DE19641608C2 - Fahrzeugbremssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugbremssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein in einem Fahrzeug installiertes Betriebsbremssystem dient dazu, die Drehung der Fahrzeugräder über einen angelegten Druck, der sich mit dem Niederdrücken eines Bremspedals ändert, durch Reibung zu verlangsamen. Wenn auf der ande­ ren Seite das Niederdrücken eines Gaspedals verringert wird, tritt eine Motorbrem­ se in Kraft, die den Kompressionswiderstand des Motors verwendet, um der von den Fahrzeugrädern auf den Motor übertragenen Antriebskraft entgegenzuwirken.

Fahrzeuge mit einem Turbolader, der eine Auspuffgasturbine verwendet, Lastwa­ gen mit einem hohen Bruttofahrzeuggewicht einschließlich einer Zuladung oder Omnibusse, die oft auf einer Autobahn fahren, sind zum Beispiel mit einem Aus­ puffbremssystem oder einer Dauerbremse als Hilfsbremssystem ausgestattet, da diese Fahrzeuge eine unzureichende Wirkung bei der Motorbremse und eine übermäßige Abnutzung des Betriebsbremssystems zeigen.

Das Hilfsbremssystem wird normalerweise durch eine Steuerungsvorrichtung, die einen Mikrocomputer oder dergleichen verwendet, gesteuert, um bei der Verwen­ dung der Motorbremse halbautomatisch zu arbeiten, um die Wirkung der Motor­ bremse zu unterstützen und die Häufigkeit der Verwendung des Betriebsbremssy­ stems zu verringern.

Die Dauerbremse, die dazu dient, eine Last an ein rotierendes Antriebskraftüber­ tragungssystem eines Fahrzeugs anzulegen, um dem System Energie zu entneh­ men, wird bei praktischen Anwendungen in der Form einer Wirbelstrombremse, die einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten verwendet, um ein elek­ tromagnetisches Bremsmoment zu erzeugen, oder als Strömungsbremse verwen­ det, die ein Bremsmoment durch Ändern des Fließwiderstands eines von einer Öl­ pumpe zirkulierten Öls erzeugt.

Das Auspuffbremssystem besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper, der in einer Auspuffleitung des Motors angeordnet ist, und einem Antriebsmechanismus für den Ventilkörper. Die Kanalfläche oder die Querschnittsfläche der Auspufflei­ tung wird durch den Ventilkörper verringert oder geschossen, um der Drehbewe­ gung des Motors einen hohen Widerstand entgegenzusetzen, wodurch der Motor­ bremseffekt erreicht wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-258 462 legt ein Auspuff­ bremssystem offen, bei dem die Öffnung des Ventilkörpers auf einen mittleren Wert gesteuert wird, so daß der Betrag des Bremsmoments kontinuierlich geändert werden kann. Das gewöhnliche Auspuffbremssystem steuert das Bremsmoment aber nicht so fein wie in dem obigen System, sondern wird nur entweder in die ein­ geschaltete oder ausgeschaltete (AN/AUS-) Position gebracht.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-193 656 zeigt ein Beispiel, in dem das Auspuffbremssystem und die in dem Fahrzeug installierte Dauerbremse zusammenwirkend arbeiten. In diesem Beispiel werden, wenn der Fahrer das Gaspedal losläßt, das Auspuffbremssystem und die Dauerbremse gemeinsam betätigt, um ein relativ hohes Bremsmoment auf den Fahrzeugkörper auszuüben. Durch einen am Fahrersitz angebrachten Schalter ist es außerdem möglich, nur das Auspuffbremssystem oder die Dauerbremse zu betätigen.

Wenn das Auspuffbremssystem betätigt wird, um den der Drehbewegung des Motors entgegengesetzten Widerstand zu erhöhen, wirkt verglichen mit dem Fall, in dem keine Auspuffbremse betätigt wird, ein relativ großes Motorbremsdrehmo­ ment von den Fahrzeugrädern über das Automatikgetriebe auf den Motor, was zu einer hohen Last auf in Eingriff stehende Elemente in dem Automatikgetriebe führt. Insbesondere wenn das Getriebe nach unten geschaltet wird, während das Fahr­ zeug durch Betätigung des Auspuffbremssystems abgebremst wird, nimmt das übertragene Drehmoment zu, und es entsteht beim Schaltungsvorgang beim Än­ dern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ein Schaltungsrucken, was zu einer weiter erhöhten Last auf die in Eingriff stehenden Elemente führt. Die in Ein­ griff stehenden Elemente, die über Reibung miteinander verbunden sind, um ins­ besondere das hohe Drehmoment während des Schaltvorgangs zu übertragen, werden an ihren in Eingriff stehenden Flächen in erhöhtem Maße abgenutzt, und dadurch wird die Lebensdauer dieser in Eingriff stehenden Elemente verkürzt.

Im Hinblick auf die obenstehende Situation legen die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 62-61 842 und 1-206 141 eine Technik zum Vermeiden einer Zunahme der auf die in Eingriff stehenden Elemente wirkenden Last des Automatikgetriebes beim Herunterschalten während des Betriebs der Auspuff­ bremse offen. Dazu wird der auf die entsprechenden, in Eingriff stehenden Ele­ mente wirkende Öldruck während des Betriebs der Auspuffbremse auf einen höhe­ ren Wert gesteuert als wenn die Auspuffbremse nicht betätigt wird, um die zulässi­ ge Belastung der in Eingriff stehenden Elemente zu erhöhen.

Der Öldruck wird wie oben beschrieben erhöht, aber es werden auch erhöhte La­ sten an einen Sprengring zum Führen der Kupplungsplatte in der axialen Richtung und an das Gehäuse und weitere Komponenten und auch an den Hydraulikzylin­ der und die Kolbenstange zum Antreiben des Eingriffselements angelegt. Dies verlangt letztendlich verstärkte Strukturen und/oder das Ersetzen von Komponen­ ten in verschiedenen Bereichen des Automatikgetriebes.

Da sich der Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors, der einer Motor­ bremsung unterliegt, in Abhängigkeit von der Bewegung des Motors, dem Fahr­ zeuggewicht, der Bremsleistung des Auspuffbremssystems und so weiter verän­ dert, kann nicht derselbe Typ von Automatikgetriebe für verschiedene Fahrzeugty­ pen und verschiedene Fahrumgebungen verwendet werden, wodurch die Aus­ tauschbarkeit von Automatikgetrieben verloren geht. Wenn derselbe Typ von Au­ tomatikgetriebe gemeinsam für einen breiten Bereich von Fahrzeugtypen verwen­ det würde, würde man möglicherweise ein großes Automatikgetriebe in ein Fahr­ zeug mit einem leistungsschwachen Motor und einem Motorbremssystem mit ei­ nem geringen Bremsmoment installieren.

Wenn der Wert des Öldrucks eingestellt wird, um die zulässige Eingriffslast des in Eingriff stehenden Elements zu erhöhen, wird der Einstellbereich des Öldrucks verkleinert oder eingeengt, wenn der Druck so eingestellt werden soll, daß Schaltstöße verringert werden sollen und die Schaltzeit gesteuert werden soll. Da­ her kann der Öldruck nicht in ausreichendem Maße gesteuert werden, und die Schaltstöße nehmen daher zu.

Ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechendes, aus der DE 44 46 111 A1 bekanntes Fahrzeugbremssystem umfaßt eine Abgasbremse zum Absenken der Motordrehzahl und einen. Retarder zum Begrenzen eines Bremsmomentes, das zwischen einem Automatikgetriebe und den angetriebenen Fahrzeugrädern besteht. Ein Steuergerät bestimmt während des Herun­ terschaltens das auf die Fahrzeugkarosserie wirkende Bremsmoment in Abhängig­ keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Art des Schaltvorgangs, bevor das Automatikgetriebe heruntergeschaltet wird und während die Abgasbremse einge­ schaltet ist.

Aus der DE 44 20 116 A1 ist ein Fahrzeugbremssystem bekannt, das ein Auspuff­ bremssystem, eine Dauerbremse und eine Sollbremsmomentbestimmungsvorrich­ tung aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugbremssystem zu schaffen, bei dem derselbe Typ von Automatikgetriebe mit verschiedenen Motortypen und Auspuffbremssystemen ohne Veränderung der Bauteile des Automatikgetriebes verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In dem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystem verhindert die Dauerbremse, daß das Automatikgetriebe einen Teil des Motorbremsdrehmoments, das von den Fahrzeugrädern zum Motor übertragen wird, aufnimmt. Das von der Dauerbremse erzeugte Bremsdrehmoment erzeugt nämlich einen Grenzwert für das Motor­ bremsdrehmoment, das entsteht, wenn der Widerstand gegen die Bewegung des Motors aufgrund des Betriebs des Auspuffbremssystems der Trägheit des Fahr­ zeugkörpers entgegensteht, wodurch die Eingriffslast, die beim Schalten des Ge­ triebes auf das Eingriffselement wirkt, auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

Die Betriebsbedingungen der Dauerbremse werden vor dem Herunterschaltvor­ gang berechnet, welcher stattfindet, während das Auspuffbremssystem betrieben wird, so daß die Dauerbremse ein Bremsmoment erzeugt, die dem Betrag ent­ spricht, um den die Eingriffslast des Eingriffselements den vorgegebenen Wert übersteigt, so daß das von dem Automatikgetriebe übertragene Motor­ bremsdrehmoment begrenzt wird. Zum Beispiel wird die Dauerbremse so gesteu­ ert, daß sie ein Bremsmoment erzeugt, die durch Subtraktion des Bremsmomen­ tes, das der zulässigen Eingriffslast des Eingriffselements entspricht, von dem Bremsmoment entspricht, das basierend auf dem Schaltungstyp und der Fahr­ zeuggeschwindigkeit bestimmt wird.

Da es allgemein bekannt ist, die Dauerbremse hinter dem Automatikgetriebe an­ zuordnen, kann die aus die offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-193 656 bekannte Dauerbremse, die zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe angeordnet ist, hinter dem Automatikgetriebe angeordnet werden. In diesem Fall wird das von dem Automatikgetriebe übertragene Motorbremsdrehmoment um einen dem Bremsdrehmoment der Dauerbremse entsprechenden Betrag verrin­ gert. Es ist auch möglich, eine spezielle Steuerung beim Herunterschaltvorgang während des Einschaltens des Auspuffbremssystems zu implementieren, so daß die Dauerbremse während eines solchen Herunterschaltvorgangs ein höheres Bremsmoment erzeugt als in einem normalen Zustand, wie es in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 52-61 842 und 1-206 141 offengelegt ist.

Bei den oben beschriebenen Techniken kann jedoch das über das Automatikge­ triebene übertragene Motorbremsdrehmoment nicht begrenzt werden, da eine An­ ordnung zum Bestimmen des durch die Dauerbremse erzeugten Bremsmoments fehlt. Wenn sich das Motorbremsdrehmoment aufgrund einer Änderung der Motor­ bewegung, des Fahrzeuggewichts, der Bremsleistung des Auspuffbremssystems und anderer Faktoren ändert, kann die Belastung des Eingriffselements übermäßig zunehmen und über dem vorgegebenen Wert liegen.

In dem hiervor beschriebenen Fahrzeugbremssystem kann der während des Her­ unterschaltvorgangs auf das Eingriffselement wirkende Öldruck auf einen Wert gesteuert werden, der dem Wert entspricht, wenn der Motor im Leerlauf ist, wäh­ renddessen die Drosselklappenöffnung auf einem minimalen Wert gehalten wird, und der vorgegebene Wert der Eingriffslast kann so bestimmt werden, daß er dem Wert des Öldrucks im Leerlaufzustand entspricht.

In der obigen Anordnung wird der Öldruck während des Herunterschaltvorgangs nicht erhöht, um zeitweilig die zulässige Eingriffslast des Eingriffselements zu er­ höhen. Somit wird ein übermäßiges Motorbremsdrehmoment, das die zulässige Eingriffslast, die dem Öldruckwert im Leerlauf entspricht, überschreitet, durch das von der Dauerbremse erzeugte Bremsmoment ausgeglichen und nicht von dem Automatikgetriebe aufgenommen.

Im folgenden wird die Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme auf be­ stimmte Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht zum Erklären des Aufbaus eines Fahrzeugbrems­ systems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht zum Erklären des internen Mechanismus eines Automatikgetriebes.

Fig. 3 ist eine Zeittabelle, die zum Steuern einer Dauerbremse verwendet wird.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, daß die Steuerung der Dauerbremse zeigt.

Fig. 5 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem erforderlichen Bremsmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 wird eine Bremssteuerung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Fig. 1 zeigt eine Ansicht zum Erklären des Aufbaus eines Fahrzeugbremssystems nach einem Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Ansicht zum Erklären des internen Mechanismus eines Automatikgetriebes. Fig. 3 ist eine Zeittabelle, die zum Steuern einer Dauerbremse verwendet wird. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, daß die Steuerung der Dauerbremse zeigt. Fig. 5 ist eine Kurve, die die Beziehung zwi­ schen dem erforderlichen Bremsmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Wie in Fig. 1, die ein Leistungsübertragungssystem zeigt, gezeigt, wird die Dreh­ zahl der Ausgangswelle eines Motors 11 durch ein Automatikgetriebe 12 geändert, und die Leistung des Motors 11 wird dann über eine Gelenkwelle 16 und ein Diffe­ rentialgetriebe 14 auf die Hinterräder 15 übertragen, um die Räder 15 anzutreiben. Dieses Leistungsübertragungssystem umfaßt weiterhin ein Auspuffbremssystem 23 und eine Dauerbremse 13 (Retarder) des Wirbelstromtyps als Hilfsbremssystem.

Die Dauerbremse 13 des Wirbelstromtyps ist unterhalb des Automatikgetriebes 12 angeordnet und legt an die Ausgangswelle des Automatikgetriebes 12 ein Bremsmoment an, das einem von einer Dauerbremssteuerungsvorrichtung 33 ausgegebenen Stromwert entspricht. Das Motorbremsdrehmoment wirkt von den Hinterrädern 15 über das Differentialgetriebe 14 und die Gelenkwelle 16 auf das Automatikgetriebe 12. Wenn das Bremsmoment von der Dauerbremse 13 erzeugt wird, wird das Automatikgetriebe 12 einem Drehmoment unterworfen, das der Dif­ ferenz des Bremsdrehmoments der Dauerbremse 13 und des Motor­ bremsdrehmoments entspricht.

Die in einer Auspuffleitung des Motors 11 angeordnete Auspuffbremse 23 wird von einem Luftzylinder 24 angetrieben, so daß der Auspuffdruck des Motors 11 durch Verringern der Querschnittsfläche oder der Kanalfläche der Auspuffleitung erhöht wird, um die Menge der von dem Motor 11 ausgestoßenen Auspuffgase zu verrin­ gern und somit den Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors zu erhöhen. Das von dem Motor 11 über das Automatikgetriebe 12 erhaltene Motor­ bremsdrehmoment wird durch eine Last ausgeglichen, die die Summe des natur­ gegebenen Widerstands gegen die Drehbewegung des Motors 11 und des Wider­ stands gegen die Drehbewegung des Motors aufgrund des Auspuffbremssystems ist. Mit anderen Worten wird das Drehmoment, das dem Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors 11 entspricht und die Wirkung der Auspuffbremse mit umfaßt, über das Automatikgetriebe 12, das sich in einem geeigneten Überset­ zungsverhältnis befindet, übertragen, um ein Motorbremsdrehmoment auf der Seite der Hinterräder 15 zu erzeugen.

Das Auspuffbremssystem 23 arbeitet, wenn eine Auspuffbremssteuerungsvorrich­ tung 32 ein elektromagnetisches Ventil 25 anschaltet und Druckluft von einem Drucklufttank 26 über das elektromagnetische Ventil 25 dem Luftzylinder 24 zuge­ führt wird, um den Ventilkörper zu drehen und die Kanalfläche der Auspuffleitung einzuengen. Die Auspuffbremse wird gelöst, wenn die Auspuffbremssteuerungs­ vorrichtung 32 das elektromagnetische Ventil 25 ausschaltet und die Druckluft aus dem Luftzylinder 24 ausströmt, so daß der Ventilkörper in einer Position angeord­ net wird, in der die Auspuffleitung geöffnet ist.

Das Ausgangsdrehmoment des Motor 11 ändert sich mit der Drosselklappenöff­ nung TVO einer Drosselklappe 18, die dem Grad entspricht, mit dem das Gaspe­ dal 17 von dem Fahrer niedergedrückt wird. Ein Drosselklappensensor 22, der ne­ ben der Drosselklappe 18 angeordnet ist, erzeugt ein analoges Spannungssignal, das die Drosselklappenöffnung TVO angibt.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 20, der in dem Automatikgetriebe 12 ange­ ordnet ist, erzeugt ein Spannungssignal, dessen Frequenz sich mit der Fahrzeug­ geschwindigkeit ändert. Ein Motordrehzahlsensor 28 erzeugt ein Spannungssignal, dessen Frequenz sich mit der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors 11 ändert.

Ein Sperrschalter 21 erzeugt ein Kodesignal, das einem Schaltmodus entspricht, der mit einem Auswahlhebel 19 eingestellt wird, der von dem Fahrer betätigt wird. Der Schaltmodus wird aus sieben Bereichen ausgewählt. Diese sind der OD- (Overdrive-)Bereich, der ausgewählt wird, wenn das Fahrzeug auf der Autobahn oder dergleichen fährt, der D-(Fahr-)Bereich, der beim normalen Fahren ausge­ wählt wird, die 2-Gang- und 1-Gang-Bereich, die ausgewählt werden, wenn eine Motorbremsung oder eine schnelle Beschleunigung benötigt werden, der N- (Leerlauf-)Bereich, der P-(Park-)Bereich und der R-(Rückwärtsfahr-)Bereich, der beim Rückwärtsfahren ausgewählt wird.

Wenn der OD-Bereich ausgewählt ist, wird das Automatikgetriebe 12 in eine der Schaltpositionen vom ersten bis zum vierten (Overdrive-)Gang, der ein Überset­ zungsverhältnis von weniger als 1 besitzt, eingestellt. Wenn der D-Bereich ausge­ wählt ist, wird das Automatikgetriebe 12 in eine der Schaltpositionen vom ersten bis zum dritten (direkten) Gang, der ein Übersetzungsverhältnis von 1 besitzt, ein­ gestellt.

Eine Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 berechnet die Drosselklappenöffnung TVO basierend auf dem Ausgangssignal des Drosselklappensensors 22, die Fahr­ zeuggeschwindigkeit VSP basierend auf dem Ausgangssignal des Fahrzeugsen­ sors 28 und die Motordrehzahl NE basierend auf dem Ausgangssignal des Motor­ drehzahlsensors 28. Die Steuerungseinheit 31 bestimmt basierend auf den mo­ mentanen Änderungen in der Motordrehzahl NE auch die Zeitpunkte, wann der Schaltvorgang des Automatikgetriebes 12 begonnen und beendet wird.

Die Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 wählt die Schaltbedingungen aus, in­ dem sie den durch den Sperrschalter 21 eingestellten Schaltmodus erkennt, und bestimmt die Schaltzeit durch Zuordnen der augenblicklichen Drosselklappenöff­ nung TVO und Fahrzeuggeschwindigkeit VSP zu den ausgewählten Schaltbedin­ gungen. Mit der auf diese Weise bestimmten Schaltzeit betätigt die Steuerungs­ einheit 31 das elektromagnetische Ventil 27 des Automatikgetriebes 12, um somit die geeignete Schaltposition des Automatikgetriebes 12 einzustellen.

Die Auspuffbremssteuerungsvorrichtung 32 und die Dauerbremssteuerungsvorrich­ tung 33 empfangen verschiedene momentane Informationen über die Automatikge­ triebesteuerungseinheit 31. Diese Informationen umfassen die Drosselklappenöff­ nung TVO, die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, die Motordrehzahl NE und den Ausgangszustand des Automatikgetriebes 12.

Wenn sich ein Auspuffbremsschalter (nicht gezeigt), der sich in der Fahrgastzelle befindet, im AN-Zustand befindet und die Drosselklappenöffnung TVO unter einen für den Motorleerlauf eingestellten Schwellwert fällt, wenn das Gaspedal 17 vom Fahrer losgelassen wird, betätigt die Auspuffbremssteuerungsvorrichtung 32 das Auspuffbremssystem 23, um ein hohes Bremsmoment auf den Fahrzeugkörper wirken zu lassen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren.

Wenn ein Herunterschaltvorgang ausgeführt wird, während die Auspuffbremse betätigt wird, bewirkt die Dauerbremssteuerungsvorrichtung 33, daß die Dauer­ bremse 13 während des Herunterschaltvorgangs ein Bremsmoment erzeugt, um zu verhindern, daß ein übermäßiges Motorbremsdrehmoment auf das Automatik­ getriebe 12 wirkt. Das Automatikgetriebe 12 erfährt nämlich ein Drehmoment, das durch Subtraktion des Bremsdrehmoments der Dauerbremse 13 von dem Motor­ bremsdrehmoment, das beim Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit von den Fahrzeugrädern 15 übertragen wird, erhalten wird.

Wenn ein Overdrive-Abschaltvorgang durchgeführt wird, bei dem vom OD-Bereich in den D-Bereich heruntergeschaltet wird, oder wenn ein manueller Herunter­ schaltvorgang durchgeführt, bei dem vom OD-Bereich oder vom D-Bereich in den 2-Gang- oder 1-Gang-Bereich heruntergeschaltet wird, wird der Betrag des von der Dauerbremse während des Herunterschaltvorgangs erzeugten Bremsmoments vor dem Herunterschaltvorgang bestimmt.

Zunächst wird basierend auf der durch den Schaftvorgang zu erreichenden Über­ setzungsverhältnisänderung GP und der vor dem Schalten bestimmten Fahrzeug­ geschwindigkeit SP das erforderliche Bremsmoment TQ berechnet. Das erforderli­ che Bremsmoment TQ wird wie in Fig. 5 gezeigt basierend auf dem Motor­ bremsdrehmoment bestimmt, das mit den Änderungen in dem Übersetzungsver­ hältnis GP beim Herunterschalten zunimmt, wenn die Auspuffbremse 23 betrieben wird und die Dauerbremse 13 nicht betrieben wird.

Danach wird das Dauerbremsdrehmoment TR durch Subtraktion des Auspuff­ bremsdrehmoments TH, das einer zulässigen Eingriffslast eines Eingriffselements entspricht, von dem erforderlichen Bremsmoment TQ berechnet, und die Betriebs­ bedingungen der Dauerbremse 13, die dem Dauerbremsdrehmoment TR entspre­ chen, werden festgelegt. Die Dauerbremse 13 wird dann unter diesen Betriebsbe­ dingungen von dem Zeitpunkt (der von der Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 erhalten wird), an dem der Schaltvorgang begonnen wird, bis zu dem Zeitpunkt (der von der Steuerungseinheit 31 erhalten wird), an dem der Schaltvorgang been­ det wird, betrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Drehbewegung der Ausgangswelle 40 des Motors 11 über einen Drehmomentwandler 43 auf eine Turbinenwelle 44 und dann auf die Ausgangswelle 41 des Getriebes 12 übertragen, nachdem die Drehzahl der Aus­ gangswelle 40 durch das Planetengetriebe 45, 46 geändert worden ist.

Wenn das Getriebe 12 durch Schalten des Auswahlhebels 19 in den 2-Gang- Bereich vom dritten Gang in den zweiten Gang heruntergeschaltet wird, kommt eine Kupplung 48 mit einem Hydraulikzylinder 49 in Eingriff, nachdem eine Kupp­ lung 51 gelöst wurde. Mit des in Eingriff stehenden Kupplung 48 werden ein Ringrad 46R des Planetengetriebes 46 und ein Ritzelträger 45C des Planetenge­ triebes 45 so eingestellt, daß sie das Drehmoment in entgegengesetzte Richtun­ gen übertragen. Als Ergebnis wird das von der Ausgangswelle 41 erhaltene Motor­ bremsmoment über das Planetengetriebe 45, in dem ein Sonnenrad 45S durch eine Bremse 42 blockiert ist, auf die Turbinenwelle 44 übertragen.

Beim Eingreifen der Kupplung 48 wirkt eine hohe Last, die die zulässige Eingriffs­ last übersteigt, auf die Kupplung 48 und bewirkt möglicherweise einen übermäßi­ gen Schlupf zwischen den in Eingriff stehenden Flächen. In einem herkömmlichen Automatikgetriebe wird daher der auf den Hydraulikzylinder 49 wirkende Öldruck PC auf den Öldruck P0 erhöht, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 angedeu­ tet. Weiterhin muß im Hinblick auf die durch Reibung erzeugte Wärme, die bei ei­ nem langsamen Eingriffsvorgang der Kupplung 48 zunimmt, der Eingriffsvorgang der Kupplung 48 in einem herkömmlichen Getriebe schnell durchgeführt werden, um eine Wärmeentwicklung zu vermeiden.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch das von dem Automatikge­ triebe 12 erhaltene Motordrehmoment durch das Bremsmoment der Dauerbremse 13 begrenzt, wie es oben beschrieben wurde. Bei einer beliebigen Verbindung von Schaltungstyp und Fahrzeuggeschwindigkeit VSP erfährt daher das Automatikge­ triebe 12 kein übermäßiges Motorbremsdrehmoment, das den Bereich der zulässi­ gen Eingriffslasten der Kupplung beim Hydraulikdruck PC übersteigen würde. Der Öldruck PC ist der Wert des Öldrucks, der beim Motorleerlauf verwendet wird, wenn der Fahrer das Gaspedal 17 losläßt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein Beispiel der Steuerung der Dauerbremse 13 nach einem manuellen Herunterschaltvorgang beschrieben.

Man nehme an, daß der Fahrer bei einer Anordnung des Automatikgetriebes 12 im dritten Gang, während der D-Bereich ausgewählt ist und das Fahrzeug durch Los­ lassen des Gaspedals 17 durch den Fahrer verlangsamt wird, das Fahrzeug weiter abbremsen möchte und manuell den Auswahlhebel 19 zu einem in Fig. 3 durch einen Pfeil angegebenen Zeitpunkt in den 2-Gang-Bereich umlegt. In diesem Fall schaltet die Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 in Antwort auf den manuellen Schaltvorgang sofort das elektromagnetische Ventil 27 des Automatikgetriebes 12 ein, um einen Herunterschaltvorgang vom dritten Gang in den zweiten Gang durchzuführen.

Der Motor 11, der das Auspuffbremssystem 23 betätigt, wird entsprechend der Drosselklappenöffnung TVO während des Herunterschaltvorgangs zu einer niedri­ geren Motordrehzahl NE gebracht. Nichtsdestoweniger überwindet eine Änderung im Übersetzungsverhältnis GP während des Schaltvorgangs des Automatikgetrie­ bes 12 den Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors 11, wodurch eine Zunahme der Motordrehzahl NE erzwungen wird. Durch eine auf solche Weise erhöhte Motordrehzahl NE wird das Motorbremsdrehmoment zeitweilig erhöht, und der Fahrzeugkörper wird während des Schaltvorgangs stark abgebremst.

Die Dauerbremssteuervorrichtung 33 erzeugt das Bremsmoment W vom Beginn bis zum Ende des Schaltvorgangs, wobei die Zeitpunkte auf der Basis der Ände­ rungen in der Motordrehzahl NE festgestellt werden. Das von dem Automatikge­ triebe 12 übertragene Drehmoment Q wird im Vergleich mit dem Drehmoment Q0 (das durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist), das übertragen wird, wenn die Dauerbremse 13 nicht betrieben wird, verringert, wodurch die auf die Kupplung 48 wirkende Last verringert wird.

Das Bremsmoment der Dauerbremse 13 erzeugt einen Grenzwert für das über das Automatikgetriebe 12 auf den Motor 11 übertragene Motorbremsdrehmoment, während sie die Gesamtwirkung der auf den Fahrzeugkörper wirkenden Motor­ bremse sicherstellt. Wenn das Auspuffbremssystem 23 betrieben wird und die Dauerbremse 13 nicht betrieben wird, nimmt jedoch die Motordrehzahl NE bis zu der in Fig. 3 gezeigten, gestrichelten Linie NE0 zu, und ein hohes Motor­ bremsdrehmoment, das der Zunahme der Motordrehzahl NE entspricht, geht durch das Automatikgetriebe 12. Folglich übernimmt die Dauerbremse 13 das Motor­ bremsdrehmoment, das dem schraffierten Bereich unter der gestrichelten Linie NE0 entspricht.

Folglich ist die Kupplung von übermäßigem Schlupf und Wärmeentwicklung frei, auch ohne daß temporär der auf den Hydraulikzylinder 49 wirkende Öldruck auf den durch die in Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie gezeigten Öldruck P0 erhöht wird, während eine starke Motorbremsleistung sichergestellt wird.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 4 wird ein Steuerungsablauf beschrieben, entsprechend dem die Dauerbremse durch die Dauerbremssteue­ rungsvorrichtung 33 gesteuert wird.

In Schritt 111 wird der Schaltungsbereich, der durch den Auswahlhebel 19 festge­ legt wird, eingelesen. Dann wird Schritt 112 durchgeführt, um festzustellen, ob der Schaltungsbereich geändert wurde oder nicht, und ob diese Änderung, so eine stattgefunden hat, durch einen Overdrive-Abschaltvorgang oder durch einen ma­ nuellen Herunterschaltvorgang bewirkt wurde, bei dem der Auswahlhebel in den 1- Gang-Bereich oder den 2-Gang-Bereich bewegt wurde. Wenn in Schritt 112 eine positive Antwort gegeben wird, werden in den Schritten 113-119 die Betriebszu­ stände der Dauerbremse 13 bestimmt, und die Dauerbremse 13 wird in Schritt 120 betätigt. Wenn in Schritt 112 eine negative Antwort erhalten wird, überspringt der Ablauf diese Schritte 113-120.

In Schritt 113 wird die Schaltposition des Getriebes 12, die nach dem Herunter­ schaltvorgang eingestellt werden soll, unter Bezugnahme auf den in Schritt 111 eingelesenen Schaltbereich bestimmt, und das Zielübersetzungsverhältnis GP der bestimmten Schaltposition wird erhalten.

In Schritt 114 wird die Schaltposition vor dem Herunterschaltvorgang bestimmt, und das Übersetzungsverhältnis G0 dieser Schaltposition wird bestimmt. Somit wird die Änderung in dem Übersetzungsverhältnis vor und nach dem Schaltvor­ gang erhalten, und der Schaltungstyp wird bestimmt. Weiterhin wird die Fahrzeug­ geschwindigkeit VSP vor dem Herunterschaltvorgang von der Automatikgetriebe­ steuerungseinheit 31 erhalten.

In Schritt 115 wird das erforderliche Bremsmoment TQ auf der Basis der Fahr­ zeuggeschwindigkeit VSP und dem Zielübersetzungsverhältnis unter Bezugnahme auf die Kurve der Fig. 5 berechnet. Das erforderliche Bremsmoment TQ entspricht einem Wert der dem Fahrer beim Herunterschalten kein unan­ genehmes Gefühl vermittelt, wenn die Auspuffbremse 23 betätigt wird. Das erfor­ derliche Bremsmoment wird nach Fig. 5 basierend auf tatsächlich gemessenen Werten bestimmt, die sich bezogen auf verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten VSP auf die Zunahme des Bremsmomentes beziehen, wenn der Schaltvorgang aufgrund des manuellen Herunterschaltvorgangs oder des Overdrive- Ausschaltvorgangs stattfindet.

In Schritt 116 wird der Öldruck PC, der im Leerlauf auftritt, von der Automatikge­ triebesteuerungseinheit 31 gelesen. Der Leerlauf-Öldruck PC wird von dem Auto­ matikgetriebe 12 so eingestellt, daß er dem Leerlaufzustand des Fahrzeugs ent­ spricht, bei dem das Gaspedal 17 losgelassen ist.

In Schritt 117 wird das Auspuffbremsdrehmoment TH berechnet. Das Auspuff­ bremsdrehmoment TH ist der maximal zulässige Wert des Motorbremsdrehmo­ ments, das von dem Automatikgetriebe 12 aufgenommen werden kann. Dieses Drehmoment TH wird entsprechend der folgenden Gleichung berechnet, die den Reibungskoeffizienten µ, den effektiven Durchmesser D, die unter Druck stehende Fläche A und die Anzahl der Schichten n der Kupplung 48 und den Leerlauföldruck PC verwendet:

TH = F(PC) = n × µ × D × PC × A.

In Schritt 118 wird das Dauerbremsdrehmoment TR basierend auf der erforderli­ chen Bremsmoment TQ und dem Auspuffbremsdrehmoment entsprechend folgen­ der Gleichung bestimmt:

TR = TQ - TH.

In Schritt 119 wird der Dauerbremsstrom IR, der dem Dauerbremsdrehmoment TR entspricht, berechnet. In Schritt 120 wird der Dauerbremsstrom IR der Dauerbrem­ se 13 für eine Zeitperiode vom Beginn bis zum Ende des Schaltvorgangs zuge­ führt, wobei die Zeitpunkte aus der Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 ausge­ lesen werden.

Entsprechend der Bremssteuerung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors 11 während des Leer­ laufs erhöht, indem das Auspuffbremssystem 23 betätigt wird, so daß ein großes Motorbremsdrehmoment auf die Hinterräder 15 wirkt, um den Fahrzeugkörper wir­ kungsvoll abzubremsen. Beim Herunterschalten vom dritten Gang zum zweiten Gang übernimmt die Dauerbremse 13 einen Teil des Motorbremsdrehmoments, um die Last auf die Kupplung 48, die durch Reibung innerhalb des Automatikge­ triebes 12 in Eingriff steht, zu verringern, während ein ausreichendes Motor­ bremsdrehmoment gewährleistet bleibt. Dies beseitigt die Möglichkeit, daß ein übermäßig hohes Motorbremsdrehmoment zum Schlupf der Kupplung 48 führt und die Abnutzung der in Eingriff stehenden Flächen der Kupplung 48 beschleunigt und daß übermäßig viel Wärme erzeugt wird und das in dem Getriebe 12 verwendete Öl verschlechtert.

Weiterhin gibt es keine Notwendigkeit, das Automatikgetriebe 12 so zu steuern, daß der Wert des auf den Hydraulikzylinder 49 wirkenden Öldrucks zeitweilig er­ höht wird, was zu einer vereinfachten hydraulischen Steuerung des Automatikge­ triebes 12 während der Schaltungsvorgänge führt. Die hydraulische Steuerung des Getriebes wird außerdem in einem breiten, einstellbaren Bereich durchgeführt, der so ausgewählt wird, daß Schaltungsstöße wirkungsvoll vermieden werden.

Da das von dem Automatikgetriebe 12 erfahrene Motorbremsdrehmoment durch das Bremsmoment der Dauerbremse 13 begrenzt wird, muß kein übermäßiges Motorbremsdrehmoment bei der Entwicklung der Komponenten des Automatikge­ triebes 12 berücksichtigt werden. Insbesondere sind die Anforderungen an die Festigkeit und Haltbarkeit für die Eingriffsflächen von Kupplungen, für die Antriebs­ kolben, Sprengringe, Gehäuse und anderen Teile verringert, und das Automatikge­ triebe 12 kann insgesamt mit einer erhöhten Designfreiheit entworfen werden, wo­ durch es erleichtert wird, die Größe und das Gewicht des Getriebes 12 zu verrin­ gern.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, das Automatikge­ triebe 12 für eine spezielle Situation vorzubereiten, in der das Automatikgetriebe 12 heruntergeschaltet wird, während die Auspuffbremse betätigt wird. Es kann derselbe Typ von Automatikgetriebe wie für verschiedene andere Motortypen ver­ wendet werden, ohne Komponenten ersetzen zu müssen oder verstärkte Struktu­ ren verwenden zu müssen, die von der Bewegung des Motors, dem Gewicht des Fahrzeugkörpers, der Bremsleistung des Auspuffbremssystems und so weiter ab­ hängen würden. Es ist auch nicht notwendig, einen besonderen Kühlungsmecha­ nismus zu verwenden, um die Wärme der Kupplung 48, die bei einer erhöhten Last erzeugt würde, abzuführen.

Während das vorliegende Ausführungsbeispiel die Auspuffbremssteuerungsvor­ richtung 32 und die Dauerbremssteuerungsvorrichtung 33 verwendet, die von der Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 unabhängig sind, kann eine Bremssteue­ rungsvorrichtung vorgesehen sein, die die Funktionen der Auspuffbremssteue­ rungsvorrichtung 32 und der Dauerbremssteuerungsvorrichtung 33 durchführt, oder die Automatikgetriebesteuerungseinheit 31 kann die Funktionen der Auspuff­ bremssteuerungsvorrichtung 32 und der Dauerbremssteuerungsvorrichtung 33 durchführen.

Weiterhin kann die Bremswirkung des Auspuffbremssystems 23 in einer Vielzahl von Schritten eingestellt werden, wie in der offengelegten japanischen Patentan­ meldung 2-258 462 offengelegt, um die Bremswirkung des Auspuffbremssystems 23 zu verringern, während das Bremsmoment von der Dauerbremse 13 erzeugt wird. In diesem Fall wird der Widerstand gegen die Drehbewegung des Motors 11 auf Grund der Wirkung der Auspuffbremse 23 weiter verringert mit dem Ergebnis einer weiter verringerten Last auf die Kupplung 48.

Darüber hinaus kann die Balance zwischen der Wirkung der Auspuffbremse 23 und des Bremsmomentes der Dauerbremse 13 verändert werden, um die Eingriffs­ last der Kupplung 48 auf einem konstanten Wert zu halten, während sichergestellt wird, daß aufgrund der Wirkung der Auspuffbremse und des Bremsmomentes der Dauerbremse 13 eine ausreichend hohe Motorbremswirkung auf den Fahrzeug­ körper wirkt. Zum Beispiel ist die Ausgangswelle des Automatikgetriebes 12 mit einem Drehmomentsensor versehen, und das Bremsmoment der Dauerbremse 13 wird mit einem geeigneten Zeitablauf erhöht oder erniedrigt, so daß das während der Verwendung der Motorbremse gemessene Drehmoment auf einem vorgege­ benen Wert gehalten wird.

Die Dauerbremse 13 kann ebenso wie während des Herunterschaltvorgangs auch vor und nach dem Herunterschaltvorgang ein Bremsmoment erzeugen, so daß das Bremsmoment der Dauerbremse 13 während des Herunterschaltens nur erhöht wird.

Unabhängig von der speziellen Steuerung, die durchgeführt wird, wird das Bremsmoment der Dauerbremse während des Herunterschaltens vor dem Herun­ terschaltvorgang bestimmt, so daß das Bremsmoment der Dauerbremse einen Grenzwert für das über das Automatikgetriebe auf den Motor übertragene Motor­ bremsdrehmoment erzeugt. Die Bremsmoment der Dauerbremse wird auf einen Wert gesteuert, der verhindert, daß die auf das Eingriffselement wirkende Last während des Schaltvorgangs größer oder gleich einem vorgegebenen Wert wird.

In dem Flußdiagramm der Fig. 4 entsprechen die Schritte 113-115 der Soll- Bremsmomentbestimmungsvorrichtung, und die Schritte 116-120 entsprechen der Dauerbremsmomentsteuerungsvorrichtung der Erfindung.

In dem wie oben aufgebauten Fahrzeugbremssystem arbeitet, wenn das Automa­ tikgetriebe heruntergeschaltet wird, während das Auspuffbremssystem betätigt wird, die Dauerbremse so, daß sie einen Grenzwert für das von dem Automatikge­ triebe erfahrene Motorbremsdrehmoment erzeugt, so daß keine übermäßige Last, die größer als eine zulässige Eingriffslast ist, auf das bei dem Herunterschaltvor­ gang verwendete Eingriffselement wirkt. Somit wird das Eingriffselement vor übermäßigem Schlupf oder Wärmeentwicklung verschont und kann über seine gesamte Lebensdauer hinweg verwendet werden.

Da die auf das Eingriffselement wirkende Last auch bei Bewegungsänderungen des Motors, bei Änderungen des Gewichts des Fahrzeugskörpers, der Bremslei­ stung des Auspuffbremssystems, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Art des Schaltvorgangs nicht die zulässige Eingriffslast übersteigt, kann derselbe Typ von Automatikgetriebe in einem weiten Bereich von Fahrzeugtypen verwendet werden, ohne daß Komponenten des Getriebes ausgetauscht werden müssen oder ein verstärkter Aufbau innerhalb des Getriebes verwendet werden müßte, um die spezielle Situation zu meistern, in der das Getriebe während der Verwendung der Auspuffbremse nach unten geschaltet wird.

Weiterhin erhöht das Fahrzeugbremssystem nach dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel nicht den Öldruck, der während des Herunterschaltvorgangs während der Verwendung des Auspuffbremssystems auf das Eingriffselement wirkt, und besei­ tigt damit die Notwendigkeit, einen geeigneten Sprengring, um das Eingriffsele­ ment zu positionieren, oder einen geeigneten Hydraulikkolben, um das Eingriffse­ lement anzutreiben, zu verwenden, um die Zunahme im Öldruck zu verkraften.

Claims (2)

1. Fahrzeugbremssystem, mit
einem Auspuffbremssystem (23) zum Begrenzen einer Kanalfläche einer Auspuffröhre, um den Widerstand gegen die Drehbewegung eines Motors (11) zu erhöhen;
einer Dauerbremse (Retarder 13), die zwischen einem Automatikgetriebe (12) und den angetriebenen Fahrzeugrädern (15) angeordnet ist, und die ein Bremsmoment erzeugt, die dem auf das Automatikgetriebe übertragenen Motorbremsdrehmoment entgegensteht; und
eine Sollbremsmomentbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen des während des Herunterschaltens auf den Fahrzeugkörper wirkenden Bremsmoments in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Art des Schaltvorgangs, bevor das Automatikgetriebe (12) heruntergeschaltet wird, während das Auspuffbremssystem eingeschaltet ist; gekennzeichnet durch
eine Dauerbremssteuerungsvorrichtung (33), die mittels der Dauerbremse (Retarder 13) während des Herunterschaltens des Automatikgetriebes (12) ein Bremsmoment an die Ausgangswelle (41) des Automatikgetriebes (12) anlegt, so daß die auf ein in Eingriff stehendes Element (Kupplung 48) des Automatikgetriebes (12) wirkende Eingriffslast auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird, wenn das Auspuffbremssystem und die Dauerbremse das von der Sollbremsmomentbestimmungsvorrichtung bestimmte Bremsmoment erzeugen.

2. Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das in Eingriff stehende Element (Kupplung 48) während des Herunterschaltvorgangs wirkende Öldruck auf einen Wert geregelt wird, der angelegt wird, wenn sich der Motor (11) im Leerlauf befindet, währenddessen die Drosselklappenöffnung auf einem Minimum gehalten wird, und daß der vorgegebene Wert der Eingriffslast so bestimmt wird, daß er dem Wert des während des Leerlaufs anliegenden Öldrucks entspricht.