DE4421088C2

DE4421088C2 - Anfahrhilfsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE4421088C2
Application number: DE4421088A
Authority: DE
Inventors: Manfred Bek; Friedrich Haeberle
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2014-06-17
Also published as: DE4421088A1; DE59510502D1; EP0687604A2; EP0687604A3; ES2188627T3; EP0687604B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anfahrhilfsvorrichtung für Fahrzeuge mit Feststellbremseinrichtung und Automatgetriebe, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fahrzeuge mit Automatgetriebe werden vorwiegend im Nutzkraftfahrzeugbereich sowie bei Bussen eingesetzt. Zur Vermeidung des Rückrollens des Fahrzeuges sowie eine Überbeanspruchung der an den Rädern wirksam werdenden Bremselemente wird bei den bisherigen Ausführungen bei betätigtem Bremspedal oder bei betätigter Feststellbremseinrichtung und nicht betätigtem Fahrpedal und Unterschreitung einer sehr kleinen Fahrgeschwindigkeit von einem elektrischen Steuergerät eine Blockierung des Automatgetriebes durchgeführt. Zur Verbrauchsreduzierung wird gleichfalls, wie in der Druckschrift VOITH, "Technische Beschreibung DIWA-Getriebe", Ausgabe L1992/G1088, beschrieben, die Eingangskupplung des Automatgetriebes geöffnet (sogenannte EK-Abschaltung). Beim Anfahren des Fahrzeuges wird zur Überbrückung der Zeit, in der die letzte Fahrzeugbremse (Betriebsbremse oder Feststellbremse) geöffnet wurde, bis zum vollständigen Schließen der Eingangskupplung die Getriebeblockierung als Rückrollsicherung und Anfahrhilfe aufrechterhalten. Die Getriebeblockierung wird in der Regel durch das Zuschalten von Lamellenbremsen an einzelnen Getriebeelementen realisiert. Durch das gleichzeitige Schließen bzw. Öffnen von Kupplungen und den Bremselementen im Getriebe sind zum Erreichen eines guten Anfahrkomforts aufwendige Abstimmungsarbeiten für jedes einzelne Fahrzeug notwendig. In der Serienproduktion besteht jedoch keine Möglichkeit, diese Abstimmungsarbeiten für jedes einzelne Fahrzeug durchzuführen, was sich in einer Verschlechterung des Fahrkomforts insbesondere dem Auftreten von starken Schaltstößen widerspiegelt. Des weiteren tritt bei der Realisierung der Abstimmung von Getriebeblockierung sowie dem Öffnen der Kupplungen das Problem auf, daß kein vernünftiger Kompromiß gefunden werden kann, der sowohl das Anfahren am Berg ohne Rückrollen des Fahrzeuges als auch das schnelle Anfahren in der Ebene ermöglicht. Die Rückrollsicherung bewirkt beim Anfahren in der Ebene das sogenannte "Kleben des Fahrzeuges".

Eine gattungsgemäße Anfahrhilfsvorrichtung bzw. Rückrollsicherung ist in der Druckschrift DE 36 42 874 A1 offenbart. Diese umfaßt eine Einrichtung für eine Parkbremse an einem Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug selbst enthält eine Betriebsbremse, eine Parkbremse als Feststellbremse und auch ein Automatgetriebe. Die Feststellbremse kann mit dem Fuß betätigt werden. Des weiteren ist ein elektrisch wirkendes Steuergerät vorgesehen, welches Signale über die Betätigung der Feststellbremse, Gaspedalstellung sowie der aktuellen Ist-Geschwindigkeit verarbeitet. Das Steuergerät weist wenigstens einen Ausgang auf, welcher mit der Festellbremseinrichtung verbunden ist. Die Lösung der Feststellbremseinrichtung erfolgt dabei erst bei Erfassung eines Vortriebs-Kennungssignales. Mit dieser Einrichtung zur Aktivierung und Deaktivierung der Feststellbremseinrichtung kann jedoch insbesondere beim Anfahren am Berg kein Rückrollen verhindert werden, so daß der Anfahrvorgang nicht sicher eingeleitet werden kann und das von der Kupplung bzw. dem Wandler übertragene Moment nicht ausreichend ist, um das Kraftfahrzeug festzuhalten und zu beschleunigen. Des weiteren sind zur Ausführung der Funktion bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Einrichtung die Erfassung einer Vielzahl von Kennwerten bzw. Parametern erforderlich, was eine Erhöhung des steuerungstechnischen Aufwandes bedingt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anfahrhilfsvorrichtung derart zu gestalten und weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Aufwendige Abstimmungsarbeiten für jedes einzelne Fahrzeug sowie das Auftreten von Schaltstößen sollen dabei minimiert werden. Des weiteren soll die Anfahrhilfsvorrichtung derart konzipiert werden, daß eine nachteilige Beeinflussung des Anfahrvorganges in der Ebene ausgeschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß wird bei Fahrzeugen mit einer Betriebsbremseinrichtung, einer Feststellbremseinrichtung und einem Automatgetriebe als Rückrollsicherung und Anfahrhilfe nicht mehr eine Getriebeblockierung herbeigeführt, sondern es wird von einem Steuergerät die Feststellbremse des Fahrzeuges automatisch bei Vorliegen bestimmter Bedingungen bzw. bestimmter Eingangssignale am Steuergerät angesteuert. Die Feststellbremseinrichtung wird bei gemeinsamen Vorliegen folgender drei Bedingungen über das Steuergerät automatisch angesteuert:

1. die Fahrgeschwindigkeit ist sehr klein (nahezu Stillstand), und
2. die Betriebsbremseinrichtung oder die Feststellbremseinrichtung ist vom Fahrer betätigt, und
3. das Fahrpedal befindet sich in Nullstellung.

In diesem Zustand, d. h. der Aktivierung der Feststellbremseinrichtung mittels dem Steuergerät, können Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung im Stillstand des Fahrzeuges durchgeführt werden. Dazu gehören beispielsweise das Öffnen der Eingangskupplung des Automatgetriebes oder ein Absenken des Wandlerdruckes.

Bei Fehlen einer der drei Bedingungen wird die Feststellbremseinrichtung automatisch deaktiviert.

Die erfindungsgemäße Umsetzung in einer Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Die Feststellbremseinrichtung ist in der Regel mittels Hand- oder Fußbetätigung durch den Fahrer aktivierbar. Dazu ist beispielsweise ein Hebel am Armaturenbrett des Fahrzeuges vorgesehen. An diesem Hebel gibt der Fahrer eine Stellgröße vor, die am Stellglied wirksam wird. Als Stellglieder fungieren in der Regel Magnetventile, die mit den Bremszylindern an den einzelnen Rädern gekoppelt sind. Erfindungsgemäß ist ein Ausgang des Steuergerätes ebenfalls mit dem Stellglied koppelbar. Vorzugsweise wird diese Kopplung über einen Parallelkontakt zum Hebel bzw. Schalter für die Feststellbremseinrichtung am Armaturenbrett realisiert. Dieser Parallelkontakt wird vom Steuergerät nur unter den bereits genannten Voraussetzungen aktiviert. Am Steuergerät sind dazu wenigstens vier Eingänge erforderlich, über die die entsprechenden Signale dem Steuergerät zugeführt und von diesem verarbeitet werden können. Ein erster Eingang ist dabei mit der Einrichtung zur Vorgabe der Stellgröße für die Feststellbremseinrichtung, beispielsweise dem Handhebel am Armaturenbrett für die Feststellbremseinrichtung, gekoppelt. Ein zweiter Eingang des Steuergerätes ist mit einer Meßeinrichtung, die ständig die aktuelle Ist- Geschwindigkeit des Fahrzeuges erfaßt, gekoppelt. Der dritte Eingang ist mit der Betriebsbremseinrichtung und der vierte mit dem Fahrpedal gekoppelt. Über diese vier Eingänge werden dem Steuergerät Signale über die Betätigung von Feststellbremseinrichtung, Betriebsbremseinrichtung, Fahrpedal und die aktuelle Ist-Geschwindigkeit zugeführt und verarbeitet. Bei Erfüllung der zur automatischen Aktivierung der Feststellbremseinrichtung bereits genannten Bedingungen gibt das Steuergerät eine Ausgangsgröße als Stellgröße für das Stellglied der Feststellbremseinrichtung aus. Die Ausgangsgröße kann jedoch auch ein Schaltsignal zur Aktivierung eines Parallelkontaktes zum Schalter bzw. Hebel am Armaturenbrett für die Feststellbremseinrichtung sein.

Eine Deaktivierung der automatischen Zuschaltung der Feststellbremseinrichtung mittels dem Steuergerät erfolgt bei Fehlen einer der drei genannten Voraussetzungen. Eine Deaktivierung kann dabei bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise < ca. 2 km/h oder beim Öffnen der letzten Bremse des Fahrzeuges durch den Fahrer, d. h. vom Fahrer müssen alle von ihm zu betätigenden Bremsen geöffnet worden sein, oder bei Betätigung des Fahrpedals, in der Regel dem Gaspedal, erfolgen.

Vorzugsweise wird aus Gründen der Rationalisierung als Steuergerät das Steuergerät des Automatgetriebes genutzt, d. h. die Aufgaben des Steuergerätes werden auf das Steuergerät des Automatgetriebes übertragen, was zu diesem Zweck weitere zusätzliche Ein- und Ausgänge aufweisen muß. Dies bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf den Platzbedarf sowie der Schaffung möglicher Schnittstellen zwischen der Automatgetriebesteuerung einerseits und der Ansteuerung der Feststellbremseinrichtung andererseits. Eine aufwendig zu realisierende Kopplung sowie Abstimmung zwischen den ansonsten einzeln vorliegenden Steuergeräten kann entfallen. Besonders deutlich wird dies bei zusätzlich vorzusehenden Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung, beispielsweise der Öffnung der Eingangskupplung des Automatgetriebes oder der Absenkung des Wandlerdruckes.

Vorzugsweise wird ein Rückrollen des Fahrzeuges während der zum Aufheben der Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung benötigten Zeit sicher verhindert, wenn zwischen dem Öffnen der letzten Bremse, die durch den Fahrer betätigt worden ist, und der automatischen Deaktivierung der Feststellbremseinrichtung eine gewisse Verzögerung vorgesehen ist. Diese Verzögerungszeit wird sehr kurz gewählt, vorzugsweise beträgt diese ca. 0,2 bis 2 Sekunden, und ist deshalb im Fahrbetrieb kaum spürbar.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist nachfolgend anhand einer Figur erläutert.

Eine Feststellbremseinrichtung 1 umfaßt als Stellglied 2 beispielsweise ein Magnetventil, das, hier im einzelnen jedoch nicht dargestellt, mit an den einzelnen Rädern wirksam werdenden Bremszylindern gekoppelt ist. Diese Kopplung wird durch eine mit einem Pfeil versehene Verbindungsleitung 3 angedeutet. Die Vorgabe der Stellgröße für die Betätigung des Stellgliedes erfolgt beispielsweise über einen Handhebel 4, der am hier nicht dargestellten Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordnet sein kann. Der Handhebel 4 wird vom Fahrer per Hand betätigt und stellt somit über einen Schalter 5 die Verbindung zum Stellglied 2 her. Der Handhebel 4 ist über eine, hier nur strichpunktiert dargestellte, Leitung 6 mit einem elektronischen Steuergerät 7 gekoppelt. Das Steuergerät 7 weist wenigstens noch drei weitere Eingänge 8, 9, 10 auf. Am Eingang 8 liegt ein Signal von der Betriebsbremseinrichtung BE an. Dem Eingang 9 wird ein Signal vom Fahrpedal FP und dem Eingang 10 ein Signal von einer Meßeinrichtung zur Ermittlung der aktuellen Ist- Geschwindigkeit v_ist zugeführt. Das elektronische Steuergerät 7 bzw. die Steuerung verarbeitet diese Signale und bildet in Abhängigkeit von diesen Signalen ein Ausgangssignal, das am Ausgang 11 des Steuergerätes 7 ausgegeben wird. Der Ausgang 11 des Steuergerätes 7 ist mit einem zum Schalter 4 am Armaturenbrett parallel angeordneten Kontakt 12 gekoppelt. Das am Ausgang 11 vorliegende Ausgangssignal bewirkt entweder ein Schließen des Parallelkontaktes 12 und damit eine Aktivierung der Feststellbremseinrichtung 1 oder ein Öffnen bzw. ein Offenbleiben des Kontaktes 12. In dieser Darstellung ist der Parallelkontakt 12 geschlossen. Der geöffnete Zustand ist als gestrichelte Linie dargestellt. Ein Schließen des Parallelkontaktes 12 und damit eine Aktivierung der Feststellbremseinrichtung 1 wird nur bei vorliegen folgender Eingangssignale am Steuergerät 7 erzielt:

1. die Betriebsbremseinrichtung ist betätigt, beispielsweise durch Drücken des Fußbremspedals durch den Fahrer, und
2. das Fahrpedal befindet sich in Nullstellung, und
3. die gemessene aktuelle Ist-Geschwindigkeit beträgt nahezu Null.

Als Steuergerät 7 kann vorzugsweise das Steuergerät des Automatgetriebes verwendet werden. Aus Gründen der Anschaulichkeit wurden hier jedoch nur die zur Verdeutlichung des Grundprinzipes der Ansteuerung der Feststellbremseinrichtung erforderlichen Ein- bzw. Ausgänge am Steuergerät angegeben. Mögliche weitere Ausgänge 13 bzw. 14 des Steuergerätes 7 können mit der Eingangskupplung EK des Automatgetriebes oder dem Wandler W gekoppelt sein. In der in der Figur dargestellten Konfiguration kann beispielsweise am Ausgang 13 zur Verbrauchsreduzierung ein Signal für das Öffnen der Eingangskupplung anliegen oder am Ausgang 14 ein Signal für die Betätigung eines Stellgliedes, das ein Absenken des Wandlerdruckes zur Folge hat.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der Figur lediglich das Prinzip der Ansteuerung der Feststellbremseinrichtung verdeutlicht. Auf die Wiedergabe möglicher weiterer Aufgaben des Steuergerätes wurde verzichtet, ebenso auf die Wiedergabe der Kopplung der einzelnen Eingänge des Steuergerätes mit den entsprechenden Einrichtungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Anfahrhilfe können bei allen Fahrzeugen mit Automatgetriebe und Feststellbremseinrichtung eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet bietet jedoch der Einsatz in Bussen.

Claims

1. Anfahrhilfsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend eine Betriebsbremseinrichtung, eine Feststellbremseinrichtung und ein Automatikgetriebe;

1. 1.1 die Feststellbremseinrichtung umfaßt ein mit Hand oder Fuß betätigbares Stellelement (4) zur Vorgabe einer Stellgröße, das über ein Stellglied (2) an den einzelnen Rädern des Fahrzeuges wirksam wird;
2. 1.2 es ist ein Steuergerät (7) vorgesehen;
3. 1.3 das Steuergerät (7) weist wenigstens vier Eingänge auf
- 1. ein erster Eingang (6) ist mit der Einrichtung zur Aktivierung (4) der Feststellbremseinrichtung gekoppelt;
- 2. ein zweiter Eingang (10) ist mit einer Meßeinrichtung zum Erfassen der aktuellen Ist-Geschwindigkeit v_ist gekoppelt;
- 3. ein dritter Eingang (9) ist mit einem Fahrpedal (FP) gekoppelt;
- 4. ein vierter Eingang (8) ist mit der Betriebsbremseinrichtung (BE) gekoppelt;
4. 1.4 das Steuergerät weist wenigstens einen Ausgang auf;
5. 1.5 ein Ausgang (11) des Steuergerätes (7) ist mit dem Stellglied (2) der Feststellbremseinrichtung (1) unabhängig zur Verbindung des Stellgliedes (2) mit dem Stellelement (4) koppelbar;
6. 1.6 die Feststellbremseinrichtung ist bei Vorliegen folgender Bedingungen
- a) die aktuelle Fahrgeschwindigkeit V_ist ist sehr klein;
- b) die Feststellbremseinrichtung oder die Betriebsbremseinrichtung sind betätigt und
- c) Fahrpedal in Nullstellung
automatisch über das Steuergerät aktivierbar und bei Fehlen einer dieser Bedingungen automatisch deaktivierbar, dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierung der Feststellbremseinrichtung zeitlich verzögert zur Lösung der letzten Bremseinrichtung, die durch den Fahrer betätigt worden ist, erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung des Steuergerätes (7) mit dem Stellglied (2) über einen zur Verbindung (5) zwischen Stellelement (4) und Stellglied (2) parallel zuschaltbaren Kontakt (12) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergerät (7) das Steuergerät des Automatgetriebes verwendet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) einen weiteren Ausgang (13) aufweist, der mit der Eingangskupplung (EK) des Automatgetriebes gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) einen weiteren Ausgang (14) aufweist, der mit dem Wandler (W) des Automatgetriebes gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung der Feststellbremseinrichtung über das Steuergerät zusätzliche Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung dadurch durchgeführt werden, daß die Eingangskupplung des Automatgetriebes geöffnet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung der Feststellbremseinrichtung über das Steuergerät zusätzliche Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung dadurch durchgeführt werden, daß der Druck im hydrodynamischen Wandler des Automatgetriebes gesenkt wird.