DE3621247A1 - Vorrichtung an einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug mit einer Bremse und einer Bremsbetätigung, einem Antriebsaggregat mit einer Antriebsquelle und einem automatischen Getriebe, einem Leistungssteuerglied für die Antriebsquelle und einer Wählhebelein­ richtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Kraftfahrzeugen mit automatischen Getrieben und ohne Kupplungs­ pedal ergibt sich insbesondere für ungeübte Personen oder für Perso­ nen, die den Umgang mit einem Kraftfahrzeug mit Schaltgetriebe und Kupplungspedal gewohnt sind, der unheimlich anmutende Effekt, daß dieses Fahrzeug unmittelbar nach Einlegen der Fahrstufe sofort vor­ wärts oder rückwärts kriecht bzw. losfährt. Besonders zu beobachten ist dies bei Kraftfahrzeugen mit hydrodynamischem Drehmomentwandler zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe und gegebenenfalls bei zu hoch eingestellter Leerlaufdrehzahl bzw. bei hoher Warmlaufdrehzahl. Wird hier bei beengten Raumverhältnissen (z. B. in einer engen Garage oder eingeparkt zwischen zwei Fahrzeugen) eine Fahrstufe eingelegt und ist dabei die Bedienungsperson nicht voll konzentriert, so wird diese durch das abrupte, unerwartete Anfahren des Kraftfahrzeuges überrascht und kann gegebenenfalls in eine Streßsituation geraten, die ein Fehlverhalten nicht ausschließt. In der Betriebsanleitung solcher Kraftfahrzeuge wird deshalb auch empfohlen, vor dem Einlegen einer Fahrstufe die Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges (Fußbremse) zu betätigen.

Durch die DE-OS 32 38 196 ist darüberhinaus eine Vorrichtung be­ kannt geworden, bei der ein Stellglied für die Bremsanlage des Kraft­ fahrzeuges automatisch betätigt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines nahe bei Null liegenden Grenzwertes liegt und das Bremspedal und das Gaspedal nicht betätigt sind. Die automatische Bremsung soll wieder aufgehoben werden, wenn das Gaspedal und/oder das Bremspedal betätigt werden. Abgesehen von dem hohen technischen Aufwand durch das Eingreifen (automatische Bremsung) in die Bremsan­ lage des Kraftfahrzeuges kann die vorherbeschriebene Situation nicht beseitigt werden, weil im Moment der Betätigung des Gaspedales das Kraftfahrzeug trotzdem aufgrund des automatischen Lösens der Bremse abrupt anfährt.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ einfachen Mitteln eine Streßsituation bzw. ein abruptes Anfahren beim Einlegen einer Gang­ stufe aus der Neutralstellung des Getriebes heraus und ohne Zutun der Bedienungsperson zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, die auf die Antriebsquelle unmittelbar oder auf das Leistungssteuerglied, beispielsweise das Gaspedal oder dessen Gestänge, einwirken und die mit der Bremsbetäti­ gung und der Wähleinrichtung des automatischen Getriebes verbunden sind. Die Mittel sind so ausgelegt, daß beim Einlegen einer Fahrstel­ lung aus der Neutralstellung oder der Parkstellung des Getriebes her­ aus die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine unterbunden ist, wenn die Bremse des Kraftfahrzeuges nicht betätigt ist. Unterbindung der Leistungsabgabe bedeutet, daß die Brennkraftmaschine entweder still­ gesetzt oder deren Leerlaufstellung blockiert ist. Sobald die Bremse des Kraftfahrzeuges, insbesondere die Fußbremse, betätigt wird, wer­ den die Mittel desaktiviert und das Kraftfahrzeug kann entsprechend in Gang gesetzt bzw. beschleunigt werden. Durch diese erfindungsge­ mäße Maßnahme wird die Bedienungsperson gezwungen, vor dem Anfahren des Kraftfahrzeuges bzw. beim Einlegen der Fahrstufe die Bremse zu betätigen, so daß ein unkontrolliertes Anfahren ausgeschlossen ist. Das Kraftfahrzeug kann nunmehr, sofern das Antriebs- bzw. Kriechmo­ ment hoch genug ist, durch Variieren des Bremsdruckes mit dem Brems­ betätigungsglied bzw. Bremspedal erforderlichenfalls zentimetergenau gefahren bzw. rangiert werden. Erst wenn das vorliegende Kriechmoment nicht ausreicht, wird die Bedienungsperson den Fuß vom Bremspedal zum Gaspedal überwechseln und nunmehr beschleunigen.

Die Mittel zum Unterbinden der Leistungsabgabe können entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 4 entweder durch ein Ventil zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr, durch eine das Leistungs­ steuerglied an einer geeigneten Stelle blockierende Sperre oder bei einer drosselgesteuerten Brennkraftmaschine als Antriebsquelle durch eine zweite Drosselklappe im Ansaugtrakt gebildet sein. Die letztere Möglichkeit ist insbesondere dann interessant, wenn das Kraftfahrzeug bereits eine zweite Drosselklappe als Bauteil einer Antriebsschlupf­ regelung aufweist. In diesem Falle kann ohne größeren, zusätzlichen Aufwand durch Vorsehen einer entsprechenden, logischen Verknüpfungs­ schaltung in der Regelelektronik der Antriebsschlupfregelung die er­ findungsgemäße Wirkung erzielt werden.

Insbesondere beim Einlegen einer Fahrstufe aus der Neutralstellung des automatischen Getriebes heraus kann es vorteilhaft sein, wenn die Mittel zur Unterbindung der Leistungsabgabe der Antriebsquelle auch durch die Handbremse desaktivierbar sind. Gegebenenfalls können auch beide Bremsen (Fußbremse und Handbremse) in die erfindungsgemäße Steuerung mit einbezogen sein, so daß jedenfalls das Kraftfahrzeug beim Einlegen einer Fahrstufe gebremst ist.

Durch die Merkmale des Patentanspruches 6 ist sichergestellt, daß bei fahrendem Kraftfahrzeug und gegebenenfalls unbeabsichtigtem Schalten der Wähleinrichtung in die Neutralstellung und nachfolgendem Wieder­ einschalten einer Vorwärts-Fahrstellung nicht erst gebremst werden muß, um eine sofortige Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine bzw. eine sofortige Wiederbeschleunigung zu ermöglichen.

Ferner kann gemäß den Ansprüchen 7 und 8 eine Drehzahlerfassungsein­ richtung vorgesehen sein, die bei einer niedrigen Drehzahl der An­ triebsquelle, bei der kaum ein Kriechmoment zu erwarten ist, unabhän­ gig von der Betätigung der Bremse die Mittel zum Unterbinden der Lei­ stungsabgabe desaktiviert oder die bei zu hoher Drehzahl der Antriebs­ quelle, gegebenenfalls aufgrund eines Defektes in der Leistungssteue­ rung die Antriebsquelle bei nicht betätigter Bremse stillsetzt (z. B. durch Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr oder bei fremdgezündeter Brenn­ kraftmaschine der Zündung).

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden näher be­ schrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung an einem Kraft­ fahrzeug mit einer Fug- und einer Bandbremse, einer Wählein­ richtung für das automatische Getriebe und einem Gaspedal als Leistungssteuerungsglied, und in

Fig. 2 einen Abschnitt eines Saugrohres einer Brennkraftmaschine als Antriebsquelle mit einer zweiten Drosselklappe zum Unterbinden der Leistungsabgabe.

Fig. 3 Ein Ablaufschema einer elektronischen Steuerung einer Vorrich­ tung gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist mit (10) ein Antriebsaggregat bezeichnet, welches sich aus einer Brennkraftmaschine (12) als Antriebsquelle und einem automatischen Getriebe (14) zusammensetzt. Das automatische Getriebe kann bekannter Bauart sein, beispielsweise mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und mit mehreren Planetensätzen, die durch Lamellen­ kupplungen und Bremsen hydraulisch geschaltet werden. Zur Aktivierung dieser Schaltung ist eine Wähleinrichtung (16) vorgesehen, die über ein Gestänge (18) mit dem automatischen Getriebe (14) verbunden ist. Der Wählhebel (20) der Wähleinrichtung (16) kann in die Stellungen N = Neu­ tral, P=Parkstellung sowie R für Rückwärts-Fahrbetrieb und D, 3, 2 als Vorwärts-Fahrstellungen geschaltet werden. In den Stellungen P und N ist der Kraftfluß von der Brennkraftmaschine (12) zu den angetriebe­ nen Rädern des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) unterbrochen.

Als Teil einer hydraulischen Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges ist ein Bremspedal (22) gezeigt, welches an einer Konsole (24) schwenkbar gelagert ist. Die Konsole (24) ist an der nur angedeuteten Stirnwand (26) des Kraftfahrzeuges befestigt. Mit dem Bremspedal (22) über ein Gestänge (28) ist ein hydraulischer Hauptbremszylinder (30) verbun­ den, über den in bekannter Weise ein hydraulischer Druck in den nicht dargestellten Radbremsen des Kraftfahrzeuges erzeugt werden kann.

Zusätzlich ist das Kraftfahrzeug mit einer mechanischen Handbremse ausgerüstet, die einen am Boden (31) des Kraftfahrzeuges schwenkbar angeordneten Handbremshebel (32) umfaßt. Der Handbremshebel (32) wirkt in bekannter Weise über Seilzüge (33) auf unabhängig von der hydraulischen Bremse wirkende Elemente der Radbremsen.

Das ebenfalls am Boden (31) des Kraftfahrzeuges schwenkbar angeord­ nete Leistungssteuerglied bzw. Gaspedal (34) ist über einen Umlenk­ hebel (36) und ein nur teilweise dargestelltes Gestänge (38) mit einer Drosselklappe (40) verbunden, welche Drosselklappe (40) in einem Saugrohrabschnitt (42) eines Saugrohres (44) schwenkbar ange­ ordnet ist. Mittels der Drosselklappe (40) wird der Durchsatz an Verbrennungsluft entsprechend der gewünschten Leistung der Brenn­ kraftmaschine gesteuert. Die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine erfolgt über eine nicht dargestellte Einspritzeinrichtung, deren Ein­ spritzdüsen (46) den Kraftstoff in das Saugrohr (44) einspritzen.

An dem Umlenkhebel (36) ist eine elektromagnetische Sperre (48) an­ geordnet, die sich aus einem am Boden (3 ) des Kraftfahrzeuges be­ festigten Gehäuse (50) mit einer nicht dargestellten, elektrischen Wicklung und einem verschieblichen Ankerteil (52) zusammensetzt. Eine in der Sperre vorgesehene Feder hält das Ankerteil (52) im spannungslosen Zustand in einer den Umlenkhebel (36) bzw. das Gas­ pedal (34) freigebenden Stellung.

Die Sperre (48) ist mit einem elektronischen Steuergerät (56) verbun­ den, welches über eine Leitung (58) bei eingeschalteter Zündung mit der Spannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Ferner ist sowohl an dem Bremspedal (22) als auch an dem Handbremshebel (32) ein elektrischer Schalter (60, 62) vorgesehen, welcher über eine Leitung (64, 66) jeweils ein Signal an das Steuergerät (56) abgibt, wenn die Fußbremse oder die Handbremse des Kraftfahrzeuges betätigt sind. Ein weiterer elektrischer Schalter (68) ist an der Wähleinrichtung (16) vorgesehen, der über eine Leitung (70) ein die jeweilige Stellung des Wählhebels (20) anzeigendes Signal abgibt.

Am Antriebsaggregat (10) sind ferner ein Drehzahlsensor (72) und ein Geschwindigkeitssensor (74) angeordnet, die über entsprechende Lei­ tungen (76, 78) analog der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der Ge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeuges Signale an das elektronische Steuer­ gerät (56) abgeben. Das elektronische Steuergerät (56) steuert nach Maßgabe der eingegebenen Daten über die Leitung (80) sowohl die Sperre (48) als auch über eine weitere Leitung (82) ein Absperrventil (84), welches in die zu den Einspritzdüsen (6) führenden Kraftstoffleitungen (86) eingeschaltet ist. Das Ventil (84) ist ebenfalls elektromagnetisch betätigt.

Das elektronische Steuergerät (56) enthält eine logische Verknüpfungs­ schaltung mit einem Mikroprozessor und steuert die Sperre (48) und das Kraftstoff-Absperrventil (84) nach folgendem Schema (Fig. 3):

Nach dem Starten des Kraftfahrzeuges und beim Schalten des Wählhebels (20) beispielsweise aus der Stellung P heraus in die Stellung D wird die Logik des Steuergerätes (56) in Funktion gesetzt und zunächst über den Schalter (60) am Bremspedal (22) abgefragt, ob die Fußbremse betätigt ist. Ist dies der Fall, so wird das Steuergerät (56) zu­ rückgesetzt; d. h. es wird weder die Sperre (48) noch das den Kraft­ stoff absperrende Ventil (84) betätigt.

Ist die Fußbremse nicht betätigt, so wird ferner über den Drehzahl­ sensor (72) die Drehzahl der Brennkraftmaschine (12) abgefragt. Liegt diese unter 1000 min , so ist nur mit einem geringen Antriebs- bzw. Kriechmoment des Kraftfahrzeuges zu rechnen; das Steuergerät (56) wird wiederum in den Ausgangszustand zurückgesetzt. Liegt die Dreh­ zahl n höher als 3500 min^-1, so ist von einem Defekt in der Leistungs­ steuerung der Brennkraftmaschine auszugehen und das Steuergerät (56) steuert das Ventil (84) zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr an, so daß die Brennkraftmaschine stillgesetzt wird. Mit dem erneuten Starten des Kraftfahrzeuges beginnt der bisher beschriebene Programm­ ablauf von neuem.

Ferner wird über den Geschwindigkeitssensor (74) abgefragt, ob das Kraftfahrzeug sich im Fahrzustand mit einer Geschwindigkeit<5 km/h befindet. Ist dies der Fall, so wird ebenfalls das Steuergerät (56) in den Ausgangszustand zurückgesetzt.

Liegt die Drehzahl n der Brennkraftmaschine zwischen 1000 min^-1 und 3500 min^-1 und ist die Fußbremse (22) bzw. die Handbremse (32) nicht betätigt, so wird über das Steuergerät (56) die Sperre (48) aktiviert und damit das Leistungssteuerglied bzw. das Gaspedal (34) blockiert. Dabei wird die Sperre (48) unter Spannung gesetzt, wobei das Anker­ teil (52) auf der Zeichnung nach rechts verschoben wird und den Mit­ nehmerhebel (36) blockiert. Eine Leistungsabgabe der Brennkraftma­ schine ist somit unterbunden, weil die Bedienungsperson das Gaspedal (34) nicht betätigen kann. Sobald das Bremspedal (22) bzw. gegebenen­ falls die Handbremse (32 betätigt wird, wird die Sperre (48) durch das Steuergerät (56) wieder desaktiviert und das Steuergerät (56) in den Ausgangszustand zurückgesetzt.

Nach dem Zurücksetzen des Steuergerätes (56) verbleibt dieses in dessen Ausgangszustand, bis entweder der Wählhebel (20) wieder in eine der Stellungen N = Neutral oder P = Parkstellung geschaltet wird oder bis die Brennkraftmaschine erneut gestartet wird.

Die im vorstehenden beschriebene Logik kann im Rahmen der Erfindung auch wesentlich vereinfacht werden. Beispielsweise kann unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine (12) oder der Geschwindig­ keit des Kraftfahrzeuges nur die Betriebsbremse bzw. die Fußbremse herangezogen werden. In diesem Falle wäre eine Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine (12) nur möglich, wenn nach dem Starten des Kraft­ fahrzeuges oder nach dem Schalten des Wählhebels (20) aus der Stel­ lung N bzw. P die Fußbremse (22) betätigt ist. Zur Unterbindung der Leistungsabgabe kann gegebenenfalls auch nur die Sperre (48) am Gas­ pedal (34) oder das die Kraftstoffzufuhr absperrende Ventil (84) ver­ wendet sein.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere, bevorzugte Alternative zur Unterbin­ dung der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine (12). Dabei ist in dem Saugrohr (42′) der Brennkraftmaschine eine zweite Drosselklappe (90) vorgesehen, die durch ein elektromagnetisches Betätigungsglied (92) von einer geöffneten Stellung (durchgezogene Linien) in eine geschlossene Stellung (gestrichelte Linien) verstellbar ist. Die Drosselklappe (90) kann dabei wahlweise in eine vollständig ge­ schlossene Stellung geschwenkt werden, bei der die Brennkraftma­ schine (12) stillgesetzt ist, oder aber in eine die Brennkraftma­ schine in den Leerlaufbetrieb versetzende Stellung geschwenkt wer­ den. Das elektromagnetische Betätigungsglied (92), welches sich aus einem Gehäuse (94) mit einer elektrischen Wicklung (96) und einem verschiebbaren Ankerteil (98) zusammensetzt, kann von dem elek­ tronischen Steuergerät (56) gemäß Fig. 1 entsprechend der Sperre (48) oder dem Ventil (84) angesteuert sein. Wird beim Starten des Kraft­ fahrzeuges beispielsweise aus der Stellung N der Wählhebel (20) in die Stellung D verschwenkt und ist dabei die Fußbremse (22) nicht be­ tätigt oder es sind die in dem vorbeschriebenen Programmablauf ange­ führten Bedingungen nicht erfüllt, so wird über das elektromagne­ tische Betätigungsglied (92) die zweite Drosselklappe (90) geschlos­ sen und somit unabhängig von der Betätigung der ersten Drosselklappe (40′) über das Gaspedal (34) eine Leistungsabgabe der Brennkraftma­ schine (12) unterbunden.

Die Verwendung einer zweiten Drosselklappe (90) ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise mit einer Antischlupf-Regeleinrichtung zur Vermeidung von Antriebsschlupf aus­ gerüstet ist und deshalb eine zweite Drosselklappe und ein entspre­ chender Stellmotor anstelle des elektromagnetischen Stellgliedes (92) zur Verminderung der Leistung der Brennkraftmaschine bereits vorge­ sehen sind. Für diesen Fall ist lediglich in die Logik der Antriebs­ schlupf-Regelvorrichtung die Logik des elektronischen Steuergerätes (56) zu integrieren, womit ohne größeren zusätzlichen Aufwand die erfindungsgemäße Vorrichtung verwirklicht ist.

Mit dem Aktivieren der Sperre (48) oder dem Schließen der Drossel­ klappe (90) kann eine Leuchte am Armaturenbrett angesteuert werden, beispielsweise mit dem Hinweis "Bremse betätigen".

Claims (8)

1. Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug mit einer Bremse und einer Bremsbetätigung, einem Antriebsaggregat mit einer Antriebsquelle und einem automatischen Getriebe, einem Leistungssteuerglied für die Antriebsquelle und einer Wähleinrichtung zum Schalten des automatischen Getriebes von einer Neutralstellung N und/oder einer Parkstellung P in eine oder mehrere Vor- oder Rückwärts-Fahrstel­ lungen, gekennzeichnet durch auf die Antriebsquelle und/oder das Leistungssteuerglied wirkende Mittel (Sperre 48, Ventil 84; Drosselklappe 90) die mit der Bremsbetäti­ gung und der Wähleinrichtung verbunden sind und die beim Einlegen einer Fahrstellung aus der Stellung N und/oder P heraus eine Leistungsabgabe der Antriebsquelle unterbinden, wenn die Bremse des Kraftfahrzeuges nicht betätigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel durch ein (oder mehrere) die Kraftstoffzufuhr zur Antriebsquelle unterbrechendes Ventil (84) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel eine das Leistungssteuer­ glied (34) in seiner Ruhestellung blockierende Sperre (48) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel bei einer drosselgesteuerten Brennkraftmaschine (12) als Antriebsquelle durch eine zweite Dros­ selklappe (90) im Ansaugsystem gebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leistungsabgabe unterbindenden Mittel desaktiviert sind, wenn beim Betätigen der Wähleinrichtung aus der Stellung P die Betriebs­ bremse (Fußbremse) des Kraftfahrzeuges und beim Betätigen der Wähleinrichtung aus der Stellung N die Betriebsbremse oder eine zweite Bremse (Handbremse) betätigt sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Geschwindig­ keitserfassungseinrichtung (74), die oberhalb einer definierten Geschwindigkeitsschwelle des Kraftfahrzeuges die Mittel zum Unter­ binden der Leistungsabgabe desaktiviert.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drehzahlerfas­ sungseinrichtung (72), welche bei einer unterhalb einer definier­ ten Drehzahlschwelle liegenden Drehzahl der Antriebsquelle die Mittel zum Unterbinden einer Leistungsabgabe desaktiviert.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drehzahlerfas­ sungseinrichtung (72), die oberhalb einer definierten Drehzahl die Antriebsquelle abschaltet (Kraftstoffzufuhr, Zündung etc.).