DE3632960A1 - Steuervorrichtung fuer ein zum antrieb eines kraftfahrzeuges verwendetes antriebsaggregat mit einem antriebsmotor und einem automatischen wechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art (DE-AS 27 26 848) ist ein die jeweiligen Umschalt­ punkte des Wechselgetriebes bestimmendes Drosselventil vorgesehen, dessen als Druckdose ausgebildete Betäti­ gungseinrichtung an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschi­ ne über eine Unterdruckleitung und ein Thermostatventil angeschlossen ist, welches bei kalter Brennkraftmaschine das Drosselventil mit der Atmosphäre verbindet. Um die Brennkraftmaschine schneller auf ihre Betriebstempera­ tur zu bringen, ohne daß während des Kaltbetriebs harte Schaltstöße beim Umschalten vom Leerlauf auf die er­ ste Schaltstufe eintreten, verbindet bei dieser bekann­ ten Steuervorrichtung das Thermostatventil eine Atmosphä­ renleitung mit einer mit einer Drossel versehenen Zweig­ leitung, die an die Unterdruckleitung angeschlossen ist, in die zwischen Ansaugrohr und der Anschlußstelle der Zweigleitung eine weitere Drossel angeordnet ist, wobei die Atmosphärenleitung bei geschlossener Drosselklappe gesperrt ist. Hierdurch soll im Kaltbetrieb der Umschalt­ punkt für das Schaltgetriebe in einen höheren Drehzahl­ bereich verschoben werden, was eine entsprechend schnel­ lere Erwärmung der Brennkraftmaschine und damit eine Verringerung der relativ großen, im Kaltbetrieb anfallen­ den Schadstoffmengen in den Auspuffgasen bewirken soll. Darüber hinaus sollen sich durch die Abhängigkeit der Umschaltpunkt-Verschiebung von der jeweiligen Belastung und Temparatur der Brennkraftmaschine weichere Umschalt­ vorgange ergeben, da bei niedrigen Drehzahlen und fast geschlossener Drosselklappe nur eine weniger große Verlagerung des Umschaltpunktes in einen höheren Dreh­ zahlbereich erfolge.

Der Erfindung liegt noch eine weitere Problemstellung zugrunde.

Die hohe Priorität, die heute der niedere Kraftstoff­ verbrauch hat, zwingt dazu, den Motor mit möglichst niederer Drehzahl zu betreiben. Dazu werden die Über­ setzungen von Getriebe und Hinterachse in dem obersten Gang entsprechend direkt gewählt und das Schaltprogramm der automatischen Getriebe so gewählt, daß sie möglichst früh hochschalten. Regelung und Auslegung stufenloser Getriebe werden sinngemäß behandelt. Außerdem wird die Motorleerlaufdrehzahl möglichst niedrig gewählt. Diese Programmphilosophie wird nur zwischendurch für kurze Beschleunigungsvorgänge unterbrochen. So günstig das für den niederen Kraftstoffverbrauch ist, so ungünstig wirkt es sich auf die übrigen Funktionen, die der Motor als Kraftzentrale des Fahrzeugs hat, aus, wie z.B. Fahrzeugheizung, Fahrzeugkühlung, Stromerzeugung, Er­ zeugung von Hilfskräften durch Öldruck oder Luftdruck und andere. Diese Aggregate können nicht so groß gewählt werden, daß sie auch bei sehr niederen Drehzahlen die volle benötigte Leistung erbringen, und ihre Antriebs­ übersetzung kann ebenfalls nicht entsprechend gewählt werden, sonst werden die Geräte zu groß, zu schwer und zu teuer und oder ihr Leistungsbedarf bei höheren Motor­ drehzahlen wird zu groß, was nicht nur Fahrleistung son­ dern auch Kraftstoff kostet. Spezielle Aggregatege­ triebe - stufenlos oder mit diskreten schaltbaren Über­ setzungen - sind ebenfalls aufwendig und schwer und teuer. Als Konsequenz erfüllen die Geräte für die ge­ nannten Zusatzfunktionen ihre Aufgabe oft nur ungenü­ gend - zu wenig warm, zu wenig kalt, Batterieentlee­ rung statt Ladung, Entleerung von Öldruck- und Luft­ druckspeichern u.a.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, den Motor als Kraftzentrale für die Funktionen der vorerwähnten übrigen Aggregate besser zu nutzen, damit letztere mit schnelleren Drehzahlen betrieben und dadurch leichter ausgelegt werden können.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vor­ teilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Steuervorrichtung nach der Erfindung wird das Schaltprogramm des automatischen Getriebes auch vom Be­ darf der Hilfs- und Zusatzfunktionen mitbeeinflußt. Werden die Funktionen nicht mehr ausreichend erfüllt, dann wird bei gegebener Fahrgeschwindigkeit - wenn möglich - ein Gang gewählt, der die notwendige Motor­ drehzahl ergibt. Dabei kann so in das Motorstellglied eingegriffen werden, daß die Motorfahrleistung von dem Schaltvorgang nicht verändert wird. Vorteilhaft ist es, den Fahrer durch eine Anzeige auf den vorübergehen­ den "Ausnahmezustand" des Getriebes hinzuweisen.

Die Steuervorrichtung nach der Erfindung kann beispiels­ weise mit Verlagerung des Umschaltpunktes für das Wechselgetriebe in entsprechender Weise wie die bekannte gattungsbildende Steuervorrichtung arbeiten, indem das Thermostatventil der bekannten Steuervorrichtung durch ein von den motorfremden Parametern abhängiges Steuer­ ventil ersetzt ist.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft bei einer elektro­ nischen Getriebesteuerung realisiert sein, bei der viele Einflußgrößen mit Hilfe von Mikroprozessoren ver­ arbeitbar sind.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfol­ genden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Ein Antriebsaggregat 1 eines Kraftfahrzeuges besteht im wesentlichen aus einem Verbrennungsmotor 2 und einem im Kraftfluß über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 18 nachgeordneten Gangwechselgetriebe 3. Der Wandler 18 ist in nicht dargestellter, aber bekannter Weise durch eine schaltbare Überbrückungskupplung überbrückbar, während das Gangwechselgetriebe 3 über eine mit hydraulischen Druck­ kräften arbeitende Schalt- und Steuervorrichtung 25 in seinem Übersetzungsverhältnis eingestellt wird. Die Schalt- und Steuervorrichtung 25 verarbeitet ein Steuersignal 55 für das Einschalten der Überbrückungskupplung des Drehmo­ mentwandlers 18, ein Steuersignal 56 für den Gangwechsel und ein Steuersignal 57 für einen von der Belastung des Verbrennungsmotores 2 abhängigen Modulierdruck. Die Lei­ stung des Verbrennungsmotores 2 wird über ein Stellglied 24 eingestellt, das in Abhängigkeit von einem Steuersignal 58 arbeitet. Die Steuersignale 55 bis 58 werden von den Aus­ gängen 49 bis 52 eines elektronischen Rechners 5 geliefert, der mit Eingängen 39 bis 48 versehen ist. Zwei weitere Aus­ gänge 53 und 54 des Rechners 5 sind mit jeweils einer An­ zeigevorrichtung 22 bzw. 61 für geändertes Schaltprogramm bzw. für auftretende Störungen verbunden.

Die Eingänge 39 und 40 des Rechners 5 stehen jeweils mit einem Ausgang 65 bzw. 66 eines Signalgebers eines elektroni­ schen Fahrpedales 62 in Verbindung, das durch ein Pedal 23 willkürlich gesteuert wird. Das Pedal 23 ist - von einer Leergasstellung LG ausgehend - durch Niedertreten über eine Vollgasstellung VG hinaus in eine Kick-down-Stellung KD betätigbar, in der am Ausgang 65 ein Signal für eine Getrieberückschaltung auftritt. Das am Ausgang 66 auftre­ tende Signal ist von der Stellung des Pedales 23 - ggf. un­ ter Einbeziehung einer oder mehrerer bestimmter eingespei­ cherter Kennungen für die Motorsolleistung - abhängig.

Die Eingänge 41 bis 43 des Rechners 5 stehen jeweils mit einem Ausgang 80 bzw. 81 bzw. 82 eines Signalgebers eines Programmwählorganes 63 in Verbindung, das mittels eines Handschalters 67 in drei Stellungen E, C und F für drei verschiedene Getriebeschaltprogramme bei jeweils verbrauchs­ optimalem Betrieb des Verbrennungsmotores 2 bringbar ist. In der E-Stellung des Handschalters 67 tritt am Ausgang 80 ein Signal auf, aufgrund dessen der Rechner 5 das Getriebe 30 so steuert, daß alle vier Vorwärtsgänge - einschließ­ lich des als Schongang ausgelegten höchsten Vorwärtsgan­ ges - mit verbrauchsgünstigen Schaltpunkten in der übli­ chen Weise in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Motorbelastung durchgeschaltet werden können. Dafür ist der Rechner 5 über seinen Eingang 46 mit einem Istwert- Geber 21 für die der Fahrgeschwindigkeit proportionale Getriebeabtriebsdrehzahl und über seinen Eingang 48 mit einem Istwert-Geber 19 für die Motorlast bzw. einen zur Motorlast verhältigen Parameter verbunden. In der C-Stel­ lung des Handschalters 67 tritt am Ausgang 81 ein Signal auf, durch welches der Rechner 5 in allen Gängen des Getriebes 3 die obere Motorgrenzdrehzahl des Verbrennungs­ motores 2 herabsetzt. Zu diesem und anderen Zwecken - z.B. auch um den Motor 2 auf der verbrauchsoptimalen Linie des Motorkennfeldes betreiben zu können - steht der Ein­ gang 47 des Rechners 5 mit einem Istwert-Geber 20 für die Motordrehzahl in Verbindung. In der F-Stellung des Handschalters 67 tritt am Ausgang 82 ein Signal auf, durch welches der Rechner 5 die Schaltung des Schonganges des Getriebes 3 blockiert.

Der mögliche Schaltzustand des Getriebes 3 ist ferner durch ein Bereichswählorgan mit einem von Hand betätigbaren Hand­ wählhebel 83 und einem Signalgeber 64 bestimmt. An dem mit dem Eingang 44 des Rechners 5 verbundenen Ausgang 84 des Signalgebers 64 tritt ein der jeweiligen Stellung B, 2, 3, D, N, R oder P des Handwählhebels 83 entsprechendes Signal auf.

Das Bereichswählorgan mit dem Signalgeber 64 ist über den Rechner 5 so mit der Steuervorrichtung 25 verbunden, daß in der P-Stellung die Parkbremse des Getriebes 3 eingelegt ist - in der R-Stellung der Rückwärtsgang geschaltet ist - in der N- Stellung die Drehmomentübertragung im Getriebe 3 unter­ brochen ist - in der D-Stellung alle Vorwärtsgänge schalt­ bar sind - in der 3-Stellung die Schaltung des Schongan­ ges blockiert ist - in der 2-Stellung nur die beiden unter­ sten Gänge schaltbar sind und in der B-Stellung der 1. Gang eingelegt ist.

Gemäß der Erfindung ist der Rechner 5 über seinen Eingang 45 mit dem Ausgang 38 eines ODER-Gliedes 4 verbunden, dessen zwölf Eingänge 26 bis 37 jeweils an einen zugehöri­ gen Schwellwert-Schalter 68 bis 79 angeschlossen sind. Am Ausgang 38 tritt ein Rückschaltsignal 85 auf, wenn einer oder mehrere oder alle Schwellwert-Schalter 68 bis 79 ein Notsignal 86 abgibt bzw. abgeben. Bei Auftreten des Rück­ schaltsignales 85 veranlaßt der Rechner 5 in der Steuervor­ richtung 25 die Auslösung einer Getrieberückschaltung in einen niedrigeren Gang, wenn dies die Stellung des Hand­ wählhebels 83 und die Getriebeabtriebsdrehzahl 21 in be­ zug auf den Maximalwert der Motordrehzahl 20 zulassen. Bei einer solchen Rückschaltung gibt der Rechner über sei­ nen Ausgang 53 ein Signal 59 zum Einschalten der optischen Anzeigevorrichtung 22 ab. Weiterhin wird vom Rechner 5 über seinen Ausgang 49 eine Verringerung des Motordrehmo­ mentes veranlaßt, um bei der durch die Getrieberückschal­ tung erhöhten Motordrehzahl die Motorleistung konstant auf dem unmittelbar vor der Rückschaltung gefahrenen Mo­ mentanwert zu halten.

Der Schwellwert-Schalter 68 ist mit einem der Wagen-Hei­ zung zugeordneten Istwert-Geber 6 verbunden, um bei zu niedrigen Temperaturwerten der Innenraumtemperatur eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 69 ist mit einem der Klimaanla­ ge zugeordneten Istwert-Geber 7 verbunden, um bei zu ho­ hen Temperaturwerten der Innenraumtemperatur eine Rück­ schaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 70 ist mit einem der Fahrzeug- Batterie zugeordneten Istwert-Geber 8 verbunden, um bei ungenügendem Ladezustand eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 71 ist mit einem elektrischen Ver­ brauchern zugeordneten Istwert-Geber 9 verbunden, um bei zu hohem Stromverbrauch eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 72 ist mit einem hydraulischen Verbrauchern zugeordneten Istwert-Geber 10 verbunden, um bei zu hohem Druckverbrauch eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 73 ist mit einem einem hydrau­ lischen Druckspeicher zugeordneten Istwert-Geber 11 ver­ bunden, um bei zu niedrigem Speicherdruck eine Rückschal­ tung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 74 ist mit einem pneumatischen Verbrauchern zugeordneten Istwert-Geber 12 verbunden, um bei zu hohem Druckverbrauch eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 75 steht mit einem einem pneuma­ tischen Druckspeicher zugeordneten Istwert-Geber 13 in Verbindung, um bei zu niedrigem Speicherdruck eine Rück­ schaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 76 steht mit einem akustischen Istwert-Geber 14 in Verbindung, um bei einem kritischen Geräuschpegel eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Der Schwellwert-Schalter 77 steht mit einem dem Abgas des Antriebsmotores 2 zugeordneten Istwert-Geber 15 in Verbin­ dung, um bei einem kritischen Anteil eines Schadstoffes im Abgas eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulö­ sen.

Der Schwellwert-Schalter 78 steht mit einem den Betriebs­ bremsen des Fahrzeuges zugeordneten Istwert-Geber 16 in Verbindung, um bei ungenügenden Bremsleistungen eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Schließlich steht der Schwellwert-Schalter 79 mit einem dem Antriebsmotor 2 zugeordneten Istwert-Geber 17 in Ver­ bindung, um bei einer ungenügenden Betriebstemperatur - z.B. des Kühlwassers - eine Rückschaltung mittels eines Signales 86 auszulösen.

Treten im elektronischen System Störungen auf, dann steht am Ausgang 54 des Rechners 5 ein Signal 60 an, welches die Anzeigevorrichtung 61 einschaltet.

Claims (14)

1. Steuervorrichtung für ein zum Antrieb eines Kraft­ fahrzeuges verwendetes Antriebsaggregat mit einem Ver­ brennungsmotor und einem im Kraftfluß nachgeordneten automatischen Wechselgetriebe, bei der Mittel zur Be­ einflussung der Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter arbeiten, der von Fahrleistung und Kraftstoffverbrauch unbeeinflußt ist, und bei der diese Mittel bei Auftreten eines kritischen Wertes des Betriebsparameters eine Erhöhung der Motordrehzahl durch Änderung der unter Berücksichtigung von Motor­ drehmoment, Fahrgeschwindigkeit u.a. eingestellten Getriebeübersetzung veranlassen, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zusätzlich wenigstens ein motorfrem­ der Betriebsparameter verwendet ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 6) der Wär­ mebedarf einer Heizung verwendet ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 7) der Kälte­ bedarf einer Klimaanlage verwendet ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 8) der La­ dezustand einer Batterie verwendet ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 9) die Strom­ aufnahme eines elektrischen Verbrauchers verwendet ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 10) der Druck­ abfall eines hydraulischen Verbrauchers verwendet ist.

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 11) der Spei­ cherdruck eines hydraulischen Druckspeichers verwendet ist.

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 12) der Druck­ abfall eines pneumatischen Verbrauchers verwendet ist.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 13) der Speicherdruck eines pneumatischen Druckspeichers ver­ wendet ist.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 14) der Ge­ räuschpegel eines Fahrzeugraumes verwendet ist.

11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Istwert-Geber 15) die chemi­ sche Zusammensetzung des Abgases verwendet ist.

12. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter (Geber 16) der Betätigungszu­ stand der Fahrzeugbremsen verwendet ist.

13. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4, 5) zur Beeinflussung der Getriebe­ übersetzung mit einer Anzeigevorrichtung (22) für die geänderte Getriebeübersetzung verbunden sind.

14. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrpedal (23), ein Stellglied (24) für die Ein­ stellung des Sollwertes der Motorleistung und die Mittel (4, 5) für die Beeinflussung der Getriebe­ übersetzung so miteinander verbunden sind, daß die Motorleistung beim Ändern der Getriebeübersetzung unter Beibehaltung der Momentanstellung des Fahrpe­ dals (23) und Lageänderung des Stellgliedes (24) zur Verringerung des Motordrehmomentes im wesentlichen kon­ stant bleibt.