Ausgangssignal unter Berücksichtigung der jeweils gewünschten Getriebestellung sofort abgibt.

Da die Drehzahl der Vorgelegewelle bzw. die eines fest auf ihr sitzenden Obersetzungszahnrades immer größer ist als die eines mit diesem Übersetzungszahnrad in Eingriff befindlichen Abtriebsrades ist, ergibt sich ein Obertragungsverhältnis mit einem numerischen Wert kleiner als 1, so daß für die einzelnen Obersetzungsverhältnisse, die den einzelnen gewünschten Getriebestellungen entsprechen, nur ein geeigneter Faktor gewählt werden muß, mit dem das der Drehzahl der Vorgelegewelle entsprechende Spannungssignal unterteilt wird. Ist diese Spannung gleich der die Drehzahl der Hauptwelle angebenden Spannung, so hat die Vorgelegewelle gerade eine solche Drehzahl, wie sie dem durch die jeweilige gewählte Getriebestellung bestimmten Abtriebszahnrad auf der Hauptwelle zugeordnet ist Die Unterteilung der die Drehzahl der Vorgelegewelle angebenden Spannung durch unterschiedliche Faktoren ist erfindungsgemäß mit Hilfe einer einfachen Reihenschaltung aus Ohm'schen Widerständen und Transistoren schaltungstechnisch sehr einfach zu erreichen, wobei der Ausgang der Rechnerschaltung wahlweise mit einem der Abgriffspunkte der Reihenschaltung zu verbinden ist. Damit steht aber ein Ausgangssignal für die Betätigungseinrichtung sofort nach Angabe der gewünschten Schaltstellung zur Verfügung, ohne daß zuvor die Drehzahlgeber entsprechend beeinflußt werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben, die ein Schaltschema der elektronischen Steuerschaltung für eine Synchronisiereinrichtung zeigt.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Steuerschaltung enthält einen Drehzahlgeber 42 für die Hauptwelle und einen Drehzahlgeber 43 für die Vorgelegewelle. Die Drehzahlgeber 42 und 43 erzeugen elektrische Signale in Form von Impulsen, deren Frequenzen den Drehzahlen der Hauptwelle 8 bzw. der Vorgelegewelle 9 entsprechen. Ein Digital-Analog-Wandler bzw. ein Frequenz-Spannungs-Wandler 32 wandelt die drehzahlabhängigen Signale für die Hauptwelle und die Vorgelegewelle in Analog- oder Spannungssignale um. Das umgewandelte Drehzahlsignal der Hauptwelle wird direkt an einen Vergleicher 37 gegeben, während das der Vorgelegewelle an einer Rechnerschaltung mit einem aus Widerständen R1 bis R 5 gebildeten Spannungsteiler, Transistoren 33 bis 36 so und einer nicht gezeigten Schalteinrichtung gelegt wird. Die Rechnerschaltung erzeugt ein drehzahlabhängiges Analog- oder Spannungssignal, welches an den Vergleicher 37 gegeben wird. Der Vergleicher 37 erzeugt ein erstes Betätigungssignal (+15V), ein Nullsignal (OV) oder ein zweites Betätigungssignal (-15V), je nachdem, ob das Drehzahlsignal für die Vorgelegewelle und damit für die Abtriebsräder größer als das Drehzahlsignal für die Hauptwelle, diesem gleich oder schwächer als dieses ist. Ein auf die Synchronisiereinrichtung wirkendes, hier nicht dargestelltes Betätigungsventil ist mittels des ersten und des zweiten Betätigungssignals betätigbar, um die Drehzahl der Vorgelegewelle 9 zu verringern oder zu erhöhen.

Der Zweck einer solchen Synchronisiereinrichtung

besteht darin, die Hauptwelle und ein mittels einer

Schaltmuffe antriebsübertragend damit zu verbindendes Abtriebsrad vor dem vollen Eingriff auf gleiche Drehzahl zu bringen, um so daß Ratschen beim Schalten

und gegebenenfalls Beschädigungen der Klauen zu verhindern. Bei einem ersten Übertragungsverhältnis, dem ersten Gang, in welchem ein erstes Abtriebsrad ,-intriebsübertragend mit der Hauptwelle verbunden ist, hat die Vorgeiegewelle relativ zur Hauptwelle die höchste Drehzahl. Ein wesentlicher Gedanke der neuen Steuereinrichtung beruht darauf, daß sich die Drehzahlen der Abtriebsräder durch Multiplizieren der Drehzahl der Vorgelegewelle mit dem jeweiligen Übertragungsverhältnis zwischen den Übersetzungsrädern und den zugeordneten Abtriebsrädern berechnen lassen. Da die Drehzahl /ier Vorgelegewelle bzw. die eines fest daran sitzenden Übersetzungsrades immer größer ist als die eines mit diesem in Eingriff befindlichen Abtriebsrades, hat das als Multiplikator verwendete Übertragungsverhältnis immer einen numerischen Wert von weniger als eins. Dieser Umstand findet Anwendung für die gezeigte Rechnerschaltung. Die Widerstände sind so gewählt, daß der numerische Wert von

RS

Richtung zum Einlegen des jeweils gewünschten Getriebegangs wahlweise geschlossen werden, so daß die Rechnerschaltung ein dem einzulegenden Gang entsprechendes Signal zugeführt erhält, welches das als

Multiplikator anzuwendende Übertragungsverhältnis angibt Sobald dann .die Drehzahl des gewählten Abtrietsrades mit der der Hauptwelle synchronisiert ist, wird eine nicht gezeigte elektromagnetische Sperre zurückgezogen und der Fahrer kann den betreffenden

ίο Gang einlegen.

3m folgenden sind einige Beispiele für die Wirkungsweise der Rechnerschaltung erläutert

1. Aufwärtsschalten
vom ersten in den zweiten Gang

Rl + R2 + R3 + R4 + RS

gleich dem numerischen Wert des Übertragungsverhältnisses zwischen dem ersten Übersetzungsgrad und dem ersten Abtriebsrad ist Die Ausgangsspannung des Spannungsteilers zwischen den Widerständen RA und R 5 ist also analog der Drehzahl des ersten Abtriebsrades. In entsprechender Weise lassen sich den Drehzahlen der anderen Abtriebsräder sowie des angetriebenen Zahnrads analoge Spannungen an entsprechenden Stellen des Spannungsteilers abnehmen.

Ist dabei die Drehzahl eines zu schaltenden Abtriebsrades höher als die der Hauptwelle, so übertrifft die Größe des von der Rechnerschaltung erzeugten Drehzahlsignals die des Drehzahlsignals die Hauptwelle, so daß der Vergleicher 37 das erste Betätigungssignal erzeugt und dem Betätigungsventil zuleitet. Dadurch wird die Vorgelegewelle abgebremst

Sobald sich die Drehzahl des zu schaltenden Abtriebsrades auf die der Hauptwelle verringert hat, haben die Drehzahlsignale für die Vorgelegewelle bzw. das betreffende Abtriebsrad und für die Hauptwelle die gleiche Größe, so daß der Vergleicher 37 nun ein Nullsignal abgibt. Jetzt kann der Fahrer den gewünschten Gang mühelos einlegen. Ist die Drehzahl eines zu schaltenden Abtriebsrades kleiner als die der Hauptwelle, so erfolgt eine der vorstehend beschriebenen im wesentlichen entgegengesetzte Betätigung der Synchronisiereinrichtung. In diesem Falle wird die Vorgelegewelle beschleunigt. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist dabei, daß die Vorgelegewelle beim ersten Übertragungsverhältnis, d.h. im ersten Gang, ihre höchste Drehzahl relativ zur Hauptwelle hat. Die Steuereinrichtung hat vier jeweils mit der Basis eines der Transistoren 33 bis 36 verbundene, hier nicht gezeigte Schalter entsprechend dem ersten bis vierten Getriebegang und einen an den Emittern aller Transistoren angeschlossenen, hier ebenfalls nicht gezeigten Schalter für die Leerlaufstelluug. An der anderen Seite sind die Schalter an einer nicht gezeigten Batterie angeschlossen. Wird einer der den Getriebegängen entsprechenden Schalter geschlossen, so wird der zugeordnete Transistor leitend und verbindet den entsprechenden Punkt des Spannungsteilers mit dem Eingang des Vergleichers 37. Die Schalter sind so angeordnet, daß sie bei einer geringfügigen Bewegung des Schalthebels aus der Leerlaufstellung in die Im ersten Gang ist das erste Abtriebsrad antriebsübertragend mit der Hauptwelle verbunden und das drehzahlabhängige Ausgangssignal der Rechnerschaltung ist

RS

Ri +R2 + R3 + R4 + RS

worin Va die Spannung des Drehzahlsignals für die Vorgelegewelle im ersten Gang bei einer gegebenen Fahrtgeschwindigkeit ist da in diesem Falle der Transistor 33 leitet

Da das Übertragungsverhältnis zwischen dem angetriebenen Zahnrad und dem Antriebsrad der Einfachheit halber gleich eins angenommen wurde, ist die Drehzahl der Eingangswelle gleich der der Vorgelegewelle. Ein Übertragungsverhältnis mit einem anderen Wert als

eins ließe sich jedoch ohne Schwierigkeit durch Einführen eines konstanten Multiplikators berücksichtigen.

Wird die antriebsübertragende Verbindung zwischen dem ersten Abtriebsrad und der Hauptwelle gelöst, um in den zweiten Gang zu schalten, dann wird der Transistor 34 durch Betätigung des entsprechenden Schalters leitend, so daß nun eine Drehzahlsignalspannung

R4 + RS

Rl + Rl + R3 + R4 + RS

für die Vorgelegewelle bzw. die Abtriebsräder erscheint, so welcher höher ist als die bisherige Spannung.

Vor Beginn des Schaltvorgangs hatte das Drehzahlsignal für die Vorgelegewelle die gleiche Größe wie jenes für die Hauptweite, da der Faktor

R5

Rl + Rl + R3 + R4 + RS

gleich dem Übertragungsverhältnis zwischen dem ersten Übersetzungsgrad und dem ersten Abtriebsrad ist. An dem Vergleicher erschien daher das Ausgangssignal OV. Nach dem Einleiten des Schaltvorgangs ist die Drehzahlsignalspnnnung für die Vorgelegewelle jedoch höher als jene für die Hauptwelle, so daß der Ver<?leicher 37 das Ausgangssignal +15V abgibt, um die Vorgelegewelle und damit das Abtriebsrad abzubremsen. Nach dem Ausgleich der Drehzahlen läßt sich dann der Schaltvorgang ausführen.

2. Abwärtsschalten vom dritten in den zweiten Gang

Im dritten Gang ist die Drehzahlsignalspannung für die Vorgelegewelle bei einer gegebenen Fahrgeschwindigkeit gleich

' R3 + R4 + RS

Rl + Rl + R3 + R4 + RS ^c3

da nun der Transistor 35 leitend ist. Zum Schalten in den zweiten Gang wird zunächst die antriebsübertragende Verbindung zwischen dem dritten Abtriebsrad und der Hauptwelle gelöst, worauf der Transistor 34 durch Betätigung des entsprechenden Schalters leitend wird, so daß eine Drehzahlsignalspannung RA+ RS

R\ + Rl + R3 + R4 + RS

η 3

erscheint. Während die erstere Drehzahlsignalspannung für die Vorgelegewelle gleich jener für die Hauptwelle war, so daß an dem Vergleicher das Ausgangssignal 0 \ erschein, ist nun die letztere Signalspannung für dk Vorgelegewelle niedriger als die für die Hauptwelle

Der Vergleicher 37 gibt daher das Ausgangssigna -15 V, um die Vorgelege welle und damit das zweiti Abtriebsrad zu beschleunigen, bis dessen Drehzah gleich der Hauptwelle ist Darauf wird dann de Schalthebel freigegeben, so daß der Fahrer dei

Schaitvorgang ausführen kann. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung zum Synchronisieren eines eine Hauptwelle und eine Vorgelegewelle aufweisenden Schaltgetriebe mit einem ein die Drehzahl der Hauptwelle angebendes elektrisches Signal (Frequenz) erzeugenden Hauptwellen-Drehzahlgeber und einem ein die Drehzahl der Vorgelegewelle angebendes elektrisches Signal (Frequenz) erzeugenden Vorgelegewellen-Drehzahlgeber, einem Frequenz-Spannungswandler zum Umformen der beiden Signale (Frequenz) in zwei analoge Spannungssignale, einem Vergleicher zum Vergleichen der beiden Spannungssignale und einer Betätigungseinrichtung zum Beschleunigen oder Verzögern der Vorgelegewelle, sowie einer Rechnerschaltung zum Teilen des eine Drehzahl angebenden Signals durch einen von mehreren, jeweils einer gewählten Stellung des Getriebeschalthebels zugeordneten Faktoren aus einer Reihenschaltung von Widerständen und elektronischen Elementen, die den Ausgang der Rechnerschaltung mit einem Abgriffspunkt der Reihenschaltung nach Maßgabe der Stellung des Getriebeschalthebels verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (R "I bis RS, 33 bis 36) zum Teilen des die Drehzahl der Vorgelegewelle angebenden Spannungssignals zwischen den Vergleicher (37) und den Frequenz-Spannungswandler (32) geschaltet ist und als elektronische Elemente Schalttransistoren (33 bis 3fr) aufweist