DE3130453C2

DE3130453C2 -

Info

Publication number: DE3130453C2
Application number: DE3130453A
Authority: DE
Inventors: Erich Ing.(Grad.) Junginger; Norbert Dr.-Ing 7000 Stuttgart De Rittmannsberger; Eberhard Dipl.-Ing. 7251 Hemmingen De Schnaibel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1992-12-03
Also published as: DE3130453A1; US4509628A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Antriebssystem nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bekannt, in Antriebssystemen von Kraftfahrzeugen einen Freilauf im Abtrieb vorzusehen, der in Abhängigkeit von der Auslenkung des Fahrpedales und des Bremspedales steuerbar ist. Ein derartiges Antriebssystem ist in der US-PS 40 84 672 beschrieben. Bei dem bekannten System ist ein mechanisches Gestänge mit einem Kipphebel vorge sehen, der bei Durchtreten des Fahrpedales bzw. des Brems pedales in die eine oder andere Endstellung verschwenkt werden kann. Je nach eingenommener Stellung des Kipp hebels wird dabei ein im Abtrieb des Kraftfahrzeuges angeordneter Überholfreilauf ein- bzw. ausgeschaltet.

Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, daß die Schaltung des Freilaufes starr bei jedem Durchtreten des Fahr- bzw. Bremspedals erfolgt, so daß sich bei üblicher Fahrweise eine sehr hohe schalthäufigkeit des Freilaufes und damit eine erhebliche Einbuße an Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges ergibt.

Aus der DE-OS 27 55 201 ist ein Verfahren zur elektronischen Nachbildung eines Freilaufes bekanntgeworden, bei dem bei einem Getriebe ohne Freiläufe durch elektronische Maßnahmen die Eigenschaft eines Getriebes mit Freilauf nachgebildet ist. Dadurch kann bei Getrieben ohne Freilauf ein Verhalten erzielt werden, das dem eines Getriebes mit Freilauf entspricht.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Antriebssystem mit einem Freilaufelement die Schaltvorgänge eines Freilaufs dem Fahrerwunsch weitgehend anzupassen und Gefahrensituationen im Straßenverkehr zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Antriebssystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß in Abhängigkeit vom Fahrverhalten des Fahrers eine Anpassung der Einschaltung des Freilaufes an eine ggf. gewünschte sportlichere Fahrweise erreicht wird. Zudem wird dadurch erreicht, daß die Häufigkeit des Einschaltens des Freilaufelementes verringert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Antriebssystems möglich. Dadurch, daß das erste Signal von der Stellung des Fahrpedals abgeleitet wird, wird erreicht, daß der Wunsch des Fahrers sich unmittelbar auf die Steuerung des Freilaufelements auswirkt. Wird das Signal von der Stellung der Drosselklappe abgeleitet bzw. von einem Steuersignal einer Einspritzanlage, wird erreicht, daß das erwartete Verhalten des Motors die Steuerung des Freilaufelementes bewirkt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs systems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Aus führungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Variante eines Systems gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystem.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Veranschaulichung einer ersten Antriebsvariation mit 10 ein Freilauf bezeichnet, der mechanisch von einer Über brückungskupplung 11 überbrückt ist. Eine weitere Variante ist durch eine Trennkupplung 12 bezeichnet. Hierdurch soll veranschaulicht werden, daß zur Realisierung einer Frei lauffunktion 11 einem Kraftfahrzeug sowohl ein gesonderter Überholfreilauf 10 verwendet werden kann, der zur Steu erung der Freilauffunktion mit einer steuerbaren Über brückungskupplung 11 überbrückt ist. Es ist jedoch, ohne derartige zusätzliche Elemente verwenden zu müssen, auch möglich, eine ohnehin vorhandene Trennkupplung 12 zu ver wenden, wie sie üblicherweise in Schaltgetrieben ent halten ist. Die Trennkupplung 12 kann dabei die Schalt kupplung eines üblichen handgeschalteten Stufengetriebes sein, es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, einen Freilaufeffekt dadurch zu erzielen, daß in einem automatischen Stufengetriebe die entsprechenden Brems bänder und/oder Kupplungen des Stufengetriebes in geeig neter Weise angesteuert werden.

Im Nachfolgenden wird unter "Einschalten" des Freilaufes der Zustand verstanden, daß die Freilauffunktion aktiviert wird, d. h. durch Öffnen der Kupplungen 11 bzw. 12. Unter "Ausschalten" des Freilaufes wird der Betriebszustand ver standen, daß die Kupplungen 11 bzw. 12 geschlossen werden, so daß eine starre Verbindung zwischen Motor und Abtrieb hergestellt wird, die eine Motorbremswirkung auf den Abtrieb ermöglicht.

Zur Steuerung der Kupplungen 11 bzw. 12 ist ein Stellglied 13 vorgesehen, das von einem Speicher 14, der als Flipflop ausgebildet sein kann, angesteuert wird. Zum Setzen des Speichers 14 dient ein von einer gewünschten Fahrzeug beschleunigung abgeleitetes Signal, in im Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel ein der Auslenkung eines Fahr pedales 15 entsprechendes Signal, das dadurch verarbeitet wird, daß das Fahrpedal 15 über eine erste Schwellwert stufe 16 und ein Verzögerungsglied 19 an den Setzeingang des Speichers 14 angeschlossen ist. Zum Rücksetzen des Speichers 14 dient ein der gewünschten Fahrzeugverzöge rung entsprechendes Signal, im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ein Signal von einem Bremslichtschalter 17. Wie nachstehend gezeigt wird, können auch andere reprä sentative Signale verwendet werden, nämlich einerseits zum Darstellen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung ein Drosselklappensignal oder ein Steuersignal einer Einspritzanlage. Andererseits kann ein der gewünschten Fahrzeugverzögerung entsprechendes Signal auch von einer Bremsdruckschalter gewonnen werden, wie noch gezeigt wird.

Die Charakteristik der ersten Schwellwertstufe 16 ist dabei so ausgelegt, daß ein positives Signal abgegeben wird, wenn das Fahrpedal 15 aus der Leerlaufstellung herausbewegt wird. In diesem Falle wird der Speicher 14 gesetzt und über das Stellglied 13 die Kupplung 11 bzw. 12 geöffnet, so daß die Freilauffunktion aktiviert wird. Erfindungsgemäß ist dabei in der Verbindung zwischen erster Schwellwertstufe 16 und Speicher 14 das Verzöge rungsglied 19 vorgesehen, dem - soweit erforderlich und gewünscht - im Rücksetzzweig des Speichers 14 vom Brems lichtschalter 17 her ein Verzögerungsglied 19′ entspricht. Die Verzögerungsglieder 19, 19′ bewirken dabei, daß ein transientes Auftreten von Setz- bzw. Rücksetzsignalen nicht zur Auslösung der Freilauffunktion führt, sondern daß beispielsweise der Freilauf immer nur dann einge schaltet wird, wenn das Fahrpedal 15 sich für eine längere Zeit, beispielsweise 1 bis 3 Sekunden, in ausgelenkter Stellung befindet.

Durch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems wird daher, wie man leicht sieht, bewirkt, daß der Freilauf im üblichen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges, wenn nämlich das Fahr pedal 15 im wesentlichen ausgelenkt ist, eingeschaltet bleibt. Die Freilauffunktion wird durch Schließen der Kupplungen 11, 12 demgegenüber nur dann ausgeschaltet, wenn die Bremse betätigt wird, wobei nach Lösen der Bremse und anschließendem Auslenken des Fahrpedals der Freilauf gleich wieder eingeschaltet wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten weiteren Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Antriebssystems sind mit 11, 12 die Kupplungen gemäß Fig. 1 der Einfachheit halber zusammengefaßt dargestellt. Statt eines Stell gliedes 13 ist bei dieser Ausführungsform ein verzögert wirksam werdendes Stellglied 20 vorgesehen, das beim Schließen der Kupplung mit langsamem stetigem Übergang wirkt, so daß sich eine Wiederherstellung des Kraft schlusses zwischen Motor und Abtrieb in weichem Über gang einstellt. Statt der ersten Schwellwertstufe 16 ist in diesem Falle eine zweite Schwellwertstufe 18 im Setzzweig des Speichers 14 vorgesehen, die eine gegen über der Schwellwertstufe 16 umgekehrte Charakteristik aufzeigt, d. h., daß ein positives Ausgangssignal an der zweiten Schwellwertstufe 18 dann erscheint, wenn aas Fahrpedal 15 gelöst ist. Die Rücksetzung des Speichers 14 erfolgt beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 über ein ODER-Gatter 21 mit drei Eingängen. Der erste Eingang ist an den Ausgang einer dritten Schwellwertstufe 22 ange schlossen, die mit dem Fahrpedal 15 in Verbindung steht und deren Charakteristik der ersten Schwellwertstufe 16 entspricht. Mit dem zweiten Eingang ist ein Bremsdruck- Sensor 31 über eine fünfte Schwellwertstufe 32 verbunden; an den dritten Eingang ist schließlich ein Neigungsmesser 23 für die Fahrbahnneigung bzw. deren Gefälle über ein Verzögerungsglied 24 angeschlossen. Mit dem Fahrpedal 15 steht weiterhin noch eine vierte Schwellwertstufe 25 in Wirkungsverbindung, die zu einem Eingang eines NAND-Gatters 27 führt, dessen anderer Eingang über ein Zeitglied 26 mit dem Ausgang der dritten Schwellwertstufe 22 in Ver bindung steht. Der Ausgang des NAND-Gatters 27 steuert ein zum verzögernden Stellglied 20 parallel angeordnetes Schnellschaltstellglied 28 der Kupplungen 11, 12. Schließ lich ist noch eine Schubabschalteinrichtung 29 vorgesehen, die von einem UND-Gatter 30 mit drei Eingängen gesteuert wird. Der erste Eingang ist an den Komplementärausgang des Speichers 14, der zweite Eingang ist an die zweite Schwellwertstufe 18 und der dritte Eingang ist an eine sechste Schwellwertstufe 35 angeschlossen, die von einer Zündanlage 33 über einen Frequenz/Spannungs-Umsetzer 34 angesteuert wird.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Vorrich tung ist wie folgt:

Im Gegensatz zum Antriebssystem gemäß Fig. 1 wird bei dem gemäß Fig. 2 der Speicher 14 dann gesetzt und damit der Freilauf eingeschaltet, wenn das Fahrpedal sich in Leer gasstellung befindet (Schwellwertstufe 18). Eine Rücksetzung des Speichers 14 und damit eine kontinuierliche Ausschal tung (verzögerndes Stellglied 20) der Kupplungen 11, 12 wird dann bewirkt, wenn das Fahrpedal ausgelenkt wird (dritte Schwellwertstufe 22), der Bremsdruck einen vorge gebenen Wert überschreitet (Bremsdruck-Sensor 31 mit fünf ter Schwellwertstufe 32) oder das Fahrbahngefälle einen vorgegebenen Wert im zeitlichen Mittel überschreitet (Neigungsmesser 23 mit Verzögerungsglied 24). Um dabei ein Hochdrehen des Motors dann zu verhindern, wenn der Freilauf verzögernd ausgeschaltet wird, gleichzeitig je doch schon das Fahrpedal 15 durchgetreten wird, wird ein übersteuerndes Rücksetzsignal für das schnelle Schließen der Kupplung 11, 12 über das NAND-Gatter 27 und das Schnell schaltstellglied 28 dann erzeugt, wenn das Fahrpedal 15 schnell durchgetreten wird, d. h. wenn die Änderung der positiven Fahrpedalauslenkung in einem vorbestimmten Zeitintervall einen bestimmten Betrag überschreitet. Dies wird über die Schwellwertstufen 22, 25 in Verbin dung mit dem Zeitglied 26 erreicht. Sowie das Fahrpedal 15 nämlich aus der Nullstellung herausbewegt wird, spricht die dritte Schwellwertstufe 22 an und setzt das Zeitglied 26, an dessen Ausgang für eine bestimmte kurze Zeit ein positives Signal anliegt. Wenn vor Ab lauf dieses Zeitintervalls eine Fahrpedalstellung über schritten wurde, die in der vierten Schwellwertstufe 25 vorgegeben ist, spricht das NAND-Gatter 27 an und er zeugt an seinem Ausgang ein Betätigungssignal für das Schnellschaltstellglied 28.

Es versteht sich von selbst, daß statt der Elemente 22, 25, 26 auch eine Differenzierstufe mit nachgeschalteter Schwellwertstufe verwendet werden kann, wie dies weiter unten zu Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist, wobei na türlich auch beim System gemäß Fig. 4 analog die ent sprechenden Elemente aus Fig. 2 verwendet werden können. Es versteht sich weiter von selbst, daß die Elemente zur Erkennung der gewünschten Fahrzeugverzögerung (17 in Fig. 1, 31, 32 in Fig. 2) entsprechend vertauscht werden können.

Durch die Schubabschalteinrichtung 29 bei der Ausführungs form gemäß Fig. 2, die entsprechend bei der Ausführungs form gemäß Fig. 1 verwenbar ist, wird eine Unterbrechung der Kraftstoffzuführung zum Antriebsmotor in bestimmten Fahrzuständen erzielt, die durch das UND-Gatter 30 erkannt werden. Diese Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr wird nämlich dann eingeleitet, wenn der Freilauf ausgeschal tet ist (komplementärer Ausgang des Speichers 14), gleich zeitig das Fahrpedal 15 sich in der Nullstellung befindet (zweite Schwellwertstufe 18) und weiterhin schließlich die Motordrehzahl einen vorbestimmten Betrag überschrei tet, wobei die Motordrehzahl beispielsweise aus der Zünd anlage 32 über einen Frequenz/Spannungs-Umsetzer 34 er mittelt werden kann und der vorbestimmte Betrag in der sechsten Schwellwertstufe 35 vorgegeben ist.

Eine Variante der Ansteuerung des Speichers 14 in Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist zusätzlich ein Speicher 36 im Setzzweig des Speichers 14 vorgesehen. Dieser zusätzliche Speicher 36 ist ebenfalls wie ein Flipflop aufgebaut, wobei jedoch sein Setzeingang dynamisch aus gebildet ist, d. h., daß der Speicher 36 nur dann gesetzt werden kann, wenn an seinem Setzeingang eine Anstiegs flanke auftritt. Der Rücksetzeingang des Speichers 36 ist zum Rücksetzeingang des Speichers 14 parallel ge schaltet und an den Bremslichtschalter 17 angeschlossen. Durch die Zwischenschaltung des Speichers 36 wird be wirkt, daß nach Lösen der Bremse bzw. Öffnen des Brems lichtschalters 17 nicht sofort der Freilauf wieder eingeschaltet wird, da beim System gemäß Fig. 2 immer noch ein positives Signal am Setzeinang bei gelöstem Fahrpedal 15 anliegen mag. Durch den zwischengeschalteten Speicher 36 mit dynamischem Setzeingang wird vielmehr be wirkt, daß der Speicher 36 zum Setzen des Speichers 14 erneut gesetzt werden muß, was aufgrund des dynamischen Setzeinganges nur dann möglich ist, wenn das Fahrpedal 15 erneut ausgelenkt und wieder in die Leergasstellung zurückgestellt wurde. Auf diese Weise wird bewirkt, daß beispielsweise bei Bergabfahrt und kurzzeitiger Betätigung der Bremse die Motorbremswirkung erhalten bleibt, wenn die Bremse gelöst wird und sich das Fahr pedal fortwährend in Leergasstellung befindet.

Schließlich ist in Fig. 4 noch eine weitere Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Dabei ist in Abweichung vom System gemäß Fig. 2 im Rücksetzzweig des Speichers 14 eine Diffe renzierstufe 37 mit nachgeschalteter siebter Schwell wertstufe 38 angeordnet, die die Verbindung zwischen Fahrpedal 15 und Rücksetzeingang des Speichers 14 herstellen. Weiterhin ist der Ausgang der Differenzier stufe 37 an eine achte Schwellwertstufe 39 angeschlossen, die über ein retriggerbares Monoflop 40 auf einen Ein gang eines ODER-Gatters 41 einwirkt, dessen anderer Eingang mit einem Motortemperatur-Sensor 43 in Verbin dung steht. Das ODER-Gatter 41 dient dabei zur Steue rung eines Unterbrecherkontaktes 42 in der Ansteuerleitung der Kupplungen 11, 12.

Die Wirkungsweise des in Fig. 4 dargestellten Antriebs systems ist wie folgt:

Während das Setzen des Speichers 14 in derselben Weise erfolgt, wie dies zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 er läutert wurde, besteht bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Möglichkeit, das Rücksetzen des Speichers 14 ebenfalls ausschließlich durch das Fahrpedal 15 zu steu ern, wobei jedoch alternativ über das ODER-Gatter 21 die weiteren, in Fig. 2 dargestellten Rücksetzmöglich keiten bestehen. Über die Differenzierstufe 37 und die siebte Schwellwertstufe 38, die ab Unterschreiten eines vorbestimmten negativen Schwellwertes ein positives Aus gangssignal abgibt, ist eine Erkennung möglich, ob das Fahrpedal 15 ruckartig gelöst wurde. In diesem Fall un terschreitet nämlich die Geschwindigkeit der negativen Fahrpedalauslenkung den in der siebten Schwellwert stufe 38 vorgegebenen negativen Schwellwert und über das ODER-Gatter 21 wird der Speicher 14 rückgesetzt und damit der Freilauf ausgeschaltet. Diese ruckartige Zurücknahme des Fahrpedals 14 entspricht jedoch dem Fahrerwunsch nach einer Verzögerung des Fahrzeuges.

Weiterhin wird einer gewünschten sportlichen Fahrweise des Kraftfahrzeuges dadurch Rechnung getragen, daß in diesem Fall die Betätigung des Freilaufes unterdrückt wird. Hierzu wird in der achten Schwellwertstufe 39 ein Signal dafür gebildet, daß das Fahrpedal 15 ruck artig durchgetreten wurde. Durch das Ausgangssignal der achten Schwellwertstufe 39 wird das retriggerbare Monoflop 40 gesetzt, wobei das Monoflop 40 so lange gesetzt bleibt, wie in seiner Standzeit ein Ausgangssignal der achten Schwellwertstufe 39 erscheint. Wird also das Fahrpedal 15 ständig schnell durchgetreten, liegt ebenso lange am Ausgang des Monoflops 40 ein Signal an, das über das ODER-Gatter 41 ein Öffnen des Unterbrecher kontaktes 42 bewirkt, so daß die Ansteuerung der Kupp lung 11 bzw. 12 des Freilaufes unterdrückt bleibt. Die selbe Funktion kann von einem Motortemperatur-Sensor 43 bewirkt werden, der eine Betätigung des Freilaufes so lange unterdrückt, wie die Motortemperatur unter einem vorbe stimmten Betrag liegt. Hierdurch wird erreicht, daß bei kaltem Motor die starre Verbindung zwischen An trieb und Abtrieb solange aufrechterhalten bleibt, bis der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat.

Claims

1. Antriebssystem für Kraftfahrzeuge mit einem im Antrieb angeord neten steuerbaren Freilaufelement, bei dem ein von der ge wünschten Fahrzeugbeschleunigung abgeleitetes erstes Signal er zeugt wird und das Freilaufelement in Abhängigkeit von diesem Signal einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Frei laufelement ausschaltbar ist oder ein Einschalten verhinderbar ist, wenn die erste zeitliche Ableitung des ersten Signals einen vorbestimmten Betrag bei der Fahrzeugbeschleunigung über schreitet oder nach dem Erreichen eines vorbestimmten Signal wertes unterschreitet.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal von der Stellung des Fahrpedales (15) abgeleitet wird.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal von der Stellung der Drosselklappe abgeleitet wird.

4. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal von einem Steuersignal einer Einspritzanlage abge leitet wird.