SEMI-AUTOMATIC TRANSMISSION CONTROL

Abstract: 1. Semi-automatic transmission control system for multi-step gear transmissions, especially for heavy goods vehicles, having a gear lever (2) for engaging the gears, a gear sensor (21) for identifying the gear engaged and for electronically encoding this gear, and having an evaluator circuit (3) which effects the servo-assisted engagement of the gears in the transmission, and having a locking device (1) for the gear lever (2), characterised by the following features : a) a gear position indicator (7) for monitoring the gear changing, b) a sensor (8) for picking up the transmission output speed, c) an electronic unit (4), assigned to the evaluator circuit (3), of which the inputs (9, 10) receive signals relating to the drive condition by means of the gear position indicator (7) and the sensor (8) and of which the output (11) operates the locking device (1) when the output signals of the gear sensor (21) and the sensor (8) correspond to a motor speed that lies outside an optimum motor speed range predetermined by the electronic unit, the locking device (1) holding the gear lever in a gear position determined by the electronic unit (4) and the optimum gear assigned to that gear position being engaged.

Description: Halbautomatische Getriebe steuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine halbautomatische Ge triebe steuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es ist für die Zukunft zu erwarten, dass bei Strassenfahrzeugen nach der Bremsanlage und der Lenkung auch die Gangschalteinrichtung in steigendem Masse von direkter Betätigung auf hilfskraftunterstützte Betätigung umgestellt wird. Der geringste Bedienungsaufwand ergibt sich dabei für automatische Getriebe. Diese Bauart weist jedoch, besonders im Hinblick auf ihren Einsatz in Lastkraftwagen, einige Nachteile auf. So erfordern automatische Stufengetriebe bekanntlich einen beträchtlichen Kraftstoffmehrverbrauch, der sich bei den hohen Kilometerleistungen von Lastkraftwagen besonders bemerkbar macht. Weiterhin werden beim Einsatz eines automatischen Getriebes das Gewicht und die Kosten des Getriebes erheblich erhöht. Schliesslich ist das Schaltverhalten eines aiitomatischen Getriebes, da nicht direkt vom Fahrer beeinflussbar, nicht immer optimal der jeweiligen Verkehrssituation angepasst. Mehr Einflussmöglichkeiten für den Fahrer ergeben sich, wenn lediglich die Gangbetätigung nicht direkt, sondern servounterstützt erfolgt. Dabei ergibt sich weiter die Mög- lichkeit, die Gänge nicht wie allgemein üblich in H-Form, sondern linear hintereinander liegend anzuordnen. Hierdurch lässt sich, besonders bei der grossen Zahl von Gängen bei Lastkraftwagen, der gewi'#nschte Gang leichter finden. Eine Gefahr für den Motor eines Lastkraftwagens liegt darin, dass der Fahrer versehentlich in einen zu kleinen Gang herunterschalten kann. Hierdurch kann der Motor überdreht werden. Dies kann z.B. dann passieren, wenn ein oder mehrere Gange übersprungen werden, was jedoch in anderen Situationen auch zulässig sein kann. Die Motordrehzahl, bei der der Motor herdreh und zerstart wird, kann z.B. bei einem Lastwagen bei 3500 Upm liegen. Die maximal zulässige Drehzahl liegt z.B. bei 3100 Upm. Die Nenndrehzahl liegt bei 2400 Upm. Die obere Grenze eines optimalen Drehzahlbereichs liegt bei ca. 70% bis 100% der Nenndrehzahl. Auch das Heraufschalten in einen zu hohen Gang ist ungünstig, da hierdurch, insbesondere an Steigungen, die Zugkraft der Maschine zu stark abnimmt. Aus der DE-PS 22 15 994 ist bereits ein Getriebesteuerschalter bekannt, welcher Sperrvorrichtungen gegen unerlaubte Schaltungen aufweist. Bei diesem ist es jedoch nicht möglich, Gänge zu überspringen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebesteuerung anzugeben, durch welche die obengenannten Fehlschaltungen vehindert werden. Darüberhinaus soll es mag- lich sein, dass der Fahrer beim Schalten mehrere Gänge bis zum Erreichen des optimalen Ganges überspringt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltene Erfindung gelöst. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Getriebesteuen mg. Diese besteht im wesentlichen aus einem Schalthebel 2, einer Sperrvorrichtung 1, einem Gangwähler 21, einer Auswerteschaltung 3, einem Fahrprogrammwähler 5, einem Motor 22 mit angebautem Getriebe 6, einem Gangrückmelder 7 und einem Sensor 8 zur Messung der Getriebeausgangsdrehzahl. Der Schalthebel 2 weist an seinem Drehpunkt eine Scheibe 12 auf, welche am Rand mit Nuten 14 versehen ist. In die Nuten 14 kann ein Stift 15 eines drllekmittelbetätigten, federbelasteten Arbeitszylinders 13 eingreifen und so den Schalthebel 2 verriegeln. Anstelle des Arbeitszylinders 13 kann z.B. auch ein Arbeitsmagnet (nicht dargestellt) verwendet werden. Dieser erlaubt eine besonders schnelle Betätigung. Die jeweilige Stellung des Schalthebels 2 wird von einem Gangwähler 21 abgetastet und in kodierter Form in eine Auswerteschaltung 3 weitergegeben. Der Schalthebel 2 kann z.B. die Positionen R (Rückwärtsgang) und 1 - 6 (Vorwärtsgänge) einnehmen. Es sind jedoch auch wesentlich mehr Gänge möglich. Die Gänge liegen linear hintereinander, und sind durch Rasten markiert. Die Auswerteschaltung 3 gibt über eine Leitung 17 Signale an das Getriebe 6 weiter, wodurch die hilfskraftbetätigte Einschaltung des gewünschten Ganges bewirkt wird. Zur Einschaltung der Gänge können hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, Arbeitsmagnete oder Elektromotoren verwendet werden. Innerhalb der Auswerteschaltung 3 ist weiterhin eine Elektronik 4 angeordnet. Dieser werden über die Eingänge 9 und 10 die Ausgangssignale des Sensors 8 und des Gangrückmelders 7 zugeführt. Dabei erfasst der Sensor 8 die Getriebeausgangsdrehzahl. Der Elektronik 4 wird weiterhin über einen Eingang 20 ein Signal eines Fahrpragrammwahlers 5 zugeführt. Das Ausgangssignal (Ausgang 11) der Elektronik 4 wird einem Magnetventil 18 zugeführt, welches eine zum Arbeitszylinder 13 führende Druckmittelleitung 19 von einem Druckmittelvorrat (nicht dargestellt) absperrt. Die Elektronik 4, welche z.B. einen für unterschiedliche Fahrzeuge leicht umprogrammierbaren Mikrocomputer enthalten kann, wertet die obengenannten Eingangsinformationen aus. über den Ausgang 11 bewirkt die Elektronik 4 mittels der Sperrvorrichtung 1 immer dann eine Sperrung des Schalthebels 2, wenn der Fahrer einen Gang einlegen will, welcher eine Motordrehzahl erfordert, die ausserhalb eines optimalen Motordrehzahlbereichs liegt. Der optimale Motordrehzahlbereich ist in einem Programm des Mikrocomputers in der Elektronik 4 gespeichert. Die obere Grenze des optimalen Drehzahlbereichs liegt bei 70 96 bis 100 ffi der Nenndrehzahl. Durch diese Wirkung der Elektronik 4 wird somit verhindert, dass versehentlich ein Gang eingelegt wird, durch welchen eine zu hohe oder zu niedrige Motordrehzahl bewirkt würde. Es ist für den Fahrer möglich, den Schalthebel 2 einfach soweit zu bewegen, bis die Sperrvorrichtung 1 eingreift. Hierbei ist vorteilhaft auch das über springen eines oder mehrerer Gänge möglich. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am Schalthebel 2 ein Schalter 16 befestigt. Mit diesem kann die Sperrvorrichtung 1 bei Bedarf auch abgeschaltet werden. Der weiter mit der Elektronik 4 verbundene Fahrprogrammwähler 5 dient dazu, die Elektronik 4 auf verschiedene Fahrprogramme einstellen zu können. S#olche Fahrprogramme können beispielsweise speziell auf eine gewünschte Fahrweise, wie zügig oder ökonomisch, auf eine vorgegebene Durchschnittsgeschwindigkeit, oder auf den Beladungszustand des Fahrzeugs, wie leer oder "beladen", ausgerichtet sein. Das Fahrprogramm "leer" bewirkt dann beispielsweise die Sperrung jedes zweiten Ganges, da diese Zwischengänge für die Beschleuningung des leeren Fahrzeugs nicht notwendig sind. Ausserdem ist das Fahrprogramm maximal zulässige Motordrehzahl vorhanden. Der Schalter 16 kann auch dazu dienen, das Fahrprogramm maximal zulässige Motordrehzahl" einzuschalten. In diesem Fall ist der Schalter 16 als Taster ausgebildet. Nach Beendigung der Betätigung des Tasters, wird wieder auf das am Fahrprogrammwähler 5 eingestellte Fahrprogramm zurückgeschaltet. In dem Fahrprogramm zügig wird der Schalthebel 2 dann gesperrt, wenn sich beim Schalten eine Drehzahl ergeben würde, welche 100 % der Nenndrehzahl überschreitet. In dem Fahrprogramm ökonomisch erfolgt die Sperrung, wenn 70 5' der Nenndrehzahl überschritten würde. Fährt der Fahrer in einem Gang an der Grenze der optimalen Motordrehzahl und beabsichtigt er, noch einen Gang weiter herunter- oder heraufzuschalten, was von dem Mikrocomputer durch das Betätigen der Kupplung registriert werden kann, dann wird diese Schaltung aus dem optimalen Bereich heraus, aber noch innerhalb des maximal zulässigen Bereiches, und nur für einen Gangsprung zugelassen. Man kann in einem solchen Fall davon ausgehen, dass der Fahrer einen berechtigten Grund hat, noch einen Gang weiterzuschalten. Diese Uberschreitung des optimalen Drehzahlbe reiches ist jedoch nur zulässig, wenn vorher die Kupplung eingerückt war. Anstelle durch den Fahrprogrammwähler 5 kann eine Information Uber den Zustand des Fahrzeugs, z.B. über die Beladung und die Gaspedalstellung, auch über (nicht dargestellte) Sensoren erfasst werden. Die Signale dieser Sensoren werden der Elektronik 4 über weitere Eingänge 23,24 zugeführt. Die Signale bewirken dann entsprechend die Auswahl bestimmter, gespeicherter F#hrprogramme. Durch die oben beschriebene erfindungsgemässe Getriebesteuerung werden Fehlbedienungen der Gangschaltung durch den Fahrer verhindert. Hierdurch wird die Führung des Fahrzeugs vereinfacht und sicherer gemacht. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass der Fahrer den Schalthebel soweit bewegen kann, bis die Sperrvorrichtung eine weitere Bewegung verhindert. Damit ist dann der dem jeweiligen Fahrzustand zugehörige optimale Gang eingeschaltet.

Claims: Patentansprüche 1. Halbautomatische Getriebesteuerung, insbesondere für Lastkraftwagen, mit einem Schalthebel zum Einstellen der Gänge, einem Gangwähler zum Erkennen des eingestell ten Ganges und zur elektronischen Kodierung dieses Ganges und mit einer Auswerteschaltung, welche ein hilfskraftunterstütztes Einlegen der Gänge im Getriebe bewirkt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Eine Sperrvorrichtung (1) für den Schalthebel (2), b) einen Gangrückmelder (7) zur Kontrolle der Gangum schaltung, c) einen Sensor (8) zur Aufnahme der Getriebeausgangs drehzahl, d) eine der Auswerteschaltung (3) zugeordnete Elektronik (4), deren Eingänge (9, 10) über den Gangrückmelder (7) und den Sensor (8) Signale über den Antriebszu stand erhalten und deren Ausgang (11) die Sperrvor richtung (1) dann betätigt, wenn die Ausgangssignale des Gangwählers (21) und des Sensors (8) einer Motordrehzahl entspricht, welche ausserhalb eines vorbestimmten optimalen Motordrehzahlbereichs liegt. 2. Getriebesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Sperrvorrichtung (1) folgende Merk male aufweist: a) Eine am Schalthebel (2) befestigte Scheibe (12), die am Rand Nuten (14) aufweist, b) einen druckmittelbetätigten, federbelasteten Arbeits zylinder (13) zur Einführung eines Stiftes (15) in die Nuten (14). 3. Getriebesteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass an Stelle des Arbeitszylinders (13) ein Arbeitsmagnet verwendet wird. 4. Getriebesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Funktion der Sperrvorrichtung (1) durch einen am Schalthebel (2) befestigten Schalter (16) ausschaltbar ist. 5. Getriebesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass ein weiterer Eingang (20) der Elektronik (4) an einen Fahrprogrammwähler (5) angeschlossen ist, mit welchem verschiedene in der Elektronik (4) gespeicherte Fahrprogramme anwählbar sind. 6. Getriebesteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Fahrprogramme "zügig", "ökonomisch", "leer", "beladen" und/oder "maximal zulässige Motordreh zahl" anwählbar sind. 7. Getriebesteuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronik (4) über weitere Eingänge (23, 24) Informationen über die Beladung und die Gaspedalstellung zugeführt werden. 8. Getriebesteuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch dem am Schalt hebel (2) befestigten Schalter (16) das Fahrprogramm "maximal zulässige Motordrehzahl" einschaltbar ist. 9. Getriebesteuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass der Schalter (16) als Taster ausgebildet ist und nach seiner Betätigung auf das am Fahrprogramm wähler (5) eingestellte Fahrprogramm zurückgeschaltet wird. 10. Getriebesteuerung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Schalthebel (2) einstellbaren Gänge linear hintereinander angeordnet sind und durch Rasten markiert sind.

Inventors: KLATT, ALFRED
Applicants: WABCO WESTINGHOUSE FAHRZEUGBREMSEN GMBH
Application year: 1981
Main classification: F16H5
IPC codes: F16H61, F16H59