DE3243485A1

DE3243485A1 - Bedienungsautomatik fuer ein mittels einer brennkraftmaschine angetriebenes getriebe

Info

Publication number: DE3243485A1
Application number: DE19823243485
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tonegawa
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1982-01-13
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1983-07-21
Anticipated expiration: 2002-11-25
Also published as: JPS58121343A; JPH0143647B2; DE3243485C2

Description

Bedienungsautomatik für ein mittels einer Brenn-
kraftmaschine angetriebenes Getriebe Die Erfindung betrifft eine Bedienungsautomatik für ein mittels einer Brennkraftmaschine angetriebenes Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verwendung bei Fahrzeugen.
Eine bekannte Bedienungsautomatik mit einem Fluid-Drehmomentenwandler hat einen schlechten Drehmomentenübertragungswirkungsgrad aufgrund eines zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle auftretenden Schlupfes.Aufgrund dieser Tatsache wurde versucht, eine Bedienungsautomatik für ein Getriebe zu entwickeln, bei der ein Stellglied und eine elektronische Steuereinrichtung an ein gewöhnlich von Hand bedientes Getriebe, bestehend aus einer einzigen Trokkenscheibenkupplung und einem Mehrstufengetriebe, angebracht werden, so daß die Bedienung der Kupplung und das Schalten des Getriebes automatisch nur durch die Bedienung des Gaspedals durch den Fahrer durchgeführt werden.
Eine derartige Bedienungsautomatik weist den Nachteil auf, daß es beim Starten des Fahrzeug schwierig ist, eine sogenanntes Abwürgen der Maschine zu vermeiden und einen weichen Kupplungseingriff ohne Rucken durchzuführen. Weiter wird, auch wenn Steuerelemente so vorgesehen sind, daß ein weicher Kupplungseingriff gesteuert wird, da die Kupplungsscheiben verschleißen, die Hebelstellung zum Ein- und Auskuppeln der Kupplung verändert und der Zeitpunkt für den Beginn des .halbeingekuppelten Zustandes verzögert, wodurch die Drehzahl der Brennkraftmaschine übermäßig ansteigt, so daß kein weicher Kupplungseingriff der Kupplung dauerhaft gewährleistet ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienungsautomatik der eingangs genannten Art für ein Getriebe zu schaffen, mit dem ein automatisches Einkuppeln beim Starten des Fahrzeugs ruckfrei und ohne Abwürgen der Brennkraftmaschine möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 und 2 gekennzeichneten Erfindung gelöst, d. -h. durch einen Gaspedalfühler zur Erfassung der Stellung des Gaspedals,teinen Drosselklappenfühler zur Erfassung des Offnungsgrades der Ventileinrichtung bzw. der Drosselklappe der Brennkraftmaschine, einen Drehzahlfühler zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler zur-Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, und eine elektronische Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit der erfaßten Signale.derFühler Signale zum Antrieb eines ersten Stellglieds zur Betätigung der Drosselklappe, eines zweiten Stellglieds zum Ein- und Auskuppeln der Kupplung, und eines dritten Stellglieds zum Schalten des Getriebes erzeugt. Die elektronische Steuereinrichtung ist sorgesehen,um ein Signal dem zweiten Stellglied zum schrittweisen Betätigen der Kupplung beim Einkuppeln zuzuführen, wenn das Fahrzeug gestartet ist, und ein Signal dem ersten Stellglied zum Verändern des öffnungsgrades der Drosselklappe so zuzuführen, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert entsprechend der Bewegung des Gaspedals einnimmt.
Erfindungsgemäß wird, wenn das Gaspedal heruntergetreten wird, beim Starten des Fahrzeugs die Drehzahl der Brennkraftmaschine unabhängig von der Drehmomentenbelastung auf einem vorbestimmten Wert gehälten. Das heißt die Bedienungsautomatik arbeitet so, daß der öffnungsgrad < der Drosselklappe sich entsprechend der Anderung der Drehmomentenbelastung der Brennkraftmaschine im halbeingekuppelten Zustand ändert, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant zu halten. Hierdurch wird verhindert, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine übermäßig ansteigt, bevor der halbeingekuppelte Zustand beim Starten erreicht ist, oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine übermäßig beim Beenden des halbeingekuppelten Zustands abnimmt (dem vollständig eingekuppelten Zustand der Kupplung), oder ein Abwürgen der Brennkraftmaschine auftritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bedienungsautomatik für ein Getriebe; Fig. 2 eine Kennlinie eines Drosselklappenstellgliedes für die in Fig. 1 dargestellte Bedienungsautomatik; Fig. 3 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Betriebsstellung des Gaspedals und der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei der Bedienungsautomatik; und Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Betriebskennlinie der Bedienungsautomatik beim Starten des Fahrzeugs.
Die Bedienungsautomatik für ein Getriebe ist in Fig. 1 dargestellt und umfaßt eine Brennkraftmaschine 4,bei der Luft in die Zylinder über einen Einlaßverteiler 5 von einem Einlaßrohr 7 eingesaugt wird. Die Drehung der Kurbelwelle wird über eine ein- und auskuppelbare Kupplung 3 auf die Eingangswelle des Getriebes 2 übertragen. Der Ausgang des Getriebes 2 wird über-eine Welle 24 auf die Räder 25 übertragen.
Im Einlaßrohr 7 ist eine Drosselklappe 6 angeordnet, mit der die Einlaßmenge, d. h. die Leistung der Brennkraftmaschine, auf gewöhliche Weise gesteuert werden kann. Die Kupplung wird mittels der Schwenkung eines Kupplungshebels 17 ein- und ausgekuppelt.
Zur Bedienung des Getriebes 2 in Abhängigkeit von mittels Fühlern zur Erfassung der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 4 und des Fahrzeugs erfaßter Signale ist eine mit tels eines Wählhebels 10 zum Schalten des Getriebes bedienbare elektronische Steuereinrichtung i4 vorgesehen. Zu diesem Zweck weist das Gaspedal 1 2 einen daran angeordneten Gaspedalfühler 13 auf, um ein elektrisches Signal zu erhalten, daß dem Bewegungsbetrag A des Gas pedals proportional ist. Mit der Drosselklappe 6 ist über einen Gliedertrieb ein Stellglied 8 verbunden, wobei der öffnungsgrad < der Drosselklappe 6 mittels eines Drosselklappenfühlers 9 in Abhängigkeit von dem Verschiebungsbetrag der Stellgliedstange erfaßt wird.
Mit einem Kupplungshebel 17 ist ein Stellglied 15 verbunden, wobei der Verschiebungsbetrag der Stange des Stellglieds mittels eines Kupplungsfühlers 16 auf elektrische Weise erfaßt wird.
Ebenfalls ist ein Drehzahlfühler 18 zur Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 4, beispiels- weise benachbart zum Schwungrad'vorgesehen. Auf der Seite der Ausgangswelle des Getriebes 2 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 23 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund der Drehzahl vorgesehen. Die von den oben rwähnten Fühlern 13,9, 18, 16 und 23 erfaßten Signale werden der elektronischen Steuereinrichtung 14 zugeführt.
Weiter ist ein Stellglied 19 zum Auswählen und Schalten des Getriebes 2 mit einer gewöhnlichen Gabelstange ( nicht gezeigt) vorgesehen, wobei ein Schaltstellungsfühler 20 zur Erfassung der Schaltstellung angeordnet ist. Ein Stellglied 21 zum Schalten des Getriebes 2 ist mit einer bewegbaren Grundplatte des Stellglieds19 verbunden, wobei ein Schaltstellungfühler 22 zur Erfassung der Schaltstellung vorgesehen ist.
Die Fühler zur Erfassung der Bettiebsstellung oder des Stellungsbetrages jedes Stellglieds 8, 15, 19 und 21 umfassen Fühler, die eine Änderung des Widerstandsoderder Induktivität erfassen. Die Fühler 18 und 23 zur Erfassung der Drehzahl arbeiten auf bekannte elektromagnetische Weise. Die Stellglieder 8, 15, 19 und 21 arbeiten mit Flüssigkeitsdruck, auf fluid-elektromagnetische Weise oder auf irgendeine andere dem Fachmann bekannte Art.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der Bedienungsautomatik beschrieben werden. Der Bewegungsbetrag ß des Gas pedals 12 wird mittels des Gaspedalfühlers 13 erfaßt, und der Ausgang in Abhängigkeit des Signals der elektronischen Steuereinrichtung 14 zugeführt, die wiederum das Stellglied 8 mit einem Signal versorgt,um den öffnungsgrad X der Drosselklappe 6 zu steuern. Ebenfalls wird das Signal V des Fahrzeuggeschwindigkeitfühlers 23 erfaßt und der elektronischen Steuereinrichtung 14 zugeführt.
Die elektronische Steuereinrichtung 14 liefert Antriebs-oder Betätigungssignale für das Stellglied 15 der Kupplung, das Stellglied 19 des Getriebes zum Wählen und das Stellglied 21 des Getriebes zum Verschieben. Die Arbeitsstellungen des Stellglieder werden mittels der Fühler 16, 20 und 22 erfaßt und entsprechende Signale der elektronischen Steuereinrichtung 14 von den Fühlern 16, 20 und 22 zurückgeführt.
Die elektronische Steuereinrichtung 14 erzeugt Signale zum Antrieb des Stellglieds 8 für die Drosselklappe und des Stellglieds 15 für die Kupplung in Abhängigkeit voh der Bewegung ß des Gaspedals 12. Die Kennlinie des öffnungsgrades b& der DrossElklappe 6 in bezug auf den Bewegungsbetrag ist, wie in Fig. 3 gezeigt, linear..
Die Drehzahl N der Brennkraftmaschine 4 ändert sich zu dieser Zeit linear in bezug auf den Bewegungsbetrag ß des Gaspedals 2, wie in Fig.'2 gezeigt ist.
Andererseits ist die Steuerung des Hubs des Stellglieds 15 für die Kupplung in bezug auf die Bewegung des Gaspedals 12 vorzugsweise zeitabhängig (Zeitfolgesteuerung} programmiert.
Wenn der Fahrer den Wählhebel 10 von der Parkstellung P oder Neutralstellung N in die Fahrstellung D verschiebt, um das Fahrzeug zu starten, und langsam das Gaspedal von der Leerlaufstellung ( ungefähr 700 Upm) herunterdrückt, wird bei einem Bewegungsbetrag (Winkel) 1 von der Linie 41B in Fig. 4 ein Leerlauf AUS-Signal erzeugt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine beträgt zu dieser Zeit ungefähr 1000 Upm.
Ein derartiges Signal wird dem Stellglied 15 für die Kupplung zugeführt,welches seinen Betrieb aufnimmt, zuerst schnell und dann unmittelbar, bevor der Hub S1 bei dem der halbeingekuppelte Zustand beginnt, langsam. Wenn das Gaspedal 12 bei einer Stellung gehalten wird, bei der ß= ß1, wird der öffnungsgrad αder Drosselklappe 6 so gesteuert, das die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1.000 Upm beibehält, und bei den Hub S2 ist die Kupplung 3 vollständig eingekuppelt.
Wenn das Gaspedal 12 bei einer Stellung R = ß2 gehalten wird, wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 4 bei ungefähr 2000 Upm eingestellt, und die Kupplung 3 ist eingekuppelt.
Wenn die Fahrzeuggesciiwindigkeit bis auf einen vorbestimmten Wert zunimmt, wird das Stellglied 15 der Kupplung erneut zum Auskuppeln der Kupplung 3 betätigt. Darauf wird das Stellglied 21 zum Verschieben vom ersten Gang zum zweiten Gang bewegt, um ein Schalten des Getriebes in den zweiten Gang durchzuführen. Dies wird mittels des Verschiebefühlers 22 erfaßt. Das Stellglied 15 für die Kupplung wird dann zum rückgeführt, wodurch die Kupplung 3 eingekuppelt wird.
Durch die Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs wird bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit das Getriebe 2 aufeinanderfolgend automatisch in den dritten, vierten und fünften Gang geschaltet.
Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird bei der oben beschriebenen Bedienunysautomatik bei einem bestimmten Wert entsprechender Bewegung dcs Gaspedals beim Starten des Fahrzeugs g(halten. Das Stellglied für die Kupplung zum Einkuppeln der Kupplung 3 arbeitet so, daß die Kupplung 3 während dieser Zeit langsam eingreift, und somit wird eine übermäßige Steigerung der Drehzahl der Brcnnkrafimaschine aufgrund einer Verzögerung des Kupplungeingriffs verhindert. Umgekehrt wird eine Venninderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine infolge einer Verzöyerung oder eines Abwürgens der Brennkraftmaschine ver}1indert. Wenn der Bewegungsbetrag des Gaspedals eingestellt ist, ist es möglich, die Startbeschleunigung oder das weiche Starten entsprechend der Belastung einzustellen. Zusätzlich wird insofern eine ausgezeichnetete Wirkung erzielt, als auch beim Verschleiß der Kupplungsscheiben die oben beschriebene Betriebsweise nicht beeinflußt wird, da die Startstellung S1 des halbeingekuppelten Zustands verändert wird.
Die elektronische Steuereinrichtung 14 arbeitet zusammenfassend wie folgt. Zuerst empfängt die elektronische Steuereinrichtung 14 von dem Fühler 13 ein der Winkelbewegung oder Stellung des Gaspedals 12 entsprechendes Signal. Die elektronische Steuereinrichtung 14 erzeugt dann ein Signal für das Stellglied 8, um die Drosselklappe 6 in entsprechender Weise einzustellen. Darauf liefer.t der Fühler 18 ein Signal für die elektronische Steuereinrichtung 14, das der tatsächlichen Brennkraftmaschinendrehzahl entspricht. Dieses Signal wird wiederum mit einem Signal von dem Fühler 13 verglichen, und im geeigneten Fall wird ein Signal zum Stellglied 8 geliefert, so daß die gewünschte Beziehung zwischen der Stellung des Gaspedals 12 und der Stellung der Drosselklappe 6 beibehalten wird. Gleichzeitig empfängt die elektronische Steuereinrichtung 14 ein Signal vom Fühler 23, das der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht und ein Signal vom Fühler 20, das der Stellung des Getriebes entspricht.
Wenn eine gewünschte Beziehung zwischen dem Signal vom Fühler 20 und dem Signal vom Fühler 18 und/oder dem Signal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 23 erreicht ist, wird mittels der elektronischen Steuereinrichtung 14 dem Stellglied 15 ein Signal zugeführt, um den Kupplungshebel 17 zu bewegen,und dann dem Stellglied 21 ein Signal zugeführt, um das Getriebe einzustellen. Während der Verschiebung überwacht die elektronische Steuereinrichtung 14 weiter die von den Fühlern 9, 13 und 18 erzeugten Signale, so daß die gewünschte Beziehung zwischen der Stellung des Gaspedals 12 und der Stellung der Drosselklappe 6 beibehalten wird.
Die oben beschriebene Bedienungsautomatik wurde zwar in Verbindung mit einer Vergaserbrennkraftmaschine beschrieben, es ist jedoch verständlich, daß eine ähnliche Betriebsweise und eine ähnliche Wirkung bei einer mittels einer Einspritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine erreicht wird, bei der die Einspritzpumpe mittels des Stellglieds 8 gesteuert wird.
Leerseite

Claims

Bedienungsautomatik für ein mittels einer Brennkraftmaschine angetriebenes Getriebe P a t e n-t a n s p r ü c h e K1 Bedienungsautomatik für ein mittels einer Brennkraftmaschine angetriebne Getriebe mit einer zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe angeordneten Kupplung, einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und einem Gaspedal zur Steuerung der Einstellung der Ventileinrichtung, g e k e n n z e i c h n e t durch - einen Gaspedalfühler (13) zur Erfassung der Stellung des Gaspedals (1 2); - einen Drosselkiappenfühler (9) zur Erfassung -des Offnungsgrades der Ventileinrichtung (6) der Brennkraftmaschine; - einen Drehzahlfühler (18) zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine (4); - einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (23) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit; -- eine elektronische Steuereinrichtung (14) zur Aufnahme der Signale von den Fühlern (9, 13, 18, 23) und zur Erzeugung von Steuersignalen; - ein erstes, von einem ersten derSteuersignale angetriebenes Stellglied (8) zur Betätigung der Ventileinrichtung (6) in Abhängigkeit der von den Fühlern erfaßten Signale;.

- ein zweites, von einem zweiten der Steuersignale angetriebenes Stellglied (15) zum Ein- und Auskuppeln der Kupplung (3); und - ein drittes, von einem dritten derSteuersignaleangetriebenes Stellglied (21) zum Schalten des Getriebes (2), wobei die elektronische Steuereinrichtung (14) das zweite Signal zum schrittweisen Betätigen der Kupplung (3) zum Einkuppeln beim Starten der Brennkraftmaschine erzeugt, und das erste Signal zum Verändern der Einstellung der Ventileinrichtung (6) so erzeugt, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine (4) einen bestimmten, der Stellung des Gaspedals (12) entsprechenden Wert einnimmt.
2. Automatische Bedienungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen C-etriebe,einer zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe angeordneten Kupplung, einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und einen Gaspedal zur Steuerung der Einstellung der Ventileinrichtung, g e k e n n z e i c h n e t durch - einen Gaspedalfühler (13) zur Erfassung der Stellung des Gaspedals (12); - einen Ventilfühler (9) zur Erfassung der Stellung der Ventileinrichung (6); - einen Drehzahlfühler (18) zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine; - einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (23) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit; - eine elektronische Steuereinrichtung (14) zur Aufnahme der Signale von den Fühlern (9, 13, 18, 23) und zur Er- zeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit der von den FUhlern (9, 13, 18, 23) emfangenen Signale; - ein erstes, mittels einem ersten der Steuersignale angetriebenes Stellglied (8) zur Einstellung der Stellung der Ventileinrichtung (6); - ein zweites, mittels einem zweiten der Steuersignale angetriebenes Stellglied (15) zur Steuerung des Ein- und Auskuppelns der Kupplung (3); und - ein drittes, mittels einem dritten der Steuersignale angetriebenes Stellglied (21) zur Einstellung des Getriebes, wobei das zweite Stellglied (15) die Kupplungsbewegung so steuert, daß das Einkuppeln vom ausgekuppelten Zustand zum eingekuppelten Zustand anfänglich mit einer ersten Geschwindigkeit und darauffolgend während des Kupplungeingriffs mit einer zweiten, langsameren Geschwindigkeit durchgeführt wird.
3. . Bedienungsautomatik nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß das erste Steuersignal das erste Stellglied (8) zur Aufrechterhaltung einer gewUnschten Beziehung zwischen der erfaßten Brennkraftmaschinendrehzahl und der Stellung des Gaspedals (12) steuert.