DE3241954C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Anordnung ist bekannt (DE-AS 13 02 905), benötigt jedoch eine aufwendige Steuervorrichtung zur Erzeugung des Signals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß sie mit einer weniger aufwendigen Steuervorrichtung auskommt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Somit werden in einem Rechenkreis beide Übersetzungsverhältnisse berechnet und in ein tatsächliches, abgestuftes Übersetzungsverhältnis jeweils für die Vorwärts- und für die Rückwärtsfahrt umgewandelt.

Es ist zwar eine Anordnung zur Getriebesteuerung bekannt (DE-OS 24 48 540), bei der durch einen Umschalter verschiedene Schaltkennlinien ausgewählt werden können, jedoch handelt es sich auch dabei nicht um eine einfache Steuervorrichtung.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein Bezugsdiagramm zwischen einem Verhältnis aus tatsächlicher Fahrzeuggeschwindigkeit ( ω _R ) und gewünschter Motordrehzahl ( ω _I0) und einem idealen Übersetzungsverhältnis ( γ );

Fig. 2 ein Bezugsdiagramm zwischen dem idealen Übersetzungsverhältnis ( γ ) und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis ( γ*);

Fig. 3 ein Blockschaubild, das eine Konzeption der erfindungsgemäßen Vorrichtung für automatische Getriebesteuerung zeigt;

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung für eine automatische Zweigangschaltung;

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer Mehrgangschaltung;

Fig. 6 ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform für eine Mehrgangschaltung.

Zunächst wird eine gewünschte Winkelgeschwindigkeit ω _I0 in bezug auf eine Motorlast u (zum Beispiel die Stellung des nach unten gedrückten Gaspedals) berechnet. Dann wird das Verhältnis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ω _R (zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit einer Antriebswelle) zu der gewünschten Winkelgeschwindigkeit ω _I0, das heißt ω _R /ω _I0 und damit das gewünschte ideale Übersetzungsverhältnis γ berechnet. Wie zum Beispiel Fig. 1 zeigt, wird eine Relation zwischen dem Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit ω _R zur gewünschten Motordrehzahl l _I0 das heißt ω _R /ω _I0 und das ideale Übersetzungsverhältnis γ bei Vorwärtsfahrt wie anhand der durchgezogenen Linie A und bei Rückwärtsfahrt wie anhand der gestrichelten Linie B bestimmt. Dann wird das ideale Übersetzungsverhältnis γ in ein tatsächliches Stufenübersetzungsverhältnis γ* ( γ₀ bis γ _n *) umgewandelt, und zwar entsprechend dem tatsächlichen Getriebeübersetzungsverhältnis des Fahrzeugs. Wie zum Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist, wird eine Relation zwischen dem idealen Übersetzungsverhältnis γ und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis γ* bei Vorwärtsfahrt wie anhand der durchgezogenen Linie A* und bei Rückwärtsfahrt wie anhand der durchbrochenen Linie B* bestimmt.

Das Blockdiagramm von Fig. 3 zeigt die Konzeption der erfindungsgemäßen Vorrichtung für automatische Getriebesteuerung. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ω _R und die Motorlast u werden über eine Verstärkungsschaltung X₅ zu einer Vergleichsschaltung X₄ mit Hysterese und einer Stromverstärkungsschaltung X₆ in einen Rechenkreis X₁ für die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses eingegeben und betätigen dann zur Weitergabe an ein hydraulisches Steuersystem X₈ ein Relais in einer Relaisbetätigungsschaltung X₇, wobei das hydraulische Steuersystem wiederum einen Leistungsschalthebel (nicht abgebildet) betätigt. Auf diese Weise läßt sich ein geeigneter Geschwindigkeitswechsel automatisch durchführen. Bei dieser Gelegenheit wird ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis, das für die Vorwärtsbewegung geeignet ist, und ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis, das für die Rückwärtsbewegung geeignet ist, mittels eines Vorwärts-/Rückwärtssignals gegeben (das zum Beispiel durch die Schaltstellung des Schalthebels bestimmt wird), welches in einem Einstellkreis X₃ beurteilt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bewegt wird.

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung für automatische Getriebesteuerung im Zusammenhang mit einer Zweigangschaltung. Die Fahrzeuggeschwindigkeit l _R und die Motorlast u (Stellung des nach unten gedrückten Gaspedals) werden durch die Verstärkungsschaltung X₅ zur der Vergleichsschaltung X₄ mit Hysterese (Schmitt-Trigger-Schaltung) und zu der Stromverstärkungsschaltung X₆ in den Rechenkreis X₁ für die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses eingegeben, betätigen dann zur Weitergabe an das hydraulische Steuersystem X₈ ein Relais RE in der Relaisbetätigungsschaltung X₇ und schließlich durch die Betätigung eines Steuerventils CV in dem hydraulischen Steuersystem X₈ den Leistungsschalthebel (nicht abgebildet), wodurch ein geeigneter Geschwindigkeitswechsel durchgeführt wird.

In dem Einstellkreis X₃ für die Einstellung des Gangwechselpunkts, der auch als Stromversorgungskreis für die Vergleichsschaltung X₄ dient, sind veränderliche Widerstände 1 und 2 für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung vorgesehen. An den veränderlichen Widerstand 1 für die Vorwärtsbewegung und den veränderlichen Widerstand 2 für die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs kann in Abhängigkeit des Vorwärts-/Rückwärtssignals (das zum Beispiel durch die Schaltstellung des Schalthebels bestimmt wird) eine Spannung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt angelegt werden, so daß, wenn die Werte der veränderlichen Widerstände 1 und 2 aus den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bezugsdiagrammen in geeigneter Weise bestimmt werden können, die an die Vergleichsschaltung X₄ angelegte Eingangsspannung (ideales Übersetzungsverhältnis) γ von dieser als ein Schaltsignalpunkt des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses γ* ausgegeben werden kann. In der Verstärkungsschaltung X₅ ist ein Betriebsartenwahlschalter 3 für die Wahl eines Betriebs bei maximaler Leistung oder eines Sparbetriebs und für die Wahl eines Widerstands 4 für maximale Leistung oder eines Widerstands 5 für Sparbetrieb vorgesehen ist.

Die Ausgabe des Rechenkreises X₁ für die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit ω _R und der Motorlast u, die als ideales Übersetzungsverhältnis γ in die Vergleichsschaltung X₄ einzugeben ist, wird in der Verstärkungsschaltung X₅ verstärkt. Eine Schaltung wird notwendig, wenn das Übersetzungsverhältnis γ größer wird, und der Gangschaltpunkt bzw. Gangwechselpunkt kann durch die Werte der Widerstände 1 und 2 des Einstellkreises X₃ für den Schalt- bzw. Gangwechselpunkt bestimmt werden. Folglich wird die Ausgabe der Vergleichs-Schaltung X₄ "1", wenn das Übersetzungsverhältnis γ (Eingangsspannung) kleiner ist als der Gangwechselpunkt, der durch die Bestimmung der Werte der Widerstände 1 und 2 festgelegt wird, und "0", wenn das Übersetzungsverhältnis γ größer ist als der Gangwechselpunkt. Das hydraulische Steuersystem X₈ erhält von der Schaltung X₄ eine Spannung "1" oder "0", und das Steuerventil wird zur Durchführung des Gangwechsels mittels eines elektromagnetischen Ventils betätigt. In Fig. 4 bezeichnet PS die Stromzufuhr und EV das elektromagnetische Ventil.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer Mehrgangschaltung beschrieben. Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung für die automatische Steuerung eines Viergang-Getriebes. Der Schaltkreis weist eine konventionelle Schmitt-Trigger-Schaltung X′₄ mit Hysterese, eine aus einer logischen Schaltung X′′₄ bestehende Vergleichsschaltung X₄ und eine Stromverstärkungsschaltung sowie eine Relaisbetätigungsschaltung X₆ bzw. X₇ für ein Getriebebetätigungsrelais auf (ein Element das bei Getrieben im allgemeinen die Funktion eines Schalthebels übernimmt), das in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis γ* betätigt wird. X₃ bezeichnet den Einstellkreis für den Gangwechselpunkt. Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung wird nachstehend näher erläutert.

Wenn das Übersetzungsverhältnis γ zum Beispiel bei der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs von "0" auf γ₀* . . . γ₃* geschaltet wird, fließt elektrischer Strom von -B und stellt durch die Funktion der für den Einstellkreis X₃ für den Gangwechselpunkt verwendeten Widerstände 7, 8, 9 und 10 für die Vorwärtsfahrt einen Ausgang eines Operationsverstärkers 11 und ebenso die Ausgänge anderer Operationsverstärker bei angehaltenem Zustand des Fahrzeugs auf "1" (da alle Ausgänge der vier Schmitt-Trigger-Schaltungen auf "1" stehen).

Wird das Fahrzeug nun in Bewegung gesetzt, so passiert eine Ausgabe 1 des Operationsverstärkers 11 der obersten Schaltung in Fig. 5 die logische NAND-Schaltung 19 und die NAND-Schaltung 26, um die Ausgabe W₀ auf "1" zu stellen, und betätigt durch die Funktion von Stromverstärkungsschaltungen in Form von Transistoren 30 und 31 das Relais 38 entsprechend der ersten Position. Durch die Betätigung des Relais 38 wird das Getriebe in Betrieb gesetzt.

Wir bei einem anderen als dem Operationsverstärker 11, zum Beispiel dem Operationsverstärker 12, ein Funktionssignal an das Relais 39 ausgegeben, so ist die Ausgabe des Verstärkers 12 "1". Eine Eingabe der NAND-Schaltung 20 ist von Ausgaben der Verstärker 12, 13 und 14 und einer Ausgabe abhängig, die von dem Verstärker 11 die NAND-Schaltung 23 passiert (die Eingaben in die NAND-Schaltung 20 sind "0", "1", "1", "1"). Folglich ist eine Ausgabe der NAND-Schaltung 20 "1" und eine Ausgabe der NAND-Schaltung 27 "0", das heißt die Ausgabe W₁ ist "0". In ähnlicher Weise sind beide Ausgaben W₂ und W₃ "0", so daß die für die zweite, dritte und vierte Position zuständigen Relais 39, 40 und 41 nicht betätigt werden.

Wenn in der nächsten Stufe eine Eingangsspannung γ der Schmitt-Trigger-Schaltung X₄′ mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer wird, um die vorstehend beschriebene Spannung zu erreichen (eine Schwellenspannung, die bei jedem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis γ* zu bestimmen ist) wird die Ausgabe des Operationverstärkers 11, die bisher "0" war, zu "1" und schaltet deshalb das Relais 38 für die erste Position durch die NAND-Schaltungen 19 und 26 auf "AUS", und gleichzeitig wird die Ausgabe der NAND-Schaltung 27 zu "1", um die Betätigung des Relais 39 für die zweite Position zu bewirken, weil die Eingangsseite der NAND-Schaltung 20 Informationen durch die NAND-Schaltung 23 erhält.

Bei Anfahren stehen alle Ausgänge der Verstärker auf "1". Zunächst wird das Relais 38 für die erste Position auf "AN" geschaltet. Mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird die Ausgabe des Verstärkers 11 "0", und das Relais 38 springt auf "AUS", während das Relais 39 für die zweite Position gleichzeitig auf "AN" geschaltet wird. Mit weiter zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird die Ausgabe des Verstärkers "0", das Relais 39 für die zweite Position schaltet auf "AUS" und das Relais 40 auf "AN". Wie oben erläutert, erfolgt der Gangwechsel in einen höheren Bereich in regelmäßiger Abfolge.

Wenn das Übersetzungsverhältnis im nächsten Fall bei Vorwärtsfahrt von 0 auf γ₀** . . . γ₃** geschaltet wird, fließt elektrischer Strom nicht zu -B, sondern zu -B′, und zwar aufgrund des Vorwärts-/Rückwärtssignals. Die Werte der veränderlichen Widerstände 7′, 8′, 9′ und 10′ für die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs sind vergleichbar mit den für die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs angegebenen Werten. Da diese Widerstände 7′, 8′, 9′ und 10′ die Schwellenspannung der Schmitt-Trigger-Schaltung X₄′ bestimmen, kann entsprechend dem Übersetzungsverhältnis γ ein für die Rückwärtsfahrt geeignetes tatsächliches Übersetzungsverhältnis γ** bestimmt werden.

Es ist erstrebenswert, zwischen den Schaltvorgängen nach oben und den Schaltvorgängen nach unten einen Hystereseunterschied in angemessener Breite vorzusehen, um damit eine Übereinstimmung mit den tatsächlichen Fahrbedingungen eines Fahrzeugs herzustellen. Diese Werte sind mit Hilfe der veränderlichen Widerstände 15, 16, 17 und 18 an den Operationsverstärkern frei einstellbar.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen mit der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform vergleichbar ist. Eine solche korrektive Änderung der Stromzufuhr erlaubt nicht, daß die Relation zwischen dem idealen Übersetzungsverhältnis γ und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis γ* sowohl für die Vorwärts- als auch Rückwärtsfahrt in jedem Schaltbereich bestmöglich bestimmt wird, doch wird gemäß dieser Ausführungsform eine äußerst einfache Zusammensetzung des Systems zur Verfügung gestellt.

Sofern sich optimale Widerstandswerte bestimmen lassen, können alle veränderlichen Widerstände 1, 2, 7, 7′, 8, 8′, 9, 9′, 10, 10′, 15, 16, 17 und 18 durch konstante Widerstände ersetzt werden.

In Übereinstimmung mit vorliegender Erfindung läßt sich ein- und dieselbe Schaltung sowohl für die Rückwärtsfahrt als auch die Vorwärtsfahrt verwenden, indem eine spezielle Schaltung vorgesehen wird, bei welcher sich eine Einstellspannung für die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt durch ein Vorwärts-/Rückwärtssignal ändert, ohne daß irgendwelche Modifikationen im Aufbau anderer Schaltungen und System notwendig sind, so daß sich hier der Vorteil einer einfachen Anwendbarkeit und zusätzlich einer Kostenersparnis erzielen läßt.

Bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung läßt sich eine präzisere Steuerung dadurch erreichen, daß sich nicht die Stellung des nach unten gedrückten Gaspedals, sondern ein mittels eines Druckfühlers erfaßter Unterdruck im Ansaugverteilerrohr als repräsentativer Wert für die Motorlast u verwendet wird.

Claims (2)

1. Anordnung zur automatischen Getriebesteuerung bei einem Fahrzeug insbesondere mit häufigem Wechsel zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt, in welchem die Kraft eines Verbrennungsmotors über Kupplungen und ein Stufengetriebe auf die angetriebenen Räder übertragen wird, wobei mittels einer Steuereinrichtung die idealen Übersetzungsverhältnisse für Vor- und Rückwärtsfahrt aus dem Verhältnis von Motorbelastung und einer Drehzahl berechnet werden und jeweils ein geeignetes Übersetzungsverhältnis für Vor- und Rückwärtsfahrt hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung besteht aus einem Rechenkreis (X₁) für die idealen Übersetzungsverhältnisse, mindestens einer dem Rechenkreis (X₁) nachgeordneten, für Vor- und Rückwärtsfahrt gemeinsamen Vergleichsschaltung (X₄), die als Schmitt-Trigger ausgeführt ist, dessen Schwellspannung in Abhängigkeit von der Vor- oder Rückwärtsfahrt geändert wird, und die die idealen Übersetzungsverhältnisse in abgestufte tatsächliche Verhältnisse unterschiedlich für Vor- und Rückwärtsfahrt verwandelt, und einer Relaisbetätigungsschaltung (X₇), die von der Vergleichsschaltung (X₄) angesteuert wird und ihrerseits ein hydraulisches Getriebeschaltsystem (X₈) betätigt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch eine Ausgabe der Relaisbetätigungsschaltung (X₇) betätigtes Steuerventil (CV) in dem hydraulischen Steuersystem (X₈) vorhanden ist und daß ein Leistungsschalthebel mittels des Steuerventils (CV) betätigt wird.