DE1455799B2

DE1455799B2 - Steuervorrichtung fuer schaltkupplungen eines selbsttaetig oder halbselbsttaetig schaltbaren wechselgetriebes fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE1455799B2
Application number: DE19641455799
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault, Billancourt, Hauts de Seme (Frankreich)
Priority date: 1963-01-30
Filing date: 1964-01-28
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE1455799A1; ES295311A1; SE317879B; NL142905B; DE1455799C3; BE641352A; GB1049924A; OA01632A; FR1354984A; US3329038A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Schaltkupplungen eines selbsttätig oder halbselbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes für ein Kraftfahrzeug, mit einer dem Wechselgetriebe vorgeschalteten Hauptkupplung, reibungssynchronisierten, formschlüssig schaltbaren Schaltkupplungen, einem Servogerät, welches über ein Schaltgestänge und ein zwischen diesem und der Schaltgabel der Schaltkupplung angeordnetes elastisches Element auf die Schaltgabel einwirkt, sowie einem an der Hauptkupplung zwisehen deren Antriebs- und Abtriebsteil vorgesehenen Gleichlauffühler, der bei den Antriebsteil überholendem Abtriebsteil einen Steuerstromkreis zum öffnen einer Hilfsdrosselklappe des Vergasers schließt, um die Antriebsmaschine während des Gangwechsels zu beschleunigen, sonst jedoch den Steuerstromkreis öffnet. Eine solche Einrichtung ist im wesentlichen aus der deutschen Patentschrift 945 898 bekannt, wobei lediglich an Stelle einer Hilfsdrosselklappe die normale Drosselklappe des Vergasers gesteuert wird.

Die Verwendung einer Hilfsdrosselklappe ist aus der USA.-Patentschrift 2187 824 bekannt.

Bei bekannten Steuervorrichtungen dieser Art hat die Praxis gezeigt, daß bei ungefähr — 12° C und dar-

unter infolge der dabei auftretenden recht erheblichen Viskosität des Getriebeöls keine normale Funktion der Synchronisiereinrichtung bzw. der Synchronisierringe gewährleistet ist. Vielmehr wird beim Herunterschalten das Einrasten des niedrigeren Ganges um mehrere Sekunden verzögert.

Diese Anomalie verschwindet nach einigen Minuten, die zur Erwärmung des Öles nötig sind. Nun würde jedoch die Verwendung eines dünnflüssigeren Öles keine Abhilfe schaffen, da nach der unvermeidlichen Erwärmung dieses dünnflüssigeren Öles dasselbe noch dünnflüssiger würde und demzufolge einen stärkeren Verschleiß des Getriebes einschließlich der Synchronisierringe verursachen würde.

Beim Schalten auf einen niedrigeren Gang muß die Synchronisiereinrichtung die Geschwindigkeit der Eingangswelle des Getriebes so weit erhöhen, daß beide Teile der Synchronisiereinrichtung, also die Synchronisierringe, gleiche Geschwindigkeit aufweisen, so daß das Einrücken des Ganges erfolgen kann. Bei niedrigen Temperaturen jedoch verlängert sich das Gleiten der Synchronisierringe infolge der höheren Viskosität des Öles, wodurch sich die Geschwindigkeitserhöhung zu langsam vollzieht. Bei den üblichen Synchronisiereinrichtungen, welche mit einer Kraft von 30 bis 40 Dekanewton verschoben werden, kann sich die gesamte für die Synchronisation benötigte Zeit bei einer Umgebungstemperatur zwischen 0° und — 10° C auf mehr als 10 Sekunden belaufen, und zwar für das Zurückschalten in den ersten Gang. Bei der eingangs erwähnten bekannten -Vorrichtung dient die Hilfsvorrichtung für die Drehzahlsteuerung der Antriebsmaschine nur dem Drehzahlangleich der beiden zu kuppelnden Teile der Hauptkupplung, der erst in Tätigkeit gesetzt wird, wenn der Gangwechsel voll abgeschlossen ist. Der gesamte Umschaltvorgang einschließlich des Wiedereinrückens der Hauptkupplung kann somit unter den vorerwähnten ungünstigen Bedingungen unerwünscht lange dauern, da die Synchronisierung des Wechselgetriebes allein den Synchronringen der Schaltkupplungen übertragen ist.

Wenn es nun bei dem geschilderten Herunterschalten notwendig ist, die Synchronisiereinrichtung in Funktion zu setzen, bevor der Befehl zur Wiederbeschleunigung der Antriebsmaschine gegeben wird, so ist dies auch besonders wichtig zur Vermeidung von Schwierigkeiten beim Heraufschalten in einen höheren Gang, insbesondere, wenn das Gaspedal nicht losgelassen wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Steuervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein schnelles, sicheres und stoßfreies Herunter- und Heraufschalten des Wechselgetriebes bei normalen und auch bei niedrigeren Temperaturen des Getriebeöls gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe in Reihe zum Schalter des Gleichlauffühlers ein in Abhängigkeit von der Stellung des Schaltgestänges betätigter erster Schalter vorgesehen ist, der geschlossen ist, wenn das Schaltgestänge bis zum Hubende verschoben ist, wodurch die Schaltgabe so weit verschoben wird, daß die Schaltkupplung über ihre Reibungssynchronisiereinrichtung den Gangwechsel ermöglicht, wobei die Hauptkupplung bekannten Typs so ausgebildet bzw. geschaltet ist, daß während des Gangwechsels durch die innere Reibung der Hauptkupplung bzw. durch geringe Erregung einer elektrisch arbeitenden Kupplung die Übertragung eines zur Beschleunigung der Welle des Wechselgetriebeeinganges ausreichenden Drehmomentes von der Antriebsmaschine möglich ist.

Durch diese Ausbildung ist gewährleistet, daß die vom Gleichlauffühler gesteuerte Unterstützung der Synchronisation erst dann zur Wirkung kommt, wenn im Wechselgetriebe die Voraussetzungen dafür hergestellt sind. Dabei ist zu berücksichtigen, daß norma- !erweise bei selbsttätigem bzw. halbselbsttätigem Gangwechsel der Fahrer das Gaspedal in der augenblicklichen Betriebsstellung stehen läßt, so daß auch bei warmem Wechselgetriebe und schnellem Schaltablauf die Antriebsmaschine hochdrehen und die Synchronisierung stören würde, wenn nicht erfindungsgemäß der erste Schalter vorgesehen wäre.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1 eine Steuervorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 die Steuervorrichtung nach Fig. 1 mit ge-

ringfügigen Änderungen, ergänzt mit Einzelheiten eines elektrischen Schaltbildes eines Speisestrommodulators für die Hauptkupplung, die Gegenstand der älteren deutschen Patentschrift 1230 322 und nicht Bestandteil der Erfindung sind.

In Fi g. 1 ist die Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs mit 1 bezeichnet und mit einem Vergaser 2 versehen. Die Ansaugleitung 3 dieses Vergasers ist durch eine erste Drosselklappe 4, die durch ein Gestänge 5 mit dem Gaspedal 38 verbunden ist, sowie durch eine Hilfsdrosselklappe 6 verschließbar, welche durch den Tauchkern 39 eines in einem Steuerstromkreis angeordneten Elektromagneten 47 verstellbar ist. Die Regelung durch diese Hilfsdrosselklappe ist derart, daß sie in ihrer Schließstellung bei erregtem Elektromagneten 47, d.h. bei angezogenem Tauchkern, den Gasdurchtritt nur teilweise verschließt.

Auf der Abtriebswelle 44 der Antriebsmaschine 1 ist der Antriebsteil 8 einer elektrischen Hauptkupplung beliebiger Bauart befestigt, deren Wicklung mit 7 bezeichnet ist. Der Abtriebsteil 9 der Hauptkupplung ist auf der Eingangswelle 11 eines Wechselgetriebes befestigt. Die Eingangswelle 11 trägt Zahnräder 12 und 13, welche mit Zahnrädern 14 und 15 in Eingriff stehen, die sich auf der Getriebeausgangswelle 22 frei drehen können, solange sie nicht von einer Schaltkupplung 17 mitgenommen werden, die in bekannter Weise drehfest auf der Getriebeausgangswelle 22 angeordnet und formschlüssig wahlweise mit einem der Zahnräder 14,15 kuppelbar ist. Zum Angleichen der Drehzahlen vor dem Zusammenkuppeln der Schaltkupplung 17 mit einem der Zahnräder 14, 15 sind übliche Reibungssynchronisierringe vorgesehen. Die Schaltkupplung 17 wird von einer Schaltgabel 21 betätigt, auf die ihrerseits ein Servogerät 27 über ein Schaltgestänge 26 mit zwischengeschaltetem elastischen Element 25 einwirkt.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Getriebeausgangswelle 22 über ein Kegelräderpaar 23, 24 mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden. Die Getriebeeingangswelle 11 liegt an Masse, indem sie mit dem Rahmen des Fahrzeugs durch eine Feder 10 verbunden ist. Zwischen dem Antriebsteil 8 und dem Abtriebsteil 9 der Hauptkupplung befindet sich ein Gleich-

lauffühler bekannter Art, insbesondere vom Reibungstyp, wobei 42 das auf dem Abtriebsteil 9 mit Reibung arbeitende Element ist, 43 eine Abstützfeder, 41 der bewegliche, an Masse liegende Kontakt und 37 der isolierte, mit Bezug auf den Antriebsteil 8 feste Kontakt eines Schalters ist, der bei den Antriebsteil 8 überholendem Abtriebsteil 9 über den Kontakt 41 und die Getriebeeingangswelle 11 an Masse angeschlossen wird und den Steuerstromkreis zum öffnen der Hilfsdrosselklappe 6 des Vergasers 2 schließt, um die Antriebsmaschine 1 während des Gangwechsels zu beschleunigen, wobei dieser Steuerstromkreis sonst jedoch geöffnet ist.

Zum Schalten der durch die Zahnräder 13 und 15 gegebenen Übersetzungsstufe schiebt das Servogerät 27 die Schaltgabel 21 über das Schaltgestänge 26 und das elastische Element 25 in Richtung des Pfeils. Wenn das Schaltgestänge 26 bis zum Hubende des Servogerätes 27 verschoben ist, wird ein erster Schalter 28 geschlossen, der im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 in Reihe zum Schalter 37, 41 des Gleichlauffühlers vorgesehen ist. Weiterhin ist im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 in Reihe zum ersten Schalter 28 ein zweiter, in Abhängigkeit vom Gaspedal 38 betätigter Schalter mit der Kontaktzunge 34 und dem Kontakt 40 vorgesehen, der bei nicht gedrücktem Gaspedal den Steuerstromkreis unterbricht.

Am Ende des Eingriffshubes der Schaltgabel 21 wird eine Umschaltkontaktzunge 29 eines im Stromkreis der Hauptkupplung angeordneten "dritten Schalters 30 betätigt, wodurch die Wicklung 7 der Hauptkupplung über den festen Kontakt 31' und einen Speisestrommodulator 32 mit der Fahrzeugbatterie 46 verbunden wird. In der anderen, während des Gangwechsels eingenommenen Stellung des dritten Schalters 30 liegt die mit der Batterie 46 verbundene Umschaltkontaktzunge 29 an einem im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 angeordneten festen Kontakt 31, so daß die Stromzufuhr zu der Hauptkupplung mit Ausnahme eines etwaigen Entmagnetisierungsstromes unterbrochen und die Batteriespannung dem einen Ende der Spule 33 eines Relais 35 zugeführt wird, deren anderes Ende über den zweiten und den ersten Schalter 34, 40 und 28 sowie über die erwähnten Kontakte 37, 41 des Gleichlauffühlers zur Masse zurückgeführt ist. Das Relais 35 besitzt einen Ruhekontakt 36, welcher die Batterie 46 über den Kontakt 31 mit der Wicklung 45 des Elektromagneten 47 verbindet. Der Speisestrommodulator 32 der Hauptkupplung kann von beliebiger an sich bekannter Art sein und den Speisestrom insbesondere von der Drehzahl der Antriebsmaschine, der Zeit, der eingerückten Übersetzungsstufe, der Stellung des Gaspedals usw. abhängig machen.

Die Steuerung des Servogeräts 27 des Wechselgetriebes kann durch eine tachymetrische Vorrichtung 48 geschehen, die z. B. mit der Ausgangswelle 22 des Wechselgetriebes verbunden ist.

Im Stromkreis der Hauptkupplung ist ein vierter Schalter 49 vorgesehen, der gleichzeitig mit dem ersten Schalter 28 durch das Schaltgestänge 26 am Hubende des Servogeräts 27 geschlossen wird. Dieser Schalter 49 verbindet in geschlossener Stellung (entsprechend dem in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Leitungsweg) die Wicklung 7 der Hauptkupplung über einen hohen Widerstand 50 und eine Diode 51 mit dem Kontakt 31 des dritten Schalters 30.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuervorrichtung ist wie folgt: Das Schalten von der durch die Zahnräder 12,14 hergestellten Übersetzungsstufe auf die durch die Zahnräder 13, 15 bewirkten Ubersetzungsstufe (Herabschalten in einen niedrigeren Gang) wird von der tachymetrischen Vorrichtung 48 ausgelöst, auf die das Servogerät 27 anspricht. Das Servogerät 27 verschiebt das Schaltgestänge 26 in Richtung des Pfeils, wodurch sich die Schalter 28 und 49 öffnen

ίο und das elastische Element 25 zusammengedrückt wird.

Nachdem das elastische Element 25 um ein bestimmtes Maß zusammengedrückt wurde, setzt sich die Schaltgabel 21 ebenfalls in Bewegung und verschiebt die Umschaltkontaktzunge 29 des dritten Schalters 30 vom Kontakt 31' zum Kontakt 31, wodurch die Speisung der Wicklung 7 der Hauptkupplung unterbrochen und die Hauptkupplung ausgerückt wird, während die Wicklung 45 des Elektromagneten 47 mit Strom gespeist und die Gaszufuhr durch die Hilfsdrosselklappe 6 teilweise geschlossen wird. Das Relais 35 kann nicht ansprechen, da der erste Schalter

28 im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 geöffnet ist.

Kommt beim weiteren Hub der Schaltgabel 21 die formschlüssige Verbindung zwischen Schaltkupplung 17 und dem Zahnrad 15 nicht sofort zustande, so drückt das Servogerät 27 das elastische Element 25 stark zusammen und schließt an seinem Hubende die Schalter 28 und 49, während die erst am Hubende der Schaltgabel 21 betätigte Umschaltkontaktzunge

29 vorerst in ihrer Stellung bleibt, in der sie den Elektromagneten 47 über den Kontakt 31 speist. Üblicherweise wird erst nach beendetem Gangwechsel von neuem Gas gegeben und die Hauptkupplung wieder gespeist. Dieser Vorgang kann jedoch mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beschleunigt werden. Mit dem Schließen des ersten Schalters 28 wird nämlich die Spule 33 des Relais 35 an Masse gelegt, unter der Doppelbedingung, daß erstens das Gaspedal 38 gedrückt ist (Schließen des zweiten Schalters 34, 40) und zweitens der Abtriebsteil 9 den Antriebsteil 8 der Hauptkupplung überholt, was das Schließen der Kontakte 37, 41 des Gleichlauffühlers zur Folge hat. Gerade dies ist der Fall beim Schalten auf einen niedrigeren Gang, vorausgesetzt, daß die Synchronisierringe zwischen Schaltkupplung. 17 und Zahnrad 15 durch das elastische Element 25 fest gegeneinander gedrückt werden und dadurch ein Drehmoment zwischen den Antriebsrädern des Fahrzeugs und der Getriebeeingangswelle 11 übertragen wird.

Das Relais 35 zieht an und der Elektromagnet 47

wird stromlos, wodurch sich die Hilfsdrosselklappe 6 öffnet und die Antriebsmaschine beschleunigt, bis sich die Kontakte 37, 41 des Gleichlauffühlers öffnen. In diesem Augenblick wird das Gas von neuem gedrosselt, so daß das Zusammenkuppeln von Schaltkupplung 17 und Zahnrad 15 rasch stattfindet. Die Synchronisierung des Wechselgetriebes wird durch die innere Reibung der Hauptkupplung 8,9 in der ausgerückten Stellung sowie des Gleichlauffühlers erleichtert, da infolge dieser inneren Reibung die Übertragung eines Restdrehmomentes zur Beschleunigung der Wechselgetriebeeingangswelle 11 möglich ist.

Über den vierten Schalter 49, der am Hubende des Servogeräts 27 gleichzeitig mit dem ersten Schalter 28 geschlossen wird, kann die innere Reibung der Hauptkupplung verstärkt werden, um den Synchroni-

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siervorgang durch die Speisung der Wicklung 7 wäh- Hilfsdrosselklappe 6 über den Tauchkern 39 ge-

rend des Wiederbeschleunigens der Antriebsma- schlossen wird.

schine 1 über den Widerstand 50 und die Diode 51 Im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 ist

zu beschleunigen. noch in Reihe zum zweiten, vom Gaspedal 38 abhän-

Mit Beendigung des Gangwechsels, wenn die 5 gigen Schalter 34, 40 und zum Schalter 37, 41 des

Schaltgabel 21 ihre Endstellung erreicht, löst sich die Gleichlauffühlers ein Kontaktarm 210 eines Hilfsre-

Umschaltkontaktzunge 29 vom Kontakt 31 und legt lais 207 mit zwei entgegengesetzt geschalteten Spulen

sich an den Kontakt 31', so daß die Hauptkupplung gleichgroßer magnetischer Kraft 208,209 vorgesehen,

gespeist und die Gaszufuhr wieder freigegeben wird. der sich im angezogenen Zustand des Hilfsrelais für

Außer dem Zeitgewinn bei der Synchronisierung ¹⁰ den Steuerstromkreis in Öffnungsstellung und im abwird auch ein Zeitgewinn bei der Beschleunigung der gefallenen Zustand des Hilfsrelais für den Steuer-Antriebsmaschine 1 erzielt, die sofort am Hubende Stromkreis in Schließstellung befindet. Die eine Spule des Servogeräts 27 und nicht erst am Ende des Schalt- 208 dieses Hilfsrelais 207 liegt mit ihrem einen Ende hubes der Schaltgabel 21 beginnt. über den Schalter 112 am Pluspol der Batterie 100

Die Schaltung nach Fig. 2 vereinigt den vorbe- ¹S und mit ihrem anderen Ende am Hubendschalter 30a, schriebenen Steuerstromkreis zur Steuerung der über den die Stromrückführung bei eingerücktem zu-Hauptkupplung und der Hilfsdrosselklappe 6 unter gehörigen Gang zum Minuspol der Batterie 100 erVerwendung eines Relais 35a, das an die Stelle des folgt. Die andere Spule 209 liegt ebenfalls über dem Relais 35 aus Fig. 1 tritt, mit der aus der deutschen Schalter 112 am Pluspol der Batterie 100 und wird Patentschrift 1230 322 entnommenen Schaltung des ²⁰ über einen bei geringer, unterhalb der Fahrgeschwinin Fig. 1 schematisch angegebenen Speisestrommo- digkeit für den Gangwechsel vom ersten zum zweiten dulators 32 für die Hauptkupplung. Teile des Schalt- Gang liegender Fahrgeschwindigkeit geschlossenen bildes nach Fig. 2, die Bezugsziffern zwischen 100 Schalter 135, 142 gespeist.

und 151 tragen, sind aus dem Inhalt der Beschreibung Das Hilfsrelais 207 weist noch einen„zweiten Kon-

und Zeichnung dieses älteren Patentes entnommen. ²5 taktarm 211 auf, der in der Ruhestellung des Hilfsre-

Im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe 6 ist lais den Kontakt 212 und in der Arbeitsstellung des die Spule 33a des Relais 35a angeordnet, deren eines Hilfsrelais den Kontakt 213 berührt.
Ende durch die Reihenanordnung des ersten, vom Nachfolgend wird der Aufbau des Speisestrommo-Schaltgestänge 26 des Servogeräts 27 abhängigen dulators 32 näher beschrieben.
Schalters 28 und eines Schalters 112 mit dem Pluspol 3° Die Speisung der Hauptkupplung 7 mit Strom in der Batterie 100 verbunden ist und deren anderes Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsma-Ende durch die Reihenanordnung des zweiten, vom schine 1 findet von der Fahrzeugbatterie 100 aus über Gaspedal 38 abhängigen Schalters 34, 4Ö und des den pnp-Leistungstransistor 105 und die Diode 113 Schalters 37, 41-des Gleichlauffühlers an den Minus- statt, vorausgesetzt, daß der Arbeitskontakt 154 und pol der Batterie 100 angeschlossen ist. Außerdem ist 35 der Schalter 112 geschlossen sind. Eine Blindenerdieses andere Ende der Spule 33a des Relais 35a über gie-Rückgewinnungsschaltung, welche durch die eine Diode 203 (oder einen Widerstand 202) und über Diode 110 und den Widerstand 111 gebildet wird, bei eingerücktem zugehörigem Gang geschlossene ist parallel zur Wicklung 7 der Hauptkupplung ge-Hubendschalter 30a (entsprechend dem dritten schaltet. Der Leistungstransistor 105 wird durch einen Schalter 30 aus F i g. 1) mit dem Minuspol der Batterie 40 pnp-Transistor 114 gesteuert, vorausgesetzt, daß ei- 100 verbunden. Der Widerstand 202 hat, wenn er ner der Hubendschalter 30a geschlossen ist. Der Leivorgesehen ist, einen so hohen Wert, daß das Relais stungstransistor 105 ist nur leitend, wenn der Transi- 35a über ihn in keinem Falle ansprechen kann. Die stör 114 nicht-leitend ist. Die Basis 119 des Hubendschalter 30a liegen in Reihe zum ersten Transistors 114 ist während einer im wesentlichen Schalter 28 und parallel zum zweiten Schalter 34, 40 45 konstanten Dauer bei jedem Öffnen des Zünduntersowie zum Schalter 37, 41 des Gleichlauffühlers. brechers 128 gesperrt, der sich synchron mit der An-

In seiner erregten Stellung, d. h. bei geschlossenen triebsmaschine 1 dreht. Zu diesem Zweck ist in Rei-

Schaltem 112, 28, 30 a oder 112; 28; 34, 40; 37, 41 henschaltung mit der Primärwicklung der Zündspule

schließt das Relais 35 a über den Arbeitskontakt 154 127 die Primärwicklung 126 eines Transformators 125

den Stromkreis zur Wicklung 7 der Hauptkupplung, 50 mit mehreren Sekundärwicklungen geschaltet. Die

wobei die Speisung der Hauptkupplung vom Pluspol Sekundärwicklung 124 bewirkt über die Dioden 123

der Batterie 100 über den Schalter 112, die Diode und 113 die positive Aufladung eines Kondensators

113 und den Kollektor 106 des pnp-Leistungstransi- 121, welcher sich im wesentlichen in einen Widerstand

stors 105 erfolgt. Hierbei ist zu erwähnen, daß bei 149 entlädt, vorausgesetzt, daß der Kontaktarm 211

erregtem Relais 35a so lange kein bemerkenswerter 55 des Hilf srelais 207 den Kontakt 212 berührt, während

Strom fließen kann, bis nicht die Rückführung des Po- die Rückführung zum negativen Pol der Batterie über

larisationswiderstandes 115, der je nach Lage des FaI- den Widerstand 201 oder den Schalter 200 geschieht,

les den Kollektorstrom eines den Transistor 105 steu- Wenn die Kontakte 211, 212 geöffnet sind, geschieht

ernden Transistors 114 oder den Basisstrom des die Entladung des Kondensators 121 allein über den

Transistors 105 liefert, über die Hubendschalter 30a 60 verhältnismäßig hohen Widerstand 122, wobei sich

des Wechselgetriebes zum Minuspol der Batterie si- die öffnung der Kontakte 211, 212 jedoch durch das

chergestellt ist. Der Kondensator 156 und der Wider- Vorhandensein eines Speicherkondensators 151 von

stand 155 in Parallelschaltung zur Wicklung 7 der hoher Kapazität, der einen Schutzwiderstand 150 be-

Hauptkupplung dienen zu deren Schutz beim öffnen sitzt, progressiv auswirkt.

des Arbeitskontaktes 154 des Relais 35a. 65 Jede Aufladewelle des Kondensators 121 sperrt

In seiner abgefallenen Stellung schließt das Relais den Transistor 114 und macht den Leistungstransistor

35 a über den Ruhekontakt 36 den Stromkreis der 105 leitend, so daß in der Wicklung 7 der Hauptkupp-

Wicklung 45 des Elektromagneten 47, wodurch die lung ein Strom fließt, wobei der Leistungstransistor

105 beim Abschalten durch die Rückgewinnungsschaltung 110,111 geschützt ist. Wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine 1 zunimmt, verkürzt sich der zeitliche Abstand der Aufladewellen bis zum Verschwinden, wobei das Verhältnis der Leitungsdauer zur Nichtleitungsdauer des Leistungstransistors 105 bis auf den Wert 1 zunimmt.

Der Transformator 125 besitzt Hilfswicklungen 132 und 133, welche von einem Wechselstrom sowie von einem Gleichstrom durchflossen werden, welch letzterer über einen Widerstand 131 zugeführt wird, dessen Aufgabe darin besteht, einen Teil der Energie zu entnehmen, die normalerweise zur Aufladung des Kondensators 121 bestimmt ist, um auf diese Weise unter der Wirkung von Hilfsparametern die Kennlinie des Stromes in der Wicklung 7 der Hauptkupplung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine zu verändern.

Das Schließen der Hilfswicklungen 132 und 133 über die Widerstände 148, 201, 147 unter Parallelschaltung des Kondensators 146 und der Dioden 204 und 206 ermöglicht durch den zweiten, vom Gaspedal 38 abhängigen Schalter 34, 40 mit dem Ruhekontakt 139, den Schalter 200, den Kontaktarm 211 des Hilf srelais 207 mit den Kontakten 212, 213 und den Schalter 37,41 des Gleichlauf fühlers, daß in der Wicklung 7 Stromstärken erzielt werden, die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine 1 verschieden und im allgemeinen schwächer sind, als wenn die erwähnten Schalter das Ende der Hilfswicklung 133 frei ließen. Im besonderen werden durch das "Schließen der Kontakte 34/139 und 135/142 die Hilfswicklungen 132 und 133 über die Diode 204 kurzgeschlossen und wird in der Hauptkupplung unabhängig von der Drehzahl der Antriebsmaschine ein sehr schwacher Strom erzeugt. Mit 200 ist ein Schalter bezeichnet, der nur bei der niedrigsten Übersetzungsstufe geschlossen und dazu bestimmt ist, nur bei dem Widerstand 148 und bei der Diode 204 die Schließimpedanz der Hilfswicklungen 132 und 133 herabzusetzen, so daß eine sehr weiche Kupplungskennlinie beim Zurückschalten auf den ersten Gang erhalten wird.

Wenn der Kontaktarm 211 den Kontakt 212 berührt, wird der Kondensator 121 hauptsächlich über den Widerstand 149 entladen und die Stromkennlinie in der Wicklung 7 der Hauptkupplung hängt allein von der Drehzahl der Antriebsmaschine 1 ab und gegebenenfalls von Abzweigimpedanzen der Hilfswicklung 133, durch welche die erwähnte Kennlinie verändert werden kann.

Dagegen ergibt sich beim Lösen des Kontaktarms 211 vom Kontakt 212 infolge des Speicherkondensators 151 eine Kennlinie, die ebenfalls von der Zeit seit dem öffnen der Kontakte 211, 212 abhängt und zur maximalen Stromstärke in der Wicklung 7 der Hauptkupplung führt, da dann der Kondensator 151 durch die Aufladewellen des Kondensators 121 entgegengesetzt aufgeladen wird.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Steuervorrichtung beim Schalten von der durch die Zahnräder 12 und 14 gegebenen Ubersetzungsstufe auf die durch die Zahnräder 13 und 15 gegebene niedrigere Übersetzungsstufe an Hand von F i g. 2 erläutert.

Vor dem Beginn des Gangwechselvorgangs sind die Relais 35a und 207 angezogen und ist die Masserückführung der Spulen 33a und 208 durch die Hubendschalter 30a sichergestellt, Die Spule 209 des Hilfsrelais 207 steht nicht unter Spannung, da der Schalter 135,142 beim Anfahren des Fahrzeuges geöffnet ist. Unter der Wirkung des Servogerätes 27 bewegen sich das Schaltgestänge 26 und dann die Schaltgabel 21, wodurch sich die Schalter 28 und 30a öffnen, so daß

S die Relais 35 a und 207 abfallen. Die Speisung des Elektromagnets 47 über den Ruhekontakt 36 hat das teilweise Schließen der Hilfsdrosselklappe 6 zur Folge, während durch das öffnen des Arbeitskontakts 154 die Wicklung 7 der Hauptkupplung stromlos

ίο wird, so daß die Hauptkupplung ausgerückt wird.

Bei der Weiterbewegung des Schaltgestänges 26 bringt die Schaltgabel 21 den Synchronisierring der Übersetzungsstufe der Zahnräder 13,15 zur Anlage, während das Schaltgestänge 26 seine Bewegung beendet. Durch das Schließen des Schalters 28 wird eines der Enden der Spule 33a mit dem positiven Pol der Batterie 100 verbunden. Wenn in diesem Augenblick die doppelte Bedingung »Gaspedal betätigt« (d.h. Schalter 34/40 geschlossen) und »Antriebsmaschine langsamer drehend als Getriebeeingangswelle 11« (d.h. Schalter 37, 41 des Gleichlauffühlers geschlossen) erfüllt ist, besteht für die Spule 33a eine Rückführung, so daß das Relais 35a anzieht. Durch das ₍ Öffnen des Ruhekontakts 36, wodurch der Elektromagnet 47 stromlos wird, wird die Drosselung der Gaszufuhr wieder aufgehoben. Obwohl der Arbeitskontakt 154 geschlossen ist, kann in der Wicklung 7 der Hauptkupplung kein Strom oder nur ein verringerter Strom fließen, da die Rückführung zum negativen Pol des Polarisationswiderstandes 115 des Leistungstransistors 105 nur über den hohen Widerstand 202 geschehen kann, welcher nur wahlweise vorhanden ist. Der Wert dieses Widerstandes 115 hängt von der Stromverstärkung des Leistungstransistors 105 ab.

Ferner wird durch den Anschluß der Hilfswicklungen 132 und 133 an die Diode 204 über die Schalter 34, 40 und 37, 41 der maximal mögliche Strom im Leistungstransistor 105 beschränkt, da die Aufladewellen des Kondensators 121, welche diesen Transistor entsperren, maximal gedämpft werden.

Da das Hilfsrelais 207 abgefallen ist, findet eine erneute Aufladung des Kondensators 151 über den Kontaktarm 211 und den Kontakt 212 statt. Die Kennlinie der Stromstärke in der Hauptkupplung hängt bei der Ausführungsform mit Widerstand 202 nicht von der seit dem Beginn des Gangwechselvorgangs abgelaufenen Zeit ab, solange nicht die Hubendschalter 30a geschlossen sind.

Durch die erneute Beschleunigung der Antriebsmaschine infolge des Abschaltens des Elektromagneten 47 wird die Drehzahl wieder bis zur Drehzahlgleichheit zwischen den Wellen 44 und 11 erhöht, wobei die Drehzahl der letzteren das Bestreben hat, unter der Wirkung des Drehmoments zuzunehmen,

das über die Synchronisierringe der Ubersetzungsstufe der Zahnräder 13,15 und infolge der natürlichen oder gewollten inneren Reibung der Hauptkupplung übertragen wird, so daß der Schalter 37, 41 bei einer Drehzahl geöffnet wird, die, bezogen auf die von den

Zahnrädern 13, 15 gebildeten Ubersetzungsstufe, nahe der Synchrondrehzahl zwischen den Wellen 44 und 22 liegt.

Durch das öffnen des Schalters 37, 41 wird das Relais 35 a zum Abfallen gebracht, so daß die Gaszufuhr von neuem gedrosselt und die Wicklung 7 der Hauptkupplung vollständig abgeschaltet wird.

Durch das formschlüssige Zusammenkuppeln der Schaltkupplung 17 mit dem Zahnrad 15 wird der

Hubendschalter 30 α geschlossen, so daß das Relais 35a anzieht, wodurch die Wicklung 7 der Hauptkupplung von neuem gespeist und die Gaszufuhr von neuem freigegeben wird. Das Hilfsrelais 207 wird durch seine Spule 208 ebenfalls zum Anziehen gebracht.

Eine rasche Synchronisierung, die im allgemeinen stattfindet, wenn das öl des Wechselgetriebes gut warm ist, kann das Zwischenarbeiten des Relais 35a erübrigen, da sich der Schalter 37,41 erst am Hubende der Schaltgabel 21 öffnet.

Das erneute Anziehen des Hilfsrelais 207 folgt der Ruheperiode, welche das erneute Aufladen des Speicherkondensators 151 während des Gangwechsels ermöglicht hat. Das Lösen des Kontaktarmes 211 vom Kontakt 212 ermöglicht die progressive Entladung des Kondensators 151 in den Widerstand 149 und in den Kondensator 121, so daß in der Hauptkupplung ein Strom in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine und von der seit dem Anziehen des Relais 35a abgelaufenen Zeit fließt, wobei das Wirksamwerden des Parameters »Drehzahl der Antriebsmaschine« durch das Wirksamwerden der Widerstände 148 und 201 an den Klemmen der Hilfswicklungen 132 und 133 abgeschwächt wird. Der Widerstand 201 wird im ersten Gang durch den Schalter 200 kurzgeschlossen, so daß durch die Ausschaltung des Widerstandes 201 eine weitere Abschwächung des genannten Parameters eintritt. Diese Abschwächung der Abhängigkeit zwischen Stromstärke und Drehzahl der Antriebsmaschine kann nur oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestehen. Bei niedriger Geschwindigkeit schließt nämlich der Schalter 135,142 unter der Wirkung der Vorrichtung 141, wird die Spule 209 erregt und fällt "das Hilfsrelais 207 durch die entgegengesetzte Wirkung der beiden Spulen ab, wodurch in der Wicklung der Hauptkupplung ein Stromstärkeverhalten in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine erzielt wird, bei welchem der Faktor Zeit keine Rolle mehr spielt und welches zum Anfahren des Fahrzeuges ausgenutzt wird.

Die Dioden 203 und 206 haben allein die Aufgabe, die gegenseitige Rückwirkung der verschiedenen Stromkreise untereinander zu vermeiden.

Die Anwendung der beschriebenen Steuervorrichtung auf ein selbsttätig oder halbselbsttätig schaltendes Wechselgetriebe bringt beim Herunterschalten folgende Vorteile:

1. Verkürzung der benötigten Zeit zum Gangwechsel;

2. Schutz der Synchronisierringe gegen Abnutzung;

3. das Ansteigen der Drehzahl der Antriebsmaschine findet bereits vor der Beendigung des Gangwechselvorgangs statt;

4. eine wesentliche Milderung des Stoßes beim Wiedereinrücken der Hauptkupplung, insbesondere zum Beginn des Wiedereinrückvorganges.

!Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für Schaltkupplungen eines selbsttätig oder halbselbsttätig schaltbaren Wechselgetriebes für ein Kraftfahrzeug, mit einer dem Wechselgetriebe vorgeschalteten Hauptkupplung, reibungssynchronisierten, formschlüssig schaltbaren Schaltkupplungen, einem Servogerät, welches über ein Schaltgestänge und ein zwischen diesem und der Schaltgabel der Schaltkupplung angeordnetes elastisches Element auf die Schaltgabel einwirkt, sowie einem an der Hauptkupplung zwischen deren Antriebs- und Abtriebsteil vorgesehenen Gleichlauffühler, der bei den Antriebsteil überholendem Abtriebsteil einen Steuerstromkreis zum öffnen einer Hilfsdrosselklappe des Vergasers schließt, um die Antriebsmaschine während des Gangwechsels zu beschleunigen, sonst jedoch den Steuerstromkreis öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe (6) in Reihe zum Schalter (37,41) des Gleichlauffühlers ein in Abhängigkeit von der Stellung des Schaltgestänges (26) betätigter erster Schalter (28) vorgesehen ist, der geschlossen ist, wenn das Schaltgestänge (26) bis zum Hubende verschoben ist, wodurch die Schaltgabel (21) so weit verschoben wird, daß die Schaltkupplung über ihre Reibungssynchronisiereinrichtung den Gangwechsel ermöglicht, wobei die Hauptkupplung (7," 8, 9) bekannten Typs so ausgebildet bzw. geschaltet ist, daß während des Gangwechsels durch die innere Reibung der Hauptkupplung bzw. durch geringe Erregung einer elektrisch arbeitenden Kupplung die Übertragung eines zur Beschleunigung der Welle (11) des Wechselgetriebeeinganges ausreichenden Drehmomentes von der Antriebsmaschine möglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe (6) in Reihe zum ersten Schalter (28) ein zweiter, in Abhängigkeit vom Gaspedal (38) betätigter Schalter (34, 40) vorgesehen ist, der bei nicht gedrücktem Gaspedal den Steuerstromkreis unterbricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer elektrisch betätigten Hauptkupplung, deren durch innere Reibung hervorgerufenes Restdrehmoment zur Beschleunigung des Wechselgetriebeeinganges ausreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr zu der Hauptkupplung (7, 8, 9), mit Ausnahme eines etwaigen Entmagnetisierungsstromes, während des Gangwechsels durch einen von der Schaltgabel (21) betätigten, im Stromkreis der Hauptkupplung angeordneten dritten Schalter (30) unterbrochen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit elektrisch betätigter Hauptkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Hauptkupplung (7, 8, 9) ein vierter Schalter (49) vorgesehen ist, der gleichzeitig mit dem ersten Schalter (28) im Steuerstromkreis für die Hilfsdrosselklappe (6) durch das Schaltgestänge (26) geschlossen wird und während des Wiederbeschleunigens der Antriebsmaschine (1) einen durch einen Widerstand (50) verringerten Strom der Hauptkupplung (7, 8, 9) zuführt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 unter Verwendung eines Relais zur Steuerung der Hauptkupplung und der Hilfsdrosselklappe, dadurch gekennzeichnet, daß die im Steuerstromkreis der Hilfsdrosselklappe liegende Spule (33 a) dieses Relais (35 a) außer durch die Reihenanordnung des ersten, vom Schaltgestänge (26) abhängigen Schalters (28), des zweiten, vom Gaspedal abhängigen Schalters (34, 40) und des Schalters (37, 41) des Gleichlauffühlers auch durch von der Stellung der Schaltgabel (21) abhängige, bei eingerücktem zugehörigem Gang geschlossene Hubendschalter (30a), die in Reihe zum ersten Schalter (28) und parallel zum zweiten Schalter (34, 40) sowie zum Schalter (37, 41) des Gleichlauffühlers liegen, erregbar ist und daß das Relais (35 a) in seiner erregten Stellung den Stromkreis (154) zur Hauptkupplung (7,8,9), in seiner abgefallenen Stellung einen die Hilfsdrosselklappe (6) schließenden Stromkreis (36) schließt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsrelais (207) mit zwei entgegengesetzt geschalteten Spulen (208, 209) gleichgroßer magnetischer Kraft vorgesehen ist, von denen die eine (208) über den bei eingerücktem zugehörigem Gang geschlossenen Hubendschalter (30a) der Schaltgabeln (21) speisbar ist, während die andere durch einen bei geringer Fahrgeschwindigkeit geschlossenen Schalter (135,142) gespeist wird, wobei ein Kontaktarm (210) dieses Hilfsrelais (207) im Steuerstromkreis für die Hilfsdrosselklappe (6) in Reihe zum zweiten, vom Gaspedal abhängigen Schalter (34,40) und zum Schalter (37,41) des Gleichlauffühlers angeordnet ist und sich in Öffnungsstellung für den Steuerstromkreis im angezogenen Zustand, in Schließstellung für den Steuerstromkreis im abgefallenen Zustand des Hilfsrelais (207) befindet.