DE875441C - Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

• Selbsttätige Regelvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung von bei Kraftfahrzeuggetrieben zu verwendenden Regelvorrichtungen derjenigen Art, die mit einer drehzahlabhängigen Verstelleinrichtung versehen sind, z. B. mit einer Fliehkraftregeleinrichtung, deren Verschiehemuffe ein Steuerglied trägt, das beim Antrieb des Reglers von der Motorseite aus bei Abweichung von der jeweils gewählten Drehzahl um einen gewissen Betrag mit zwei Gegensteuergliedern zum Vergrößern oder Verkleinern der Getriebeübersetzung und beim Antrieb des Reglers von der Getriebeabtriebsseite aus mit einer der Anzahl der Getriebegänge entsprechenden Anzahl von Gegensteuergliedern in Wirkung tritt, wodurch mit einer Hilfskrafteinrichtung die Übersetzungsänderung im Getriebe bewirkt wird.
• Das Wesentliche und Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß die Gegensteuerglieder gegenüber dem Regler in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels (Gasfußhebels) verstellt werden. Zur Anwendung dieses Hauptmerkmals sieht die Erfindung die Ausgestaltung der Regelvorrichtung im einzelnen vorteilhaft so vor, wie im Verlauf der Beschreibung an Hand der gezeichneten Ausführungsbeispiele und in den Unteransprüchen zum Ausdruck kommt. Vorzugsweise bestehen die Steuer-und -; Gegensteuerglieder in elektrischen Kontakten, die iri Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels verstellt werden. -Mit der erfindungsgemäß gestalteten Regelvorrichtung wird erreicht; daß einer -gewissen Gashebelstellung eine gewisse Drosselklappenstellung - und ein gewisser Drehzahlbereich mit unterer und oberer Drehzahlbegrenzung entspricht. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Regelcharakteristik; die sich aus der Kurve besten. spezifischen Brennstoffverbrauchs ergibt, aufrechtzuerhalten.
• Unter den vielen Regelvorrichtungen, deren Grundlagen in der Veröffentlichung »Grundlagen für die selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben« in der VDI-Zeitschrift, Bd. 7S- [ig3¢] Nr. io angeführt sind, ist noch eine Getriebeschaltvorrichtung bekannt, die außer durch Fliehkraft von dem in der Saugleitung der treibenden Bxennkraftmaschine herrschenden Unterdruck gesteuert wird, was aber mit der Erfindung insofern nichts zu tun hat, als der Unterdruck in keiner eigentlichen Beziehung allein zur Gashebelstellung steht, sondern sich stets nach der Gashebelstellung und auch nach der Drehzahl richtet. Mit einer Steuerung in Abhängigkeit vom Unterdruck kann daher niemals die der erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung eigene Wirkung erreicht werden. Im übrigen sind bei der bekannten Einrichtung die die Gegensteuerglieder bildenden Kontakte uriverstellbar angeordnet, so daß ein Einregeln des günstigsten Brennkraftstoffverbrauchs nicht möglich. ist. .Außerdem,- ist -bei -der bekannten Einrichtung- eine Veränderung der Unterschiede zwischen den jeweiligen beiden Umschaltdrehzahlen und damit auch eine Konstanthältung- des Umschaltdrehzahlverhältnisses ausgeschlossen.
• Es sind bei selbsttätigen Regelvorrichtungen be-_ kannter Art bereits elektrische Kontakteinrichtungen vorgesehen, jedoch wenden in einem Fälle . nur Anschläge gegenüber einem Kontaktträger verstellt, und in: einem anderen Falle ist-ein verstellbarer Isolator vorgesehen. Es bestehen aber keine Kontakte als Steuer- und Gegensteuerglieder, die in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels (Gasfußhebels) verstellt werden.
• Erfindungsgemäß ist das Problem der selbsttätigen Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben auf besonders einfache Weise gelöst.
• Ein an sich bekannter Fliehkraftregler, der in seiner Drehzahl entweder von der Antriebs- oder von der Abtriebsdrehzahl des Getriebes abhängig sein kann,. bildet den einen Faktor der Regelung. Der zweite .Faktor ist die Verstellung der verschiebhar_ vorgesehenen Kontakte in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels. Dadurch wird die in der eingangs erwähnten Veröffentlichung angeführte Forderung erfüllt, die Regelcharakteristik, die. sich aus der Kurve besten spezifischen Brennstoffverbrauchs. ergibt, zu erreichen und beizubehalten.
• Wird der Fliehkraftregler von der Antriebsseite des Getriebes- aus angetrieben, so sind erfindungsgemäß zwei verschiebbare Gegenkontakte vorgesehen, bei deren Einschaltung die Übersetzung vergrößert bzw. verkleinert oder der nächsthöhere bzw. der nächstniedere Gang eingeschaltet wird. Wird dagegen der Fliehkraftregler von der Antriebsseite des Getriebes aus angetrieben, so kann dessen Kontakt unmittelbar die erforderliche Übersetzung einstellen, da bekanntlich zur Konstanthaltung der Antriebsdrehzahl die Übersetzung proportional der Abtriebsdrehzahl sein muß. Deshalb sind beim Stufengetriebe ebenso viele Gegenkontakte vorgesehen, wie Gänge vorhanden sind, die ebenfalls mit der Verstellung des Gashebels ihre Stellung verändern.
• Der Drehzahlsprung zwischen zwei Kontakten, der bei der Regelung des Stufengetriebes in einer gewissen Größe notwendig ist, soll stets etwas größer sein als der entsprechende Übersetzungssprung im Getriebe bzw. bei zwei Gegenkontakten als der größte Übersetzungssprung im Getriebe. Es werden daher die Gegenkontakte mit zunehmender Drehzahl ihren Abstand voneinander vergrößern, was dadurch erreicht wird, daß sie beispielsweise an Zahnstangen befestigt sind, die durch verschieden große- Zahnräder bewegt werden, wobei die Zahnräder durch den Gashebel gedreht werden.
• Um der in der angezogenen Veröffentlichung gestellten Bedingung, die Leistung bei ein- und derselben Gashebelstellung bei Verwendung von Stufengetrieben auch innerhalb der beiden durch die Stellung der Gegenkontakte gegebenen Drehzahlen und während des Umschaltens selbst konstant - halten zu können, ist es notwendig, die Drosselklappenstellung zusätzlich zu verändern. Hierfür kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die bei Bewegung des Fliehkräftreglerkontäktes gegenüber dem Gegenkontakt für die untere Drehzahlbegrenzung eine zusätzliche Bewegung der Drosselklappe in dem Sinne bewirkt, daß mit Annäherung dieser beiden Kontakte die Drosselklappe zusätzlich geöffnet wird.
• Ein Zahlenbeispiel soll diesen. Gedanken noch weiter erläutern: Angenommen, der Fliehkraftregler sei von der Antriebsseite mit i25oUmdr./Min. angetrieben. Der größte Übersetzungssprung im Getriebe sei 14 Der Drehzahlsprung zwischen den beiden Kontakten entsprechend größer, beispielsweise 1,5, so daß bei der angenommenen Gaspedalstellung bzw. Stellung der beiden .Gegenkontakte bei iooo Umdr./ Min. .der nächstniedere und bei i5oo Umdr./ Min.. der nächsthöhere Gang eingeschaltet wird. Sollen diese beiden Umschaltpunkte die gleiche Leistung -besitzen wie der, der durch die Drehzahl von 125o Umdr./Min. und die Regelcharakteristik gegeben. ist, so ergibt sich aus den durch- diese drei Punkte gehenden Leistungskurven gleicher Drosselklappenstellung, daß die Drossel beim oberen Umschaltpunkt weiter geschlossen. und- beim unteren Umschaltpunkt weiter geöffnet sein muß.
• Da in den meisten; Fällen in einem großen Bereich (hier von i5oo Umdr./Min.) die untere Begrenzungslinie mit der Motorcharakteristik zusammenfällt, ist es zweckmäßig, die zusätzliche Beeinflussurig von dieser Seite aus wirken zu lassen, d. h. die Drosselklappe muß von da ab am unteren Umschaltpunkt, also bei der Stellung des Fliehkraftreglers, bei der der untere Gegenkontakt berührt wird, stets offen sein, während sie gegen den anderen Umschaltpunkt hin, also bei Bewegung des Fliehkraftreglers gegen den oberen Gegenkontakt, zusätzlich geschlossen werden muß.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Anwendung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung beispielsweise mit Verwendung eines elektrischen Kontaktes am Fliehkraftregler und von Gegenkontakten einer elektrischen Servoeinrichtung zur Änderung der Übersetzung im Getriebe.
• Abb. i zeigt das Beispiel, bei dem die Vorrichtung einen Fliehkraftregler aufweist, der mit der an den Motor angeschlossenen Antriebswelle des Getriebes umläuft; Abb. 2 zeigt ein Beispiel mit einem von der Ausgangswelle des Getriebes angetriebenen Fliehkraftregler.
• In Abb. i ist der Verstellweg der Verschiebemuffe i des Fliehkraftreglers 2, der hier seinen Antrieb von der Motorwelle 3 erhält, übertrieben groß dargestellt, und zwar in Übereinstimmung mit einem unmittelbar angrenzend gezeichneten Drehzahlbild mit darin angegebener Motorcharakteristik (in dicker ununterbrochener Linie) und Regelcharakteristik (in dick gestrichelter Linie) nebst oberer wie auch unterer Begrenzung (je in Strich-Punkt-Linien). Die übrigen dünn ausgezogenen Kurven veranschaulichen die Motorcharakteristik bei verschiedenen Öffnungszuständen der Drosselklappe, z. B. für 4o, 6o und 8o% Öffnung. Die Verschiebemuffe i des Fliehkraftreglers ist mit ihrem Kontakt 5 in der Stellung gezeichnet, die der gewählten, durch Regelung beizubehaltenden Drehzahl, z. B. 125o Umdr./Min., entspricht. Der oberen und unteren. Drehzahl entsprechend beginnen in beiden Verstellrichtungen der Verschiebemuffe i in gewissen Abständen vom Kontakt 5 die Gegenkontakte 8 und 9, die vorteilhaft als Kontaktbahnen ausgebildet sind. Diese Kontaktbahnen 8 und 9 sind in den erwähntenRichtungen beweglich vorgesehen, so daß sie sich mit Verringerung der zu haltenden Drehzahl einander nähern und bei Drehzahlzunahme voneinander entfernen. Deshalb sind die Gegenkontakte 8 und 9 auf Zahnstangen. io und i i unter Zwischenschaltung von Isolierstücken 12 bzw. 13 angebracht, und in: die Zahnstangen greifen die auf einer Achse 17 festen Zahnräder 14 und 15 ein, die durch Vermittlung des Hebels 22 und der Stange So vom Gashebel 18 ihren Antrieb erhalten. Der Gashebel 18 steht durch ein geeignetes Gestänge mit dem Verstellhebel ig der im- Gemischzuführungsrohr 2o des Motors drehbaren Drosselklappe 2i in Verbindung.
• Der Gegenkontakt 8 ist in Übereinstimmung mit dem beigegebenen Drehzahlbild für die Drehzahl-Begrenzung oberhalb der zu regelnden Drehzahl bestimmt, während der Gegenkontakt 9 für die untere Drehzahlbegrenzung vorgesehen ist. Für die Drosselklappenverstellung zur Erhaltung einer bestimmten Regelcharakteristik entsprechend der Kurve des günstigsten spezifischen Brennstoffverbrauchs ist im Gestänge zwischen Gashebel 18 und Drosselklappe 21 ein Kurventrieb vorgesehen. Zum Beispiel ist in die Schwenkbahn des zum Gashebel 18 parallel angeordneten Hebels 22, der auf der Achse 17 der Zahnräder 14 und 15 festsitzt, eine Kurvenbahn 23 entsprechend der gewählten Regelungscharakteristik feststehend angebracht, auf der mittels einer Rolle 24 das eine Ende eines am Hebel22 bei 25 schwingbar gelagerten Winkelhebels 26 durch eine Feder 27 gehalten wird. Das andere Ende des Winkelhebels 26 greift in einen radialen Schlitz 29 eines. auf der Achse 17 lose sitzenden Hebels 3o ein, der mit dem Verstellhebel ig der Drosselklappe 2i durch ein Gestänge 45, 46 verbunden ist. Für gewöhnlich handelt es sich hierbei um einen einzigen Lenker.
• Die Zeichnung zeigt aber noch die Mittel zur Erzielung einer bei ein<- und derselben Gashebelstellung zusätzlichen Verstellung der Drosselklappe, zu dem Zwecke, bei Verwendung von Stufengetrieben innerhalb der beiden durch die Stellung der Gegenkontakte gegebenen Drehzahlen und während des Umschaltens selbst die Leistung konstant halten zu können. Derartige Verstellmittel sind hier im Schemabild mit dem Bewegungsmechanismus vereinigt und bestehen aus folgenden Teilen: An der Zahnstange i i des Kontaktes 9 für den unteren Drehzahlbereich ist um Bolzen 35 schwenkbar ein Winkelhebel 36 angeordnet, der mit einem Arm durch eine Stange 37 mit Gelenk 38 an, den Kontakt 5 der Schiebemuffe i des Fliehkraftreglers 2 angeschlossen ist, während vom anderen Arm aus eine Lenkerstange 39 zum einen Arm des um den ortsfesten Bolzen 4o schwenkbaren Winkelhebels 41 führt. An den anderen Arm des Hebels 41 ist die Stange 42 angelenkt, die mit ihrem anderen Ende an dem einen Arm des Winkelhebels 43 angreift, der um den: Bolzen 44 einer in festen Lagern geführten Stange 45 schwingen kann. Vom anderen Arm des Hebels 43 aus stellt ein Lenker 46 die Verbindung mit dem Verstellhebel ig der Drosselklappe 21 her. Die Stange 45 greift mit dem Bolzen 47- in einen Schlitz .49 des Hebels. 3o. Der Hebel 22, an dessen Stelle auch unmittelbar der Gashebel 18 treten könnte, ist durch einen Lenker So mit dem um die Achse 48 beweglichen Gashebel 18 verbunden.
• Die erwähnte Gestäingeverbindung ist in ihrer Gesamtheit mit Hinsicht auf störungsfreies Zusammenwirken der Verstelltätigkeit des Gashebels 18 einerseits und der zusätzlichen Verstellung vom Kontakt 9 aus andererseits entsprechend zu gestalten, was insbesondere für die Anordnung der Stangen 39 und 42 und der Übertragenden Winkelhebel 41 und 43 gilt.
• In Abb. 2, bei der angenommen: ist, daß der Fliehkraftregler seinen Antrieb von der Ausgangswelle 6o des Getriebes erhält und das Getriebe z. B. ein viergängiges Stufengetriebe ist, sind demgemäß vier Gegenkontakte 61, 62, 63, 64 vorgesehen, die auf den Zahnstangen 65, 66, 67, 6'8 sitzen. In die Zahnstangen greifen die auf der Achse 17 sitzenden Zahnräder 70, 71, 72, 73 ein.
• Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ebenfalls in der Einleitung erläutert.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Regelvorrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Fliehkraftregler, dessen Verschiebemuffe ein Steuerglied trägt, welches bei Abweichung von der jeweils gewählten Drehzahl um einen gewissen Betrag mit einem oder mehreren , Gegensteuergliedern in Wirkung tritt, wodurch mittels einer Servoeinrichtung dieübersetzungsänderung im Getriebe bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegensteuerglied bzw. die Gegensteuerglieder in gewisser Abhängigkeit von der Verstellung des Gashebels (Gaspedals) verstellt wird bzw. werden.
2. 2. Selbsttätige Regelvorrichtung nach Anspruch i, mit einem Fliehkraftregler, der einen elektrischen Kontakt trägt, welcher bei Abweichung von der jeweils gewählten Drehzahl um bestimmte Werte elektrische Gegenkontakte berührt, wodurch durch eine elektrische Servoeinrichtung die Übersetzungsänderung im Getriebe bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegensteuerglieder in Gegenkontakten bestehen, die in gewisser Abhängigkeit von der Verstellung des Gashebels (Gaspedals) verstellt werden.
3. 3. Selbsttätige Regelvorrichtung nach An spruch i und 2, mit einem in ,Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl des Getriebes umlaufenden Fliehkraftregler, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit der Verstellung des Gashebels verstellbare Gegenkontakte vorgesehen sind,- von denen der eine zur Vergrößerung und der andere zur Verkleinerung der Übersetzung im Getriebe dient. q..
4. Selbsttätige Regelvorrichtung nach Anspruch i und 2, für Kraftfahrzeuge, in denen sich die Übersetzung mit Vergrößerung der Ausgangsdrehzahl in gleichem Verhältnis verringert, mit einem -in Abhängigkeit von' der Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes umlaufenden Fliehkraftregler, in Anwendung für Stufengetriebe; dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der Verstellung des Gashebels verstellbaren Gegenkontakte in gleicher Anzahl wie die Anzahl der in Betracht kommenden Geschwindigkeiten des Getriebes vorhanden sind.
5. 5. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte bei Durchtreten des Gaspedals; also bei zunehmender Drehzahl, ihren Abstand voneinander vergrößern.
6. 6. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, däB diese Vergrößerung beispielsweise dadurch gebildet wird, daß die Kontakte an Zahnstangen befestigt sind, die durch verschieden große Zahnräder bewegt werden.
7. 7. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Anspruchen i bis 6; dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Stufengetriebes der Abstand der beiden Kontakte voneinander einem Drehzahlsprung entspricht, der größer ist als der größte Übersetzungssprung im Getriebe. B. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Gtufengetriebes der Abstand der Kontakte voneinander jeweils einem Drehzahlsprung entspricht, der größer ist als der betreffende Übersetzungssprung im Getriebe. g. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Ansprüchen 1, 2 und q. oder 1, 2 und 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Stellungen der Kontakte jeweils eine ganz bestimmte, durch einen Kurventrieb od. dgl. festgelegte Stellung der Drosselklappe zugeordnet ist. io. Selbsttätige Regelung von Kraftfahrzeuggetrieben nach den Ansprüchen 1, 2 und q. bis 8 oder 1, 2, 3 und 5 bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Fliehkraftreglers gegenüber dem Kontakt für die untere Drehzahlbegrenzung eine zusätzliche Bewegung der Drosselklappe in dem Sinne bewirkt, daß mit Fallen der Reglerdrehzahl, d. h. mit Annäherung an den Kontakt für die untere Drehzahlbegrenzung die Drosselklappe zusätzlich geöffnet wird.