Einrichtung zum synchronisierten Schalten eines mit einem Antriebsmotor verbundenen Wechselgetriebes in einem Kraftfahrzeug Das Hauptpatent Nr. 459 773 betrifft eine Einrichtung zum synchronisierten Schalten eines mit einem Antriebs motor verbundenen Wechselgetriebes in einem Kraftfahr zeug, bei welcher von einem mit der treibenden Welle des Wechselgetriebes und von einem mit der getriebenen Welle des Wechselgetriebes gekuppelten Generator er zeugte, die antriebsseitige bzw.
die abtriebsseitige Getrie- bewellendrehzahl darstellende elektrische Messgrössen unter Zwischenschaltung von den schaltbaren, vorzuwäh lenden Gängen jeweils entsprechenden elektrischen Schaltelementen einer Vergleicherschaltung zugeführt werden, welche bei Auftreten des den Synchronlauf der zu kuppelnden Getriebeglieder anzeigenden Messgrössen- verhältnisses ein einen Gangschaltmotor auslösendes elektrisches Signal abgibt, wobei ein mit der Vergleicher- schaltung verbundener Signalumformer vorgesehen ist,
welcher das den Synchronlauf der zu kuppelnden Getrie beglieder anzeigende Signal auf eine Zeitdauer verlän gert, welche von der Ansprechzeit des die Einrückung des gewählten Ganges ohne Unterbrechung der Verbin dung zwischen Getriebe und Antriebsmotor vornehmen den Gangschaltmotors abhängig ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dieser im Hauptpatent unter Schutz gestellten Schalteinrichtung dient zur Einschaltung der den schaltbaren Gängen jeweils zugeordneten Schaltelemente sowie zur Weiterlei tung des erwähnten, den Synchronlauf anzeigenden Si gnals an entsprechende Eingänge des Gangschaltmotors eine Anzahl von Relais mit jeweils die genannten beiden Funktionen erfüllenden Kontaktpaaren.
Diese Relais können vom Fahrer jeweils durch Betäti gung eines Wählerschalters wahlweise erregt werden. Wird nun der Wählerschalter vom Fahrer während eines Gangschaltvorganges betätigt, so wird bei der im Hauptpatent beschriebenen Schalteinrichtung jeweils ein neues, dem jeweils nunmehr gewählten Gang entspre chendes Schaltungselement an die Vergleicherschaltung angeschlossen, so dass also nunmehr ein Vergleich der elektrischen Messgrössen stattfindet, welche der jeweils neu angewählten Gangstufe entsprechen, obwohl der jeweils zuvor durch den jeweils vorhergehenden Schaltzu stand eingeleitete Vergleich noch nicht abgeschlossen war.
Hierdurch kann eine lang andauernde Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen Antriebsmotor und den anzutreibenden Kraftfahrzeugrädern verursacht werden, was auf Gefällestrecken eine ungewollte und gefährliche Beschleunigung des Fahrzeuges und an Steigungen einen starken Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Folge hat.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Schalt einrichtung der im Hauptpatent beschriebenen Art dahin weiter zu verbessern, dass der Fahrer des betreffenden Kraftfahrzeuges keine neuerliche Gangvorwahl vorneh men kann, solange ein jeweils vorhergehender Gangschalt- vorgang noch nicht abgeschlossen ist.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Schalteinrichtung gemäss der Erfindung durch einen Wählerschalter zur wahlweisen Erregung von sowohl die Einschaltung der den schaltbaren Gängen jeweils zuge ordneten Schaltelemente als auch die Weiterleitung des den Synchronlauf anzeigenden Signals an entsprechende Eingänge des Gangschaltmotors vornehmenden Relais gekennzeichnet, welcher Wählerschalter mit einer Verrie- gelungseinrichtung zusammenwirkt, welche die Erregung jeweils eines bestimmten, durch den Wählerschalter ange wählten Relais während der Dauer des genannten Schalt vorganges aufrechterhält.
Im folgenden wird die Erfindung durch die beispiels weise Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsfor men unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnun gen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 das Schaltbild einer Schalteinrichtung nach der Erfindung, deren Wählerschalter mit einer mechanisch elektrischen Verriegelungseinrichtung zusammenwirkt und die Fig.2 und 3 jeweils Schaltbilder von Schalteinrich tungen gemäss der Erfindung mit elektrischen Verriege- lungseinrichtungen in jeweils unterschiedlicher Schal tung.
In den Zeichnungen sind jeweils einander entspre chende Schaltungsteile auch jeweils mit gleichen Bezugs zeichen versehen.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, weist die Schalteinrichtung einen mit der treibenden Welle des Kraftfahrzeugwechselgetriebes starr gekuppelten Drei- Phasen-Wechselstromgenerator 1 und einen mit der ge triebenen Welle des Kraftfahrzeugwechselgetriebes eben falls starr gekuppelten Drei-Phasen-Wechselstromgenera- tor 2 auf. Die Ausgangsströme dieser Generatoren wer den über Doppelweg-Gleichrichterschaltungen 3 bzw. 4 gleichgerichtet und dann zwei Eingängen einer Verglei- cherschaltung zugeführt, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung die Form eines pola risierten Relais 5 hat.
Dabei gelangt der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 4 im wesentlichen unmittelbar zu einer Steuerwicklung 6 des polarisierten Relais 5, während der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 3 einer Steuerwicklung 7 des polarisierten Relais jeweils wahlweise über Widerstände 8, 9 oder 10 zugeführt wird, deren Widerstandswerte jeweils den einschaltbaren über setzungsverhältnissen des Kraftfahrzeugwechselgetriebes angepasst sind. Diese Widerstände werden jeweils wahl weise über Relaiskontaktpaare 11, 12 oder 13 in den die Steuerwicklung 7 enthaltenden Stromkreis eingeschal tet.
Der Anker des polarisierten Relais ist mit einem Kontaktpaar V ausgestattet, welches jeweils dann über brückt ist, wenn die Steuerwicklungen 6 und 7 gleich stark erregt sind, was wiederum dann der Fall ist, wenn sich der Synchronlauf der jeweils zu kuppelnden Getrie beglieder einstellt.
Ausserdem kann mit dem Anker des polarisierten Relais 5 noch eine bei 14 als Blocksymbol angedeutete Einrichtung verbunden sein, welche jeweils in Abhängig keit von der das jeweilige Drehzahlverhältnis der zu kuppelnden Getriebeglieder wiedergebenden Stellung des polarisierten Relais entweder eine Motorbeschleunigung durch Erhöhung der Kraftstoffzufuhr oder eine Motorab- bremsung, beispielsweise durch Betätigung einer Motor bremse, herbeiführt. Eine derartige Einrichtung ist be reits an anderer Stelle vorgeschlagen worden.
Das Schaltkontaktpaar V ist einerseits über ein Relais 15 mit verzögerter Abfallzeit an eine Stromquelle 16 und andererseits über gleichzeitig mit den Relaiskontakten 11, 12 und 13 betätigte Kontaktpaare 17, 18 und 19 mit Signalleitungen 20, 21 und 22 verbunden, welch letztere zu entsprechenden Eingängen eines Getriebeschaltmotors führen, so dass während des Erregungszustandes des Relais 15 jeweils dann ein Spannungsimpuls zu dem, jeweils durch Schliessung eines der Kontaktpaare 17 oder 18 oder 19 angewählten Ganges gewählten Eingang des Gangschaltmotors gelangen kann, wenn durch das Auf treten des Synchronlaufes der zu kuppelnden Getriebe glieder eine Überbrückung des Schaltkontaktpaares V erfolgt.
Dieser durch die Überbrückung des Schaltkontakt paares V erzeugte und über die Signalleitungen 20 oder 21 oder 22 die Einrückung des jeweils angewählten Ganges auslösende Impuls wird mittels eines Signalum formers auf eine der Ansprechzeit des Gangschaltmotors angepasste Dauer verlängert.
Ein derartiger Signalumfor mer wird bei der erfindungsgemässen Schalteinrichtung durch das Relais 15 in Verbindung mit einem, die Kontaktstrecke des Kontaktpaares V überbrückenden Halterelais 23 gebildet, welches, wie aus den Zeichnun gen ohne weiteres zu entnehmen ist, jeweils dann erregt wird, sobald das Schaltkontaktpaar V überbrückt wird, und dessen Entregung jeweils erst dann erfolgt, wenn das Relais 15 abfällt und damit die Verbindung zu der Stromquelle 16 unterbrochen wird.
Die Auslösung des Relais 15 erfolgt schliesslich durch einen Schalter S, der seinerseits jeweils dann einen Auslöseimpuls zu dem Relais 15 leitet, wenn das Getrie be in Leerlaufstellung gebracht ist. Diese Wirkverbin dung ist in den Zeichnungen bei G angedeutet.
Der bisher beschriebene Teil der efrindungsgemässen Schalteinrichtung ist den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen gemeinsam.
Aus Fig. 1 der Zeichnungen ist zu entnehmen, dass die Kontaktpaare 11 und 17 bzw. 12 und 18 bzw. 13 und 19 jeweils Kontaktsätze von Relais 24 bzw. 25 bzw. 26 bilden, die wahlweise über einen Wählerschalter W durch Verbindung mit einer Stromquelle 27 erregbar sind und dann jeweils sowohl die Einschaltung eines, jeweils einem bestimmten Gang entsprechenden Schaltelementes in die Vergleicherschaltung, als auch jeweils die Weiter leitung eines den Synchronlauf der zu kuppelnden Getrie beglieder anzeigenden Signals an einen jeweils entspre chenden Eingang des Getriebeschaltmotors vorneh men.
Um nun zu verhindern, dass der Schalter W im Sinne der Auswahl eines anderen Getriebeganges betätigt wird, während ein kurz zuvor durch Auslösung des Relais 15 begonnener Gangschaltvorgang noch nicht zu Ende ge führt ist, ist gemäss der Erfindung eine in Fig. 1 allge mein mit der Bezugszahl 28 bezeichnete Verriegelungs- einrichtung vorgesehen, welche auf den Wählerschalter einwirkt und diesen in einer einmal eingestellten Stellung auf die Dauer eines Gangschaltvorganges, im vorliegen den Falle also während der Einschaltdauer des Relais 15, blockiert.
Die Verriegelungseinrichtung 28 hat bei der Ausfüh rungsform der Erfindung nach Fig. 1 der Zeichnungen die Form einer Kulisse 29, welche den am Schalter W einstellbaren Stellungen entsprechende Rastenschlitze 30 aufweist, die mit dem Schaltarm 31 des Wählerschalters W in Zusammenwirkung gebracht werden können. Die Schaltkulisse 29 ist, wie bei 32 angedeutet, schwenkbar gelagert und mit einem Solenoid 33 gekuppelt, das seinerseits von dem Ausgang des Relais 15 her erregt wird.
Das Erreichen der Leerlaufstellung im Getriebe führt daher nicht nur, wie dies bereits im Hauptpatent be schrieben ist, zu einer Schliessung des Schalters S und zu einer Auslösung des Verzögerungsrelais 15, sondern auch zu einer Verschwenkung der Kulisse 29 im Zusammen wirkung mit dem Schaltarm 31 des Wählerschalters W, so dass dieser in derjenigen Stellung, welche der Fahrer vor Einstellung des Getriebes auf den Leerlaufzustand eingestellt hatte, festgehalten wird. Die Energie zur Betä tigung der Schaltkulisse 29 kann selbstverständlich auch von einer anderen Stromquelle als der Batterie 16 abgeleitet werden, wobei die Zuschaltung der Energie gegebenenfalls über weitere Kontakte des Relais 15 erfolgt.
In Fig.2 der Zeichnungen sind die Relais, deren Kontaktsätze jeweils die Kontaktpaare 11 und 17, 12 und 18 sowie 13 und 19 enthalten, mit 24a bzw. 25a bzw. 26a bezeichnet. Diese Relais weisen zusätzliche Kontaktpaare 34 bzw. 35 bzw. 36 auf, welche jeweils einen Teil von an die Relaiswicklungen angeschlossenen Haltestromkreisen 37 bzw. 38 bzw. 39 bilden. Von den Kontakten 34, 35 und 36 aus sind die genannten Haltestromkreise über eine gemeinsame Leitung 40 an einen Umschalter 41 angeschlossen, während eine Leitung 42 von dem Schalt arm 43 eines zur jeweils wahlweisen Erregung der Relais 24a, 25a und 26a dienenden Schalters W ebenfalls zu dem Umschalter 41 führt.
Über den Umschalter 41 ist eine Stromquelle 44 entweder an den Schaltarm 43 des Wählerschalters oder über die Leitung 40 an die Haltestromkreise 34 bzw. 35 bzw. 36 anschliessbar. Ähnlich der Erregung des Sole noids 33 zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung 28 der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung erfolgt auch bei der hier beschriebenen Ausführungsform die Erregung des Umschalters 41 auf eine Dauer, welche der Dauer eines Gangschaltvorganges entspricht. Dies wird im vorliegenden Falle dadurch erreicht, dass die Erregung eines den Umschalter 41 bildenden Relais in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise vom Ausgang des Relais 15 her erfolgt.
Fig. 3 der Zeichnungen zeigt schliesslich eine ähnliche Verriegelungseinrichtung wie Fig.2, wobei jedoch hier die Erregung der Relais 24a, 25a und 26a nicht von einer gesonderten Stromquelle aus, sondern von der Batterie 16 aus erfolgt. Die Erregerwicklung des den Umschalter bildenden Relais 41 ist wiederum an den Ausgang des Relais 15 mit verzögerter Abfallzeit angeschlossen.
Zur Wirkungsweise der Verriegelungseinrichtungen nach den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen ist noch folgendes zu bemerken: Befindet sich die Schalteinrichtung nach der Erfindung in einem stationären Zustand, in welchem das betreffende Kraftfahrzeug stetig über einen bestimm ten Getriebegang angetrieben wird, so ist das Relais 15 mit verzögerter Abfallzeit unerregt und auch der Um schalter 41 befindet sich daher in dem in den Zeichnun gen dargestellten unerregten Zustand.
In diesem Schalt zustand besteht eine unmittelbare Verbindung von der Stromquelle 44 bzw. von der Batterie 16 her zu dem Schaltarm 43 des Wählerschalters W, so dass bei Einstel lung des Wählerschalters in eine bestimmte neue Schalt stellung jeweils das dieser Stellung zugeordnete Relais 24a bzw. 25a bzw. 26a auch sofort erregt und die Schaltung des jeweils vorgewählten Ganges in dem obengenannten Sinne vorbereitet wird.
Wird nunmehr der eigentliche Gangschaltvorgang dadurch eingeleitet, dass der vorher eingerückte Gang ausgerückt, das Getriebe also in den Leerlaufzustand gebracht wird, so gelangt über den Schalter S ein Stromimpuls zu dem Relais 15, wodurch auch eine leitende Verbindung zwischen der Batterie 16 und dem Umschalter 14 zustandekommt, welch letzterer hierdurch erregt wird. Der Umschalter 41 geht nun in seine andere Schaltstellung über und trennt den Schaltarm 43 des Wählerschalters S von der Stromquelle 44 bzw. der Batterie 16 ab, so dass eine nunmehrige Verstellung des Wählerschalters ohne Auswirkung bleibt.
Die Erregung des jeweils ausgewählten Relais wird jedoch nach der Betätigung des Umschalters 41 über die Hilfskontakte 34 bzw. 35 bzw. 36 sowie über die Leitung 40 aufrechterhal ten.
Gegenüber der mechanischen Verriegelungseinrich- tung gemäss Fig. 1 der Zeichnungen haben die Verriege- lungseinrichtungen nach den Fig. 2 und 3 der Zeichnun gen noch den Vorteil, dass der Fahrer jeweils unmittelbar nach Einleitung eines Gangschaltvorganges den Wähler schalter im Sinne eines neuerlichen Schaltkommandos verstellen kann, welches jedoch jeweils erst dann ausge- führt wird, wenn der gerade ausgelöste Schaltvorgang beendet worden ist.