DE1505556A1 - Steuereinrichtung fuer Stufengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Stufengetriebe, insbesondere für Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem für das Hinaufschalten bestimmten ersten Transistorschalter und einem für das Herunterschalten bestimmten zweiten Transistorschalter.

Es ist bereits eine Steuereinrichtung dieser Art bekannt, bei der der Gangwechsel völlig selbsttätig in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl des Stufengetriebes erfolgt. Diese Anordnung ist zwar einfach im Aufbau, hat aber den Nachteil, dass ein Eingreifen von Hand in die Schaltung nicht möglich ist, was schon aus Sicherheitsgründen sehr erwünscht wäre. Gerade bei Kraftfahrzeuggetrieben kann nämlich die Automatik nicht in allen auftretenden Fahrzuständen den Gangwechsel so vornehmen, wie das ein guter Fahrer tun würde.

Bei automatischen Steuereinrichtungen ist es auch bekannt, willkürlich einschaltbare Begrenzungen der Automatik vorzusehen, z. B. in der Weise, dass von vier verfügbaren Vorwärtsgängen nur noch die zwei (oder drei) untersten Gänge eingeschaltet werden können.

Dieses System des zusätzlichen Fahrereingriffs genügt zwar den Ansprüchen des Fahrers bei Paßfahrten und bei starkem Gefälle: Beim Paßfahren kann beim Gaswegnehmen vor den Kehren ein unnötiges Aufwärtsschalten unterbunden werden; bei starkem Gefälle kann die volle Bremswirkung des Motors ausgenützt werden. Dagegen sind bei einem solchen automatischen Getriebe die Eingriffsmöglichkeiten bei schlechten Straßenverhältnissen nicht ausreichend. Hier kann nämlich insbesondere ein Gangwechsel abwärts unangenehme Folgen haben; bei den üblichen Systemen kann er aber nicht verhindert werden. Außerdem kann es erwünscht sein, den ersten Gang ganz zu vermeiden, um das auf die Antriebsachse wirkende Drehmoment zu verringern und z. B. auf diese Weise ein Durchdrehen der Räder zu verhindern.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten automatischen Gangschaltvorrichtungen zu vermeiden.

Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs genannten Steuereinrichtung dadurch erreicht, dass mindestens ein Transistorschalter als gleichspannungsgesteuerter Kippschalter ausgebildet ist, dessen Eingang an eine von der Schaltstellung des Getriebes und der Stellung eines Wählhebels abhängige erste Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Dadurch wird die Schaltstellung des Getriebes von der Stellung des Wählhebels abhängig. Dabei wird in Weiterbildung der Erfindung die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass eine von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes abhängige zweite Gleichspannungsquelle vorgesehen ist und dass der Eingang des Kippschalters über ein Größer-Als-Glied einerseits an die erste, andererseits an die zweite Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, so dass am Kippschalter jeweils die größere

Spannung wirksam wird. Bei einer solchen Steuereinrichtung hat der Fahrer die Möglichkeit, den Gangwechsel wie beim handgeschalteten Getriebe zu jedem von ihm gewünschten Zeitpunkt durchzuführen; es ist stets der der Wählhebelstellung entsprechende Gang eingelegt. Die einzige Einschränkung ergibt sich dadurch, dass bei Überdrehzahl des Motors, die über die von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes abhängige zweite Gleichspannungsquelle gemessen wird, die Ausgangsspannung dieser zweiten Gleichspannungsquelle über das Größer-Als-Glied ein Hochschalten in den nächsten Gang veranlasst. Durch diese Maßnahme werden Motor und Getriebe auf eine einfache Weise geschützt. Diese Vorrichtung verhindert auch, dass ein Zurückschaltbefehl ausgeführt wird, wenn das Einlegen des gewünschten niederen Ganges ein Überdrehen des Motors zur Folge hätte; der Befehl bleibt so lange blockiert, bis sich die Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. durch Bremsen, soweit verringert hat, dass der Motor nicht mehr überdreht werden kann.

Bei Paßfahrten kann, ebenso wie bei den bekannten Systemen, ein unnötiges Hochschalten beim Gaswegnehmen vermieden werden, und zwar dadurch, dass der Wählhebel auf den festzuhaltenden Gang eingestellt wird. Bei starkem Gefälle wird der Wählhebel auf denjenigen Gang eingestellt, bei welchem die Bremswirkung des Motors am günstigsten ist. Durch geeignete Ausbildung der Steuereinrichtung kann man erreichen, dass nur dann in den nächsthöheren Gang geschaltet wird, wenn die Nenndrehzahl des Motors um einen bestimmten Prozentsatz (z. B. 15%) überschritten wird. Auch ergibt sich eine Vereinfachung der Bedienung für den Fahrer durch die Möglichkeit, den Wählhebel bei steilem Gefälle in die Stellung für den ersten Gang zu bringen. In dieser Stellung wird, abgesehen von sehr niedrigen Feuerzeuggeschwindigkeiten, nicht der erste Gang, sondern allgemein der bei der jeweiligen Geschwindigkeit niedrigstmögliche Gang eingelegt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht weiterhin darin, dass neben der Automatik (die z. B. im Stadtverkehr vorgezogen wird) weiterhin ein völlig individuelles Fahren in den Schaltstellungen für die verschiedenen Gänge möglich ist. Diese Möglichkeit ist von entscheidender Wichtigkeit bei schwierigen Straßenverhältnissen, z. B. Glatteis. Es kann dadurch in kritischen Situationen, z. B. bei glatten Kurven, ein Gangwechsel mit Sicherheit vermieden werden, während andererseits in kurzen Straßenabschnitten im besseren Oberflächenverhältnissen, wie sie nur mit dem Auge wahrgenommen werden können, ein Schalten erzwungen werden kann.

Die bereits im Zusammenhang mit steilen Gefällen erwähnte Wählhebelstellung für den ersten Gang besitzt auch für Überholvorgänge eine wesentliche Bedeutung. Wird nämlich aus dem automatischen Fahrbetrieb heraus ein Überholvorgang eingeleitet, bei welchem das volle Beschleunigungsvermögen des Motors erforderlich ist, so wird der Wählhebel in diese Stellung (1. Gang) gebracht, wodurch der niedrigstmögliche Gang eingelegt wird. Dieser Gang bleibt (abgesehen von Überdrehzahl des Motors) während des Überholvorgangs eingelegt, auch wenn, z. B. wegen Gegenverkehrs, der Überholvorgang kurzzeitig unterbrochen werden muß und das Gaspedal dadurch kurzzeitig in Lehrlaufstellung steht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass die Ausgangsspannung der zweiten Gleichspannungsquelle bei mindestens einem Teil der Wählhebelstellungen von der Gaspedalstellung abhängig ist, in der Weise, dass einer Vergrößerung der Gasmenge eine Verkleinerung dieser Ausgangsspannung entspricht. Dieses Merkmal ist besonders bei der Automatikstellung des Wählhebels interessant, da hierdurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, durch entsprechendes Dosieren der Gasgabe den Gangwechsel zu beeinflussen. Diese Dosierung erfolgt nach einer kurzen Gewöhnungszeit völlig unbewusst, so dass sich der Fahrer auf die Straße und ihre Gefahren konzentrieren kann.

Um sicherzustellen, dass das Umschalten vom einen in den nächsten Gang reibungslos vor sich geht, wird mit dem Stufengetriebe ein nur zwischen den einzelnen Schaltstellungen des Getriebes betätigter Schaltkontakt verbunden, der während der Umschaltung von einer Getriebestufe in die andere als Selbsthaltung dient.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die zweite Gleichspannungsquelle in an sich bekannter Weise als mit einer der Ausgangsdrehzahl des Getriebes proportionalen Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerator auszubilden, dem ein Gleichrichter nachgeschaltet ist. Die Polarität der Ausgangsspannung dieser Gleichspannungsquelle bleibt so auch für den Fall gleich, dass der Rückwärtsgang eingelegt ist. Dies erleichtert die Blockierung der Umschaltung vom Vorwärts- in den Rückwärtsgang, die vorgesehen wird, um eine Zerstörung des Getriebes durch falsche Betätigung zu verhindern.

Wenn bereits der höchste Gang eingelegt ist und die Ausgangsdrehzahl des Getriebes noch weiter ansteigt, würde ein weiterer Schaltimpuls an das Stellglied des Getriebes gegeben, da die Ausgangsspannung der zweiten Gleichspannungsquelle weiter ansteigt und über das Größer-Als-Glied den Kippschalter zum Ansprechen bringt. Dies vermeidet man dadurch, dass ein Spannungsbegrenzer, z. B. eine Zenerdiode, für die Ausgangsspannung der zweiten Gleichspannungsquelle vorgesehen ist. Man stellt diesen Spannungsbegrenzer so ein, dass bei einer Ausgangsspannung, die ein Höherschalten aus dem höchsten Gang heraus bewirken würde, die Spannungsbegrenzung einsetzt.

Bei Ausfall der Bremse in Talfahrt ist es für die Sicherheit eines Fahrzeugs wesentlich, dass unter keinen Umständen in einen höheren Gang umgeschaltet wird, da sonst die Bremsung durch den Motor wegfällt und die Insassen eines Fahrzeuges dem sicheren Tode entgegen eilen. Ein solches Umschalten wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch verhindert, dass in der Verbindung von der zweiten

Gleichspannungsquelle zum Transistorschalter ein Schaltglied vorgesehen ist, mit dem diese Verbindung willkürlich getrennt werden kann. Es ist also für den Fahrer nur notwendig, den niedrigsten Gang einzulegen und dann diese Verbindung willkürlich zu trennen; ein Höherschalten ist dann nicht mehr möglich, auch wenn der Motor mit zu hoher Drehzahl läuft.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist, dass der Wählhebel außer den Schaltstellungen für "Neutral" und "Automatik" noch für jeden Gang des Stufengetriebes eine Schaltstellung aufweist.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,

Fig. 2 ein Schalterdiagramm.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuereinrichtung ist nach dem Prinzip der Nachlaufsteuerung aufgebaut. Ein durch einen Permanentmagneten 10 erregter Schaltmotor 11 wird durch zwei spannungsempfindliche Transistor-Kippschalter 12, 13 gesteuert, auf die wahlweise zwei Spannungen einwirken, nämlich eine von der Schaltstellung des Getriebes über einen mit dem (nicht dargestellten) Stufengetriebe gekoppelten Getriebeschalter 14 und der Stellung eines Wählhebels 15 abhängige erste Gleichspannungsquelle 16 und die Spannung einer von der Ausgangsdrehzahl n[tief]2 des Stufengetriebes abhängigen zweiten Gleichspannungsquelle 17. Die Spannung dieser zweiten Gleichspannungsquelle ist in bestimmten Stellungen des Wählhebels 15 auch noch von der Stellung eines Gaspedals 18 abhängig. Von den beiden genannten Spannungen wird - durch ein Größer-Als-Glied 21 - jeweils die größere an den Eingängen der Transistor-Kippschalter 12 und 13 wirksam.

Der Schaltmotor 11 treibt in nicht näher dargestellter Weise eine Schaltvorrichtung zum Schalten des Stufengetriebes an, ferner den Getriebeschalter 14 und zwei Kontakte 22 und 23. Der Bereich, in dem die einzelnen Kontakte geschlossen sind, ist in Fig. 2 durch schraffierte Flächen dargestellt. Da zwischen den Kontakten r, n, 1, 2, 3, 4 und den Getriebestufen rückwärts, neutral, erster, zweiter, dritter, vierter Gang ein eindeutiger Zusammenhang besteht, könnte der Getriebeschalter 14 auch durch sechs Endschalter ersetzt werden, welche in geeigneter Weise durch das Gestänge des Stufengetriebes betätigt werden.

Der Schaltmotor 11 wird durch Umschaltkontakte 24 und 25 der Relais 26 und 27 gesteuert. Wenn keiner der beiden Kippschalter 12, 13 angesprochen hat, ist, wie dargestellt, sein Ankerkreis kurzgeschlossen. Dadurch wird mit Hilfe des Permanentfeldes 10 beim Abschalten der Motor 11 ohne zusätzlichen Aufwand schnell abgebremst.

Das Relais 26 wird durch einen p-n-p-Transistor 28 gesteuert, welcher zusammen mit einem p-n-p-Transistor 29 eine gleichspannunggesteuerte Kippschaltung (ähnlich einem Schmitt-Trigger) bildet. Ebenso wird das Relais 27 durch einen p-n-p-Transistor 32 gesteuert, welcher als Umkehrstufe 33 für den aus den p-n-p-Transistoren 34 und 35 gebildeten Kippschalter 13 dient. Ferner sind zur gegenseitigen Verriegelung der Kippschalter 12, 13 zwei p-n-p-Transistoren 36, 37 vorgesehen; ihre Basen sind über Widerstände 38 bzw. 39 jeweils mit dem Kollektor von Transistor 37 bzw. 36 verbunden; diese Transistoren bewirken, dass stets nur eines der beiden Relais 26 oder 27 erregt sein kann.

Die Eingänge der Kippschalter 12 und 13 liegen an den Abgriffen von zwei Spannungsteilern 42, 43 und 44, 45. Die eine Seite der beiden Spannungsteiler ist mit dem Abgriff des Getriebeschalters 14 verbunden, der je nach der Schaltstellung des Getriebes mit einem von sechs Abgriffen r, n, 1, 2, 3, 4 eines aus sechs Widerständen 46 bis 51 bestehenden Spannungsteilers liegt. Dieser Spannungsteiler liegt an einer durch eine Zenerdiode 54 stabilisierten Spannung, wobei die Anode der Zenerdiode 54 über einen Widerstand 55 mit dem Minuspol einer Batterie 56 und die Kathode dieser Zenerdiode mit dem Pluspol der Batterie 56 verbunden ist. An diese Batterie sind eine Plusleitung 57 und eine Minusleitung 58 angeschlossen.

Die andere Seite der beiden Spannungsteiler 42, 43 und 44, 45 ist einerseits über eine Entkopplungsdiode 59 des Größer-Als-Glieds 21 mit dem Abgriff des vom Fahrer betätigten Wählhebels 15 verbunden. Es sind insgesamt sieben Abgriffe vorgesehen, die mit R, N, A, IV, III, II, I bezeichnet sind und die an sechs Abgriffen eines aus sechs Widerständen 61 bis 66 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen sind, der an einer mit ihrem Minuspol an die Plusleitung 57 angeschlossen, stabilisierten Gleichspannungsquelle 67 liegt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der mit A (Automatik) bezeichnete Abgriff mit dem Abgriff I (erster Gang) verbunden und an die Verbindung der Widerstände 63 und 64 angeschlossen.

Mit dem Wählhebel 15, der auch als Drucktastenschalter ausgeführt sein kann, sind ein Kontakt 68 und ein Kontakt 69 mechanisch gekuppelt; der Schalter 68 ist nur in der Stellung N und der Schalter 69 nur in der Stellung A des Wählhebels geschlossen.

Die andere Seite der beiden Spannungsteiler 42, 43 und 44, 45 ist außerdem über eine zweite Entkopplungsdiode 72 mit der zweiten Gleichspannungsquelle 17 verbunden, die im wesentlichen aus einem mit der Getriebeausgangsdrehzahl n[tief]2 angetriebenen Wechselspannungsgenerator 73 besteht, dessen Ausgangsspannung über eine Diode 74 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 75 geglättet wird. Parallel zum Kondensator 75 liegt ein Spannungsteiler, der aus einem an die Plusleitung 57 angeschlossenen Widerstand 76 und einem mit diesem in Serie liegenden Potentiometer 77 besteht. Parallel zum Widerstand 76 liegt eine Zenerdiode 78, deren Anode mit der Plusleitung 57 verbunden ist. Der Schleifer des Potentiometers 77 ist mechanisch mit dem Gaspedal 18 in der Weise gekoppelt, dass sich im Leerlauf der Schleifer auf der der Diode 74 zugekehrten Seite des Potentiometers 77, bei Vollgas auf der anderen Seite befindet. Der Schleifer ist über den Kontakt 69 mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 76 und des Potentiometers 77 verbunden, der über eine willkürlich betätigbaren Kontakt 79 mit der Entkopplungsdiode 72 verbunden ist.

Der bereits erwähnte Kontakt 23 ist einseitig an die Plusleitung 57 angeschlossen und liegt in Serie mit dem Kontakt 68; zu beiden Kontakten ist der Kontakt 22 parallel geschaltet. In Serie mit dieser Parallelschaltung liegt ein Widerstand 82, der mit der Minusleitung 58 verbunden ist. Vom Verbindungspunkt mit dem Widerstand 82 führt eine Diode 83 zur Basis des Transistors 28 und eine Diode 84 zur Basis des Transistors 32.

Parallel zu den Spulen der Relais 26, 27 sind Löschdioden 90, 91 vorgesehen, die das Entstehen von Spannungsspitzen und damit die Beschädigung der Transistoren verhindern.

Die Emitter der Transistoren 28, 29, 32, 34, 35 sind mit der Plusleitung 57 verbunden. Die Basis des Transistors 29 ist über einen Widerstand 92 mit dem Kollektor des Transistors 36 verbunden, dessen Basis über einen Widerstand 93 an der Plusleitung 57 liegt. Der Kollektor des Transistors 29 ist über einen Kollektorwiderstand 94 mit der Minusleitung 58 und über einen Koppelwiderstand 95 mit der Basis des Transistors 28 verbunden, die über einen Widerstand 96 an die Plusleitung 57 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 35 ist über einen Rückkopplungswiderstand 97 an den Kollektor des Transistors 34 angeschlossen, der seinerseits über einen Kollektorwiderstand 98 an die Minusleitung 58 angeschlossen ist und über einen Koppelwiderstand 99 mit der Basis des Transistors 32 in Verbindung steht, die über einen Widerstand 100 mit der Plusleitung 57 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 28 ist mit dem Emitter des Transistors 36 und der Kollektor des Transistors 32 mit dem Emitter des Transistors 37 verbunden. Die Basis des letzteren Transistors steht über einen Widerstand 101 mit der Plusleitung 57 in Verbindung. Der Kollektor des Transistors 35 ist über einen Kollektorwiderstand 102 mit der Minusleitung 58 und über einen Koppelwiderstand 103 mit der Basis des Transistors 34 verbunden, die ihrerseits über einen Widerstand 104 mit der Plusleitung 57 in Verbindung steht.

Ehe die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung erläutert wird, soll zunächst die Funktion der verschiedenen Stellungen des Wählhebels 15 erläutert werden. Folgende Schaltstellungen sind möglich:

1. Stellung A (Automatik):

Dies ist die normale Stellung für Vorwärtsfahrt. Der Gangwechsel erfolgt automatisch in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselklappenstellung.

2. Stellung N (Neutral):

In dieser Stellung ist kein Gang eingelegt. Das Schaltgestänge befindet sich in der Lage zwischen dem ersten Gang und dem Rückwärtsgang. Dieser Schaltbefehl wird nur ausgeführt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit, z. B. von 10 km/h, liegt.

3. Stellung R (Rückwärtsgang):

Das Einlegen des Rückwärtsganges ist nur möglich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr klein, z. B. kleiner als 5 km/h, ist.

4. Stellungen I bis IV:

In diesen Stellungen wird der Gangwechsel willkürlich durch den

Fahrer gesteuert. Allerdings ist ein Überdrehen des Motors nicht möglich. Befindet sich z. B. der Wählschalter in Stellung II, so ist bereits bei stillstehendem Fahrzeug der zweite Gang eingelegt. Wird jedoch beim Fahren die obere Drehzahlgrenze des Motors überschritten, so wird automatisch der dritte Gang eingelegt; wird durch weiteres Beschleunigen auch in diesem Gang die obere Drehzahl überschritten, so folgt automatisch der 4. Gang.

Ist bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ein entsprechend hoher Gang eingelegt und wird der Wählschalter in die Stellung eines niederen Ganges gebracht, so wird der Gangwechsel erst ausgeführt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit soweit vermindert hat, dass nach dem Zurückschalten in den vorgewählten Gang die Motordrehzahl den maximal zulässigen Wert nicht überschreitet.

Im einzelnen arbeitet die beschriebene Schaltung wie folgt:

Es wird zunächst angenommen, dass sich die Wählhebel 15 in der Stellung A (Automatik) befindet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (in Verbindung mit der Stellung des Gaspedals 18) dem dritten Gang entspricht und dass außerdem der dritte Gang eingelegt ist, also der Getriebeschalter 14 wie gezeichnet auf 3 steht. Die Spannungsteiler 42, 43 und 44, 45 sind nun so ausgelegt, dass der Transistor 29 gerade noch leitet und der Transistor 35 gerade noch sperrt. Dadurch ist der Transistor 28 gesperrt, der Transistor 34 leitend und der als Umkehrstufe 33 dienende Transistor 32 gesperrt. Außerdem ist die Diode 72 leitend und die Diode 59 gesperrt.

Erhöht sich jetzt die Fahrzeuggeschwindigkeit, so erhöht sich auch die Spannung des Generators 73, wodurch sich (gleiche Stellung des Gaspedals 18 vorausgesetzt) das Potential des Verbindungspunkts der Dioden 59 und 72 in positiver Richtung verschiebt. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit wird deshalb der Transistor 29 gesperrt, wodurch der Transistor 28 leitend wird. Da der Transistor 36 über die Widerstände 38 und 93 bereits ein negatives Basispotential hat, wird er ebenfalls leitend und lässt einen Strom durch das Relais 26 fließen, so dass der Umschaltkontakt 24 umschaltet. Der Schaltmotor 11 erhält Strom, so dass er sich in Richtung eines Gangwechsels zum vierten Gang zu drehen beginnt. Gleichzeitig wird über den Widerstand 39 der Transistor 37 gesperrt.

Nach einer Anfangsbewegung des Schaltmotors 11 öffnet, wie in Fig. 2 dargestellt, der Schalter 22, wodurch der Transistor 28 über die Diode 83 und der Transistor 32 über die Diode 84 leitend gehalten werden. (Der Kontakt 68 ist in allen Wählhebelstellungen außer N geöffnet.) Da Transistor 37 gesperrt ist, bleibt das Relais 27 unerregt, obwohl der Transistor 32 leitend ist.

Im weiteren Verlauf der Drehbewegung des Schaltmotors 11 öffnet sich der Kontakt 3 des Getriebeschalters 14 und schließt sich dessen Kontakt 4 (vergl. Fig. 2). Wenn Kontakt 4 geschlossen wird, verschiebt sich das Basispotential des Transistors 29 in negativer Richtung gegenüber dem Potential der Plusleitung 57, so dass der Transistor 29 wieder leitend wird. Der Transistor 28 wird dadurch jedoch noch nicht wieder gesperrt, da er zunächst über die Diode 83 und den Widerstand 82 leitend gehalten wird. Erst wenn unmittelbar vor Erreichen der neuen Endstellung der Kontakt 22 schließt, wird der Transistor 28 gesperrt, das Relais 26 fällt ab, der Ankerkreis des Schaltmotors 11 wird kurzgeschlossen und dieser dadurch abgebremst.

Der Gangwechsel abwärts geht in entsprechender Weise vor sich. Beim Verringern der Fahrgeschwindigkeit verschiebt sich das Potential des Verbindungspunktes der Entkopplungsdioden 59 und 72 in negativer Richtung, bezogen auf das Potential der Plusleitung 57. Beim Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit wird der Transistor 35 leitend, wodurch der Transistor 34 gesperrt und der Transistor 32 ebenfalls leitend wird. Da der Transistor 37 bereits über die Widerstände 39 und 101 ein negatives Basispotential hat, fließt durch ihn ein Strom zum Relais 27, so dass dieses den Umschaltkontakt 25 anzieht und der

Schaltmotor 11 in umgekehrter Richtung angetrieben wird. Gleichzeitig wird über den Widerstand 38 der Transistor 36 gesperrt; die Transistoren 36 und 37 mit ihren Widerständen 38 und 39 dienen also als Verriegelung. Die übrigen Vorgänge spielen sich wie bei dem bereits beschriebenen Aufwärts-Schaltvorgang ab.

Wird das Fahrzeug gebremst, so schaltet die Steuerung abwärts bis zum 1. Gang, jedoch nicht darüber hinaus in Neutral oder den Rückwärtsgang. Dies wird dadurch erreicht, dass knapp unterhalb der Geschwindigkeit, bei welcher bei Leerlaufstellung des Gaspedals in den 1. Gang zurückgeschaltet wird, durch entsprechende Dimensionierung des Spannungsteilers 61 bis 66 die Diode 59 leitet und die Diode 72 gesperrt wird, so dass die auf die Spannungsteiler 42, 43 und 44, 45 wirkende Steuerspannung nicht weiter abfallen kann.

Wird der Wählschalter in die Stellung N gelegt, so wird ein Gangwechsel abwärts ausgelöst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit so gering ist (z. B. 10 km/h), dass die Diode 72 gesperrt bleibt. Da gleichzeitig mit dem Umschalten auf die Schaltstellung N der Kontakt 68 geschlossen wird, wird der Schaltmotor 11 über den vom Getriebe betätigten Kontakt 23 bereits nach wenigen Umdrehungen des Schaltmotors 11 abgeschaltet (vergl. Fig. 2).

Die Stellung R des Wählhebels 15 gibt den Befehl zum Einlegen des Rückwärtsgangs. Dieser Schaltbefehl wird jedoch nur ausgeführt, wenn die Fahrgeschwindigkeit so gering ist, dass die Diode 72 gesperrt bleibt.

In den Stellungen I bis IV des Wählhebels 15 erfolgt der Gangwechsel vom Fahrer willkürlich gesteuert durch Einstellen des gewünschten Ganges. Bei stehendem Fahrzeug oder bei geringer Fahrgeschwindigkeit kann jeder Gang eingelegt werden. Ein Überdrehen des Fahrzeugmotors ist jedoch nicht möglich, da weiterhin die geschwindigkeitsabhängige

Spannung des Generators 73 über die Diode 72 wirksam ist. Wird in einem bestimmten Gang die obere Drehzahlgrenze des Motors erreicht, so wird die Diode 72 leitend und die Diode 59 gesperrt. Dabei ist zu beachten, dass in den Schaltstellungen I bis IV des Wählhebels 15 der Kontakt 69 geöffnet ist, so dass der Motor ganz ausgefahren wird. Wenn jetzt die Diode 72 leitend wird, so wird hierdurch ein Gangwechsel aufwärts eingeleitet. Ebenso ist bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das Einstellen eines niederen Ganges, sogar des Rückwärtsganges, völlig ungefährlich, da das Potential des Verbindungspunktes der Dioden 59 und 72 über die Diode 72 bei hohen positiven Werten festgehalten wird.

Im Katastrophenfall, z. B. beim Versagen der Bremsen im Augenblick der Talfahrt, kann es erwünscht sein, einen eingelegten niederen Gang unter allen Umständen festzuhalten. Dies erreicht man durch Öffnung des Kontaktes 79, da dann am Verbindungspunkt der Dioden 59 und 72 nur noch das Potential an der Diode 59 wirksam ist, das durch die Stellung des Wählhebels 15 festgelegt ist.

Um zu vermeiden, dass beim Erreichen der oberen Drehzahlgrenze des Motors im 4. Gang ein Schaltbefehl ausgelöst wird, muss die vom Generator 73 abgegebene Spannung auf einen bestimmten Wert begrenzt werden. Hierzu ist die Zenerdiode 78 vorgesehen. An ihrer Stelle könnte auch eine Diode vorgesehen werden, deren Kathode am Abgriff eines parallel zur Spannungsquelle 67 geschalteten Spannungsteilers liegt und deren Anode mit dem Verbindungspunkt des Widerstands 76 und des Potentiometers 77 verbunden ist.

Die während des Schaltvorgangs notwendigen Betätigungen anderer Einrichtungen, z. B. der Kupplung oder des Vergasers, können durch einen weiteren Schalter erfolgen, welcher mit dem vom Getriebe gesteuerten Schalter 22 mechanisch gekoppelt ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Verbindungspunkt der Dioden 83 und 84 über einen Widerstand mit der Basis eines Transistors zu verbinden, in dessen Kollektorkreis sich ein Relais befindet, welches die besagten Einrichtungen steuert.

Aus Gründen der Betriebssicherheit kann es auch zweckmäßig sein, die in der Steuerung vorkommenden Kontakte durch kontaktfreie Einrichtungen zu ersetzen. Für den mit dem Wählhebel 15 verbundenen Schalter sowie die Kontakte 22 und 23 kommen die bereits bekannten berührungslosen Endschalter (z. B. Schaltampullen, induktive Endschalter) in Frage. Die Relais 26 und 27 können bei Verwendung eines geeigneten Motors (Hauptstrommotor mit zwei getrennten Feldwicklungen) durch Leistungstransistoren ersetzt werden.

Claims (13)

1. Steuereinrichtung für Stufengetriebe, insbesondere für Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem für das Hinaufschalten bestimmten ersten Transistorschalter und einem für das Herunterschalten bestimmten zweiten Transistorschalter, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Transistorschalter (12, 13) als spannungsgesteuerter Transistorschalter ausgebildet ist, dessen Eingang an eine von der Schaltstellung des Getriebes und der Stellung eines Wählhebels (15) abhängige erste Gleichspannungsquelle (16) angeschlossen ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes abhängige zweite Gleichspannungsquelle (17) vorgesehen ist und dass der Eingang des Transistorschalters (12, 13) über ein Größer-Als-Glied (21) einerseits an die erste (16), andererseits an die zweite Gleichspannungsquelle (17) angeschlossen ist, so dass am Transistorschalter jeweils die größere Spannung wirksam wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung der zweiten Gleichspannungsquelle (17) bei mindestens einem Teil der Wählhebelstellungen (A) von der Gaspedalstellung (18) abhängig ist in der Weise, dass einer Vergröße- rung der Gasmenge eine Verkleinerung dieser Ausgangsspannung entspricht.

4. Steuereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Stufengetriebe ein nur zwischen den einzelnen Schaltstellungen des Getriebes betätigter Schaltkontakt (22) verbunden ist, der während der Umschaltung von einer Getriebestufe in die andere als Selbsthaltung dient.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gleichspannungsquelle (17) in an sich bekannter Weise als mit einer der Ausgangsdrehzahl (n[tief]2) des Getriebes proportionalen Drehzahl angetriebener Wechselstromgenerator (73) ausgebildet ist, dem ein Gleichrichter (74) nachgeschaltet ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsbegrenzer - Zenerdiode (78) - für die Ausgangsspannung der zweiten Gleichspannungsquelle (17) vorgesehen ist.

7. Steuereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung von der zweiten Gleichspannungsquelle (17) zum Transistorschalter (12, 13) ein Schaltglied (79) vorgesehen ist, mit dem diese Verbindung willkürlich getrennt werden kann.

8. Steuereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Hinaufschalten und zum Herunterschalten des Stufengetriebes je ein Transistorschalter (12, 13) vorgesehen ist.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungsschaltung - Transistoren (36, 37) - zum gegenseitigen Sperren der beiden Transistorschalter (12, 13) vorgesehen ist.

10. Steuerschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang jedes Transistorschalters (12, 13) mit dem Abgriff eines mindestens an die erste Gleichspannungsquelle (16) angeschlossenen Spannungsteilers (42, 43; 44, 45) verbunden ist und dass für die verschiedenen Transistorschalter verschiedene Teilverhältnisse des Spannungsteilers vorgesehen sind, so dass die Transistorschalter bei verschiedenen Ausgangsspannungen dieser Gleichspannungsquelle betätigt werden.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einem der beiden Transistorschalter (13) eine Umkehrstufe (33) nachgeschaltet ist und dass der Ausgang des anderen Transistorschalters (12) zum Betätigen des Getriebestellglieds (11) in einer Richtung, derjenige der Umkehrstufe (33) zum Betätigen des Getriebestellglieds (11) in der entgegengesetzten Richtung dient.

12. Steuereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (15) eine Neutralstellung (N) aufweist und in dieser Stellung ein Signal auslöst, das zusammen mit einem vom Getriebe in dessen Neutralstellung ausgelösten zweiten Signal eine Betätigung des Getriebestellgliedes (11) blockiert.

13. Steuereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (15) außer den Schaltstellungen für Neutral (N) und Automatik (A) noch für jeden Gang des Stufengetriebes eine Schaltstellung (I bis IV) aufweist.