DE2842389A1 - Vorrichtung zur einstellung des drehmomentes einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur einstellung des drehmomentes einer brennkraftmaschine

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Description

R. 499 S
6.9-1978 Wt/Hm
ROBERT BOSCH GMBH3 7OOO STUTTGART 1
Vorrichtung zur Einstellung des Drehmomentes einer Brennkraftmas chine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches.
Bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen, denen ein automatisches Stufengetriebe nachgeschaltet ist, ist es bekannt, den sich beim Umschalten des Stufengetriebes einstellenden Schaltruck dadurch zu vermindern, daß das Drehmoment der Brennkraftmaschine während des UmsehaltVorganges reduziert wird.
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■'ν
In der GB-PS 929 621 ist beispielsweise eine Vorrichtung beschrieben, bei der durch Umschaltsignale für das Hochschalten monostabile Kippstufen betätigt werden, die eine zeitweilige Schließung der Drosselklappe bewirken.
Aus der DE-PS 10 80 415 ist es bekannt, eine Steuervorrichtung für das automatische Getriebe, die die Form einer Schaltwalze hat, vorzusehen, wobei mit der Steuervorrichtung mechanisch ein Sehalter verbunden ist, der bei bestimmten Stellungen der Sehaltwalze über ein Relais und einen Elektromagneten ein auf die Drosselklappe des Motors oder die Zündanlage einwirkendes Gestänge bewegt.
In der DE-OS 1 480 177 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der durch den Schaltbefehl elektromechanisch eine Sperrklinke betätigt wird, die eine Verriegelung der Kraftstoffzufuhr für die Dauer des Schaltvorganges bis zur Herstellung des Synchronlaufes der Getriebeteile bewirkt.
Aus der DE-AS 16 26 427 ist es bekannt, die Drehzahl der Brennkraftmaschine beim Umschalten des Stufengetriebes durch Verstellung der Zündung zu vermindern. Hierzu ist eine zu Beginn des Schaltens wirksam werdende Verzögerungsvorrichtung für die Erzeugung der Zündimpulse vorgesehen, die eine Spätzündung bewirkt.
In der FR-PS 1 524 354 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Zeitglied während des Umschaltens des Stufengetriebes für eine vorgegebene Zeit den Einspritzvorgang unterbricht.
In ähnlicher Weise ist es aus der DE-AS 21 09 620 bekannt, zusammen mit der Betätigung des den Gangwechsel bewirkenden
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Magnetventils, jedoch gegenüber diesem verzögert, eine Schaltung zur Unterbrechung der Einspritzung in Betrieb zu setzen.
Aus der DE-AS 21 63 979 ist es weiterhin bekannt, beim Hochschalten des automatischen Stufengetriebes das Hochschaltsignal zu differenzieren und mit dem differenzierten Hochschaltsignal auf eine Rechenschaltung derart einzuwirken, daß die Breite der Einspritzimpulse während des Umschaltvorganges verringert wird.
Schließlich ist noch vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung P 28 05 544.9) beim Umschalten eines automatischen Stufengetriebes für die Ansteuerung der Reibelemente Übergangsfunktionen festzulegen, deren Steigung und Polarität in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Schaltart: Last-, Zug-; Hoch-, Rück-Schaltung in geeigneter Weise einstellbar ist.
Die bekannten Vorrichtungen zur Reduktion des Motordrehmomentes beim Umsehaltvorgang haben den gemeinsamen Nachteil, daß die Stellgröße für die Kraftstoffzumessung bzw. die Zündanlage der Brennkraftmaschine bei Auftreten eines Schaltbefehls ruckartig verändert wird und damit das Drehmoment der Brennkraftmaschine ruckartig vermindert wird. Dies hat zur Folge, daß das angestrebte Ziel, nämlich den Schaltruck zu vermindern, nur unvollkommen erreicht wird. Außerdem tritt die gewünschte Verschleißminderung an den Reibelementen des automatischen Stufengetriebes nicht im angestrebten Umfange ein.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil,
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durch Vorgabe einer Stellgröße zur Reduktion des Motordrehmomentes entlang einer vorgegebenen Kennlinie eine allmähliche Verminderung des Motordrehmomentes zu bewirken. Hierdurch kann die angestrebte Verminderung von Schaltruck und Getriebeverschleiß im weit höherem Maße als bei den bekannten Vorrichtungen erreicht werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
So kann eine weitere Verminderung des Schaltrucks dadurch erreicht werden, daß das Motordrehmoment noch bei eingelegtem altem Gang reduziert und der alte Gang erst dann gelöst wird, wenn das Motordrehmoment schon auf einen Bruchteil seines ursprünglichen Betrages abgesunken ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Dauer der Verminderung des Motordrehmomentes von der Motordrehzahl und/oder der Last der Brennkraftmaschine abhängig zu machen.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind sowohl Übergangsfunktionen mit positiver wie auch solche mit negativer Steigung in einem Speicher abgespeichert und werden in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Schaltart, d.h. differenziert nach Hoch- und Rückschaltung sowie Last- und Zugschaltung als Stellgröße für die Reduzierung des Motordrehmomentes verwendet.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den zeitlichen Verlauf des Ab-
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triebsmomentes eines automatischen Stufengetriebes in einem Kraftfahrzeug nach dem Stand der Technik sowie den zeitlichen Verlauf des Abtriebsmomentes bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 den Stromlaufplan einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 3 den Stromlaufplan einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Beim Umschalten eines automatischen Stufengetriebes in einem Kraftfahrzeug findet zwischen dem alten und dem neuen Gang ein Momentensprung am Abtrieb statt. Dies ist schematisch in Fig. la für den Fall einer Rückschaltung dargestellt. Der erste Verlauf 10 bezeichnet den zeitlichen Verlauf des Abtriebsmomentes M . über der Zeit t. Zum Zeitpunkt t. wird der alte Gang gelöst und das Abtriebsmoment M , sinkt auf den Wert Null. Zum Zeitpunkt tp wird der neue (niedrigere) Gang eingelegt und- das Abtriebsmoment M . springt auf einen Wert, der größer ist, als der Wert im alten Gang. Dieser theoretische erste Verlauf 10 wird jedoch in der Praxis nicht eingehalten, es ergibt sich vielmehr aufgrund von Schwingungen im Abtrieb ein zweiter Verlauf. 11, der nach dem Einlegen des neuen Ganges durch ein starkes überschwingen gekennzeichnet ist. Dieses überschwingen macht sich jedaqh als störender Ruck im Fahrzeug bemerkbar und mindert=»den Fahrkomfort für die Insassen. Zur Verminderung dieses Rucks ist es bekannt, das Motordrehmoment während desJüjasohaltens für eine bestimmte Zeit dadurch zu vermindern, "da$> 'die Kraftstoffzufuhr für eine bestimmte Zeit unterB^OAhen oder die Zündung in Richtung Spätzündung -verst<23it*-3tfird.
Die Unterbrechung der Kraftstoff zufuhr k^nn -ctabet-Vöi
■ --*■ y '· Schließen der Drosselklappe, durch Ausi^ajJtfBJjJ
st off einspritzung oder durch Verminderung der,'
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Einspritzimpulse vorgenommen werden. Kennzeichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß die zur Verminderung des Drehmomentes in einer der obengenannten Weisen erforderliche Stellgröße entlang einer vorbestimmten Kennlinie geführt wird, um einen plötzlichen Einbruch des Motordrehmomentes bzw. einen plötzlichen Wiederaufbau zu verhindern. Dies wirkt sich in der Pig. Ib dargestellten Weise auf das Abtriebsmoment M , aus. In besonders vorteilhafter Weise wird dabei das Motordrehmoment bereits zu einer Zeit vermindert, zu der der alte Gang noch eingelegt ist, im dargestellten Beispiel zum Zeitpunkt t . Wie aus dem dritten Verlauf 12 ersichtlich, nimmt das Abtriebsmoment M . während der Zeit T „ ab, bis zum Zeitpunkt t„ au ox j_
der alte Gang gelöst wird und das Abtriebsmoment auf Null absinkt. Zum Zeitpunkt t2 greift der Freilauf des automatischen Getriebes und das Abtriebsmoment springt auf einen endlichen Betrag, der dem abgesenkten Motordrehmoment unter Berücksichtigung des neuen Übersetzungsverhältnisses entspricht. Zum Zeitpunkt t, wird dann das Motordrehmoment wieder entsprechend einer vorgegebenen Übergangsfunktion aufgebaut, bis es zum Zeitpunkt t^ seinen Endwert erreicht.
Der Stromlaufplan einer Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Eine Gangwahlstufe 20 ist über einen Schalter 21 mit einer Rückschalterkennungsstufe 21 und einer Hochschalterkennungsstufe 23 verbunden. Die Rückschalterkennungsstufe 22 wirkt auf den Setzeingang eines ersten Zeitgliedes 24 ein, die Hochschalt erkennungsstufe 23 auf deren Rücksetzeingang. Das erste Zeitglied 24 ist über Klemmen 240, 241 mit Signalen entsprechend der Motordrehzahl nM und dem Lastzustand Ot der Brennkraftmaschine in der Weise beschaltbar, daß die Standzeit des ersten Zeitgliedes 24 einstellbar ist. Der Ausgang der Rückschalterkennungsstufe 22 ist weiterhin mit dem ersten Eingang 250 eines Rampengenerators 25 verbunden.
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Z-
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Der zweite Eingang 250 des Rampengenerators 25 steht mit einem zweiten Zeitglied 26 in Verbindung, das eingangsseitig an seinem Setzeingang vom ersten Zeitglied 24 und an seinem Rücksetzeingang von der Hochschalterkennungsstufe 23 ansteuerbar ist. Im Rampengenerator 25 ist wenigstens eine Übergangsfunktion mit fallender Charakteristik 253 und eine solche mit steigender Charakteristik 254 abgespeichert. Außerdem ist der Rampengenerator 25 über eine Datenleitung mit der Gangwahlstufe 20 verbunden. Der Ausgang 252 des Rampengenerators 25 schließlich führt die Stellgröße zur Verminderung des Drehmomentes der Brennkraftmaschine und ist mit einer Kraftstoffzumessungsvorrichtung 27 und/oder einer Zündeinrichtung 28 der Brennkraftmaschine verbunden. Weiterhin sind der Ausgang der Gangwahlstufe und der des ersten Zeitgliedes 24 auf die Eingänge eines UND-Gatters 29 geführt, dessen Ausgang mit einem Magnetventil 30 in Wirkungsverbindung steht.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit für den Betrieb bei Rucksehaltvorgangen ausgelegt. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, durch entsprechende Vertauschung von Baugruppen die gleiche Wirkungsweise für Hochschaltvorgänge zu erzielen. Die Gangwahlstufe 20 liefert einen Schaltbefehl, der über einen Schalter 21 auf die Erkennungsstufen 22, 23 gelangt. Mit dem Schalter 21 kann bewirkt werden, daß eine Verminderung des Motordrehmomentes nur bei einer bestimmten Betriebsweise, beispielsweise einem sogenannten "Komfortprogramm" vorgenommen wird. In den Erkennungsstufen 22, 23 wird festgestellt, ob es sich bei dem Umsehaltsignal um ein Hoch- oder ein Rucksehaltsignal handelt. Liegt ein Rucksehaltsignal vor, wird das erste Zeitglied 24 gestartet und der erste Eingang 250 des Rampengenerators 25 beaufschlagt. Dies be-
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wirkt, daß die Kraftstoffzumessungsvorrichtung 27 und/oder die Zündeinrichtung 28 mit einer Übergangskennlinie 253 mit negativer Steigung beaufschlagt wird, entsprechend wird das Motordrehmoment verringert. Nach Ablauf der Standzeit des ersten Zeitgliedes 24 wird das UND-Gatter 29 durchgeschaltet und das Magnetventil 30 zum Lösen des alten Ganges angesteuert. Die Standzeit des ersten Zeitgliedes 24 entspricht der Zeit TQ1 in Fig. Ib. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Motordrehmoment verringert wird, noch bevor der alte Gang gelöst wird. Durch das Ausgangssignal des ersten Zeitgliedes 24 wird gleichzeitig das zweite Zeitglied 26 angestoßen, so daß nach einer vorbestimmten Zeit am zweiten Eingang 251 des Rampengenerators 25 ein Steuersignal erscheint und bewirkt, daß der Ausgang 252 von der Übergangsfunktion 253 mit negativer Steigung auf eine Übergangsfunktion 254 mit positiver Steigung umgeschaltet wird. Dies entspricht einer Wiedererhöhung des Motordrehmomentes. Die Summe der Standzeiten der Zeitglieder 24, 26 entspricht demnach der Zeit TQ, aus Fig. Ib. Erkennt die Hochschalterkennungsstufe 23 jedoch, daß es sich bei dem Gangschaltsignal um ein solches für einen Hochsehaltvorgang handelt, werden die Zeitglieder 24, sofort zurückgesetzt und es findet keine Veränderung des Motordrehmomentes statt. Vermittels der Datenleitung von der Gangwahlstufe 20 zum Rampengenerator 25 kann schließlich noch differenziert werden, ob es sich um eine Zugoder um eine Schubschaltung handelt. Je nach Vorliegen einer der beiden Schaltarten kann dann nämlich das Vorzeichen der Steigung der Übergangsfunktionen 253, 254 umgeschaltet werden. Es ist in Abänderung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung jedoch auch ohne weiteres möglich, eine Differenzierung nach Hoch-, Zug-, Last-, Schubschaltung vorzunehmen. In diesem Falle entfällt die Hochschalterkennungsstufe 23 und die Zeitglieder 24, 26 werden sowohl bei Hoch- wie bei Rückschaltung angesteuert.
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Das Prinzipschaltbild einer vereinfachten Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Motordrehzahlgeber 40 ist über ein Differenzierglied 41 und einen Komparator 42 mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 43 verbundens dessen zweiter Eingang an dem Ausgang eines vierten Zeitgliedes 45 angeschlossen ist. Der Ausgang des UND-Gatters 43 ist mit dem Setzeingang eines dritten Zeitgliedes 44 verbunden. Das dritte Zeitglied 44 weist Steuereingänge zur Einstellung der Standzeit des Zeitgliedes auf, deren einer mit dem Ausgang des Motordrehzahl-Gebers 40 verbunden ist und deren anderer auf eine Klemme 450 geführt ist, an die eine der Motorlast O^ proportionale Spannung anlegbar ist. Dem Setzeingang des vierten Zeitgliedes 45 ist das Hochsehaltsignal HS zugeführt, das Rückschaltsignsl RS ist auf die Rücksetzeingänge des dritten Zeitgliedes 44 und des vierten Zeitgliedes 45 gelegt. Der Ausgang des dritten Zeitgliedes 44 ist auf ein Verzögerungsglied 46 geführt, dessen Ausgang mit der Kraftstoffzumessungsvorrichtung 27 und/oder der Zündeinrichtung 28 verbunden ist.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für den Hochsehaltvorgang ausgelegt, kann jedoch, wie bereits zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dargelegt, durch entsprechende Vertausehung der Bauelemente auch für den Rückschaltvorgang ausgelegt werden. Die Verminderung des Motordrehmomentes setzt dann ein, wenn nach Auftreten eines Hochschaltbefehles HS die Standzeit des vierten Zeitgliedes abgelaufen ist und gleichzeitig über das Differenzierglied 41 und den Komparator 42 erkannt wurde, daß die Motordrehzahl abnimmt. In diesem Falle wird das dritte Zeitglied 44 angestoßen und während dessen Standzeit die Kraftstoffzumessungsvorrichtung 27 und/oder die Zündeinrichtung 28 beeinflußt und zwar nicht schlagartig sondern aufgrund des zwischengeschalteten Verzögerungsgliedes 46 entlang einer durch das Verzögerungsglied 46 bestimmten Zeitfunktion. Liegt
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ein Rückschaltbefehl RS vor, werden das dritte Zeitglied 44 und des vierte Zeitglied 45 sofort zurückgesetzt und es findet keine Beeinflussung des Motordrehmoments statt. Wie bereits oben im einzelnen dargelegt, ist auch bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbexspiel die Standzeit des dritten Zeitgliedes 44 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl η« und der Motorlast o( einstellbar. Die Standzeit des dritten Zeitgliedes 44 kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl nM in der Weise beeinflußt werden, daß bis zu einer bestimmten Motordrehzahl von beispielsweise 3-000 min die Standzeit zu Null gemacht wird und von diesem Drehzahlwert ab die Standzeit linear ansteigt.
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Claims (1)

  1. R. 4 9 9 β
    6.9.1978 Wt/Hm
    ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
    Ansprüche
    (1J Vorrichtung zur Einstellung des Drehmomentes einer Brennkraftmaschine während des Umschaltens eines der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Stufengetriebes durch Vorgabe einer Steuergröße für die Verstellung des Zündzeitpunktes der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Zeitfunktion geführt wird.
    2. Vorrichtung zur Einstellung des Drehmomentes einer Brennkraftmaschine während des Umschaltens eines der Brennkraftmaschine' nachgeschalteten Stufengetriebes durch Vorgabe einer Steuergröße für die Kraftstoffzumessung der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Zeitfunktion geführt wird.
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    3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (24, 29) vorgesehen sind, die ein Aufschalten der Steuergröße vor dem Lösen der Getriebeteile des auszurückenden Ganges bewirken.
    4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zum Umschalten des Stufengetriebes direkt auf einen ersten Eingang (250) eines Rampengenerators (25) zur Erzeugung der Steuergröße und über ein erstes Zeitglied (24) auf ein das Lösen der Getriebeteile des auszurückenden Ganges bewirkendes Magnetventil (30) geführt wird.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Standzeit des ersten Zeitgliedes (24) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (nM) und/oder der Motorlast ( Λ ) einstellbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Zeitgliedes (24) über ein zweites Zeitglied (26) mit einem zweiten Eingang (251) des Rampengenerators (25) verbunden ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Rampengenerator (25) wenigstens eine Übergangsfunktion mit steigender und wenigstens eine solche mit fallender
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    Charakteristik (253, 254) abgespeichert sind, die durch Ansteuerung des ersten bzw. zweiten Einganges (250, 251) wechselweise auf den Ausgang (252) des Rampengenerators (25) schaltbar sind, wobei die Polarität der Charakteristik in Abhängigkeit von der Schaltart über eine Gangwahlstufe (20) wählbar ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsehaltsignal ein drittes Zeitglied (44) ansteuert, dem ein Verzögerungsglied (46) nachgeschaltet ist, an dessen Ausgang die Steuergröße abnehmbar ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Standzeit des dritten Zeitgliedes (44) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (nM) und/oder der Motorlast ( Of ) einstellbar ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß das Motordrehzahl-Signal (n..) über ein Differenzierglied (4l) und einen Komparator (42) auf den ersten Eingang eines UND-Gatters (43) gelegt ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang eines eingangsseitig mit dem Umschaltsignal beaufschlagten vierten Zeitgliedes (45) angeschlossen ist und daß der Ausgang des UND-Gatters (43) mit dem Eingang des dritten Zeitgliedes (44) verbunden ist.
    030016/0121
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