DE2512546A1

DE2512546A1 - Vorrichtung fuer eine automatische oder manuelle wahl eines getriebeganges an einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2512546A1
Application number: DE19752512546
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Sibeud
Original assignee: Automobiles M Berliet SA
Current assignee: Automobiles M Berliet SA
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1975-10-09
Also published as: SE402886B; FR2265568A1; SE7503148L; GB1511721A; DE2512546C2; PL112571B1; ES435744A1; BE826189A; FR2265568B1; NL7502923A; US4079638A; IT1034188B

Description

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D;rL.-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU DIPL.-INQ. KLAUS QORQ, MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE (8566)

HANAU · RÖMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEU: (06181) 20803 / 20740 · TELEQRAMME: HANAUPATENT · TELEX: 4184782 pat MÜNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 · TEL.: (089) 405643 · TELEX· 522054 ostpa

AUTOMOBILES K. BERLIET (O3I7676FR) 21. März 1975 F-69OO7 Lyon (Rhone), Frankreich Gö/Jg - 11 215

Vorrichtung für eine automatische oder manuelle Wahl eines Getriebeganges an einem Kraftfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrrichtung für die Wahl eines Getriebeganges mit einer Einlegeeinrichtung klassischer Art (crabotage) an einem Kraftfahrzeug mit mechanischer gleichfalls klassischer Kupplung, die ein elektronisches System aufweist, das die Motordrehzahl auf die der Eingangswelle des Getriebes einregelt und einen Parameter einführt, der die Absichten des Fahrers berücksichtigt .

Motoren für Schwerlast fahrzeuge haben einen begrenzten, kleinen Drehzahlbereich für die Gänge (1.000 - 2.500 U/min) und sind mit eine erhebliche Anzahl von Gängen aufweisenden Getrieben verbunden, die fließende Öffnungsmöglichkeiten bzw. Übergänge von 1 bis 10 bieten. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Motor in günstigen Drehzahlbereichen zu fahren, und zwar unter Berücksichtigung des geringen Leistungsgewichtes dieser Fahrzeugart.

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Das Einlegen eines falschen Ganges hinsichtlich der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann hohe schädliche Motorüberlastungen zur Folge haben.

Bei einem Tourenwagen mit halbautomatischem Getriebe macht die geringe Zahl von Gängen (vier), die geringe Öffnung des Getriebes (eins bis vier) und der große Drehzahlbereich des Motors (1.000 - 5-000 U/min) eine Schädigung des Motors durch Überlastung infolge eines Fehlers bei der Gangwahl wenig wahrscheinlich. Wenn dagegen bei einem Schwerlastfahrzeug die Gangschaltung automatisiert werden soll, ist es unerläßlich, Sicherheitsvorrichtungen gegen falsche Bedienung einzubauen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll dieses Problem gelöst werden, indem es ermöglicht wird, den Gang eines Fahrzeuggetriebes entweder manuell oder automatisch zu wählen.

Die Lösung des Problems erfolgt durch folgende Merkmale:

- Für einen gegebenen Geschwindigkeitswert eines Fahrzeugs ist es möglich, bestimmte Gänge einzulegen (im allgemeinen einen oder zwei, manchmal drei).

Das Sicherheitssystem, das die zulässigen anzuwendenden Gänge in bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, ist ein Gesamtwahlsystem.

- Der Fahrer kann beim halbautomatischen Fahren nur einen der zulässigen Gänge auswählen. Jegliche andere Wahl ■ wäre ohne Auswirkung.

- Der automatische Mechanismus bestimmt den größten oder kleinsten zulässigen Gang, und zwar entsprechend der

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Absicht des Fahrers, mit der ganzen Motorleistung oder einem Teil davon zu fahren.

- Die Absicht, mit Maximalleistung zu fahren, wird durch einen Schnellübergang durch die Kickdown-Stellung herbeigeführt (Durchtreten des Gaspedals über die Stellung k/h oder "volle Last" hinaus). Diese Schnellaktion speichert die Wahloption des kleinsten zulässigen Ganges.

- Die Wahl des kleinsten zulässigen Ganges., die durch einen raschen Kickdown erreicht wird, ermöglicht es, einen Gang herunterzuschalten und den Fuß wieder vom Gaspedal wegzunehmen. Dieses ist ein Manöver, das bei der Annäherung an eine Kreuzung interessant wird (es ist dadurch möglich, vor der gefährlichen Zone die Geschwindigkeit zurückzunehmen und nach der Überquerung wieder mit größter Leistung zu beschleunigen). Dieses Manöver kann mit gewöhnlichen Kickdowns nicht durchgeführt werden, weil die Aktion nur stattfindet, wenn das Gaspedal durchgetreten gehalten wird.

- Die Wahl des kleinsten zulässigen Ganges, die durch den Kickdown auferlegt wird, kann durch eine geeignete Vorrichtung gelöscht werden, wenn der Fahrzustand des Fahrzeuges normal ist und die Verwendung des größten zulässigen Ganges gewünscht wird, um den Motorleistungsbereich, den Lärm und den Verbrauch zu begrenzen, mit einem Wort, um das zu tun, was einen guten Fahrer ausmacht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Besehreibung eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm der Veränderung des Hutzmomentes als Funktion der Motordrehzahl bzw. Geschwindigkeit und

-U-509841 /0266

-u-

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wahl- und Sicherheitsvorrichtung für die Auswahl von Getriebegängen.

Alle Dieselmotoren und im allgemeinen auch die großen Motoren sind mit einer Regelvorrichtung für die Höchstgeschwindigkeit bzw. Drehzahl versehen, die, ausgehend von einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl H , dem Absehaltbeginn, das liutzmoiaent C begrenzt und es für eine höhere Geschwindigkeit bzw. Drehzahl N , das Abschaltende, völlig aufhebt. Bei Bet-raehtung einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl N , die zwischen dem Beginn N₁ und dem Ende N der Abschaltung gewählt ist, kann davon ausgegangen werden, daß bei Erreichen dieser Geschwindigkeit N das vom Motor gelieferte Moment nicht größer ist als ein bekannter Bruchteil seines Maximalmomentes (beispielsweise die Hälfte) (Fig. 1).

Eine Sicherheitsvorrichtung für die Wahl der Getriebegänge (Fig. 2; besteht aus

1. elektironischen Wahlschaltkreisen mit

- einem Gangwahlspeicher 1. Dieser Speicher besteht aus zwei elementaren Speichern Q und Q, die in einem ersten Schaltkreis für die Wahl des größten zulässigen Ganges bzw. in einem zweiten Schaltkreis für die Wahl des kleinsten zulässigen Ganges zwischengeschaltet sind;

- einer Geschwindigkeitswählvorrichtung 2, die automatisch oder manuell gesteuert wird;

- elektronischen Torschaltungen bzw. Verknüpfungsgliedern wie ein UND-Glied 3 und ein ODER-Glied h, wobei letzteres ein Signal liefert, das den gewählten Gang anzeigt oder diesen automatisch einlegt;

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- mit an einem Ausgang der Wählvorrichtung 2 parallel geschalteten Verbindungen zum Übermitteln eines Signals an einen Wahlschaltkreis für den größten (5) oder den kleinsten (6) Gang;

2. einer Anzeigevorrichtung f für die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Getriebegänge 5

3- einem Sicherheitssehaltkreis 8, der die Wahl eines Getriebeganges zulassen oder unterbinden kann. Die Wahl eines Getriebeganges durch den Fahrer, der nicht von diesem Schaltkreis zugelassen wird, gelangt auf Gültigkeitssehwellen 9» die von dieser Sicherheitsvorrichtung bestimmt werden, und bleibt oiiae Auswirkung.

h. Alarmvorrichtungen 10, die beispielsweise von einem Umwandler 11 aus betätigt werden, wenn eine der Sicherheitssehwellen 9 überschritten wird, und mit einer Kontrollvorrichtung 10a verbunden ist.

5· Vorrichtungen 12 und 12a, die es ermöglichen, einen vom Fahrer gewünschten Parameter einzuführen, wobei diese Vorrichtungen über den Speicher 1 und UKD-Tore 13 oder 14, die jeder ein Signal an ein ODER-Tor 15 abgeben, dessen Ausgang mit einem der Eingänge des UKD-Tors 3 verbunden ist, auf das elektronische Steuerungssystem einwirken.

Es müssen zwei Funktionsweisen unterschieden werden, gemäß denen das Fahrzeug in der Ebene oder in einer Steigung fährt.

A - Funktionsweise, wenn das Fahrzeug in einer Steigung fährt

Zuerst wird auf das Diagramm der Fig. 1 Bezug genommen. Wenn der Motor t^ai einer Steigung die gewünschte Drehzahl IT erreicht, ist es bekannt, daß das zum Antrieb des Fahrzeugs

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erforderliche Moment C_ einen bekannten Bruchteil des Motormomentes C ausmacht. Wenn dieser Bruchteil unter Beachtung der Getriebeverhältnisse gewählt ist, "besteht die Sicherheit, daß der Motor im größten Gang, in dem er sein Maximalmoment aufbringt, das Fahrzeug antreiben kann. Das in Fig. 2 dargestellte System läßt dann (für II "^- 1 ) den Übergang in den größten Gang zu.

Der Gangweehsel wird dann automatisch durch den Wegfall der Einlegerlaubnis des eingeschalteten Ganges, der der kleinste der zulässigen Gänge ist, vollzogen. Die Wahlvorrichtung 6 für den kleinsten Gang und der entsprechende Speicher Q sind blockiert, während der Speicher Q und die Vorrichtung 5 für den größten Gang in dem Äugenblick entsichert sind, in dem der Fahrer einen größeren Gang einlegt.

Die Signale für die elektronischen Tore des Regelschaltkreises haben dann folgendes liveau:

( χ = 0 "beim Ausgang des UHB-Tores 13

( y = 1 beim Ausgang des UETD-Tores lU,

also: ( ζ = 1

( (automatische Schaltung) bei den Eingängen des

( IMD-Tores 3

f T=I,

das beißt U = 1

am Eingang und s = ΐ am Ausgang des ODER-Tores h. t = Q

Wenn umgekehrt der Fahrer schnellstmöglich: zurückschalten will (beispielsweise vor einer Steigung oder einer Kreuzung? wirkt er auf den Sehnellkickdown 12 ein, um den Speicher Q. für die Wahl des kleinsten Ganges wieder einzuschalten. Es gilt dann:

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( χ = 1

( y = O (das UND-Tor 1h ist blockiert)

( ζ = 1

( ν = 0 (manuelle Wahl der zulässigen Skala)

( u = 0

( t = 1 am Eingang und s = 1 am Ausgang des ODER-Tors h.

B - Funktionsweise für Fahren des Fahrzeugs auf ebener Strecke

Unter diesen Bedingungen erfolgt der Übergang in den größten zulässigen Gang, sobald das Motormoment deutlich oberhalb des Momentes liegt, das für den Antrieb in gleichmäßiger Geschwindigkeit erforderlieh ist, das heißt, wenn die erhaltene Beschleunigung groß genug ist.

Wenn die Beschleunigung j groß ist, wird der Gang gewechselt, bevor die angepeilte Geschwindigkeit E in der Unterbrechungszone erreicht wird. Dies geschieht durch einen Geschwindigkeitsanzeiger. Wenn J J> Jf wird vom Anzeigegerät ein Signal w = 1 abgegeben und in ein UND-Tor 12a eingespeist. Das Aus gangs sign al ^= 1 entsichert den Wahlspeicher Q für den größten zulässigen Gang und blockiert den Wahlspeicher Q für den kleinsten zulässigen Gang.

Der Fahrer schaltet sodann vom Gang n_ in den Gang η + 1 hoch. Die Beschleunigung fällt auf j -C J , und es ist

( w = 0

( w' = 1 und % = 1 ,

wenn nun auch der größte zulässige Gang eingeschaltet bleibt, bleibt dem Fahrer jederzeit die Möglichkeit des Zurückschaltens (durch den Kickdown 12), wobei die Maximalleistung beibehalten wird.

Ansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

ΊJ Vorrichtung für die Wahl eines Getriebeganges mit einer Einlage einrichtung klassischer Art an einem Kraftfahrzeug mit mechanischer gleichfalls klassicher Kupplung, die ein elektronisches System aufweist, das die Motordrehzahl auf die der Eingangswelle des Getriebes einregelt und einen Parameter einführt, der die Absichten des Fahrers berücksichtigt, da, durch gekennzeichnet , daß sie ein System aufweist, welches für jeden Gang obere und untere Schwellen für die Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, wobei diese Schwellen beim jeweiligen betrachteten Gang dem zulässigen maximalen bzw. minimalen Motorbereich entsprechen, während ein Überschreiten des von diesen Sicherheitsschwellen begrenzten Bereiches systematisch eine Änderung des Getriebeganges zur Folge hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Sicherheitssystem Anzeige- (τ) und Alarmvorrichtungen (10) aufweist, die betätigt werden, wenn eine der Schwellen anläßlich einer Veränderung des Motorbereiches überschritten wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebegang manuell vom Fahrer wählbar ist, wobei diese Wahl derart begrenzt ist, daß der jeweilige Gang vom Sicherheitssystem zugelassen werden muß.

k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebegang automatisch aus der Skala der von den Sicherheitsschwellen (9) zugelassenen Gänge auswählbar

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ist, wobei nach allgemeiner Regel systematisch der größtmögliche Gang gewählt wird.

5· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen aufweist, die eine Intervention des Fahrers ermöglichen, sofern dieser die vorangegangene Regel zu durchbrechen und den kleinsten zulässigen Gang zu wählen wünscht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Interventionsvorrichtung für den Fahrer aus einem Schnellknopf oder Kickdown (12) besteht, der vom Gaspedal her betätigbar ist, um es dem Fahrer zu ermöglichen, schnellstmöglich zurückzuschalten (auch wenn dieser den Fuß wegnimmt), wobei

die Steuerung für die Zurücksehaltung in einen Speicher gegeben wird, während der Übergang in den kleinsten zulässigen Gang, der durch den Kickdown eingeleitet wurde, dann aufgehoben wird, wenn:

- entweder in einen höheren Gang geschaltet wird

- oder die Vorrichtung eine Beschleunigung über eine bestimmte Schwelle hinaus wahrnimmt, die der Möglichkeit entspricht, den obersten Gang einzuschalten, das heißt, wenn es erwünscht ist, den größten mit dem Sicherheitssystem vereinbaren (verträglichen) Gang zu verwenden, um den Motorbereicli zu begrenzen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Speichervorrichtungen aufweist, die die Wirkung des Kickdowns automatisch aufheben, wenn die Wahl des kleinsten Ganges nicht mehr vorteilhaft ist.

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8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet , daß sie Vorrichtungen aufweist, die herausfinden, ob es möglich ist, in einen höheren Gang zu schalten und darin zu bleiben, wobei diese Vorrichtungen aus einem Drehgeschwindigkeitsmesser des Motors bestehen, der ein Signal abgibt, wenn er feststellt, daß sich die momentane Motorgeschwindigkeit auf einem vorbestimmten Wert des Unterbrechungsbereiches befindet, der vom Zuflußregler der Kraftstoffpumpe begrenzt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehgeschwindigkeitsmesser auf indirekte Art die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Berechnung mißt, indem er

- einerseits -von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Straße und

- andererseits vom vor dem Vorgang in das Getriebe eingelegten Gang ausgeht.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Beschleunigungsmesser aufweist, der die Höhe der Beschleunigung mit einer vorbestimmten Scnwelle und der Funktion des Momentes, das der Motor zum Antrieb des Fahrzeugs braucht, vergleicht, wobei das Überschreiten dieser Schwelle die Freigabe des Wahlspeichers (6) für den kleinsten zulässigen Gang bewirkt.

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