DE3627549A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen umschalten von fahrzeugaggregaten eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum selbsttaetigen umschalten von fahrzeugaggregaten eines kraftfahrzeuges

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Fahrzeugaggregaten, ins­ besondere zur Anpassung an unterschiedliche Fahrweisen von Fahrern eines Kraftfahrzeuges.
Beispielsweise bei elektronisch gesteuerten Getrieben in Kraftfahrzeugen ist es bekannt, die Schaltpunkte, d.h., die Drehzahlen, bei deren Über- bzw. Unter­ schreiten ein höherer oder niedrigerer Gang einge­ legt wird, entsprechend der gewünschten Fahrweise mittels eines handbetätigten Schalters auszuwählen (DE-PS 23 38 122). Derartige Fahrweisen sind z.B. kraft­ stoffsparend, normal, sportlich u.s.w. Es ist auch bekannt, die Dämpfercharakteristik der Stoß­ dämpfer mittels eines handbetätigten Schalters von weich über mittel nach hart und umgekehrt zu verändern.
Bei einer Antriebsschlupfregelung ist es bekannt, diese bei Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit von "select high" in "select low" umzuschalten. "select high" bedeutet, das Antriebsmoment des Fahrzeugmotors zu redu­ zieren, wenn beide Räder der angetriebenen Achse eine vorgegebene Schlupfschwelle überschreiten.
Bei "select low" hingegen wird das Antriebsmoment be­ reits reduziert, wenn nur ein angetriebenes Rad die Schlupf­ schwelle überschreitet. Die Umschaltung auf "select low" erfolgt hier jedoch generell bei einer Fahrgeschwindig­ keit von etwa 40 km/h, unabhängig von der Fahrweise des Fahrers. Bei sportlicher Fahrweise wird bei dieser Aus­ legung der Antriebsschlupfregelung die maximale Traktion beschränkt. In diesem Fall ist es also nicht möglich, bei­ spielsweise durch Übersteuern des Fahrzeuges eine Kurve schnell zu durchfahren.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Fahrzeugaggregaten zu schaffen, welche in der Lage ist, die Umschaltung ent­ sprechend der Fahrweise des Fahrers automatisch vorzu­ nehmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch eine Aus­ wertung verschiedener Eingangssignale die momentane Fahr­ weise des jeweiligen Fahrers feststellbar ist und eine Anpassung der umschaltbaren Fahrzeugaggregate auf diese Fahrweise selbsttätig durchführbar ist, ohne daß der Fahrer tätig werden muß.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels zu entnehmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt. Dieses Beispiel be­ zieht sich auf ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein An­ triebsschlupf-Regelsystem, ein elektronisch gesteuertes automatisches Stufengetriebe sowie die Stoßdämpfer auto­ matisch umschaltbar ausgeführt sind. Bei dem genannten Antriebsschlupf-Regelsystem sind die Schlupfschwellen von einem niedrigen zu einem höheren Schlupfwert umschaltbar und ist der Betriebszustand zwischen "select low" nach "select high" umschaltbar. Bei dem genannten automatischen Stufengetriebe sind die den einzelnen Gangstufen zuge­ ordneten Drehzahlbereiche von niedrigen Hoch- und Rück­ schalt-DrehzahIschwellwerten zu höheren Hoch- und Rück­ schalt-Drehzahlschwellwerten umschaltbar und schließlich sind die genannten Stoßdämpfer von einer "weichen" Feder/ Dämpfercharakteristik in eine "härtere" Charakteristik umschaltbar. Diese einfache Umschaltung zwischen jeweils zwei Zuständen ist der einfachen Darstellung des Aus­ führungsbeispiels wegen gewählt. In praktischen Ausführungen können jedoch mehr Aggregate mit jeweils mehr als zwei umschaltbaren Zuständen vorhanden sein. Auch können mehr oder andere Eingangsgrößen, als im folgenden Ausführungs­ beispiel vorgesehen, Verwendung finden.
Der wesentliche Teil der erfindungsgemäßen Umschalt- Vorrichtung ist eine Logikschaltung 1, welche ihr zuge­ führte, nachstehend erläuterte digitale Eingangsgrößen auswertet und zu digitalen Steuersignalen für die Um­ schaltung der Fahrzeugaggregate verknüpft. Diese Fahr­ zeugaggregate sind, wie bereits erwähnt, ein Antriebs­ schlupf-Regelsystem 2, ein elektronisch gesteuertes Getriebe 3 und die Stoßdämpfer 4.
Ein mit dem nicht dargestellten Fahrpedal des Fahrzeuges verbundener Sensor 5, beispielsweise ein Potentiometer, gibt ein analoges, der Fahrpedalstellung entsprechendes Signal ab. Dieses Signal wird über ein bekanntes Differenzier­ glied 6 einem Komparator 7 zugeführt und in diesem mit einem Festwert 8 verglichen, der dem Komparator ebenfalls zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 6 ist ein Maß für die Betätigungsgeschwindigkeit des Fahr­ pedals, die bereits auf die Fahrweise des Fahrers schließen läßt. Ein Überschreiten einer durch den Festwert 8 vorge­ gebenen Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals löst in dem Komparator 7 ein digitales Ausgangssignal A, ein H-Signal, aus. Für digitale Signale sei generell vereinbart, daß Signale H-Signale sind. Kein Signal bedeutet demnach ein L-Signal.
Das Ausgangssignal des Sensors 5 wird außerdem einem Komparator 9 zugeführt, in welchem es mit einem Festwert 10 verglichen wird. Dieser Festwert liegt so hoch, daß ein am Ausgang des Komparators 9 erscheinendes digitales Aus­ gangssignal B erscheint, wenn das Fahrpedal in seiner End­ stellung, die als "Kick-down"-Stellung bekannt ist, steht.
Einem Eingang 11 wird ein analoges Signal zugeführt, dessen Amplitude einem nach einer bekannten Methode (DE-OS 35 45 715), beispielsweise aus Fahrgeschwindigkeit und Lenkwinkel er­ rechneten Momentanwert der Fahrzeug-Querbeschleunigung ent­ spricht. Dieses Signal wird einem Komparator 12 zugeführt und in diesem mit einem in einem Querbeschleunigungs­ sensor 13 gemessenen Momentanwert verglichen. Der Komparator 12 gibt ein digitales Ausgangssignal C ab, wenn der errechnete Momentanwert den gemessenen Momentanwert der Querbeschleunigung überschreitet.
Das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 13 wird einem weiteren Komparator 14 zugeführt und in diesem mit einem Festwert 15, der beispielsweise einer Querbeschleunigung von 0,1 g entspricht, verglichen. Über­ schreitet das Ausgangssignal des Querbeschleunigungs­ sensors 13 diesen Festwert 15, so gibt der Komparator 14 ein digitales Ausgangssignal D ab.
Das Ausgangssignal eines Lenkwinkelsensors 16 wird in einem Komparator 17 mit einem Festwert 18 verglichen. Überschreitet der mittels des Lenkwinkelsensors 16 gemessene momentane Lenkwinkel des Fahrzeuges bzw. der gelenkten Räder diesen Festwert 18, so gibt der Komparator 17 ein Ausgangssignal E ab.
Schließlich ist ein Fahrgeschwindigkeitsgeber 19 vorge­ sehen, dessen Ausgangssignal in einem Komparator 20 mit einem Festwert 21, der beispielsweise einer Fahrge­ schwindigkeit von 100 km/h entspricht, verglichen wird. Überschreitet die momentane Fahrgeschwindigkeit diesen Wert, gibt der Komparator 20 ein digitales Ausgangs­ signal F ab.
Die Signale A bis F bilden die Eingangsgrößen für die Logikschaltung 1. Die Auswertung und logische Ver­ knüpfung dieser Signale wird nachstehend beschrieben.
Signal A gelangt an den Eingang eines Integrators mit nachfolgendem Schwellwertkomparator, die beide eine Einheit bilden und im folgenden erster Integrator 22 genannt werden. Dieser erste Integrator gibt ein digitales Ausgangssignal ab, wenn Signal A innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls mehrmals auftritt, d.h., wenn das Fahrpedal innerhalb dieses Zeitinter­ valls mehrmals mit der vorgegebenen Betätigungsge­ schwindigkeit oder schneller betätigt wird.
Signal B gelangt an den Eingang eines zweiten Inte­ grators 23, der den gleichen Aufbau wie der erste Integrator 22 aufweist und ein digitales Ausgangs­ signal abgibt, wenn Signal B innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls mehrmals auftritt oder eine bestimmte Dauer hat, d.h., wenn das Fahrpedal innerhalb dieses Zeitintervalls mehrmals die Vollgasstellung erreicht oder diese für eine bestimmte Dauer beibehält.
Des weiteren ist ein UND-Glied 24 vorgesehen, dessen einem Eingang Signal A und dessen anderem Eingang Signal B zugeführt wird und welches ein Ausgangssignal abgibt, wenn beide Eingangssignale gleichzeitig anliegen, d.h., wenn das Fahrpedal in Vollgasstellung steht und ein bestimmter Lenkwinkel erreicht oder überschritten ist.
Die Ausgänge des ersten Integrators 22, des zweiten Integrators 23 und des UND-Gliedes 24 sind mit je einem Eingang eines ersten ODER-Gliedes 25 verbunden.
Die Signale D, E und F werden je einem Eingang eines zweiten ODER-Gliedes 26 zugeführt, dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang eines UND-NICHT-Gliedes 27 verbunden ist. Dem nichtinvertierenden Eingang des UND-NICHT-Gliedes 27 wird Signal B zugeführt. Am Aus­ gang des UND-NICHT-Gliedes 27 erscheint demnach ein Signal, wenn sich das Fahrpedal in Vollgasstellung befindet und gleichzeitig weder der Querbeschleunigungs­ schwellwert 15 noch der Lenkwinkelschwellwert 18 noch der Fahrgeschwindigkeitsschwellwert 21 überschritten sind.
Die Ausgänge des ersten ODER-Gliedes 25 und des UND-NICHT-Gliedes 27 sind mit je einem Eingang eines dritten ODER-Gliedes 28 verbunden, dessen Ausgangs­ signal das Steuersignal W zum Umschalten des Antriebs­ schlupf-Regelsystems 2 in die "select-high"-Stellung ist. Das Ausgangssignal des ersten ODER-Gliedes 25 ist zu­ gleich das Steuersignal Y zum Umschalten des auto­ matischen Getriebes 3 auf höhere Drehzahlschwellen und das Steuersignal Z zum Umschalten der Stoßdämpfer auf "hart".
Außerdem ist noch ein weiteres UND-Glied 29 vorhanden, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des dritten ODER-Gliedes 28 verbunden ist und dessen zweitem Ein­ gang Signal C zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses UND-Gliedes 29 ist das Steuersignal X zum Umschalten des Antriebsschlupf-Regelsystems 2 auf höhere Schlupf­ schwellen. Dieses wird nur dann ausgegeben, wenn eine "select-high"-Schaltung stattfindet und gleichzeitig die errechnete Querbeschleunigung höher als die ge­ messene ist.
Vereinbarungsgemäß haben die Fahrzeugaggregate je zwei selbsttätig umschaltbare Betriebszustände. Manuelle Umschaltung oder beispielsweise die selbsttätige Um­ schaltung des Antriebsschlupf-Regelsystems auf "select low" bei einer Fahrgeschwindigkeit oberhalb von etwa 40 km/h können außerdem gegeben sein, sind jedoch hier nicht berücksichtigt.
Liegt keines der Steuersignale W bis Z vor, so befindet sich das Antriebsschlupf-Regelsystem 2 in seiner "select-low"-Stellung mit niedrigen Schlupfschwellen, bei dem automatischen Getriebe 3 sind niedrige Hoch-/Rückschalt-Drehzahlschwellwerte wirksam und die Stoßdämpfer 4 sind auf "weich" gestellt. Eine der­ artige Einstellung der Aggregate ermöglicht eine kraft­ stoffsparende, bequeme Fahrweise. Liegen die Steuer­ signale W, Y und Z mit oder ohne vor, d.h., Antriebs­ schlupf-Regelsystem 2 in "select-high"-Stellung, Ge­ triebe 3 mit hohen Hoch-/Rückschalt-Drehzahlschwell­ werten und Stoßdämpfer 4 auf "hart" gestellt, so ent­ spricht dies einer sportlichen, forcierten Fahrweise.
Normalerweise sind sämtliche Aggregate der kraftstoff­ sparenden Fahrweise entsprechend eingestellt. Wird das Fahrpedal mehrmals schnell betätigt oder wird die Vollgasstellung mehrmals erreicht oder länger beibe­ halten oder aber bei Vollgasstellung ein größerer Lenk­ winkel eingestellt, so werden sämtliche Aggregate auf die der "sportlichen" Fahrweise zugeordnete Stellung umgeschaltet.
Liegt Vollgasstellung vor, ohne daß gleichzeitig eine Querbeschleunigung, ein Lenkausschlag oder größere Fahrgeschwindigkeit registriert werden, so wird nur das Antriebsschlupf-Regelsystem auf "select high" geschaltet, um maximale Traktion, d.h., maximale Vortriebsbe­ schleunigung zu ermöglichen.
Fährt das Fahrzeug bei sportlicher Fahrweise in eine Kurve, so untersteuert das Fahrzeug im allgemeinen. Der Fahrer wird das Lenkrad weiter einschlagen, um die Kurve besser durchfahren zu können. Die auftretende, ge­ messene Querbeschleunigung ist in diesem Fall kleiner als die u.a. aus dem Lenkwinkel errechnete Querbeschleunigung, da das Fahrzeug einen größeren Radius befährt, als dies dem Lenkwinkel entspricht. In diesem Fall werden zu­ sätzlich die Schlupfschwellen des Antriebsschlupf-Regel­ systems höher gesetzt, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, durch Übersteuern schneller durch die Kurve fahren zu können.
Die Umschaltung der Aggregate bleibt solange aufrecht, solange die Steuersignale vorliegen. Um ein oftmaliges Hin- und Herschalten zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Steuersignale in nicht dargestellter Weise beispiels­ weise mittels monostabiler Kippstufen zu verlängern.
Durch die Erkennung der Fahrweise und durch das selbst­ tätige Einstellen der Aggregate entsprechend dieser Fahrweise wird das Fahren wesentlich erleichtert und vereinfacht.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Fahr­ zeugaggregaten, insbesondere zur Anpassung an unter­ schiedliche Fahrweisen von Fahrern eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logikschaltung (1) vorgesehen ist, der wenigstens eines der folgenden Signale, die
  • a) das Überschreiten wenigstens eines vorgegebenen Wertes der Betätigungsgeschwindigkeit des Fahr­ pedals, (A),
  • b) die Vollgasstellung des Fahrpedals, (B),
  • c) das Überschreiten wenigstens eines vorgegebenen Wertes der Fahrzeugquerbeschleunigung, (C, D),
  • d) das Überschreiten wenigstens eines vorgegebenen Wertes des Lenkwinkels, (E),
  • e) das Überschreiten wenigstens eines vorgegebenen Wertes der Fahrgeschwindigkeit, (F),
anzeigen, zugeführt wird, und welche aus diesem Signal/diesen Signalen Steuer­ signale (W, X, Y, Z) zum Umschalten der Fahrzeug­ aggregate (2, 3, 4) auf der jeweiligen Fahrweise zugeordnete Betriebszustände erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrzeugaggregat ein zwischen den Betriebszu­ ständen "select low" und "select high" sowie zwischen niedrigen und höheren Schlupfschwellen umschaltbares Antriebsschlupf-Regelsystem (2) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrzeugaggregat ein mit für die einzelnen Gang­ stufen umschaltbaren Drehzahlbereichen versehenes auto­ matisches Stufengetriebe (3) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrzeugaggregat aus in ihrer Feder/Dämpfer­ charakteristik umschaltbaren Stoßdämpfern (4) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert der Fahrzeugquerbeschleunigung der gemessene Istwert der Fahrzeugquerbeschleunigung und der ihn überschreitende Wert ein berechneter Sollwert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert der Fahrzeugquerbeschleunigung ein Festwert und der ihn überschreitende Wert der ge­ messene Istwert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Integrator (22) vorgesehen ist, welcher ein Signal abgibt, wenn der vorgegebene Wert der Be­ tätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals mehrmals hinter­ einander überschritten wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Integrator (23) vorgesehen ist, welcher ein Signal abgibt, wenn die Vollgasstellung des Fahr­ pedals für eine vorgegebene Dauer beibehalten oder mehr­ mals hintereinander erreicht wird.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal des ersten oder zweiten Inte­ grators (22, 23) eine "select-high"-Einstellung des Antriebsschlupf-Regelsystems (2), eine Umschaltung auf höhere Gangstufen-Drehzahlbereiche des automatischen Getriebes (3) und eine Umschaltung auf eine härtere Ein­ stellung der Stoßdämpfer (4) bewirkt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichzeitiges Auftreten eines die Vollgas­ stellung des Fahrpedals und eines ein Überschreiten eines vorgegebenen Wertes des Lenkwinkels anzeigenden Signals eine "select-high"-Einstellung des Antrieb­ schlupf-Regelsystems (2), eine Umschaltung auf höhere Gangstufen-Drehzahlbereiche des automatischen Ge­ triebes (3) und eine Umschaltung auf eine härtere Ein­ stellung der Stoßdämpfer (4) bewirkt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 bis 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Fahrzeugquerbeschleunigung anzeigendes Signal eine Ein­ stellung auf höhere Schlupfschwellen des Antriebs­ schlupf-Regelsystems bewirkt, wenn gleichzeitig ein eine "select-high"-Einstellung des Antriebsschlupf-Regelsystems bewirkendes Signal vorliegt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Auftreten eines die Vollgasstellung des Fahr­ pedals anzeigenden Signals (3) und ein gleichzeitiges Nichtauftreten eines das Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Fahrzeugquerbeschleunigung, eines das Über­ schreiten eines vorgegebenen Wertes des Lenkwinkels und eines das Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Fahrgeschwindigkeit anzeigenden Signals (D, E, F) eine "select-high"-Einstellung des Antriebsschlupf-Regel­ systems (2) bewirkt.
DE19863627549 1986-08-13 1986-08-13 Vorrichtung zum selbsttaetigen umschalten von fahrzeugaggregaten eines kraftfahrzeuges Granted DE3627549A1 (de)

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