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Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlern an
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Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen Vberprüfungen von Automatikgetrieben
an Kraftfahrzeugen sind insbesondere in folgenden Fällen erforderlich: 1. Bei Beanstandungen
durch den Kraftfahrzeughalter (Xeparaturannahme).
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2. Zur vorbeugenden Fehlerkennung bei Wartungsdiensten und 3. im
Zuge der Endkontrolle nach der Herstellung des Fahrzeuges.
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Arbeitet ein Automatikgetriebe fehlerhaft, so äußerst sich dies in
der Regel dadurch, daß die automatischen Schaltvorgänge zu falschen Zeitpunkten
ablaufen. Die berprüfung von Automatikgetrieben nach eventuell vorhandenen Fehlern
erfolgte bisher im Betrieb des Fahrzeuges auf der Straße, wobei eine Gefühlsbeurteilung
über Hochschaltungen, Wählhebel-Rückschaltungen, Hochschaltpunkte und Kick-down-Rückschaltungen
durchgeführt wurde.
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Konnte auf diese Weise dennoch keine genaue Zuordnung der Beanstandung
zu einer bestimmten Fehlerquelle erreicht werden, so wurde zusätzlich der Arbeits-,
flodulier- und Reglerdruck geprüft.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, von einer gefühlsmäßigen
Beurteilung der Schaltzeitpunkte abzugehen und diese
unter vertretbarem
Aufwand durch eine exakte Ermittlung der Schaltzeitpunkte zu ersetzen, um so zu
einer optimalen Aussage über den jeweiligen Getriebe zustand zu kommen. Zur Lösung
des Problems wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen,
welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schaltzeiten des Automatikgetriebes
durch Messung der Motordrehzahl ermittelt werden, wobei die Motordrehzahl zum jeweiligen
Schaltzeitpunkt mit der Motordrehzahl unmittelbar vor oder nach dem Schaltzeitpunkt
verglichen wird.
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Die Erfindung geht dabei davon aus, daß sich zum Zeitpunkt des jeweiligen
Schaltvorganges ein deutlich meßbarer Sprung der Motordrehzahl ergibt. Die Schaltzeitpunkte
des Automatikgetriebes sind dadurch in einfacher und vorteilhafter Weise exakt feststellbar,
ohne auf eine gefühlsmäßige Beurteilung des Getriebe zustandes angewiesen zu sein.
Selbstverständlich soll durch die Erfindung nicht ausgeschlossen werden, daß - wie
bisher - zusätzliche Druckprüfungen am Automatikgetriebe vorgenommen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren der Schaltzeitmessung mit Hilfe der
Motordrehzahl läßt sich mit gutem Erfolg bei fahrendem Wagen auf der Straße durchführen.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung erfolgt jedoch die Messung
der Motordrehzahl für die Ermittlung der Schaltzeiten vorzugsweise auf einem Rollenprüfstand.
Hierbei können Rollenprüfstände bekannter Bauart verwendet werden, wobei es jedoch
zweckmäßig ist - um den Straßenverhältnissen möglichst nahe zukommen - wenn die
Schwungmassen des Rollenprüfstandes so groB wie möglich gewählt sind. Es ist aber
auch denkbar, einen vorhandenen Rollenprüfstand durch Anbringung zusätzlicher Schwungmassen
zu ergänzen.
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Durch die im Vorstehenden beschriebene stationäre Messung der Motordrehzahlen
bzw. Schalt zeiten des Automatikgetriebes ergeben sich gegenüber den Messungen im
Fahrbetrieb auf der Straße wesentliche
Vorteile. Beispielsweise
lassen sich im Prüfstand ohnehin vorhandene Messgeräte verwenden. Die fless- oder
Aufzeichnungsgeräte können ferner vorteilhaft außerhalb des Fahrzeuges angeordnet
sein.
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Nsturgemäß bringen Rollenprüfstände im Gegensatz zur Straße, die praktisch
eine unendlich große Schwungmasse besitzt und bei der daher die Messergebnisse im
wesentlichen gleichbleibend sind, unterschiedliche Messeinflüsse und Prüfparameter
mit sich. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um die Prüfstands-Charakteristik,
die verwendete Bremsenart (z.B. Wasserbremse oder Wirbelstrombremse), die Rollenträgheitsmomente
und die Leistungsvorgaben. Diese Einflußgrößen sind bei jedem Rollenprüfstand verschieden.
Um dennoch zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen, wird nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung vorgeschlagen, daß die ermittelten Schaltzeiten des zu untersuchenden
Automatikgetriebes mit den auf demselben Rollenprüfstand unter den gleichen Bedingungen
ermittelten Schaltzeiten eines fehlerfreien Automatikgetriebes verglichen werden.
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In der Praxis sind mehrere Möglichkeiten denkbar, die Getriebeschaltzeiten
über eine Messung der Motordrehzahl zu ermitteln.
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Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich z.B.
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dadurch aus, daß der Drehzahlvergleich zur Ermittlung der Schaltzeit
durch einen am Zündverteiler des Fahrzeugmotors angeordneten Geber durchgeführt
wird, wobei zweckmäßig auf der Zündverteilerwelle des Fahrzeugnotors eine Zahnscheibe
angeordnet ist, die mit einem Geber kooperiert.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Drehzahlvergleich
zur Ermittlung der Schaltzeit durch einen am Eingang des Automatikgetriebes angeordneten
Geber durchgeführt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß der Drehzahlvergleich zur Ermittlung der Schaltzeit durch einen
am Ausgang des Automatikgetriebes angeordneten weber durchgeführt wird. Dieser Gedanke
läßt sich konstruktiv
vergleichsweise einfach dadurch verwirklichen,
daß auf der Abtriebswelle des Automatikgetriebes eine mit einem Geber kooperierende
Zahnscheibe angeordnet ist und daß Zahnscheibe und Geber in das Automatikgetriebe
integriert sind. Die Messwerterfassung ist also einfach durchführbar. Darübephinaus
bietet diese Ausführungsform vorteilhaft die Möglichkeit einer elektrischen Geschwindigkeitsmessung.
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Weiterhin ist es denkbar, den Gedanken einer Anordnung des Gebers
am Ausgang des Automatikgetriebes dadurch praktisch zu verwirklichen, daß an der
Kardanwelle des Fahrzeuges eine mit einem Geber kooperierende Zahnscheibe angeordnet
ist. Diese Ausführungsform ist für vorläufige Untersuchungen geeignet, d.h. bevor
die Zahnscheibe endgültig im Getriebe angebracht wird.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
daß zur graphischen Aufzeichnung des Drehzahlverlaufs über der Zeit an den Geber
ein Einkanal-Linienschreiber angeschlossen ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn
die Zahnscheibe wegen der Impulsabgabe für den Linienschreiber in jedem Fall mindestens
60 Zähne aufweist.
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Im Falle der Anordnung des Gebers am Zündverteiler hat die Zahnscheibe
zweckmäßig 120 Zähne. Ubrigens ist es auch hier denkbar und insbesondere bei Serienfertigung
des Fahrzeuges sehr zweckmäßig, Zahnscheibe mit Geber fest im Zündverteiler einzubauen.
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In der Zeichnung sind zur Veranschaulichung und näheren Erläuterung
der Erfindung Ausführungsbeispiele derselben dargestellt.
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Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Form ein 3-Gang-Autoeatik-Getriebe
für Kraftfahrzeuge im Längaschnitt mit zwei Gebern zur Drehzahlmessung des Motors,
Fig.
2 anhand einer Darstellung entsprechend Fig. 1 ein 4-Gang-Automatikgetriebe bei
dem ebenfalls zur Drehzahlmessung des Motors zwei Geber verwendet werden, Fig. 3
ein Automatik-Getriebe im Querschnitt (teilweise), aus dem Einzelheiten der in Fig.
2 schematisch gezeigten Ausführungsform erkennbar sind, Fig. 4 einen Schnitt längs
der Linie IV-IV in Fig. 3 (um 950 im Uhrzeigersinn gedreht), Fig. 5 einen weiteren
Querschnitt durch ein Automatik-Getriebe, aus dem Einzelheiten über die Anordnung
des zweiten Gebers erkennbar sind und Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie fl-VI
in Fig. 5.
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Nach Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 das Eurbinenrad, 11 das Leitrad und
12 das Pumpenrad des einen Teil des dargestellten Automatik-Getriebes bildenden
hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Der Freilauf des Drehmomentwandlers ist mit
13 beziffert. Die Statorwelle trägt das Bezugszeichen 14, während der Antriebsflansch
mit 15 bezeichnet ist. Die Deckelschale des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
ist durch das Bezugszeichen 16 gekennzeichnet.
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Des Abtriebs-Drehmoment des hydrodynamischen Drehmosantwandlers wird
von dem Turbinenrad 10 über eine Keilverzahnung 17 auf die mit 18 bezifferte Antriebswelle
übertragen. Von dort wird das Drehmoment in einen weiteren Bestandteil des Autoxitik-Getriebe8
eingeleitet, der nach Fig. 2 im wesentlichen durch einen vorderen Planetenradsatz
19 und einen mittleren Planetenradsatz 20 gebildet wird. Weitere wichtige Beßtandtailo
dieses Getriebeteils sind Bremabänder 21, 22 eine Kupplung 23 sowie eine Hohlwelle
24 und eine Zwischenwelle 25.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein mittlerer Planetenradsatz
nicht vorgesehen; hier hat man sich auf einen vorderen und einen hinteren Planetenradsatz
19 bzw. 26 und damit auf drei Gänge beschränkt.
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Von dem Getriebeteil 19 bis 23 gelangt das Drehmoaent nach entsprechender
Umwandlung über die Hohlwelle 24 bzw. die Zwischenwelle 25 in einen weiteren Getriebeteil,
der als wesentliche Elemente einen hinteren Planetenradsatz 26, ein Bremsband 27
und eine Kupplung 28 aufweist. Ein Freilauf ist mit 29 bezeichnet.
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Den Abtrieb des gesamten von einem Gehäuse 30 umschlossenen Automatik-Getriebes
bildet schließlich eine Welle 31, die in üblicher und daher nicht näher gezeigter
Weise mit der Kardanwelle des Kraftfahrzeuges verbunden ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 weist nun ein mit 32 bezeichnetes
Rad des vorderen Planetenradsatzes 19 eine Außenverzahnung 33 auf, die mit einem
schematisch angedeuteten ersten Geber 34 kooperiert. Ein mit 35 bezeichneter zweiter
Geber arbeitet mit einem auf der Abtriebswelle 31 drehfest angeordneten Zahnrad
36 zusammen.
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Durch den zwischen den Gebern 34 und 35 auftretenden Schlupf kann
die Motordrehzahl vor bzw. nach einem Schaltvorgang des Getriebes und damit der
Schaltzeitpunkt desselben selbst ermittelt werden.
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Bei dem Getriebe nach Fig. 2 handelt es sich um ein Viergang-Getriebe,
während das in Fig. 1 gezeigte Getriebe nur drei Gänge zur Verfügung hat. Bei dem
Getriebe nach Fig. 1 fehlt daher der in Fig. 2 mit 20 bezeichnete mittlere Planetenradsatz.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein mit 37 bezeichnetes Rad
mit einer Außenverzahnung 38 versehen, die mit einem ersten Geber 39 zusammenarbeitet.
Ein zweiter Geber ist ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet
und angeordnet und trägt entsprechend die gleichen Bezugszeichen. Auch bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 wird die Motordrehzahl vor bzw nach dem
Schalten des
Getriebes mittelbar durch den Schlupf gemessen, der zwischen den beiden Gebern 39
und 35 auftritt.
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Aus Fig. 3 und 4 geht nun im einzelnen hervor, daß der erste Geber
39 am Getriebegehäuse 30, dieses dabei in einer Ausnehmung 40 durchsetzend, mittels
einer Schraube 41 befestigt ist. Die Schraube 41 ist in ihrem Gewindebereich gegenüber
der Getriebewand 30 abgedichtet. Die Abdichtung des Gebers 39 gegenüber der Getriebewand
erfolgt durch einen 0-Ring 42.
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Fig. 4 macht weiterhin die Ausbildung und Anordnung des mit dem ersten
Gebers 39 kooperierenden Getrieberades 37 deutlich. Es handelt sich hierbei um ein
Planetenrad, welches mit den Kupplungslamellen 23 in Eingriff steht. Eine radiale
Verlängerung 43 bildet das mit dem ersten Geber 39 kooperierende außenverzahnte
Gegenstück.
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Fig. 5 und 6 veranschaulichen nun im einzelnen die Ausbildung und
Anordnung des zweiten Gebers 35, die ja bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und
2 identisch ist. Wie Fig. 5 und 6 zeigen, ist der zweite Geber 35 in ähnlicher Weise
wie der erste Geber 39 am Getriebegehäuse 30 befestigt und gegenüber diesem abgedichtet,
so daß sich hierzu eine nähere Erörterung erübrigt.
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Auf der Abtriebswelle 31 des Getriebes ist eine Scheibe 36 drehfest
angeordnet, die eine Außenverzahnung 44 aufweist. Die Außenverzahnung 44 der Zahnscheibe
36, die mit der Drehzahl der Abtriebswelle 31 umläuft, kämmt auf die beschriebene
Weise mit dem zweiten Geber 35.