DE3622260A1

DE3622260A1 - Kraftfahrzeug-antriebsaggregat mit einem mehrgaengigen automatikgetriebe

Info

Publication number: DE3622260A1
Application number: DE19863622260
Authority: DE
Inventors: Arthur Ing Grad Schneider
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1986-07-02
Publication date: 1987-01-29
Anticipated expiration: 2006-07-03
Also published as: DE3622260C2; JPS6220939A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einem aus der US-PS 36 23 383, F02D 11/08, bekannten Antriebsaggregat mit diesen Merkmalen ersetzt eine Hydraulikvorrichtung die als unzuverlässig bezeichnete mechanische Verbindung zwischen Gaspedal und Drossel klappe eines Vergasers der Brennkraftmaschine und dient außerdem dazu, für das Automatikgetriebe ein Ansteuersignal zu erzeugen, das seinerseits das jeweilige Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine möglichst gut wiedergeben soll.

Zwecks Vermeidung eines unnötig hohen Kraftstoffverbrauchs durch rasches Durch treten des Gaspedals ist aus der US-PS 39 26 160, F02D 11/08, auch bereits bekannt, dem Gaspedal einen pneumatischen Dämpfer zuzuordnen, der schnellen Gaspedalbe wegungen einen relativ hohen Widerstand entgegensetzt. Dem Fahrer wird damit signalisiert, ob er verbrauchsgünstig mit relativ langsamen Gaspedalbewegungen oder verbrauchsungünstig mit raschen Gaspedalbewegungen fährt. Hier fehlt aber ein Automatikgetriebe, auch ist die Dämpfung vom Saugrohrdruck abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß dem Fahrer die Möglichkeit geboten wird, entweder ökonomisch mit verhältnismäßig langsamen Gas pedalbewegungen und entsprechendem Getriebeprogramm oder sportlich zu fahren, wobei eine erhöhte Betätigungskraft für das Gaspedal aufzubringen ist und gleich zeitig ein Schaltpunkt mit höherer Drehzahl gewählt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrei ben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird also dem Fahrer nicht nur durch eine Vergrößerung der erforderlichen Gaspedalbetätigungskraft bei rascher Betätigung des Pedals ange zeigt, daß er in einer hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemission ungünstigen Weise fährt, sondern bei dieser sportlichen Betriebsweise durch Ausnut zung des sich beispielsweise bei Verwendung einer hydraulischen Anordnung dann einstellenden hohen Drucks in der Hydraulikvorrichtung zur Ansteuerung des Auto matikgetriebes ein entsprechender Schaltvorgang eingeleitet, bei dem nicht von Gang zu Gang, sondern direkt beispielsweise vom vierten Gang auf den zweiten Gang heruntergeschaltet wird. Das so gewonnene Ansteuersignal wird beispielsweise dem Kickdown-Eingang der Ansteuerung des Automatikgetriebes zugeführt.

Der erfindungsgemäße "vorgezogene Kickdown" bietet den weiteren Vorteil, daß bei einem Automatikgetriebe mit Freilauf schon vor dem Verlassen der Freilauf phase das Einlelgen einer niedrigeren Gangstufe durch schnelle Gaspedalbetätigung vorbereitet werden kann, wodurch unnötige Schaltvorgänge vermieden werden kön nen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren unter Beschränkung auf die erfindungswesentlichen Merkmale beschrieben.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so greift am Gaspedal 1 bzw. an dessen Gestänge 2 die bei Betätigen des Gaspedals auf Zug beanspruchte, die Kolben-Zylinder-Anord nung 3 enthaltende Hydraulikvorrichtung 4 an, die mit ihrem in der Figur linken Ende bei 5 schwenkbar beispielsweise am Aufbau eines mit dem Antriebsaggregat ausgerüsteten Kraftfahrzeugs aufgehängt ist. Die den Kolben 6 tragende, mit dem Gestänge 2 verbundene Kolbenstange 7 wird von der Rückstellfeder 8 umgeben. Der Kolben 6 unterteilt den Zylinder 9 in zwei Druckkammern 10 und 11, die über drei Bypässe miteinander zumindest zeitweise in Verbindung stehen. Der in der Figur äußerste Bypass enthält die Drosselstelle 12, die, solange die beiden anderen Bypässe gesperrt sind, beim Betätigen des Gaspedals 1 für den Aufbau eines Drucks in der Druckkammer 11 sorgt, der von der Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals 1 und damit der Geschwindigkeit der bei 13 mit dem Gaspedalgestänge 2 verbundenen Drosselklappe (oder der Regelstange einer Kraftstoffeinspritzung) abhängt. Bei schneller Betätigung des Gaspedals 1 erzeugt die Drosselstelle 12 einen hohen Strö mungswiderstand, so daß sich in der Druckkammer 11 ein hoher Druck einstellt, der einerseits die erforderliche Betätigungskraft für den Fahrer fühlbar erhöht und andererseits den Schalter 14 im Ansteuerkreis des nicht dargestellten, da einen bekannten Aufbau besitzenden Automatikgetriebes so betätigt, daß ein Schaltpunkt ausgewählt wird, der zu höheren Motordrehzahlen führt. Bei langsamer Gaspedalbe tätigung wird dagegen durch die Drosselstelle 12 der Druck in der Druckkammer 11 nur in wesentlich geringerem Maße erhöht, so daß ein Betriebspunkt ausgewählt wird, indem von Gang zu Gang herabgeschaltet wird; außerdem braucht der Fahrer nur eine wesentlich geringere Betätigungskraft aufzubringen.

Das Rückschlagventil 15 sichert eine praktisch ungedämpfte Rückstellung des Gas pedals 1 durch die Rückstellfeder 8 in seine Ausgangsstellung, während das Über druckventil 16 die maximale Betätigungskraft für das Gaspedal 1 begrenzt. In der Endlage des Gaspedals dient dieses Ventil auch zur Erzeugung eines Übertotpunkt- Effekts für Kickdown.

Der die Drossel 12 enthaltende Bypass mündet in die Druckkammer 11 in einem Ab stand a von dem zugehörigen Zylinderende ein, der sicherstellt, daß nach Überfahren der Einmündungsstelle durch den Kolben 6 in jedem Falle, also auch bei niedrigen Betätigungsgeschwindigkeiten des Pedals 1, über den Schalter 14 ein Kick-down-Si gnal erzeugt wird.

Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 enthält die Hydraulikvorrichtung 20 eine Kolben-Zylinder-Anordnung 21, die jedoch bei Pedalbetätigung auf Druck bean sprucht ist. An die Kolbenstange 22 ist bei 23 das Gaspedal bzw. sein Gestänge angelenkt, während sich der Zylinder 24 über den Schalter 25 mit Übertotpunkt- Effekt beispielsweise an einem Fahrzeugaufbau abstützt. Der Schalter dient wieder zur von der Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals abhängigen Ansteuerung des Automatikgetriebes. Die Drosselstelle wird hier durch einen Drosselspalt 26 am Kol ben 27 gebildet, in den zugleich teilweise ein Rückschlagventil 28 integriert ist, das zur Aufhebung der durch die Vorrichtung 20 erzeugten Dämpfung bei durch die Rückstellfeder 29 unterstützter Rückstellung des Gaspedals in seine Ruhestellung dient. Bei 30 besitzt der Kolben 27 einen Ventilsitz für den Ventilkörper 31, der einstückig mit der Kolbenstange 22 ausgeführt ist. Diese ist innerhalb des durch den Abstand zwischen Ventilkörper 31 und Anschlag 32 gebildeten Bereichs axial relativ zum Kolben 27 beweglich. Bei 33 erkennt man im Kolben 27 Öffnungen für einen möglichst ungedrosselten Durchtritt des Hydraulikmediums unter Umgehung der Drosselstelle 26 bei abgehobenem Ventilkörper 31.

Der zylinderringförmige Einsatz 34 bewirkt bei fast durchgetretenem Gaspedal eine Abdeckung des Drosselspalts 26, so daß bei weiterer Bewegung des Kolbens 27 gleichsam ein hydraulischer Anschlag vorliegt und dann unabhängig von der Bewe gungsgeschwindigkeit des Pedals ein Kickdown-Signal durch Schalter 25 erzeugt wird.

In Fig. 3 ist bei 40 ein Kolben mit den Öffnungen 33 in Fig. 2 entsprechenden Öff nungen 41 angedeutet; auch hier bildet der Kolben 40 einen Ventilsitz 42, dem der Ventilkörper 43 auf der hier hohl ausgeführten Kolbenstange 44 zugeordnet ist. In das in der Figur untere Ende der Kolbenstange 44 ist das allgemein mit 45 bezeich nete Überdruckventil zur Begrenzung der maximalen Betätigungskraft integriert. Als Ventilkörper enthält das Ventil 45 die Kugel 46, die durch die Druckfeder 47 gegen den einen Bestandteil der aufgeschraubten Kappe 48 bildenden Ventilsitz 49 gedrückt wird und dann die Verbindung zwischen dem Inneren der hohlen Kolben stange 44, das über Querkanäle 50 mit dem Druckraum in der Figur oberhalb des Kolbens 40 in Verbindung steht, und der axialen Öffnung 51, die mit dem in der Figur unteren Druckraum in Verbindung steht, unterbricht, dagegen diese Verbindung herstellt, wenn in der unteren Druckkammer ein vorgegebener Druck erreicht ist.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung 60 in Fig. 4 schließlich stützt sich über den als Ansteuersignalgeber dienenden Kraftsensor 61 bekannten Aufbaus gegen die auf das Gaspedal ausgeübte Betätigungskraft, die in der Figur von oben auf die Kolben stange 62 wirkt, ab. Der Kolben 63 erzeugt in der Druckkammer 64 einen Druck, der infolge Vorhandenseins der Drosselstelle 65 von der Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals ebenso wie die bei 61 erfaßte Abstützkraft gleichsinnig abhängig ist. Daher kann zur Erzeugung des Ansteuersignals für das Automatikgetriebe auch der den Druck in der Druckkammer 64 erfassende Drucksensor 66 dienen.

Bei 67 erkennt man wieder ein Rückschlagventil zur ungedämpften Rückbewegung des Gaspedals in seine Leerlaufstellung, bei 68 ein Überdruckventil.

Je weiter die Kolbenstange 62 in den Zylinder 69 eintaucht, desto kleiner wird sein für das Druckmittel zur Verfügung stehendes Volumen. Zum Volumenausgleich dient der gegen die Kraft der Feder 70 und Atmosphärendruck verschiebbare Kol ben 71; diese Ausgleichsvorrichtung 70/71 unterstützt oder ersetzt zugleich eine Rückstellfeder für das Gaspedal.

In allen Fällen ist sichergestellt, daß das Ansteuersignal für das Automatikgetriebe über die jeweilige erforderliche Betätigungskraft für das Gaspedal von der Betäti gungsgeschwindigkeit desselben abhängt.

Claims

1. Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat mit einer Brennkraftmaschine, einem mehrere Gänge aufweisenden Automatikgetriebe und einem der Verstellung eines Kraft stoffzumeßorgans der Maschine dienenden Gaspedal, das mit einer Anordnung zur Erzeugung eines Ansteuersignals für das Automatikgetriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (4) ein von der jeweiligen Betäti gungsgeschwindigkeit des Gaspedals (1) abhängiges Ansteuersignal erzeugt.

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Druckmittelvorrichtung (4) mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (3) und zumindest einer Drosselstelle (12) zur Erzeugung eines mit der Betätigungsge schwindigkeit des Gaspedals (1) steigenden und damit zugleich die erforderliche Betätigungskraft vergrößernden Drucks sowie einen durch diesen Druck betätig ten Ansteuersignalgeber (14) enthält.

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel stelle (12) in einem Bypass zum Kolben (6) der Druckmittelvorrichtung (4) liegt.

4. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass in die Kolben-Zylinder-Anordnung (3) in einem Abstand (a) von ihrem druckseitigen Ende einmündet.

5. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel stelle (26) in den Kolben (27) der Druckmittelvorrichtung (20) integriert ist.

6. Antriebsaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (24) der Druckmittelvorrichtung (20) eine nahe der Endstellung des Gaspedals wirksam werdende Abdeckung (34) für die Drosselstelle (26) vorgesehen ist.

7. Antriebsaggregat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kolben (27) ein Rückschlagventil (28) integriert ist, dessen Ventilkörper (31) an einer axial gegen Federkraft relativ zum Kolben (27) verschiebbaren Kolben stange (22) der Druckmittelvorrichtung (20) und dessen Ventilsitz (30) am Kolben (27) angeordnet ist.

8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelvorrichtung (20) zwischen dem Gaspedal und einem als Ansteuer signalgeber dienenden Schalter (25) mit Übertotpunkteffekt eingespannt ist.

9. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelvorrichtung zwischen dem Gaspedal und einem als Ansteuersi gnalgeber dienenden Kraftmesser (61) eingespannt ist.

10. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelvorrichtung als Ansteuersignalgeber einen Drucksensor (66) für den in ihr erzeugten betätigungsgeschwindigkeitsabhängigen Druck enthält.

11. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Drosselstelle (12) ein Überdruckventil (16) zur Begrenzung der maximalen Betätigungskraft angeordnet ist.

12. Antriebsaggregat nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (45) in die Kolbenstange (44) integriert ist.

13. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Drosselstelle (12) ein Rückschlagventil (15) zur weitgehend ungedämpften Rückbewegung des Gaspedals (1) in seine Ruhelage angeordnet ist.

14. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung (60) einen federnden Speicher (70, 71) zum Ausgleich von Volumenschwankungen enthält, die durch Bewegungen der Kolben stange (62) hervorgerufen sind.