DE2945304C2 - Vorrichtung zur selbsttätigen Abschaltung einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine in Leerlaufphasen und zum selbsttätigen Wiederanwerfen - Google Patents

Vorrichtung zur selbsttätigen Abschaltung einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine in Leerlaufphasen und zum selbsttätigen Wiederanwerfen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer aus der DE-OS 28 03 145 bekannten Vorrichtung dieser Art, die ein Abschalten der Brennkraftmaschine bei sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten (genannt werden 3 km/h) sowie nicht betätigtem Gaspedal bewirkt, wenn diese Bedingungen eine vorbestimmie Zeildauer eingehalten worden sind, erfolgt jedes erneute Anwerfen der Brennkraftmaschine mittels des Anlassermotors. Zum erneuten Anlassen der Brennkraftmaschine muß der Fahrer zwei Pedale, nämlich das Gaspedal und das Kupplungspedal, betätigen.
Aus der US-PS 3698 525 ist eine kombinierte Kupplungs- und Drosselklappensteuerung bekannt, bei der die Kupplung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und vom Saugrohrunterdruck betätigt wird. Dieser Stand der Technik sagt aber nichts über eine automatische Abschaltung bzw. das Wiederanwerfen der Brennkraftmaschine in bzw. nach Leerlaufphasen.
Aus der DE-AS 23 32 627 ist es ferner bekannt, das Abschalten der Brennkraftmaschine vom Fahrer durch Betätigen einer Taste vornehmen zu lassen; das erneute Anwerfen der Brennkraftmaschine erfolgt durch Treten des Gaspedals, jedoch wiederum durch Betätigen des Anlassermotors.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die in allen Leerlaufphasen, worunter sowohl echte Leerlaufphasen, in denen die Maschine weder antreibt noch geschoben wird, als auch Schubbetrieb verstanden werden, automatisch die Brennkraftmaschine abschaltet und bei der das Wiederanwerfen der Brennkraftmaschine allein durch Betätigung des Gaspedals und unter Vermeidung des Anlassens durch den Startermotor erfolgt, soweit dies der Fahrkomfort zuläßt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Abschaltung und Wiederanwerfen der Brennkraftmaschine erfolgen also in vorteilhafter Weise allein durch Betätigen des Gaspedals, und zum Wiederanwerfen der Brennkraftmaschine wird nur beim Fahren mit kleiner Geschwindigkeit bzw. in einem unteren Getriebegang der Startermotor betätigt, während andernfalls die Brennkraftmaschine nach Wiedereinschaltung der Zufuhr der Zündspannung oder des Kraftstoffs durch das Fahrzeug selbst angeworfen wird. Dies ist in den höheren Getriebegängen mit erträglichem Ruck möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bezüglich der Ansprüche 2 und 3 ist daraufhinzuweisen, daß an sich die Abschaltung der Zündspannung oder
der Kraftstoffzufuhr aus der eingangs genannten DE-OS 2803 145 bekannt ist. Die Drosselung der Kraftstoffzufuhr im Schubbetrieb unter Verwendung eines nur bei eingelegten höheren Getriebegängen betätigten Schalters gemäß Anspruch 4 ist aus der DE-OS 18 17 291 bekannt. Bezüglich der Ansprüche 6 und 7 ist die DE-AS 17 55 528 zu nennen, gemäß der ein automatische"· Ausrücken der Kupplung bei fast geschlossener Drosselklappe über einen am Gangschalthebel befindlichen Kontakt bei Betätigung dieses Hebels erfolgt. Schließlich ist mit Hinsicht auf Anspruch 8 zu bemerken, daß in der Vorrichtung nach der bereits genannten DE-OS 28 03 145 ein willkürlich betätigbarer Schalter vorgesehen ist, durch den die gesamte Vorrichtung abgeschaltet werden kann. Zur Gleichlaufsteuerung der Kupplung entsprechend Anspruch 9 ist die DE-OS 2053655 zu nennen.
Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser stellen dar:
Die Fig. I und 2 die Schaltbilder für zwei Ausführungsmöglichkeiten der Vorrichtung für den Fall, daß der Brennkraftmaschine ein Getriebe mit Handschalthebel nachgeschaltet ist, und
Fig. 3 und 4 eine Ausführungsform der Vorrichtung für den Fall, daß der Brennkraftmaschine ein automatisches Getriebe mit hydrodynamischem Wandler nachgeschaltet ist.
In Fig. 1 ist hinter dem Zündschloßkontakt 1 ein Umschalter 2 vorgesehen, der in den unteren Gängen (z. B. im Rückwärtsgang sowie im ersten und zweiten Gang) in seiner in der Figur oberen Stellung, dagegen in den oberen Gängen (z. B. im dritten, vierten und fünften Gang) in der unteren Stellung steht. Eine nicht gezeichnete Feder drückt den Schalter (bzw. den ihn betätigenden Schalthebel des Getriebes) in die Stellung »obere Gänge«.
Der Schalter 3 im Stromkreis des Startermotors ist geschlossen in einem Motordrehzahlbereich von etwa 0-500 Upm, darüber geöffnet, und schließt mit von der höchsten Drehzahl abnehmender Drehzahl wieder bei etwa 10 Upm. Der Kontakt 4 wird vom Gaspedal 5 betätigt. Er ist offen, wenn kein Gas gegeben wird. Verständlicherweise könnte Kontakt 4 auch durch das Gasgestänge betätigt werden. Der Kontakt 6 des Relais 7 ist umgekehrt geschlossen, wenn kein Gas gegeben wird. Der Schalter 8 schließlich ist geschlossen, wenn der Gangschalthebel des Getriebes angefaßt wird. Die Kontakte 6 und 8 liegen in einem ersten bzw. zweiten Erregerstromkreis für die Kupplung 9.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine
Nach Einschalten der Zündung 1 faßt der Fahrer den Schalthebel an, um den ersten Gang einzulegen, Dabei schließt Schalter 8, so daß die Kupplung 9 löst, und Umschalter 2 wird in seine in der Figur obere Stellung umgelegt. Dadurch erhält die Brennkraftmaschine bei durch Kontakt 4 unterbrochenem ersten Stromkreis für die Zündstrom- und Kraftstoffzuführung 10 (als erster Betriebsstromkreis bezeichnet) diese Betriebsgrößen durch Schließen eines den Umschalter 2 enthaltenden zweiten Betriebsstromkreises. Weil die Brennkraftmaschine steht (Drehzahl nM = 0). ist Schalter 3 geschlossen und der Startermotor 11 erhält Strom, die Brennkraftmaschine springt an und läuft weiter, auch nachdem Schalter 3 infolge »„> 500 Upm geöffnet hat. Nun kann der Fahrer abfahren.
Fahren in unteren Gängen
Zum Gangwechsel faßt der Fahrer den Gangschalthebel an und schließt über Schalter 8 den zweiten Kupplungsstromkreis, so daß die Kupplung 9 öffnet und den Gangwechsel ermöglicht. Nach Loslassen des Gangschalthebels schließt Kupplung 9 wieder. Geht die Brennkraftmaschine aus oder wird sie abgewürgt, so erfolgt nach Schließen des Schalters 3 der Wiederstart in der beschriebenen Weise.
Fahren in oberen Gängen
Beim Schalten von unteren zu oberen Gängen wird Umschalter 2 in seine in Fig. 1 untere Stellung umgelegt. 12 sind Zeitglieder, die während des Schaltvorgangs Zündung und Kraftstoffzufuhr 10 aufrechterhalten. Nach Loslassen des Gangschalthebels öffnet Schalter 8, so daß Kupplung 9 schließt, wenn durch Gasgeben (Kontakt 4
schließt den ersten Betriebsstromkreis für 10 und erregt Relais 7) Kontakt 6 den ersten Kupplungsstromkreis unterbricht. Wird für mehr als etwa 2 Sekunden kein Gas gegeben, so schließt Kontakt 6, die Kupplung 9 löst und Zündung und/oder Kraftstoffzufuhr 10 wird abgeschal-{et: Die Brennkraftmaschine bleibt stehen, das Fahrzeug rollt im Freilauf weiter.
Beim Wiedergasgeben schließt Kontakt 4 und damit nach Öffnen von Kontakt 6 auch die Kupplung 9, die Brennkraftmaschine wird vom Fahrzeug angeworfen. In den oberen Gängen ist das mit erträglichem Ruck möglich.
Soll aus bestimmten Gründen die Brennkraftmaschine auch im Leerlauf einschließlich Schubbetrieb laufen (kalte Maschine, Heizung oder Batterie laden erforderlich, Talfahrt etc.), so wird der Schalter 13 und damit ein dritter Betriebsstromkreis geschlossen.
Damit ist die gestellte Aufgabe gelöst: Die Brennkraftmaschine stellt in den oberen Gängen im Schub und im echten Leerlauf ohne Zutun des Fahrers ab. In den oberen Gängen wird sie durch Gasgeben vom Fahrzeug her angeworfen, in den unteren Gängen vom Startermotor 11, ohne daß der Fahrer irgend einen zusätzlichen Handgriff ausführen muß.
Fig. 2, in der für die bereits in Fig. 1 vorkommenden Teile dieselben Bezugszeichen gewählt sind, zeigt eine andere Ausführung der Erfindung: Anstelle des Kontakts 4 tritt der durch das Gaspedal 5 betätigte Doppelkontakt 14, dessen in der Figur oberer Einzelkontakt in den oberen Gängen (Umschalter 2 in seiner unteren Stellung) Zündung und Kraftstoffzufuhr 10 über das Zeitglied 12 abschaltet, dessen unterer Einzelkontakt aber in allen Gängen die Kupplung 9 offenhält, wenn kein Gas gegeben wird. Hier wird also auch in den unteren Gängen die Kupplung 9 geöffnet bei Nullgas. Soll ?.B. für TaI-fahrt die Kupplung 9 nur zum Gangwechsel öffnen, so kann der Fahrer den Schalter 15 öffnen (konventioneller Betrieb).
Die Fig. 3 und 4 beziehen sich auf den Fall einer Brennkraftmaschine 20 mit automatischem Getriebe 21 und hydrodynamischem Wandler 22. Das Getriebe 21 enthält die von der Brennkraftmaschine angetriebene Pumpe 23, die von der Achse des Fahrzeugs (bei 24) angetriebene Pumpe 25 und den Schallkasten 26.
Die Kupplung 27 steht schematisch für die Schalteinrichtung des Getriebes, die den Kraftschluß beim Einkuppeln herstellt. Der Freilauf 28 läßt die Drehzahl nM der Brennkraftmaschine nicht unter die Drehzahl nw des Wandlers 22 abfallen. Der Regler 29 ist mit dem Schalt-
kasten 26 verbunden; ihm werden einajinusseitig Signale für die Drehzahlen «Λ, und nK zugeführt. Über den Servomotor 30 regelt 29 das hier als Drosselklappe 31 ausgebildete Leistungsstellglied.
Die funktionalen Zusammenhänge zeigt Fig. 4. Zündschloß 32 schließt den Stromkreis zum Umschalter 33, der bei kleineren Geschwindigkeiten (z.B. unter 30 bis 50 km/h) in seineroberen, sonst in seiner unteren Stellung steht. Im ersten Fall fließt nach Schließen des vom Gaspedal 34 betätigten Doppelschalters 35 Strom zur Zündung 36 sowie zum Umschalter 37. Dieser steht in seiner oberen Stellung bei Drehzahlen der Brennkraftmaschine von 0 bis etwa 500 IJpm, in seiner unteren Stellung von der höchsten Drehzahl bisetwa 10 Upm. D. h.. die Brennkraftmaschine wird vom Startermotor 38 angeworfen, worauf die Kupplung 27 von 39 angesteuert wird. Je nach gewählter Fahrstufe fährt das Fahrzeug an.
Wird bei kleineren Geschwindigkeiten (Umschalter 33 in seiner oberen Stellung) Gas weggenommen, löst 39 die Kupplung 27, die Brennkraftmaschine läuft jedoch weiter, da die Zündung 36 an Spannung liegt.
Bei höheren Geschwindigkeiten (Umschalter 33 in seiner unteren Stellung) erhalten Zündung 36 und Kupplungsbelätigung 39 Strom, wenn Doppelschalter 35 geschlossen ist, und die Brennkraftmaschine 20 wird durch Schließen der Kupplung 27 über den Freilauf 28 angeworfen. Ist dagegen der Doppelschalter 35 offen, öffnet Kupplung 27 über 39 und die Brennkraftmaschine 20 bleibt nach der durch die Verzögerungseinrichtung 40 gegebenen Zeitspanne stehen. Soll das vermieden werden, wird Schalter 41 von Hand geschlossen.
Ein weiterer, nicht gezeichneter Schalter verhindert das Öffnen der Kupplung 27, falls dies beispielsweise für Talfahrt erwünscht ist. Dieser Schalter wird zweckmäßigerweise bei Wahl der Fahrstufen R, 1, 2 bzw. low betätigt.
Anstelle der Pumpen 23 und 25 kann eine elektrisch getriebene angeordnet sein, die nur bei Bedarf läuft.
Das Schließen der Kupplung 9 in den Fig. 1 und 2 bzw. 27 in den Fig. 3 und 4 kann unter Berücksichtigung folgender Gesichtspunkte geschehen:
Es bedeuten:
"μ κ Drehzahl der maschinen- bzw. getriebeseitigen Kupplungshälfte
r Schließgeschwindigkeit der Kupplung
ν Öffnungsgcschwindigkeit der Drosselklappe
/ίΛ( λ Drehzahländerung mit der Zeit
r, , Proportionalitätskonstanten
a) Anfahren (;i„>800 Upm. «*<«.,/):
nKO ist eine von der Stellung des Gaspedals (Gaspedalweg g) abhängige Größe, auch nsl hängt von der Gaspcdalstellung ab. Wird das Öffnen und Schließen der Kupplung durch einen einfachen Motor, z. B. durch Unierdruckservomotor, durchgeführt, dessen Magnetventile den Unterdruck bzw. die Atmosphäre mit dem Arbeitsraum verbinden, so ist das für den Schließvorgang zuständige Ventil offen (r = + 1) Tür
"κ < "ko
Um eine ausreichende dynamische Stabilität zu erreichen, können die bekannten Regelgrößen aufgeschaltet werden. Beim Getriebe in Fig. 3 öffnet der Leistungsregler! zweckmäßigerweiscersl nach Schließen der Kupplung 27.
b) Anwerfen («„< 800Upm. nK> 1000 Upm)
bzw.
r= +1 für i'iK<iikl
v= -1 rür«K>/iK1
iikl ist vom Gaspedal abhängig,
c) Einkuppeln (8O</;„< 7000 Upm, 1000</ιλ < 6000 Upm)
ν = + 1 für K1 nxi < nK < K3 iiM
.Y= + 1 für nM<nK χ = — 1 für η η > it K
A-, und K3 sind Faktoren, die etwas kleiner bzw. größer als 1 sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur selbsttätigen Abschaltung einer mit einem Gaspedal und einem Startermotor ausgerüsteten Brennkraftmaschine, die über eine Kupplung und ein nachgeschaltetes Getriebe ein Fahrzeug antreibt, in Leerlaufphasen mit zumindest einem dem Gaspedal zugeordneten Kontakt zur Erzeugung von ßetätigungssignalen durch das eine vorgegebene Zeit- to spannein Leerlaufstellung befindliche Gaspedal, ferner mit einem in einem ersten Betriebssuomkreis liegenden Kontakt zur Unterbrechung der Zufuhr einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine durch die Betätigungssignale und mit einem oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl den Starterstromkreis des Startermotors unterbrechenden Schalter als Startermotorabschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungssignale ferner einen ersten Kupplungsstromkreis schließen, so daß die Kupplung (9) löst, und daß ein zweiter Betriebsstromkreis zusammen mit dem Starterstromkreis durch einen Schalter (2) bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. bei eingelegtem niedrigen Gang geschlossen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine die Zündspannung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße Kraftstoff ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Betriebsstromkreis ein nur bei höheren Geschwindigkeiten bzw. eingelegtem höheren Getriebegang schließender Schaller (2) liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter im ersten und zweiten Betriebsstromkreis zu einem Umschalter (2) zusammengefaßt sind, der in Reihe mit einem Zündschloßkontakt (1) liegt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Kupplungsstromkreis ein bei Betätigung eines Getriebeschaltglieds diesen Stromkreis schließender und damit die Kupplung (9) lösender Kontakt (8) liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (8) bei einem Handschaltergetriebe am Schalthebel desselben angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem weiteren Schalter (13) ausgerüsteter dritter Betriebsstromkreis vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß bei einem der Brennkraftmaschine (20) nachgeschalteten Getriebe (21) mit hydrodynamischem Wandler (22) ein Regler (29) für die zusätzliche Verstellung eines Leistungsstellglieds (Drosselklappe 31) der Brennkraftmaschine (20) und die Betätigung einer kupplungsartigen Schalteinrichtung(27) des Getriebes (21) vorgesehen ist, an den eingangsseitig Sensoren für die Drehzahlen 7iM, nK) von Brennkraftmaschine (20) und Kupplung (27) angeschaltet sind und der einerseits bei Drehzahlen (nM) der Brennkraftmaschine (20). die niedriger sind als die jeweilige Kupplungsdrehzahl (nK), das Leistungsstellglied (31) zur Angleichung der Drehzahl («M, /ιλ) verstellt und andererseits das Schließen der Schalteinrichtung (27) nur bei zumindest annähernder Übereinstimmung der Drehzahlen (nM, nK) zuläßt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, oadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wandlerturbine (22) und Brennkraftmaschine (20) ein Freilauf (28) angeordnet ist, der ein Absinken der Drehzahl («„) der Brennkraftmaschine (20) unter die Wandlerturbinendrehzahl (nw) verhindert.
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