DE2447950A1

DE2447950A1 - Automatisches getriebe

Info

Publication number: DE2447950A1
Application number: DE19742447950
Authority: DE
Inventors: Eugene Ralph Braun; Elmer Aaron Richards
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1974-10-08
Publication date: 1975-04-17
Also published as: JPS5819901B2; IT1022251B; FR2246778A1; GB1481837A; DE2447950C2; US3885447A; GB1481836A; FR2246778B1; JPS5082733A

Description

Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Roger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

4. Oktober 1974 Telefon

Stuttgart (0711) 35 65 39

PA 130 rüha 35 9619

Telex 07256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation» 100 Erleview Plaza, Cleveland, Ohio 44114

USA

Automatisches Getriebe

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe
für Fahrzeuge, welches mit Steuereinrichtungen ausgerüstet ist.

Die Anwendung von automatischen Getrieben, insbesondere bei Schwerlastfahrzeugen,wie Lastkraftwagen,
hat seit über 4O Jahren verglichen mit handbetätigten Getrieben eine ständig wachsende Bedeutung erlangt,
aber immer noch besteht die Möglichkeit und die Notwendigkeit zur Verbesserung bzw. zur Ausmerzung
bestehender Nachteile.

Wie allgemein bekannt, bestehen die Vorteile des automatischen Getriebes für Lastkraftwagen u. a. gerade
darin, daß der Fahrer minimal belastet wird
und daß die Umschaltung stets unter optimalen Verhältnissen und schnell vor sich geht.

Andererseits bestehen bei vollautomatischen Getrieben auch bestimmte Nachteile. So schaltet das Getriebe
auch bei nur kurzzeitigen Belastungsänderungeji.
Als Beispiele seien kleine Steigungen oder kurze
Gegenwind stoße genannt, bei denen man eigentlich einer.

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kurzen Abfall der Motordrehzahl zulassen kann. Ebenso können beim Bergauffahren kurze Flachstücke der Straße ein Aufwärtsschalten verursachen, obwohl kurz darauf wieder zurückgeschaltet werden muß.

Wenn man solche unnützen Umschaltungen vermeiden könnte, so würde dies eine nicht unerhebliche Belastungsverminderung für das Getriebe und damit eine Verlängerung der Lebensdauer bedeuten.

Ein weiteres Problem bei vollautomatischen Getrieben besteht darin, daß ein automatisches Herunterschalten nur bei einer Geschwindigkeit erlaubt ist, die etwas unterhalb derjenigen liegt, die beim entsprechenden Heraufschalten erforderlich ist. Diese Abweichung hat zur Folge, daß zumindest ein Umschaltvorgang notwendigerweise abweichend vom eigentlichen Leistungsmaximum des Motors stattfindet.

Dieses Problem ist bereits seit langer Zeit bekannt und man hat für den dadurch verursachten Leistungsverlust den Ausdruck "Hysterese" gewählt. Dieser Nachteil summiert sich zu den bereits genannten Nachteilen.

Ein rein handbetätigtes Getriebe,mit dem sich die erwähnten Nachteile vermeiden lassen, erfordert aber hinsichtlich des Fahrers einen höheren Grad an Ausbildung und Gewissenhaftigkeit, als allgemein vorhanden ist.

Daher besteht das dringende Bedürfnis, das Schalten selbst automatisch zu steuern, die Einleitung des Schaltens aber durch den Fahrer einstellen zu können.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der hier vorliegenden Erfindung ein automatisches Getriebe vorgeschlagen, bei dem das Getriebe in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen schaltbar ist, daß geschwindigkeitsabhängige Schalteinrichtungen vorgesehen sind, v/elche in zweifacher Weise wirken, und zwar so, daß bei der ersten Betriebsart nur ein Umschalten des Getriebes im Sinne eines HeraufSchaltens möglich ist und bei der zweiten Betriebsart nur ein Herunterschalten möglich ist und dem Fahrer eine Steuereinrichtung zur Bestimmung der Betriebsart zugeordnet ist.

Eine solche Lösung hat den Vorteil, daß die Hystereseverluste merkli,ch vermindert, wenn nicht gar ganz vermieden werden, daß die Häufigkeit der Schaltvorgänge den tatsächlichen Belastungen angepasst werden kann und nicht von zufälligen kurzen Störungen beeinflusst wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die dem Fahrer zugeordnete Steuereinrichtung eine neutrale Stellung aufweist, durch welche das mehrstufige Getriebe in neutrale oder Leerlaufstellung .verbringbar ist.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mittels der dem Fahrer zugeordneten Steuereinrichtung der Bereich für das automatische Umschalten einstellbar ist. Dies bedeutet, daß der Fahrer auch den Umschaltebereich in optimaler Weise festlegen kann.

Die Erfindung besteht aus einer Kombination aus einem von Hand einstellbaren Geschwindigkeitsbereichswähler

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und einer geschwindigkeitsabhängigen, automatischen Steuerung des Umschaltevorganges. Dabei ist vorgesehen, daß die Umschaltung nur in einem vom Fahrer gewählten Umfang geschieht.

Startet man nun ein Fahrzeug mit fünf Gängen, so wählt der Fahrer z.B. die Höchstgeschwindigkeit bzw. den fünften Gang. Danach schaltet das Getriebe mit zunehmender Geschwindigkeit herauf bis zur entsprechenden Geschwindigkeit. Lassen aber die Straßenverhältnisse dies nicht ganz zu, so bleibt das Getriebe z.B. im vierten Gang. Werden die Straßenverhältnisse noch schlechter, so wird verhindert, daß das Getriebe automatisch zurückschaltet. Daher wird im Hinblick auf kleine Störungen, wie z.B. Steigungen oder Gegenwindböen, nur dann umgeschaltet, wenn der Fahrer dies einstellt; dabei stellt der Fahrer den Bereich fest ein, in dem z.B. ein Herunterschalten erlaubt ist. Das gilt auch für das Heraufschalten bei Gefällstrecken,

Auf diese Weise behält der Fahrer die volle Kontrolle über den genutzten Getriebebereich und gleichzeitig bestimmt das Getriebe den besten Schaltzeitpunkt.

Dies wird wie nachstehend dargelegt mit einem Minimum an Aufwand für die Steuerung erreicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entnommen werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Getriebes,

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei verschiedenen Gängen,

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Fig. 3 dient der Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem durch entsprechende Erzeuger erzeugenden Steuerdrucks und der Geschwindigkeit,

Fig. 4 zeigt einen'Schaltungsausschnitt der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 zeigt einen weiteren Schaltungsausschnitt der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung

Da alle Einzelteile für die erfindungsgemäße Getriebesteuerung bekannt und erhältlich sind, genügt es, diese Teile nur schematisch darzustellen. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem im Zusammenhang mit der Erfindung dargestellten Getriebe um einen bekannten Typ handelt, bei dem dsa Schalten durch entsprechendes Einrücken von Reibkupplungen erreicht wird. Solche Getriebe sind allgemein bekannt und bedürfen keiner detaillierten Beschreibung. Im übrigen wird es für ausreichend erachtet, wenn die Zeichnung nur die Teile zeigt, mit denen das Einrücken der Kupplung bewirkt wird. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Getriebes ist in der US-PS 2 648 992 gezeigt. Allerdings können in gleicher Weise auch andere Getriebe verwendet werden. Beispielsweise kann auch ein Getriebe mit Klauenkupplungen mit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ausgerüstet sein, obwohl in diesem Fall eine entsprechende Synchronisiereinrichtung vorgesehen werden müsste. Weiterhin wird zur Vereinfachung angenommen, daß das Getriebe nur drei Vorwärtsgänge hat, was zur Verdeutlichung der Erfindung ausreicht. Trotzdem"sei darauf hingewiesen, daß eine Ausdehnung auf eine gewünschte Zahl von Gängen möglich ist und daß

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solche von jedem Fachmann leicht ausgeführt werden können. Die Beschränkung auf drei Gänge dient also nur der Vereinfachung und soll nicht im einschränkenden Sinn verstanden werden.

In Fig. 1 ist eine übersichtsmässige Darstellung der Anordnung gezeigt. Eine von Hand einstellbare Wählhebelanordnung 1 stellt eine der beiden Steuereingaben für die entsprechende Schalteinrichtung 2 dar, die nachfolgend beschrieben wird. Das Ausgangssignal der Schalteinrichtung 2 betätigt eines von mehreren Gangwählventilen in einer entsprechenden Gangventilanordnung 3. Das Ausgangssignal der entsprechenden Gangwählventilanordnung 3 wird dem Getriebe zur Betätigung einiger · das Übersetzungsverhältnis bestimmenden Kupplungen zugeführt. Das Ausgangssignal des Getriebes oder ein anderes, der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionales Signal wird dann zu einer die Geschwindigkeit oder Drehzahl auswertenden Einrichtung 6 geleitet, deren Ausgang mit der Schalteinrichtung 2 verbunden ist.

Es ergibt sich also, daß der Bereich, in dem die die Geschwindigkeit oder Drehzahl auswertende Einrichtung wirksam ist, durch die von Hand eingestellte Wählhebelanordnung bestimmt ist; in diesem Bereich wird die Schalteinrichtung 2 von der nachfolgend kurz Drehzahlgeber 6 genannten Einrichtung gesteuert und damit auch das Schalten des Getriebes.

In Fig. 2 ist zur Erläuterung ein Diagramm mit dem typischen Bild der Abhängigkeit zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit, hier in Meilen pro Stunde, und der Motordrehzahl gemessen in Umdrehungen pro Minute gezeigt.

Der Geschwindigkeitsbereich S1 im ersten Gang erstreckt sich vom Stillstand bis zu einer Geschwindigkeit von z.B. 26 mph (Meilen/Stunde), wobei diese Geschwindigkeit ein wenig geringer ist als es die Höchstdrehzahl

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des Motors eigentlich zulassen würde; der zweite Bereich S 2 schließt sich an den ersten Bereich S1an und reicht bis etwa 39,5 mph, eine Geschwindigkeit, die wiederum etwas unter dem bei Höchstdrehzahl des Motors im zweiten Gang erreichbaren Wert liegt. Der dritte Bereich S 3 beginnt am Ende des Bereiches S2 und reicht bis zur erreichbaren Höchstgeschwindigkeit bei 60 mph, wobei im dritten Gang der Motor auf Höchstdrehzahl läuft. .Diese BetriebsverhSltnisse . . ._. werden den nachfolgenden Ausführungen zugrundegelegt.

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer von ihr abhängigen Größe, insbesondere dem erzeugten Druck in einer Druckflüssigkeit, z.B. Öl, wobei eine Pumpe oder ein anderer Druckerzeuger in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes betrieben wird. Diese Darstellung steht auch in Beziehung zu der Energiezufuhr zu bestimmten druckabhängigen Einrichtungen durch Steuerrelais im Getriebesteuersystem (P_n, P., P_n und P-.)

In Fig. 4 ist ein passendes System gezeigt, nach dem die die Fahrzeuggeschwindigkeit erfassenden Geschwindigkeitsqeber mit den zugeordneten Relais zur Steuerung des Getriebesteuerkreises verbunden sind.

Zwischen den beiden einander zugeordneten Sammelschienen 14 und 32 liegt eine bestimmte Spannung P. Ein druckabhängiger Schalter PS-A wird erregt und geschlossen, sobald der erzeugte Druck gemäß Fig. 3 in den Bereich von Null bis P_A fällt, was dem zugehörigen Geschwindigkeitsbereich S-1 im ersten Gang entspricht. Dieser Schalter PS-A ist mit derWicklung des ersten Geschwindigkeitsrelais SL-1 verbunden und von dort weiter zu der Sammelschiene 32, Ein druckabhängiger Schalter PS-B wird erregt und geschlossen, sobald der von der Geschwindigkeit abhängige"Druck

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im Bereich zwischen Null und P_n liegt, wobei die Verbindung von der Sammelschine 14 über die Wicklung des zweiten Geschwindigkeitsrelais B zu der Sammelschiene 32 verläuft.

Eine entsprechende Leitung verbindet die Sammelscheine 14 mit einer Seite eines normalerv/eise offenen Kontaktes BC-1 des Relais B; von dort besteht eine weitere Verbindung zu dem normalerweise geschlossenen Kontakt AC des Relais SL-1 und weiter über die Wicklung eines weiteren Steuerrelais SL-2 zu der Sammelschiene 32.

Eine weitere Verbindung besteht zwischen der Sammelschiene 14, über ein Paar geschlossene Kontakte BC-2 des Relais B und die Wicklung eines dritten Geschwindigkeitsrelais SL-3, und der Sammelschiene 32. Also wird die Wicklung des Relais SL-1 in dieser Anordnung durch Schließen des Schalters PS-A erregt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen Null und 26 mph liegt. Damit ist der erste Geschwindigkeitsbereich des Steuersystems festgelegt. Das Schließen des Schalters PS-B zwischen Null und 39,5 mph führt zur Erregung der Wicklung des Relais B, so daß in diesem Bereich die Kontakte BC-1 geschlossen sind. Da der Schalter PS-A oberhalb von 26 mph öffnet und damit die Kontakte AC geschlossen werden, wird die Wicklung des Relais SL-2 zwischen 26 mph und 39,5 mph erregt; damit ist der zweite Geschwindigkeitsbereich festgelegt. Oberhalb von 39,5 mph werden die Relaiswicklung B abgeschaltet und die Kontakte BC-2 geschlossen, dadurch wird das Relais SL-3 oberhalb von 39,5 mph erregt und damit ist der dritte Geschwindigkeitsbreich festgelegt.

Die Funktionen der Relais SL-1, SL-2 und SL-3 werden nachfolgend erläutert.

In Fig, 5 ist eine schematische Darstellung der WMhlschaltung gezeigt, welche die handbetätigten Wählhebelschalter 1 und die Schalteinrichtung 2 nach Fig. 1 enthält.

Wählhebel 11 besitzt ein Paar Kontaktpunkte 12 und 13, die an die Sammelschiene 14 angeschlossen sind und, wie gezeigt, mit den wählbaren Kontakten 16-21 verbunden werden können. Insbesondere kann der Kontaktpunkt 12 durch Betätigung des Wählhebels 11 auf den Rückwärtskontakt 16 oder auf den Neutralkontakt 17 eingestellt werden, wobei der Kontaktpunkt 13 in diesen Stellungen ohne Verbindung bleibt. Wenn aber der Kontaktpunkt 12 auf den Erster-Gang-Kontäkt 18 aufläuft, dann liegt der Kontaktpunkt 13 auf dem Kontakt 21. Wenn dann der Kohtaktpunkt 12 den Zweiter-Gang-Kontakt 19 und den Dritter-Gang-Kontakt 20 berührt, dann wird die Verbindung des Kontaktpunktes 13 mit dem Kontakt 21 unterbrochen.

Betrachtet man nun die Gesamteinrichtung der Steuerung, so besteht diese zunächst einmal aus den beiden Sammelschienen 14 und 32, zwischen denen die Spannung V liegt, wobei diese Spannung aus der elektrischen Anlage des Fahrzeugs gewonnen wird. Der Einfachheit halber wird hier angenommen, daß es sich bei den Sammelschienen 14 und 32 um die gleichen wie in Fig. 4 handelt, das muß aber nicht so sein.

Der Rückwärtskontakt 16 ist über einen geschwindigkeitsabhängigen Schalter 33 und einen Verbindungspunkt 38 mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt NC-1 (Ruhekontakt) eines später zu erläuternden neutralen Relais und weiter mit derWicklung R der Rückwärtsspule verbunden. Der geschwindigkeitsabhäng.ige Schalter 33 ist bei Vorwärtsgeschwindigkeiten oberhalb eines bestimmten niedrigen Viertes, z.B. 3 Meilen pro Stunde

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geöffnet, schließt aber, sobald die Vorwärtsgeschwindigkeit unter diesen Wert absinkt. Das Rückwärtsrelais besitzt ausserdem noch ein Paar von Arbeitskontakten RC-1, welche in eine Verbindung von dem Verbindungspunkt 38 zu der Sammelschiene 14 eingeschaltet sind. Das Rückwärtsrelais betätigt ausserdem noch Rückwärtskontakte RO2, die in nicht dargestellter Weise in einen Steuerkreis eingeschaltet sind, der zur Umschaltung des Getriebes in den Rückwärtsgang dient. Solche Anordnungen sind allgemein bekannt und bedürfen eigentlich keiner weiteren Erläuterung, nur beispielsweise sei erwähnt, daß bei geschlossenen Kontakten RC-2 ein Magnet-Steuer-Ventil betätigt wird, über welches Druck auf eine übliche Betätigungseinrichtung für die Reibkupplung gelangt. Diese Reibkupplung verursacht das Einrücken des Rückwärtsganges im Getriebe.

Der neutrale Kontakt 17 ist über eine Leitung 41 mit derWicklung eines neutralen Relais N verbunden, dessen Ruhekontakte NC-1, NC-2. NC-3 und NC-4 später noch beschrieben werden. Die Wicklung des neutralen Relais N ist dann mit der zweiten Sammelschiene 32 verbunden .

Der Erster-Gang-Kontakt 18 ist über einen Verbindungspunkt 51 an eine Seite des Arbeitskontaktes II C-1 eines weiter unten erläuterten, zweiten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen. Die andere Seite des Arbeitskontaktes ist über einen Verbindungspunkt 54 mit der Wicklung D eines ein * Herunterschalten anzeigendes Relais sowie weiter mittels einer Leitung 57 mit der Sammelschiene 32 verbunden. Der Verbindungspunkt 51 ist auch mit einer Seite des Arbeitskontaktes III C-1 eines weiter unten erläuterten, dritten Ge-

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schwindigkeitsrelais verbunden. Die andere Seite des ' Arbeitskontaktes IIIC-1 ist über einen Verbindungspunkt 59 an den Verbindungspunkt 54 angeschlossen.

Der Zweiter-Gang-Kontakt 19 ist über einen Verbindungspunkt 61 an eine Seite eines weiteren Arbeitskontaktes III C-2 des dritten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen, dessen andere Seite mit dem Verbindungspunkt 59 verbunden ist.

Der Verbindungspunkt 61 ist auch mit einer Seite des Arbeitskontaktes I C-1 des später beschriebenen ersten Geschwindigkeitsrelais I verbunden; die andere Seite des Kontaktes I C-I ist über einen Verbindungspunkt 73 mit einem Anschluß der Wicklung U eines ein Heraufschalten anzeigenden Relais verbunden, der zweite Anschluß der Wicklung ist über eine Leitung 76 mit der Sammelschiene 32 verbunden.

Der Dritter-Gang-Kontakt 2O ist über einen Verbindungspunkt 31 an eine Seite eines Arbeitskontaktes IC-2 des ersten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen und die andere Seite des Kontaktes ist über einen Verbindungspunkt 83 an den Verbinduhgspunkt 73 angeschaltet. Der Verbindungspunkt 81 ist ausserdem an eine Seite eines weiteren Arbeitskontaktes IIC-2 des zweiten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen, die andere Seite des Kontaktes ist mit dem Verbindungspunkt 83 verbunden.

Der zweite Erster-Gang-Kontakt 21 ist über hintereinandergeschaltete Ruhekontakte IIC-3 und IIIC-3 des zweiten bzw. dritten Geschwindigkeitsrelais an den Verbindungspunkt 88 angeschlossen. Von diesem Verbindungspunkt verläuft dann eine Verbindung über den bereits erwähnten Ruhekontakt iiC-2 und die Wicklung II des ersten Geschwindigkeit srelais zu der Sammelschiene 32.

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Eine weitere Verbindungsleitung 91 verbindet die Sammelschiene 14 mit der einen Seite eines Arbeitskontaktes IIC-4 des zweiten Geschwindigkeitsrelais, dann folgt eine Reihenschaltung aus dew Arbeitskontakt DV-1 des ein Herunterschalten anzeigenden Relais und aus dem Arbeitskontakt S1-C des Geschwindigkeitsrelaxs SL-1 zu dem Verbindungspunkt 96 und weiter zu dem Verbindungspunkt 88.

Zwischen der Sammelschiene 14 und dem Verbindungspunkt 96 besteht eine weitere Verbindung 97, in welche eine Reihenschaltung aus dem Arbeitskontakt I C-3 des ersten Geschwindigkeitsrelais I, dem Ruhekontakt II C-5 des zweiten Geschwindigkeitsrelais und dem Ruhekontakt III C-4 des dritten Geschwindigkeitsrelaxs eingeschaltet ist.

Eine Verbindung 102 führt über einen Arbeitskontakt I C-4 des ersten Geschwindigkeitsrelais und einen Arbeitskontakt UC-1 des ein Heraufschalten anzeigenden Relais zu einem Verbindungspunkt 106.Von dort verläuft die Verbindung über einen Arbeitskontakt S2-C des Geschwindigkeitsrelaxs SL-2, den Verbindungspunkt 108, einen Ruhekontakt NC-3 sowie die Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelaxs zu der Sammelschiene 32.

Eine Verbindungsleitung 111, welche die Reihenschaltung der Arbeitskontakte III C-5 der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais und DC-2 der Wicklung D des das Herunterschalten steuernden Relais enthält, ist zwischen die Sammelschiene 14 und den Verbindungspunkt 106 geschaltet.

Eine Verbindung 116 verläuft von der Sammelschiene 14 zu der einen Seite eines Ruhekontaktes I C-5 der Wicklung

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I des ersten Geschwindigkeitsrelais, die andere Kontaktseite ist mit der einen Seite des Arbeitskontaktes II C-6 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais verbunden. Dann folgt in Reihe dazu ein Ruhekontakt III C-5 der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais, der an seiner anderen Seite mit dem Verbindungspunkt 108 verbunden ist.

Die Verbindung 121, in welcher die Arbeitskontakte

II C-7 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais, UC-2 der Wicklung U des ein Heraufschalten anzeigenden Relais und S3-C des Geschwindigkeitsrelais SL-3 in Reihe geschaltet sind, führt dann weiter über einen Verbindungspunkt126, einen Ruhekontakt NC-4 des neutralen Relais N und eine Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais zu der Sammelschiene 32.

Die Verbindung 131 verbindet die Sammelschiene 14 mit einer Seite des Ruhekontaktes IC-6 der Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais, von der anderen Kontaktseite aus verläuft die Verbindung über den Ruhekontakt

II C-8 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais und einen Arbeitskontakt III C-6 der Wicklung

III des dritten Geschwindigkeitsrelais zu dem Verbindungspunkt 126.

Der Arbeitskontakt IC-7 der Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais ist über einen entsprechenden Stromkreis mit dem Elektromagneten eines hydraulischen Ventils verbunden; damit wird die Kupplung für den ersten Gang des Getriebes betätigt, d.h. wenn die Spule I erregt wird, dann wird der erste Gang eingelegt. In ähnlicher Weise ist der Arbeitskontakt II C-9 mit der Kupplungssteuerung für den zweiten Gang verbunden, d.h. bei Erregung der Spule II wird der zweite Gang eingelegt; entsprechend ist auch der Arbeitskontakt Ili C-7

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der Wicklung III in einen Stromkreis zur Steuerung des dritten Ganges eingeschaltet.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beim Herauf- und Herunterschalten wird nun anhand des gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert, ohne daß das Prinzip der Erfindung durch dieses Beispiel erschöpft wäre.

Wenn sich der Wählschalter 11 gemäß Fig. 5 in der neutralen Stellung befindet, dann ist die Wicklung N des neutralen Relais erregt, so daß also die Ruhekontakte NC-1, NC-2, NC-3 und NC-4 geöffnet sind. Damit sind dann die Wicklungen R, 1,11 und III der Kupplungsrelais abgeschaltet, d.h. es ist kein Gang eingelegt und das Getriebe ist in der neutralen Stellung, also im Leerlauf.

Es wird nun angenommen, daß der Wähler 11 in die Rückwärtsposition gelegt wird und der Kontakt 12 mit dem Kontakt 16 verbunden ist. Unterhalb einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeuges, wie z.B. P_R in Fig. 3 ist dann der normalerweise offene Druckschalter PS-R erregt und sein Kontakt 33 geschlossen. Mit der Abschaltung der neutralen Wicklung N schließen sich deren Ruhekontakte ,und über den Kontakt IiC—1 wird nun die Wicklung R des Rückwärtsrelais erregt; es wird der Kontakt RC-2 geschlossen und damit wird der Rückwärtsgang eingelegt. Bei der Erregung der Wicklung R wird ausserdem der Arbeitskontakt RC-1 geschlossen und im Getriebe bleibt der Rückwärtsgang eingelegt,bis der Wählhebel 11 wieder in die neutrale Stellung gebracht wird.

Will man nun einen Vorwärtsgang einlegen, so wird der Wählhebel 11 in die Position des ersten Ganges mit dem

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Kc nlaki 18 gelegt. Dabei wird der Kontakt 17 geschlossen, das neutrale Relais W zieht an,und sofort öffnet sich der Ruhekoniakt NC-1. Damit fällt aber dar, Relais R ab, und es win' über die ausrückende Kupplung der Rückwärtsgang des Getriebes herausgenommen.

Zur gleichen Zeit, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Wertes P. ist, schließen sich die beiden behälter PS-A und PS-B, Dadurch werden die Wicklung des Relais SL-1 erregt und diejenigen der Relais SL-2 und SL-3 abgeschaltet.

Sobald der Wählhebel 11 in die Position des ersten Ganges gelegt ist, wird das Potential an die entsprechenden Kontake 18 und 21 gelegt. Da sowohl der Kontakt II C-1 als auch der Kontakt III C-1 offen sind, bleibt die Wicklung D des ein Herunterschalten anzeigenden Relais abgeschaltet. Da aber die Kontakte II C-3, III C-3 und NC-2 geschlossen sind, wird die Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais erregt, der Kontakt IV-7 schließt, und im Getriebe wird der erste Gang eingelegt. Da auch eier Kontkat IC-3 schließt ist eine Halteverbindung für das erste Geschwindigkeitsrelais geschaffen, auch wenn der Wählhebel in die zv/eite oder dritte Position gelegt wird.

Wenn man nun annimmt, daß der Fahrer den Wählhebel statt in die erste in die dritte Position gelegt hätte, was man z.B. dann tut, wenn man erreichen will, daß das Fahrzeug automatisch auf normale Fahrgeschwindigkeit kommt, dann wird der Kontakt 12 auf den Kontakt 20 gelegt, aber der Kontakt 13 wird bei diesem Vorgang über den Erster-Gang-Kontakt 21 geführt. Da alle mit dem Kontakt 20 verbundenen Kontakte, ebenso wie die mit den Konakten 18 und 19 verbundenen Kontakte, die beim Schaltvorgang

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durch den Kontakt 12 berührt werden, offen sind, bleiben die Wicklungen U und D der entsprechenden Relais unerregt, Wenn nun, wie oben beschrieben, der Kontakt 13 kurzzeitig den Kontakt 21 berührt, dann wird die Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais erregt und dann durch denKontakt I C-3 gehalten. Das Fahrzeuggetriebe befindet sich im ersten Gang und das Fahrzeug fährt an.

Wie erwähnt besteht ein Selbsthaltekreis für die Wicklung I über die Kontakte I C-3, IIC-5 und IIIC-4, und der erste Gang bleibt eingelegt. Zur gleichen Zeit wird auch der Kontakt I C-2 im dritten geschwindigkeitsabhängigen Stromkreis der Wicklung U geschlossen und damit wird durch die nun anliegende Spannung die Wicklung U erregt. Damit schließt dann der Kontakt UC-1 im Stromkreis der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais,und da die Kontakte NC-3 und IC-4 bereits geschlossen sind, ist der Stromkreis so vorbereitet, daß die Wicklung II beim Schließen des Kontaktes S2-C des geschwindigkeitsabhängigen Relais SL-2 erregt wird.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, dann erreicht sie einen Wert,bei dem der Druck oberhalb von P liegt. Dadurch wird der Druckschalter PS-Λ geöffnet und die Wicklung des geschwindigkeitsabhängigen Relais SL-1 abgeschaltet. Da, wie oben erwähnt, der Schalter PS-B bereits geschlossen ist, sind beide im Stromkreis der Wicklung des Relais SL-2 liegenden Kontakte geschlossen und die Wicklung wird erregt (Fig.4). Damit wird dann der Kontakt S2-C, der oben schon erwähnt wurde, geschlossen, wodurch nun die Wicklung II erregt wird. Also schließt sich der Kontakt II C-9, und das Getriebe wird in den zweiten Gang geschaltet. Gleichzeitig öffnen die Kontakte II C-3 und II C-5 im Stromkreis der Wicklung II und der erste Gang wird herausgenommen. Da auch der Kontakt II C-6 schließt, besteht nach dem Abschalten

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der Wicklung I und den dadurch geschlossenen Ruhekontakt I C-5 ein Haltekreis und der zweite Gang bleibt eingelegt. Das Fahrzeug gewinnt nun an Geschwindigkeit im zweiten Gang/bis das Fahrzeug beim Erreichen des Druckwertes P_ß in den dritten Gang geschaltet werden kann. Damit werden der Schalter PS-B geöffnet und die Wicklung B des zweiten geschwindigkeitsabhängigen Schalters abgeschaltet. Auf diese Weise schließt sich der Ruhekontakt BC-2 im Stromkreis des dritten geschwindigkeitsabhängigen und die Wicklung SL-3 wird erregt.

Der sich öffnende Kontakt BC-1 unterbricht den Stromkreis der Wicklung SL-2. Da bereits die Kontakte II C-7 und üC-2 geschlossen sind, kann beim Schließen des Kontaktes S3-C des dritten geschwindigkeitsabhängigen Relais die Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais erregt werden. Durch das Schließen des Kontaktes III C-7 wird der dritte Gang eingelegt. Gleichzeitig wird ein Haltekreis für die Wicklung III über die geschlossenen Ruhekontakte IC-6 und IIC-8 und den eigenen Arbeitskontakt IIIC-6 aufgebaut, da durch den sich öffnenden Kontakt IIIC-5 der Haltekreis für die Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais unterbrochen wird.

Im dritten Gang wird durch die Erregung der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais und den folglich geöffnetn Kontakt IIIC-3 die Wicklung I stromlos gehalten. Es öffnen sich also die Kontakte IC-1 und IC-2 und der Kontakt IIC-2 hat bereits beim Herausnehmen des zweiten Ganges geöffnet. Daher wird das das Heraufschalten anzeigende Relais U abgeschaltet,und .es öffnet sich der Kontakt UC-!..Daher bleibt auch beim

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Abfallen der Fahrzeuggeschwindigkeit in den Bereich des zweiten Ganges das entsprechende Relais unerregt und das Getriebe bleibt im dritten Gang.

Das Getriebe ist nun im dritten Gang bei Höchstgeschwindigkeit. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die vorstehend beschriebene Anordnung auch beliebig um weitere Geschwindigkeitsstufen erweitert werden kann.

Man sieht ausserdem, daß das Getriebe die normale Schaltfolge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ohne weiteres Betätigen ties Wählhebels durchlaufen hat.

Nun sei angenommen, daß das Fahrzeug im zweiten Gang auf ein Hindernis stößt/ z.B. eine Steigung oder Gegenwind, durch weichte das Fahrzeug in einen niedrigeren Geschwindigkeitsbereich S1 gezwungen wird, der den niedrigen Druck unterhalb P_Ä entspricht. Das führt zu einem öffnen des Kontaktes SC-2 und einem Schließen des Kontaktes S1-C im Stromkreis des ersten Ganges. Dennoch wird nicht umgeschaltet, weil (a) durch das ausgezogene Relais II der Kontakt II C-3 im Stromkreis des ersten Ganges offen bleibt und (b) infolge des abgefallenen Relais D dessen Kontakt DC-1 sowie auch der Kontakt IIC-5 offen sind. Also kann das Getriebe nicht in den ersten Gang zurückschalten, obwohl die Geschwindigkeit in den entsprechenden Bereich abgefallen ist. Wenn der Fahrer das liindernis für kurzzeitig überwindbar erachtet, dann kann er den Wählhebel 11 in der Position des dritten Ganges lassen mit der Erwartung, daß das Fahrzeug wieder Fahrt gewinnt. Im anderen Falle, wenn nach der Einsicht des Fahrers ein Zurückschalten in den ersten Gang nötig ist, dann stellt er den Wählhebel so ein, daß der Kontakt 12 den

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Kontakt 18 und der Kontakt 13 den Kontakt 21 berührt. Da das zweite Geschwindigkeitsrelais II angezogen ist und dessen Kontakt IIC-1 geschlossen bleibt, kann nun das Relais D anziehen. Damit schließt sich der Kontakt DC-T und der Kontakt II C-4 ist bei angezogenem Relais II geschlossen. Da die Geschwindigkeit nunmehr in dem niedrigen Bereich liegt, ist der Kontakt S1-C geschlossen und die Wicklung I wird zur Umschaltung in den ersten Gang erregt. Gleichzeitig mit der Lrregung der Wicklung I öffnet der Kontakt IC-5,und ausserdem ist durch das Absinken der Geschwindigkeit aus dem zweiten Bereich der Kontakt S2-C offen. Dadurch ist die Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais abgeschaltet, d.h. also, der zweite Gang wird herausgenommen und der erste Gang wird eingelegt. Mit dem Schliessen des Kontaktes IC-3 ist der Ilaltekreis ,wie schon weiter oben beschrieben, wirksam.

Wenn im Getriebe der dritte Gang eingelegt ist und es tritt ein Hindernis auf, dann erkennt man anhand der Fig. 5, daß in gleicher Weise,wie oben für den zweiten Gang beschrieben wurde, das Getriebe nicht herunterschaltet, bis der Wählhebel in die zweite oder eiste Position gelegt ist. Nach dem Umlegen des Wnhlhebels in die zweite Position laufen die ähnlichen Umschaltvoiqänge wie schon bei dem geschilderten Umlegen vom zweiten in den ersten Gang ab. Wenn der Wählhebol in dip erste Position gelegt v/ird, dann wird zunächst in den zweiten Gang zurückgeschaltet und erst dann in dem ersten Gang, wenn die Geschwindigkeit entsprechend abgesunken ist.

Wenn nun das Fahrzeuggetriebe z.B. im zweiten Gang ist und in deu Vorgang des Zurückschaltens eine Beschleunigung auftritt, die z.B. durch Rückenwind oder durch ein /abfallen der Fahrbahn verursacht wird und die das Fahrzeug in den Geschwindigkeitsbereich des dritten

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Ganges bringt, dann ist durch die Erfindung sichergestellt, daß ein Umschalten in den dritten Gang solange verhindert wird, bis der Fahrer den Wählhebel in die dritte Position legt.

Auf diese Weise folgt das Getriebe einer augenblicklichen Beschleunigung nicht, so daß auf diese Weise der Motor zum Bremsen auf abschüssigen Straßen benutzt werden kann.

Wenn man nun annimmt, da+ der Wählhebel aus der dritten Position in die zweite Position gebracht wird, der Wählhebel also durch Zurückschalten in diese Position gebracht wurde und der Haltekreis aufgebaut ist, dann wird der Kontakt S2-C beim Ansteigen der Geschwindigkeit in den Bereich S3 geöffnet, und der Kontakt S3-C wird geschlossen. Wenn nun der Wählhebel von der dritten Position 20 zu der zweiten Position 19 gelegt wird während sich das Getriebe im dritten Gang befand, wobei die Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais erregt ist, dann wird infolge des geschlossenen Kontaktes III C-2 das ein Herunterschalten anzeigende Relais D erregt. Bei geschlossenem Kontakt III C-5 wird infolge der Erregung der Wicklung D der Kontakt DC-2 im Stromkreis des zweiten Geschwindigkeitsrelais II geschlossen. Wenn nun das Fahrzeug in den zweiten Geschwindigkeitsbereich gelangt, dann schließt der Kontakt S2-C und das Relais II wird erregt; das führt zum Herunterschalten in den zweiten Gang. Gelangt das Fahrzeug wieder in den dritten Geschwindigkeitsbereich, dann öffnet zwar der Kontakt SC-2, aber der Haltekreis mit dem Kontakt IIC-6 hält das Relais II erregt. In der Zwischenzeit öffnet sich durch das Abfallen des das Herunterschalten anzeigenden Relais U der Kontakt UC-2, und durch das Ansprechen der Wicklung II öffnet sich der Kontakt II C-8.

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Also kann trotz geschlossenem Kontakt S3-C das dritte Geschwindigkeitsrelais III nicht ansprechen,und das Getriebe kann nicht in den dritten Gang umschalten.

Ähnlich verhält es sich, wenn der Wählhebel in die erste Position gebracht wurde und das Getriebe war im Uinschaltvorgang in dem ersten Gang: Line Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit führt auch hier nicht zu einem Heraufschalten, bis der Wählhebel entsprechend eingestellt wurde. Andere Schaltvorgänge, sov/ohl aufwärts als auch abwärts, sei es über den ganzen oder nur einen Teil des Schaltbereichs, können aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres erkannt und verstanden werden. In der vom Fahrer gewählten Weise laufen die Schaltvorgänge automatisch ab, ohne daß allerdings ein Umschalten in den Rückwärtsgang möglich ist, es sei denn, der Fahrer hat den Wählhebel entsprechend eingestellt.

Es sei erwähnt, daß sowohl das Herauf- als auch das Herunterschalten mit der gleichen Schnelligkeit ablaufen. Damit werden die in Zusammenhang mit bekannten Anordnungen erwähnten Hystereseverluste vermieden und die Anordnung vereinfacht.

Die benutzten Einzelteile sind bekannt, auch die in Zusammenhang mit den Kontakten RC-2, IC-7, IIC-9 11107 erwähnten, jedoch nicht dargestellten Elemente.

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Claims

Patentansprüche

1_# Automatisches Getriebe für Fahrzeuge, welches NmIt Steuereinrichtungen ausgerüstet ist und das üurch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet ist, daß das Getriebe in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen schaltbar ist, daß geschwindigkeitsabhängige Schalteinrichtung^· vorgesehen si'nd, welche in zweifacher Weise wirken,und zwar so, daß bei der ersten Betriebsart nur ein Umschalten des Getriebes im Sinne eines HeraufSchaltens möglich ist und bei der zweiten Betriebsart nur ein Herunterschalten möglich ist und dem Fahrer eine Steuereinrichtung (1) zur Bestimmung der Betriebsart zugeordnet ist.
2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Fahrer zugeordnete Steuereinrichtung (1)eine neutrale Stellung U) auf v/eist, durch welche das mehrstufige Cetriebe (4) in neutrale oder Leerlaufstellung verbringbar ist.
3, Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der dem Fahrer zugeordneten Steuereinrichtung (D der Bereich für das automatische Umschalten einstellbar ist.
4. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Fahrer zugeordnete Steuereinrichtung (D einstellbare :>chc-1' i reisfür das herauf schalten (U) und das lierunteraoha Lten

(D) enthält, bei deren Betätigung jeweils ein automatisches Umschalten der Schaltrichtung ausgeschlossen ist und daß der Bereich des Umschaltens wählbar isL.

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BAD OHlGINAU
5. Automatisches Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderer, bei Einstellung der neutralen oder Leerlauf-Stellung wirksamer Schaltkreis (N,41,N) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung eine Zwangsunterbrechung (NC-1 bis NC-4) der übrigen Schaltstellungen (R,1,2,3 erfolgt).

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