DE1210688B - Elektrische Steuervorrichtung mit einem einen Elektromagneten steuernden Relais zum selbst-taetigen Schalten eines Geschwindigkeitswechsel-getriebes fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Elektrische Steuervorrichtung mit einem einen Elektromagneten steuernden Relais zum selbsttätigen Schalten eines Geschwindigkeitswechselgetriebes für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuervorrichtung mit einem einen Elektromagneten steuernden Relais zum selbsttätigen Schalten eines Geschwindigkeitswechselgetriebes für Kraftfahrzeuge, bei der ein der Motordrehzahl des Fahrzeuges proportionaler Strom zur Erregung der Relaisspule aus den von der Zündmaschine gelieferten Spannungsimpulsen erzeugt wird, durch eine Diodentreiberstufe hindurchfließt und einem Transistorverstärker, der zwischen die Diodentreiberstufe und das Relais geschaltet ist, zugeführt wird, wobei ein Vorspannungswiderstand mit der Diodentreiberstufe und dem Stromkreis der Batterie verbunden ist, um Schwankungen der Batteriespannung unwirksam zu machen, nach Patent 1159 779.
• Mit der im nicht vorveröffentlichten Hauptpatent beschriebenen Steuervorrichtung wurde bereits sichergestellt, daß die Vorrichtung schon bei kleinsten Strommengen aus dem Zündkreis betriebsfähig und von Spannungsschwankungen der Batterie unbeeinflußt bleibt.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent im Sinne einer weiteren Steigerung der Betriebssicherheit zu vervollkommnen, so daß für die Schaltbetätigung die Verwendung eines besonders zuverlässig arbeitenden robusten Relais ermöglicht wird.
• Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Transistorverstärker in an sich bekannter Weise zweistufig ausgebildet ist.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Transistor des zweistufigen Transistorverstärkers mit dem zweiten Transistor sowie mit der Diodentreiberstufe verbunden, so daß, wenn die Motordrehzahl unterhalb eines vorbestimmten Wertes bleibt, der erste Transistor leitend wird und einen Stromfluß durch den zweiten Transistor zu dem Relais verhindert, daß aber, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, der erste Transistor sperrt und Strom durch den zweiten Transistor fließt, um das Relais zu erregen.
• Entsprechend der Ausgestaltung der Erfindung ausgebildete zweistufige Transistorverstärker sind an sich bekannt, weshalb Anspruch 2 ein echter Unteranspruch ist und nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs gilt.
• Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Schnellganggetriebes in der Form eines Schaltbildes mit Treiberstufe, Transistorverstärker und Vorspannungswiderstand.
• In der Zeichnung ist die Primärwicklung 1 der Zündspule des Motors mit einem Ende an dem negativen Pol 2 der Fahrzeugbatterie angeschlossen. Das andere Ende der Primärwicklung 1 ist über einen Kontaktunterbrecher 3, der durch den üblichen Funkenlöschkondensator 4 überbrückt ist, mit dem geerdeten positiven Pol 5 der Batterie verbunden.
• Parallel zu der Primärwicklung 1 liegt ein Begrenzungs- und Filterkreis, der ein Paar Dioden 6, 7 zwischen den Polklemmen 2, 5 und eine Induktivität zwischen einem Punkt zwischen den Dioden 6, 7 und einem Punkt zwischen der Primärwicklung 1 und dem Kontaktunterbrecher 3 aufweist. Mit Hilfe dieses Kreises werden die der Primärwicklung 1 zugeordneten Spannungsimpulse in Impulse von im wesentlichen rechteckiger Form umgewandelt, wobei die raschen Schwingungen, die gewöhnlich dem öffnen des Kontaktunterbrechers 3 folgen, mit Hilfe der Induktivität ß ausgefiltert werden und der Rest der Impulse mit Hilfe der Dioden 6, 7 abgeschnitten wird.
• Der Begrenzungs- und Filterkreis dient dazu, die Stromimpulse einer Dioden-Treiberstufe zuzuführen. Diese besteht aus einem Kondensator 9, dessen eine Seite mit einem Punkt zwischen den Dioden 6, 7 und dessen andere Seite mit einem Punkt zwischen einem Paar von parallelgeschalteten Dioden 10, 11 verbunden ist. Die Diode 10 ist geerdet, während die Diode 11 an einen Kondensator 12 angeschlossen ist, der über einen Widerstand 13 geerdet ist.
• Die Steuervorrichtung weist ferner einen ersten Transistor 14 auf, dessen Basis über einen Widerstand 15 mit einem Punkt zwischen der Diode 11 und dem Kondensator 12 verbunden ist, während sein Kollektorkreis mit der Polldemme 2 der Batterie über einen Widerstand 16 verbunden und sein Emitterkreis über den Widerstand 13 geerdet ist.
• Zwischen die Diode 11 und den Kondensator 12 ist des weiteren ein Widerstand 17 geschaltet, der an einen Punkt eines Potentiometers 18, das zwischen den Polklemmen 2, 5 der Batterie liegt, angeschlossen ist. Der Widerstand 17 hat den Zweck, einen Vorstrom zu führen, welcher dem Strom entgegengerichtet ist, der dem ersten Transistor 14 von der Diodentreiberstufe zufließt und der Motordrehzahl proportional ist. Der Vorteil dieser Gegeneinanderschaltung von Treiberstrom und:Vorstrom liegt darin, daß beide Ströme in gleichem Maße durch Schwankungen der Batteriespannung beeinflußt werden.
• Der Kollektorkreis des ersten Transistors 14 ist des weiteren mit dem Basiskreis eines zweiten Transistors 19 verbunden, dessen Emitterkreis über den Widerstand 13 geerdet ist. Der Kollektorkreis des zweiten Transistors 19 liegt an der Polklemme 2 der Batterie Tiber eine Relaisspule 20, die einen Schalter 20 a steuert, über den die Batterie einem Elektromagneten (oder einer elektromagnetischen Kupplung) Strom zuführt, die das Schnellganggetriebe in Wirkung bringt. Vorzugsweise ist die Relaisspule 20 durch eine Diode 21, wie veranschaulicht, überbrückt.
• Die Anordnung ist so gewählt, daß der Schalter 20 a offensteht, wenn der Motor im -Stillstand - ist. Beim Start des Motors wird der Basis des ersten Transistors 14 eine negative Vorspannung gegeben, so daß er leitend wird und den zweiten Transistor 19 abschaltet. Dadurch wird eine Erregung des Elektromagneten verhindert. Mit dem Ansteigen der Motordrehzahl wächst auch- -der Diodentreiberstufenstrom an und vermindert, da er die dem Vorstrom entgegengesetzte Polarität hat, fortschreitend die Basisspannung des ersten Transistors 14. Bei einer vorbestimmten Drehzahl schaltet der erste Transistor 14 ab, d. h., er sperrt, wodurch der zweite Transistor 19 leitend wird. Sobald der zweite Transistor 19 leitend ist, wird das Potential am Widerstand 13 erhöht, wodurch das Potential am Emitter-Basis-übergang des ersten Transistors 14 weiter absinkt. - Dieser kumulative Effekt stellt sicher, daß der Strom in der Relaisspule 20 schnell auf seinen Maximalwert ansteigt. Der Schalter 20 a schließt dann, so daß der Elektromagnet in Wirkung tritt und das Schnellganggetriebe in Betrieb setzt. Mit dem Abfall der Geschwindigkeit sinkt auch der Diodentreiberstufenstrom entsprechend, bis der zweite Transistor 19 sperrt und die Relaisspule 20 entregt wird, wodurch das Schnellganggetriebe außer Wirkung gebracht wird.
• Es ist wünschenswert, wenn man in der Lage ist; die dem Basiskreis des ersten Transistors 14 zugeführte Spannung in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen zu verhindern, sei es durch eine Steuerung mit Hilfe des Gaspedals oder des Unterdrucks in der Motoransaugleitung. Zu diesem Zweck ist ein Paar von Schaltern 22, 23 vorgesehen, die in Stromkreisen zwischen der Polklemme 5 und voneinander entfernten Punkten am Potentiometer 18 liegen.
• Der Schalter 22 ist normalerweise geschlossen, kann aber durch das Gaspedal geöffnet werden. Der Stromkreis, der diesen Schalter aufweist, enthält einen weiteren Schalter 20 b, der bei Erregung der Relaisspule 20 geschlossen ist und dessen Zweck es ist, eine Unterbrechung des Stromes in der Relaisspule 20 beim Sinken der Motordrehzahl, wenn das Schnellganggetriebe im Eingriff steht, zu verhindern.
• Der Schalter 23 wird nur geöffnet, wenn die Drosselklappe sich ihrer vollständig offenen Stellung nähert. Sie soll verhindern, daß das Schnellganggetriebe in Wirkung gebracht wird, wenn der Motor schwer belastet ist, ehe er nicht eine höhere Drehzahl erreicht hat.
• Ein weiterer Schalter 20 c liegt zwischen dem Potentiometer 18 und der Polklemme 5. Dieser Schalter ist geschlossen, wenn das Relais 20 erregt ist, und sein Zweck gleicht demjenigen des Schalters 20 b, der unwirksam ist, wenn der Schalter 22 offensteht.
• Um zu verhindern, daß sich das Schnellganggetriebe löst, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, wird ein Schalter 24 vorgesehen, der einerseits über den Widerstand 15 an der Basis des ersten Transistors 14 und andererseits an der Polklemme 5 angeschlossen ist. Er ist geschlossen, wenn die Drosselklappe nicht offensteht. Die Basis des ersten Transistors 14 wird daher auf dem positiven Potential der Stromquelle gehalten, und daher bleibt der erste Transistor 14 gesperrt, unabhängig davon, wie niedrig die Drehzahl ist. Ein weiterer Schalter 20 d, der von der Relaisspule 20 betätigt wird, ist in Reihe mit dem Schalter 24 geschaltet.
• In der vorstehenden Beschreibung ist festgestellt worden, daß die positive Polklemme 5 des Systems geerdet ist. Falls es jedoch gewünscht wird, kann auch die entgegengesetzte Anordnung getroffen werden; bei der die negative Polklemme geerdet ist.
• Die Erfindung kann in im wesentlichen gleicher Weise zur Steuerung eines in seiner einen Stufe ins Langsame übersetzenden Zusatzgetriebes oder zur Umschaltung von einer übersetzungsstufe auf eine andere übersetzungsstufe eines' üblichen Getriebekastens verwendet werden. Wenn es erforderlich ist, ein Wechselgetriebe mit mehr als zwei Schaltstellen zu steuern, können zwei oder mehr Diodentreiber= stufen und Transistorpaare verwendet werden, um eine entsprechende Anzahl von Relais zu steuern.

Claims (2)

1. Patentansp=iiche: 1. Elektrische Steuervorrichtung mit einem einen Elektromagneten steuernden Relais zum selbsttätigen . Schalten eines Geschwindigkeitswechselgetriebes für Kraftfahrzeuge, bei der ein der Motordrehzahl des Fahrzeuges proportionaler Strom zur Erregung der Relaisspule aus den von der Zündmaschine gelieferten Spannungsimpulsen erzeugt wird, durch eine Diodentreiberstufe hindurchfließt und einem Transistorverstärker, der zwischen die Diodentreiberstufe und das Relais geschaltet ist, zugeführt wird, wobei. ein Vorspannungswiderstand mit der Diodentreiberstufe und dem Stromkreis der Batterie verbunden ist, um Schwankungen der Batteriespannung unwirksam zu machen, nach Patent 1159 779, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Transistorverstärker in an sich bekannter Weise zweistufig ausgebildet ist.
2. 2. Elektrische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (14) des zweistufigen Transistorverstärkers mit dem zweiten Transistor (19) sowie mit der Diodentreiberstufe (9 bis 11) verbunden ist, so daß, wenn die Motordrehzahl unterhalb eines vorbestimmten Wertes bleibt, der erste Transistor (14) leitend wird und einen Stromfluß durch den zweiten Transistor (19) zu dem Relais (20) verhindert, daß aber, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, der erste Transistor (14) sperrt und Strom durch den zweiten Transistor (19) fließt, um das Relais (20) zu erregen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1044 245, 1059 539; Zeitschrift »Feinwerktechnik«, Nr.12 vom Dezember 1958, S. 420 bis 432.