DE3818007A1 - Elektronische steuereinrichtung fuer eine antriebsanlage - Google Patents

Elektronische steuereinrichtung fuer eine antriebsanlage

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinrichtung für eine Antriebsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche Steueranlage ist aus der DE-OS 33 13 688 bekannt. Die bekannte Steuereinrichtung überwacht rotierende Teile der Antriebsanlage nicht nur wenn die Teile rotieren, sondern auch wenn diese rotierbaren Teile im Stillstand sind. Dadurch können Fehler ermittelt werden, noch bevor die Antriebsanlage in Betrieb genommen wird. Wenn die Steuereinrichtung einen Defekt in der Antriebsanlage feststellt, schaltet sie von einem Hauptprogramm auf ein Notprogramm um, so daß dann die Antriebsanlage je nach Fehlerart mit dem Notprogramm anstatt mit dem Hauptprogramm betrieben werden kann. Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist eine völlig andere. Bei Antriebsanlagen von Kampffahrzeugen erfolgt die Steuerung des Dieselmotors der Antriebsanlage über einen Hauptregler in Abhängigkeit vom Gaspedal und gleichzeitig in Abhängigkeit von weiteren Parametern des Motors wie z.B. Drehzahl, Drehmoment, Ladeluft und Temperatur. Ferner ist ein Notregler vorgesehen, welcher automatisch die Steuerung des Motors übernimmt, wenn der Hauptregler ausfällt. Der Notregler enthält nur die für einen Notbetrieb mit beschränkter Funktion erforderlichen Elemente. Mit dem Notregler kann nur innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches mit dem Fahrzeug gefahren werden und bei dem Notregler treten größere Abweichungen der Regelsignale von einem Sollwert auf. Dadurch treten Unterschiede der Fahrgeschwindigkeit selbst dann auf, wenn der Fahrer das Gaspedal in einer konstanten Stellung hält. Dadurch hat der Fahrer Probleme, das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit zu fahren. Beim Notbetrieb mit dem Notregler können auch nicht mehr alle Gänge des Gangwechselgetriebes der Antriebsanlage benutzt werden, sondern nur noch einer oder wenige untere Gänge. Dadurch ist der Fahrkomfort für den Fahrer des Fahrzeuges bei Notbetrieb relativ zu Normalbetrieb mit Hauptregler stark reduziert. Auch ermöglicht der Notregler keinen so geringen Brennstoffverbrauch wie der Hauptregler.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Notbetrieb mit dem Notregler ungefähr den gleichen Fahrkomfort zu erzielen wie bei Hauptbetrieb mit dem Hauptregler. Ferner soll durch die Erfindung der Brennstoffverbrauch bei Notbetrieb reduziert, und der bei Notbetrieb mögliche Fahrgeschwindigkeitsbereich erweitert werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt
eine schematische Darstellung einer bevorzugten Aus­ führungsform einer elektronischen Steuereinrichtung für eine Antriebsanlage gemäß der Erfindung.
Die in der Zeichnung dargestellte Antriebsanlage 2 enthält einen Verbrennungsmotor 4, vorzugsweise einen Dieselmotor, ein unter Last schaltbares Gangwechselgetriebe 6, einen beide miteinander verbindenden hydrodynamischen Drehmomentwandler 8 mit einer Überbrückungskupplung 10, mit welcher der Drehmomentwandler 8 überbrückbar ist. Das Gangwechselgetriebe 6 hat eine es mit dem Drehmomentwandler 8 verbindende Eingangswelle 12 und eine Abtriebswelle 14 zum Antrieb eines nicht dargestellten Fahrzeugelementes, beispielweise Kettenräder für den Antrieb der Ketten eines Kettenfahrzeuges, insbesondere Panzers, oder die Räder eines Radfahrzeuges, oder der Propeller eines Schiffes.
Die elektronische Steuereinrichtung 20 für die Antriebsanlage 2 enthält eine Motorsteuereinrichtung 22 mit einem Hauptregler 24 und einem Notregler 26, sowie eine Getriebesteuereinrichtung 28, einen Geschwindigkeitseinsteller 30 in Form eines Gaspedals, ein Hauptstromnetz 32 und ein Notstromnetz 34. Das Hauptstromnetz 32 hat einen von einer Motorwelle 36 angetriebenen Hauptgenerator 38 und mindestens eine Batterie oder Akkumulator 40. Das Notstromnetz 34 hat einen ebenfalls von der Motorwelle 36 angetriebenen Notgenerator 42 und mindestens eine Batterie oder Akkumulator 44. Sowohl das Hauptstromnetz 32 als auch das Notstromnetz 34 ist über elektrische Leitungen 46 und 48 an die Getriebesteuereinrichtung 28, den Hauptregler 24 und den Notregler 26 der Motorsteuereinrichtung 22 angeschlossen. Es werden nicht beide Stromnetze 32 und 34 gleichzeitig benutzt, sondern bei Normalbetrieb wird nur das Hauptstromnetz 32 benutzt, und bei einem Betriebsausfall des Hauptstromnetzes 32 wird automatisch auf das Notstromnetz 34 umgeschaltet. Die Umschaltung erfolgt in der Getriebesteuereinrichtung 28 und in der Motorsteuereinrichtung 22 unabhängig voneinander, je nach dem, ob das Hauptstromnetz 32 insgesamt oder nur bei der einen oder anderen Einrichtung 28 und/oder 22 ausfällt. Die Getriebesteuereinrichtung 28 steuert nicht nur die Gangschaltvorgänge des Gangwechselgetriebes 6, sondern bewirkt auch das Einkuppeln und Auskuppeln der Überbrückungskupplung 10. Hierzu steuert die elektronische Getriebesteuerschaltung 28 über eine elektrische Leitung 50 ein Stellglied 52, welches in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal der Steuereinrichtung 28 auf der elektrischen Leitung 50 die Ölzufuhr von einer Ölquelle 54 über eine Leitung 56 zur Überbrückungskupplung 10 steuert und dadurch die Überbrückungskupplung 10 entweder öffnet oder schließt.
Die elektronische Getriebesteuereinrichtung 28 ist über elektrische Leitungsstränge 60, 62 und 64, in dieser Reihenfolge mit dem Gangwechselgetriebe 6, dem Hauptregler 24 und dem Notregler 26 der elektronischen Motorsteuereinrichtung 22 verbunden. Die Pfeile dieser Leitungen bedeuten, daß auf ihnen Signale in beiden Leitungsrichtungen übertragen werden. Der Hauptregler 24 und der Notregler 26 sind außerdem über elektrische Leitungsstränge 68 und 70 zum bidirektionalen Signalaustausch mit zu steuernden und/oder Informationen liefernden Elementen 72 des Motors 4 verbunden. Das Gaspedal 30 ist mit einem Positionsindikator 74 versehen, welcher über eine elektrische Leitung 76 dem Hauptregler 24, und über eine elektrische Leitung 78 dem Notregler 26 Signale in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Gaspedals 30 übermittelt.
Die Getriebesteuereinrichtung 28 enthält einen, in der Zeichnung schematisch angedeuteten, Mikroprozessor 80 und ein Hauptprogramm zur Steuerung des Gangwechselgetriebes 6 und der Überbrückungskupplung 10 bei Normalbetrieb, sowie ein Notprogramm zur Steuerung des Gangwechselgetriebes 6 und der Überbrückungskupplung 10 bei Notbetrieb.
Der Hauptregler 24 und der Notregler 26 der Motorsteuereinrichtung 22 dienen zur Einstellung und Regelung des Motors 4 in Abhängigkeit von der jeweiligen Einstellung des Geschwindigkeitseinstellers oder Gaspedals 30 und in Abhängigkeit von weiteren Betriebsdaten wie z. B. Drehzahl, Drehmoment, Ladeluft und Temperatur des Motors 4 und in Abhängigkeit von Betriebsdaten des Gangwechselgetriebes 6, des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 und der Überbrückungskupplung 10 wie z.B. deren Eingangs- und Ausgangs-Drehzahlen, Drehmomente und Temperaturen. Der Notregler 26 ist nicht gleichzeitig mit dem Hauptregler 24 in Betrieb, sondern wird nur bei einem Betriebsausfall des Hauptreglers 24 automatisch eingeschaltet und übernimmt dann dadurch die Regelaufgaben des Hauptreglers 24. Der Hilfsregler 26 ist im Vergleich zum Hauptregler 24 "billiger" ausgebildet, also einfacher und mit weniger Bauelementen, und hat dadurch im Vergleich zum Hauptregler 24 ein Funktionsdefizit. Dieses Funktionsdefizit kann darin bestehen, daß bei Betrieb mit dem Notregler 26 starke und wechselnde Abweichungen der eingestellten Fahrgeschwindigkeit auftreten, auch wenn das Fahrpedal 30 in einer konstanten Position gehalten wird. Dadurch ist es für den Fahrer des mit einer solchen Anlage ausgerüsteten Fahrzeuges schwierig, eine konstante Fahrgeschwindigkeit zu halten. Ein weiteres Funktionsdefizit kann darin bestehen, daß der Motor nur noch in einem reduzierten Geschwindigkeitsbereich und das Gangwechselgetriebe 6 nur noch in einer reduzierten Anzahl von Gängen benutzt werden kann. Ein weiteres Funktionsdefizit kann darin bestehen, daß der Notregler 26 nicht bezüglich geringstem Brennstoffverbrauch des Motors 4 optimiert ist. Dies ist ein Funktionsnachteil für die Antriebsanlage 2, falls diese Funktionsnachteile nicht anderweitig ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich ist gemäß der Erfindung dadurch gegeben, daß die Getriebesteuereinrichtung 28 und deren Notprogramm auf das Funktionsdefizit des Notreglers 26 abgestimmt sind, in der Weise, daß der durch das Funktionsdefizit gegebene Funktionsnachteil der Antriebsanlage 2 mindestens teilweise wieder aufgehoben wird. Für diesen Zweck sind die Motorsteuereinrichtung 22 und die Getriebesteuereinrichtung 28 elektrisch miteinander verbunden, derart, daß beim Einschalten des Notreglers 26 automatisch auch das Notprogramm der Getriebesteuereinheit 28 eingeschaltet wird. Dadurch kann das Funktionsdefizit des Notreglers 26 mindestens teilweise kompensiert werden. Diese Kompensation durch das Notprogramm der elektronischen Getriebesteuereinrichtung 28 ist wesentlich billiger als die Verwendung von zwei Hauptreglern 24 anstelle eines Hauptreglers 24 und eines Notreglers 26.
Die elektronische Getriebesteuereinrichtung 28 und ihr Notprogramm sind so ausgebildet, daß die Getriebesteuereinrichtung 28 über das Betätigungselement 52 die Überbrückungskupplung 10 automatisch öffnet und in geöffnetem Zustand hält, wenn der Notregler 26 und das Notprogramm eingeschaltet werden. Vorzugsweise ist das Notprogramm derart gestaltet, daß die Überbrückungskupplung 10 auch bei Notbetrieb geschlossen wird, jedoch nur dann, wenn und solange die Drehzahl des Motors 4 und des Getriebes 6 einen Mindestwert übersteigen. Dadurch kann, wenn bei Notbetrieb mit höherer Geschwindigkeit gefahren wird, die Überbrückungskupplung 10 geschlossen werden, um einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen und um Brennstoff zu sparen. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten wirken sich Regelschwankungen des Notreglers 26 nicht mehr so stark auf den Fahrkomfort aus wie bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Die wichtigste Funktion des Notprogramms ist das genannte Öffnen der Überbrückungskupplung. Das Notprogramm kann vorzugsweise das Gangwechselgetriebe 6 während eines Notbetriebes wie folgt steuern:
  • - Alle Gangstufen werden automatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung und der Gaspedalstellung mit geöffneter Überbrückungskupplung geschaltet.
  • - Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Getriebeeinheit 6, 8, 10 ein Fahr- und Lenkgetriebe für ein Fahrkettenfahrzeug, insbesondere Panzer, ist, und daß das Notprogramm derart gestaltet ist, daß ein Defekt in der Getriebeeinheit Priorität gegenüber der Behebung des Funktionsdefizits hat und dadurch das Notprogramm bei Notbetrieb die Überbrückungskupplung jeweils dann schließt und in geschlossenem, also eingekuppelten Zustand hält, wenn im Lenkteil der Getriebeeinheit ein Defekt ist. Ein Fahr- und Lenkgetriebe für Fahrkettenfahrzeuge ist z.B. aus der DE-PS 36 36 153 bekannt.

Claims (6)

1. Elektronische Steuereinrichtung für eine Antriebsanlage (2), welche aus einem Motor (4) und einer von diesem antreibbaren Getriebeeinheit (6, 8, 10) besteht, die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung und ein automatisches Gangwechselgetriebe (6) aufweist, mit einer elektronischen Getriebesteuereinrichtung (28), die einen Mikrocomputer (80), ein Hauptprogramm zur Steuerung der Getriebeeinheit bei Normalbetrieb und ein Notprogramm zur Steuerung der Getriebeeinheit bei Notbetrieb enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Motorsteuereinrichtung (22) vorgesehen ist, welche zur Einstellung und Regelung des Motors (4) in Abhängigkeit von der jeweiligen, Einstellung eines Geschwindigkeitseinstellers (30) und in Abhängigkeit von weiteren Betriebsdaten, wie z. B. Drehzahl, Drehmoment, Ladeluft, und/oder Temperatur der Antriebsanlage (2), einen Hauptregler (24) und einen Notregler (26) aufweist, von welchen der Notregler (26) nur bei einem Betriebsausfall des Hauptreglers (24) automatisch eingeschaltet wird und dadurch dann anstatt des Hauptreglers (24) die Einstellung und Regelung des Motors (4) übernimmt, daß der Notregler (26) im Vergleich zu dem Hauptregler (24) ein Funktionsdefizit (weniger Funktionen und/oder weniger optimierte Funktionen) aufweist, welches einen Funktionsnachteil der Antriebsanlage im Vergleich zum Betrieb mit dem Hauptregler (24) zur Folge hat, daß die Getriebesteuereinrichtung (28) und deren Notprogramm auf das Funktionsdefizit des Notreglers (26) abgestimmt sind, derart, daß der durch das Funktionsdefizit gegebene Funktionsnachteil der Antriebsanlage (2) mindestens teilweise wieder aufgehoben wird, und daß die Motorsteuereinrichtung (22) und die Getriebesteuereinrichtung (28) elektrisch miteinander verbunden sind, derart, daß beim Einschalten des Notreglers (26) automatisch auch das Notprogramm der Getriebesteuereinrichtung (28) eingeschaltet wird.
2. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuereinrichtung (28) über ein Betätigungselement (52) die Überbrückungskupplung (10) öffnet und in offenem Zustand hält, wenn das Notprogramm und der Notregler (26) eingeschaltet wird.
3. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Notprogramm der Getriebesteuereinrichtung (28) die Überbrückungskupplung (10) bei Notbetrieb nur dann schließt, wenn und solange die Drehzahl des Motors (4) und des Getriebes (6) einen Mindestwert haben.
4. Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptstromnetz (32) und ein Notstromnetz (34) vorgesehen sind, welche beide parallel sowohl an den Hauptregler (24) als auch an den Notregler (26) und die Getriebesteuereinrichtung (28) angeschlossen sind.
5. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptstromnetz (32) mindestens eine Hauptbatterie (40) und einen vom Motor (4) antreibbaren Hauptgenerator (38), und das Notstromnetz (34) mindestens eine Notbatterie (44) und einen vom Motor (4) antreibbaren Notgenerator (42) aufweist.
6. Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinheit (6, 8, 10) ein Fahr- und Lenkgetriebe für ein Fahrkettenfahrzeug, insbesondere Panzer, ist, und daß das Notprogramm derart gestaltet ist, daß ein Defekt in der Getriebeeinheit Priorität gegenüber der Behebung des Funktionsdefizits hat und dadurch das Notprogramm bei Notbetrieb die Überbrückungskupplung jeweils dann schließt und in geschlossenem, also eingekuppelten Zustand hält, wenn im Lenkteil der Getriebeeinheit ein Defekt ist.
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