DE3526409C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 28 42 389 C2, F02D 29/02, ist eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, die bei Schaltvorgängen in
einem der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Stufengetriebe ruckartige Drehmomentänderungen
durch eine zeitweise Verminderung des von der Brennkraftmaschine
abgegebenen Drehmoments verhindert, wobei diese Drehmomentverringerung durch
Verlegung des Zündzeitpunkts in Richtung später oder Verringerung der Kraftstoffzufuhr
erfolgt. Dabei dient der in der Sensoranordnung vorgesehene Komparator zur
qualitativen Feststellung, ob bei einem durch einen Schaltbefehl, der durch den weiteren
Sensor erfaßt wird, eingeleiteten Schaltvorgang ein Hochschaltvorgang oder
ein Rückschaltvorgang vorliegt; bei einem Hochschaltvorgang nimmt die Drehzahl
der Brennkraftmaschine ab.
Auch die DE 29 35 916 A1, B60K 41/06, befaßt sich mit der Verminderung
des Schaltrucks bzw. des Verschleißes von Reibelementen
in einem automatischen Stufengetriebe. Zu diesem Zweck ist ein
diesem zugeordnetes Getriebesteuergerät derart ausgebildet, daß es
bei einem Schaltvorgang ein Eingriffssignal an eine mit einem
Motorsteuergerät gekoppelte Einrichtung liefert, die eine dem
genannten Zweck dienende Änderung des Motorzustands bewirkt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so auszulegen, daß sie beim
Übergang von Schub auf Leistungsabgabe bzw. umgekehrt, also bei Änderung der
Richtung des Leistungsflusses im durchgeschalteten Antriebsstrang, andernfalls auf
tretende ruckartige Drehmomentänderungen, die zu Fahrzeuglängsschwingungen
Anlaß geben, verhindert. Bei derartigen Lastwechselerscheinungen spielen die Elastizitäten
im Antriebsstrang eine entscheidende Rolle, die bei der Änderung der Richtung
des Leistungsflusses voll zur Geltung kommen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben die Unteransprüche.
Bei der Erfindung dient also der dem Differenzierglied nachgeschaltete Komparator
nicht zur qualitativen Feststellung, ob eine Drehzahlabnahme vorliegt, sondern zur
quantitativen Feststellung, ob die Drehzahländerung - es kann sich auch um eine
Drehzahlzunahme handeln, nämlich beim Übergang von Schub auf Leistungsabgabe -
einen vorgegebenen Schwellwert erreicht bzw. überschreitet. Dieser vorgegebene
Drehzahländerungswert liegt so, daß er im normalen Lastbetrieb der Maschine, d. h.
bei eingelegtem Gang, bei allen vorkommenden Drehzahlen und Belastungen der
Maschine nicht erreicht wird.
Der diesbezügliche Meßvorgang wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung eingeleitet
durch den weiteren Sensor, der zu Beginn des jeweiligen Lastwechsels auftretende,
mehr oder weniger schlagartige Änderungen des Saugrohrdrucks der Maschine
oder Betätigungen eines Leerlaufschalters derselben erfaßt. Sobald also nach der so
erfaßten Einleitung eines Lastwechsels, worunter stets ein mit einer Umkehr der
Leistungsflußrichtung verbundener Vorgang verstanden wird, die Messung der Drehzahländerung
und damit letztlich der Kurbelwellenbeschleunigung ergibt, daß dieser
Wert den vorgegebenen Schwell- oder Grenzwert erreicht, wird eine Stellgröße
erzeugt, die den Zündzeitpunkt bzw. die Kraftstoffzumessung so beeinflußt, daß bei
Übergang von Schub auf Leistungsabgabe der Maschine zunächst eine Verringerung
und dann ein Anstieg des von der Maschine abgegebenen Drehmoments nach einem
vorgegebenen Verlauf, dagegen bei Übergang von Leistungsabgabe auf Schubbetrieb
zunächst eine Vergrößerung des Drehmoments und dann anschließend eine Verringerung
nach einer vorgegebenen Funktion bewirkt wird. Diese vorgegebene Funktion
ist abhängig von den Verhältnissen bei dem jeweiligen Fahrzeug, d. h. adaptiv ermittelt,
und kann gegebenenfalls auch von momentanen Betriebsgrößen abhängen. Entscheidend
geht die von dem individuellen Fahrzeug abhängige Phasenverschiebung
zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung einerseits und der letztlich auf dieser
beruhenden Fahrzeuglängsbeschleunigung andererseits ein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 und 2 den Verlauf verschiedener interessierender
Größen über der Anzahl z von Zündungen
bzw. der Zeit und
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
In den Fig. 1 und 2 sind in drei Diagrammen der Verlauf von Saugrohrunterdruck
bzw. Stellung des Leerlaufschalters, der Kurbelwellenbeschleunigung und des
Zündwinkels αz aufgetragen, und zwar in Fig. 1 für einen Übergang von Schub auf
Leistungsabgabe der Maschine, dagegen in Fig. 2 für einen Übergang von Leistungsabgabe
auf Schub. In beiden Fällen ist der Antriebsstrang der Maschine also durchgeschaltet,
d. h. beim Vorhandensein eines Getriebes ein Gang eingelegt sowie die
Kupplung geschlossen.
Betrachtet man zunächst den in Fig. 1 zugrunde gelegten Fall des Lastwechsels von
Schub auf Leistungsabgabe, so wird dieser Übergang eingeleitet bzw. angekündigt
bei 1 durch Betätigung des Leerlaufschalters gemäß Kurve 2 bzw. praktisch schlagartigen
Anstieg des Saugrohrunterdrucks gemäß Kurve 3. Der Zeitpunkt bzw. die
Zündungszahl 1 ist also der Beginn der Messung der Drehzahländerung, d. h. letztlich
der Kurbelwellenbeschleunigung gemäß dem zweiten Diagramm in Fig. 1.
Sofern diese Beschleunigung einen Beschleunigungswert erreicht, der oberhalb eines
Schwell- oder Grenzwert 4 liegt, der im normalen Betrieb der Maschine nicht
erreicht wird, liefert der Komparator der Drehzahlsensoreinrichtung, wie bei 5 angedeutet,
ein Ansteuersignal in diesem Ausführungsbeispiel für die Zündzeitpunktsteuerung,
das zunächst eine sofortige Verstellung Δαz des Zündzeitpunkts in Richtung
später zur Folge hat. Diese Zündzeitpunktverstellung hat, wie bekannt, eine Verringerung
des von der Maschine abgegebenen Drehmoments zur Folge, so daß sich der
oberhalb des Schwellwerts 4 liegende weitere Verlauf der Kurbelwellenbeschleunigung
allenfalls abgeschwächt ausbilden kann; es stellt sich vielmehr der unterbrochen
wiedergegebene Verlauf ein, d. h. auch der Wert der anschließenden Drehzahlabnahme
ist - infolge der Drehmomentzunahme - stark verringert.
Diese Verschiebung des Zündzeitpunkts in Richtung später bleibt für eine vorgegebene
Zeit t bzw. eine vorgegebene Anzahl von Zündvorgängen in der Maschine
erhalten, die adaptiv für die jeweilige Maschine und das jeweilige Fahrzeug ermittelt
ist, nämlich, wie bereits oben erläutert, insbesondere im Hinblick auf die Phasenverschiebung
zwischen Kurbelwellenbeschleunigung und Fahrzeuglängsbeschleunigung.
Der Zündwinkel folgt demgemäß nach seiner Verringerung einer Funktion, die
nach dieser vorgegebenen Zeit gemäß dem letzten Diagramm der Fig. 1 relativ allmählich
wieder ansteigt, und zwar auf den Wert des Zündwinkels, der für den jeweiligen
Lastzustand der Maschine optimal ist.
Fig. 2 zeigt die entsprechenden Kurven für den entgegengesetzten Lastwechsel, d. h.
den Übergang von Leistungsabgabe der Maschine auf Schubbetrieb: Auch hier
wird der Lastwechsel angekündigt und demgemäß die Messung mittels der Drehzahl
sensoranordnung eingeleitet durch eine signifikante Änderung 10 in der Stellung des
Leerlaufschalters - Kurve 11 - bzw. in einem Abfall des Saugrohrdrucks gemäß
Kurve 12. Der Drehzahlsensor erfaßt die Drehzahl der Maschine bzw. der Kurbelwelle
und ermittelt daraus durch Differentiation den Verlauf der Kurbelwellenbeschleunigung
. Sobald diese Beschleunigung einen Grenzwert 13 unterschreitet,
der im normalen Betrieb der Maschine nie unterschritten wird, wird ein Ansteuersignal
14 zur Erzeugung einer Stellgröße für den Zündzeitpunkt αz abgegeben, die
eine Verstellung Δαz in Richtung früher und demgemäß einen praktisch sofortigen
Anstieg des Drehmoments zur Folge hat. Wiederum schließt sich an diese Verstellung
des Zündzeitpunkts eine die adaptiv eermittelte Zeit t enthaltende Abhängigkeit
des Zündwinkels von der Zeit bzw. der Anzahl der Zündungen an, die eine Rückstellung
des Zündzeitpunkts auf den für den Schubbetrieb optimalen Wert beinhaltet.
Die Drehzahlzu- bzw. abnahme befolgt die unterbrochene Kurve. Mithin ergibt sich
kein direkter Übergang zwischen dem links des Zeitpunkts 10 liegenden Zündwinkel,
der optimal für die jeweilige Last der Maschine ist, auf den für den Schubbetrieb
optimalen Zündwinkel im rechten Bereich des untersten Diagramms der Fig. 2, sondern
dazwischen liegt ein Bereich des Zündwinkels, der allein der Verhinderung von
Rucken im Antriebsstrang und demgemäß Längsschwingungen des Fahrzeugs dient.
Die zur Durchführung dieses Anpassungsvorgangs dienende Schaltung kann gemäß
Fig. 3 sehr einfach aus handelsüblichen Baugruppen aufgebaut sein. Bei 20 ist die
Drehzahlsensoranordnung mit Drehzahlsensor, Differenziereinheit und Komparator
angedeutet, die Signale für den jeweiligen Wert der Drehzahländerung und damit der
Kurbelwellenbeschleunigung an das Gatter 21 liefert, dem ferner Signale eines Leerlaufschalters
22 zugeführt werden, so daß die nachgeschaltete Auswertestufe 23
entscheiden kann, ob ein Lastwechsel mit Änderung der Leistungsflußrichtung sowie
mit der Gefahr des Auftretens ruckartiger Drehmomentänderungen, die zu Fahrzeuglängsschwingungen
führen können, vorliegt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist noch ein weiterer Sensor 24, nämlich für die Motortemperatur,
vorhanden, dessen Ausgangssignale mit denjenigen der Auswertestufe
23 in der Logik 25 verarbeitet werden; diese liefert Ansteuersignale an den Signalerzeuger
26 zur Erzeugung eines Stellsignals für die Zündzeitpunktsteuerung 27.
Verständlicherweise kann die Schaltung durch einen Mikroprozessor realisiert sein.
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Stellgröße für Kraftstoffzufuhr und/oder
Zündwinkel einer Brennkraftmaschine zur Vermeidung ruckartiger Drehmomentänderungen
im Antriebsstrang eines mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten
Fahrzeugs, enthaltend eine Sensoranordnung mit Drehzahlsensor, Differenziereinheit
und Komparator sowie zumindest einen weiteren Sensor zur Gewinnung
eines für das Auftreten ruckartiger Drehmomentänderungen signifikanten
Ansteuersignals für einen Stellsignalerzeuger, der dann eine zunächst im Sinne
einer Verringerung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments,
dann im Sinne eines Drehmomentanstiegs nach einer vorgegebenen Funktion wirkende
Stellgröße erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung ruckartiger
Drehmomentänderungen durch Umkehr der Leistungsflußrichtung (Lastwechsel)
im durchgeschalteten Antriebsstrang der Komparator auf Drehzahländerungswerte
() ausgelegt ist, die jenseits im ruckfreien Betrieb bei endlicher
Last auftretender Grenzwerte (4, 13) liegen, daß fernere der Stellsignalerzeuger
(26) die zunächst im Sinne einer Verringerung des Drehmoments wirkende Stellgröße
bei Lastwechsel von Schub auf Leistungsabgabe der Maschine, dagegen
bei Lastwechsel von Leistungsabgabe auf Schub eine Stellgröße erzeugt, die
zunächst im Sinne einer Vergrößerung des Drehmoments, dann im Sinne einer
Drehmomentverringerung nach einer vorgegebenen Funktion wirkt, und daß der
weitere Sensor eine die Einleitung eines Lastwechsels anzeigende Größe erfaßt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere
Sensor ein Leerlaufschalter ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere
Sensor den Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine erfaßt.
Priority Applications (1)
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