DE3505324A1 - Steuereinrichtung fuer ein fahrzeugwechselgetriebe - Google Patents

Steuereinrichtung fuer ein fahrzeugwechselgetriebe

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Description

Steuereinrichtung für ein Fahrzeugwechselgetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe derart, daß ein Hilfsgetriebe mit einem Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg so in Reihe mit einem manuell schaltbaren, durch eine Kraftübertragungskupplung so mit einem Triebwerk verbundenes Hauptgetriebe geschaltet ist, daß es entsprechend der Drosselöffnung des Triebwerks und der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch geschaltet wird.
Bei einem derartigen Fahrzeuggetriebe des Standes der Technik wird der Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg des Hilfsgetriebes in Abhängigkeit von einer Folge von Antriebsbedingungen hergestellt, insbesondere wenn die Kraftübertragungskupplung eingerückt ist, nachdem das Hauptgetriebe durch Freigabe der Kraftübertragungskupplung geschaltet worden ist, worauf das Hilfsgetriebe durch aufeinanderfolgendes Niederdrücken des Gaspedals von dem Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg auf den Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg heruntergeschaltet werden kann. Dieses Herunterschalten ist unter dem Gesichtspunkt des Fahrkomforts und der Beschleunigbarkeit unerwünscht. Insbesondere werden durch das Herunterschalten nach dem Schalten des Hauptgetriebes Gangwechselstöße verursacht, oder die Beschleunigung wird durch die Verzögerung des Herunterschaltens hinausgeschoben.
Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeuggetriebe vorgesehen, welches ein Hilfsgetriebe mit einem Hochgeschwindigkeitsund Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg aufweist, das in Reihe mit einem manuell schaltbaren Hauptgetriebe geschaltet ist, das durch eine Kraftübertragungskupplung an ein Getriebe angeschlossen ist, wobei
-1 -
das Hilfsgetriebe entsprechend der Drosselöffnung des Triebwerks und der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch geschaltet wird, und das gekennzeichnet ist durch eine Steuereinrichtung mit einer Halteeinrichtung für die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung, die so angeordnet ist, daß sie das Hilfsgetriebe, nachdem die Kraftübertragungskupplung eingerückt worden ist, eine vorbestimmte Periode lang auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg hält.
Die Erfindung kann die Gangwechselstöße oder die Beschleunigungsverzögerung beseitigen, indem verhindert wird, daß der Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg hergestellt wird, wenn das Hauptgetriebe geschaltet wird.
Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel einer Ausführungsform anhand der beigefügten Figuren im folgenden beschrieben. Von den Figuren zeigen: 20
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels
eines Fahrzeuggetriebes, auf das die vorliegende
Erfindung angewendet ist;
Figur 2 eine schematische Darstellung des automatischen Schaltsteuerkreises des Hilfsgetriebes;
Figuren 3 bis 5 grafische Darstellungen, welche die Signalcharakteristiken eines Drosselventilöffnungsdetektors, eines Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektors und eines Über- oder Untersetzungsverhältnisdetektors des Steuerschaltkreises zeigen;
Figur 6 eine grafische Darstellung, welche die zusammengesetzten Signale zeigt, die von dem arithmeti-
sehen Schaltkreis des Steuerschaltkreises aus- ■ gegeben werden; und
Figur 7 eine grafische Darstellung, welche die Schalt-Charakteristiken des Hilfsgetriebes zeigt.
In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Triebwerk und mit dem Bezugszeichen 2 eine Kraftübertragungskupplung bezeichnet. Ein Hauptgetriebe 3 ist durch die Kraftübertragungskupplung 2 an das Triebwerk 1 angeschlossen. In Reihe zum Hauptgetriebe 3 ist ein Hilfsgetriebe 4 geschaltet. Das Hauptgetriebe 3 und das Hilfsgetriebe 4 übertragen die Kraft des Triebwerks über ein Differentialgetriebe 5 auf Antriebsräder 6 eines Fahrzeugs und stellen auf diese Weise ein Fahrzeugantriebsgetriebesystem dar.
Das Hauptgetriebe 3 ist als ein Gangwechselgetriebemechanismus mit einer ersten bis vierten Vorwärtsganggetrieberäderkette Gl, G2, G3 bzw. G4 und einer Rückwärtsganggetrieberäderkette GR zwischen einer zur Kraftübertragungskupplung 2 führenden Antriebswelle 3a und einer zum Differentialgetriebe 5 führenden Abtriebswelle 3b angeordnet. Das Hauptgetriebe 3 ist ein manuell betätigbares Getriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, wobei jene Räderketten durch wahlweises Schalten einer ersten und zweiten Umschaltkupplung 8 bzw. 9 zum Schalten zwischen dem ersten und zweiten bzw. dritten und vierten Gang und eines leerlaufenden Rückwärtsgang-Schaltzahnrades 10 hergestellt werden. Die Umschaltkupplungen 8 und 9 und das Rückwärtsgang-Schaltzahnrad 10 sind operativ mit einem Umschalthebel 7 verbunden, der sich nach Figur 2 im Abteil der Bedienungsperson befindet. Die Anzahl der verschiedenen Gangüber-Setzungsverhältnisse ist durch die Aufnahme des Hilfs-
BAD ORIGINAL
-H-
getriebes 4 mit einem Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsorgan GH bzw. GL erhöht, das zwischen den Antrieb und den Abtrieb des Gangwechselgetriebemechanismus geschaltet ist. 5
Insbesondere ist nach Figur 1 auf der Antriebsseite des Gangwechselgetriebemechanismus eine Hohlwelle 11 auf der Antriebswelle 3a derart gelagert, daß sie mit der Antriebswelle 3a durch das Hilfsgetriebe 4 verbunden ist.
In dem Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg bzw. -organ GH ist eine hydraulische Kupplung 12 vorgesehen, während in dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg bzw. -organ GL eine den freien Lauf der Abtriebsseite ermöglichende Einwegkupplung 13 vorgesehen ist, so daß das Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsorgan GL und das Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsorgan GH hergestellt werden können, wenn die hydraulische Kupplung 12 aus bzw. eingerückt wird. Insbesondere ist die Antriebswelle 3a nach rückwärts so verlängert, daß ihre Verlängerung mit der hydraulischen Kupplung 12 zum Verbinden und Trennen der Hohlwelle und der Antriebswelle 3a versehen ist. Ein assoziiertes Zahnrad 11a ist auf der Hohlwelle 11 und ein fixiertes Zahnrad 14 auf der Antriebswelle 3a fixiert, wobei die hydraulische Kupplung 12 dazwischen angeordnet ist. Auf einer Verlängerung der Abtriebswelle 3b befindet sich ein Leerlaufgetriebemechanismus 15 zum Verbinden der beiden Zahnräder 11a und 14 und in den Leerlaufgetriebemechanismus 15 ist die Einwegkupplung 13 zur Ermöglichung des freien Laufs auf der Abtriebsseite, d.h. auf der Seite des assoziierten Zahnrades 11a, aufgenommen. Folglich ist das Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsorgan GH so konstruiert, daß es von der Antriebswelle 3a über die hydraulische Kupplung 12 zur Hohlwelle 11 führt, und das Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsorgan GL ist so konstruiert, daß es von der Antriebswelle 3a über das
BAD
-W-
fixierte Zahnrad IA, den Leerlaufgetriebemechanismus 15 und das assoziierte Zahnrad 11a zur Hohlwelle 11 führt. Wenn die Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungskette GH durch Einrücken der hydraulischen Kupplung hergestellt ist, wird die Kraftübertragung durch die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungskette GL durch die Tätigkeit der Einwegkupplung 13 unterbrochen. In der gezeigten Konstruktion sind übrigens das Räderpaar bzw. die Räderkette Gl des ersten Ganges und die Räderkette GR des Rückwärtsganges direkt mit der Antriebswelle 3a verbunden, und die Räderpaare bzw. Räderketten G2, G3 und G4 des zweiten, dritten und vierten Ganges sind mit der Hohlwelle 11 verbunden, um ihnen den Wechsel zwischen Hoch- und Niedriggeschwindigkeit durch das Hilfsgetriebe 4 zu erteilen, so daf3 insgesamt 7 Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang erhalten werden können. Durch Verbindung der Räderkette Gl des ersten Ganges und der Räderkette GR des Rückwärtsganges mit der Buchsen- bzw. Hohlwelle 11 ist es jedoch auch möglich, acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge zu erhalten.
Die erwähnte hydraulische Kupplung 12 wird nach Figur 2 durch ein Umschaltventil 18 ein- und ausgerückt, das in einer Ölpassage angeordnet ist, durch welche unter Druck stehendes Öl aus einer Ölpumpe 16 gepumpt wird und deren Druck zum Einbringen in die hydraulische Kupplung 12 von einem Regulierventil 17 reguliert wird. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß das Umschaltventil zwischen einer Ölzufuhrstellung, in welcher unter Druck stehendes Öl zur hydraulischen Kupplung 12 geleitet wird, und einer ülauslaßstellung, in welcher das Öl aus der hydraulischen Kupplung 12 ausgelassen wird, geschaltet werden kann, so daß die hydraulische Kupplung 12 durch das Schalten des Umschaltventils 18 in die Ölzufuhrstellung und in die Ölauslaßstellung ein- bzw. ausgerückt wird.
BAD
3 350532A
Um das Hilfsgetriebe 4 entsprechend der Drosselöffnung des Triebwerks und der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie in Relation zum Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebes 3 automatisch zu schalten, wird das Umschaltventil 18 auf folgende Weise geschaltet. Insbesondere sind vorgesehen: Ein Drosselventilöffnungsdetektor 19 zum Erzeugen eines Drosselventilöffnungssignals E,, das nach Figur 3 einen der Drosselöffnung des Triebwerks 1 entsprechenden Spannungspegel aufweist; einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals E2, das nach Figur 4 einen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannungspegel aufweist; und einen Übersetzungsverhältnisdetektor 21, der mit dem Gangschalt- bzw. Umschalthebel 7 verbunden ist, zur Erzeugung eines Übersetzungsverhältnissignals E,, das nach Figur 5 eine den einzelnen Übersetzungsverhältnissen des mit dem Hilfsgetriebe verbundenen zweiten bis vierten Ganges entsprechende stufenweise Spannungsänderung aufweist. Das Drosselventilöffnungssignal E, und das Übersetzungsverhältnissignal E, werden durch einen arithmetischen Schaltkreis 22 summiert, um ein zusammengesetztes Signal E^ zu erzeugen, wie es in der Figur 6 gezeigt ist. Dieses zusammengesetzte Signal E. wird durch einen Komparator 23 mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E„ verglichen, um zu unterscheiden, ob die Spannung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals E^ höher ist als die des zusammengesetzten Signals E. oder nicht, wobei ein logisches Signal "0" oder "1" erzeugt wird. Wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Ε- hoch wird, so daß das logische Signal "0" von dem Komparator 23 erzeugt und in einen elektromagnetischen Schaltkreis 18a des Umschaltventils 18 eingegeben wird, so wird dieses Umschaltventil 18 in die Ö'lzufuhrstellung geschaltet, um die hydraulische Kupplung 12 zu betätigen. Folglich wird nach Figur 7 entsprechend den vorbestimmten charakteri-
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stischen Kurven X2, X3 und X4 (durchgezogene Linien) der Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GH für jedes Übersetzungsverhältnis bei den höheren Geschwindigkeitsbereichen hergestellt.
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Bei der gezeigten Konstruktion weist der Komparator eine Hysterese-Charakteristik auf, so daß das Herunterschalten von dem Hochgeschwindigkeits-Übertragugnsweg GH auf den Niedriggeschwindigkeits-Übertragungsweg GL bei etwas niedrigerer Geschwindigkeit und damit etwas links von der jeweiligen charakteristischen Kurve X2, X3 bzw. X. bewirkt werden kann.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist mit einer Halteeinrichtung für Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung 24 ausgerüstet, welche die Steuerung entsprechend der charakteristischen Kurven nach Figur 7 aufhebt und das Hilfsgetriebe 4 nach dem Einrücken der Kraftübertragungskupplung 2 eine vorbestimmte Periode lang auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GL hält, wobei die Periode als Zeit, Triebwerktsumdrehungen oder einer anderen bequemen Meßgröße gemessen werden kann. Bei der dargestellten Konstruktion ist die Halteeinrichtung 24 insbesondere zusammengesetzt aus einem Kupplungseinrückungsdetektor 25 zum Erfassen der Einrückung der Kraftübertragungskupplung 2 von Drücken oder eines dergleichen eines in der Fahrerkabine befindlichen Kupplungspedals, und aus einem ODER-Glied bzw. -Tor 26, das in die Signalleitung zwisehen dem Komparator 23 und dem elektromagnetischen Schaltkreis 18a eingebracht ist. Der Detektor 25 ist so ausgebildet, daß er von dem Augenblick an, in dem die Kraftübertragungskupplung 2 eingerückt wird, das logische Signal "1" und für die verbleibende Periode, während der die Kraftübertragungskupplung 2 eingerückt ist,
das logische Signal "0" ausgibt. Die auf diese Weise ausgegebenen logischen Signale werden an das ODER-Tor 26 gegeben.
Gemäß dieser Steuerung wird folglich das logische Signal "0" normalerweise von dem Detektor 25 an das ODER-Tor 26 gegeben. In diesem Fall werden das von dem Komparator 23 erzeugte Signal und das von dem ODER-Tor 26 an den elektromagnetischen Schaltkreis 18a gegebene logische Signal koinzident, so daß das Hilfsgetriebe 4 automatisch entsprechend den charakteristischen, in durchgezogenen Linien dargestellten Kurven der Figur 7 geschaltet wird. Wenn andererseits die Kraftübertragungskupplung 2 einmal ausgerückt und beim Schalten des Hauptgetriebes 3 wieder eingerückt wird, wird das logische Signal "1" von dem Detektor 25 eine vorbestimmte Periode lang an das ODER-Tor 26 gegeben. In diesem Fall wird das logische Signal "1" von dem ODER-Tor 26 an den elektromagnetischen Schaltkreis 18a gegeben, unbeachtet des vom Komparator 23 erzeugten logischen Signals, so daß das Umschaltventil 18 in die Ölauslaßstellung geschaltet und dort gehalten wird, wodurch das Hilfsgetriebe 4 auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg gehalten wird.
Als nächstes werden die Operationen beim tatsächlichen Antrieb oder der tatsächlichen Fahrt beschrieben. Beispielsweise sei der Fall betrachtet, bei dem der erste Gang des Hauptgetriebes 3 zur Beschleunigung ausgewählt ist, so daß das Hauptgetriebe 3 bei einer bei A in Figur 7 angezeigten Fahrzeuggeschwindigkeit vom ersten Gang in den zweiten Gang geschaltet wird. Bei diesem Heraufschalten wird das Wechselgetriebe zuerst in den Zustand geführt, bei dem die Kraftübertragungskupplung 2 ausgerückt ist. In diesem Augenblick wird gewöhnlich das Gaspedal voll freigegeben. Beim darauffolgenden Schritt,
wenn die Kraftübertragungskupplung 2 eingerückt wird, wird das Gaspedal freigegeben, so daß die Drosselöffnung sich in der Nähe von null befindet. Bei der Steuerung, die keine erfindungsgemäße Halteeinrichtung 24 für Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung aufweist, befindet sich das Hilfsgetriebe 4 in dem Zustand, bei dem der Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GH hergestellt ist, wie es aus der charakteristischen Kurve X2 in figur 7 zu entnehmen ist. Wenn das Gaspedal dann niedergedrückt wird, um die Drosselöffnung auf einen in Figur 7 bei B angezeigten Wert zu erhöhen, wird das Hilfsgetriebe 4 im Laufe des Niederdrückens von dem Hochgeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GH in den Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GL heruntergeschaltet, so daß durch das Herunterschalten nach dem , Schalten des Hauptgetriebes 3 Wechselgetriebe- bzw. Gangwechselstöße verursacht werden, und so daß die Beschleunigung durch die Zeitverzögerung des Herunterschaltens hinausgezögert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Hilfsgetriebe 4 durch die Wirkung der Halteeinrichtung für die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung nach dem Einrücken der Kraftübertragungskupplung 2 die vorbestimmte Periode lang, unbeachtet des Antriebs- oder Fahrzustandes auf den Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GL gehalten. Wenn die Drosselöffnung die vorbestimmte Periode lang erhöht wird, so daß ein in Figur 7 bei C angezeigter Wert überschritten wird, wird das Hilfsgetriebe 4 danach auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg GL in Übereinstimmung mit der charakteristischen Kurve X2 gehalten, so daß das erwähnte Herunterschalten nicht stattfindet.
Auf diese Weise wird das Hilfsgetriebe nach dem Einrücken der Kraftübertragungskupplung durch die Halteeinrichtung
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für die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung die vorbestimmte Periode lang auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg gehalten. Eine Folge davon ist, daß das Herunterschalten des Hilfsgetriebes nicht bewirkt wird, wenn das Gaspedal unmittelbar nach dem Schalten des Hauptgetriebes niedergedrückt wird, und der Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg bzw. die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungslinie wird vorher hergestellt, um das Auftreten von Gangwechselstößen und eine Verzögerung der Beschleunigung aufgrund der Zeitverzögerung des Herunterschaltens zu verhindern, so daß sowohl der Fahrkomfort als auch die Beschleunigung verbessert werden können.
Es wurde ein Fahrzeugwechselgetriebe beschrieben, bei dem ein Hilfsgetriebe mit hoher und niedriger Geschwindigkeit in Reihe mit einem manuellen Mehrganggetriebe und einer Kupplung an ein Triebwerk angeschlossen ist, wobei das Hilfsgetriebe 12 normalerweise in Abhängigkeit von der Drosselöffnung 19 des Triebwerks und der Fahrzeuggeschwindigkeit 20 geschaltet wird. Zur Verbesserung des Fahrzeugbetriebs erfaßt eine Steuereinrichtung 25 die Betätigung der Kupplung, um das Hilfsgetriebe nach der Betätigung der Kupplung eine vorbestimmte Zeitperiode lang auf der niedrigen Geschwindigkeit zu halten.
- Leerseite -

Claims (6)

Steuereinrichtung für ein Fahrzeugwechselgetriebe Patentansprüche
1. Fahrzeuggetriebe, enthaltend ein Hilfsgetriebe (4) mit einem Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg (GH bzw. GL), das in Serie zu einem durch eine Kraftübertragungskupplung (2) an ein Triebwerk (1) angeschlossenes, manuell schaltbares Hauptgetriebe (3) geschaltet ist, wobei das Hilfsgetriebe (4) in Abhängigkeit von der Drosselöffnung des Triebwerks
(1) und der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch schaltbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung mit einer Halteeinrichtung (24) für die Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragung, die so ausgebildet ist, daß sie das Hilfsgetriebe (4) nach dem Einrücken der Kraftübertragungskupplung (2) eine vorbestimmte Periode lang auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg hält.
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2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung (25) zum Erfassen der Betätigung der Kraftübertragungskupplung (2) und zum Auslösen eines davon abhängigen Signals mit einer der vorbestimmten Periode entsprechenden Dauer.
3. Ge triebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (19, 20, 21, 22,
23) zum Erzeugen eines Signals zum Bewirken der Betätigung des Hilfsgetriebes (4) in Abhängigkeit von den Fahrzeugbetriebscharakteristiken, und durch ein ODER-Tor (26) zum Empfang sowohl des Signals aus der Einrichtung (25) zum Erfassen der Betätigung der Kraft-Übertragungskupplung als auch der Einrichtung (23) zum Betätigen des Hilfsgetriebes (4) und zum Steuern des Hilfsgetriebes (4).
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß die das Hilfsgetriebe betätigende Einrichtung (19 bis 23) eine Einrichtung (19, 20) zur Erfassung der Drosselöffnung und Fahrzeuggeschwindigkeit und Erzeugung entsprechender Signale aufweist, und das Signal in Abhängigkeit von dem Drosselöffnungs- und Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Umschaltventil (18) zur Betätigung des Hilfsgetriebes (4), eine Einrichtung (19, 20, 22, 23) zur Erfassung der Drosselöffnung und Fahrzeuggeschwindigkeit und Erzeugung eines Signals zur Betätigung des Umschaltventils, und durch eine Steuereinrichtung (25, 26, 18a) zur Betätigung des Umschaltventils (18) so, daß das Hilfsgetriebe (4) nach
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dem Einrücken der Kraftübertragungskupplung (2) eine vorbestimmte Periode lang auf dem Niedriggeschwindigkeits-Kraftübertragungsweg (GL) gehalten wird, unbeachtet des Signals, das von der die Drosselöffnung und die Fahrzeuggeschwindigkeit erfassenden Einrichtung (19, 20, 22, 23) erzeugt wird.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (25. 26, 18a) eine Einrichtung (25) zum Erzeugen eines Signals für die vorbestimmte Periode und ein ODER-Tor (26) zum Empfang des Signals für die vorbestimmte
Periode des Signals aus der die Drosselöffnung Fahrzeuggeschwindigkeit erfassenden Einrichtung aufweist, wobei das ODER-Tor (26) die Betätigung des Umschaltventils (18) bewirkt.
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