DE1455870A1 - Mit wirbelstroemen arbeitende einrichtung fuer die automatische vornahme von gangwechseln an fahrzeugen - Google Patents

Mit wirbelstroemen arbeitende einrichtung fuer die automatische vornahme von gangwechseln an fahrzeugen

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DE1455870A1 DE1965R0040199 DER0040199A DE1455870A1 DE 1455870 A1 DE1455870 A1 DE 1455870A1 DE 1965R0040199 DE1965R0040199 DE 1965R0040199 DE R0040199 A DER0040199 A DE R0040199A DE 1455870 A1 DE1455870 A1 DE 1455870A1
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Description

tische Vornahme von ßangwechseln an Fahrzeugen
Jede einwandfreie Lösung des Problems der automatischen Yoxnahme von Gfangwechseln in Schaltgetrieben an Kraftfahrzeugen umschließt die Ausübung zweier Funktionen» einerseits die eigentliche. Vornahme der Übergänge (einschließlich der Feststellung der Voraussetzungen, der Abgabe des Ausführungsbefehls und der Ausführung selbst) und andererseits die Synchronisierung der verschiedenen. Übertragungselemente t Qetriebewellen, Kupplungsscheibe u«s.w„ sowie die Steuerung der Leistung und der Drehzahl des Motors während der und nach de» eigentlichen G-angweohseln«
Es ist bekannt, die erste Funktion durch eine Einrichtung (analog einer bestimmten Art von Drehzahlmessern) ausüben zu lassen, die
-.t ElPATENT PoihcheAkonto München M510
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DevtKheienk Aussbwrf Xt»< »419M
einen Magneten umfaßt, der mit einer der Drehzahl der Räder proportionalen Drehzahl umläuft und Wirbelströme in einem Metallgehäuse erzeugt.
Bei derartigen Ausführungen wird der Paktor "Belastung" des Motors (die durch das Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals ausgedrückt sein kann) in Form von Spannungsänderungen in einer oder mehreren Gegenfedern eingeführt, die auf das Gehäuse einwirken, welches koaxial zum Magneten verschwenkt werden kann und sich dabei um einen Winkel verdreht, der das Gleichgewicht zwischen dem von den Wirbelströmen verursachten Drehmoment und dem von den Gegenfedern ausgeübten Widerstandsmoment entspricht. Bei dieser Schwenkung treibt das Gehäuse ein Organ zum Aussenden von Befehlen zum Sangwechsel an, wobei dieses Organ z.B. als Arm ausgebildet sein kann, der bei einer vorgegebenen, einem Gangwechsel zugeordnetes Winkelverdrehung des Gehäuses einen elektrischen Kontakt schließt»
Es werden so viele derartige Kontakte angeordnet wie Gangwechsel durch ein derartiges Befehlsausgabeorgan, von dem ebenfalls bekannte -lusführungsformen. existieren, zn steuern sind.
Bei einer solchen Einrichtung wird der dem Übergang zugeordnete Drehaahlunterschied durch ein gleichbleibendes Hilfsmoment so hergestellt, daß der. Absolutwert dieses Drehzahlunterschieds konstant und unabhängig von der Drehzahl beim Übergang ist« Das ist nachteilig für die Sicherheit der Gangwechsel, besonder-s bei hohen
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Drehzahlen, für die der relative Wert der "betrachteten. Differenz zu gering wird.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, west die Erfindung in erster Linie eine Steuereinrichtung für den Gangwechsel auf, bei der der Axialabstand des rotierenden Magneten gegenüber seinem Gehäuse variabel» und zwar abhängig ist von dem Ausmaß, in dem das Gaspedal niedergetreten wird.
Durch diese Anordnung wird der Drehzahlunterschied beim Aufwärts- und beim Abwärtssehalten zwischen zwei Gängen bei gleichbleibendem Wert des «Parameters "Motorbelastung" proportional zur ifbergangsdrehzahl gemacht. Die Sicherheit des Gangwechsels wird ebenfalls wesentlich verbessert.
Was die zweite Funktion, die der Synchronisierung der verschiedenen Elemente des Getriebes und die der Steuerung der Leistung und der Drehzahl des Motors während und nach den Gangwechseln betrifft, so kann sie leicht erreicht werden, indem man die Drehzahl einer Abtriebsachse des Getriebes, die mit den Rädern verbunden ist, vergleicht mit der Motordrehzahl. Diese Einrichtung erlaubt unter anderem ein Wiedereinkuppeln im Leerlauf für den Übergang zu einem stärker untersetzten Gang.
Da aber nicht für alle Getriebegänge die gleiche Proportionalität der !Drehzahlen zwischen Getriebeausgangswelle und Motor besteht,
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ist es erforderlich - wenn das Problem auf diesem Wege gelöst werden soll - Korrekturen für die verschiedenen Getriebegänge vorzunehmen .
Zu diesem Zweck wird als zweiter Teil der. Erfindung eine Vergleichseinrichtung der oben beschriebenen Art geschaffen, bei welcher die Korrektur der Drehzahländerung für jedenGangweehsel durch eine geeignete Variation des Axialabstands erzielt wird, den der eine der beiden Magneten in seinem Gehäuse einhält. Diese Variation, die von dem erwähnten Regler bei den Gangwechseln gesteuert wird, kann einerseits erfolgen durch Bewegung des -Magneten selbst bei unveränderter Stellung seines Gehäuses, oder umgekehrt.
Wie man sieht, beruhen die beiden Teile der Erfindung, die beide an ein und derselben automatischen Steuerungseinrichtung für den Gangwechsel eines Schaltgetriebes angebracht sind, auf ein und derselben Art der Einführung eines Hilfsparameters in eine Einrichtung mit Wirbelstrommagneten, nämlich auf einer Axialverschiebung des Magneten gegenüber seinem Gehäuse.
Um die Erfindung besser verstehen zu können, wird nachstehend eine schematisch dargestellte Ausführungsform, die nicht als Begrenzung der Erfindung aufzufassen ist, beschrieben, zu der eine Zeichnung gehört, die einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Gangwechsel darstellt mit einem. Regler und der zugehörigen Synchronisierungseinrichtung. *
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Gemäß der ZeielmMSg ist die fragil elte Siföriehtang in ein eingeschlossen! rasfoäi welsf iß ihre» toterteil einen ler und in ihrem #feaf#il Teil eine iymonronisierangseinriclitwig auf.
Der Uberaetzungs-reglesr besitzt zttnäeäiat ein Organ zum Feststellen der für einem· ÖarSgwesiisel erforderlielien. Voraussetzungen» das aus einem Magneten 7 ^esteilt, der mit einer Hälse 17 fest verbunden ist, welche versohiebTsar auf eiaer Welle 8 angeordnet ist, die von einer ■biegsamen Welle J mit einer Drehzahl angetrieben wird» die der Drehzahl der, lader proportional ist«
Bie Hülse 17 ttnd äie Welle 8 besitzen parallel zur Welle verlaufende Muten, in den^n Kugeln 9 gehalten werden» die einerseits eine gleitende VersohiebuHg der Hülse 17 auf der Welle 8 ermöglichen und andererseits eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen darstellen»
Gleichachsig mit dem Magneten 7 is* auf einer Welle IJ ein metallisches Gehäuse 12 angeordnet.
Der Begier Weist ausserdem ein Organ J2 zum Aussenden von Gangwecbselbefehlen auf, das sich aus mehreren Elementen zusammensetzt» die in der Umrandung 32, ausreichend für einen einzigen Gangwechsel, dargestellt sind, und zwar eine am Gehäuse und an. der Welle I3 befestigte Spiralfeder 14, einen schwenkbaren Arm I5 für einen elek-
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trlschen Kontakt aus magnetischem Werkstoff auf der Y;elle 13» einen feststehenden Kontakt 16, der mit einem Magneten versehen ist, welcher eine gewisse Haftung des Arms 15 hervorruft» wenn dieser gegen, den besagten Magneten geführt ist, und einen Ruheanschlag 18 für den Arm 15» Dieser Arm 15 und" der feststehende Kontakt 16 sind durch elektrische Leiter mit elektromechanischen oder elektronischen Organen für die Betätigung des Getriebes Jo äes Motors verbunden·
Im übrigen wird die axiale Stellung der den Magneten tragenden Hülse 17 des Detektors durch das Gaspedal über einen Hebel Iq gesteuert, der derart um eine Achse 11 schwenkt, daß das Niedertreten des Pedals zu einer Hebelbewegung in Richtung des Pfeils F führt und eine Zunahme der Grosse des Parameters Xs der den Axialabstand des Magneten 7 von seinem Gehäuse 12 angibt, zur Folge hat.
Nachdem der Motor angelassen und das Fahrzeug mit einem beliebigen Gang in Bewegimg gesetzt ist, dreht sich der Magnet 7 mi* einer der Räderdrehzahl proportionalen Drehzahl und induziert in d,em Gehäuse 12 Wirbelströme, die ein Moment erzeugen,,das dazu dient, dieses Gehäuse entgegen dem 'Gegenmoment der Feder 14. zu bewegen.
Bei einem vorgegebenen Pedalweg des Gaspedals, der zu einem vorgegebenen Wert des Parameters X gehört, verdreht 'sich das Gehäuse 12 um einen bestimmten Winkel bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustands zwischen dem durch das Gehäuse 12 entwickelten Drehmoment und jenem der Feder 14· Der Arm 15 entfernt sich von seinem ßuheanschlag
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18, ohne jedoch schon den feststehenden Kontakt 16 zu erreichen. V/enn bei einer bestimmten festgehaltenen Stellung des Pedals die Fahrzeuggeschwindi gkeit zunimmt, nimmt in gleicher Weise das Antriebsiaoment des Gehäuses 12 zu, und der Arm 15 setzt seine Schwenkung in Richtung auf den Kontakt 16 fort.
Wenn der Augenblick zum Übergang auf den höheren Gang gekommen ist, berührt der Arm I5 den Kontakt Γ6, an welchem er haften bleibt, und der Befehl zum Übergang auf den höheren Gang wird an das Getriebe 3° gegeben. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs weiter zunähe» bliebe der Kontakt I5-I6 geschlossen, aber zwei weitere (in dex· Zeichnung nicht dargestellte) Kontaktarme würden sich unter der Wirkung dieser weiteren Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs einander nähern.
Um auf einen höheren Gang überzugehen, bleiben alle bereits geschlossenen Kontakte des Befehlsübermittlers 32 geschlossen, und ein neuer Kontakt schließt sich seinerseits in einer Art Reihenschaltung von Kontakten; hierfür gibt es bereits gut bekannte Ausführungsformen.
Es ist verständlich, daß das Abwärtsschalten der Gänge trotz gleichen Betrages von X bei Fahrzeugdrehzahlen stattfindet, die niedriger als die sind, bei denen das AufwärtsschaIten vor sich gehtj Grund dafür ist die Haltewirkung des Magneten l6. '
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Für einen abweichenden, z.B. einen grösseren Wert von X (wobei das Pedal weiter niedergetreten ist), ist das Mitführmoment des Gehäuses bei gleicher Fahrzeugdrehzahl kleiner, so daß eine höhere Drehzahl des Magneten, d.h. des Fahrzeugs, erforderlich ist, um einen solchen Gangwechsel vorzunehmen, weil ja dieser Gangwechsel voraussetzt, daß ein immer gleichgrosses Gegenmoment überwunden wird, nämlich das einer Kombination von Rückholfedern nach Art der Feder 14» die in dem Befehlsübermittler 32 angeordnet sind*
Man kann zusammenfassend sagen, daß eine Entfernung des Magneten 7 (oder eine Vergrösserung des Parameters X) eine Vergrösserung aller Brehzahlen hervorruft, die den Drehmomenten entsprechen, die von dem Befehlsübermittler J2 entgegengesetzt werden. Vorausgesetzt daß das Differenzhilfsmoment, das durch den Magneten 16 hervorgerufen wird, zu den Momenten gehört, die auf das Gehäuse einwirken, ist es klar, daß der Unterschied der Drehzahlen beim Ausführen eines Gangwechsels nach aufwärts und nach abwärts, ebenfalls im gleichen Verhältnis vergrössert wird, so daß der relative Drehzahlunterschied für alle Gangwechsel bei allen Fahrzeugdrehzahlen praktisch derselbe bleibt, was eine wichtige Voraussetzung für die Sicherheit der Gangwechsel ist.
Das mit der Einrichtung verbundene Organ zum Vergleichen der Dreh-.zahlen des Motors und des Getriebes wird gebildet durch zwei Magnete 6 und 22, die in entgegengesetztem Drehsinn um ein und die-
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selbe geometrische Achse umlaufen, wobei der Magnet 6 mit einer Drehzahl, die gleich der oder proportional zu der Drehzahl am Getriebeausgang ist, durch die Welle 8 über das Zahnradpaar 4* angetrieben wird, während der Magnet 22 über eine biegsame 'Äelle 2 mit einer Drehzahl angetrieben wird, die gleich oder' proportional der des Motors ist.
Der Magnet 6 läuft in einem Gehäuse 19 in unveränderlicher Lage zum Gehäuse um. Der Magnet 22 läuft in einem Gehäuse 21 umj der Axialabstand zwischen Magnet und Gehäuse kann je nach dem eingelegten Gang mittels eines Hebels 25 verändert werden, der durch das Getriebe 3° verstellt wird und auf eine Gleithülse 29 wirkt, mit der der Magnet 22 fest verbunden ist. Diese Hülse 29 ist auf einer Welle 23 angeordnet, die durch die biegsame Welle 2 mittels einer Kugelmitfüjirung 24 angetrieben wird, die ein weiches Gleiten von 29 auf 23 ermöglicht.
Die beiden Gehäuse I9 und 21 sind durch eine gemeinsame Welle 2o verbunden, an der ein Kontaktarm 27' befestigt ist, der sich gegen einen feststehenden Kontakt 28 legen kann. Eine Feder 26 hält die Welle 2o in einer Mittellage, so lange keinerlei Moment von den Gehäusen ausgeübt wird« Der Arm 27 und der feststehende Kontakt sind durch elektrische Leitungen mit einem Steuerorgan 3I für die Beschleunigung des Motors und/oder ein Steuerungsorgan für die Kupplung verbunden. Diese Organe können elektromechanisch oder elektronisch arbeiten und sind an 3ich bekannt.
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-Ιο-Wenn, von dem Regler ein Signal für einen G-angwechsel gegeben vrlrd, werden die Kupplungsscheiben voneinander jjetoennt, und der Motor kann dann unter der Wirkung der Kontakte 27/28 gedrosselt werden zum Übergang auf einen höheren Gang oder beschle'unigt werden zum Übergang auf einen stärker untersetzten J-ang und, sofern erfordex·- lich, i.'iedereinkuppeln im Leerlauf, um das Arbeiten des Synchronisierungsringes im Getriebe, falls ein solcher existiert, zu erleichtern.
Der Betrieb der Vergleichsexnrxchtung ist nicht notwendig beschränkt auf die eigentlichen Gangwechselperloden, sondern kann vorteilhafterweise ausgedehnt werden auf die Perioden des Aus- und friedereinkuppelns, gemäß einer französischen Patentanmeldung der Anmelderin vom 11·3·1964 ("Verfahren und Einrichtungen zur automatischen Kraftübertragung bei Fahrzeugen·'). Wenn im Laufe dieser Zeitabschnitte der Motor zu schnell läuft, wird das Gehäuse 21 bewegt, und der Arm 27 entfernt sich von seinem feststehenden Kontakt 28, womit ebenfalls eine Verlangeamung hervorgerufen wirdo
Wenn der Motor zu langsam dreht» wird das Gehäuse 19 mitgenommen, der Arm 27 dreht sich im umgekehrten Sinne and stellt den Kontakt mit 28 her» der Motor wird beschleunigt.
Wenn der Gleichlauf hergestellt ist, wird der Befehl zur freigäbe der Kupplung durch bekannte Mittel gegeben» die ebenfalls in der
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-11-voriiegenden Beschreibung nicht erwähnt sind.
Bei einem neuerlichen Gangwechsel verändert der von dem Getriebe 3o bewegte Hebel 25 die Axialentfernung des Magneten 22 von seinem Gehäuse zum Zweck des Ausgleichs der Proportionalitätsabweichung, die durch den neuen Gang zwischen der Drehzahl des Magneten 6 und der der mitgenommenen Kupplungsscheibe verursacht ist·
Patentansprüche t
30 9821/0351 - BAD ORDINAL

Claims (1)

  1. H55870
    F ti. t c η tans r> räche j
    1» i.i L v.irbelijtrönien und Magneten arbeitende Einrichtung zum Betätigen des Gangwechseis in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Fahrzeugs mit automatischer Kraftübertragung und/oder zuin Veröleich acr Drehzahlen des Motors und einer mit den Rädern verbundenen Well o, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage einec ulagneten regenäber einem massiven Leiter, in dem durch diesen Magneten Wirbelströme hervorgerufen wei'den, in Abhängigkeit von einem Hilfsparameter verändert wird,,
    2. Einrichtung nach Anspruch 1 zum Betätigen des Gangwechsels, dadurch gekennzeichnet., daß als Hilfsparameter die Stellung des Gaspedals gilt, das den Magneten von dem massiven Leiter wegführt, wenn die Belastung des Ilotors zunimmt.
    j>. Einrichtung nach Anspruch 1 zum Vergleich der Drehzahlen des Motors und einer mit den Rädern verbundenen Welle, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsparameter die Stellung des oder der Organe ist, die die Getriebeschaltgabeln betätigen mit dem Ziel, das auf den massiven Leiter durch den Magneten ausgeübte Drehmoment mit dem eingeschalteten oder einzuschaltenden Übersctz-
    BAD OFKQiNAL1
    309821/0351
    U5587Q
    -13-
    ungsverhältnis zu verändern, weiter dadurch gekennzeichnet, claij zwei in einander entgegengesetztem Drehsinn umlaufende ivlagnete entgegengesetzte Drehmomente auf einen massiven Leiter oder auf zwei miteinander verbundene Leiter ausüben, wobei der eine Magnet mit der Motordrehzahl verknüpft ist und der andere mit der Drehzahl einer Getriebeabtriebawel1e oder der der Fahrzeugräder, wobei Kontakte betätigt werden, v.enn der massive Leiter nicht im Gleichgewicht steht und die Kontakte insbesondere die Motorleistung ateuern.
    4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der .".lagnet unter der ',,'irkung des Gaspedals axial verschiebbar ist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehzah!massig mit dem Motor verbundene Magnet axial auf seiner Welle verschiebbar 13t und sich in maximalem Abstand von dem massiven Leiter befindet, wenn der am stärksten untersetzte Gang eingeschaltet ist,
    6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet oder die Magnete in Axialrichtung feststehen und dadurch, daß der steuernde Parameter auf die Lage des massiven Leiters einwirkt.
    7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    309821/0351 * BADORiQiNAL
    daß die mit der Drehzahl einei· G-etriebeabtriebswelle oder mit den Rädern verbundenen iüagnete durch eine reineinsame biegisame oder -starre Antriebswelle bewegt werden.
    8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung beweglichen nlagnete winkelmilssig kraftsch.liisr.ig mit ihren jeweiligen Achsen durch Kugeln verbunden sind, die sich in zu diesem Zweck vorgesehenen Muten verachieben.
    9-82110351
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