DE3447640C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum automatischen Schalten der Gänge eines Synchrongetriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Seit mehreren Jahrzehnten werden automatisch schaltende Getriebe in Fahrzeugen benutzt. Dabei handelt es sich hier um Schaltgetriebe mit einer Synchroneinrichtung, sog. Synchrongetriebe wie sie auch als Handschaltgetriebe ausgeführt sind, bei denen aber das Schalten automatisiert ist, d. h. die automatischen Schaltvorgänge werden durch einen hydraulischen Schaltmechanismus des Getriebes und eine elektronische Steuerungseinheit gesteuert.

Auch für dieses automatische Gangschalten muß eine Kupplung entkuppelt werden, um die Antriebsmaschine vom Getriebe zu lösen. Während die Kupplung entkuppelt ist, wird die Antriebskraft der Antriebsmaschine nicht auf das oder die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen, wobei sich das Fahrzeug für eine gewisse Zeit durch seine Schwungkraft weiterbewegt. Wenn dies längere Zeit andauert, mag der Fahrer merken, daß sein Fahrzeug ohne Antriebskraft fährt, und dies kann während der Fahrt unangenehm sein. Um diesen unangenehmen Zustand abzukürzen, muß dieser Zeitraum, in dem die Kupplung entkuppelt ist, verkürzt werden. Es ist daher erwünscht, die Schaltvorgänge während denen die Kupplung gelöst ist, sobald wie möglich zu beenden.

Um die Schaltvorgänge abzukürzen, genügt es an sich, den Schaltmechanismus so auszulegen, daß er schnell arbeitet. Hierfür genügt es, die Betätigungskraft zu vergrößern und die Schaltzeit des Betätigungsmechanismus zu verkürzen.

Wenn der so ausgebildete Schaltmechanismus eine große Schaltkraft und eine kurze Schaltzeit aufweist, wie es oben dargelegt wurde, so ergibt sich jedoch ein als "Unter-Synchronisation" bezeichnetes Problem. Das Getriebe wird dann laut, wenn der Unterschied in den Umdrehungen pro Minute (d. h. die Upm) zwischen der Stellung vor und nach der Schaltung groß ist, d. h. wenn die Belastung der Synchronisiereinrichtung hoch ist, wie dies bei einer Sprungschaltung, z. B. nach Gaswegnehmen nach vorherigem starkem Beschleunigen bei der Schaltung vom zweiten in den vierten Gang der Fall ist.

Um z. B. dieses Problem zu lösen, würde es an sich genügen, einen Betätigungsmechanismus vorzusehen, der die Schaltkraft und die Schaltzeit variabel in Abhängigkeit von der Größe der Belastung der Synchronisiereinrichtung steuert: Ein solcher Betätigungsmechanismus ist kompliziert, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen. Er benötigt auch mehr Raum.

Aus der DE-OS 22 46 908 ist ein Getriebe bekannt, das statt mittels üblicher mechanischer Synchronisierteile mittels einer elektronischen Schaltung synchronisiert wird. Es handelt sich dort nicht um ein automatisch schaltendes Synchrongetriebe. Dieses von Hand zu schaltende Getriebe wird durch elektronisch gesteuertes Zwischenkuppeln bzw. Zwischengasgeben synchronisiert, nämlich so wie ein unsynchronisiertes Getriebe "vom Fahrer gesteuert" geschaltet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisch schaltendes Synchrongetriebe der üblichen Art so zu verbessern, daß keine durch begrenzte Leistungsfähigkeit der mechanischen Synchronisierungsteile des Getriebes bedingten Fälle von Untersynchronisation auftreten, das aber bei normaler Synchronisationsbelastung mit der üblich hohen Schaltgeschwindigkeit schaltet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit der Erfindung läßt sich ein sanfter Wechsel der Geschwindigkeitsstufen eines automatisch schaltenden Synchrongetriebes selbst dann erreichen, wenn während des Gangwechsels ohne die Erfindung eine hohe Belastung auf die Synchronisationsteile ausgeübt werden würde.

Die Erfindung sichert während der Schaltvorgänge des automatischen Getriebes eine ausreichende Synchronisation, indem übermäßige Synchronisierungsbelastung vor der eigentlichen Synchronisation verringert wird. Ein mit der Erfindung ausgerüstetes Synchrongetriebe, ist einfach im Aufbau, so daß es preiswert herstellbar ist. Es erfordert auch keinen zusätzlichen Raumbedarf.

Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die Synchronisierungsbelastung vor einem jeden solchen Synchronisierungsvorgang (Schaltvorgang) verringert wird, für den definitiv festgestellt worden ist, daß die Belastung der Synchronisiereinrichtung deren Leistungsfähigkeit übersteigt, in einem solchen Falle wird die mit Beginn des Schaltvorgangs ausgerückte Kupplung in der neutralen Stellung sofort wieder eingerückt und anschließend erneut entkuppelt, um die in anderem Zusammenhang bekannte Synchronisierung mit Zwischenkuppeln durchzuführen.

Entsprechend dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken wird ein Schalten eines automatisch schaltenden Synchrongetriebes mit:

• (1) Lösen der Kupplung, um die Antriebsmaschine mit dem Getriebe entsprechend einem Gangschaltauftrag verändert zu verbinden;
• (2) Schalten des Getriebes aus einer Gangstellung in eine neutrale Stellung;
• (3) Schalten des Getriebes aus der neutralen Stellung in die nachfolgende neue Gangstellung;
• (4) Betätigung der Kupplung;
• (5) durch einen an sich schon bekannten doppelten Kupplungsvorgang ergänzt. Dazu wird erfindungsgemäß jedoch erst der Belastungsgrad der Synchronisiereinrichtung während des Schaltvorganges ermittelt, und das doppelte Kuppeln erst dann ausgeführt, wenn die Belastung der Synchronisiereinrichtung einen bestimmten Wert überschreitet. Die Synchronisierbelastung wird hier erst dann in dieser Weise gesenkt, wenn dies zur Vermeidung einer Untersynchronisierung im automatischen Getriebe erforderlich wird.

Bei der Erfindung ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen:

• (6) Multiplizierung eines ersten Wertes, der der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges entspricht, mit einer Konstanten, die dem Untersetzungsverhältnis der nachfolgenden Fahrstufe entspricht, um eine Differenz zwischen dem Multiplikationsprodukt und einem zweiten Wert, der der Drehzahl der Antriebsmaschine entspricht, zu errechnen;
• (7) Vergleich dieser Differenz mit einem vorbestimmten Wert der Maximal-Belastung der Synchronisiereinrichtung und
• (8) Ausführen des oben beschriebenen doppelten Kuppelns.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Synchrongetriebe mit einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zeigt;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Aufbaus der Betätigungseinrichtung, die für das Synchrongetriebe nach Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 3 ein Diagramm der Schaltverschiebungen im Getriebe nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm der Bewegungen der Kupplung, die beim Getriebe nach Fig. 1 auftreten;

Fig. 5 ein Steuer-Schaltbild des Schaltablaufs der Schalteinrichtung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Antriebsmaschine, die mit einem Drosselventil, das die Strömung des angesaugten Gases (Luft oder ein Luft-Brennstoffgemisch) regelt, und einer Schwungscheibe 1a ausgerüstet ist. Mit 2 ist eine Reibungskupplung bezeichnet, die Reibungselemente bekannter Art und einen Ausrückhebel 2a aufweist. Mit 3 ist eine Kupplungsbetätigungseinrichtung bezeichnet, die eine Kupplungsstange 3a aufweist, die den Ausrückhebel 2a betätigen kann, um das Maß des Kupplungseingriffs zu steuern. Mit 4 und 5 ist ein hydraulisches System bzw. eine Betätigungseinrichtung für das Getriebe bezeichnet, die nachstehend beschrieben werden. Das Synchrongetriebe 6 wird durch die Betätigungseinrichtung 5 betätigt, um die Gangschaltungen herbeizuführen. Das Getriebe 6 ist mit einer Eingangswelle 6a, die mit der Kupplung 2 verbunden ist, einer Abgangswelle oder Antriebswelle 6b und einem Getriebefühler 6c zur Ermittlung der eingestellten Fahrgeschwindigkeit (oder die Getriebeeinstellung) versehen.

Ein Wählhebel 7 ist vom Fahrer betätigbar, so daß ein "N" Bereich (d. h. eine neutrale Stellung) ein "D" Bereich (d. h. ein Bereich, in dem die Fahrgeschwindigkeit automatisch geändert wird), einem "1." Bereich (d. h. eine erste Geschwindigkeit), ein "2." Bereich (d. h. eine zweite Geschwindigkeit), ein "3." Bereich (d. h. ein Bereich, in dem die Geschwindigkeit automatisch zwischen der ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeit geändert wird) und einen "R" Bereich (d. h. für Rückwärtsfahrt) entsprechend der Stellung des Wahlhebels 7 eingestellt werden kann. Ein Signal SP, das einen ausgewählten Bereich anzeigt, wird von einem Wahlfühler 7a angezeigt. Ein Drehzahlfühler 8a ermittelt die Upm der Eingangswelle 6a. Ein Geschwindigkeitsfühler 8b mißt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Form der UPM der Antriebswelle 6b. Ein Drehzahlmesser 10 mißt die Upm der Antriebsmaschine 1 am Schwungrad 1a. Eine elektronische Steuereinheit für das Getriebe 6 weist einen Mikrokomputer, eine Verarbeitungseinheit 9a zur Aufbereitung arithmetischer Daten, eine nur lesende Speichereinheit (die kurz als "ROM" bezeichnet wird) 9b, in die ein Steuerprogramm zum Schalten des automatischen Getriebes 6 und der Kupplung 2 eingegeben ist, ein Auslaßtor 9c, ein Eingangstor 9d, einen willkürlichen Eingangsspeicher (der fortran als "RAM" bezeichnet wird) 9e, um die errechneten Ergebnisse zu speichern, und eine Stromschiene für die angesprochenen Daten (fortan als "BUS" bezeichnet), die die vorstehend genannten Komponenten miteinander verbindet, auf. Das Auslaßtor 9c ist mit der Betätigungseinrichtung 3 für die Kupplung 2, dem hydraulischen System 4 und der Betätigungseinrichtung 5 für das Getriebe 6 verbunden, um Antriebssignale CDV, PDV bzw. ADV für den Antrieb abzugeben. Andererseits ist das Einlaßtor 9d mit den verschiedenen Fühlern 6c, 7a, 8a, 8b und 10, einem Beschleunigungspedal 11 und einem Bremspedal 12 verbunden, von denen die beiden letzteren nachfolgend beschrieben werden, um die erfühlten Signale aufzunehmen. Das Beschleunigungspedal 11 ist mit einem Fühler 11a ausgerüstet (z. B. einem Potentiometer), um ein Signal AP zu erzeugen, das den Ausschlag oder die Tiefe des heruntergedrückten Beschleunigungspedals 11 angibt. Das Bremspedal 12 ist mit einem Fühler 12a versehen, der ein Signal BP aussendet, das angibt, wie weit das Bremspedal 12 heruntergedrückt ist.

Fig. 2 zeigt den Aufbau der genannten Kupplung 2 deren Betätigungseinrichtung 3 und des hydraulischen Systems 4. In Fig. 2 bezeichnet T, P und V₁ einen Tank, eine Ölpumpe und ein Ein-Aus-Ventil, die gemeinsam das hydraulische System 4 bilden.

Die Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2 besteht aus einem Zylinder 33, einem Kolben 31 und einer Kolbenstange 31a (oder 3a), deren eines Ende mit dem Kolben 31 und deren anderes Ende mit dem Auskupplungshebel 2a der Kupplung 2 verbunden ist. Von der Betätigungseinrichtung 3 ist eine Kammer 33a über ein Ein-Aus-Ventil V₂ mit der Pumpe P (über das vorerwähnte Ein-Aus-Ventil V₁) und durch ein Ein-Aus-Ventil V₃ und ein Impuls-gesteuertes Ein-Aus-Ventil V₄ mit dem erwähnten Tank T verbunden. Andererseits ist die andere Kammer 33b der Betätigungseinrichtung 3 stets über eine Rohrleitung in Verbindung mit dem Tank T. Nebenbei ermittelt ein Stellungsfühler 34 die Lage der Kolbenstange 31a, um den Einrückungsgrad der Kupplung 2 anzugeben. Wenn daher das Ein-Aus-Ventil V₂ aufgrund eines Fahrtsignals CDV1 geöffnet ist, wird Öldruck der Kammer 33a zugeführt, so daß der Kolben 31 nach rechts verschoben wird (s. Fig. 2), um die Kupplung 2 auszukuppeln. Wenn die Ein-Aus-Ventile V₃ und V₄ mittels den Signalen CDV2 und CDV3 geöffnet werden, wird der Öldruck aus der Kammer 33a abgelassen, so daß der Kolben 31 nach links bewegt wird, um die Kupplung 2 einzurücken (oder einzukuppeln). Die Kupplung 2 wird allmählich eingerückt, da das Ein-Aus-Ventil V₄ auf das Antriebssignal CDV3 hin impulsbetätigt wird.

Die erwähnte Betätigungseinrichtung 5 besteht aus einer Wahleinrichtung 50 und einer Schalteinrichtung 55. Diese Einrichtungen 50, 55 sind so ausgelegt, daß sie drei Stellungen einnehmen können, und sie bestehen aus abgestuften Zylindern 53, 58, ersten Kolben 51, 56 und zweiten Kolben 52, 57, die zylindrisch ausgebildet sind, damit sie die entsprechenden ersten Kolben 51, 56 umfassen können. Diese ersten Kolben 51, 56 greifen mit ihren Kolbenstangen 51a bzw. 56a in die nicht gezeigten inneren Hebel des Getriebes 6 ein. Die beiden Betätigungseinrichtungen 50, 55 befinden sich in der neutralen Stellung, wenn Öldruck auf die jeweiligen zwei Kammern 53a bzw. 53b und 58a bzw. 58b ihrer abgestuften Zylinder 53 bzw. 58 einwirkt. Wenn der Öldruck in die jeweiligen Kammern 53a bzw. 58a eingeführt wird, bewegen sich die ersten Kolben 51, 53 nach rechts (Fig. 2) und zwar zusammen mit den zweiten Kolben 52, 57. Wenn der Öldruck jeweils den Kammern 53b, 58b zugeführt wird, bewegen sich dagegen nur die Kolben 51, 56 nach links.

Die Kammern 53a, 53b der Wahleinrichtung 50 stehen über die Wechselventile V₅ und V₆ mit der Pumpe P (über das Ein-Aus-Ventil V₁) oder dem Tank T in Verbindung. Andererseits sind die Kammern 58a, 58b der Schalteinrichtung 55 über die Wechselventile V₇ und V₈ mit der Pumpe P (über das Ein-Aus-Ventil V₁) oder mit dem Tank T verbunden. Wie gezeigt, befindet sich daher das Getriebe 6 in der neutralen Stellung. Wenn das Wechselventil V₇ auf ein Signal ADV4 hin zum Anschluß an die Pumpe P geschaltet wird, während das Wechselventil V₈ infolge eines Signales ADV3 aus Tank T geschaltet wird, stellt das Getriebe 6 die vierte Geschwindigkeitsstufe ein. Wenn ein Schaltsignal für den Wechsel von der vierten zur fünften Geschwindigkeitsstufe erzeugt wird, werden die Wechselventile V₈ und V₇ zunächst mit der Pumpe P verbunden, und zwar infolge der Signale ADV3 und ADV4, wodurch die Betätigungseinrichtung 55 in die gezeigte neutrale Stellung zurückkehrt. Anschließend wird die Verbindung des Wechselventils V₆ infolge eines Signals ADV1 zur Pumpe P umgeschaltet, während die Verbindung des Wechselventils V₅ zum Tank T umgeschaltet wird, so daß die Wahleinrichtung 50 in die 5. Geschwindigkeitsstufe (Rückwärtswahlstufe) verschoben wird. Dann wird die Verbindung des Wechselventils V₈ infolge eines Signals ADV3 zur Pumpe P umgeschaltet, während das Wechselventil V₇ mit dem Tank T verbunden wird, so daß die Schalteinrichtung 55 in die der 5ten Fahrtstufe entsprechende Stellung verschoben wird, wodurch das Getriebe 6 auf die 5te Fahrgeschwindigkeit eingestellt wird.

Die Schaltstufen für die jeweiligen Geschwindigkeitsstufen können so durch Umschalten der Wechselventile V₆ und V₅ bzw. V₈ und V₇ infolge der Signale ADV1 und ADV2 bzw. ADV3 und ADV4 eingestellt werden, um wechselweise die Wahleinrichtung 50 oder die Schalteinrichtung 55 zu betätigen.

Die Vorgänge des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels werden nachstehend beschrieben:

(1) Zunächst: Wenn der Wahlhebel 7 in die "D" Stellung verschoben wird, so daß das gewählte Stellungssignal SP der "D"-Stufe vom Stellungsfühler 7a dem Eingangstor 9d zugeleitet wird, liest dies das Steuergerät 9a über BUS 9f, um es im RAM 9e zu speichern, und sendet das Betätigungssignal ADV zur Betätigungseinrichtung 5 des Getriebes 6 vom Ausgangstor aus, so daß die Betätigungseinrichtung 5 angetrieben wird, um das Getriebe 6 die erste Stufe zu schalten.

(2) Sodann: Die Steuereinheit 9 empfängt ein Signal GP vom Getriebefühler 6c bezüglich der Stellung des Getriebes 6. Dieser Getriebefühler 6c stellt die Stellung der inneren Hebel fest, die in die Wahleinrichtung 50 und die Schalteinrichtung 55 (Fig. 2) eingreifen, um als Stellungssignal GP, die Stellungssignale S₂, S₀ und S₁ der Schaltstellungen und die Wahlstellungssignale E₂, E₀ und E₁ zu erzeugen (Fig. 2). Im Fall der ersten Geschwindigkeitsstufe werden z. B. die festgestellten Signale E₁ und S₂ als Stellungssignal GP des Getriebes 6 abgegeben. Nach Empfang dieses Stellungssignals GP stellt die Steuereinheit 9 fest, daß das Getriebe 6 tatsächlich in die erste Geschwindigkeitsstufe eingerückt ist und speichert dies als TCS im RAM 9e.

(3) Sodann: Die Steuereinheit 9 schickt das Signal CDV zur Betätigung der Kupplung 2 über das Ausgangstor 9c zur Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2, so daß die Betätigungseinrichtung 3 allmählich die Kolbenstange 3a nach links bewegt, um allmählich den Auslösehebel 2a nach links zu verschieben. Wie durch die Kurve a in Fig. 4 gezeigt, verändert sich infolgedessen der Eingriffsanteil der Kupplung 2, so daß sie aus der ausgerückten Stellung über eine teilweise eingerückte Stellung in die voll eingerückte Stellung bewegt wird. Infolgedessen fährt das Fahrzeug an.

(4) Anschließend: Die Steuereinheit 9 empfängt periodisch ein ermitteltes Signal (in Form von Impulsen) WP von dem Geschwindigkeitsfühler 8b über das Eingangstor 9d, um eine Fahrgeschwindigkeit V zu errechnen und sie im RAM 9e zu speichern, und sie empfängt eine Angabe AP, wie weit das Beschleunigungspedal 11 heruntergedrückt ist vom Fühler 11a über das Eingangstor 9d, um es im RAM zu speichern und um nach einem Schaltplan SM die Geschwindigkeitsstufe entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Signal AP, die als Teil des Programms im ROM 9b gespeichert sind, zu bestimmen. Das ROM 9b ist insbesondere in der Form einer Tabelle zusammen mit dem Schaltplan SM, der der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht und dem Verschwenkungsgrad AP des Beschleunigungspedals (Fig. 3) gespeichert. In dieser Fig. 3 sind die jeweiligen Schaltstellungen der Fahrgeschwindigkeit durch die Kurven I, II, III, IV und V gekennzeichnet, von denen die ausgezogenen Kurven die Grenzen fürs Hinaufschalten und die gestrichelten Kurven die Grenzen fürs Herunterschalten angeben. Darüber hinaus wird eine nachfolgende Geschwindigkeitsstellung TC1 durch den Verschwenkungsgrad AP und die Fahrgeschwindigkeit V bestimmt.

(5) Sodann: Die Steuereinheit 9 vergleicht die Geschwindigkeitseinstellung TCS, die im RAM 9e gespeichert ist, und die mit ihrer bestimmten Geschwindigkeitsstellung ausgewählt wurde, um ein Nichtfahr-Signal zu erzeugen, wenn sie einander gleich sind und um den Prozeßablauf zu starten, um die vorbestimmte Geschwindigkeitsstufe einzuschalten, falls sie verschieden sind. Dieser Prozeßablauf wird nachstehend im Hinblick auf Fig. 5 erläutert.

(6) Die Steuereinheit 9 schickt das Signal CDV für den Antrieb der Kupplung 2, wenn es einen Befehl zum Wechsel der Geschwindigkeit erkennt, zur Betätigungseinrichtung 3 für die Kupplung 2 über das Ausgangstor 9c. Infolgedessen wird Öldruck der Kammer 33a des Zylinders 33 der Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2 zugeführt, damit die Kolbenstange 3a (oder 31a) nach rechts zurückkehrt, wodurch der Hebel 2a nach rechts zurückgefahren wird, so daß die Kupplung 2 allmählich gelöst wird, wie es die Kurve b in Fig. 4 zeigt. Dann erhält die Steuereinheit 9 ein Stellungssignal CP (oder CLT) über das Eingangstor 9d vom Stellungsfühler 34 (Fig. 2), der die Lage der Kolbenstange 31a der Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung erkennt, und vergleicht das Stellungssignal CLT mit einem eingestellten Stellungssignal CLT₀ (das im ROM 9b gespeichert ist) und zeigt an, daß die Kupplung 2 gelöst wird. Bezüglich CLT₀ CLT stellt die Steuereinheit 9 fest, daß die Kupplung 2 gelöst wird und unterbricht den Antrieb der Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2.

(7) Sodann schickt die Steuereinheit 9 über das Ausgangstor 9c Antriebssignale ADV3 und ADV4 zur Schalteinrichtung 55 in der Betätigungseinrichtung 5 des Getriebes 6, um die Schalteinrichtung in eine neutrale Stellung zu bringen. Dadurch gelangt das Getriebe 6 in eine neutrale Stellung, Die Steuereinheit 9 entnimmt vom Stellungssignal GP des erwähnten Getriebefühlers 6c, daß das aufgefangene Signal S₀ eingeschaltet ist, d. h. daß das Getriebe 6 sich tatsächlich in der neutralen Stellung befindet.

(8) Sodann liest die Steuereinheit 9 vom ROM 9b ein Untersetzungsverhältnis SR ab, das der vorerwähnten festgelegten Geschwindigkeitsstufe entspricht und führt die folgende Auswertung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V des RAM 9e durch, um den folgenden Wert N₁ zu ermitteln:

N₁ = V × SR

Die Umdrehungen der Antriebswelle 6b können statt der Fahrzeuggeschwindigkeit V aus den aufgenommenen Impulsen des Fühlers 8b herangezogen werden und in die obige Formel eingesetzt werden. Das ermittelte Produkt wird im RAM 9e gespeichert. Gleichzeitig empfängt die Steuereinheit 9 Impulse IP vom Drehzahlmesser 8a über das Eingangstor 9d, um die Drehzahl N₀ der Eingangswelle 6a zu ermitteln und sie im RAM 9a zu speichern.

(9) Sodann bestimmt die Steuereinheit 9 eine Synchronbelastung M durch Berechnung von

N₁ - N₀.

Die Steuereinheit 9 entnimmt speziell dem RAM 9e das Produkt N₁ und die Drehzahl N₀, um die Synchronbelastung M als absoluten Differenzwert zu bestimmen.

Dann entnimmt die Steuereinheit 9 einen vorbestimmten Synchronisierungswert ΔN vom RAM 9b und vergleicht ihn mit der Synchronbelastung M. Die vorbestimmte Synchronisierungsbelastung ΔN wird entsprechend der Kapazität der Synchronisierungseinrichtung festgelegt. Wie später erläutert wird, ist darüber hinaus eine Synchronbelastung ΔN für jede Geschwindigkeitseinstellung vorgesehen und ist in Abhängigkeit davon verschieden, ob rauf oder runtergeschaltet wird. Die Steuereinheit 9 wählt die optimale Synchronbelastung ΔN nach den genannten Bedingungen aus.

(10) Die Steuereinheit 9 steuert das Einrücken der Kupplung 2, wenn sie aus dem erwähnten Vergleich feststellt, daß M < ΔN ist, d. h. die Synchronisierungsbelastung zu hoch ist. Die Steuereinheit 9 schickt das Antriebssignal CDV über das Ausgangstor 9c an die Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2 wie beim Schritt (3), um die Kupplung 2 zu betätigen. Dadurch werden die Antriebsmaschine 1 und das Getriebe 6 miteinander verbunden, wobei jedoch das Getriebe 6 in der neutralen Stellung gehalten wird. Die Antriebswelle (oder die Abgangswelle) 6b wird dann nicht von der Antriebsmaschine 1 angetrieben, sondern die Synchronisierungsbelastung wird mittels dieser Verbindung verringert. Die überhöhte Synchronisierungsbelastung kann auftreten, wenn die Gangschaltung springt, wenn das Beschleunigungspedal 11 plötzlich heruntergedrückt wird, während das Fahrzeug in Fahrt ist.

(11) Die Steuereinheit 9 unternimmt dagegen eine Überprüfung der Angaben, wenn es feststellt, daß eine Ungleichheit M < ΔN als Ergebnis des ersten Vergleichs eingetreten ist.

(12) Die Steuereinheit 9 entnimmt dann vom RAM 9e die nachfolgende Geschwindigkeitsstufe TC₁, um den Wahlschalter 50 der Getriebe-Betätigungseinrichtung 5 anzutreiben, um die gewählte Einstellung für diese Geschwindigkeitsstufe zu verwirklichen. Insbesondere schickt die Steuereinheit 9 die Antriebssignale ADV1 und ADV2 über das Ausgangstor 9c aus, um die Wahleinrichtung 50 anzutreiben, um dadurch den gewählten Antrieb für das Getriebe 6 zu verwirklichen. Wenn die nachfolgende Geschwindigkeitseinstellung z. B. die 4. Geschwindigkeitsstufe ist, wird der Kolben 51 hydraulisch beaufschlagt, um eine mittlere Stellung im Zylinder 53 einzunehmen. Wenn das Signal E₀ über das Eingangstor 9d eingegeben wird, um als Stellungssignal GP vom erwähnten Stellungsfühler des Getriebes 6 zu erscheinen, bestätigt die Steuereinheit 9 darüber hinaus die gewählte Stellung und schaltet den Antrieb ab. Da zu diesem Zeitpunkt die Schalteinrichtung 55 in der neutralen Stellung steht, verbleibt das Getriebe 6 in der neutralen Stellung.

(13) Sodann nimmt die Steuereinheit 9 das Stellungssignal CLT des Stellungsfühlers 34 der Betätigungseinrichtung 3 für die Kupplung 2 über das Eingangstor 9d auf und vergleicht es mit dem festgelegten Signal CLT₁ (das im ROM 9b gespeichert ist), das anzeigt, daß die Kupplung 2 gelöst ist, um zu ermitteln, ob die Kupplung 2 ein- oder ausgekuppelt ist. Wenn sich ergibt, daß CLT < CLT₁ ist, insbesondere wenn sich herausstellt, daß die Kupplung 2 infolge des vorhergehenden Schritts (10) eingekuppelt ist, so veranlaßt die Steuereinheit 9 die Lösung der Kupplung 2 wie beim vorhergehenden Schritt (6).

Bei CLT < CLT₁ unternimmt dagegen die Steuereinheit 9 eine neue Überprüfung, da dann die Kupplung 2 ausgerückt ist.

(14) Die Steuereinheit 9 entnimmt dem RAM 9e die nachfolgende Geschwindigkeitseinstellung TC1, um die Schalteinrichtung 55 der Getriebe-Betätigungseinrichtung 5 zu betätigen, um die Schalteinstellung für diese Geschwindigkeitsstufe zu verwirklichen. Die Steuereinheit 9 schickt insbesondere Antriebssignale ADV3 und ADV4 über das Ausgangstor 9c aus, um die Schalteinrichtung 55 zu betätigen und dadurch die Umschaltung des Getriebes 6 zu erreichen. Wenn die nachfolgende Geschwindigkeitsstellung z. B. der vierten Geschwindigkeitsstufe entspricht, so wird der Kolben so gesteuert, daß er an das rechte Ende des Zylinders 58 gelangt, und die Steuereinheit 9 bestätigt die Schaltungseinstellung dadurch, daß das Signal S₁ als Getriebeeinstellungssignal GP erscheint, das vom Getriebefühler 6c über das Eingangstor 9d eingegeben wird, wobei der Schaltungsantrieb unterbrochen wird.

Da der Wählantrieb bereits durch den vorhergehenden Schritt (12) betätigt wurde, wird das Getriebe 6 synchron zur 4. Geschwindigkeitsstufe umgeschaltet.

(15) Darüber hinaus übt die Steuereinheit 9 auf die Betätigungseinrichtung 3 der Kupplung 2 eine Steuerung aus, die dem Schritt (10) ähnelt, um die Kupplung 2 einzurücken.

Andererseits ersetzt die Steuereinheit 9 die gegenwärtige Geschwindigkeits-Schalteinstellung TCS des RAM 9e durch die nachfolgende Stellung TC1, wodurch die Gangänderungen beendigt werden.

Kurz gesagt werden durch die vorliegende Erfindung die Schritt (8), (9), (10), (11) und (12) dem bekannten Schaltverfahren hinzugefügt. Wenn die Belastung während der Synchronisation excessiv wird, so wird die Synchronisierung in der neutralen Stellung durchgeführt, indem einmal die Kupplung 2 eingerückt wird, um die Belastung während der Synchronisierung zu verringern und zum anderen die Kupplung anschließend wieder gelöst wird.

In der folgenden Tabelle sind die vorerwähnten Werte ΔN für die Synchronisierungsbelastungen für jede Schaltstellung aufgeführt, da die Synchronisierungseinrichtung in den jeweiligen Schaltstellungen unterschiedliche Belastungsfähigkeiten aufweist:

Die vorgegebenen Belastungswerte ΔN für die Synchronisierungseinrichtung differieren beim Aufwärtsschalten gegenüber denen beim Abwärtsschalten. Die Werte ΔN werden daher für das Aufwärtsschalten und für das Abwärtsschalten im voraus für jede Fahrtstufe festgelegt und im ROM 9b gespeichert.

Die Umdrehungen (Upm) der Eingangswelle beim obigen Schritt (8) werden in Form von Impulsen IP durch den Drehzahlfühler 8a der Eingangswelle 6a des Getriebes 6 ermittelt, sie können aber auch von der Kupplungsscheibe der Kupplung 2 in Impulsen RP abgenommen werden.

Wie vorstehend beschrieben, wird die Belastung der Synchronisiereinrichtung während der Schaltvorgänge gemessen, so daß die Synchronisierung, wenn die Belastung einen festgelegten Wert überschreitet, dadurch gesteuert wird, daß die eingerückte Kupplung 2 nochmals betätigt und vor Ausführung der Synchronisierung wieder eingerückt wird, während das Getriebe 6 sich in der neutralen Stellung befindet, Dank dieser sogenannten "doppelten Kupplungs-Betätigung" ergibt sich bei der Erfindung der Effekt, daß die Synchronisierung vorgenommen wird, nachdem die Belastung verringert ist. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verhindert damit eine Untersynchronisierung in einem automatischen Synchrongetriebe 6.

Nach der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus die Belastung der Synchronisierungseinrichtung in Werten der Differenz zwischen den Umdrehungen (Upm) der Eingangswelle des Getriebes 6 und dem Produkt aus Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. den Upm der Antriebswelle 6a und dem Untersetzungsverhältnis bestimmt. Als Ergebnis ergibt sich bei der Erfindung ein weiterer Effekt, daß die Ermittlung der Belastung der Synchronisiereinrichtung leicht und schnell durchgeführt werden kann.

Claims (5)

1. Schalteinrichtung zum automatischen Schalten eines Synchrongetriebes eines motorgetriebenen Fahrzeugs, wobei vorgesehen sind:

• - eine Reibungskupplung mit der die Antriebswelle des Getriebes mit dem Motor kuppelbar ist,
• - ein Fühler, der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Signale liefert und
• - ein weiterer Fühler, der von der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle des Getriebes abhängige Signale liefert,
• - eine elektronische Steuereinheit die Signale erzeugt zum abhängig von der Stellung des den Motor steuernden Beschleunigungspedals und abhängig von der Fahrgeschwindigkeit erfolgenden Auskuppeln, zum darauffolgenden Schalten des Getriebes in dessen neutrale Stellung, zum darauffolgenden Schalten des Getriebes in eine Gangstellung, die vom Gangwechselsignal vorgegeben ist, und zum darauffolgenden Wiedereinkuppeln.

gekennzeichnet dadurch, daß die Steuereinheit (9) weiterhin umfaßt

• - Ein Einrichtung, die die Signals (WP; JP) der Fühler (8b, 8a) für die Fahrgeschwindigkeit und für die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle (6a) des Getriebes (6) auswertet, um die Belastung der Synchronisiereinrichtung des Getriebes bei dem durch das Gangwechselsignal vorgegebenen Gangwechsel festzustellen,
• - eine Einrichtung, die die festgestellte tatsächliche Belastung der Synchronisiereinrichtung mit einem vorgegebenen Soll-Wert einer solchen Belastung vergleicht, und
• - eine Einrichtung, die Signale erzeugt, welche bei Überschreiten dieses vorgegebenen Wertes der Belastung ein Wiedereinkuppeln und ein nochmaliges Auskuppeln in der genannten neutralen Stellung des Getriebes bewirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zur Feststellung der Belastung so eingestellt ist, daß die Belastung durch den Absolutwert der Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle des Getriebes (6) und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, diese multipliziert mit dem Verhältnis der Geschwindigkeitsreduktion der Gangstufe, die dem Gangwechselsignal entspricht, bestimmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß für eine jede Gangstufe ein vorgegebener Soll-Wert der Belastung vorliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch daß für einen jeden Gangstufenwechsel ein vorgegebener Soll-Wert der Belastung vorliegt.