Diese Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Antriebseinrichtungen sind in vielen verschiedenen Ausführungen bekannt, wobei das Getriebe ein von Hand geschaltetes wie auch ein Automatgetriebe sein kann. Die Steuereinrichtung für den Motor kann ein elektronisches Steuergerät für Getriebe und Motor, aber auch ein für den Motor allein vorgesehenes Steuergerät - Motronik - oder auch eine sogenannte E-Gaseinrichtung sein, über die z. B. in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals die Einspritzpumpe oder die Stellung der Drosselklappe gesteuert wird. Es kann auch ein Steuergerät sein, mit dessen Hilfe ausschließlich der Zündzeit¬ punkt des Motors verstellt wird.

Die Getriebe sind dabei so ausgelegt, daß sie für bestimmte Antriebsmotoren geeignet sind, wobei die Abgrenzung bzw. Zuordnung über das maximal zulässige Getriebeeingangsdrehmoment bzw. das Motordrehmoment erfolgt, wie aus den Übersichten 85/1 ZF-Ecomat®und 85/1 ZF-Schaltgetriebe zu ersehen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so weiterzuentwickeln, daß für bestimmte Antriebsmotoren kleinere, kompaktere Getriebe eingesetzt oder für bestimmte Getriebe stärkere Motoren zugelassen werden können.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen vom Anspruch 1 erfüllt.

Die Bemessung und Auslegung der Getriebeelemente, wie z. B. Zahnräder, Wellen, Kupplungen erfolgt in üblicher Weise in Abhängigkeit der durch sie zu übertragenden Drehmomente, die sich aus den gewählten und oft auch durch ihre gegenseitige

Abstimmung zwingend ergebenden Übersetzungen in den einzelnen Vorwärts- und Rückwärtsgängen errechnen. Mit der definierten Begrenzung des maximalen Drehmomentes an der

Getriebeausgangswelle in bestimmten Übersetzungen über einen Motoreingriff ist es möglich, die Auslegung der Getriebeelemente zu optimieren, ohne daß dadurch sinnvolle Leistungsanforderungen an die Antriebseinrichtung nicht erfüllt werden. Besonders im Bereich von Rückwärtsgängen, aber auch z. B. im ersten Gang ergeben sich Drehmomente, die bei einer sinnvollen Nutzung dieser Gänge nicht notwendig sind. Die Auslegung der Getriebeelemente muß aber unter Berücksichtigung der maximal möglichen Drehmomente erfolgen, weil beim Anfahren aus dem Stand am Berg und vielleicht noch mit einem Hänger das Auftreten dieser Drehmomente nicht auszuschließen sind. Durch die Begrenzung der Motorleistung in diesen Gängen ist es möglich, Getriebeelemente sicher zu dimensionieren, wobei die Bemessung dieser Teile zu einer harmonischeren Einfügung in das Gesamtgetriebe führt,. Besonders bei Automatgetrieben in Umlaufräderausführung ergeben sich, wie z. B. aus der Übersicht 85/1 ZF-Ecomat^ ⁾ zu ersehen - AusführungsVariante Reihe 2 -, bei sinnvoller Abstufung der Vorwärtsgänge ein hoch übersetzter R-Gang-von 4,84, während der erste Gang nur eine Übersetzung von 3,43 hat.

Aber auch bei Schaltgetrieben in Vorgelegebauweise, z. B. beim Baumuster 4 S: 150 GP - Übersicht 85/1 ZF-Schaltgetriebe - hat in der Ausführung mit 1 700 N Eingangsdrehmoment der Rückwärtsgang eine Übersetzung von 11,69, während der erste Gang nur eine Übersetzung von 7,97 aufweist. Die mögliche Zugkraft im R-Gang ist also in beiden Beispielen wesentlich höher als im ersten Gang. Eine Begrenzung des Motormomentes im R-Gang und die dadurch mögliche, günstigere Dimensionierung aller im Getriebekraftfluß beteiligten Kupplungen, Bremsen, inneren Wellen, Zahnräder und der Getriebeabtriebswelle führt praktisch zu keiner Beeinträchtigung der Antriebsanlage, sondern ermöglicht lediglich eine kleinere und kompaktere Gestaltung des Getriebes oder ein Getriebe kann im Zusammenhang mit. stärkeren Antriebsmotoren eingesetzt werden, ohne daß eine

Überlastung der Getriebeelemente erfolgt. Darüber hinaus können auch die übrigen Elemente des Antriebsstranges, die nach der Getriebeabtriebswelle angeordnet sind, optimaler dimensioniert werden.

Die Erkennung der Getriebeübersetzung, in der ein Motoreingriff zur Begrenzung des Drehmomentes an der Getriebeabtriebswelle erfolgen soll, kann in einfacher Weise über einen elektrischen Schalter an oder im Getriebe oder am Schaltgestänge erfolgen. Bei Automatgetrieben ist es möglich, dafür auch den Wählschalter zu verwenden, so daß die Realisierung mit sehr geringen Aufwendungen verbunden ist, weil insbesondere die vielfältig möglichen Steuereinrichtungen für den Motor aus anderen Gründen bereits vorhanden sind. Wenn die Leistungsbegrenzung im Zusammenhang mit dem R-Gang erfolgen soll, kann auch der in allen Fahrzeugen vorhandenen R-Gang-Schalter für die Rückwärtsgangbeleuchtung zur Signalerzeugung benutzt werden.

Aus der DE-OS 30 18 033 ist bekannt, den Gangwechsel in einem Automatgetriebe durch eine kurzzeitige Motorbeeinflussung - Absenkung des Motordrehmomentes - zu verbessern. Diese Absenkung erfolgt aber nur während einer Überschneidungsschaltung, in der der Kraftfluß von einer Kupplung auf eine zweite Kupplung übergeleitet wird. Neben einer ruckfreien Schaltung ist es mit dieser Methode auch möglich, eine Überlastung und damit einen vorzeitigen Verschleiß der Kupplung und Bremsen während der Schaltung zu verhindern.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Antriebseinrichtung;

Fig. 2 ein Automatgetriebe im schematischer Darstellung;

Fig. 3 eine Tabelle über die eingeschalteten Kupplungen und Bremsen in den einzelnen Gängen;

Fig. 4 eine Kennlinie ohne Motorbeeinflussung;

Fig. 5 eine Kennlinie mit Motorbeeinflussung.

In der Antriebseinrichtung nach Fig. 1 ist der Antriebsmotor 1 über ein Automat- oder ein Handschaltgetriebe 2 mit mindestens einer Antriebsachse 3 eines Kraftfahrzeuges mechanisch verbunden. Der Antriebsmotor kann in jeder für Kraftfahrzeuge üblichen Ausführung sein, z. B. als Ansaugmotor mit einer VerStelleinrichtung für die Drosselklappe 11 und einer bekannten Zündeinrichtung mit Zündzeitpunktverstellung 13, oder z. B. auch als Dieselmotor mit einer VerStelleinrichtung für die Einspritzpumpe 12. Auch das Getriebe 2 kann z. B. als Handschaltgetriebe mit Vorgelegewelle wie auch als Automatgetriebe 20, z. B. mit Umlaufrädern, aber auch als stufenloses Getriebe ausgeführt sein. Auch alle weiteren für Kraftfahrzeuge eingesetzten Getriebekombinationen sind möglich, wenn sie nur eine Einrichtung 22 besitzen, über die eine vorbestimrnte Übersetzung, z. B. ein gesch lteter Gang, erkennbar ist. Die Getriebeausgangswelle 21 ist zumindest mit einer Fahrzeug- Antriebsachse 3 verbunden. Die Antriebsleistung des Antriebsmotors wird über z. B. ein Automatgetriebe 2, 20 auf ein Differential 31 und über die Halbachsen 32 auf Antriebsräder 33 übertragen. Eine Steuereinrichtung 4 für den Antriebsmotor 1 ist über eine elektrische Leitung 23 mit einer Einrichtung für die Gangerkennung 22, z, B. einem Schalter, und über die elektrische Leitung 41 mit einer Stelleinrichtung für die Drosselklappe 11 bzw. Einspritzpumpe 12 und über die elektrische Leitung 42, z. B. mit der Zündzeitpunkt- VerStelleinrichtung 13 verbunden. Ein Wählschalter 5, zumindest mit den Positionen N = Neutral, R = Rückwärts und D = Vorwärts, ist über die Leitung 51 und ein Gaspedal 6 über die Leitung 61 mit der Steuereinrichtung 4 verbunden.

Das in Fig. 2 als Beispiel dargestellt Automatgetriebe 20 besteht aus einem Drehmomentwandler 201 und einem reduzierten Planetenkoppelgetriebe 202 sowie den Kupplungen und Bremsen A, B, C, C, D und E zur wahlweisen Schaltung in die Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang nach Fig. 3. Der Antrieb erfolgt dabei entweder über die Getriebeeingangswelle 203, den Drehmomentwandler 201 und die innere Welle 204 zur Kupplung A und B oder auch über den Dämpfer 206 und die innere Welle 205 zur Kupplung E.

Ergibt sich bei einer sinnvollen Abstufung der Vorwärtsgänge, z. B. beim R-Gang, eine wesentlich größere Übersetzung als im ersten Gang - erster Gang = 3,43; R-Gang = 4,84 - wird vorgeschlagen, das Motormoment in dieser Übersetzung, also im R-Gang, durch einen Motoreingriff so zu begrenzen, daß ein definiertes Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle 21, 210 nicht überschritten wird. Alle Getriebeelemente, die am R-Gang beteiligt ^* sind, wie die die Kupplung B, die inneren Wellen 207, 212, 114, das Sonnenrad 208, die Planetenräder 209, der Planetenträger 211 und die Bremse D, können dann mit dem begrenzten Motormoment berechnet werden und führen im Zusammenhang mit der großen Übersetzung nicht mehr zu Abmessungen, die eine vorteilhafte Gestaltung des Gesamtgetriebes behindern. Das Getriebe kann insgesamt kompakter gebaut werden, weil neben den genannten Getriebeelementen, einschließlich der Getriebeabtriebswelle 21, 210, die Auslegung kleiner, schwächer oder auch schmaler erfolgen kann. Wird das Drehmoment für die Getriebeabtriebswelle 21, 210, das sich beim maximalen Motordrehmoment im ersten Vorwärtsgang ergibt, als Basis für die Motormomentbegrenzung im R-Gang benützt, entstehen durch diese Begrenzung keinerlei praktisch wirkende Einschränkungen, weil zumindest bei einem normalen Kraftfahrzeug eine wesentlich höhere Leistung im R-Gang gegenüber dem ersten Gang gar nicht sinnvoll ist. Mit der Begrenzung des Motormomentes in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Übersetzung und einem definierten Drehmoment in der Getriebeabtriebswelle 21, 210

ist es auch möglich, stärkere Motoren in Verbindung mit schwächer ausgelegten Getrieben einzusetzen. Die Antriebseinrichtung wirkt wie folgt: über die Gangerkennung 22 am Getriebe 2 oder den Wählschalter 5 erkennt die Steuereinrichtung 4 über die Leitungen 23 oder 51 die Übersetzung im Getriebe 2, z. B. den geschalteten Rückwärtsgang. Während in allen anderen Übersetzungen - Gängen - nach Fig. 4 und Kennlinie K 1 mit der Verstellung des Gashebels ÄG auch die Füllung ^" des Motors durch eine fortwährende Verstellung der Drosselklappe »Λ.DK oder die Erhöhung der Einspritzmenge EM zu einer höheren Füllung führt, wird im geschalteten Rückwärtsgang nach Fig. 5 und Kennlinie K 2 die Füllung begrenzt, so daß die weitere Gashebelverstellung zu keiner höheren Füllung und damit auch zu einer Leistungsbegrenzung führt. Durch einen Eingriff in den Motor 1 über die Leitungen 41 für die- Drosselklappen-Stelleinrichtung 11 oder die Einspritzpumpe 12 wird von der Steuereinrichtung 4 der Antriebsmotor 1 so begrenzt und die Kennlinie K 2 so gestaltet, daß ein definiertes Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle 21 nicht überschritten wird. Die in Abhängigkeit von diesem begrenzten Moment berechneten Getriebeelemente, Kupplung B,-innere Welle 207, Sonnenrad 208, Planetenräder 209, Planetenträger 211, Hohlrad 213 ^' , innere Welle 212 und Bremse D sowie die innere Welle 214 und die Getriebeabtriebswelle 210 nach Fig. 2 können also in keinem Fall überlastet werden. Zur besseren Kontrolle des definierten Drehmomentes kann an der

Getriebeabtriebswelle 210 ein Drehmomentsensor 7 angeordnet sein, der über eine Leitung 71 an die Steuereinrichtung 4 angeschlossen ist. Wenn der Motoreingriff zur Begrenzung der Motorleistung im Rückwärtsgang erfolgen soll, kann in einfacher Weise auch der Schalter für die Rückwärtsgangbeleuchtung, der in jedem Fahrzeug vorhanden ist, für die überSetzungserkennung - Gangerkennung - im Getriebe benutzt werden. Für den Motoreingriff zur Leistungsbegrenzung kann zusätzlich oder für relativ kurze Zeiten auch allein die Zündzeitpunkt- Versteileinrichtung 13 wie bekannt benutzt werden.

Bezugszeichen

1 Ant iebsmotor

11 Stelleinrichtung für Drosselklappen

12 Stelleinrichtung für Einspritzpumpen

13 Zündzeitpunkt-VerStelleinrichtung

2 Stufenwechselgetriebe 21, Getriebeabtriebswelle

22 Einrichtung zum erkennen der Übersetzung (Gangerkennung)

23 Elektrische Leitung

3 Fahrzeugantriebsachse

31 Differential

32 Halbachsen

33 Antriebsräder

4 Steuereinrichtung

41 Elektrische Leitung

42 Elektrische Leitung

5 Wählschalter 51 Leitung

6 Gaspedal 61 Leitung

7 Drehmomentsensor 71 Leitung

20 Automatgetriebe 01 Drehmomentwandler 02 Reduziertes Planetenkoppelgetriebe 03 Getriebeeingangswelle 04 Innere Welle 05 Innere Welle 06 Dämpfer 07 Innere Welle 08 Sonnenrad 09 Planetenräder 10 Getriebeabtriebswelle 11 Planetεnträger

212 Innere Welle

213 Hohlrad

214 Innere Welle

A Kupplung

B Kupplung C Bremse

C' Bremse

D Bremse

Ξ Kupplung

K 1 Kennlinie

K 2 Kennlinie λDK Winkel Drosselklappe

EM Einspritzmenge der Einspritzpumpe

<*..G Winkel bzw. Weg am Gaspedal

N Neutralstellung

D Vorwärtsfahrtrichtung

R Rückwärtsfahrtrichtung