DE2064637C3

DE2064637C3 - Elektrische Steuervorrichtung für Kupplung und Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugantriebes

Info

Publication number: DE2064637C3
Application number: DE2064637A
Authority: DE
Inventors: Willi 7990 Friedrichshafen Kuehnle
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1970-12-31
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2064637A1; DE2064637B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuervorrichtun für Kupplung und Wechselgetriebe eines Fahrzeugantriebes nach der Gattung des Patentanspruches.

Steuereinrichtungen dieser Art haben in aller Regel die Aufgabe, die Kupplung und die Gangschaltung des Fahrzeuggetriebes schrittweise aufeinanderfolgend so zu steuern, daß vor dem Gangwechsel entkuppelt wird, dann der Gang eingelegt und schließlich narh eingelegtem Gang die Kupplung geschlossen wird. Diese Schaltfolge wird üblicherweise am Kupplungsventil und an Gangschaltventilen mit Hilfe von Steuerkreisen ausgeführt, die über Relais Ventile öffnen oder schließen. Die SchaltzeUkonstante der Relais wirkt sich dabei verzögernd auf den gesamten Schaltvorgang aus. Die Baugröße der Relais bestimmt im wesentlichen die Abmessungen der gesamten Schaltungsanordnung,

Eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des vorliegenden Patentanspruches ist gemäß AT-PS 2 62 793 unter Anwendung von Relais bereits bekannter Stand der Technik.

Die Erfindung will davon ausgehend die elektrische Steuerung von Kupplung und Wechselgetriebe eines Fahrzeuges mit kürzeren Schaltzeiten und kleineren räumlichen Abmessungen ermöglichen als es mit den bisher bekanntgewordenen Lösungen der Fall ist.

Die Lösuiig der hier in Rede stehenden Aufgabe erfolgt mit den im Patentanspruch offenbarten Nfitteln der vorliegenden Erfindung.

Zwar ist aus der DE-OS 15 80 643 eine Steuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe bekannt, bei der ebenfalls ein Thyristor 42 (dort als »Festkörper-Thyratron« bezeichnet) als elektronischer Schalter wie ein R-;lais eingesetzt ist. Diese Ausführungsart vermag jedoch dem Fachmann keine Anregung in Richtung auf eine Vorrichtung nach der Erfindung zu geben.

Die wesentlichen Unterschiede der Erfindung gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik aus AT-PS 2 62 793 bestehen darin, daß nicht nur anstelle der don verwendeten Relais in der erfirdungsgernäßen Steuervorrichtung nun Thyristoren vorgesehen sind, sondern daß überdies dort auch klar unterschiedliche Lösungen für den Fachmann bereits aus dem Patentanspruch erkennbar sind.

Der Fortschritt der erfindungsgemäßen Ausführung gegenüber dem obengenannten Stand der Technik besteht darin, daß dort weit mehr Kabelverbindungen und Endschalter erforderlich sind, infolgedessen auch mehr Bauaufwand und Platz nötig ist. Des weiteren ist die Vorrichtung nach der AT-PS 2 62 793 mit zwei Servomotoren auch nicht dafür geeignet, unter Vermeidung des konventionellen H-Schaltweges, der mindestens zwei nacheinander ablaufende Schaltbewegungen erfordert, in gleich kurzer Zeit den Schaltweg abzufahren, wie dies mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung möglich. Dort ist nämlich noch eine gewisse Verzögerung funktionell notwendig und wird schaltungsbedingt sogar angestrebt. Ls handelt sich um eine reine Ablaufsteuerung. Daher muß dort ein Schaltvorgang komplett beendet sein, bevor ein neuer Gangwechsel eingeleitet werden kann.

Solche Lösungen erfüllen nicht die Anforderungen.

denen die erfindungsgemäße elektrische Steuervorrichtung voll gerecht wt den kann:

Es werden nur sehr wenig Kabelverbindungen bzw. Endschalter benötigt. Damit wird die Bauweise preisgünstig, weniger störanfällig und kompakter. Die erfindungsgemäße Losung ermöglicht vor allem aber optimal kurze Schaltzeiten, weil nur eine Bewegung mit den drei Stellungszylindern, die gleichzeitig arbeiten, nöt'g ist. Auch ist es hierbei nicht mehr nötig, bestimmte Zeilen für die Schaliwege einzuhalten bzw. für eine künstliche Verzögerung Sorge zu tragen und außerdem noch bestimmte Positionen anzusteuern bzw. aufzufinden.

Hier kann demgegenüber mit kürzestmöglichen Schaltzeiten gearbeitet und noch während des Ablaufes eines Schaltvorganges ein zweites Programm neu gewählt und eingeleitet werden. Der Speicher hat dabei lediglich die Aufgabe, sich die Ausgangsstellung so lange zu merken, bis die neue Position erreicht ist, dann wird diese information gelöscht.

Mit dieser erfindungsgemäßen Technik werden selbst mit Großgetrieben, bei denen manuelle Schaltung rein kräftemäßig nicht mehr in Frage kommen kann, Schaltzeiten von deutlich unter 0,6 see erreicht. Dies ist

beispielsweise eine Grundvoraussetzung für Schwerlast-Nutzkraftfahrzeuge, welche beim Rückschalten am Berg nicht zum Stehen kommen dürfen, und wie sie von bisher bekanntgewordenen Lösungen nicht erfüllt werden kann. Schließlich ist noch zu beachten, daß mit der erfindungsgemäOen elektrischen Steuervorrichtung sowohl die reine Steuerungsfunktion als auch eine Absicherung gegen Fehlbedienungen oder Störungen erreicht wird.

In der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bieten die Thyristoren ausreichend hohe Schaltströme für die elektromagnetische Betätigung des Kupplungs- und des Gangschültventils, so daß sie die bisher notwendigen Relais ersetzen. Die Steuerstromkreise zum Zünden der Thyristoren arbeiten mit vergleichsweise niedrigen Steuerströmen. Durch Verwenden von Thyristoren anstelle elektromagnetischer Relais ergeben sich kürzere Schaltzeiten. Als Endschalter oder Steuerschalter können hermetisch geschlossene Schwachstromkontakte verwendet werden. Die Baugröße der gesamten Schaltungsanordnung mit Thyristoren ist kleiner als bei Relais.

Bewegliche Teile werden hier vollkommen -vermieden. Dank der weitgehend temperaturbeständigen Ausführbarkeit ist eine Anbringung unmittelbar am Getriebe-Steuerblock möglich, wodurch sich viele weitere Vorteile ergeben.

In der Zeichnung ist in Form eines Wirkschaltplanes ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Steuervorrichtung für Kupplung und Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen dargestellt

Nach der Zeichnung ist ein Schaltkreis I des Kupplungsventils, von dem nur die elektromagnetische Betätigung Ki schematisch dargestellt ist, mit dem Thyristor T\ in Reihe angeordnet.

Ein zweiter Schaltkreis II anstelle einer Elektromagnet-Betätigung, einen Widerstand vor dem Thyristor T₂ aufweisend, ist über den Kondensator K\ mit dem Schaltkreis I gekoppelt. Im dritten Schaltkreis III für das Gangschaltventil, von dem in der Fig. 1 nur die elektromagnetische Betätigung V₂ gezeigt ist, liegt der Thyristor T₃ in Reihe. Jedem dieser Schaltkreise I bis III ist ein Steuerstromkreis zugeordnet.

Der erste Steuerstromkreis Z\ zum Zünden des Thyristors Tj wird am Schalter S\, der auch als Gangschalter bezeichnet wird, bei Leerlauf des Kraftfahrzeuggetriebes über die Lütung Li, die Zündspannung, an den Thyristor 7) geführt. Bei Gangschaltung des ersten oder höherer Gänge ist vom Schalter S\ über Li und Leitung L₃ die Zündspannung an den Thyristor ΤΊ angelegt.

Im zweiter« Steuerstromkreis Z₃, der dem Thyristor T₃ zugeordnet ist. Hegt der Schalter S₂. Der Schalter S₂ ist ein Endschalter am nicht dargestellten Kupplungsventil Vi, der bei ausgerücktem Kupplungsventil den Schalter S₂ aus der Schaltstellung G in die Schaltstellung tflegt, so daß der Steuerstromkreis Z₃ dann geschlossen ist, über den gleichfalls geschlossenen Schalter S₃, der ebenfalls in dem Steuerstromkreis Z₃ liegt.

Der dritte Steuerstromkreis Z₂, der dem Thyristor T₂ zugeordnet ist, weist einen Schalter 53 auf, der den Steuerstromkreis Z₃ unterbricht und den Steuerstromkreis Z₂ schließt, wenn er als Endschalter des Gangschaltventils V₂ nach eingelegtem Gang aus der Stellung B in die Stellung A bewegt, wird.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung der Erfindung ist wie folgt:

Beim Gangwechsel, beispielsweise in den L Gang, wird der Schalter S\ in die Stellung Ga gelegt. Thyristor Γι erhält über L₂ und L₃ seine Zündspannung und geöffnet zum Stromdurchlaß für den Schaltkreis I. Dadurch wird die elektromagnetische Betätigung des Kupplungsventils wirksam. Die Kupplung wird ausgerückt Am Kupplungsventil wird in der Endstellung der Schalter S> von Stellung G in die Stellung H gelegt und der Steuerstromkreis Z₃ geschlossen. Der Thyristor Tj zündet und gibt den Stromfluß durch die elektromagnetiscne Betätigung V₂ des Gangschaltventils frei. Das Gangschaltventil wird umgeschaltet und nach eingelegtem Gang in der Endstellung der Schalter S₃ von Stellung B in die Stellung A gelegt. Dadurch wird der dritte Steuerstromkreis Z₂ geschlossen und der Thyristor T₂ gezündet. Der einsetzende Stromstoß lädt Kondensator K\ auf und löscht mit der Gegenspannung den Thyristor 7]. Dadurch schaltet das Kupplungsventil in die Ausgangsstellung zurück, weil die elektromagnetische Betätigung V₂ keinen Strom mehr erhält. Die Kupplung rückt ein. Schalter S₂ geht dabei in Stellune G, so daß auch Thyristor T₃ ohne Zündspannung ist, jedoch, solange St eingeschallet ist, den Strom für V₂ weiter liefer: Der Gang bleibt eingeschaltet.

Bei erneutem Gangschalten wird der Schaltkreis III unterbrochen, Thyristor T₃ gelöscht und durch V₂ Schalter 53 zurückgeschaltet in Stellung B. Thyristor T₂ löscht. Bei eingeschaltotem neuen Gang beginnt die Schaltfolge in demselben Zyklus mit Zünden des Thyristors 7"|.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektrische Steuervorrichtung für Kupplung und Wechselgetriebe eines Fahrzeugantriebes mit elektrischen Schaltkreisen zum elektromagnetischen Umschalten sowohl einer Gangwählvorrichtung (Vi) üblicher Art, die mit einem elektrischen Wählschalter (Si) ausgerüstet ist, als auch einer Kupplungs-Servobetätigung (Vi) üblicher Art, die mit einem nach dem Ausrücken geschlossenen Endschalters (S₂) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl mindestens ein erster Schaltkreis (III) für die Gangwählvornchtung (Vi) mit dem Wählschalter (S\) und ein zweiter Schaltkreis (I) für die Kupplungs-Servobetätigung (Vi) mit dem Endschalter (Sj) vorhanden ist als auch ein zum Schaltkreis (I) für die Kupplungs-Servobetätigung (Vi) parallel angeordneter dritter Schaltkreis (II) vorhanden ist, der anstelle einer Elektromagnetbetätigung mit einem Widerstand in der Zuleitung und dahinter mit aim Schaltkreis (1) für die Kupplungs-Servobetäiigüng über einen Kondensator (K,) gekoppelt ist, und daß jeder der drei Schaltkreise (I, II und III) durch jeweils einen zugeordneten Thyristor (Ti bzw. Tj bzw. Ti) mit jeweils einem zugeordneten weiteren Stromkreis (Z, bzw. Z₂ bzw. Z)) zum Zünden des Thyristors verbunden ist, wobei der Zündstromkreis (Zi) von dem beim Gangeinschalten geschlossenen Wählschalter (Si) über eine Leitung (Li) sowie einen Widerstand zum Thyristor (Ti) führt und wobei in der Leitung (Li) zwischen dem Widersti'-'d und dem Thyristor (T 1) eine Leitung (Z.)) mit einem gleich starken Widerstand als Verbindung zur Leitung (/-2) des Schaltkreises (III) für die Gangwähivorricht>»ng 'V₂) vor dessen Thyristor (T₁) vorgesehen ist, und uaß schließlich der Zündstromkreis (Z₁) des Schaltkreises (III) für die Gangwahlvorrichtung sowohl mindestens den bei ausgerückter Kupplung über seine Kontakte (C und H) geschlossenen Endschalter (S₂) der Kupplungs-Servobetätigung (Vt) als auch mindestens einen, nach dem Einlegen eines Ganges über seine Kontakte (A und B) vom Zündstromkreis (Z₂) zum Zündstromkreis (Z)) Verbindung herstellenden Endschalter (S3) hat, der an der Gangwählvornchtung (V₂) angebaut ist.