DE69105292T2 - Getriebe-Steuerung für Fahrzeuge mit stufenlos verstellbarem Antrieb. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein automatisches Getriebe für Fahrzeuge, die einen drehzahlvariablen Antrieb aufweisen, das ermöglicht, daß das Geschwindigkeitsverhältnis einer Antriebs- und einer Abtriebswelle kontinuierlich variiert werden kann.
• Bei Getrieben des vorstehend angegebenen Typs wird der drehzahlvariable Antrieb normalerweise durch ein Betätigungsglied betätigt, das durch ein elektronisches Steuersystem auf der Basis von Motor- und Fahrzeugsbetriebsparametern gesteuert wird. Es umfaßt auch einen Gangschalthebel mit einer Anzahl von Einstellungen, wobei mindestens eine davon dem Betätigungsglied ermöglicht, elektrische Signale von dem Steuersystem zur Betätigung des drehzahlvariablen Antriebs aufzunehmen. Wenn der Gangschalthebel so eingestellt ist, wird das Geschwindigkeitsverhältnis, das am besten für die Betriebsbedingungen des Motors und des Fahrzeugs geeignet ist, automatisch entsprechend der Strategie ausgewählt, die in dem elektronischen Steuersystem gespeichert ist, und zwar ohne eine Möglichkeit, daß diese direkt durch den Fahrer des Fahrzeugs modifiziert werden kann. Getriebe des vorstehend kurz beschriebenen Typs zeigen eine Zahl von Nachteilen.
• An erster Stelle hierbei ist zu nennen, daß unter bestimmten Fahrzuständen das Geschwindigkeitsverhältnis, das durch den drehzahlvariablen Antrieb ausgewählt wird, nicht immer zu einer optimalen Fahrzeugleistung und einem -verbrauch führt. Weiterhin ist das Motorabbremsen nicht effektiv, und zwar aufgrund der Zeit, die dazu erforderlich ist, eine wesentliche Herabsetzung des Geschwindigkeitsverhältnisses vorzunehmen.
• Die US-A-2 829 533 beschreibt ein Getriebe-Steuersystem für Fahrzeuge, das einen drehzahlvariablen Antrieb aufweist, der ermöglicht, daß das Geschwindigkeitsverhältnis einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle kontinuierlich variiert wird; wobei der Antrieb durch ein Betätigungsglied, das durch ein Steuersystem auf der Basis von Motor- und Fahrzeugbetriebsparametern gesteuert wird, aktiviert wird; und wobei das Getriebe auch einen Gangschalthebel mit einer Anzahl von Einstellungen aufweist, wobei mindestens eine davon ermöglicht, daß das Betätigungsglied Steuersignale von dem Steuersystem zur Betätigung des drehzahlvariablen Antriebs empfängt, wobei es weiterhin ein manuell betätigbares Betätigungsteil; einen Detektor zur Ermittlung der Einstellung des Betätigungsteils und zur Erzeugung von Positionssignalen proportional dazu; und mindestens einen Schaltkreis zur Erzeugung von Signalen zur Steuerung und Einstellung des Betätigungsglieds auf vorgegebene Positionen, die die Geschwindigkeitsverhältnlsse des drehzahlvariablen Antriebs entsprechend den Positionssignalen begrenzen, aufweist.
• Ein entsprechendes elektro-hydraulisches Getriebesteuersystem ist in der WO-A-90/04 119 (angemeldet vor, allerdings veröffentlicht nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Patentanmeldung; Art. 54 (3) EPÜ) dargestellt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuersystem für Fahrzeuge zu schaffen, das einen drehzahlvariablen Antrieb aufweist, der ermöglicht, daß das Geschwindigkeitsverhältnis einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle kontinuierlich variiert wird, wodurch eine optimierte Fahrzeugleistung und ein -verbrauch ebenso wie ein effektives Motorabbremsen über einen direkten Eingriff seitens des Fahrers ermöglicht wird.
• Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht der Hauptkomponenten eines automatischen Fahrzeuggetriebes darstellt, das das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht;
• Fig. 2 und 3 Ansichten in einer Perspektive eines Getriebegangschalthebels in zwei unterschiedlichen Betriebspositionen zeigen;
• Fig. 3 eine Ansicht in einer Perspektive eines Details des Gangschalthebels der Fig. 2 und 3 darstellt.
• Das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei automatischen Getrieben anwendbar, die einen drehzahlvariablen Antrieb 1 zur kontinuierlichen Verstellung des Geschwindigkeitsverhältnisses einer Antriebswelle 3 und einer Abtriebswelle 3 aufweisen. Dieser drehzahlvariable Antrieb kann irgendeines bekannten Typs sein, zum Beispiel ein solcher, bei dem der Antrieb mittels eines fortwährend flexiblen Teils, z.B. eines Antriebsriemens, bewirkt wird, der um eine Antriebs- und eine Abtriebsriemenscheibe herumgeführt ist. Bei einem Antrieb dieses Typs wird das Geschwindigkeitsverhältnis durch Modifizierung des Radius verstellt, mit dem das fortlaufend flexible Teil um mindestens eine der Riemenscheiben herumgeführt ist.
• Der Antrieb 1 wird durch irgendeinen Typ eines Betätigungsglieds 4, z.B. ein elektrohydraulisches Betätigungsglied, betätigt, das durch ein elektronisches Steuersystem 5 auf der Basis von Motor- und Fahrzeugbetriebsparametern gesteuert wird, die zu dem Steuersystem 5 über einen elektrischen Leiter 6 zugeführt werden. Das Steuersystem 5 arbeitet entsprechend Steuerstrategien, die innerhalb des Steuersystems selbst gespeichert sind, wobei, für vorgegebene Werte der vorstehend angegebenen Parameter, Signale zur Steuerung des Betätigungsglieds 4 erzeugt werden, das wiederum den drehzahlvariablen Antrieb 1 auf ein vorgegebenes Geschwindigkeitsverhältnis einstellt.
• Das Getriebe weist auch einen Gangschalthebel 8 mit einer Anzahl von Einstellungen auf, von denen mindestens eine dem Betätigungsglied 4 ermöglicht, elektrische Signale von dem Steuersystem 5 zur Aktivierung des drehzahlvariablen Antriebs 1 aufzunehmen, wie dies zuvor beschrieben ist.
• Diese Einstellung des Hebels 8 Ist diejenige, die normalerweise als die "Fahr" -Einstellung bezeichnet wird, die einer automatischen Steuerung des drehzahlvariablen Antriebs 1 entspricht. Andere bekannte Einstellungen des Hebels 8 können sein: Parken, Neutral, Rückwärts, und automatische Fahrsteuerung, die höhere Geschwindigkeitsverhältnisse ausschließt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Getriebe auch ein Betätigungsteil 9, das an dem Hebel 8 angeordnet und manuell betätigbar ist; einen Detektor 11, und zwar zum Ermitteln der Stellung des Betätigungsteils 9 und zur Erzeugung elektrischer Signale proportional zu demselben; und einen elektrischen Schaltkreis 12 (möglicherweise in das Steuersystem 5 eingebaut, zur Erzeugung von elektrischen Signalen zur Steuerung und zur Einstellung des Betätigungsglieds 4 auf vorgegebene Positionen entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis des Antriebs 1 proportional zu den Signalen auf.
• Das Betätigungsteil 9 besteht zweckmäßigerweise aus einem Griff 13 des Gangschalthebels 8, der auch ein seitlich vorspringendes, zylindrisches Verlängerungsstück 14 aufweist, dessen Achse ("a" in den Fig. 2, 3 und 4, senkrecht zu der Arbeitsebene des Hebels 8 verläuft. Der Griff 13 dreht sich um eine Achse "a" und ist durch eine äußere Oberfläche 15 festgelegt, die im Verhältnis zu der Achse "a" außermittig verläuft, so daß ein exzentrischer Griffbereich 13a gebildet wird, wie dies in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
• Der exzentrische Bereich 13a des Griffs 13 weist in geeigneter Weise zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin und eine äußere Oberfläche 15 stellt einen im wesentlichen tropfenförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse "a" dar. Die zylindrische Oberfläche des Verlängerungsstücks 14 stellt eine Skala 16 dar, die mit einer Markierung 17 an dem Griff 13 zum Anzeigen des Winkels des Griffs 13 relativ zu dem Verlängerungsstück 14 zusammenwirkt. Sowohl die Skala 16 als auch die Markierungen 17 sind so gebildet, daß sie leicht von dem Bereich des Fahrers des Fahrzeugs sichtbar sind, wobei sie zu diesem Zweck entweder reliefartlg oder leicht ausgenommen in Bezug auf die entsprechenden Oberflächen gebildet werden können.
• Der Einstelldetektor 11 ist geeignet an dem Hebel 8 angeordnet, um elektrische Signale zur Herabsetzung des Geschwindigkeitsverhältnisses des drehzahlvariablen Antriebs 1 zu erzeugen, wenn der Griff 13 so gedreht wird, um den exzentrischen Bereich 13a zu dem Fahrer hin zu bewegen. Demzufolge erzeugt, wenn der Griff 13 aus der Position der Fig. 2 oder der anfänglichen Leerlaufstellung zu der Position der Fig. 3 entsprechend dem maximalen Weg des Betätigungsteils 9 gedreht wird, der Detektor 11 Signale zur Herabsetzung des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen zwei vorgegebenen Werten.
• Das Getriebe, das für das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung charakteristisch ist, arbeitet wie folgt.
• Wenn der Hebel 8 auf die "Fahr" -Stellung und das Betätigungsteil 9 eingestellt wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, d.h. mit dem exzentrischen Bereich 13a nach unten und zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin gerichtet, wird der drehzahlvariable Antrieb 1 durch das Betätigungsglied 4 nur auf der Basis der Motor- und Fahrzeugbetriebsparameter und entsprechend der Steuerstrategie gesteuert, die in dem Steuersystem 5 gespeichert ist. Wenn auf der anderen Seite das Verlängerungsstück 14 gedrückt und das Betätigungsteil 9 aus der Position der Fig. 2 zu der Position der Fig. 3 gedreht wird, d.h. wobei der exzentrische Bereich 13a des Griffs 13 zu dem Fahrer hin gedreht wird, wird das Betätigungsglied 4 über den elektrischen Schaltkreis 12 und auf der Basis der Signale, die durch den Detektor 11 relativ zu der Stellung des Betätigungsteils 9 erzeugt werden, gesteuert. Jede Position des Betätigungsteils 9 entspricht einem vorgegebenen Wert der elektrischen Positionssignale, die zu dem Schaltkreis 12 gesendet werden, und demzufolge einem vorgegebenen Wert der elektrischen Steuersignale, die durch den Schaltkreis 12 erzeugt und zu dem Betätigungsglied 4 gesendet werden. Demzufolge wird für jeden Wert der letzteren Signale das Betätigungsglied 4 entsprechend einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverhältnis der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 eingestellt. Bekannte Einrichtungen können dazu vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß der Hebel 8 nur auf die Parken, Rückwärts und "Fahr" -Stellung durch Betätigung des Verlängerungsstücks 14 eingestellt werden kann. Der elektrische Schaltkreis 12 und das Steuersystem 5 können miteinander derart zusammenwirken, daß dann, wenn das Betätigungsteil 9 zu einer anderen als die anfängliche Position eingestellt wird, das Betätigungsglied 4 alleine durch den elektrischen Schaltkreis 12 gesteuert wird, wie dies beschrieben ist, d.h. ohne Steuersignale, die durch das Steuersystem 5 zur Steuerung des Betätigungsglieds 4 auf der Basis der Motor- und Fahrzeugbetriebsparameter erzeugt werden.
• Zusätzlich ermöglicht, um vollständig automatisch das Getriebe zu steuern, das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung deshalb auch dem Fahrer, und zwar über das Betätigungsteil 9, die Geschwindigkeitsverhältnisse einzustellen, die am besten zur Optimierung des Fahrzeugverbrauchs und der -leistung gemäß den Betriebszuständen des Fahrzeugs geeignet sind. Weiterhin wird das Motorbremsen durch den Fahrer weit effektiver gestaltet, wobei, um dies vorzunehmen, das Betätigungsteil 9 einfach zu dem Fahrer zur unmittelbaren Umschaltung der niedrigen Geschwindigkeits verhältnisse gedreht werden muß. Ein wichtiger Punkt, der in Verbindung mit dem Motorbremsvorgang anzumerken ist, ist derjenige, daß, wie er in einem einfachen Drehen des Griffbereichs 13a zu dem Fahrer hin besteht, dies instinktiv und deshalb extrem schnell durchgeführt werden kann.
• Weiterhin ist das Geschwindigkeitsverhältnis, das durch Drehung des Betätigungsteils 9 eingestellt ist, unmittelbar wahrnehmbar, entweder visuell oder, falls eine entsprechende Vorkehrung für diesen Zweck getroffen ist, durch einfaches Fühlen der Stellung der Markierung 17 in Beziehung auf die Skala 16.
• Natürlich kann eine Vorkehrung für eine optische Anzeige vorgenommen werden, die das Geschwindigkeitsverhältnis darstellt, das durch Drehung des Betätigungstells 9 eingestellt ist.
• Für den Fachmann wird deutlich werden, daß Änderungen sowohl hinsichtlich des Designs als auch der Anordnung der Baukomponententelle der Ausführungsform, die hier beschrieben und dargestellt ist, vorgenommen werden können, ohne allerdings den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die Ansprüche festgelegt wird, zu verlassen.

Claims (8)

1. Getriebe-Steuersystem für Fahrzeuge, das einen drehzahlvariablen Antrieb (1), der ermöglicht, daß das Geschwindigkeitsverhältnis einer Antriebswelle (2) und einer Abtriebswelle (3) kontinuierlich variiert wird; wobei der Antrieb (1) durch ein Betätigungsglied (4), das automatisch durch ein elektronisches Steuersystem (5) auf der Basis von Motor- und Fahrzeugbetriebsparametern gesteuert wird, aktiviert wird; und wobei das Getriebe auch einen Gangschalthebel (8) mit einer Anzahl von Einstellungen aufweist, wobei mindestens eine davon ermöglicht, daß das Betätigungsglied (4) elektrische Steuersignale von dem Steuersystem (5) zur Betätigung des drehzahlvariablen Antriebs (1) empfängt; ein manuell betätigbares Betätigungsteil (9), das an dem Gangschalthebel (8) angeordnet ist, einen Detektor (11) zur Ermittlung der Einstellung des Betätigungsteils (9) und zur Erzeugung elektrischer Positionssignale proportional dazu; und mindestens einen elektrischen Schaltkreis (12) zur Erzeugung elektrischer Signale zur Steuerung und Einstellung des Betätigungsglieds (4) auf vorgegebene Positionen entsprechend Geschwindigkeitsverhältnissen des drehzahlvariablen Antriebs (1) proportional zu den elektrischen Positionssignalen aufweist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil (9) aus dem Griff (13) des Gangschalthebels (8) besteht.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (8) ein zylindrisches, seitlich vorspringendes Verlängerungsstück (14) zeigt, dessen Achse (a) senkrecht zu der Arbeitsebene des Hebels (8) verläuft; wobei sich der Griff (13) um die Achse (a) dreht und durch eine äußere Oberfläche (15) festgelegt ist, die in Bezug auf die Achse (a) außermittig verläuft, um so einen exzentrischen Griffbereich (13a) in Bezug dazu zu bilden.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Griffbereich (13a) zu der Vorderseite des Fahrzeugs hinweist.

5. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsdetektor (11) so angeordnet ist, um elektrische Signale zur Herabsetzung des Geschwindigkeitsverhältnisses zu erzeugen, wenn der Griff (13) so gedreht wird, um den exzentrischen Bereich (13a) zu dem Fahrer des Fahrzeugs hin zu bringen.

6. Steuersystem nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche 15 des Grlffs (13) einen im wesentlichen tropfenförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse (a) darstellt.

7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Oberfläche des Verlängerungs stücks (14) eine Skala (16) zeigt, die mit einer Markierung (17) an dem Griff (13) zum Anzeigen der Position des Griffs (13) in Bezug auf das Verlängerungsstück (14) zusammenwirkt.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (16) und/oder die Markierung (17) so an dem Verlängerungsstück (14) und dem Griff (13) gebildet sind, um von dem Bereich des Fahrers des Fahrzeugs aus erkennbar zu sein.