DE2237193B2 - Einrichtung zum regeln der motorbremsung bei einem kraftfahrzeug mit einem automatischen wechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Motorbremsung bei einem Kraftfahrzeug mit selbsttätiger Steuerung des Wechselgetriebes, mit cinei Motordrehzahlmeßvorrichtung, mit einer der Änderung des Übersetzungsverhältnisses dienenden Stellvorrichtung, welche einen ersten Eingang für ein erstes Steuersignal zur Erhöhung und einen zweiten Eingang für ein zweites Steuersignal zur Erniedrigung des Übersetzungsverhältnisses aufweist, mit einem Gashebel, mit einem Bremshebel für die Fahrzeugbetriebsbremsen und mit einer mit den Eingängen der Stellvorrichtung verbundenen Steuervorrichtung, welche zumindest die A.usgangssignale der selbsttätigen Steuerung für das Wechselgetriebe und die Stellung des Gashebels; mit Auslese auswertet.

Im Zusammenhang mit automatischen Getrieben mit stufenlos oder stufenweise schaltbarer Übersetzung, wie sie für Kraftfahrzeuge verwendet werden, stellt sich das Problem, daß beim Loslassen des Gaspedals sofort eine Verstellung des Getriebes im Sinne einer Verringerung des Übersetzungsverhältnisses,

d.h. eine Absenkung der Motordrehzahl bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit, auftritt, womit die Bremswirkung des Antriebsmotors nachteiligerweise verringert wird.

Unter Übersetzungsverhältnis RT — -^- ist das

Verhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle zur Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes zu verstehen. Das minimale Übersetzungsverhältnis wird mitRT= 1 angegeben.

Die Steuervorrichtung von automatischen Getrieben ist so ausgebildet, daß beim Herunterdrücken des Gashebels das öffnen des Vergasers und unter gewissen Bedingungen eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses herbeigeführt wird. Jeder dieser beiden Fakioren erhöht das an den Fahrzeugrädern verfügbare Drehmoment. In dem Maße wie die Motordrehzahl und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges wächst, führt die Steuervorrichtung eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses herbei. Umgekehrt wird beim Zurückgehenlassen des Gashebels der Vergaser geschlossen und das Übersetzungsverhältnis verringert, so daß das an den Fahrzeugrädern verfügbare Drehmoment und die Fahrgeschwindigkeit kleiner werden.

Wenn der Gashebel ganz freigegeben wird und der Fahrer den Bremswiderstand, den ihm der Fahrzeugmotor liefern kann, ausnutzen will, um das Fahrzeug zu verzögern oder um eine Beschleunigung desselben beim Bergabfahren zu verhindern, reagiert die Steuervorrichtung wie beim teilweisen Loslassen des Gashebels im Sinne der Verringerung des Übersetzungsverhältnisses, wodurch auch zugleich die Möglichkeit einer angemessenen Ausnutzung der Motorbremsung verringert wird.

Tatsächlich kann der Fahrzeugmotor bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine geringere Drehzahl haben, als dieser Fahrgeschwindigkeit entspricht, und wird dabei einen wenig bedeutsamen Bremswiderstand haben. Dieser Bremswiderstand an der Motorwelle ergibt ein Bremsmoment an den Fahrzeugrädern, das um soviel geringer ist, als das Übersetzungsverhältnis verringert worden ist.

Die Abnahme der Motorbremskraft stellt beim Bergabfahlen eines Fahrzeuges einen Nachteil dar. Diesem Nachteil kann begegnet werden, wenn dem Fahrer ein Einstellhebel für ein Minimalübersetzungsverhältnis zur Verfügung steht und die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß der Fahrer kein Übersetzungsverhältnis benutzen kann, das weniger untersetzt ist als das gestellte Übersetzungsverhältnis.

Bei einem stufenlos schaltbaren Getriebe ist versucht worden, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß das Übersetzungsverhältnis manuell auf eine Größe blockiert wird, die es in einem gegebenen Augenblick hatte.

Es sind auch Steuervorrichtungen bekannt, bei denen der Fahrer einen Handhebel zur Verfugung hat, der das Funktionieren der Steuervorrichtung bei kleinen Übersetzungsverhältnissen verhindert, jedoch bei Beschleunigung des Fahrzeuges einen gewissen Änderungsbereich des Übersetzungsverhältnisses zuläßt. Derartige Lösungen machen jedoch die Anordnung eines Schalthebels oder Schaltknopfes erforderlich und beeinträchtigen die Vollautomatik des Getriebes. Außerdem können solche zusätzlichen Schaltmittel Beschädigungen am Fahrzeug hervorrufen, wenn sie zur Unzeit betätigt werden.

Die bekannten automatischen Getriebe lassen weiterhin mancherlei Vorgänge nicht zu, die bei handbetätigten Wechselgetrieben üblich sind. Zum Beispie! ist es vor dem Heranfahren an eine Kurve mit kleinem Krümmungsradius notwendig, zu bremsen und vor dem Einfahren in die Kurve durch ein untersetzteres Übersetzungsverhältnis durchzuschallen, damit das Fahrzeug in der Kurve beschleunigt werden kann. Bei einem automatischen Getriebe führt das Zurückgehenlassen des Gashebels den Übergang des kleinsten Übersetzungsverhältnisses herbei. Der Übergang von einem untersetzteren Verhältnis wird nur durch die Einwirkung des Fahrers herbeigeführt und kann nur in der vollen Kurve stattfinden, wodurch Haftungs- bzw. Reibungsverluste eintreten können. Es ist versucht worden, diese Schwierigkeiten dadurch zu beseitigen, daß durch einen Bremsstoß eine vorübergehende Erhöhung des Unterselzungsverhältnisses herbeigeführt wird. Eine solche "vorübergehende Erhöhung während einer konstanten Zeit kann sich aber nicht allen Fahrmethoden anpassen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 28 518 ist ein as Fahrtregler für Kraftfahrzeuge bekannt, der das bereits eingangs formulierte Problem lösen soll. Dieser bekannte Fahrtregler hat entsprechend der eingangs formulierten Einrichtung als Stellvorrichtung hydraulisch zu betätigende Stellzylinder und als Steuervorrichtung einen lastabhängig beeinflußbaren Regler mit Schieber. Dieser Fahrtregler erlaubt es, die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine der öffnungseinstellung der Drosselklappe anzupassen. Die Mctorbremsung wird zu dem Zeitpunkt erreicht, in dem die Drosselklappe geschlossen ist und der Motor nur noch mitläuft. Diese bekannte Vorrichtung erfordert eine ständige Betätigung des Bremspedals, denn bei Freigabe des Bremspedals neigt sie dazu, daß sich das Übersetzungsverhältnis vermindert. Eine derartige Vorrichtung erlaubt dem Fahrer z. B. nicht, einen Gleichgewichtszustand zu finden, sobald das Fahrzeug bergab fährt. In einem starken Gefälle wird sich der Fahrer dann nach und nach auf die Betätigung des Bremshebels verlassen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wie eingangs angegebene Einrichtung so auszugestalten, daß bei dieser das wie voranstehend angegebene Erfordernis wegfällt und bei der die Motorbremswirkung optimal ausgenutzt wird. Diese Aufgabe wird bei einer wie eingangs angegebenen Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangssignale der selbsttätigen Steuerung des Wechselgetriebes von der Steuervorrichtung bei Leergasstellung blockiert und ohne Wirkung auf die Stellvorrichtung sind, daß die Steuervorrichtung einen ersten Drehzahlkomparator enthält, welcher bei Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl des Motors der Stellvorrichtung das erste Steuersignal zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses zuführt, daß die Steuervorrichtung einen zweiten Drehzahlkomparator enthält, welcher bei Leergasstellung und Unterschreiten eines vorbestimmten Sollwertes der Betriebsdrehzahl der Stellvorrichtung — wenn das Übersetzungsverhältnis kleiner als ein vorbesiimmtes Bezugsverhältnis ist — das erste Steuersignal zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses zuführt, und daß die Steuervorrichtung einen dritten Drehzahlkomparator enthält, welcher bei Leergasstellung und Überschrei-

ten einer Maxünaldrehzahl des Motors der Stellvorrichtung das zweite Steuersignal zur Erniedrigung des Übersetzungsverhältnisses zuführt.

Bei der Erfindung ist die Ausrichtung der Steuervorrichtung auf die Motordrehzahl vcn besonderer Wichtigkeit. Ohne ein zusätzliches Handbedienungsglied wird im Bedarfsfalle eine leistungsfähige Motorbremsung ermöglicht. Eine Weiterbildung der Erfindung geht dahin, das Übersetzungsverhältnis auf einen Wert zu begrenzen, wodurch eine automatische Begrenzung der Motordrehzahl erfolgt. Damit läßt sich bei einem Fahrzeug mit einem Antiblockierdetektor, wie er für eine Antiblockiervorrichtung verwendet wird, eine sichere Fahrzeugführung auf glatter Fahrbahn erreichen. Der Betrieb einer erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt durch Betätigung beim Fahrzeugbetrieb an sich zu betätigender Hebel und erfordert keine vorherige Ausbildung des Fahrers

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Motorbremsung ist bei einem Kraftfahrzeug anwendbar, das mit einer an sich bekannten Meßvorrichtung für die Motordrehzahl, einem von einem Minimalübersetzungsverhältnis ausgehenden Wechselgetriebe, einem Schaltorgan für das Wechselgetriebe mit einem Schaltweg zur Erhöhung und einem Schaltweg zur Verringerung des Übersetzungsverhältnisses, einer diese Schaltwege in Abhängigkeit von der Einwirkung des Fahrers (Herunterdrücken des Gashebels) und der Motordrehzahl steuernden Schaltvorrichtung sowie mit einem Steuerorgan für die Beschleunigung (Gashebel) und einem Betätigungsorgan für die Bremse versehen ist Bei einem solchen Fahrzeug ist es wünschenswert, daß die Blockierung des Übersetzungsverhältnisses (RT) durch beim Ruhen des Steuerorganes für die Beschleunigung (Gashebels) betätigte Mittel in einer ersten Phase und die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses in einer zweiten Phase durchgeführt wird, wenn die Motordrehzahl unter einen ersten Bezugswert fällt, der zwischen der Drehzahl beim Leerlauf und der Maximaldrehzahl des Motors liegt.

Weitere Erläuterungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Einrichtung an Hand der Zeichnung für ein Beispiel der bevorzugten Anwendung der Erfindung bei einem von 1 bis unendlich stufenlos schaltbaren Getriebe. In der Zeichnung zeigt in Form von Schaubildern

F i g. 1 den Widerstand beim Vorwärts!ahren (Rf) des Fahrzeuges durch das Bremsmoment des Verbrennungsmotors bei geschlossenem Vergaser in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit,

F i g. 2 den Fahrwiderstand durch Luft und Fahrbahn bei ebener horizontaler Fahrbahn in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit,

F i g. 3 den Fahrwiderstand durch das Bremsmoment sowie den Luftwiderstand und den Rollwiderstand bei geschlossenem Vergaser in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, F i g. 4 ein Schema der Steuervorrichtung,

Fig. 5 eine Ausfühningsform eines Signalgebers der Steuervorrichtung,

F i g. 6, 7 und 8 Betriebsdiagramme von Betriebsweisen bzw. -weiten des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit

Das Schaubild der Fig. 1 zeigt die Kurven der Änderung des Widerstandest/ (in Newton) infolge des Motorbremsmomentes eines Verbrennungsmotors bei geschlossenem Vergaser oder eines anderen Motors in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit V (in Stundenkilometer) für eine bestimmte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen RT. Dabei ist ein erstes Kurvennetz RT = 1, RT = 2, RT = 3 und RT = A gebildet, das den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen i, 2, 3 und 4 entspricht. Ein zweites Kurvennetz mit η = 300... η = 4000 ist durch Einzeichnen der Widerstandskraft Rj als Funktion der Fahrgeschwindigkeit V für verschiedene Motordrehzahlen η in Upm gebildet.

Es ist ersichtlich, daß die Widerstandskraft Ri unter einer Drehzahl von 600 Upm negativ ist, d. h., daß der Verbrennungsmotor ein Motordrehmoment liefert. Dieses Motordrehmoment tritt beim Leerlauf auf, von dem angenommen ist, daß er auf 600 Umdrehungen je Minute eingeregelt ist.

F i g. 2 zeigt die Kurve der Widerstandskraft Rt' = Ra + Rs, die sich aus dem Luftwiderstand und Rollwiderstand ergibt, für ein Fahrzeug mit einem Gewicht von 1000 kg auf glatter und horizontaler Fahrbahn.

Aus F i g. 3 sind die Änderungskurven der Gesamtwiderstandskraft Rt beim Vorwärtsfahren des Fahrzeuges bei geschlossenem Vergaser ersichtlich, wobei sich diese Widerstandskraft aus dem Bremsmoment des Motors sowie aus dem Luft- und dem Rollwiderstand zusammensetzt. Es ergibt sich wiederum, daß bei geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors ein Fahrwiderstand besteht, der dem vom Motor gelieferten Drehmoment beim Leerlauf entgegengesetzt ist.

Zur Erläuterung der Bedeutung der Erfindung sind die verschiedenen Betriebswerte des Fahrzeuges, wie Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl, Übersetzungsverhältnis, Fahrwiderstand, im Falle der F i g. 3 und für verschiedene Betriebszustände beschrieben.

Sobald der Fahrer den Gashebel ganz freigibt, setzt er die normale Fahrautomatik außer Betrieb und ermöglicht die Durchführung der nachstehend erläuterten, verschiedenen Funktionen der Steuervorrichtung:

1. Wenn die Motordrehzahl η höher ist als ein vorgegebener Sollwert ß₀ der Betriebsdrehzahl, als ein erster Bezugswert, der klein genug ist (etwz 2000 Upm) und kleiner ist, als eine durch die Geräuschstärke oder die Betriebssicherheit de: Motors begrenzte Maximaldrehzahl .Q₅, so bleib das Übersetzungsverhältnis in dem Zustand, ii dem es sich befindet, blockiert.

2. Wenn die Motordrehzahl π dazu neigt, unter dei Sollwert ß₀ zu fallen und wenn das Über Setzungsverhältnis RT kleiner ist als ein vor bestimmtes Übersetzungsverhältnis R T₀ von etw 4 bis 6, so führt die Steuervorrichtung in den Maß, in dem seit dem Zurückgehenlassen de Gashebels kein Gleiten der Fahrzeugräder statt gefunden hat, eine Erhöhung des Übersetzung? Verhältnisses herbei, damit die Motordrehzat auf dem vorbestimmten Sollwert Ω_ο der Betrieb; drehzahl des Motors gehalten wird.

3. Wenn das Übersetzungsverhältnis gleich dei vorbestimmten Übersetzungsverhältnis RT₀ odi größer wie dieses ist und wenn die Motordrei zahl größer ist als ein zweiter Drehzahlwert f. in der Größenordnung der Leerlaufdrehzahl, di aber kleiner ist, als die Maximaldrehzahl G so bleibt das Übersetzungsverhältnis blockiei

4. Wenn die Motordrehzahl dazu neigt unter d(

Leerlaufdrehzahlwert Ω_κ zu fallen, so führt die Steuervorrichtung eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses RT herbei, um die Drehzahl über diesem Wert Q_R zu halten.

5. Bei jedem Bremsen mit der Fahrzeugbetriebsbremse und in dem Maß, in dem seit dem Zurückgehenlassen des Gashebels kein Gleiten der Fahrzeugräder stattgefunden hat, führt die Steuervorrichtung eine fortschreitende Erhöhung begrenzter Größe des Ubersetzungsverhältnisses herbei, ausgenommen wenn dieses gleich dem vorbestimmten Wert RT₀ oder größer als dieser ist oder wenn die Motordrehzahl η nicht gleich ß_s oder größer ist.

Es ist ersichtlich, daß die Schwingungsweite und die Geschwindigkeit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Augenblick des Bremsens von der konstruktiven Ausbildung der Steuervorrichtung für das Übersetzungsverhältnis abhängig ist. Die Änderung des Über-Setzungsverhältnisses soll langsam genug sein, damit ein Fahrer, der mit aufeinanderfolgenden Bremsstößen in schneller werdender Folge bremst, das Übersetzungsverhältnis nicht in unangemessener Weise erhöhen kann.

6. Wenn die Motordrehzahl η dazu neigt, den Wert Ω_$ zu überschreiten, so führt die Steuervorrichtung eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses RT herbei, um die Motordrehzahl unter dem Wert Ω₅ zu halten. Diese Wirkung tritt bei der Betätigung der Bremse überwiegend auf.

7. Wenn ein Detektor der Antiblockiervorrichtung der Fahrzeugräder ein Gleiten derselben auf der Fahrbahn feststellt, so verhindert die Steuervorrichtung automatisch die Durchführung der Vorgänge 2 und 5, solange der Fahrer den Gashebel nicht erneut herunterdrückt.

Bei der Ausführungsform des in Fig. 4 gezeigten logischen Schaltbildes der Steuervorrichtung G ist ein Motordrehzahlmesser 1 angeordnet, der die Motordrehzahl η feststellt. Beim Heruntertreten des Gashebels 3 wird ein erster Kontakt 2 geschlossen, und bei der Betätigung des Fußbremshebels 5 bzw. beim Unterdrucksetzen des Bremskreises schließt sich ein zweiter Kontakt 4. Ein dritter Kontakt 6 wird je nach der Stellung der Stellvorrichtung 7 des Übersetzungsverhältnisses geschlossen, die dem etwa 4 bis 6 betragenden Verhältnis RT₀ entspricht. Die Steuervorrichtung wird mit Signalen aus der normalen selbsttätigen Steuerung 8 und mit einem Signal beliefert, das über einen Kontakt 9, der an einer Antiblockiervorrichtung für die Fahrzeugräder angebracht ist, gegeben wird, wenn die Fahrzeugräder auf der Fahrbahn gleiten.

Wenn bei normaler Fahrt der erste Kontakt 2 geschlossen ist, so leiten die logischen UND-Glieder und 11 die Signale der selbsttätigen Steuerung 8 über die ODER-Glieder 12 und 13 den Eingängen A und Z5 der zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses RT dienenden Stellvorrichtung 7 zu. Sobald dagegen der Kontakt 2 geöffnet wird, werden diese Signale durch die UND-Glieder 10 und 11 zurückgehalten. Ein NEIN-Glied, das diesen Zustand erfaßt, führt dann folgende Abläufe herbei:

a) die Verkleinerung des Übersetzungsverhältnisses, wenn die Motordrehzahl π > O_s ist (Funktion 6).

55 Die Feststellung der Motordrehzahl erfolgt dabei durch den Komparator 15, und der Eingang T) wird durch öffnen des ODER-Gliedes 13 über öffnen des UND-Gliedes 16 freigegeben, b) Die Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses, wenn η < ß₀, was durch den Komparator 17 herbeigeführt wird, wenn das Übersetzungsverhältnis RT <CRTq ist und wenn seit dem öffnen des Gashebelkontaktes 2 kein Gleiten der Fahrzeugräder auf der Fahrbahn stattgefunden hat. Das auf Speichern geschaltete ODER-Glied 18 stellt ein etwaiges Gleiten der Räder in Verbindung mit dem NEIN-Glied 19 fest. Die Speicherung im ODER-Glied wird durch das UND-Glied 20 abgeschaltet, das durch das NEIN-Glied 14 die Information über das öffnen des Kontaktes 2 erhält.

Die Vereinigung dieser Zustände erfolgt in dem UND-Glied 21.

Außerdem führt die Steuervorrichtung G bei jeder Stellung des Gashebelkontaktes 2 eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses herbei, wenn ein Komparator 22 feststellt, daß die Drehzahl η < Ωχ die Leerlaufdrehzahl ist.

Ebenso löst das Schließen des Bremskontaktes 4, wenn der Gashebelkontakt 2 geöffnet ist, einen Signalgeber 23 zur fortlaufenden Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses während einer vorgewählten Zeitspanne aus. Dieses Signal wird nur dann dem Eingang Ά über das ODER-Glied 12 zugeführt, wenn das UND-Glied 24 geöffnet ist, d. h., wenn kein Gleiten der Fahrzeugräder stattgefunden hat (18 und offen), wenn weiterhin der Motor nicht zu schnell läuft (ermöglicht durch das NEIN-Glied 25) und wenn schließlich das Übersetzungsverhältnis kleiner als RT₀ ist.

Ein Beispiel der Realisierung des Signalgebers 23 zur »Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses« ist in F i g. 5 dargestellt.

Der zweite Kontakt 4, der durch den Fußbremshebel 5 betätigt wird, nimmt bei nachgelassener Bremse die Stellung α ein und ermöglicht dabei das Aufladen des Kondensators C auf die Spannung F, während einer Zeitkonstanten, die gleich R_xC ist. Wenn der Fußbremshebel 5 heruntergedrückt wird, nimmt der Kontakt 4 die gestrichelt gezeigte Stellung b ein, bei der sich der Kondensator C mit einer Zeitkonstanten R₂C in den Widerstand R₂ entlädt, der zwischen dem Kontakt b und Masse angeordnet ist.

Die Spannung V an den Klemmen des Widerstandes R₂ ist

Null, wenn der Kontakt 4 die Stellung α einnimmt,

maximal und gleich V, wenn der Kontakt 4 ir die Stellung b übergeht, und
nach Maßgabe der Entladung des Kondensators C in den Widerstand R_s bis auf Null fallend. Die Spannung V wird am Eingang eines Verstärkers Am mit einer Bezugsspannung V₂ verglichen; wenn V > V₂, hat die Spannung am Ausgang des Verstärkers Am ihren Höchstwed und ist gleich V_M. Wenn V < V₂ ist, so ist die Spannung am Ausgang des Verstärkers Am gleich Null.

Wenn die Zeitkonstante R₁C klein ist (etwa 0,1s) so soll, damit der Kondensator C zwischen je zwe

Bremsstößen voll auflädt, bei jeder Entladung die Ausgangsspannung des Verstärkers Am während einer Zeitdauer r von einigen Sekunden, z. B. 3 bis 4 Sekunden, die von dem Verhältnis V₂IV₁ und von R₂C abhängt, maximal sein. Wenn der Fahrer den Fußbremshebel vor Beendigung der Zeitdauer τ zurückgehen laßt, so geht die Ausgangsspannung des Verstärkers Am sofort auf Null zurück. Diese Ausgangsspannung V_s blockiert oder läßt je nach ihrem Zustand die Rechtecksignale einer Steuervorrichtung G über die Dioden D₁ und D, durchgehen, die einander gegenüber zwischen dem Ausgang des Verstärkers Am und der Steuervorrichtung G angeordnet sind. Die Signale der Steuervorrichtung G sind derart, daß bei ihrer Übertragung auf den Eingang A der Stellvorrichtung 7 des Übersetzungsverhältnisses die Schnelligkeit der Änderung desselben eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses in der Größenordnung von etwa 30^fl/o während der Zeitdauer τ ermöglicht.

Die Folgefrequenz der Signale der Steuervorrichtung G soll im Vergleich zur Frequenz des Getriebes groß, aber eindeutig kleiner sein als der Maximalwert der Frequenz der Betätigung des Einganges ~A. Die Schnelligkeit der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses läßt sich durch Änderung der Breite »/« der Signale der Steuervorrichtung G regeln. Diese Signale könnten auch durch die normale Fahrautomatik geliefert werden.

Es ist ersichtlich, daß der zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses dienende Signalgeber 23 im Falle von Bremsstößen mit erhöhter Aufeinanderfolge des Übersetzungsverhältnisses ermöglicht, die gleich der Erhöhung desselben bei mehreren verlängerten Bremsstößen mit Zeitintervallen ist, die gleich τ sind.

Die logische Schaltung gemäß F i g. 4 und das Ausführungsbeispiel des Signalgebers 23 gemäß F i g. 5 gewährleisten die Beaufschlagung der Eingänge H und T) insgesamt oder nicht durch die logischen Elemente. Diese Schaltung kann durch einen Fachkundigen auch einem Fall angepaßt werden, bei dem die Schaltsignale der Eingänge Ά und T> analog sind.

Das Verhalten eines mit einer solchen Steuervorrichtung versehenen Fahrzeuges ist nachstehend für verschiedene Betriebszustände erläutert:

I.Fall

Das Fahrzeug fährt schnell und soll durch den Fahrer allmählich angehalten werden. Der Verlauf der Betriebszustände ist in F i g. 6 wiedergegeben.

Angenommen, das Fahrzeug fährt mit einer Geschwindigkeit von 120 km/Stunde bei einer Motordrehzahl von 5500 Upm auf einer ebenen Fahrbahn, und der Fahrer läßt den Gashebel so weich und langsam zurückgehen, daß die normale Fahrautomatik die Verringerung des Übersetzungsverhältnisses herbeiführt, bevor der Gashebel ganz freigegeben wird. Der Betriebszustand entspricht dann dem Punkte, und die auf das Fahrzeug ausgeübte Widerstandskraft beträgt 950 N.

Wenn der Gashebel ganz nachgelassen wird und der Fahrer nicht bremst, so bleibt das Übersetzungsverhältnis RT — 1, und das Fahrzeug wird verzögert, bis die Motordrehzahl den Sollwert Q₀ ~ 2000 annimmt (Punkt B). Die Widerstandskraft, die dabei noch etwa 400 N beträgt, versucht, die Motordrehzahl unter den Sollwert .Q_{0 zu} verringern. Das Übersetzungsverhältnis steigt bis auf RT₀, das mit 4 angenommen ist, um die Motoidrchzahl auf 2000 Upm zu halten (Funktion 2 der Steuervorrichtung). Der Betriebspunkt B wandert nach C, wo die Bremsung durch den Motor 750 N erreicht, sodann von C nach D, wo die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors auf den zweiten Bezugswert fällt, von dem angenommen wurde, daß er gleich der Leerlauf-ίο drehzahl Q_R mit 600 Upm ist.

Der verbleibende Widerstand ruft eine zusätzliche Abnahme der Motordrehzahl hervor, die dann unter Q_R fällt.

Das Übersetzungsverhältnis steigt sodann bis ins Unendliche, um zu versuchen, die Motordrehzahl von 600 Upm beizubehalten (Funktion 4 der Steuervorrichtung). Das Fahrzeug kommt dabei zum Stillstand.

Es ist ersichtlich, daß zwischen den Punkten B ίο und D und insbesondere bei Punkt C dem Fahrer eine erheblich größere Motorbremskraft als bei einer normalen Automatik zur Verfügung steht, die das Übersetzungsverhältnis von 1 bis zum Stillstehen des Fahrzeuges beibehält. Es ist außerdem erkennbar, daß as die Erfindung ein Anhalten des Fahrzeuges bei ähnlichen Bedingungen ermöglicht, wie dies bei einem Fahrzeug mit von Hand bedienbarem Wechselgetriebe der Fall ist.

2. Fall

Wenn der Fahrer zwischen A und B einen Bremsstoß gibt, so steigt das Übersetzungsverhältnis um ein endliches Maß, z. B. 30⁰Zo, an, worauf es erneut blockiert wird, wenn der Fahrer keine anderen Manöver durchführt (Funktion 1 der Steuervorrichtung). Der Betriebspunkt A wandert dabei über A₁ und A₂ nach A₃, wo die Motordrehzahl = Q_n ist.

3. Fall
(Plötzliches Anhalten)

Die Veränderung des Betriebspunktes ergibt sich

aus Fig. 7. Es ist angenommen, daß das' Fahrzeug wiederum mit eineT Geschwindigkeit von 120 km/Stunde auf ebener Fahrbahn bei einer Motordrehzahl von 5500 Upm fährt und daß der Fahrer voi einem Hindernis plötzlich den Gashebel freigibt und

den Fußbremshebel stark herunterdrückt.

Zur Verringerung des Übersetzungsverhältnisses 1,3 ist dabei keine Zeit geblieben. Der Betriebsausgangspunkt befindet sich daher bei E₁. Wenn dei Fahrer stark bremst und dabei z.B. eine Wider-Standskraft erzeugt, die etwa halb so groß ist wie da< Gewicht seines Fahrzeuges, so könnte die Verzögerung eine Größe von 5 m/s² erreichen. Wenn angenommen wird, daß der verlängerte Bremsstoß da« Übersetzungsverhältnis in 2 Sekunden um 30¹Vo er-

höht, so würde hierbei die Fahrgeschwindigkeit de: Fahrzeuges um 10 m/s bzw. 36 km/Stunde verririger werden, worauf das übersetzungsverhältnis bei l,i blockiert würde.

Der Betriebspunkt E₁ ist dabei nach E_n gewandert

Wenn der Fahrer seinen Fuß auf dem "Bremshebe läßt, so beschreibt der Betriebspunkt E₁ einen Kreis abschnitt E₂, E₃ bei gleichbleibendem Übersetzungs verhältnis 1,6 bis zur Drehzahl ß„. dann bei deich

bleibender Drehzahl einen Kreisabschnitt E₃, E₄, weiter einen Kreisabschnitt E₄, E₅ bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis RT₀ und schließlich einen Kreisabschnitt E₅, E₆ bei der Leerlaufdrehzahl.

Wenn der Fahrer bei E₂ den Fußbremshebel einen kurzen Augenblick freigibt und dann wieder stark bremst, so wird das Übersetzungsverhältnis erneut um etwa 30% erhöht, während die Fahrgeschwindigkeit auf etwa 50 km/Stunde fällt.

Der Betriebspunkt E₂ geht dabei von E₂ nach F, und bei etwaigem nochmaligem Bremsen von F₁ nach F₂.

Die Erfindung ermöglicht daher, wie im vorhergehenden Fall, eine Entwicklung des Übersetzungsverhältnisses im günstigen Sinn.

4. Fall

Das Fahrzeug fährt auf einer längeren Strecke bergab. Die Entwicklung des Betriebspunktes ist in F i g. 8 gezeigt. Dabei ist angenommen, daß ein Fahrer mit einer Geschwindigkeit von 90 km/Stunde bei einer Motordrehzahl bzw. Tourenzahl von 4500 t/min eine Gefällestrecke mit etwa 10⁰V Gefälle herunterfährt und dabei eine motorische schubkraft P₁ von etwa 1000 N entwickelt.

Der Fahrer gibt den Gashebel plötzlich frei, und der Betriebspunkt ist dann bei G₁. Das Übersetzungsverhältnis ist blockiert, und die motorische Schubkraft P₁ ist größer als die Bremskraft bei G₁. Das Fahrzeug wird dann schneller bis zum Punkt G₂, bei dem sich die Jeschwindigkeit stabilisiert.

Je nach dem Zustand der Fahrbahn kann der Fahrer z. B. wünschen, weniger schnell zu fahren. Er bremst daher zwischen G₁ und G₂, wodurch der Einfluß des Gefälles geringer und das Übersetzungsverhältnis erhöht wird. Der Betriebspunkt wandert dabei nach G₃ und nach einem zweiten Bremsstoß nach G₄.

Wenn der Fahrer annimmt, daß das Fahrzeug bei G₄ genügend abgebremst ist, so gibt er den Fußbremshebel frei; er blockiert dabei das Übersetzungsverhältnis, und da die motorische Schubkraft P₁ größer ist als die Bremskraft bei G₄, wird das Fahrzeug bis G₅ beschleunigt, wo sich seine Fahrgeschwindigkeit stabilisiert. Von diesem Betriebspunkt G₅ an kann der Fahrer die Steuervorrichtung nach seinen Wünschen arbeiten lassen (Erhöhung oder Verringerung der Geschwindigkeit durch Einwirkung auf den Gashebel oder den Fußbremshebel).

Wenn der Fahrer die Geschwindigkeit etwas erhöhen will, so tritt er den Gashebel entsprechend herunter. Je nach dem Drehzahlbereich des Motors bleibt dabei die Drosselklappe geschlossen oder öffnet sich nur wenig. Die normale Fahrautomatik führt dann eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses herbei, da sie so reagiert, als wenn der Fahrer den Gashebel freigegeben hätte. Die Widerstands- bzw. Bremskraft des Fahrzeuges veringert sich dabei, so daß das Fahrzeug beschleunigt wird.

In dem Augenblick, in dem der Fahrer den Gashebel zurückgehen läßt (Punkt G₆), blockiert er erneut das Übersetzungsverhältnis (Funktion 1 der Schaltvorrichtung), und der Betriebspunkt wandert nach G₇, bei dem sich die Fahrgeschwindigkeit auf einen Wert stabilisiert, den sie bei G_s hatte.

Wenn der Fahrer umgekehrt die Fahrgeschwindigkeit von G₅ an etwas verringern will, so drückt er leicht auf den Bremsfußhebel, indem er diesen gegebenenfalls nur streift, und führt hierdurch eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses herbei. Der Betriebspunkt wandert dann nach G₈, da eine Erhöhung der Bremskraft die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verringert. Da die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses bei jedem Bremsstoß auf 30% beschränkt ist, wird das Übersetzungsverhältnis in G₈ automatisch blockiert. Der Betriebspunkt wandert dann nach G₉, wo sich die Fahrgeschwindigkeit auf

ίο einen Wert stabilisiert, der geringer ist als die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges im Punkt G₅.

Es ist somit ersichtlich, daß sich die Steuervorrichtung automatisch den normalen Reflexen bzw. Überlegungen des Fahrers anpaßt und ihm ermöglicht, schnei! zu einer stabilisierten Fahrgeschwindigkeit zu kommen. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn beim Fahren im Gebirge längere Gefällestrecken zu befahren sind.

Außerdem ist erkennbar, daß beim Befahren einer Gefällestrecke mit einem Gefälle, das im Hinblick auf das Übersetzungsverhältnis zu groß ist, der Motor, wenn der Fahrer nicht bremst, dazu neigt, mit eine·: Drehzahl zu laufen, die größer ist als ß_s, und die Steuervorrichtung eine Verringerung des Uber-Setzungsverhältnisses herbeiführt, so daß jede Gefahr einer Beschädigung des Motors vermieden wird (Funktion 6 der Schaltvorrichtung).

5. Fall

(Gleiten der Fahrzeugräder beim Bremsen)

Ein solches Gleiten tritt ein, wenn die auf die Fahrzeugräder ausgeübte Bremskraft mit Rücksicht auf den Zustand der Fahrbahn zu groß ist. Wenn das Fahrzeug mit einer Antiblockiervorrichtung verseher ist, bleibt das Gleiten beschränkt.

Die Steuervorrichtung läßt eine Erhöhung de:

Übersetzungsverhältnisses nicht zu, sobald die Motor drehzahl die Drehzahl bei gedrosseltem Motor bzw beim Langsamlauf unterschreitet. Die Bremskraft, di< auf die Fahrzeugräder ausgeübt wird, bleibt daher au den Augenblick beschränkt, in dem die Fahrzeug räder wieder ihr Haftvermögen erlangen. In diesen Fall wird ein normales Anhalten des Fahrzeuge: durch die Antiblockiervorrichtung der Fahrzeugräde herbeigeführt. Da die Motorbremsung bei der Leer laufdrehzahl (Fig. 1) aufgehoben wird, kann ein we sentliches Gleiten der Fahrzeugräder auf der Fahr bahn nicht stattfinden, wenn die Fahrgeschwindigkei gering ist.

Es ist daher die Verzögerung des Fahrzeuges in folge des üblichen Bremsens, die die Motordrehzah unter D_R fallen läßt und die Erhöhung des Über Setzungsverhältnisses bis ins Unendliche sowie dei vollen Stillstand des Fahrzeuges herbeiführt.

Bei einem von 1 bis unendlich stufenlos steuerbare] Wechselgetriebe ist eine abgeänderte Ausführungs form der Erfindung zu erwähnen, die darin besteln daß die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses de Getriebes nicht auf den Wert RT₀ beschränkt wire wenn die Drehzahl unter den Sollwert ß₀ fallen wil Diese Ausführungsform verwendet eine erheblich ein fächere Steuervorrichtung, die bei einem von 1 bi zu dem endlichen Wert R T = 1 stufenlos steuerbare Wechselgetriebe anwendbar ist.
Bei einem Fahrzeug, das mit einem stufenweis

steuerbaren automatischen Wechselgetriebe verseher, ist, vereinfachen sich die vorerwähnten Funktionen 1 bis 7 wie folgt:

Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors unter eine Drehzahl .Q₀' fällt, die etwas kleiner ist als der Sollwert D₀, so führt die Steuervorrichtung den Übergang auf das unmittelbar nächsthöhere Übersetzungsverhältnis herbei. Die Motordrehzahl nimmt dann einen Wert -Q₀" an, wobei Q₀ und Q₀", so gewählt sind, daß sie um den Sollwert Q₀ herum liegen.
Wenn der Fahrer mindestens zweimal die Bremse betätigt, ohne Gas zu geben, so führt die Steuervorrichtung den Übergang auf das

unmittelbar nächsthöhere Übersetzungsverhältnis herbei, ausgenommen, wenn dieser übergang Motordrehzahl als ü_s ergeben

eine höhere
würde.

Die Funktionen 1, 6 und 7 bleiben die gleichen," während die Funktionen 3 und 4 entfallen und die Funktion 2 durch eine andere ersetzt wird.

Die Informationen werden durch Speicherungen gegeben, die aufeinanderfolgend bei jedem Bremsstoß eingeschaltet werden. Das Herunterdrücken des Gashebels oder die Ausführung des Befehles zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses löscht alle Speicherungen entsprechend einem logischen Schema bekannter Art.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Motorbremsung bei einem Kraftfahrzeug mit selbsttätiger Steuerung (8) des Wechselgetriebes, mit einer Motordrehzahlmeßvorrichtung (1), mit einer der Änderung des Übersetzungsverhältnisses (RT) dienenden Stellvorrichtung (7), welche einen ersten Eingang (Ä) für ein erstes Steuersignal zur Erhöhung und einen zweiten Eingang (D) für ein zweites Steuersignal zur Erniedrigung dej Übersetzungsverhältnisses (RT) aufweist, mit einem Gashebel (2, 3), mit einem Bremshebel (4, 5) für die Fahrzeugbetriebsbremsen und mit einer mit den Eingängen (Ä und ZJ) der Stellvorrichtung (7) verbundenen Steuervorrichtung (G), we'che zumindest die Ausgangssignale der selbsttätigen Steuerung (8) für das Wechselgetriebe und die Stellung des Gashebels (2, 3) mit Auslese auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der selbsttätigen Steuerung (8) des Wechselgetriebes von der Steuervorrichtung (G) bei Leergasstellung blockiert und ohne Wirkung auf die Stellvorrichtung (7) sind, daß die Steuervorrichtung (G) einen ersten Drehzahlkomparator (22) enthält, welcher bei Unterschreiten der Leerlauf drehzahl (Ω_Α) des Motors der Stellvorrichtung (7) das erste Steuersignal zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (RT) zuführt, daß die Steuervorrichtung (G) einen zweiten Drehzahlkomparator (17) enthält, welcher bei Leergassiellung und Unterschreiten eines vorbestimmten Sollwertes (.Q₀) der Betriebsdrehzah! der Stellvorrichtung (7) ■— wenn das Übersetzungsverhältnis (RT) kleiner als ein vorbestimmtes Bezugsverhältnis (RT₀) ist — das erste Steuersignal zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (RT) zuführt, und daß die Steuervorrichtung (G) einen dritten Drehzahlkomparator (15) enthält, welcher bei Leergasstellung und überschreiten einer Maximaldrehzahl (.Q₅) der Stellvorrichtung (7) das zweite Steuersignal zur Erniedrigung des Übersetzungsverhältnisses (R T) zuführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (G) einen Signalgeber (23) enthält, welcher bei Leergasstellung und betätigtem Bremshebel (4, S) der Stellvorrichtung (7) das erste Steuersignal zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (RT) zuführt, wenn dieses kleiner als das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis (RT₀) und die Betriebsdrehzahl des Motors kleiner als die Maximaldrehzahl (.Q₁) ist.

?. Hinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für Fahrzeuge mit Antiblockiervorrichtung und Blockierdetcktor, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem zweiten Drehzahlkoinparator (17) gelieferte erste Steuersignal abgeschälte! wird, wenn der Blockierdctektor (9) ein Radgleiten feststellt, und daß die Steuervorrichtung (G) einen Selbsthalteteil (18, 2H)) enthält, welcher den abgeschalteten Zustand für das erste Steuersignal für die Dauer der Leergasstellung aufrechterhält, wobei der Blockierdetektor (9) gleichzeitig jede vom zweiten Drehzahl-Komparator (17) und vom Signalgeber (23) angeordnete Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (RT) verhindert.

4. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (G) ein erstes UND-Glied (21), ein zweites UND-Glied (16) und ein NEIN-Glied (14) enthält, daß der Eingang des NEIN-Gliedes (14) mit dem Gashebel (2, 3) verbunden ist und bei Leergasstellung ein Ausgangssignal abgibt, daß der Ausgang des NEIN-Gliedes (14) mit dem einen Eingang des ersten UND-Gliedes (21) verbunden ist, daß ein zweiter Eingang des ersten UND-Gliedes (21) mit dem Ausgang des zweiten Drehzahlkomparators (17) verbunden ist und ein dritter Eingang des ersten UND-Gliedes (21) mit der Stellvorrichtnug (7) über einen bei unter dem Bezugsverhältnis (RT₀) liegenden Übersetzungsverhältnis (RT) geschlossenen Kontakt (6) verbunden ist, daß der Ausgang des ersten UND-Gliedes (21) mit dem ersten Eingang (Ä) der Stellvorrichtung (7) gekoppelt ist, daß der eine Eingang des zweiten UND-Gliedes (16) mit dem Ausgang des dritten Drehzahlkomparators (15), der andere Eingang dagegen mit dem Ausgang des NEIN-Gliedes (14) verbunden ist, daß der Ausgang des zweiten UND-Gliedes (16) mit dem zweiten Eingang (D) der Stellvorrichtung (7) gekoppelt ist und daß der Ausgang des ersten Drehzahlkomparators (22) mit dem ersten Eingang (~ä) der Stellvorrichtung (7) gekoppelt ist.

5. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, für ein Fahrzeug mit einem stufenweise selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuervorrichtung (G) bewirkte Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (RT) nur nach mindestens zweimaliger Betätigung des Bremshebels (4, 5) erfolgt, vorausgesetzt, daß die Motordrehzahl nach übergang zu dem nächsthöheren Übersetzungsverhältnis (RT) niedriger bleibt als die Maximaldrehzahl (.Q₅).