DE3146512A1

DE3146512A1 - Verfahren zum verhindern der wahl eines falschen ganges bei einer selbsttaetigen gangwahleinrichtung in fahrzeugen

Info

Publication number: DE3146512A1
Application number: DE19813146512
Authority: DE
Inventors: Karl Göran 13671 Handen Magnusson
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1982-06-24
Anticipated expiration: 2001-11-25
Also published as: DE3146512C2; US4467427A; GB2090927A; SE420294B; GB2090927B

Description

~ **w ii^ij _ DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN

DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-WiRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

lA-55 426 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 ji TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 14 070

Beschreibung

Verfahren zum Verhindern der Wahl eines falschen Ganges bei einer selbsttätigen Gangwahleinrichtung in Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft Fahrzeuge und bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern der Wahl eines betriebsmäßig fal- ■ sehen Ganges in einem Getriebe, das mit einer Einrichtung zur automatischen Gangwahl zusammenwirkt, wenn die Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades nicht eine korrekte Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, beispielsweise beim Bremsen des Fahrzeuges, wobei eine Anordnung in der Einrichtung die momentane Drehgeschwindigkeitsänderung des Rades errechnet, sie mit einem im voraus festgelegten Verzögerungswert vergleicht und ein Ausgangssignal abgibt, wenn die errechnete Drehgeschwindigkeitsänderung den im voraus festgelegten Verzögerungswert übersteigt, wobei dieses Ausgangssignal eine Betätigungsschaltung o.dgl. einschaltet, die dadurch für die Wahl einer neutralen Schaltstellung sorgt und/oder eine Fehleranzeige in einem Warngerät auslöst.

Aus der US-PS 4 126 061 ist es bekannt, beim Bremsen eines Fahrzeuges einen Verzögerungsvergleich vorzunehmen und das

/2

55

sich aus dem Vergleich ergebende Ausgangssignal eine Betätigungsschaltung einschalten zu lassen, welche die Wahl einer neutralen Schaltstellung für eine im voraus festgelegte Zeitspanne bewirkt, nach deren Ablauf die Einrichtung in einen Normalzustand zurückkehrt. Dies bedeutet, daß diese bekannte Einrichtung nach einem längeren Bremsvorgang, insbesondere nach einem intermittierenden Vorgang, trotz fortgesetzter Bremsung zur normalen Gangwahl zurückkehrt. Die Folge hiervon ist eine ungeeignete Gangwahl, die beim Schalten in den gewählten Gang sowohl hinsichtlich der mechanischen Sicherheit als auch der Verkehrssicherheit schwerwiegende Folgen haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Gefahren einer falschen Gangwahl beseitigt.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Einschaltung der Betätigungsschaltung unterbrochen wird, wenn die Radgeschwindigkeit eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und die in der Einrichtung errechnete Radgeschwindigkeitsänderung kleiner ist als ein im voraus festgelegter Wert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, daß die Einrichtung zur normalen Gangwählfunktion zurückkehrt, wenn ein Rad, dessen Geschwindigkeit erfaßt wird und das beim Bremsen ganz oder zum Teil blockiert ist, wieder in einen in bezug auf die Fahrbahn stabilen Zustand zurückkehrt.·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Einrichtung für die automatische Gangwahl, Fig. 2 eine zur in Fig. 1 dargestellten Einrichtung gehörende Schaltungsanordnung und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für die Gangwahl und das Erfassen eines stabilen Radzustandes·

3U6512

Die dargestellte Ausführungsform ist hauptsächlich zur Anwendung bei einer selbsttätigen Gangwähleinrichtung für Schwerfahrzeuge gedacht, wobei der gewählte Gang in einem vom Fahrzeugführer manuell eingeleiteten Gangschaltvorgang eingerückt wird. Eine herkömmliche mechanische Übertragungseinrichtung mit einer Hauptkupplung zwischen Motor und Getriebe kann somit unverändert beibehalten werden, was bedeutet, daß der vergleichsweise hohe Wirkungsgrad der Übertragungseinrichtung ebenfalls ausgenutzt werden kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Gangwähl einrichtung kann jedoch die automatische Gangwahl abgeschaltet werden, um eine rein manuelle Gangwahl zu ermöglichen. Die Einrichtung läßt auch eine gelegentliche manuelle Betätigung sogar dann zu, wenn die selbsttätige Gangwähleinrichtung eingeschaltet ist. Nach dem manuellen Wählen eines anderen Ganges steht dem Fahrzeugführer eine bestimmte Zeitspanne, beispielsweise von 10 Sekunden, zum Auslösen des Gangschaltvorganges zur Verfügung. Die Auslösung kann beispielsweise durch Niederdrücken des Kupplungspedals vorgenommen werden, wobei dann die Bewegung von der Einrichtung erfaßt wird, die danach selbsttätig für den Gangwechsel sorgt. Die Beendigung des Gangwechsels wird dem Fahrzeugführer durch einen Summer und/ oder eine Signallampe angezeigt, wonach der Fahrzeugführer die Kupplung wieder einrücken kann. Die Einrichtung ist danach für eine neue Gangwahl bereit.

Die dargestellte Gangwähleinrichtung spricht auf Eingangssignale an, welche sich auf mehrere Parameter beziehen, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. So wird ein Signal, das die Motorbelastung darstellt, einer Steuereinheit 1 über eine Leitung 2 zugeführt. Bei einem Auflademotor steht dieses Belastungssignal in einem zweckdienlichen Verhältnis zum Ladedruck in einem Motoransaugsystem 12. Bei einem anderen Anwendungsfall kann die Stellung des Fahrzeug-Gaspedals ein Maß für die Motorbelastung bilden. Die Steuereinheit 1

- ΛΓ-

erhält über eine Leitung 3 ein Signal, das der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrades entspricht, die in den meisten Fällen proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist. In der Praxis ist es von Vorteil, wenn die Drehzahl einer Getriebeausgangswelle 13 erfaßt wird. Ein Signal, das die Stellung einer Kupplung 14 anzeigt, die zwischen Motor und Getriebe angeordnet und durch den Fahrzeugführer betätigbar ist, wird der Steuereinrichtung über eine Leitung 4 zugeführt. Die Steuereinheit 1 erhält über eine Leitung 5 ein Signal, das anzeigt, ob der Motor läuft oder nicht. Der letztgenannte Zustand wird zweckdienlicherweise an einem Generator 15 erfaßt, der gewöhnlich mit dem Motor verbunden ist.

Das Eingangssignal, das über ein Leitungsbündel 6 zugeführt wird, gibt die Stellung eines Funktionswählers 16 an, der vom Fahrzeugführer betätigbar ist und die folgenden vier Stellungen aufweist: eine erste Stellung für das Fähren mit manueller Gangwahl, eine zweite Stellung für das Fahren mit automatischer Gangwahl,·eine dritte Stellung als Neutraloder Leergangstellung und eine vierte Stellung für den Rückwärtsgang. Die Steuereinheit 1 erhält über ein Leitungsbündel 7 ein Signal von einem manuell betätigbaren Ganghebel 17 und über ein Leitungsbündel 8 Signale, die den Zustand eines Getriebes 18 darstellen, also.anzeigen, ob ein Gang eingelegt ist und, wenn ja, welcher.

Aufgrund dieser Eingangssignale erzeugt die Steuereinheit 1 Ausgangssignale, die über ein Leitungsbündel 9 einer Betätigungsvorrichtung 19 zum Ausführen des Gangwechsels zugeführt werden, beispielsweise mehreren Elektromagnetventilen, welche die Zufuhr von Druckluft oder Hydraulikdrucköl zu mehreren, die Gangwechselbewegungen ausführenden Zylindereinheiten steuern. Ausgangssignale werden über ein Leitungsbündel 10 auch einem als Warnvorrichtung dienenden Anzeigegerät 50 zugeleitet, das einen Summer oder ähnliche Vorrichtungen

• *

3H6512

Λ.

aufweist, um dem Fahrzeugführer die Gangwahl, die Beendigung des Gangwechsels oder das Auftreten von Fehlern in der Steuereinrichtung zu melden.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuereinheit ist aufgebaut auf einem Mikroprozessor MP 20, der in an sich bekannter Weise über mehrere Eingangsschaltungen 21 Eingangssignale erhält, welche ihm über die Leitungen 2 zugeführt werden, die hier durch ein Leitungsbündel 22 dargestellt sind. Die von der Steuereinheit an die hier durch ein Leitungsbündel 24 dargestellten Leitungsbündel 9 und 10 abgegebenen Signale werden in Ausgangsschaltungen 23 so verändert, wie es zum Betätigen der Betätigungsvorrichtung 19 und des Summer- bzw. Anzeigegerätes 50 erforderlich ist. Die Eingangs- und Ausgangsschaltungen 21 und 23 enthalten auch Schutzschaltungen, welche den Mikroprozessor MP 20 gegen sein Funktionieren störende Signale sichern. Die Ausgangsschaltungen 23 enthalten ferner einen Verstärker, der das Ausgangssignal der Steuereinheit auf ein zum Betätigen der Elektromagnetventil benötigtes Niveau verstärkt.

Der Mikroprozessor MP 20 wirkt in einer in der Mikrorechnertechnik bekannten Weise über einen Datenbus 25, einen Adressenbus 26 und einen Steuerbus 27 sowohl mit den Eingangsund Ausgangsschaltungen 21 und 23 zusammen als' auch mit einem externen programmierbaren Festwertspeicher PROM 28 und einem in den Mikroprozessor 20 eingebauten Randomspeicher RAM 29. Dies trifft beispielsweise für den Fall zu, daß als Mikroprozessor MP 20 ein Mikroprozessor des Typs· 6802 (z.B. des Fabrikats Motorola) verwendet wird, der sich für die Durchführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen hat.

Die Steuereinheit enthält ferner einen Niederfrequenzoszillator 48, dessen impulsförmige Ausgangssignale über eine Leitung 49 den Eingangsschaltungen 21 zugeführt werden.

• · W

55

Wie durch jeden der von einem Geschwindigkeitsmeßwertumformer erzeugten Signal impulse, wird durch jeden Signalimpuls, den dor Niederfrequenzoszillator 48 aussendet, der Mikroprozessor MP 20 daran gehindert, ein Unterbrechungsprogramm für die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsberechnung durchzuführen.

Entsprechend dem Unterbrechungsprogramm, das im einzelnen nicht beschrieben wird, wird die Geschwindigkeit nach der Zahl der Geschwindigkeitsimpulse berechnet, die zwischen zwei vom Niederfrequenzoszillator 48 erzeugten und durch eine Zeitspanne von 0,5 Sekunden voneinander getrennten Impulsen ankommen. Der Geschwindigkeitsbetrag stellt somit einen Mittelwert für diese Zeitspanne dar. Die Geschwindigkeitsänderung wird als Differenz zwischen zwei nacheinander ermittelten Geschwindigkeitsbeträgen errechnet.

Im Festwertspeicher PROM 28 ist ein Programm für die automatische Gangwahl gespeichert, das entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten AbIaufdiagramm ausgeführt wird. Dieses Gangwählprogramm ist Teil eines umfangreicheren Gangwechselprogramms, aus dem mehrere Steuerroutinen durchgeführt worden sind, bevor eine Ablauflinie 30 zum in Fig. 3 dargestellten Ab lauf diagramm führt. Da die Möglichkeit einer, manuellen Betätigung der selbsttätigen Gangwechseleinrichtung gegeben ist, wird eine Routine benötigt, die entscheidet, in welchem Maße die Betätigungsvorrichtung für die manuelle Gangwahl betätigt oder nicht betätigt ist. Diese Routine ist im Diagramm durch einen Block 31 dargestellt. Wenn diese Betätigungsvorrichtung eingeschaltet bzw. betätigt ist, löst die durch den Block 31 dargestellte Routine eine Rückwärtszählung in einem Zeitgeberregister aus, das eine Laufzeit von beispielsweise 10 Sekunden hat. In dieser Zeitspanne hat der Fahrzeugführer die Möglichkeit, die manuelle Gangwahl zu benutzen.

Wird keine manuelle Gangwahl vorgenommen, kehrt die Einrichtung

.9-

zur automatischen Gangwahl zurück, die gemäß dem Ablaufdiagramm bei einer SignalVerarbeitungsstufe 32 beginnt, in der ein mittels des Unterbrechungsprogramms in ein Beschleunigungsregister eingetragener Beschleunigungswert gelesen wird. In einer nachfolgenden Vergleichsstufe 33 wird bestimmt, ob der Geschwindigkeitsänderungswert einen Verzögerungswert darstellt, der einen bestimmten, im voraus festgelegten Verzögerungswert, beispielsweise von 5 m/s², übersteigt. Wenn dies der Fall ist, z.B. als Folge einer Radblockierung während des Bremsens, folgt das Programm einer Ablauflinie zu einer Arbeitsstufe 35, in der ein eine große Verzögerung darstellender Signalwert in ein Verzögerungsnotationsregister im Randomspeicher RAM 29 eingetragen wird. Nach der Arbeitsstufe 35 wird in einer Arbeitsstufe 36 der Leergang gewählt, wonach das Gangwechselprogramm durch eine Arbeitsstufe 47 beendet wird, die für die Anzeige des gewählten Ganges im Anzeigegerät 50 sorgt.

Wenn in der Vergleichsstufe 33 festgestellt wird, daß der im voraus festgelegte Verzögerungswert nicht überschritten ist, führt die'Ablauflinie 30 zu einer weiteren Vergleichsstufe 37, in der ermittelt wird, ob in einem Fehlerspeicher im Randomspeicher RAM 29 ein Wert gespeichert isU, der ei non Fehler bezüglich des GeschwindigkeitsmeßwcrLumi'ormeris darstellt; dies kann beim Durchlauf eines anderen Teils des Gangwechselprogramms stattfinden. Wenn im Fehlerspeicher ein Geschwindigkeitsfehler festgestellt wird, geht das Programm entsprechend einer Ablauflinie 38 zur Arbeitsstufe 36 weiter, in w.elcher der Leergang gewählt wird.

Wenn kein Geschwindigkeitsfehler festgestellt worden ist, wird in einer nächsten Vergleichsstufe 39 vom System geprüft, ob eine große Verzögerung im Verzögerungsnotationsregister noch gespeichert ist. Wenn dies nicht der Fall ist, führt das Programm über eine Ablauflinie 40 zu einer Arbeitsstufe 46, in der die Gangwahl in hier nicht im einzelnen

55 426

nicht beschriebener Weise unter Benutzung von Werten vorgenommen wird, die für die Geschwindigkeit, die Geschwindigkeitsänderung und die Belastung im Unterbrechungsprogramm für die Auswahl eines geeigneten Ganges aus im Festwertspeicher PROM 28 gespeicherten Tabellen erzeugt wurden.

Wenn im Verzögerungsnotationsregister eine große Verzögerungsnotation noch gespeichert ist, führt die Ablauflinie 30 zu einer Arbeitsstufe 41, in der ermittelt wird, ob der im Unterbrechungsprogramm zuletzt gespeicherte Geschwindigkeitswert eine bestimmte, im voraus festgelegte Geschwindigkeit unterschreitet, die vorteilhafterweise so gewählt wird, daß sie einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 10 km/h entspricht. Wenn diese Geschwindigkeit unterschritten ist, führt eine Ablauflinie 42 direkt zur letzten Arbeitsstufe 47, in welcher der bereits in der Arbeitsstufe 36 gewählte Leergang eingetragen und angezeigt wird.

Wenn die im voraus festgelegte Geschwindigkeit überschritten ist, führt die Ablauflinie 30 zu einer Vergleichsstufe 43, in der ermittelt wird, ob die zuletzt gespeicherte Geschwindigkeitsänderung einen bestimmten, im voraus festgelegten Grenzwert übersteigt, der vorteilhafterweise einer Rad— geschwindigkeitsänderung von etwa 1 m/s² entspricht. Wenn der Grenzwert für die Geschwindigkeitsänderung überschritten ist, führt eine Ablauflinie 44 direkt zur letzten Arbeitsstufe 47, in welcher die Information vorliegt, daß der bereits in der Arbeitsstufe 36 gewählte Leergang der empfohlene Gang ist. Wenn der in der Vergleichsstufe 43 gesuchte Grenzwert unterschritten ist, geht das Programm zu e,iner Arbeitsstufe ' 45 weiter, die sicherstellt, daß die Noiat.ioii "tfroßr· Vcrzögorunp," iin Verzögeruhgsnolationsregister jicloiichL ward, in der Praxis bedeutet dies, daß das Fahrzeugrad jetzt in einem stabilen Zustand in bezug auf die Fahrbahn ist und das System zur in der Arbeitsstufe 46 durchgeführten normalen Gangwählroutine zurückkehren kann. Der in der Arbeitsstufe . 46 gewählte Gang wird danach in der beschriebenen Weise in der Arbeitsstufe 47 angezeigt.

Leerseite

Claims

- PATENTANWALT*!!· ■ ··· ·*· *«.* . *. dr.-ing. franz wuesthopf

WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »«·»»«■·>««>* ™.st..oj.f

DIPL.-ING. GERHARD PULS (1352-1971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-chem. dr. ε. pre.hekk von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPFRT GOETZ

IA-5 5. 426 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

tei-epon: (089) 66 ίο ji

~ telegramm: protbcti'atf.nt

Telex: 524070

Patentansprüche

[ l.i Verfahren zum Verhindern der Wahl eines betriebsmäßig falschen Ganges in einem Fahrzeuggetriebe, das mit einer Einrichtung zur automatischen Gangwahl zusammenwirkt, wenn die Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades nicht eine korrekte Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit bildet, beispielsweise beim Bremsen des Fahrzeuges, wobei eine Anordnung (Mikroprozessor MP 20) in der Steuereinrichtung sowohl die momentane Drehgeschwindigkeitsänderung des Rades errechne L und mit einem im voraus festgelegten Verzögerungswert vergleicht als auch ein Ausgangssignal abgibt, wenn die errechnete Drehgeschwindigkeitsänderung den im voraus festgelegten Verzögerungswert übersteigt, wobei dieses Ausgangssignal eine Betätigungsschaltung (Betätigungsvorrichtung 19, Anzeigegerät 50) o.dgl. einschaltet, welche dadurch für die Wahl einer neutralen Schaltstellung sorgt und/oder eine Fehleranzeige in einem Warngerät (50) auslöst, dadurch gekennzeichnet , daß die Einschaltung der Betätigungsschaltung (19,50) unterbrochen wird, wenn die Radgeschwindigkeit eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und die in der Anordnung errechnete Radge.schwindi p,-keitsänderung kleiner ist als ein im voraus festgelegter Wert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einschaltung der Betätigungs-

/2

■"::.■ -: -: .». .: 3U6512

- 2 - 55

Schaltung (19,50) unterbrochen wird, wenn die erfaßte Radgeschwindigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 10 km/h entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß der im voraus festgelegte Wert der Radgeschwindigkeitsänderung, bei dem auf normale Gangwahl zurückgeschaltet wird, etwa 1 m/s² beträgt.