DE1809021B2

DE1809021B2 - Sicherheitsschaltvorrichtung zur verhinderung schaeden verursachender fehlschaltungen bei elektrisch gesteuerten fahrzeuggetrieben

Info

Publication number: DE1809021B2
Application number: DE19681809021
Authority: DE
Inventors: Artur 8901 Neusäß; Sträub Gerhard; Zaunberger Franz Xaver; 8900 Augsburg Kugler
Original assignee: Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1968-11-15
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE1809021A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltvorrichtung für elektrisch gesteuerte Fahrzeuggeti iebe. die Schaden verursachende Fehlschaltungen infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden Signals, z. B. durch Leitungsbruch oder Bauelementausfall in der Steuereinrichtung, verhindert

Bei betkannten elektrisch gesteuerten Wechselgetrieben (Beschreibungseinleitung der schweizerischen Patentschrift 3 47 716 und der deutschen Auslegeschrift 74 452 sowie der französischen Patentschrift 40 569) erfolgt beim Ausfall des Steuersignals für die Gangschaltung, je nach der Ausführung der Steuerung, entweder ein Zurückschalten in einen niedrigeren Gang als den eben eingeschalteten oder die Zurückschaltung von jeder Fahrgeschwindigkeit aus sofort in den l.Gang. Bei einer noch hohen Fahrzeuggeschwindigkeit werden dann der Wechselgetriebeeingang sowie der Antriebsmotor auf eine so hohe Drehzahl angetrieben, daß ihre Zerstörung eintritt Dieser Gefahrenzustand mit seinen Folgen kann vom Bedienungspersonal nicht rechtzeitig erfaßt und daher auch nicht vermieden werden.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung (schweizerische Patentschrift 3 47 716) schaltet das Wechselgetriebe beim Ausfall des Steuersignals in den Leerlauf. _ infolge der Auftrennung der kraft- bzw. formschlüssigen Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Fahrzeug wird mit dieser Schallmaßnahme das Fahrzeug aber in keinen sicheren Antriebs/usiand geschaltet, sondern das Fahrzeug ist jetzt völlig antriebslos und sich selbst überlassen. Dies kann an Berg- wie auch an Gefällestrecken andere gefährliche Fahrzustände für das gesamte Fahrzeug selbst wie auch für die übrigen Verkehrsteilnehmer ergeben.

Bei einer weiteren bekannten Steuereinrichtung (deutsche Auslegeschriit 12 74 45Z französische Patentschrift 1440569) werden 2 paralEelgeschaltete Steuergeneratoren angeordnet und es wird beim Ausfall eines der beiden Generatoren der gerade eingeschaltete Gang gehalten, während das Hochschalten gesperrt ist, da zu ihm die gemeinsame Leistung beider Generatoren erforderlich ist Geht man nun bei dieser Schaltung, beispielsweise bei einem viergängigen Wechselgetriebe, das sich gerade im Schaltzustand des 3. Gangs befindet von dem Eintritt des Schadensfalls des Ausfalls eines Steuergenerators aus, so wird nun dieser !Gang gehalten und das Hoebschalten in den 4. Gang gesperrt. Vom Ausfall des einen Steuergenerators, dem Halten des 3. Gangs und der Hochschaltsperre erkennt der Fahrer jedoch noch nichts, der Defekt wird für ihn erst erkennbar, wenn ein Hochschalten in den 4. Gang erfolgen soll, aber nicht ausgeführt wird.

Schaltet nun das Wechselgetriebe aus irgendwelchen anderen vcn Fehlern herrührenden Gründen in einen niedrigeren Gang. z. B. in den 2. oder sogar 1. Gang was hierbei nicht versperrt ist, so befindet sich jetzt das Wechselgetriebe in einem Gang, dessen Einschaltung eigentlich verhindert werden sollte und dessen Wirken jetzt die bereits genannten Getriebe- bzw. Antriebsmotorschäden hervorruft Ein Wiederhochschaken in den 3. Gang ist aber durch den bereits vorher vorhanden gewesenen Ausfall eines Steuergenerators gesperrt, der dann auch jetzt erst vom Fahrer bemerkt wird.

Aus diesen gefahrvollen Umständen ergab sich die Aufgabe, eine Sicherheitsschaltvorrichtung zu schaffen, die eine Gangherabschaltung aus den gegebenen Anlässen, einen unsicheren und gefährlichen Fahrzustand sowie eine Getriebe- und Antriebsmotorzerstörung mit Sicherheit verhindert.

Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltvorrichtung für ein abhängig von der Fahrgeschwindigkeit durch einen Drehzahlaufnehmer elektrisch gesteuertes Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen wird zur Verhinderung Schaden verursachender Fehlschaltungen infolge des Ausfalls des die Gangschaltung steuernden Signals bei einem Wechselgetriebe, das einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrükkungskupplung. die beim Gangwechsel geöffnet wird, enthält die Drehzahl der Wechselgetriebeeingangswelle über einen Drehzahlaufnehmer gemessen, der mit einem Notschaltglied zusammenarbeitet das beim Überschreiten üner etwas über der normalen Höchstdrehzahl liegenden Drehzahl der Wechselgetriebeeingangswelle die Umschaltung des Wechselgetriebes in den höchsten Gang mit an sich bekannten Mitteln bewirkt

Besitzt ein Fahrzeuggetriebe jedoch keinen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder wird bei einem Gangwechsel die Überbrückungskupplung nicht geöffnet, so kann der Drehzahlaufnehmer für die Sicherheitsschaltvorrichtung erfindungsgemäß auch die Antriebsmotordrehzahl erfassen.

Ist weder an der Wechselgetriebeeingangswelle noch an der Antriebsmotorwelle ein Drehzahlaufnehmer vorhanden, so gibt nach der weiteren Ausgestaltung der

Gründung ein die Drehzahl der Wechselgetriebeauseaneswelle erfassender Drehzahlaufnehmer sein AusiMißSsignal zusätzlich an eine an sich bekannte SSroentgnippe. die es entsprechend der jeweils emeelegten Gangstufe in ein der Drehzahl der Wfichseigetriebeeingangswelle entsprechendes Signal umformt und an das Notschaltglied weiterleitet Ferner «eben der Drehzahlauinehmer der Wechselgetriebeauslaneswelle und ein ebenfalls die Drehzahl der WechselgetriebeausgangsweHe erfassender Zusatz-

drehzahlaufnehmer ihre identischen Steuersignale an ein an sich bekanntes Steuersignal-Vergleichsgerät das schließlich seinerseits mit dem Notschaltglied verbunden ist und beim Ausfall des Signals eines der beiden Drehzahlaufnehmer der Wechselgetriebeausgangswelle ein Signal an das Notschaltglied abgibt

Hierbei ist es beispielsweise durch die französische Patentschrift 1325886 bekannt die Anpassung eines von der Drehzahl der Getriebeausgang>welle abhängigen elektrischen Signals an die Drehzahl der Getriebe eingangswelle durch einen Generator mit Windungsanzapfungen vorzunehmen, und durch die deutsche Patentschrift 9 31 150 ist es bekannt das drehzahlabhäneise elektrische Signal eines von einer Getriebewelle angetriebenen Steuergenerators durch verschiedenen Getriebeübersetzungen entsprechende Widerstände der Drehzahl einer anderen Getriebewelle anzupassen.

Ausführungsbeispiele der Sicherheitsschaltvorrichtuns nach der Erfindung, die in den Abbildungen schematisch und beispielsweise dargestellt sind, werden anhand dieser Abbildungen genauer erklärt. Dazu zeigt

A b b.l die Anordnung von Drehzahlaufnehmern an einem Fahrzeugantrieb, bestehend aus einem Antriebsmotor einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung und einem unter Last schaltbaren mehrgängigen Wechselgetriebe, die

Abb.2 eine erfindungsgemäße Sicherheitsschaltvorrichtung für ein Viergang-Wechselgetriebe und die

AbbJ eine weitere Ausführungsform der Sicherheitsschaltvonrichtung nach der Erfindung.

In der A b b.l führt der Antrieb vom Antriebsmotor aus durch eine Anlriebsmotorwelle 2. einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 3, der eine Überbrückungskupplung 4 besitzt und eine Wechselgetriebe^- eangswelle 5 zum unter Last schaltbaren mehrgängigen Wechselgetriebe 6 und schließlich durch eine Wechselgetriebeausgangswelle 7 zu den Antriebsrädern des

An cue einzelnen Wellen sind erforderlichenfalls Drehzahlaufnehmer angeschlossen, die die zu erfassende Wellendrehzahl in eine drehzahlproportionale elektrische Spannung umwandeln und abgeben, und

zwar

an die AntriebsmotorweHe 2 ein Drehzahlaufnehmer 8. der auch den Drehzahlmesser am Armaturenbrett speist

an die Wechselgetriebeeingangswelle 5 ein Drehzahlaufnehmer 9,

an die Wechselgetriebeausgangswelle 7 ein Drehzahl- Ci aufnehmer 10 für die Getriebeschaltung und eventuell auch für die Sicherheitsschaltung, sowie ein Zusatzdrehzahlaufnehmer 11, der auch den Fahrtgeschwindigkeitsmesser am Armaturenbrett speist

Bei der Sicherheitsschaltvorrichtung nach der A b b.2 6; wird die Drehzahl der Wechselgetriebeausgangswelle in der Ab b.l durch den Drehzahlaufnehmer 10 erfaßt und seine drehzahlproportionale Spannung den Gang schaltgliedern 14, 15 und 16 zugeführt die Ober dje Schaltschütze 17,18 und 19 und die Magnetventile 2ü, 2t, 22 und 23 den der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Gang einschalten. Der Drehzahlaufnehmer 9 Heien eine der Drehzahl der Wechselgetriebeeingangswshe 5 in der A b b.l proportionale Spannung an ein Notscnaitglied 12. das einen Umschaltschütz 13 betätigt dessen Ruhekontakt beim normalen Betrieb geschlossen ist. Die Ansprechspannung des Notsehaltgliedes 12 »t eu» einen Wert eingestellt der etwas über dem Wert liegt der der beim Normalbetrieb auftretenden Μΐ«^ Drehzahl entspricht Fällt nun das Steuersignal für die Sehaltglieder 14 oder 15 oder 16 aus. z.B. durch den mechanischen Ausfall des Drehzahlaufnehmers 10 selbst, durch einen Drahtbruch in ihm. durch einen Drahtbruch oder durch einen Kurzschluß in den Leitungen vom Drehzahlaufnehmer 10 zu den SchaItgliedem 14,15 und 16 oder durch einen Bauelementausfall in diesen Schaltgliedern selbst so geht entweder nur einer oder es gehen sogar alle; Schallschutz«17 und/oder 18 und/oder 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 Überbrückungskupplung4 m der AbM des hydrodynamischen Drehmomentwandlers,statt ,so wird durch das in Bewegung befindliche Fahrzeug infolge des eingeschalteten niedrigeren Ganges die Wechselgetriebeeingangswelle 5 in der A b b.l nochge trieben. Beim Erreichen des Ansprtchwertes des Notschaltgliedes 12 schaltet dann das Umschaltschutz 13 einen bis dahin eingeschalteten niedrigeren Gang aus und dafür den höchsten Gang, hier den 4_ Gang, em. wodurch die Drehzahl der Wechse getr.ebee.ngangswelle sofort wieder auf einen normalen und z"»<figen Wert gebracht wird. Der Antriebsmotor 1 in der A D d.i Sr! bei diesem Funktionsab.auf infolge der noch geöffneten Überbrückungskupplung 4 und der Etastizi fät des hydrodynamischen Drehmomentwandlers jedoch nur eine unwesentliche Drehzahlste.gerung_;de keinesfalls die maximale Antriebsmotordrehzahl_ ergibt. Findet mit dem Gangwechsel jedoch kein gleichzeiti ges Öffnen der Überbrückungskupplung 4 m der AbW statt so wird durch das in Bewegung befindliche Fahrzeug infolge des eingeschalteten niedrigeren Ganges mit der Wechselgetriebeeingangswelle 5 in,der AbW auch die AntriebsmotorweHe 2 in de ^b WItas zum Ansprechen des Notschaltghedes 12 hochgetne ben Dabei kann beim Fehlen eines von der Wechselgetriebeeingangswelle 5 in der Ab b.l angetriebenen Drehzahlaufnehmers 9 auch ein von der Antnebsmowrwelle 2 in der A b b.l angetriebener ^hzahlaufnehmer 8 verwendet werden, dessen der Antnetamotordrehzahl proportionale Spannung dann dem Notschaltglied

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Die tinscnaiiung des höchsten Ganges im Rahmen dieser Sicherheitsschaltvorrichtung kann durch eine entsprechende Ausbildung des Notsehaltgliedes 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 Sicherheitsschaltvorrichtung nach der A b b.3, bei der weder an der Wechselgetriebeeingangswelle noch an der AntriebsmotorweHe ein Drehzahlaufnehmer vorhanden ist, wird lediglich die Drehzahl der

Wechselgetriebeausgangswelle 7 in der Abb.l durch den Drehzahlaufnehmer 10 erfaßt und seine drehzahlproportionale Spannung den Gangschaltgliedern 14,15 und 16, einer Bauelementgruppe 24 und einem Steuersignal-Vergleichsgerät 25 zugeführt. Die Bauclcmentgruppe 24, die auch an die Magnetventile 21, 22 und 23 angeschlossen ist, bildet ein der Drehzahl der Wechselgetriebeeingangswelle proportionales elektrisches Signal, das dem Notschaltglied 12 zur bereits bei der A b b.2 erläuterten Funktion zugeführt wird.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Sicherheitsschaltvorrichtung ist, daß die Erkennung einer Fehlschaltung und Auslösung der Sicherheitsmaßnahme ohne ein Hochdrehen der Wechselgetriebeeingangswelle bzw. des Antriebsmotors sofort mit der Fehlschaltung erfolgt.

Zur Überwachung des Vorhandenseins eines Steuersignals bzw. zum Schutz gegen seinen Ausfall wird zusätzlich zur Zuleitung des Steuersignals des Drehzahlaufnehmers 10 zum Steuersignal-Vergleichsgerät 25 die identische durch einen Zusatz-Drehzahlaufnehmer 11 erhaltene der Drehzahl der Wcchselgetriebeausgangswclle 7 in der Abb.l proportionale Spannung dem Fahrtgeschwindigkeitsmesser und ebenfalls auch dem bereits genannten Steuersignal-Vergleichsgerät 25 zugeleitet, das beim Ausfall des Steuersignals eines der beiden Ausgangsdrehzahlaufnchmer 10 und 11 auf das Notschallglied 12 zur Einleitung der bereits erläuterten Sicherhcitsschalimaßnahme einwirkt. Somit ist eine dauernde Überwachung beider Drehzahlaufnchmer gegeben.

Es hat sich gezeigt, daß durch die genannte Sicherheitsschaltvorrichtung auch bei verschiedenartiger Anordnung der Drehzahlaufnehmer alle durch der Ausfall des die Gangschaltung steuernden Signals, ζ. Β durch Leitungsbruch oder Bauelementausfall in dei Steuereinrichtung, verursachten Getriebefehlschaltun gen erfaßt und ihre Schäden verursachenden Auswir klingen auf das Wechselgetriebe und den Antriebsmo tor vermieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Sicherheitsschaltvorrichtung für ein abhängig von der Fahrgeschwindigkeit durch einen Drehzahlaufnehmer (IQ) elektrisch gesteuertes Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder der Wechselgetriebeeingangswelle aber Drehzahlaufnehmer (8 und/oder 9) gemessen wird. die mit einem Notschaltglied (12) zusammenarbeiten, das bei Oberschreiten einer etwas Ober der normalen Höchstdrehzahl liegenden Drehzahl der Antriebsmotorwelle bzw. der Wechselgetriebeeingangsweile die Umschaltung des Wechselgetriebes auf den höchsten Gang mit an sich bekannten Mitteln bewirkt
2. Sicherheitsschaltvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehzahl der Wechsefgetriebeausgangswel/e (7) erfassende Drehzahlaufnehmer (10) sein Ausgangssignal zusätzlich an eine an sich bekannte Bauelementengruppe (24) gibt, die es entsprechend der jeweils eingelegten Gangstufe in ein der Drehzahl der Wechselgetriebeeingangswelle (5) entsprechendes Signal umformt und an das Notschaltglied (12) weiterleitet daß ferner der Drehzahlaufnehmer (10) der Wechselgetriebeausgangswelle und ein ebenfalls die Drehzahl der Wechselgetriebeausgangswelle (7) erfassender Zusatzdrehzahlaufnehmer (11) beide ihre identisehen Steuersignale an ein an sich bekanntes Steuersignal-Vergleichsgerät (25) abgeben, und daß schließlich das Steuersignal-Vergleichsgerät (25) seinerseits mit dem Notschaltglied (12) verbunden ist und bei Ausfall des Signals eines der beiden Drehzahlaufnehmer (10 und 11) der Wechselgetriebeausgangswelle ein Signal an das Notschaltglied abgibt.