DE3742041A1 - Steuereinrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Kraftfahrzeu­ ge mit einer Antriebsquelle und einem automatischen Getriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspuches 1.

Eine derartige Steuereinrichtung ist z. B. durch die CA-A 12 03 756 bekannt geworden. Dabei soll der Eigenart automati­ scher Getriebe Rechnung getragen werden, daß diese unmittel­ bar beim Einlegen einer Fahrstufe, z. B. aus der Stellung P (Parken) des Wählhebels heraus sofort ein Antriebsmoment über­ tragen bzw. ein Anfahren des Kraftfahrzeuges verursachen. Muß jedoch zum Entriegeln des Wählhebels die Bremse getreten wer­ den, so ist das durch das abrupte Anfahren gegebenenfalls auf­ tretende Überraschungsmoment vermindert oder eliminiert.

Nicht vermieden werden kann mit dieser Steuereinrichtung je­ doch das unmittelbar anliegende Antriebsmoment der Antriebs­ quelle nach dem Einlegen der Fahrstufe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Steuereinrich­ tung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch eine einfache Bedienbarkeit bei hoher Betriebssicherheit auszeich­ net.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein fußbetätig­ bares Kupplungselement, beispielsweise ein bei Kraftfahrzeu­ gen mit Schaltgetrieben bekanntes Kupplungspedal, vorgeschla­ gen, welches beim Einlegen einer Fahrstellung zu betätigen ist. Erst nach Betätigung dieses Kupplungselementes kann der Wählhebel aus der Neutralstellung geschaltet werden, wobei der Kraftfluß jedoch solange unterbrochen bleibt, als auch das Kupplungselement betätigt ist. Wird das Kupplungselement ent­ lastet, so ist der automatische Fahrbetrieb in gewohnter Weise gegeben; d. h., das Kupplungselement ist während des Betrie­ bes des Kraftfahrzeuges in den verschiedenen, automatisch ge­ schalteten Fahrstufen oder Fahrbereichen nicht zu betätigen. Soll jedoch beispielsweise bei einem Ampelhalt mit eingelegter Fahrstufe das anliegende Antriebsmoment der Antriebsquelle eliminiert werden, so kann gegebenenfalls das Kupplungselement betätigt werden.

Das Kupplungselement gemäß Patentanspruch kann auf herkömmliche Kupplungseinrichtungen wirken. Beispielsweise kann in den Kraft­ fluß zwischen Antriebsquelle und automatischem Getriebe eine Trockenreibungskupplung bekannter Bauart vorgesehen sein, die über das Kupplungselement bzw. ein Kupplungspedal mechanisch, hydraulisch, pneumatisch etc. betätigt wird.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 bis 5 entnehmbar. So wird gemäß Patentanspruch 2 vorgeschlagen, das Kupplungselement als einen am Bodenblech des Kraftfahrzeuges befestigten elektri­ schen Fußschalter auszubilden, welcher eine elektromagnetisch betätigte Verriegelungseinrichtung des Wählhebels und gemäß Patentanspruch 3 die elektrohydraulische Steuerung des auto­ matischen Getriebes ansteuert. Dadurch kann bei Erzielung einer einfachen Bedienbarkeit und geringem zusätzlichem Her­ stellungsaufwand eine hohe Bediensicherheit erreicht werden. Über den Fußschalter wird ein Signal sowohl an die Verriege­ lungsvorrichtung des Wählhebels als auch an die elektrische Steuervorrichtung des automatischen Getriebes abgegeben und damit sowohl die Wählhebelsperre als auch die Steuerung einer in dem automatischen Getriebe ohnehin vorhandenen, den Kraft­ fluß unterbrechenden Kupplung bewirkt.

So kann gemäß Anspruch 4 in dem automatischen Getriebe ein elektromagnetisches Schaltventil vorgesehen sein, welches ent­ sprechend angesteuert wird. Bei einer vollelektronischen Steuerung des automatischen Getriebes ist ein derartiges Schalt­ ventil ohnehin vorhanden und kann zusätzlich zu der üblichen Getriebesteuerung angesteuert werden.

Zusätzlich kann über das Kupplungselement gemäß Anspruch 5 eine Drehzahlbegrenzungsvorrichtung an der Antriebsquelle ange­ steuert werden, welche automatisch bei Betätigung des Kupp­ lungselementes zusätzlich zur Unterbrechung des Kraftflusses die Antriebsquelle auf Leerlaufleistung zurückdrosselt. Be­ sonders bevorzugt kann dazu eine Schubabschaltvorrichtung an­ gesteuert werden, insbesondere wenn diese ohnehin im Kraft­ fahrzeug bereits vorhanden ist. Derartige Schubabschaltvor­ richtungen unterbrechen z. B. bei Brennkraftmaschinen die Kraftstoffzufuhr dann, wenn das Gaspedal nicht betätigt und die Brennkraftmaschine eine über der Leerlaufdrehzahl liegen­ de Drehzahl aufweist (Schubbetrieb). Hier kann nun über den Fußschalter des Kupplungselementes ein Signal entsprechend einem nicht betätigtem Gaspedal an die Steuerung der Schub­ abschaltvorrichtung gegeben werden.

Die Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Steuereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Kupplungselement, welches eine Verriegelungsvorrich­ tung für den Wählhebel des automatischen Getriebes, eine den Kraftfluß unterbrechende Kupplung des auto­ matischen Getriebes und eine Schubabschaltvorrichtung ansteuert und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der elektrohydraulischen Steuerung des automatischen Getriebes gemäß Fig. 1 mit der den Kraftfluß unterbrechenden, integrierten Kupplung.

In der Fig. 1 ist mit (10) andeutungsweise eine Brennkraftma­ schine als Antriebsquelle dargestellt, an die unter Zwischen­ schaltung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (nicht dargestellt) ein automatisches Getriebe (12) mit mehreren, elektrohydraulisch schaltbaren Übersetzungsstufen angeschlos­ sen ist. Das automatische Getriebe (12) ist über einen Wähl­ hebel (14) steuerbar, welcher über ein Gestänge (16) mit dem automatischen Getriebe verbunden ist. Der Wählhebel (14), der über eine Achse (18) schwenkbar an einer Konsole (20) ge­ lagert ist, ist in die Stellungen P und N für Leerlaufbetrieb, R für Rückwärtsfahrbetrieb und D, 2, 1 für mehrere Vorwärts­ fahrstufen schaltbar.

An den Wählhebel (14) ist eine Verriegelungsvorrichtung (22) angebaut, die sich aus einem ortsfesten elektromagnetischen Stellglied (24) mit einem Ankerstift (26) und einer am Wähl­ hebel (14) festgelegten Verriegelungsplatte (28) zusammen­ setzt. In der Verriegelungsplatte (28) sind zwei Durchbrüche (30, 32) vorgesehen, die in den Wählhebelstellungen P und N alternativ in einer Flucht mit dem Ankerstift (26) liegen und somit eine Verriegelung des Wählhebels (14) in der jeweiligen Stellung P oder N ermöglichen.

Am Bodenblech (34) der Karosserie des Kraftfahrzeuges ist ein Leistungssteuerglied bzw. Gaspedal (36) schwenkbar gelagert, über welches ein Gasgestänge (38) betätigbar ist, welches in nicht dargestellter Weise mit der Drosselklappe der Brennkraft­ maschine (10) verbunden ist. Ebenfalls am Bodenblech (34) be­ festigt ist ein elektrischer Fußschalter (40) mit einem Be­ tätigungsknopf (42), welcher auf einen Unterbrecherschalter (44) wirkt. Der Fußschalter (40) ist derart am Bodenblech an­ geordnet, daß er mit dem linken Fuß der Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges bequem erreichbar und betätigbar ist. Durch Niederdrücken des Betätigungsknopfes (42) des Fußschalters (40) als Kupplungselement wird ein Signal über eine Leitung (46) an ein Steuergerät (48) abgegeben, das dann das elektro­ magnetische Stellglied (24) der Verriegelungsvorrichtung (22), ein elektromagnetisches Schaltventil (50) des automatischen Getriebes (12) und das Steuergerät (52) einer Schubabschalt­ vorrichtung ansteuert. Das elektromagnetische Schaltventil (50) wird nachstehend anhand der Fig. 2 näher erläutert. Das Steuergerät (52) steuert die elektromagnetischen Einspritz­ ventile (54) der Brennkraftmaschine (10) an und unterbricht die Kraftstoffzufuhr, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer 1300 min^-1 beträgt. Unterhalb dieser Drehzahlschwelle wird die Kraftstoffzufuhr wieder aktiv geschaltet. In das Steuer­ gerät (52) werden ferner über eine Leitung (56) die Drehzahl der Brennkraftmaschine und über eine Leitung (58) ein Signal α abgegeben, wenn das Gaspedal (36) entlastet ist. Die Schub­ abschaltvorrichtung wird durch das Steuergerät (52) auch dann aktiviert, wenn oberhalb der angegebenen Drehzahlschwelle über die Leitung (58) ein Signal anliegt.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der hydraulischen Steuerung des automatischen Getriebes (12) mit mehreren Planetenradsätzen (nicht dargestellt), deren Bremsen und Kupplungen über Steuer­ schieber gesteuert sind. Dabei ist mit (70) eine den Kraftfluß des automatischen Getriebes (12) sowohl in der Rückwärts- als auch in den Vorwärtsfahrstufen unterbrechende Kupplung bezeich­ net, deren Druckbeaufschlagungsraum mit (72) und deren Betä­ tigungskolben mit (74) angedeutet ist. An den Druckbeaufschla­ gungsraum (72) ist eine Leitung (76) angeschlossen, die über eine Zuführleitung (78) mit einer Drossel (81) mit hydrauli­ schem Druck versorgt ist. Die Druckversorgung kann über das sogenannte Handsteuerventil erfolgen, welches über das Ge­ stänge (16) mit dem Wählhebel (14) gekoppelt ist. Die Leitung (76) ist mit dem elektromagnetischen Schaltventil (50) verbunden, das in die hydraulische Steuerung integriert ist. Das Schalt­ ventil (50) weist einen Spulenteil (82) und einen Ankerstift (84) auf und betätigt einen in der hydraulischen Steuerung verschiebbar angeordneten Kolben (86), von dessen Gehäuseboh­ rung (88) eine in den drucklosen Sumpf (90) des hydraulischen Getriebes (12) führende Leitung (92) abzweigt. Der Kolben (86) wird durch eine Druckfeder (94) in einer Stellung gehalten, in der die Leitungen (76 und 92) durch den Kolben (86) unter­ brochen sind. Wird hingegen die Spule (82) mit elektrischer Spannung versorgt, so drückt das Ankerteil (84) den Kolben (86) auf der Zeichnung nach rechts, wobei die an den Kolben ausge­ bildete Ringnut (96) nunmehr die Leitungen (76 und 92) mitein­ ander verbindet, so daß der Druckbeaufschlagungsraum (72) der Kupplung (70) drucklos und somit die Kupplung (70) gelöst wird. Ein Lösen der Kupplung (70) bewirkt, daß trotz über den Wähl­ hebel eingelegter Fahrstufe der Kraftfluß im automatischen Getriebe unterbrochen ist.

Die Funktion der beschriebenen Steuereinrichtung des Kraftfahr­ zeuges ist wie folgt: Wird das Kraftfahrzeug bei beispielsweise in Stellung P befindlichem Wählhebel (14) in Betrieb gesetzt, so ist der Wählhebel (14) durch die Verriegelungsvorrichtung (22), deren Ankerstift (26) in die Ausnehmung (30) eingerastet ist, verriegelt. In dieser Position kann die Brennkraftmaschine (10) gestartet werden. Soll das Kraftfahrzeug bewegt werden, so ist um eine Betätigung des Wählhebels (14) beispielsweise in die Stellungen R oder D zu schalten, das Kupplungselement (40) bzw. der als Kupplungselement wirkende Fußschalter (40) mit dem linken Fuß der Bedienungsperson zu betätigen. Dadurch wird über die Leitung (46) das Steuergerät (48) aktiviert, wel­ ches über die elektrische Leitung (51) die Verriegelungsvor­ richtung (22) ansteuert und damit den Wählhebel (14) entsperrt. Zugleich wird über die Leitung (53) das elektromagnetische Schalt­ ventil (50) des automatischen Getriebes (12) angesteuert. Ein weiteres Signal über die Leitung (55) aktiviert das Steuer­ gerät (52) der Schubabschaltvorrichtung, um bei einer gegebenen­ falls oberhalb 1300 min^-1 liegender Drehzahl der Brennkraft­ maschine die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen.

Mit dem Betätigen des Fußschalters (40) kann der Wählhebel (14) beispielsweise in die Position D für Vorwärtsfahrbetrieb ge­ schaltet werden. Wird dann der Fußschalter (40) entlastet, so werden sowohl die Ansteuerung des Steuergerätes (52) der Schub­ abschaltvorrichtung, die Ansteuerung des elektromagnetischen Schaltventiles (50) und der Verriegelungsvorrichtung (22) auf­ gehoben. Dadurch wird die Kupplung (70) eingerückt, so daß das automatische Getriebe in gewohnter Weise Antriebsmoment überträgt. Da in den einem Fahrbetrieb entsprechenden Po­ sitionen des Wählhebels (14) die Ausnehmungen (30, 32) der Ver­ riegelungsplatte (28) außerhalb des Bereiches des Ankerstif­ tes (26) liegen, kann auch eine Verriegelung des Wählhebels (14) nicht eintreten. Das Kraftfahrzeug kann somit in her­ kömmlicher Manier ohne Betätigung des Fußschalters (40) be­ trieben werden. Die Bedienungsperson kann aber jederzeit den Kraftfluß innerhalb des automatischen Getriebes (12) durch Betätigen des Fußschalters (40) unterbrechen.

Die Erfindung ist nicht auf das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle der innerhalb des automatischen Getriebes vorgesehenen Kupplung (70) kann auch eine jede andere Kupplung herkömmlicher Bauart verwendet sein. Gegebenenfalls kann diese Kupplung anstelle des dargestellten elektrischen Unterbrecherschalters als Fußschalter auch mit einem Kupplungspedal mit mechanischer, elektrischer, hydrau­ lischer oder pneumatischer Übertragung ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Steuereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Antriebs­ quelle und einem automatischen Getriebe, wobei das Getrie­ be über einen Wählhebel von zumindest einer Neutralstel­ lung in zumindest eine Fahrstellung schaltbar ist und eine entsperrbare Verriegelungsvorrichtung auf den Wählhebel wirkt, gekennzeichnet durch ein fußbetätigbares Kupplungs­ element (40), welches in betätigtem Zustand

• a) mit der Verriegelungsvorrichtung (22) verbunden ist und den Wählhebel (14) entsperrt und
• b) den Kraftfluß zwischen Antriebsquelle (10) und Antriebs­ räder des Kraftfahrzeuges unterbricht.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (22) des Wählhebels (14) elektromagnetisch betätigt ist und daß das Kupplungsele­ ment (40) einen Fußschalter aufweist, der mit der elektri­ schen Steuerschaltung (48) des elektromagnetischen Stell­ gliedes (24) verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das automatische Getriebe (12) elektrohy­ draulisch geschaltet ist und daß der Fußschalter (40) mit der elektrischen Steuerschaltung des Getriebes (12) verbun­ den ist.

4. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am automatischen Ge­ triebe (12) ein elektromagnetisches Schaltventil (50) vorge­ sehen ist, welches bei dessen Aktivierung den Kraftfluß innerhalb des automatischen Getriebes (12) unterbricht, und daß das elektromagnetische Schaltventil (50) über das Kupplungselement (40) steuerbar ist.

5. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Kupplungselementes (40) eine Drehzahlbegrenzungsvorrich­ tung an der Antriebsquelle (10), insbesondere eine Kraftstoff- Schubabschaltvorrichtung (52) herkömmlicher Bauart, aktiviert ist.