DE2447950C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem halbautomatisch geschal­ teten und wenigstens drei Übersetzungsverhältnisse ent­ haltenden Geschwindigkeitswechselgetriebe mit den Merk­ malen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Wechselgetriebe mit einer entspre­ chenden elektrischen Steueranlage ist aus der DE-OS 17 50 621 bekannt. Die Steueranlage dient der Ausfüh­ rung von Schaltprogrammen, die durch den Gangwählhebel vorgewählt und last- bzw. drehzahlabhängig ausgeführt werden. Der Fahrer eines mit dem bekannten Wechselge­ triebe ausgerüsteten Fahrzeugs kann den Wählhebel vor dem Anfahren in eine einem hohen Gang, beispielsweise dem fünften Gang entsprechende Stellung bringen. Beim Niedertreten des Gaspedals werden entsprechend der Dreh­ zahlerhöhung der Ausgangswelle des Getriebes von der elektrischen Steueranlage Gangwechsel veranlaßt, bis schließlich der der Stellung des Wählhebels ent­ sprechende Gang erreicht ist. Der Gangwechsel soll dabei im Bereich des günstigsten Motorwirkungsgrades erfolgen.

Tritt vor Erreichen des höchsten, am Wählhebel vor­ gegebenen Ganges oder in diesem Gang eine Lastsituation auf, die die Ausgangswellendrehzahl des Getriebes ab­ sacken läßt, so schaltet das Getriebe selbsttätig in den nächst niedrigeren Gang um, wobei diese kritische, den Schaltvorgang auslösende Drehzahl niedriger liegt als diejenige Drehzahl, bei der vorher heraufgeschal­ tet wurde. Insoweit entspricht das Schaltverhalten des bekannten Wechselgetriebes dem Schaltverhalten der allgemein bekannten automatischen Getriebe.

Wenn der Fahrer beim Fahren den Wählhebel in einen niedrigeren Gang zurücknimmt, der niedriger liegt als der gerade eingeschaltete Gang, so wird das Getriebe durch die Änderung der Wählhebelbelastung zunächst nicht beeinflußt. Erst wenn nach dem Rückschalten des Wähl­ hebels auch ein Absinken der Ausgangswellendrehzahl auftritt, schaltet das Getriebe bei den jeweiligen Drezahlen, die ein Zurückschalten auslösen, in den nächst niedrigeren Gang. Ein erneutes Hochschalten des Getriebes im Sinne eines vollautomatischen Umschaltens findet jedoch nur in dem Bereich statt, der zwischen dem ersten Gang und dem am Wählhebel eingestellten Gang liegt. Dies beduetet, daß das bekannte Wechselgetriebe bei einem Zurückverstellen des Wähl­ hebels zunächst unverändert in der jeweiligen Gangein­ stellung verharrt, solange, bis der Fahrer die Fahr­ zeuggeschwindigkeit vermindert.

Bei dem bekannten Wechselgetriebe soll ein häufiges Umschalten zwischen benachbarten Gängen in der Nähe der Schaltdrehzahl dadurch vermieden werden, daß die Drehzahl zum Hinaufschalten nennenswert über derjeni­ gen Drehzahl liegt, bei der in den nächst niedrigeren Gang heruntergeschaltet wird. Diese Schalthysterese kann nicht beliebig groß gewählt werden, weil sonst die Schaltpunkte außerhalb desjenigen Bereiches liegen, in dem der Motor mit gutem Wirkungsgrad betrieben wird bzw. überhaupt betreibbar ist. Außerdem erhöht eine vergrößerte Schalthysterese in unerwünschter Weis die Trägheit des Getriebes beim Umschalten zwischen den Gängen.

Aus diesem Grund ist es mit Hilfe der Schalthysterese nicht möglich, unnötige Gangwechsel zu vermeiden, wenn während des Fahrbetriebes, und zwar sowohl beim Herauf­ schalten als auch im stationären Betrieb im höchsten eingelegten Gang kurze Lastwechsel auftreten, die die Ausgangswellendrehzahl über die Schaltdrehzahlen anstei­ gen oder unter die Schaltdrehzahlen absacken lassen und rasch wieder verschwinden. Solche Betriebssituationen treten beispielsweise bei Nutzfahrzeugen in schwerem Gelände auf.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ge­ triebe zu schaffen, das einerseits die hinlänglich be­ kannten Vorteile automatisch geschalteter Getriebe auf­ weist, andererseits durch den Fahrer aber so zu steuern ist, daß unnötige Schaltungen vermieden werden, die trotz Schalthysterese auftreten, wenn an der Getriebe­ ausgangswelle mehr oder weniger kuzfristig starke Änderungen der Leistungsabnahme entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Geschwin­ digkeitswechselgetriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß ohne Schalthysterese die Häufigkeit von Schaltvorgängen den tatsächlichen Be­ lastungen angepaßt werden kann und nicht durch zufällige kurze Störung beeinflußt wird. Das Schalten geschieht nur in einem von dem Fahrer gewählten Umfang.

Startet der Fahrer nun ein Fahrzeug mit fünf Gängen, so wählt er z. B. den fünften Gang. Mit zunehmen­ der Geschwindigkeit schaltet das Getriebe herauf bis zur entsprechenden Geschwindigkeit. Lassen aber die Straßenverhältnisse dies nicht ganz zu, so bleibt das Getriebe z. B. im vierten Gang. Werden die Straßenverhältnisse noch schlechter, so wird verhindert, daß das Getriebe auto­ matisch zurückschaltet. Daher wird im Hinblick auf kleine Störungen, wie z. B. Steigungen oder Gegenwindböen, nur dann umgeschaltet wird, wenn der Fahre dies einstellt; dabei stellt der Fahrer den Bereich fest ein, in dem z. B. ein Herunterschalten erlaubt ist. Das gilt auch für das Heraufschalten bei Gefällstrecken.

Auf diese Weise behält der Fahrer die volle Kontrolle über den genutzten Getriebebereich und gleichzeitig bestimmt das Getriebe den besten Schaltzeitpunkt.

Dies wird wie nachstehend dargelegt mit einem Minimum an Aufwand für die Steuerung erreicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung und den Zeich­ nungen entnommen werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Getriebes.

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei verschiedenen Gängen.

Fig. 3 dient der Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem durch entsprechende Erzeuger erzeugenden Steuerdrucks und der Geschwindig­ keit.

Fig. 4 zeigt einen Schaltungsausschnitt der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 zeigt einen weiteren Schaltungsausschnitt der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Da alle Einzelteile für die erfindungsgemäße Getriebe­ steuerung bekannt und erhältlich sind, genügt es, diese Teile nur schematisch darzustellen. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem im Zusammenhang mit der Erfindung dargestellten Getriebe um einen bekannten Typ handelt, bei dem das Schalten durch entsprechendes Eindrücken von Reibkupplungen erreicht wird. Solche Getriebe sind allgemein bekannt und bedürfen keiner detaillierten Beschreibung. Im übrigen wird es für ausreichend erachtet, wenn die Zeichnung nur die Teile zeigt, mit denen das Einrücken der Kupplung be­ wirkt wird. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Ge­ triebes ist in der US-PS 26 48 992 gezeigt. Aller­ dings können in gleicher Weise auch andere Getriebe verwendet weden. Beispielsweise kann auch ein Ge­ triebe mit Klauenkupplungen mit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ausgerüstet sein, obwohl in diesem Fall eine entsprechende Synchronisiereinrichtung vorgesehen werden müßte. Weiterhin wird zur Vereinfachung angenommen, daß das Getriebe nur drei Vorwärtsgänge hat, was zur Verdeutlichung der Erfindung ausreicht. Trotzdem sei darauf hingewiesen, daß eine Ausdehnung auf eine gewünschte Zahl von Gängen möglich ist und daß solche von jedem Fachmann leicht ausgeführt werden können. Die Beschränkung auf drei Gänge dient also nur der Vereinfachung und soll nicht im einschrän­ kenden Sinn verstanden werden.

In Fig. 1 ist eine übersichtsmäßige Darstellung der Anordnung gezeigt. Eine von Hand einstellbare Wählhebelanordnung 1 stellt eine der beiden Steuerein­ gaben für die entsprechende Schalteinrichtung 2 dar, die nachfolgend beschrieben wird. Das Ausgangssignal der Schalteinrichtung 2 betätigt eines von mehreren Gangwählventilen in einer entsprechenden Gangventil­ anordnung 3. Das Ausgangssignal der entsprechenden Gangwählventilanordnung 3 wird dem Getriebe zur Betäti­ gung einiger das Übersetzungsverhältnis bestimmen­ den Kupplungen zugeführt. Das Ausgangssignal des Ge­ triebes oder ein anderes, der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionales Signal wird dann zu einer die Geschwindig­ keit oder Drehzahl auswertenden Einrichtung 6 geleitet, deren Ausgang mit der Schalteinrichtung 2 verbunden ist.

Es ergibt sich also, daß der Bereich, in dem die die Geschwindigkeit oder Drehzahl auswertende Einrichtung wirksam ist, durch die von Hand eingestellte Wählhebel­ anordnung bestimmt ist; in diesem Bereich wird die Schalteinrichtung 2 von der nachfolgend kurz Drehzahl­ geber 6 genannten Einrichtung gesteuert und damit auch das Schalten des Getriebes.

In Fig. 2 ist zur Erläuterung ein Diagramm mit dem typischen Bild der Abhängigkeit zwischen Fahrzeugge­ schwindigkeit, hier in Kilometern pro Stunde, und der Motordrehzahl gemessen in Umdrehungen pro Minute gezeigt.

Der Geschwindigkeitsbereich S 1 im ersten Gang erstreckt sich vom Stillstand bis zu einer Geschwindigkeit von z. B. 42 km/h, wobei diese Geschwindig­ keit ein wenig geringer ist als es die Höchstdrehzahl des Motors eigentlich zulassen würde; der zweite Bereich S 2 schließt sich an den ersten Bereich S 1 an und reicht bis etwa 63 km/h, eine Geschwindigkeit, die wiederum etwas unter dem bei Höchstdrehzahl des Motors im zweiten Gang erreichbaren Wert liegt. Der dritte Bereich S 3 beginnt am Ende des Bereiches S 2 und reicht bis zur erreichbaren Höchstgeschwindigkeit bei 96 km/h, wobei im dritten Gang der Motor auf Höchstdrehzahl läuft. Diese Betriebsverhältnisse werden den nachfolgenden Ausführungen zugrundegelegt.

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Fahrzeugge­ schwindigkeit und einer von ihr abhängigen Größe, insbesondere dem erzeugten Druck in einer Druckflüssig­ keit, z. B. Öl, wobei eine Pumpe oder ein anderer Druckerzeuger in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes betrieben wird. Diese Darstellung steht auch in Beziehung zu der Energiezufuhr zu bestimmten druckabhängigen Einrichtungen durch Steuerrelais im Getriebesteuersystem (P _R , P _A , P _B und P _C ).

In Fig. 4 ist ein passendes System gezeigt, nach dem die die Fahrzeuggeschwindigkeit erfassenden Gechwindigkeits­ geber mit den zugeordneten Relais zur Steuerung des Getriebesteuerkreises verbunden sind.

Zwischen den beiden einander zugeordneten Sammelschienen 14 und 32 liegt eine bestimmte Spannung P. Ein druckab­ hängiger Schalter PS-A wird erregt und geschlossen, sobald der erzeugte Druck gemäß Fig. 3 in den Bereich von Null bis P _A fällt, was dem zugehörigen Geschwindigkeitsbereich S-1 im ersten Gang entspricht. Dieser Schalter PS-A ist mit der Wicklung des ersten Geschwindigkeitsrelais SL-1 verbunden und von dort weiter mit der Sammelschiene 32. Ein druckabhängiger Schalter PS-B wird erregt und geschlos­ sen, sobald der von der Geschwindigkeit abhängige Druck im Bereich zwischen Null und P _B liegt, wobei die Verbindung von der Sammelschiene 14 über die Wicklung des zweiten Geschwindigkeitsrelais B zu der Sammelschiene 32 verläuft.

Eine entsprechende Leitung verbindet die Sammelschiene 14 mit einer Seite eines normalerweise offenen Kontaktes BC-1 des Relais B; von dort besteht eine weitere Verbindung zu dem normalerweise geschlossenen Kontakt AC des Relais SL-1 und weiter über die Wicklung eines weiteren Steuerrelais SL-2 zu der Sammelschiene 32.

Eine weitere Verbindung besteht zwischen der Sammel­ schine 14 und der Sammelschiene 32, über ein Paar geschlossene Kontakte BC-2 des Relais B und die Wicklung eines dritten Geschwindig­ keitsrelais SL-3. Also wird die Wicklung des Relais Sl-1 in dieser Anordnung durch Schließen des Schalters PS-A erregt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen Null und 42 km/h liegt. Damit ist der erste Geschwindigkeitsbereich des Steuersystems festgelegt. Das Schließen des Schalters PS-B zwischen Null und 63 km/h führt zur Erregung der Wicklung des Relais B, so daß in diesem Bereich die Kontakte BC-1 geschlossen sind. Da der Schalter PS-A oberhalb von 42 km/h öffnet und damit die Kontakte AC geschlossen werden, wird die Wicklung des Relais SL-2 zwischen 42 km/h und 63 km/h erregt, damit ist der zweite Geschwindigkeitsbereich festgelegt. Oberhalb von 63 km/h werden die Relaiswicklung B abgeschaltet und die Kontakte BC-2 geschlossen, dadurch wird das Relais SL-3 oberhalb 63 km/h erregt und damit ist der dritte Geschwindigkeitsbereich festgelegt.

Die Funktionen der Relais SL-1, SL-2 und SL-3 werden nachfolgend erläutert.

In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Wählschaltung gezeigt, welche die handbetätigten Wählhebel­ schalter 1 und die Schalteinrichtung 2 nach Fig. 1 enthält.

Ein Wählhebel 11 besitzt ein Paar Kontaktpunkte 12 und 13, die an die Sammelschiene 14 angeschlossen sind und, wie gezeigt, mit den wählbaren Kontakten 16-21 verbunden werden können. Insbesondere kann der Kontakt­ punkt 12 durch Betätigung des Wählhebels 11 auf den Rück­ wärtskontakt 16 oder auf den Neutralkontakt 17 eingestellt werden, wobei der Kontaktpunkt 13 in diesen Stellungen ohne Verbindung bleibt. Wenn aber der Kontaktpunkt 12 auf den Erster-Gang-Kontakt 18 auf­ läuft, dann liegt der Kontaktpunkt 13 auf dem Kontakt 21. Wenn dann der Kontaktpunkt 12 den Zweiter-Gang-Kontakt 19 und den Dritter-Gang-Kontakt 20 berührt, dann wird die Verbindung des Kontaktpunktes 13 mit dem Kontakt 21 unterbrochen.

Betrachtet man nun die Gesamteinrichtung der Steuerung, so besteht diese zunächst einmal aus den beiden Sammel­ schienen 14 und 32, zwischen denen die Spannung P liegt, wobei diese Spannung aus der elektrischen Anlage des Fahrzeugs gewonnen wird. Der Einfachheit halber wird hier angenommen, daß es sich bei den Sammelschienen 14 und 32 um die gleichen wie in Fig. 4 handelt, das muß aber nicht so sein.

Der Rückwärtskontakt 16 ist über einen geschwindig­ keitsabhängigen Schalter 33 und einen Verbindungspunkt 38 mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt NC-1 (Ruhekontakt) eines später zu erläuternden neutralen Relais und weiter mit der Wicklung R der Rückwärtsspule verbunden. Der geschwindigkeitsabhängige Schalter 33 ist bei Vorwärtsgeschwindigkeiten oberhalb eines bestimmten niedrigen Wertes, z. B. 4,8 km/h geöffnet, schließt aber, sobald die Vorwärtsgeschwindig­ keit unter diesen Wert absinkt. Das Rückwärtsrelais besitzt außerdem noch ein Paar Arbeitskontakte RC-1, welche eine Verbindung von dem Verbindungs­ punkt 38 zu der Sammelschiene 14 eingeschaltet sind. Das Rückwärtsrelais betätigt außerdem noch Rück­ wärtskontakte RC-2, die in nicht dargestellter Weise in einen Steuerkreis eingeschaltet sind, der zur Umschaltung des Getriebes in den Rückwärtsgang dient. Solche Anordnungen sind allgemein bekannt und bedürfen eigentlich keiner weiteren Erläuterung, nur bei­ spielsweise sei erwähnt, aß bei geschlossenen Kontak­ ten RC-2 ein Magnet-Steuer-Ventil betätigt wird, über welches Druck auf eine übliche Betätigungsein­ richtung für die Reibkupplung gelangt. Diese Reib­ kupplung verursacht das Einrücken des Rückwärtsganges im Getriebe.

Der neutrale Kontakt 17 ist über eine Leitung 41 mit der Wick­ lung eines neutralen Relais N verbunden, dessen Ruhe­ kontakte NC-1, NC-2, NC-3 und NC-4 später noch be­ schrieben werden. Die Wicklung des neutralen Relais N ist dann mit der zweiten Sammelschiene 32 ver­ bunden.

Der Erster-Gang-Kontakt 18 ist über einen Verbindungs­ punkt 51 an eine Seite des Arbeitskontaktes II C-1 eines weiter unten erläuterten, zweiten Geschwindig­ keitsrelais angeschlossen. Die andere Seite des Arbeits­ kontaktes ist über einen Verbindungspunkt 54 mit der Wicklung D eines ein Herunterschalten anzeigenden Relais sowie weiter mittels einer Leitung 57 mit der Sammelschiene 32 verbunden. Der Verbindungspunkt 51 ist auch mit einer Seite des Arbeitskontaktes III C-1 eines weiter unten erläuterten, dritten Ge­ schwindigkeitsrelais verbunden. Die andere Seite des Arbeitskontaktes III C-1 ist über einen Verbindungspunkt 59 an den Verbindungspunkt 54 angeschlossen.

Der Zweiter-Gang-Kontakt 19 ist über einen Verbindungs­ punkt 61 an eine Seite eines weiteren Arbeitskontaktes III C-2 des dritten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen, dessen andere Seite mit dem Verbindungspunkt 59 verbunden ist.

Der Verbindungspunkt 61 ist auch mit einer Seite des Arbeitskontaktes I C-1 des später beschriebenen ersten Geschwindigkeitsrelais I verbunden; die andere Seite des Kontaktes I C-1 ist über einen Verbindungspunkt 73 mit einem Anschluß der Wicklung U eines ein Herauf­ schalten anzeigenden Relais verbunden, der zweite Anschluß der Wicklung ist über eine Leitung 76 mit der Sammelschiene 32 verbunden.

Der Dritter-Gang-Kontakt 20 ist über einen Verbindungspunkt 81 an eine Seite eines Arbeitskontaktes I C-2 des ersten Geschwindigkeitsrelais angeschlossen und die andere Seite des Kontaktes ist über einen Verbindungspunkt 83 an den Verbindungspunkt 73 angeschaltet. Der Verbindungs­ punkt 81 ist außerdem an eine Seite eines weiteren Arbeitskontaktes II C-2 des zweiten Geschwindigkeitsre­ lais angeschlossen, die andere Seite des Kontaktes ist mit dem Verbindungspunkt 83 verbunden.

Der zweite Erster-Gang-Kontakt 21 ist über hintereinander­ geschaltete Ruhekontakte II C-3 und III C-3 des zweiten bzw. dritten Geschwindigkeitsrelais an den Verbindungs­ punkt 88 angeschlossen. Von diesem Verbindungspunkt ver­ läuft dann eine Verbindung über den bereits erwähnten Ruhekontakt NC-2 und die Wicklung I des ersten Ge­ schwindigkeitsrelais zu der Sammelschiene 32.

Eine weitere Verbindungsleitung 91 verbindet die Sammelschiene 14 mit der einen Seite eines Arbeitskontaktes II C-4 des zweiten Geschwindigkeits­ relais, dann folgt eine Reihenschaltung aus dem Arbeitskontakt DC-1 des ein Herunterschalten anzeigenden Relais und aus dem Arbeitskontakt S 1-C des Geschwindigkeitsrelais SL-1 zu dem Verbindungs­ punkt 96 und weiter zu dem Verbindungspunkt 88.

Zwischen der Sammelschiene 14 und dem Verbindungspunkt 96 besteht eine weitere Verbindung 97, in welche eine Reihenschaltung aus dem Arbeitskontakt I C-3 des ersten Geschwindigkeitsrelais I, dem Ruhekontakt II C-5 des zweiten Geschwindigkeitsrelais und dem Ruhekontakt III C-4 des dritten Geschwindigkeitsrelais eingeschaltet ist.

Eine Verbindung 102 führt über einen Arbeitskontakt I C-4 des ersten Geschwindigkeitsrelais und einen Arbeitskontakt UC-1 des ein Heraufschalten an­ zeigenden Relais zu einem Verbindungspunkt 106. Von dort verläuft die Verbindung über einen Arbeitskontakt S 2-C des Geschwindigkeitsrelais SL-2, den Verbindungspunkt 108, einen Ruhekontakt NC-3 sowie die Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais zu der Sammelschiene 32.

Eine Verbindungsleitung 111, welche die Reihenschaltung der Arbeitskontakte III C-5 der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais und DC-2 der Wicklung D des das Herunterschalten steuernden Relais enthält, ist zwischen die Sammelschiene 14 und den Verbindungspunkt 106 ge­ schaltet.

Eine Verbindung 116 verläuft von der Sammelschiene 14 zu der einen Seite eines Ruhekontaktes I C-5 der Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais, die andere Kontaktseite ist mit der einen Seite des Arbeitskontaktes II C-6 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais verbunden. Dann folgt in Reihe dazu ein Ruhekontakt III C-5 der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais, der an seiner anderen Seite mit dem Verbindungspunkt 108 verbunden ist.

Die Verbindung 121, in welcher die Arbeitskontakte II C-7 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeits­ relais, UC-2 der Wicklung U des ein Heraufschalten anzeigenden Relais und S 3-C des Geschwindigkeitsrelais SL-3 in Reihe geschaltet sind, führt dann weiter über einen Verbindungspunkt 126, einen Ruhekontakt NC-4 des neutralen Relais N und eine Wicklung III des dritten Gechwindigkeitsrelais zu der Sammelschiene 32.

Die Verbindung 131 verbindet die Sammelschiene 14 mit einer Seite des Ruhekontaktes I C-6 der Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais, von der anderen Kontakt­ seite aus verläuft die Verbindung über den Ruhekontakt II C-8 der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeits­ relais und einen Arbeitskontakt III C-6 der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais zu dem Ver­ bindungspunkt 126.

Der Arbeitskontakt I C-7 der Wicklung I des ersten Ge­ schwindigkeitsrelais ist über einen entsprechenden Stromkreis mit dem Elektromagneten eines hydraulischen Ventils verbunden; damit wird die Kupplung für den ersten Gang des Getriebes betätigt; d. h. wenn die Spule I erregt wird, dann wird der erste Gang eingelegt. In ähnlicher Weise ist der Arbeitskontakt II C-9 der Kupplungssteuerung für den zweiten Gang verbunden, d. h. bei Erregung der Spule II wird der zweite Gang eingelegt; entsprechend ist auch der Arbeitskontakt III C-7 der Wicklung III in einen Stromkreis zur Steuerung des dritten Ganges eingeschaltet.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beim Herauf- und Herunterschalten wird nun anhand des gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert, ohne daß das Prinzip der Erfindung durch dieses Beispiel erschöpft wäre.

Wenn sich der Wählschalter 11 gemäß Fig. 5 in der neutra­ len Stellung befindet, dann ist die Wicklung N des neu­ tralen Relais erregt, so daß also die Ruhekontakte NC-1, NC-2, NC-3 und NC-4 geöffnet sind. Damit sind dann die Wicklungen R, I, II und III der Kupplungsrelais abgeschaltet, d. h. es ist kein Gang eingelegt und das Getriebe ist in der neutralen Stellung, also im Leerlauf.

Es wird nun angenommen, daß der Wähler 11 in die Rück­ wärtsposition gelegt wird und der Kontakt 12 mit dem Kontakt 16 verbunden ist. Unterhalb einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeuges, wie z. B. P _R in Fig. 3 ist dann der normalerweise offene Druckschal­ ter PS-R erregt und sein Kontakt 33 geschlossen. Mit der Abschaltung der neutralen Wicklung N schließen sich deren Ruhekontakte, und über den Kontakt NC-1 wird nun die Wicklung R des Rückwärtsrelais erregt; es wird der Kontakt RC-2 geschlossen und damit wird der Rückwärtsgang eingelegt. Bei der Erregung der Wicklung R wird außerdem der Arbeitskontakt RC-1 geschlossen und im Getriebe bleibt der Rückwärtsgang einge­ legt, bis der Wählhebel 11 wieder in die neutrale Stellung gebracht wird.

Will man nun einen Vorwärtsgang einlegen, so wird der Wählhebel 11 in die Position des ersten Ganges mit dem Kontakt 18 gelegt. Dabei wird der Kontakt 17 vorübergehend ge­ schlossen. Das neutrale Relais N zieht an, und sofort öffnet sich der Ruhekontakt NC-1. Damit fällt aber das Relais R ab, und es wird über die ausrückende Kupplung der Rückwärtsgang des Getriebes herausgenommen.

Zur gleichen Zeit, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Wertes P _A ist, schließen sich die beiden Schalter PS-A und PS-B. Dadurch werden die Wicklung des Relais SL-1 erregt und diejenigen der Relais SL-2 und SL-3 abgeschaltet.

Sobald der Wählhebel 11 in die Position des ersten Ganges gelegt ist, wird das Potential an die entsprechenden Kontakte 18 und 21 gelegt. Da sowohl der Kontakt II C-1 als auch der Kontakt III C-1 offen sind, bleibt die Wicklung D des ein Herunterschalten anzeigenden Relais abgeschaltet. Da aber die Kontakte II C-3, III C-3 und NC-2 geschlossen sind, wird die Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais erregt, der Kontakt I C-7 schließt, und im Getriebe wird der erste Gang eingelegt. Da auch der Kontakt I C-3 schließt ist eine Halteverbindung für das erste Geschwindigkeitsrelais geschaffen, auch wenn der Wählhebel in die zweite oder dritte Position gelegt wird.

Wenn man nun annimmt, daß der Fahrer den Wählhebel statt in die erste in die dritte Position gelegt hätte, was man z. B. dann tut, wenn man erreichen will, daß das Fahrzeug automatisch auf normale Fahrgeschwindigkeit kommt, dann wird der Kontakt 12 auf den Kontakt 20 ge­ legt, aber der Kontakt 13 wird bei diesem Vorgang über den Erster-Gang-Kontakt 21 geführt. Da alle mit dem Kontakt 20 verbundenen Kontakte, ebenso wie die mit den Kontakten 18 und 19 verbundenen Kontakte, die beim Schaltvorgang durch den Kontakt 12 berührt werden, offen sind, bleiben die Wicklungen U und D der entsprechenden Relais unerregt. Wenn nun, wie oben beschrieben, der Kontakt 13 kurzzeitig den Kontakt 21 berührt, dann wird die Wicklung I des ersten Geschwindigkeitsrelais erregt und dann durch den Kontakt I C-3 gehalten. Das Fahrzeug­ getriebe befindet sich im ersten Gang und das Fahrzeug fährt an.

Wie erwähnt besteht ein Selbsthaltekreis für die Wick­ lung I über die Kontakte I C-3, II C-5 und III C-4, und der erste Gang bleibt eingelegt. Zur gleichen Zeit wird auch der Kontakt I C-2 im dritten geschwindigkeitsabhängigen Stromkreis der Wicklung U geschlossen und damit wird durch die nun anliegende Spannung die Wicklung U erregt. Damit schließt dann der Kontakt UC-1 im Stromkreis der Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais, und da die Kontakte NC-3 und I C-4 bereits geschlossen sind, ist der Stromkreis so vorbereitet, daß die Wicklung II beim Schließen des Kontaktes S 2-C des geschwindigkeitsabhängigen Relais SL-2 erregt wird.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, dann erreicht sie einen Wert, bei dem der Druck oberhalb von P _A liegt. Dadurch wird der Druckschalter PS-A geöffnet und die Wicklung des geschwindigkeitsabhängigen Relais SL-1 abgeschaltet. Da, wie oben erwähnt, der Schalter PS-B bereits geschlossen ist, sind beide im Stromkreis der Wicklung des Relais SL-2 liegenden Kontakte ge­ schlossen und die Wicklung wird erregt (Fig. 4). Damit wird dann der Kontakt S 2-C, der oben schon erwähnt wurde, geschlossen, wodurch nun die Wicklung II erregt wird. Al­ so schließt sich der Kontakt II C-9, und das Getriebe wird in den zweiten Gang geschaltet. Gleichzeitig öffnen die Kontakte II C-3 und II C-5 im Stromkreis der Wick­ lung II und der erste Gang wird herausgenommen. Da auch der Kontakt II C-6 schließt, besteht nach dem Abschalten der Wicklung I und den dadurch geschlossenen Ruhe­ kontakt I C-5 ein Haltekreis und der zweite Gang bleibt eingelegt. Das Fahrzeug gewinnt nun an Geschwindigkeit im zweiten Gang, bis das Fahrzeug beim Erreichen des Druckwertes P _B in den dritten Gang geschaltet werden kann. Damit werden der Schalter PS-B geöffnet und die Wicklung B des zweiten geschwindigkeitsabhängigen Schalters abgeschaltet. Auf diese Weise schließt sich der Ruhekontakt BC-2 im Stromkreis des dritten geschwindigkeitsabhängigen und die Wicklung SL-3 wird erregt.

Der sich öffnende Kontakt BC-1 unterbricht den Strom­ kreis der Wicklung SL-2. Da berits die Kontakte II C-7 und UC-2 geschlossen sind, kann beim Schließen des Kontaktes S 3-C des dritten geschwindigkeitsabhängigen Relais die Wicklung III des dritten Geschwindigkeits­ relais erregt werden. Durch das Schließen des Kontaktes III C-7 wird der dritte Gang eingelegt. Gleich­ zeitig wird ein Haltekreis für die Wicklung III über die geschlossenen Ruhekontakte I C-6 und II C-8 und den eigenen Arbeitskontakt III C-6 aufgebaut, da durch den sich öffnenden Kontakt III C-5 der Haltekreis für die Wick­ lung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais unterbrochen wird.

Im dritten Gang wird durch die Erregung der Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais und den folglich geöffneten Kontakt III C-3 die Wicklung I stromlos gehalten. Es öffnen sich also die Kontakte I C-1 und I C-2 und der Kontakt II C-2 hat bereits beim Herausnehmen des zweiten Ganges geöffnet. Daher wird das das Herauf­ schalten anzeigende Relais U abgeschaltet, und es öffnet sich der Kontakt UC-1. Daher bleibt auch beim Abfallen der Fahrzeuggeschwindigkeit in den Bereich des zweiten Ganges das entsprechende Relais unerregt und das Getriebe bleibt im dritten Gang.

Das Getriebe ist nun im dritten Gang bei Höchstge­ schwindigkeit. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die vorstehend beschriebene Anordnung auch beliebig um weitere Geschwindigkeitsstufen erweitert werden kann.

Man sieht außerdem, daß das Getriebe die normale Schaltfolge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ohne weiteres Betätigen des Wählhebels durchlaufen hat.

Nun sei angenommen, daß das Fahrzeug im zweiten Gang auf ein Hindernis stößt, z. B. eine Steigung oder Gegenwind, durch welches das Fahrzeug in einen niedrigeren Ge­ schwindigkeitsbereich S 1 gezwungen wird, er dem niedrigen Druck unterhalb P _A entspricht. Das führt zu einem Öffnen des Kontaktes SC-2 und einem Schließen des Kontaktes S 1-C im Stromkreis des ersten Ganges. Dennoch wird nicht umgeschaltet, weil (a) durch das ange­ zogene Relais II der Kontakt II C-3 im Stromkreis des ersten Ganges offen bleibt und (b) infolge des abge­ fallenen Relais D dessen Kontakt DC-1 sowie auch der Kontakt II C-5 offen sind. Alo kann das Getriebe nicht in den ersten Gang zurückschalten, obwohl die Geschwindigkeit in den entsprechenden Bereich abge­ fallen ist. Wenn der Fahrer das Hindernis für kurzzeitig übewindbar erachtet, dann kann er den Wählhebel 11 in der Position des dritten Ganges lassen mit der Erwartung, daß das Fahrzeug wieder Fahrt gewinnt. Im anderen Falle, wenn nach der Einsicht des Fahrers ein Zurückschalten in den ersten Gang nötig ist, dann stellt er den Wählhebel so ein, daß der Kontakt 12 den Kontakt 19 und der Kontakt 13 den Kontakt 21 be­ rührt. Da das zweite Geschwindigkeitsrelais II ange­ zogen ist und dessen Kontakt II C-1 geschlossen bleibt, kann nun das Relais D anziehen. Damit schließt sich der Kontakt DC-1 und der Kontakt II C-4 ist bei angezogenem Relais II geschlossen. Da die Geschwindigkeit nunmehr in dem niedrigen Bereich liegt, ist der Kontakt S 1-C geschlossen und die Wicklung I wird zur Umschal­ tung in den ersten Gang erregt. Gleichzeitig mit der Erregung der Wicklung I öffnet der Kontakt I C-5, und außer­ dem ist durch das Absinken der Geschwindigkeit aus dem zweiten Bereich der Kontakt S 2-C offen. Dadurch ist die Wicklung II des zweiten Geschwindigkeitsrelais abge­ schaltet, d. h. also, der zweite Gang wird heraus­ genommen und der erste Gang wird eingelegt. Mit dem Schlie­ ßen des Kontaktes I C-3 ist der Haltekreis, wie schon weiter oben beschrieben, wirksam.

Wenn im Getriebe der dritte Gang eingelegt ist und es tritt ein Hindernis auf, dann erkennt man anhand der Fig. 5, daß in gleicher Weise, wie oben für den zweiten Gang beschrieben wurde, das Getriebe nicht herunterschaltet, bis der Wählhebel in die zweite oder erste Position gelegt ist. Nach dem Umlegen des Wählhebels in die zweite Position laufen die ähnlichen Umschaltvorgänge wie schon bei dem geschilderten Umlegen vom zweiten in den ersten Gang ab. Wenn der Wähl­ hebel in die erste Position gelegt wird, dann wird zunächst in den zweiten Gang zurückgeschaltet und erst dann in den ersten Gang, wenn die Geschwindigkeit entsprechend abgesunken ist.

Wenn nun das Fahrzeuggetriebe z. B. im zweiten Gang ist und in dem Vorgang des Zurückschaltens eine Beschleu­ nigung auftritt, die z. B. durch Rückenwind oder durch ein Abfallen der Fahrbahn verursacht wird und die das Fahrzeug in den Geschwindigkeitsbereich des dritten Ganges bringt, dann ist durch die Erfindung sicherge­ stellt, daß ein Umschalten in den dritten Gang solange verhindert wird, bis der Fahrer den Wählhebel in die dritte Position legt.

Auf diese Weis folgt das Getriebe einer augenblick­ lichen Beschleunigung nicht, so daß auf diese Weise der Motor zum Bremsen auf abschüssigen Straßen benutzt werden kann.

Wenn man nun annimmt, daß der Wählhebel aus der dritten Position in die zweite Position gebracht wird, der Wähl­ hebel also durch Zurückschalten in diese Position gebracht wurde und der Haltekreis aufgebaut ist, dann wird der Kontakt S 2-C beim Ansteigen der Geschwindig­ keit in den Bereich S 3 geöffnet, und der Kontakt S 3-C wird geschlossen. Wenn nun der Wählhebel von der dritten Position 20 zu der zweiten Position 19 gelegt wird während sich das Getriebe im dritten Gang befand, wobei die Wicklung III des dritten Geschwindigkeitsrelais er­ regt ist, dann wird infolge des geschlossenen Kontaktes III C-2 das ein Herunterschalten anzeigende Relais D erregt. Bei geschlossenem Kontakt III C-5 wird infolge der Erregung der Wicklung D der Kontakt DC-2 im Strom­ kreis des zweiten Geschwindigkeitsrelais II geschlossen. Wenn nun das Fahrzeug in den zweiten Geschwindigkeits­ bereich gelangt, dann schließt der Kontakt S 2-C und das Relais II wird erregt; das führt zum Herunterschalten in den zweiten Gang. Gelangt das Fahrzeug wieder in den dritten Geschwindigkeitsbereich, dann öffnet zwar der Kontakt SC-2, aber der Haltekreis mit dem Kontakt II C-6 hält das Relais II erregt. In der Zwischenzeit öffnet sich durch das Abfallen des das Herunterschalten anzeigenden Relais U der Kontakt UC-2, und durch das Ansprechen der Wicklung II öffnet sich der Kontakt II C-8.

Also kann trotz geschlossenem Kontakt S 3-C das dritte Geschwindigkeitsrelais III nicht ansprechen, und das Getriebe kann nicht in den dritten Gang umschalten.

Ähnlich verhält es sich, wenn der Wählhebel in die erste Position gebracht wurde und das Getriebe im Umschaltvorgang in dem ersten Gang war: Eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit führt auch hier nicht zu einem Heraufschalten, bis der Wählhebel entsprechend einge­ stellt wurde. Andere Schaltvorgänge, sowohl aufwärts als auch abwärts, sei es über den ganzen oder nur einen Teil des Schaltbereichs, können aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres erkannt und verstanden werden. In der vom Fahrer gewählten Weise laufen die Schaltvor­ gänge automatisch ab, ohne daß allerdings ein Umschalten in den Rückwärtsgang möglich ist, es sei denn, der Fahrer hat den Wählhebel entsprechend eingestellt.

Es sei erwähnt, daß sowohl das Herauf- als auch das Herunterschalten mit der gleichen Schnelligkeit ablaufen. Damit werden die in Zusammenhang mit bekannten Anordnungen erwähnten Hystereseverluste vermieden und die Anordnung vereinfacht.

Die benutzten Einzelteile sind bekannt, auch die in Zusammenhang mit den Kontakten RC-2, I C-7, II C-9 III C-7 erwähnten, jedoch nicht dargestellten Elemente.

Claims (2)

1. Halbautomatisch geschaltetes und wenigstend drei Über­ setzungsverhältnisse enthaltendes Geschwindigkeitswech­ selgetriebe,
mit einer die automatische Umschaltung zwischen den Übersetzungsverhältnissen steuernden und eine Dreh­ zahlmeßeinrichtung enthaltenden Steuereinrichtung, durch die beim Über- oder Unterschreiten jeweils vor­ bestimmter Drehzahlen das nächsthöhere oder das nächstniedrigere Übersetzungsverhältnis einschaltbar ist, und
mit einer einen von Hand bedienbaren Betätigungshebel aufweisenden Wähleinrichtung für den Bereich von Über­ setzungsverhältnissen, innerhalb dem eine automati­ sche Umschaltung durch die Steuereinrichtung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drehzahlabhängige Steuereinrichtung (2) eine erste elektrische Steuerschaltung (U, UC-1, UC-2) enthält, die beim Überführen der Wähleinrichtung (1) in Richtung eines Heraufschaltens des Getriebes (4) aktiviert wird, derart, daß ein selbsttätiges Herauf­ schalten des Getriebes (4) erfolgt, bis das an der Wähleinrichtung (1) eingestellte Übersetzungsver­ hältnis erreicht ist,
daß die drehzahlabhängige Steuereinrichtung (2) eine zweite elektrische Steuerschaltung (D, DC-1, DC-2) enthält, die beim Überführen der Wähleinrichtung (1) in Richtung eines Herunterschaltens des Getriebes (4) aktiviert wird, derart, daß ein selbsttätiges Herun­ terschalten des Getriebes (4) erfolgt, bis das an der Wähleinrichtung (1) eingestellte Übersetzungsverhältnis erreicht ist,
daß eine mit der ersten und der zweiten elektrischen Steuerschaltung (U, UC-1, UC-2, D, DC-1, DC-2) zu­ sammenwirkende elektrische Halteschaltung (97, 116, 131) vorgesehen ist, die bei aktivierter erster Steuerschaltung (U, UC-1, UC-2) ein Herunterschalten und bei aktivierter zweiter Steuerschaltung (D, DC-1, DC-2) ein Heraufschalten sperrt und
daß der ersten und der zweiten Steuerschaltung (U, UC-1, UC-2, D, DC-1, DC-2) Drehzahlmeßeinrichtungen (PS-A, PS-B, SL-1, SL-2, SL-3, B) zum Steuern der selbsttäti­ gen Umschaltung zwischen den Übersetzungsverhältnis­ sen zugeordnet sind.

2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2) eine Leerlaufeinrichtung (N) enthält, durch die das Getriebe (4) in eine Leerlaufstellung ohne Leistungs­ übertragung überführbar ist, und daß die Wählein­ richtung (1) eine die Leerlaufeinrichtung (N) der Steuereinrichtung (2) aktivierende Stellung (17) auf­ weist, von der ausgehend der Betätigungshebel im Sinne eines Heraufschaltens wegbewegbar bzw. zu der der Betätigungshebel im Sinne eines Herunter­ schaltens zurückbewegbar ist.