DE3427809A1

DE3427809A1 - Steuerverfahren fuer automatischen geschwindigkeitswechsel bei fahrzeugen mit eigenbewegung

Info

Publication number: DE3427809A1
Application number: DE19843427809
Authority: DE
Inventors: Takao Hirataka Osaka Fukunaga
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1985-02-14
Also published as: JPS6361539B2; JPS6030850A; US4614258A

Description

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

-A-

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 58-138085 vom 27.07.1983 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren nach Anspruch 1, welches einen vollautomatischen Geschwindigkeitswechsel durch die bloße Betätigung eines Gaspedals und eines Bremspedals, ohne die Betätigung eines Schalthebels in einem Kraftfahrzeug ermöglicht, dergestalt, daß die Motorkraft über eine Kupplung und eine Geschwindigkeitswechsel- bzw. Schalteinrichtung, die eine endliche bzw. nachfolgend kurz finit genannte Anzahl von Getriebezügen aufweist, auf die Antriebsräder übertragen wird, wobei dieses Verfahren insbesondere für industrielle Fahrzeuge, zum Beispiel Automobile, Gabelstapler usw. geeignet ist.

Es ist bereits ein Verfahren für automatische Getriebeschaltsteuerung bekannt, bei welchem während des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs mit Eigenbewegung, bei dem die Motorkraft über eine Kupplung und ein finites Stufengetriebe auf die Antriebsräder übertragen wird, ein Geschwindigkeitswechselverhältnis sowohl auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit als auch auf der Grundlage des Grads bzw. der Größe der Betätigung eines Gaspedals errechnet, die Kupplung nach erfolgtem Nachweis, daß das vorgenannte Geschwindigkeitswechselverhältnis gleich dem vorher bestimmten Geschwindigkeitswechselverhältnis einer nächsten Stufe ist, ausgerückt wird, die nächsten Getrieberäder mit einer vorher bestimmten Zeitverzögerung in kämmenden Eingriff gebracht werden, und die Kupplung mit einer weiteren, vorher bestimmten Zeitverzögerung eingerückt wird.

Diese herkömmliche Bauweise birgt jedoch den Nachteil, daß insbesondere während des Fahrbetriebs bei hoher Geschwindigkeit eines Fahrzeugs der Bremsmechanismus überbeansprucht wird, da nämlich das Bremspedal aufgrund der unwirksamen Funktion der Motorbremse im Zuge des Bremsvorgangs extrem stark betätigt werden muß.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das erforderlichenfalls die Umschaltung bzw. den Wechsel der Eingriffsposition der Getrieberäder zur Seite der niedrigen Geschwindigkeit und dadurch einen wirksameren Betrieb der Motorbremse im Falle einer Verlangsamung während des Fahrbetriebs bei hoher Geschwindigkeit erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu wird bei einem Verfahren für die automatische Getriebeschaltsteuerung bei einem Fahrzeug mit Eigenbewegung, bei welchem während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Motorkraft über eine Kupplung und ein finites Stufengetriebe auf die Antriebsräder übertragen wird, ein Geschwindigkeitswechselverhältnis sowohl auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit als auch auf der Grundlage des Grads bzw. der Größe der Betätigung eines Gaspedals errechnet, die Kupplung ausgerückt, wenn der Nachweis erfolgt ist, daß das vorgenannte Geschwindigkeitswechselverhältnis gleich dem vorher bestimmten Geschwindigkeitswechselverhältnis einer nächsten Stufe ist, der kämmende Eingriff der nächsten Getrieberäder mit einer vorher bestimmten Zeitverzögerung bewirkt und die Kupplung mit einer weiteren, vorher bestimmten Zeitverzögerung ein-

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gerückt und die Getriebestellung mit Hinblick auf eine effektivere Bremsfunktion der Motorbremse zwangsmäßig nur dann in die Schaltstufe niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet wird, wenn die Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs in einer Stufe hoher Geschwindigkeit als "Null" nachgewiesen wird und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit gleichzeitig größer ist als eine vorgeschriebene, voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Getriebestellung in eine Stufe niedriger Geschwindigkeit zu ändern ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 ein Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens für die Voreinstellung eines tatsächlichen Geschwindigkeitswechselverhältnisses;

Figur 2 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens;

Figur 3 ein Schaltungsdiagramm;
Figur 4 ein Übersichtsdiagramm;

Figur 5 ein Diagramm zur Darstellung einer Schaltung für zwangsmäßigen Geschwindigkeitswechsel in zwei Stufen.

Figur 1 zeigt das Berechnungsschema für einen Geschwindigkeit swechselpunkt bzw. Schaltpunkt, wobei ein bei vorliegendem Verfahren verwendeter elektronischer Computer den Geschwindigkeitswechsel- bzw. Schaltpunkt (eine Fahrgeschwindigkeit, bei welcher der Geschwindigkeitswechsel erfolgt) aus der Relation zwischen drei Werten berechnet, nämlich dem von dem Fahrer gewählten Geschwindigkeitswechsel- bzw. Schaltbetrieb, das heißt eine Betriebsart m-,, nach welcher die Geschwindigkeit bei maximaler Motorleistung gewechselt wird, oder eine Betriebsart m₂, nach welcher die Geschwindigkeit bei geringstem Kraftstoffverbrauch gewechselt wird, dem Wert u, welcher der Betätigungsgröße des Gaspedals entspricht (für jede Betriebsart m, und m₂), und dem Wert der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit w». Nach Wahl der Betriebsart m₁ oder m„ für den Geschwindigkeitswechsel erfolgt die Berechnung einer Zieldrehzahl W₁₀ des Motors für jeden Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals (linkes Ende von Figur 1, wobei i, einen Leerlaufpunkt darstellt). Danach wird ein Verhältnis w_Q/W_I0 der Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q (zum Beispiel eine Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle) zur Zieldrehzahl w _Q des Motors berechnet, und zwar für die Berechnung eines gewünschten idealen Geschwindigkeitswechselverhältnisses X (Darstellung in der Mitte von Figur 1). Schließlich wird das Geschwindigkeitswechselverhältnis Y , das einen kontinuierlichen Wert darstellt, in ein stufenförmiges tatsächliches Geschwindigkeitswechselverhältnis Y* ( Y* ^ bis Y* ) umgewandelt, und zwar mittels eines fensterartigen Komparators mit Hysterese entsprechend einem Geschwindigkeitswechselverhältnis des Getriebezugs eines echten Fahrzeugs. Auf diese Weise wird ein Geschwindigkeitswechselpunkt bestimmt, bei dem die von

dem Fahrer gewünschte Betriebsart für den Geschwindigkeitswechsel mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs übereinstimmt.

Das Steuersystem für den automatischen Geschwindigkeitswechsel wird nachstehend im Zusammenhang mit dem Blockschaubild von Figur 2 erläutert. In Figur 2 bezeichnet D einen automatischen Geschwindigkeitswechsel, M einen manuellen Geschwindigkeitswechsel, u den Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals, w_Q die Fahrzeuggeschwindigkeit, W₁ die Motordrehzahl, w_g eine Drosseldrehzahl, ^w _next ^die Drehgeschwindigkeit der Kupplung in einer nächsten Stufe, C eine Kupplung (wobei C=I den ausgerückten und C=O den ausgerückten Zustand der Kupplung bedeutet), Y ein Geschwindigkeitswechselverhältnis, /* ein tatsächliches Geschwindigkeitswechselverhältnis, G ein Getrieberad (wobei G=O neutral und G__next nächstes Getrieberad zu i bedeutet) und i jeweils die Anzahl der Stufen. Ferner entspricht (1-1) bis (1-5) in Figur 2 der nachUnterteilung zum Zwecke der Erläuterung.

(1) Im Falle der Einstellung eines Schalthebels in dem Bereich D (automatischer Bereich):

(1-1) Wenn das Fahrzeug angehalten wird und der Wert der Betätigungs- bzw. Trittgröße des Pedals Null entspricht (w = 0, u = 0), so erfolgt die Einstellung des Getriebes auf die erste Stufe in Block BLl, und das Fahrzeug steht bereit für einen schnellen Start, wobei die Kupplung ausgerückt ist (c = 1) . Dieser Zustand entspricht jenem, bei dem in Figur 3 ein Signal aus einer Nachweisschaltung 11 ein Relais 2 schließt, so daß wiederum ein Kupplungsausrückrelais 5 geschlossen und ein Elektromagnetventil 2 2 für die Betätigung der

- 9 Kupplung erregt und die Kupplung ausgerückt wird.

(1-2) Wenn das Fahrzeug angehalten und das Gaspedal betätigt wird (w_Q =0, u ? 0), so befindet sich das Getriebe in der ersten Stufe in Block BL2, und die Kupplung wird zum Anfahren gleichmäßig und stoßfrei eingerückt, und zwar erfolgt die Berechnung des tatsächlichen Geschwindigkeitswechselverhältnisses Y* in einem Rechenkreis für das Geschwindigkeitswechselverhältnis (fensterartige Vergleichsschaltung) wie vorstehend beschrieben entsprechend den Eingaben der Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q (die eine elektrische Spannung umgewandelt ist) und des Werts u der Betätigungsgröße des Gaspedals (der in einen Widerstandswert eines Regelwiderstands umgewandelt ist) (Figur 1). Da die Fahrzeuggeschwindigkeit w„ zu diesem Zeitpunkt dem Wert Null entspricht, weist auch das Geschwindigkeitswechselverhältnis V. einen Wert Null auf. Deshalb wird das Getriebe auf die erste Stufe eingestellt und die Kupplung für die Anfahrbewegung des Fahrzeugs gleichmäßig und stoßfrei eingerückt.

(1-3) Wenn sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb befindet und das Gaspedal gedrückt ist (w_Q φ 0, u φ 0), so beginnt die Funktion der automatischen Steuereinheit für den Geschwindigkeitswechsel in Block BL3 für die Berechnung des Geschwindigkeitswechselverhälthisses entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q und des Werts u der Betätigungsgröße des Gaspedals. Wenn das berechnete Geschwindigkeitswechselverhältnis Y (Y*) nicht gleich einem nächsten voreingestellten Geschwindigkeitswechselverhältnis V_1- ^Y*i-next^ entspricht, so wird der Geschwindigkeitswechsel nicht ausgeführt, sondern es erfolgt eine Steuerung auf der Seite P von

Cl

Figur 2. Wenn das Geschwindigkeitswechselverhältnis

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gleich dem Wert ί__ηΒΧί entspricht, so erfolgt eine Steuerung auf der Seite P, von Figur 2. Bei einer Geschwindigkeitswechseleinrichtung, die mit einem Synchrongetriebe ausgestattet ist, wird die Kupplung für den Wechsel der Getriebestellung in eine nächste Stufe unmittelbar ausgerückt, während bei einer Geschwindigkeitswechseleinrichtung ohne Synchrongetriebe die Kupplung in Block B14 zunächst einmal ausgerückt wird, so daß die Schaltstellung des Getriebes in die neutrale Stufe gewechselt wird. Danach wird die Kupplung jedoch wieder eingerückt.

Anschließend wird die Kupplung ausgerückt, und zwar nach Synchronisation der kämmenden Getrieberäder (durch zwangsmäßige Änderung einer Drosselöffnung u* unberücksichtigt des Werts u der Betätigungsgröße des Gaspedals) durch den Betrieb eines Motordrossel-Steuerabschnitts X₃ (Figur 3), und die Schaltstellung des Getriebes wird von der neutralen Stufe in die nächste Stufe gewechselt. Die Drosselöffnung u* wird in Block BL5 groß eingestellt, wenn (W₁ - w_next) <; 0 entspricht, oder die Drosselöffnung u* wird in Block BL6 klein eingestellt, wenn (W₁ - ^w _next) >" ° entspricht, und gleichzeitig wird durch den Einsatz der Motorbremse ein Zustand von (W₁ - ™_next) =· ° hergestellt, woraufhin die Kupplung ausgerückt und die Schaltstellung des Getriebes in die nächste Stufe (G. ) in Block BL7

1 ""11GXT

gewechselt wird, der die Sequenz des Kupplungs-Getriebe-Betriebs darstellt. Danach wird die Kupplung gleichmäßig und stoßfrei eingerückt, wodurch der Geschwindigkeitswechsel in die nächste Stufe vollzogen wird.

(1-4) Wenn sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb befindet und der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals gleich Null (w_Q φ 0, u = 0) und die Fahrzeuggeschwindigkeit

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w_Q kleiner oder gleich einer voreingestellten Fahr-

Zeuggeschwindigkeit V. ist (i = 2, 3, ; i ist

die Stufenzahl des Geschwindigkeitswechsels unter kämmendem Eingriff) (0<w_e = V^), so wird die Schaltstellung des Getriebes nicht geändert (G ist unverändert) und die Kupplung bleibt eingerückt (C = 0) in Block BL8, so daß für eine geeignete Motorbremsung gesorgt wird. Die voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V . gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit einer Obergrenze an, die während der Verlangsamung des Fahrzeugs bei Stufe Nummer i für eine ausreichende Motorbremswirkung sorgt und für jede Stufe Nummer i im voraus eingestellt wird.

(1-5) Wenn sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb befindet und der Wert der Betätigungs- bzw. Trittgröße des Gaspedals gleich Null (w_Q φ 0, u = 0) und die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V₁ (Wg > V₁) ist, so wird die Kupplung zunächst ausgerückt und die Schaltstellung des Getriebes in die neutrale Stufe (G = 0) in Block BL9 gewechselt und die Kupplung dann erneut eingerückt. Wie bei den Blöcken BL5, BL6 werden die kämmenden Getrieberäder in Blöcken BLlO, BLlI synchronisiert. Dann wird die Kupplung wie bei Block BL7 in Block BL12 ausgerückt. Die Schaltstellung des Getriebes wird von der neutralen Stufe zur einstufigen niedrigen Geschwindigkeitsseite gewechselt und die Kupplung dann gleichmäßig und stoßfrei eingerückt. Da die Schaltstellung des Getriebes hin zu der Seite niedriger Geschwindigkeit geändert wird, läßt sich eine ausreichend hohe Motorbremswirkung erzielen.

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(2) Wenn der Schalthebel die Stellung M (manueller Bereich) aufweist:

In diesem Fall wird ein einer gewünschten Stufe M. entsprechendes Geschwindigkeitswechselsignal ausgegeben, so daß ein manueller Geschwindigkeitswechsel erfolgen kann. In Block BL 13 gibt ein an dem Schalthebel angeordneter Mikroschalter ein einer Stufe M. entsprechendes Geschwindigkeitswechselsignal an eine voreingestellte Schaltung eines jeden Geschwindigkeitswechselverhältnisses V aus. Eine Relaisbetätigungsschaltung 9 (Figur 3), die auf das Geschwindigkeitswechselverhältnis Y*. einer Fenster-Vergleichsschaltung anspricht, betätigt ein der Stufe M. entsprechendes Relais 1, woraufhin die Kupplung betätigt und der Gangwechsel durchgeführt wird.

(3) Vorbeugender Mechanismus für Motorstopp:

Um den Motor für einen möglichen Stopp bereitzuhalten, wenn zum Beispiel während des Geschwindigkeitswechsels oder während des Startens eine große Last auf diesen ausgeübt wird (die Motordrehzahl w, wird zu einer minimalen stabilen Drehzahl), bewirkt ein Signal aus einer Schaltung 10 für die Verhinderung der Drosselung des Motors (Figur 3), daß ein Relais 7 schließt, daß elektrischer Strom in einer Leitung 33 fließt, so daß ein Relais 5 für das Ausrücken der Kupplung geschlossen und ein elektromagnetisches Kupplungsbetätigungsventil 22 erregt wird, so daß die Kupplung ausgerückt und ein Motorstillstand verhindert wird.

- 13 (4) Steuerung der Hilfsdrossel:

Diese Steuerung dient zur Erleichterung des kämmenden Eingriffs der Getrieberäder. Eine Kupplungsdrehgeschwindigkeit w . wird zum Zeitpunkt des nächsten Geschwindigkeitswechsels durch einen Computer unter Bezugnahme auf einen berechneten Wert der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit w_fl berechnet, wodurch die Steuerung einer Drossel derart erfolgt, daß der berechnete Wert mit der Motordrehzahl w_T abgeglichen wird. Die Steuerung erfolgt so, daß das Drosselventil bei einer Motordrehzahl, die niedriger ist als eine Zieldrehgeschwindigkeit der Kupplung, geschlossen und geöffnet wird, wenn die Motordrehzahl höher ist als die Zieldrehgeschwindigkeit, wobei gleichzeitig die Funktion einer Motorbremse einsetzt, sofern eine solche vorgesehen ist. Wenn die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl w mit der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl w annähernd gleich ist, wird die Kupplung ausgerückt (C = 1), die SchaltStellung des Getriebes wird in eine nächste Stufe gewechselt (G = G. ), und die Kupplung wird erneut gleichmäßig und stoßfrei eingerückt. Diese Steuerung erfolgt durch eine F.olgeschaltung ohne Fehlfunktion.

Die Steuerschaltung für automatischen Geschwindigkeitswechsel wird nachstehend näher erläutert. Die Schaltung besteht aus drei Abschnitten, nämlich einem Kupplungsteuerabschnitt X, , einem Gangschaltsteuerabschnitt X₂ und einem Motordrosselsteuerabschnitt X₃, die miteinander korreliert sind (Figur 3). Aufbau und Funktion der Schaltung unter den wichtigsten Betriebsund Fahrbedingungen werden nachfolgend beschrieben.

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In Figur 3 bezeichnet Bezugsziffer 1 ein Dreifachrelais mit Arbeitskontakt, das das Gegenstück zu einer Relaisbetätigungsschaltung 9 bildet, die auf das Geschwindigkeitswechselverhältnis Y₁* der Fenster-Vergleichsschaltung anspricht, die mit einer Nachweisschaltung für das Geschwindigkeitswechselverhältnis parallelgeschaltet ist. Solche aus dem Relais 1 und der Relaisbetätigungsschaltung 9 gebildete Paare sind in einer der Anzahl der Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Anzahl vorhanden (zum Beispiel vier Paare). An jedem Paar ist ein später noch erläuterter Thyristor 20 vorgesehen, dessen Kontinuität die Erregung eines entsprechenden elektromagnetischen Ventils 24 für den Betrieb der Getrieberäder bewirkt, wodurch ein Getriebezug in kämmenden Eingriff gebracht wird, der ein durch die Fenster-Vergleichsschaltung spezifiziertes Geschwindigkeitswechselverhälthis Y.* bereitstellt.

(1) w_Q = 0, u=0 (wenn das Fahrzeug angehalten und der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals gleich Null ist):

Zu dem Zeitpunkt, wo die Fahrgeschwindigkeit gleich Null ist, wird ein der ersten Gang- bzw. Schaltstufe entsprechendes Geschwindigkeitswechselverhältnis Y^* durch die Relaisbetätigungsschaltung 9 berechnet, die mit der Nachweisschaltung für das Geschwindigkeitswechselverhältnis parallelgeschaltet ist (da das Fahrzeug angehalten ist, gilt in diesem Fall V^ = 0), und die Funktion des zugehörigen Relais 1 setzt ein. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt noch kein Trigger-Gate-Strom bzw. Steuerstrom zu dem Thyristor 20 geleitet wird, wird einer Leitung 29 keine Energie zugeführt, so daß auch ein Relais mit Arbeitskontakt bzw. ein

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Schließrelais 6 nicht arbeitet. Das Relais 6 wird durch den Thyristor 20 nur geschlossen, nachdem elektrischer Strom einer Leitung 34 (später noch erläutert) zugeführt wird, so daß diese den Steuerstrom erhält und der Leitung 2 9 Energie zuführt. Wenn eine Nachweisschaltung 11 für w_Q = 0 und u = 0 an dem linken Ende in Figur 3 zu diesem Zeitpunkt ihre Funktion aufnimmt, so fließt Strom zu einer Leitung 42, ein Relais 2 mit Arbeitskontakt nimmt seine Funktion auf (schließt) und bewirkt einen Stromfluß durch ein Netzteil 25 und Leitungen 28,32, das Kupplungsausrückrelais 5 mit Arbeitskontakt nimmt seine Funktion auf (schließt), und das elektromagnetische Ventil 22 für die Betätigung der Kupplung wird folglich durch ein Netzteil 27 über eine Leitung 39 erregt, so daß die Kupplung ausgerückt wird.

Zu diesem Zeitpunkt fließt Strom von dem Netzteil 27 über eine Leitung 43 zu einer Verzögerungsschaltung 23 für die Betriebssequenz einer Getriebekupplung und wird durch die Leitung 34 zu einem Trigger-Gate des Thyristors 20 geleitet, und zwar mit einer vorgeschriebenen Zeitverzögerung, nachdem ein Strom für das Ausrücken der Kupplung zu dem elektromagnetischen Ventil 22 geleitet wurde, so daß der Thyristor 2.0 mit Energie versorgt wird. Elektrischer Strom fließt durch die Leitung 29, wodurch das der ersten Stufe entsprechende Relais 6 (es sind andere Relais in einer Quantität vorhanden, die den anderen Getriebestufen entspricht) seine Funktion aufnimmt. Strom fließt von einem Netzteil 26 über eine Leitung 40 zu dem elektromagnetischen Ventil 24 für die Betätigung der Getrieberäder, und die Getrieberäder der ersten Stufe gelangen in kämmenden Eingriff. Das Schließen des Relais 6 bewirkt, daß eine Verzögerungsschaltung 19 für die Be-

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triebssequenz der Getriebekupplung von dem Netzteil 25 über die Leitungen 2 9,34 mit Energie versorgt wird. Anschließend wird ein Relais mit Arbeitskontakt bzw. ein Schließrelais 3 mit Energie versorgt, und zwar mit einer vorgeschriebenen Zeitverzögerung, nachdem ein Signalstrom für das Kämmen der Getrieberäder zu dem elektromagnetischen Ventil 24 geleitet wurde, nämlich für die Trennung einer Leitung 31. Wenn die Nachweisschaltung 11 für w_Q = 0 und u = 0 ihre Funktion aufgenommen hat, wird das Relais 5 durch die Leitungen 42, 32 mit Strom versorgt und damit ein Wartezustand bewirkt, nämlich derart, daß sich das Getriebe in der Schaltstellung der ersten Stufe befindet und die Kupplung ausgerückt ist.

(2) w_Q φ 0, u φ 0 (im Falle eines Geschwindigkeits-Θ

wechseis während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs):

Wenn das Geschwindigkeitswechselverhältnis Y zu dem nächsten Geschwindigkeitswechselverhältnis ^N^*i__next übergeht, so setzt die Funktion des Relais 1 ein, das dem durch die Relaisbetätigungsschaltung 9 berechneten Geschwindigkeitswechselverhältnis ^*j___next entspricht, so daß durch das Netzteil 25 über die Leitungen 28,31 der Anschluß des Relais 5 bewirkt und dieses geschlossen wird. Das elektromagnetische Ventil 22 für die Betätigung der Kupplung wird erregt, so daß die Kupplung ausgerückt wird, und gleichzeitig wird die Betätigungsschaltung 9 für das Relais :.der vorhergehenden Stufe aberregt (die Nachweisschaltung für das Geschwindigkeitswechselverhältnis wechselt die Relaisbetätigungsschaltung zu jener Relaisbetätigungsschaltung 9 der nächsten Stufe), so daß ein durch den Thyristor 20 der vorherigen Stufe fließender elektrischer Strom zu Null wird und bewirkt, daß kein Strom durch die Leitung 29

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der vorhergehenden Stufe fließt. In der Folge öffnet das Relais 6, so daß die Neutralzustand des elektromagnetischen Ventils 24 für die Betätigung des Getrieberads der vorhergehenden Stufe wieder hergestellt wird. Ein Synchronisationsrelais 4 in der Leitung 31 ist über eine Leitung 37 an eine Nachweis schaltung 18 für (w. - w ) = 0, so daß die Schaltstellung "AN"

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der Schaltung 18 bewirkt, daß das Relais 4 geschlossen und die Leitung 31 angeschlossen wird. Das Relais 3 wird zu diesem Zeitpunkt geschlossen.

Zur Erleichterung des .Geschwindigkeitswechsels zur nächsten Stufe erfolgt die Steuerung der Drosselklappe des Motors bei einer an den Motor angeschlossen bleibenden Kupplung. Die Art und Weise der Steuerung wird nachfolgend beschrieben.

Da die Relaisbetätigungsschaltung 9 in Betrieb ist, schließt das Relais 1, so daß ein Signal aus einer Nachweisschaltung 12 für die Fahrzeuggeschwindigkeit w_o über eine Leitung 30 an einen Rechenkreis 13 für die Berechnung der Drehgeschwindigkeit der nächsten Gangstufe ausgegeben wird, so daß dort die Berechnung von w . erfolgt. Dann wird ein Signal von einer Leitung .35 an eine Drosselservoschaltung 15 ausgegeben, nämlich für den Vergleich von w_next mit der Motordrehzahl w., und die Ausgabe der Schaltung 15 wird über eine Leitung 41 an eine Schaltung 16 eines Betätigungsventils für eine Motordrosselklappe weitergeleitet. Dort erfolgt die Regelung der Motordrehzahl, und ein Signal derselben wird durch die Nachweisschaltung 18 geleitet, die den Wert w_next für die Synchronisation mit der Motordrehzahl w. überprüft. Auf diese Weise erfolgt die Steuerung der Drosselklappe des Motors .

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Nachdem die beiden vorgenannten Werte annäherend synchronisiert sind, wird Strom über die Leitung 37 zu einem Relais 4 geleitet, so daß dieses schließt und elektrischen Strom von dem Netzteil 25 über die Leitungen 28, 31 zu dem Relais 5 leitet, wodurch der Kupplung Energie zugeführt wird, so daß diese selbst bzw. automatisch ausrückt. Gleichzeitig erfolgt der Anschluß des Netzteils 27 über die Leitung 43, die Sequenzverzögerungsschaltung 23 und die Leitung 34 an den Trigger des Thyristors 20, der dadurch mit Energie versorgt wird und das Relais 6 schließt, wodurch das elektromagnetische Ventil 24 für die Betätigung der Getrieberäder erregt wird und den kämmenden Eingriff der Getrieberäder bewirkt.

Da das Relais 6 während des vorgenannten Steuervorgangs in Betrieb ist, fließt elektrischer Strom durch eine Leitung 38 und die Verzögerungsschaltung 19 für die Betriebsfrequenz der Getriebekupplung, so daß das Relais 3 mit Energie versorgt und die Leitung 31 mit einer vorgeschriebenen Zeitverzögerung nach dem kämmenden Eingriff der Getrieberäder abgeschnitten wird, wodurch auch der Stromfluß zu dem Relais 5 abgeschnitten und letzteres geöffnet wird. Auf diese Weise wird die Versorgung des elektromagnetischen Ventils 22 für den Kupplungsbetrieb eingestellt, so daß die Kupplung erneut eingerückt wird, und zwar bleibt die Kupplung während des kämmenden Eingriffs der Getrieberäder stets ausgerückt.

(3) 0 <. w_Q = V¹., u = 0 (in dem Fall, wo der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei einer Geschwindigkeit, die

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niedriger ist als der voreingestellte Wert V^, gleich Null ist):

Das Geschwindigkeitswechselverhältnis in der Relaisbetätigungsschaltung 9 ist festgelegt, so daß ein Zustand, in welchem das Fahrzeug betrieben wurde, beibehalten und die Durchführung einer überflüssigen Steuerung vermieden wird. Dadurch wird eine geeignete Motorbremsung erreicht.

(4) W_n > V . , u = 0 (in dem Fall, wo der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei einer Geschwindigkeit, die höher ist als der voreingestellte Wert V^, gleich Null ist):

Die Funktion des Relais 9 der einstufigen niedrigeren Geschwindigkeitsseite setzt ein, so daß das zugehörige Relais 1 geschlossen wird. Dadurch schließt auch das Relais 5, so daß die Kupplung ausgerückt und gleichzeitig die Stromversorgung der Relaisbetätigungsschaltung 9 der vorherigen Stufe eingestellt und der Neutralzustand des elektromagnetischen Ventils 24 für die vorhergehende Stufe wieder hergestellt wird. Die Steuerung für die Synchronisation der Drehgeschwindigkeit erfolgt in der gleichen Weise wie unter Punkt (2) beschrieben, und die Schaltstellung des Getriebes wird zwangsmäßig auf die Seite der einstufigen niedrigeren Geschwindigkeit gewechselt. Dadurch wird eine ausreichend hohe Motorbremswirkung erreicht.

In Figur 3 bezeichnet Bezugsziffer 14 eine Nachweisschaltung für den Nachweis, daß alle Getrieberäder nicht kämmen und daß w_Q φ 0 entspricht. Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Drosselungs-Nachweisschaltung, Be-

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zugsziffer 7 ein Relais und Bezugsziffer 50 eine Kurzzeit-Halteschaltung für das Ausrücken der Kupplung.

Figur 4 zeigt einen Schalthebel 51, ein Gaspedal 52, ein Bremspedal 53, eine Steuereinheit 54, einen Modulationsschalter 54', ein Kupplungssteuersignal 55, ein Getriebesteuersignal 56, ein Drosselsteuersignal 57, elektromagnetische Ventile 58 bis 60, einen Luftbehälter 61, eine Kraftüms.clra]ctungr 62 für das Getriebe, einen Verstärker 63, einen Motor 64, eine Kupplung 65, ein Getriebe 66, eine Kraftumschaltung 67 für das Getriebe, einen Kupplungshilfszylinder 68, einen Hilfssteuermotor 69 für die Motordrehzahl, einen Detektor 70 für die Drossleventilöffnung, einen Detektor 71 für die Motordrehzahl und einen Detektor 72 für die Fahrzeuggeschwindigkeit .

Wie vorstehend beschrieben wird bei dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren für automatischen Geschwindigkeitswechsel bei Fahrzeugen mit Eigenbewegung, bei welchem während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Motorkraft des Motors 64 über die Kupplung 65 und das finite Stufengetriebe 66 auf die Antriebsräder übertragen wird, das Geschwindigkeitswechselverhältnis Y
(oder Y*) sowohl aus der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q als auch aus dem Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals berechnet. Die Kupplung wird ausgerückt (C = 1), nachdem der Nachweis erfolgt ist, daß das vorgenannte Geschwindigkeitsverhältnis gleich dem voreingestellten Geschwindigkeitsverhältnis der nächsten Stufe Y_i__next (oder Y*j^^q^ ist. ^Die nächsten Getrieberäder werden mit einer vorgeschriebenen Zeitverzögerung (G = ^Gi__next) ⁱⁿ kämmenden Eingriff gebracht, und die Kupplung wird mit einer weiteren

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vorgeschriebenen Zeitverzögerung (C = 0) eingerückt, und nur wenn der Nachweis erfolgt, daß der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeitsstufe u=0 entspricht und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt größer ist als eine vorgeschriebene voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V'., bei welcher die Schaltstellung des Getriebes auf die Seite der niedrigen Geschwindigkeit zu ändern ist, wird diese Schaltstellung des Getriebes zwangsmäßig auf die niedrige Geschwindigkeitsstufe umgeschaltet (G = G. - 1), so daß die Motorbremse wirksamer arbeiten kann. Bei der Verlangsamung des Fahrzeugs während seines Fahrbetriebs läßt sich also die Schaltstellung erforderlichenfalls automatisch auf die Seite niedriger Geschwindigkeit umschalten (wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q größer ist als die voreingestellte Geschwindigkeit V^), indem lediglich der Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals auf Null gebracht wird. Folglich läßt sich nicht nur eine ausreichend hohe Motorbremswirkung erreichen, so daß das Fahrzeug leicht abgebremst werden kann, sondern es wird auch der Mißbrauch eines Bremsmechanismus, zum Beispiel in Form einer Fußbremse vermieden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine zweistufige Geschwindigkeitswechseleinrichtung,erlaubt die Anordnung einer zwangsmäßigen Geschwindigkeitswechselschaltung gemäß Figur 5 in der Relaisbetätigungsschaltung 9 die praktische Ausführung der Erfindung durch zusätzliche Anordnung einer sehr einfachen Schaltung. In Figur 5 wird die Ausgabe einer Nachweisschaltung RC für das Geschwindigkeitswechselverhältnis normalerweise einer Fenster-Vergleichsschaltung WC zugeleitet. Ein Relais 80 gibt ein Signal

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des voreingestellten Geschwindigkeitswechselverhältnisses /, der ersten Stufe an die Fenster-Vergleichsschaltung WC nur dann aus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit w_Q bei einem Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals von u = 0 größer wird als V', und das Schließrelais 1, das der ersten Stufe entspricht, wird geschlossen, so daß der zwangsmäßige Geschwindigkeitswechsel in die erste Stufe automatisch stattfindet, wie das in Figur 3 gezeigt ist.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Steuerverfahren für den automatischen Geschwindigkeitswechsel bei Fahrzeugen mit Eigenbewegung, bei welchem während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Motorkraft über eine Kupplung und ein endliches bzw. finites Stufengetriebe auf die Antriebsräder übertragen wird, wobei ein Geschwindigkeitswechselverhältnis sowohl aus der tatsächlichen Geschwindigkeit als auch dem Wert der Betätigungsgröße eines Gaspedals errechnet wird. Die Kupplung wird eingerückt, nachdem der Nachweis erfolgt ist, daß das vorgenannte Geschwindigkeitswechselverhältnis gleich einem nächsten voreingest'ellten Geschwindigkeitswechselverhältnis entspricht. Die nächsten Getrieberäder werden mit einer vorgeschriebenen Zeitverzögerung in kämmenden Eingriff gebracht, und die Kupplung wird mit einer weiteren vorgeschriebenen Zeitverzögerung eingerückt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer wirksameren Bremsfunktion der Motorbremse die Schaltstellung des Getriebes nur dann auf die Seite niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet wird, wenn der Nachweis erfolgt, daß der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeitsstufe gleich Null und die tatsächliche Fahrzeugge-

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 8 Γ, D-8 München 81

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schwindigkeit gleichzeitig größer ist als eine vorgeschriebene voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit, bei welcher die Schaltstellung des Getriebes auf die niedrige Geschwindigkeitsstufe umzuschalten ist.

Claims

Dipl.-Ing. OtIo I-'lügcl, Dtpl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81 Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho 1-1, 1-chome, Kidamotomiya, Neyagawa-shi Osaka-fu Japan 12.531 sä/wa STEUERVERFAHREN FÜR AUTOMATISCHEN GESCHWINDIGKEITSWECHSEL BEI FAHRZEUGEN MIT EIGENBEWEGUNG Patentansprüche

1. Steuerverfahren für automatischen Geschwindigkeitswechsel bei Fahrzeugen mit Eigenbewegung, bei welchen die Motorkraft während des Fahrbetriebs über eine Kupplung und ein finites Stufengetriebe auf die Antriebsräder übertragen wird, wobei ein Geschwindigkeitswechselverhältnis sowohl aus der tatsächlichen Geschwindigkeit als auch aus dem Wert der Betätigungsgröße eines Gaspedals errechnet, die Kupplung nach erfolgtem Nachweis, daß das vorgenannte Geschwindigkeitsverhältnis gleich einem voreingestellten Geschwindigkeitsverhältnis der nächsten Stufe ist, ausgerückt wird, die nächsten Getrieberäder mit einer vorgeschriebenen Verzögerungszeit in kämmenden Eingriff gebracht werden, und die Kupplung mit einer weiteren vorgeschriebenen Verzögerungszeit eingerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellung des Getriebes zur Ermöglichung einer wirksameren Funktion der Motorbremse nur dann zwangsmäßig in die Stufe niedriger Geschwindigkeit gewechselt wird, wenn nachgewiesen wird, daß der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs auf einer hohen Geschwindigkeitsstufe Null und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorgeschriebene voreingestellte

Fahrzeuggeschwindigkeit ist, bei welcher eine Schaltstellung des Getriebes auf eine Stufe niedriger Geschwindigkeit umzuschalten ist.

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geschwindigkeitswechselverhältnis, das mit dem Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals und der Motordrehzahl w übereinstimmt, aus tatsächlichen stufenförmigen Geschwindigkeitswechselverhältnissen der Geschwindigkeitswechseleinrichtung ausgewählt wird, daß bei Starten des Fahrzeugs die Kupplung ausgerückt wird, nachdem der Nachweis erfolgt ist, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit W_n Null und der Wert der Betätigungsgröße des Gaspedals Null beträgt, und die Schaltstellung des Getriebes auf ein Startstufe für den Wartezustand geschaltet wird, daß bei Fahrbetrieb des Fahrzeugs mit nach untem gedrückten Gaspedal die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit W_n nachgewiesen wird, nämlich für die Berechnung einer Motordrehzahl w_next, bei welcher die Schaltstellung des Getriebes in die nächste Stufe zu wechseln ist, daß die Kupplung zu dem Zeitpunkt ausgerückt wird, wo die Differenz zwischen der Motordrehzahl W₁ und der Motordrehzahl w_next annähernd Null wird, daß die Getrieberäder der nächsten Stufe mit einer vorgeschriebenen Verzögerungszeit in kämmenden Eingriff gebracht werden und daß die Kupplung mit einer weiteren vorgeschriebenen Verzögerungszeit eingerückt wird.

3. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, in dem der Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals als Null nachgewiesen wird und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit Wq gleichzeitig größer ist als die vorgeschriebene voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit

V¹., die Kupplung zunächst ausgerückt und nach Umschalten der Schaltstellung des Getriebes in die neutrale Stufe wieder eingerückt wird, daß die Kupplung nach der Synchronisation der kämmenden Getrieberäder durch zwangsmäßige Änderung der Drosselöffnung u* unabhängig von dem Wert u der Betätigungsgröße des Gaspedals und/oder durch Verwendung einer Bremse dann wieder ausgerückt wird und daß danach die Schaltstellung des Getriebes von der neutralen Stufe auf die Seite der einstufigen niedrigen Geschwindigkeit geschaltet und die Kupplung dadurch stoßfrei eingerückt wird.

4. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung unter Verwendung einer Steuerschaltung für automatischen Geschwindigkeitswechsel erfolgt, die Thyristoren aufweist, deren Anzahl jener der Geschwindigkeitswechselstufen entspricht, wobei der leitende Thyristor ' die Erregung eines entsprechenden elektromagnetischen Ventils für die Betätigung der Getrieberäder bewirkt, und daß ein Getriebezug in kämmenden Eingriff gelangt, der ein durch eine Fenstervergleichsschaltung spezifiziertes Geschwindigkeitswechselverhältnis Y*. bereitstellt.