DE1809021A1

DE1809021A1 - Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schaeden verursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw.elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben

Info

Publication number: DE1809021A1
Application number: DE19681809021
Authority: DE
Inventors: Artur Kugler; Gerhard Straub; Zaunberger Franz Xaver
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1970-09-17
Also published as: DE1809021B2

Description

Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schäden verursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw. elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben Die Erfindung beßzieht sich auf eine Sicherheitsschaltung für elektrisch bzw. elektronisch gesteuerte Fahrzeuggetriebe, die schäden verursachende Fehlschaltungen infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden Signals, z.B. durch Leitungsbruch oder Bauelementausfall in der Steuereinrichtung, verhindert.
Bei elektrisch oder elektronisch gesteuerten Getrieben erfolgt beim Ausfall des Steuersignals für die Gangschaltung ein Zurickschalten in einen niedrigeren Gang als den eben eingeschalteten, bei vollautomatisch gesteuerten Getrieben erfolgt die Zurückschaltung von jeder Fahrgeschwindigkeit aus gleich in den 1. Gang.
Bei einer noch hohen Fahrzeuggeschwindigkeit werden dann der Schaltgetriebeeingang sowie der Antriebsmotor auf eine so hohe Drehzahl angetrieben, daß ihre Zerstörung eintritt. Dieser Gefanrenzustand mit seinen Folgen kann vom Bedienungspersonal nicht rechtzeitig erfaßt und daher auch nicht vermieden werden.
Aus diesen gefahrvollen Umständen ergab sich die Aufgabe, eine icherheitsschaltung zu finden, die eine Gangherabschaltung aus den gegebenen Anlässen und somit eine Getriebe- und .totorzerstörung verhindert.
Bei der erfindungsgemäßen mechanisch-elektrischen Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schäden serursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw. elektrontsch gesteuerten Fahrzeuggetrieben infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden Signals wirkt bei einem Getriebe, das einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung, die beim Gangwechsei geöffnet wird, enthält, die drehzahlproportionale Spannung eines die Drehzahl der Schaltgetriebeeingangswelle erfassenden Drehzahlaufnehmem auf ein Schaltglied ein, das beim Uberschreiten einer vorbestimmten Spannung einen niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet. Die vorbestimmte Spannung entspricht dabei einer Drehzahl, die etwas über der Drehzahl liegt, die beim Tormalbetrieb als maximale Drehzahl auftritt.
Besitzt ein Fahrzeuggetriebe jedoch keinen hydrodynzzischnr! Drehmomentwandler oder wird bei einem Ganechselgetriebe die Wandlerüberbrückungskupplung nicht geöffnet, so kann der Drehzahl aufnehmer für die Sicherheitsschaltung erfindungsgemäß auch die Motordrehzahl erfassen.
Zu einer erfindungsgemäßen rein elektrischen Sicherheitsechaltung, die auch anwendbar ist, wenn weder an der Schaltgetriebeeingangswelle noch am Motor ein Drehzahlaufnehmer vorhanden ist, wird die drehzahlproportionale Spannung eines die Drehzahl der Schalteetriebe-dbtri Ibswelle erfassenden Drehzahlaufnehme in einer Bauelementgruppe in Abhängigkeit vom eingeschalteten Gaze in eine der Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle proportionale Spannung umgewandelt und wirkt dann wiederum auf ein Schaltglied ein, das beim überschreiten einer vorbestimmten Spannung eiren niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet.
Zur Sicherung gegen den Ausfall des Steuersignals wirken hierbei erfindungsgemäß die Spannung des Drehzahlaufnehmers an der Schaltgetriebe-Eingangswelle mit einer gleichen Spannung eines zweiten an der Schaltgetriebe-Eingangswelle befindlichen Drehzahlaufnehmers auf ein weiteres Schaltglied ein, das beim Ausfall einer der beiden drehzahlproportionalen Spannungen einen niedrigeren Gang und den höchsten Gang einschaltet.
Die Erfindung, die in den Abbildungen schema such und beispielsweise dargestellt ist, sei auch anhand dieser Abbildungen genauer erklirt. Dazu zeigt die Abb. 1 die an sich bekannte Anordnung von Drehzahlaufneh;zern an einem Fahrzeuggetriebe, bestehend aus einem Motor, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung und einem unter Last schaltbaren M@hrg@n@-Stufengetriebe, die Wbb. 2 eine elektrisch-mechanische Sicherheitsschaltung und die Abb. 3 eine rein elektrische Sicherheitsschaltung.
In der Abb. 1 f;ihrt der Antrieb vom Notor 1 auo durch JIG Motorwelle 2, den hydrodynamischen Drehmomentwandler 3, der die Uberbrückungskupplung 4 besitzt, und die Getriebeeingangswelle 5 zum unter Last schaltbaren Mehrgang-Stufengetriebe 6 und schließlich durch die Getriebeabtriebswelle 7 zu den Antriebsr.idern des Fahrzeugs.
An die einzelnen Wellen sind erforderlichenfalls Drehzahlaufnehmer angeschlossen, die die zu erfassende Wellendrehzahl in eine drehzahlproportionale elektrische Spannung unwandelIi und abgeben, und zwar an die Motorwelle 2 ein Drehzahlaufnehmer 8, der uc! den Drehzahlmesser am Armaturenbrett speist, an die Getriebeeingangswelle 5 ein Drehzahlaufnehmer 9, an die Getriebeabtriebswelle 7 ein Drehzahlaufnehmer 10 für die «etriebeschaltung und eventuell auch für die Sicherheitsschaltung, sowie ein weiterer Drehzahlaufnehmer 11, der auch den Fahrtge6chwindigkeitsmesser am Armaturenbrett speist.
Bei der elektrisch-mechanischen Sicherheiteschaltung nach der Abb. 2 wird die Drehzahl der Schaltgetriebe-Abtriebswelle (7 in der Abb. 1) durch den Drehzahlaufnehmer 10 erfaßt und seine drehzahlproportionale Spannung den Gangschaltgliedern 14 .. 16 zugeführt, die über die Schaltschütze 17 ... 19 und die Magnetventile 20 ... 23 den der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Gang einschalten. Der Drehzahlaufnehmer 9 liefert eine der Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle (5 in der Abb. 1i proportion. Spannung an das Schaltglied 12, das den Umschaltschütz 13 betätigt, dessen Ruhekontakt beim geordneten Betrieb geschlossen ist. Die Ansprechspannung des Schaltgliedes 12 ist auf einen Wert eingestellt, der etwas über dem Wert liegt, der der beim Normalbetrieb auftretenden Maximal-Drehzahl entspricht. Fällt nun das Steuersignal für die Schaltglieder 14 ... 16 aus, z.B. durch den mechanischen Ausfall des Drehzahlaufnehmers 10 selbst, durch einen Draht bruch in ihm, durch einen Draht bruch oder durch einen Kurzschluß in den Leitungen vom Drehzahlaufnehmer 10 zu den Schaltgliedern 14 . 16 oder durch einen Bauelementausfall in diesen Schaltgliedern selbst, 90 geht entweder nur einer oder es gehen gar alle Schaitschütze 17 .. 19 in ihre Ruhelage, wodurch ein niedrigerer als zur momentanen Fahrgeschwindigkeit gehörender Gang eingeschaltet wird.
Findet mit diesem Gangwechsel gleichzeitig ein Öffnen und zeitverzögertes Schließen der eventuell geschlossenen Wandlerdberbrückungskupplung (4 in der Abb. 1) statt, so wird durch das in Bewegung befindliche Fahrzeug infolge des eingeschalteten niedrigeren Ganges die Schaltgetriebe-Eingangswelle (5 in der Abb. 1) hochgetrieben. Beim Erreichen des Ansprechwertes des Schaltgliedes 12 schaltet dann das Umschaltrelais 13 einen bis dahin eingeschalteten niedrigeren Gang aus und dafür den höchsten Gang, hier den 4. Gang, ein, wodurch die Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle sofort wieder auf einen normalen und zulässigen Wert gebracht wird. Der Antriebsmotor (1 in der Abb. 1) erfährt bei diesem Funktionsablauf infolge der noch geöffneten Wandlerberbrückungskupplung und der Elastizität des Wandlers jedoch nur eine unwesentliche Drehzahlsteigerung, die keinesfalls die maximale Motordrehzahl ergibt.
Findet mit dem Gangwechsel jedoch kein gleichzeitiges Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung (4 in der Abb. 1) statt, so wird durch das in Bewegung befindliche Fahrzeug infolge des eingeschalteten niedrigeren Ganges mit der Schaltgetriebe-Eingangswelle (5 in der Abb. 1) auch die Motorwelle (2 in der Abb. 1) bis zum Ansprechen des Schaltgliedes 12 hochgetrieben. Dabei kann beim Fehlen eines von der Schaltgetriebe-Eingangswelle (5 in der Abb. 1) angetriebenen Drehzahlaufnehmers 9 auch ein von der Motorwelle (2 in der Abb. 1) angetriebener Drehzahlaufnehmer 8 verwendet werden, dessen der Motordrehzahl proportionale Spannung dann dem Schaltglied 12 zugeführt wird.
Die Einschaltung des höchsten Gangs im Rahmen dieser Sicherheitsschaltung kann durch eine entsprechende Ausbildung des Schaltgliedes 12 wahlweise solange erhalten bleiben, bis entweder eine Fahrgeschwindigkeit erreicht ist, bei der auch der niedrigste Gang wieder eingeschaltet werden darf, oder bis die Versorgungsspannung für die Schaltglieder 12, 14, 15 und 16 abgeschaltet wird.
Bei der rein elektrischen Sicherheitsschaltung nach der Abb. 3, bei der weder an der Schaltgetriebe-Eingangswelle noch am Motor ein Drehzahlaufnehmer vorhanden ist, wird lediglich die Drehzahl der Schaltgetriebe-Abtriebswelle (7 in der Abb. 1) durch den Drehzahlaufnehmer 10 erfaßt und seine drehzahlproportionale Spannung den Gangschaltgliedern 14 .. 16, einer Bauelementgruppe 24 und einer Bauelementgruppe 25 zugeführt. Die Bauelementgruppe 24, die auch an die Magnetventile 21 . 23 angeschlossen ist, bildet ein der Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle proportionales elektrisches Signal, das dem Schaltglied 12 zur bereits bei der Abb. 2 erläuterten Funktion zugeführt wird.
Zur Uberwachung des Vorhandenseins eines Steuersignals bzw. zum Schutz gegen seinen Ausfall wird die durch einen Drehzahlaufnehmer 1 erhaltene der Drehzahl der Schaltgetriebe-Abtriebswelle (7 in der Abb. 1) proportionale Spannung dem Fahrtgeachwindigkeitsmesser und auch der bereits genannten Bauelementgruppe 25, dem Steuersignal-Uberwachungsgerät, zugeleitet, das beim Ausfall des Steuersignals aus den bereits genannten Gründen auf das Schaltglied 12 zur Einleitung der bereits erläuterten Sicherheitsschaltmaßnahme einwirkt.
Somit ist eine dauernde Sberwachung beider Drehzahlaufnehmer gegeben.
ird jedoch für die Getriebesteuerung und den Fahrtgeschwindigkeitsmesser ein einziger Drehzahlaufnehmer gemeinsam verwendet, so ist die eben genannte Signalüberwachung nicht ausführbar. In diesem Falle ist es dann erforderlich, die Leitungen durch entsprechend elektrische Schaltmaßnahmen auf Bruch und Kurzschluß so zu überwachen, daß bei einem Ausfall des Steuersignals ebenfalls der höchste Gang eingeschaltet wird.
Ein wesentlicher Vorteil dieser rein elektrischen Sicherheitsschaltung ist, daß die Erkennung einer Fehlschaltung und Auslösung der Sicherheitsmaßnahme ohne ein Hochlaufen des Getriebeeingangs bzw. des Antriebsmotors sofort mit der Fehlschaltung erfolgt.
Es hat sich gezeigt, daß durch die genanntenSicherheitsschaltungen auch bei verschiedenartiger Anordnung der Drehzahlaufnehmer alle durch den Ausfall des Steuersignals verursachten Getriebefehlschaltungen erfaßt und ihre Schäden verursachenden Auswirkungen auf das Getriebe und den Antriebsmotor vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRCHE

1.) Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schäden verursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw. elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden SiL=als, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionale Spannung eines die Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle erfassenden Drehxahlaufnehmers auf ein Schaltglied einwirkt, das bein berschreiten einer vorbestimmten Drehzahl einen niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet.

2.) Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schäden verursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw. elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben infolge des Ausfalls deq die Gangschaltung steuernden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionale Spannung eines die Motordrehzahl erfassenden Drehzahlaufnehmers auf ein Schaltglied einwirkt, das beim Jberschreiten einer vorbestimmten Drehzahl einen niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet.

3.) Sicherheitsschaltung zur Verhinderung Schäden verursachender Fehlschaltungen bei elektrisch bzw. elektronisch gesteuerten Fahrzeuggetrieben infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionale Spannung eines die Drehzahl der Schaltgetriebe-Abtriebswelle erfassenden Drehzahlaufnehmersin in einer 3auelementgruppe in Abhängigkeit vom eingeschalteten Gang in eine der Drehzahl der Schaltgetriebe-Eingangswelle proportionale Spannung umgewandelt wird und auf ein Schaltglied ein wirkt, das beim oberschreiten einer vorbestimmten Drehzahl einen niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet.

4.) Sicherheitsschaltung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionalen Spannungen zweier die Drehzahl der Schaltgetriebe-Abtriebswelle erfassenden Drehzahl aufnehmer auf ein Schaltglied einwirken, das beim Ausfall einer der beiden drehzahlproportionalen Spannungen einen niedrigeren Gang aus- und den höchsten Gang einschaltet.

Leerseite