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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebebetätigungssystem, umfassend eine
Aktuatoranordnung, durch welche ein Schaltorgan eines Getriebes
in eine Mehrzahl von in vorgegebener Abfolge aufeinander folgenden
Schaltstellungen bringbar ist, wobei die Aktuatoranordnung einen
elektrisch erregbaren Antriebsmotor und diesem zugeordnet eine Ansteueranordnung
umfasst sowie eine Stellzustandsermittlungsanordnung zum Bereitstellen
von einen Stellzustand oder/und eine Änderung desselben repräsentierender
Stellzustandsinformation für die
Ansteueranordnung.
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Bei
Automatikgetrieben, die im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen vorgesehen
werden können,
ist es bekannt, die verschiedenen Wählzustände des Automatikgetriebes,
also z.B. P, R, N, D oder weitere Wählzustände, durch Verstellen eines
Schaltorgans, wie z.B. einer Schaltwelle, einzurichten. Diese Schaltwelle
kann beispielsweise zur Erlangung dieser vier Wählstellungen in eine von vier
möglichen Linearverschiebestellungen
gebracht werden oder kann in eine von vier oder mehr Drehstellungen
gebracht werden, wobei jede dieser Linearverschiebestellungen oder
Drehstellungen jeweils einer der Wählstellungen P, R, N, D usw.
zugeordnet ist. Das Auswählen
einer der Stellungen erfolgt gemäß der Vorgabe
durch einen Fahrer, wobei diese Vorgabe beispielsweise durch Betätigung eines
Wählhebels erfolgen
kann, dessen Verlagerung sensorisch erfasst wird und in entsprechende
Ansteuersignale für die
Aktuatoranordnung umgesetzt wird. Es besteht hier also keine direkte
mechanische Kopplung zwischen dem Wählhebel und dem Schaltorgan
bzw. dem Getriebe, sondern eine so genannte Shift-bywire-Anordnung.
An Stelle eines Wählhebels
ist es auch möglich,
im Bedienbereich eines Fahrers Tasten vorzusehen, deren Betätigung dann
den Wechsel einer momentan eingenommenen Wählstellung, die auch als Schaltstellung
des Schaltorgans interpretiert werden kann, zu einer anderen Wählstellung
auslöst.
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Da
zwischen den von einem Fahrer zu betätigenden Organen, also den
Schaltern oder einem Wählhebel,
und dem zu betätigenden
Organ, also dem Schaltorgan, keine direkte mechanische Kopplung
mehr besteht und insofern ein Wählwunsch
des Fahrers nicht in mechanischer Art und Weise umgesetzt wird,
besteht grundsätzlich
das Problem, dass bei fehlerhafter Ansteuerung der Aktuatoranordnung Wählvorgänge auftreten
können,
die zu kritischen Fahrzuständen
oder zur Zerstörung
des Getriebes führen
können.
Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn bei vorwärts fahrendem
Fahrzeug, also ausgewählter
Stufe D, die Aktuatoranordnung fälschlicherweise
derart arbeitet, dass ein Übergang
zur Stufe R oder zur Stufe P stattfindet. Dies könnte beispielsweise der Fall
sein, wenn auf Grund irgendwelcher Defekte in dem Betätigungssystem
bzw. einer Ansteuervorrichtung der Aktuatoranordnung Schaltbefehle
generiert werden, obgleich der Fahrer deren Erzeugung nicht ausgelöst hat,
oder wenn in diesem Systembereich ein von einem Fahrer gewünschter Wählvorgang,
beispielsweise von D nach N bei Vorwärtsfahrt, fehlerhaft umgesetzt
wird und das Schaltorgan über
die N-Stellung hinaus
in Richtung zu R oder zu P gestellt würde. Dies kann beispielsweise auch
dann der Fall sein, wenn während
des Durchführens
eines Stellvorgangs bei zunächst
korrekt erzeugtem Ansteuerbefehl für die Aktuatoranordnung ein
Fehler auftritt und diese nicht in der Stellung N anhält, sondern
versucht, über
die N-Stellung hinaus in Richtung R oder P zu verstellen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebebetätigungssystem
derart auszugestalten, dass die Durchführung ungeeigneter oder ungewünschter
Stellvorgänge
verhindert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
ein Getriebebetätigungssystem,
umfassend eine Aktuatoranordnung, durch welche ein Schaltorgan des
Getriebes in eine Mehrzahl von in vorgegebener Abfolge aufeinander
folgenden Schaltstellungen bringbar ist, wobei die Aktuatoranordnung
einen elektrisch erregbaren Antriebsmotor und diesem zugeordnet
eine Ansteuer anordnung umfasst sowie eine Stellzustandsermittlungsanordnung
zum Bereitstellen von einen Stellzustand oder/und eine Änderung
desselben repräsentierender
Stellzustandsinformation für
die Ansteueranordnung, wobei bei Durchführung eines Stellvorgangs zum
Erreichen einer Ziel-Schaltstellung dann, wenn die Stellzustandsinformation
auf eine fehlerhafte Durchführung
des Stellvorgangs hinweist, die Ansteueranordnung den Antriebsmotor
zum zwangsweisen Abbremsen ansteuert.
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Durch
das zwangsweise Abbremsen des Antriebsmotors dann, wenn erkannt
wird, dass Stellvorgänge
in ungeeigneter oder falscher Art und Weise durchgeführt werden,
wird das Erlangen undefinierter Stellzustände bzw. das Einrichten für eine bestimmte Fahrsituation
nicht gewünschter
oder kritischer Schaltstellungen vermieden. Da hierzu die zum Ansteuern
des Antriebsmotors ohnehin erforderliche Ansteueranordnung genutzt
wird, kann dieser Sicherheitsaspekt ohne dem Erfordernis, zusätzliche Baugruppen
bereitstellen zu müssen,
realisiert werden.
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Ein
besonders kritischer Zustand, bei dem auf Vorliegen einer fehlerhaften
Durchführung
eines Stellvorgangs geschlossen werden kann, liegt dann vor, wenn
die Stellzustandsinformation darauf hindeutet, dass eine Stellbewegung über die Ziel-Schaltstellung
hinaus vorliegt. In diesem Zustand besteht grundsätzlich die
Gefahr, dass auch aufgrund der Eigendynamik des Gesamtsystems tatsächlich nicht
die Ziel-Schaltstellung, sondern eine andere Schaltstellung erlangt
wird.
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Um
bei dem erfindungsgemäßen System möglichst
schnell fehlerhaft ablaufende Stellvorgänge zu beenden, wird weiter
vorgeschlagen, dass zum zwangsweisen Abbremsen des Antriebsmotors
die Ansteueranordnung diesen zum Erzeugen eines Motorkurzschlusses
ansteuert. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die
Ansteueranordnung eine Brückenschaltung
mit vier Schaltelementen umfasst, wobei ein erstes Paar von Schaltelementen dazu
dient, wahlweise ein erstes elektrisches Potential mit einem von
zwei Motoranschlüssen
des Antriebsmotors zu verbinden, und ein zweites Paar von Schaltelementen
dazu dient, wahlweise ein zweites elektrisches Potential mit einem
der beiden Motoranschlüsse
des Antriebsmotors zu verbinden, und dass zum Erzeugen eines Motorkurzschlusses
die Schaltelemente des ersten Paars das erste elektrische Potential
mit dem einen Motoranschluss und mit dem anderen Motoranschluss
verbinden oder die Schaltelemente des zweiten Paars das zweite elektrische Potential
mit dem einen Motoranschluss und mit dem anderen Motoranschluss
verbinden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch
ein Getriebebetätigungssystem,
umfassend eine Aktuatoranordnung, durch welche ein Schaltorgan des
Getriebes in eine Mehrzahl von in vorgegebener Abfolge aufeinander
folgende Schaltstellungen bringbar ist, wobei die Aktuatoranordnung
einen elektrisch erregbaren Antriebsmotor mit zwei Anschlussbereichen und
diesem zugeordnet eine Ansteueranordnung umfasst sowie eine Potentialüberwachungsanordnung
zum Bereitstellen von Potentialinformation, welche in Zusammenhang
steht mit den an den Anschlussbereichen des Antriebsmotors vorhandenen elektrischen
Potentialen, oder/und eine Stromüberwachungsanordnung
zum Bereitstellen einer Strominformation, welche in Zusammenhang
steht mit dem über
den Antriebsmotor fließenden
elektrischen Strom, wobei dann, wenn die Potentialinformation oder/und
die Strominformation auf Vorliegen eines fehlerhaften Zustandes
hindeutet, die Ansteueranordnung den Antriebsmotor zum zwangsweisen
Abbremsen desselben ansteuert.
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Auch
durch Überwachen
der Potentiale an den Anschlussbereichen des Antriebsmotors bzw.
an Bereichen, die damit in definiertem Zusammenhang stehen, kann
das Vorliegen von Defekten bzw. Fehlerzuständen insbesondere in der Ansteuervorrichtung
selbst erkannt werden. Auch dies kann dazu genutzt werden, Gegenmaßnahmen
einzuleiten und somit das undefinierte Weiterbewegen des Systems
zu verhindern.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass auf Vorliegen eines Fehlerzu stands erkannt
wird, wenn die Potentialinformation auf ein Potential hindeutet,
das von einem für
einen momentan vorhandenen Ansteuerzustand der Ansteueranordnung
zu erwartenden Potential abweicht. Weiterhin ist es möglich, dass
auf Vorliegen eines Fehlerzustands erkannt wird, wenn die Strominformation
auf einen Strom hindeutet, der von einem für den momentan vorliegenden
Ansteuerzustand der Ansteueranordnung zu erwartenden Strom abweicht.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 ein
erfindungsgemäßes Getriebebetätigungssystem
in perspektivischer Ansicht;
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2 das
Getriebebetätigungssystem
der 1 in Explosionsdarstellung;
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3 in
prinziphafter Darstellung den Antriebsmotor des Getriebebetätigungssystems
und die ihm zugeordnete Ansteueranordnung;
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4 ein
Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem Verschiebeweg einer
Linearverschiebestange der Aktuatoranordnung und einem Drehwinkel
einer zu betätigenden
Schaltwelle zeigt;
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5 eine
Tabelle, die die zwischen verschiedenen Schaltstellungen liegenden
Drehwinkel bzw. Verschiebewege verschiedener Komponenten darstellt;
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6 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Diagramms der 4.
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Die 1 und 2 zeigen
zunächst
in Übersicht
ein erfindungsgemäßes Getriebebetätigungssystem 10.
Dieses Getriebebetätigungssystem 10 umfasst
einen Gleichstromantriebsmotor 12, der an einem Motorträger 14 getragen
ist. Auf einer Ausgangswelle des Motors 12 ist eine Antriebsschnecke 16 getragen.
Diese steht in Kämmeingriff
mit einer Verzahnung 18 an einer Zwischenwelle 20.
Die Zwischenwelle 20 ist in einem Gehäuse 22 drehbar getragen.
Durch Erregung des Elektromotors 12 wird die Zwischenwelle 20 durch
den Kämmeingriff
der Schnecke 16 mit der Verzahnung 18 in Rotation
versetzt. An der Zwischenwelle 20 ist eine weitere Verzahnung 24 vorgesehen,
die wiederum in Kämmeingriff
steht mit einer Verzahnung 26 an einer Linearverschiebestange 28.
Auch diese ist im Wesentlichen im Gehäuse 22 aufgenommen
und weist in ihrem aus dem Gehäuse 22 herausragenden
Endabschnitt 30 eine Gelenkkugel 32 auf. Um bei
durch Rotation der Zwischenwelle induzierter Linearverschiebung
der Stange 28 das Eintreten von Verunreinigungen in das Gehäuse 22 zu
vermeiden, ist der Übergang
zwischen dem Gehäuse 22 und
der Stange 28 durch eine balgenartige Manschette 34 abgedichtet.
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Mit
der bereits angesprochenen Gelenkkugel 32 am Ende 30 der
Stange 28 ist eine Gelenkpfanne 34 in Eingriff,
so dass durch diese Gelenkkugel 32 und die Gelenkpfanne 34 eine
erste Kugelgelenkverbindung 36 zwischen der Stange 28 und
einer Übertragungsstange 38 hergestellt
ist. Diese Übertragungsstange 38 wiederum
weist an ihrem anderen Ende eine weitere Gelenkpfanne 40 auf,
die zusammen mit einer Gelenkkugel 42 eine zweite Kugelgelenkverbindung 44 bereitstellt. Über diese
Kugelgelenkverbindung 44 ist eine Schwenkverbindung zwischen
der Übertragungsstange 38 und
einem Schwenkarm 46 realisiert, der wiederum mit einer axial
feststehenden, jedoch drehbar getragenen Schaltwelle 48 fest
verbunden ist.
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Bei
dem in den 1 und 2 gezeigten Getriebebetätigungssytem 10 bilden
im Wesentlichen der Motor 12, die Zwischenwelle 20 und
die Stange 28 eine Aktuatoranordnung 66.
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Durch
die Erregung des Elektromotors 12 und die dabei induzierte
Verschiebung der Stange 28 wird auch die Übertragungsstange 38 verschoben, was
wiederum ein Verschwenken des Arms 46 und somit eine Rotation
der Schaltwelle 48 um ihre Längsachse auslöst. Durch
Drehen dieser Schalt welle 48 in eine von mehreren Schaltstellungen
wird es möglich,
in einem Automatikgetriebe, welchem das Getriebebetätigungssystem 10 zugeordnet
ist, eine von z.B. vier möglichen
Wählstellungen
P, R, N und D einzurichten. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch
andere Schaltstellungen, wie 1, 2 oder 3 möglich sind, wie sie allgemein
bei Automatikgetrieben erlangt werden können. Grundsätzlich sei
weiter betont, dass das erfindungsgemäße System insbesondere auch
hinsichtlich seines Sicherheitsaspekts Anwendung finden kann bei
einem automatisierten Schaltgetriebe, also einem Schaltgetriebe,
bei dem einerseits eine Gassenwahlbewegung zur Auswahl von einer
der im Allgemeinen vorgesehenen mehreren Schaltgassen stattfindet
und eine Bewegung in der Gasse stattfindet, um dann einen Gang einzulegen
bzw. auszulegen. Jeder dieser Wählstellungen
ist eine Drehstellung der Schaltwelle 48 und auf Grund
der festen Kopplung zwischen der Schaltwelle 48 und der
Stange 28 auch eine Linearverschiebestellung der Stange 28 und
somit eine Betätigungsstellung
des Getriebebetätigungssystems 10 eindeutig
zugeordnet. Beispielsweise durch sensorische Erfassung der Verschiebestellung
der Stange 28 oder/und Erfassung der Drehstellung der Schaltwelle 48 kann
Rückkopplungsinformation
bereitgestellt werden, die bei Erregung des Elektromotors 12 zu
erkennen gibt, ob eine der Wählstellungen bzw.
der zugeordneten Betätigungsstellungen
erreicht ist oder nicht. Auch ist es möglich, in Zuordnung zur Schaltwelle 48 oder/und
in Zuordnung zur Stange 28 Rastformationen vorzusehen,
die sicherstellen, dass bei vorliegender Betätigungsstellung bzw. Wählstellung
der Schaltwelle 48 durch Rastwirkung eine Vorspannung in
Richtung zu dieser Wählstellung
bzw. Betätigungsstellung
erlangt wird, so dass auch bei nicht vorhandener oder abgeschwächter Erregung
des Antriebsmotors 12 und beispielsweise nicht selbsthemmendem Übertragungsmechanismus
zwischen dem Elektromotor 12 und der Stange 28 die
Schaltwelle 48 zuverlässig
in einer momentan ausgewählten
bzw. eingenommenen Stellung verbleibt.
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In 3 ist
schematisch der Aufbau einer allgemein mit 70 bezeichneten
Ansteueranordnung für den
Motor 12 dargestellt. Diese Ansteueranordnung 70 umfasst
im dargestellten Beispiel eine Brückenschaltung 72 in
Form einer so genannten H-Brücke mit
vier Transistoren, beispielsweise Feldeffekttransistoren, HA, HB,
LA und LB. Die Transistoren HA und HB bilden dabei ein erstes Paar 74 von
Schaltelementen, und die Transistoren LA und LB bilden ein zweites
Paar 76 von Schaltelementen.
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Der
Motor 12 weist zwei Anschlussbereiche 78, 80 auf.
Durch das erste Paar 74 von Schaltelementen wird es möglich, ein
elektrisches Potential Ub, bereitgestellt durch eine Spannungsversorgung eines
Fahrzeugs, bei entsprechender Leitendschaltung mit dem Anschlussbereich 78 bzw.
Anschlussbereich 80 zu verbinden. Die Schaltelemente bzw. Transistoren
LA und LB des zweiten Paars 76 dienen dazu, die Anschlussbereiche 78, 80 mit
einem zweiten elektrischen Potential M, also im Allgemeinen dem
Massepotential, zu verbinden. So kann beispielsweise durch Leitendschaltung
des Transistors HA und des Transistors LB der Anschlussbereich 78 mit
dem Potential Ub verbunden werden und der Anschlussbereich 80 mit
dem Massepotential M verbunden werden, was zur Erregung des Motors 12 und
zur Drehung der Welle desselben in einer ersten Drehrichtung führt. Werden
dahingegen die Transistoren HB und LA leitend geschaltet, während die
anderen Transistoren HA und LB sperren, wird eine entsprechende
Umpolung und demzufolge eine Drehung der Motorwelle in der entgegengesetzten
Richtung erlangt.
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Die
Ansteueranordnung 70 umfasst für die vier Transistoren HA,
HB, LA, LB jeweilige Ansteuerbereiche 82, 84, 86, 88,
die hier ebenfalls nur in symbolhafter Form dargestellt sind und
selbstverständlich
in einer Gesamtschaltung implementiert sein können. Jeder dieser Ansteuerbereiche 82, 84, 86, 88 dient
dazu, den ihm zugeordneten Schalter bzw. Transistor HA, HB, LA und
LB entweder leitend zu schalten (ON_H oder ON_L) oder sperrend zu
schalten (OFF_H oder OFF_L). Dadurch kann beispielsweise einer der
beiden vorangehend beschriebenen Schaltzustände zum Drehen in der einen
oder in der anderen Drehrichtung erlangt werden. Weiter ist es beispielsweise
in Zuordnung zu den beiden Transistoren HA und HB möglich, die
entsprechenden Ansteuerbereiche 82, 84 so auszulegen,
dass sie nicht nur ein- oder ausschalten können, sondern dass eine impulsbreitenmodulierte
Ansteuerung stattfinden kann, so dass durch entsprechende Modulation
des anliegenden Potentials Ub die mittlere an den Anschlussbereichen 78, 80 anliegende
Spannung eingestellt und insofern auch die Drehzahl des Motors 12 beeinflusst
werden kann. Es ist selbstverständlich möglich, diese
Impulsbreitenmodulation (PWM) alternafiv oder zusätzlich auch
bei den Ansteuerbereichen 86, 88 bereitzuhalten.
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Um
den korrekten Betrieb bzw. Funktionalität insbesondere der Brückenschaltung 72 überwachen zu
können,
ist jedem der Anschlussbereiche 78, 80 eine Spannungs-
bzw. Potentialerfassungsanordnung 90, 92 zugeordnet,
durch welche ggf. über
einen entsprechend geeigneten Tiefpassfilter das am jeweiligen Anschlussbereich
anliegende elektrische Potential erfasst oder bestimmt werden kann.
Ferner ist eine Stromertassungsanordnung 94 vorgesehen, durch
welche der über
den Elektromotor 12 fließende Strom am Fußpunkt der
Brückenschaltung 72,
also vor dem Massepotential M ggf. über einen Shuntwiderstand 96 erfasst
werden kann.
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Durch
das Bereithalten der Spannungserfassungsanordnung 90, 92 bzw.
der Stromerfassungsanordnung 94 wird es möglich, die
Funktionalität
der Brückenschaltung 72 zu überwachen.
Sollte beispielsweise diese passiv sein, also keiner der Transistoren
HA, HB, LA und LB leitend sein, so dürfte einerseits kein Strom
fließen,
andererseits müssten
die Anschlussbereiche 78, 80 auf ggf. durch eine
Widerstandsschaltung vorgegebenem elektrischen Potential liegen.
Weist beispielsweise in einem derartigen Zustand der Transistor
HA einen Kurzschluss oder einen niederohmigen Zustand auf, so würde dies
zu einer entsprechenden Änderung
des Potentials am Anschlussbereich 78 führen und auf diese Art und Weise
der Defekt im Bereich des Transistors HA erkennbar werden. Entsprechendes
gilt auch für
die anderen Transistoren. Auch im Betriebszustand des Motors 12,
in dem beispielsweise durch definiertes Leitendschalten der beiden
Transistoren HA und LB eine Drehung in einer bestimmten Richtung
erzeugt werden soll, kann ein Defekt im Bereich der Transistoren
HB und LA durch entsprechende Potentialänderung bzw. eine Änderung
des Gesamtstroms erkannt werden. Wird das Vorliegen eines derartigen Fehlers
beispielsweise im Bereich von einem der Transistoren HA, HB, LA
oder LB erkannt, so kann beispielsweise derjenige Betriebsmodus,
in dem dieser Transistor sperren müßte, für den weiteren Betrieb blockiert
werden, da diese Sperrfunktion des Transistors tatsächlich nicht
mehr realisiert werden kann und insofern ein fehlerhafter Betrieb
zu erwarten ist. Derjenige Betriebsmodus, in dem dieser an sich
defekte, weil beispielsweise kurzgeschlossene Transistor aber leitend
sein soll, kann zur Erfüllung
einer Notlauffunktion bei entsprechender Erzeugung einer Warnung
freigegeben werden, da in diesem Zustand dieser an sich defekte
Transistor ohnehin leitend geschaltet wäre.
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Auf
die vorangehend beschriebene Art und Weise lassen sich bereits im
Vorfeld des Betriebs oder ggf. auch während des Betriebs verschiedene Fehler
erkennen, und es können
Maßnahmen
ergriffen werden, die dafür
sorgen, dass diese erkannten Fehler nicht zu weiteren Problemen
führen
können.
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Problematisch
ist beispielsweise der Zustand, in dem ein im Betrieb des Elektromotors 12 an sich
leitend geschalteter Transistor zerstört wird. Dies wird in der Betriebsphase
nicht erkennbar, da dieser Transistor ohnehin leitend wäre. Es sei
angenommen, dass bei zunächst
leitenden Transistoren HA und LB der Transistor HA in einen derartigen
defekten Zustand übergeht.
Wird nun auf sensorischem Wege erkannt, dass die gewünschte Schaltstellung erreicht
wird oder eine bestimmte Annäherung
vorliegt, so wird im Allgemeinen derart vorgegangen, dass zum möglichst
schnellen Erreichen dieser Schaltstellung nicht nur die beiden Transistoren
HA und LB in einen nicht leitenden Zustand gebracht werden, sondern
durch Gegenbestromung, also Leitendschalten der Transistoren HB
und LA ein Gegenfeld aufgebaut wird und somit eine schnellere Verzögerung erreicht
wird. Dieses Aufbauen eines Gegenfelds, d.h. Bestromen des Motors 12 in
entgegengesetzter Richtung, wäre
bei defektem Transistor HA jedoch nicht mehr in der gewünschen Art
und Weise möglich,
da dieser nicht mehr sperrend geschaltet werden kann. Die Folge
davon ist, dass eine undefinierte, weil im Wesentlichen nur noch
durch Reibeffekte gebremste Anhaltebewegung stattfindet mit der Gefahr,
dass das System sich über
die an sich anzufahrende Ziel-Schaltstellung hinaus bewegt.
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Um
diesem Problem entgegenzutreten nutzt die vorliegende Erfindung
die Funktionalität
der Ansteueranordnung 17 zum definierten Ansteuern der einzelnen
dem Motor 12 zugeordneten Schaltelemente bzw. Transistoren
HA, HB, LA und LB. Dies wird nachfolgend auch mit Bezug auf die
Diagramme der 4 – 6 erläutert.
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Man
erkennt zunächst
in 4 den Zusammenhang zwischen dem Verschiebeweg
der Linearverschiebestange 28 und dem Drehwinkel der Schaltwelle 48 bei
der Durchführung
von Stellvorgängen.
So ist aufgrund der sich ändernden
Hebelverhältnisse
und somit sich ändernden Übersetzungsverhältnissen
im Kraftübertragungsweg
zwischen dem Motor 12 und der Schaltwelle 48 beim Übergang von
der Schaltstellung P zur Schaltstellung R ein vergleichsweise großer Verschiebeweg
der Linearverschiebestange 28 erforderlich, während dann
beim Übergang
zwischen den Stellungen R, N und D deutlich kleinere Verschiebewege
erforderlich sind. Weiterhin erkennt man, dass auch im Drehwinkelbereich der
Schaltwelle 48 die Stellungen P und R deutlich weiter auseinander
liegen, als die Stellungen R, N und D. Dies wird auch aus den Zahlenangaben
der 5 erkenntlich, wobei darauf hingewiesen wird, dass
hier nur ein Ausgestaltungsbeispiel gezeigt ist und selbstverständlich andere
Zusammenhänge
vorgesehen sein können.
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Es
sei nun beispielsweise angenommen, dass bei der Durchführung eines
Stellvorgangs von R nach N ein vorangehend angesprochener Defekt
auftritt und einer der in dieser Phase leitend geschaltenen Transistoren,
also beispielsweise der Transistor HA, defekt wird und in einen
Kurzschluss bzw. niederohmigen Zustand übergeht. Dies wird aufgrund
der Tatsache, dass dieser Transistor ohnehin leitend ist, zunächst nicht
erkennbar. Erst bei Erreichen bzw. Anfahren der Schaltstellung N
und dem Versuch, durch die angesprochenen Bremsmaßnahmen
aktiv für eine
schnellere Abbremsung zu sorgen, wird erkennbar, dass das Bewegungsmuster
der sich bewegenden Komponenten nicht dem Erwarteten entspricht. Insbesondere
wird man erkennen, dass die Schaltwelle 48 sich über die
der Schaltstellung N zugeordnete Drehstellung hinaus bewegen wird,
was einhergeht mit einer entsprechenden über die zugeordnete Verschiebestellung
der Linearverschiebestange 28 hinausgehenden Verschiebung
derselben. Dies wird sensorisch erfasst und es kann somit in der
Ansteueranordnung erkannt werden, dass offensichtlich ein Problem
beim gezielten Anfahren der Ziel-Schaltstellung
N vorliegt. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der kinematischen
Verhältnisse
und der Trägheit auch
beim Erfassen bestimmter Stellungen die Welle des Motors 12 sich
in einem Winkelbereich von etwa 60° drehen wird, bis definitiv
erkannt und festgestellt ist, dass ein entsprechendes Problem vorliegt.
Dies ist in der 6 das über die Stellung N nach unten hinausgehende
Winkelintervall 60°,
welches hier Bezug nimmt auf die Drehung der Motorwelle.
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Um
zu verhindern, dass eine weitere undefinierte Bewegung des Systems
auftritt, wird erfindungsgemäß dann eine
Gegenmaßnahme
eingeleitet, die darin besteht, dass der Motor 12 bzw.
dessen Anschlussbereiche 78, 80 kurzgeschlossen
werden. Im Falle eines defekten Transistors HA erfolgt dieser Kurzschluss
dadurch, dass auch der Transistor HB leitend geschaltet wird, während die
Transistoren LA und LB in einem nicht leitenden Zustand gehalten werden
bzw. in diesen gebracht werden. Es sind in diesem Falle dann beide
Anschlussbereiche 78, 80 miteinander über die
Transistoren HA, HB leitend verbunden, so dass durch Gegeninduktion
in den Wicklungen des sich noch drehenden Motors 12 ein Bremsfeld
aufgebaut wird und der Motor 12 abgebremst wird. Es hat
sich gezeigt, dass diese Abbremsung beginnend ab dem Zeitpunkt,
zu dem der Defekt erfasst worden ist und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden,
etwa einem Drehwinkelbereich der Antriebswelle des Motors 12 von
180° entspricht.
Das heißt,
hinausgehend über
die an sich anzufahrende Ziel-Betätigungsstellung N wird sich
bei Auftreten eines Defekts und bei Ergreifen der erfindungsgemäßen Gegenmaßnahmen
der Motor 12 bzw. dessen Antriebswelle um etwa 240° weiterdrehen,
was jedoch nicht dem gesamten Drehintervall zwischen den Betätigungsstellungen
N und D entspricht. Die Stellung D kann daher nicht vollständig angefahren und
aktiviert werden. Dabei ist hinsichtlich der zu ergreifenden Sicherheitsmaßnahmen
der Übergang von
N nach D der kritischste Übergang,
da der Winkelabstand dieser beiden Stellungen N und D sowohl im
Bereich der Schaltwelle 48 als auch im Bereich der Welle
des Motors 12 der kleinste ist und somit die höchsten Anforderungen
an die Sicherheitsmaßnahmen
stellt. Ist in einer derartigen Ansteuerphase zum Anfahren der Ziel-Schaltstellung
N nicht der Transistor HA, sondern der Transistor LB in einen defekten Zustand übergegangen,
so besteht die dann zu ergreifende Sicherheitsmaßnahme darin, die Transistoren
HA und HB sperrend zu schalten bzw. zu halten, während zusätzlich auch noch der Transistor
LA leitend geschaltet wird und nunmehr die beiden Anschlussbereiche 78, 80 über die
Transistoren LA und LB kurzgeschlossen sind. Auf diese Art und Weise kann
das Abbremsen der Bewegung noch vor Erreichen der nächsten an
sich nicht anzufahrenden Schaltstellung erreicht werden.
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Welches
der beiden Paare 74, 76 von Schalterelementen
dazu genutzt werden soll, den Kurzschluss im Motor 12 zu
erreichen, wird, wie vorangehend beschrieben, davon abhängen, in
welchem ein Defekt aufgetreten ist. Immer dasjenige Paar 74, 76 von
Schalterelementen wird zur Erzeugung eines Kurzschlusses genutzt,
indem ohnehin ein Transistor bzw. Schalterelement kurzgeschlossen
ist bzw. niederohmig ist. In welchem der Paare 74, 76 dies
der Fall ist, kann beispielsweise wiederum durch Überwachung
der Spannungen bzw. Potentiale an den Anschlussbereichen 78, 80 erkannt
werden. Ist beispielsweise bei zunächst leitenden Transistoren
HA und LB der Transistor HA in einen defekten, niederohmigen Zustand übergegangen,
so wird beim Versuch, durch Gegensteuerung den Motor 12 und
somit das gesamte System abzubremsen, also beim Leitendschalten
der Transistoren HB und LA, der Anschlussbereich 78 nicht
auf dem an sich vorgesehenen Potential, also beispielsweise Massepotential sein,
sondern es wird sich ein anderes, im Wesentlichen durch den Kurzschluss
des Transistors HA begründetes
höher liegendes
Potential einstellen. Daraus ist erkennbar, dass ein Defekt im Bereich
des Transistors HA vorliegt. Entsprechendes gilt für den Anschlussbereich 80 und
einen möglichen
Defekt des Transistors LB. Somit kann durch die mit der Überwachung
der Bewegung der verschiedenen Systembereiche einhergehende Überwachung
der Potentiale an den Anschlussbereichen 78, 80 des Motors 12 nicht
nur erkannt werden, dass ein derartiger Fehler vorliegt, sondern
es kann auch erkannt werden, wo ein derartiger Fehler liegt, um
dann die geeigneten Maßnahmen
ergreifen zu können.
Letztendlich könnte
unter der Voraussetzung, dass die wesentliche Fehlerquelle im Bereich
der Transistoren der Brückenschaltung 72 liegt,
auf die Miteinbeziehung der Bewegungserfassung zur Defekterkennung verzichtet
werden. Allein die Überwachung
der Potentiale und ggf. auch des Stroms lässt erkennen, ob bei der an
sich vorzunehmenden oder vorliegenden Beschaltung entsprechende
Systemfehler durch Kurzschluss bzw. einen niederohmigen Zustand
vorhanden sind, so dass auch dann die erforderlichen Maßnahmen
ergriffen werden können.
Das Miteinbeziehen der Bewegungsüberwachung
hat jedoch den weiteren Vorteil, dass auch in anderen Systembereichen
induzierte Fehler, die eine fehlerhafte Ansteuerung der an sich
aber korrekt funktionierenden Transistoren bzw. Brückenschaltung 72 zur
Folge haben, durch eine mit der Vorgabe nicht übereinstimmende Bewegung über eine
bestimmte Ziel-Schaltstellung hinaus erkannt werden können und
somit auch die erfindungsgemäß angegebenen
Gegenmaßnahmen eingeleitet
werden können.