DE4105106C2 - Steuereinrichtung zur gemeinsamen Steuerung eines Motors und eines automatischen Getriebes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines Motors und eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges in gemeinsamer, vereinheitlichter Weise.

Ein automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug enthält eine Mehrzahl von Reibungselementen einschließlich einer Antriebskupplung, die im stationären Zustand des Fahrzeuges, d. h. in der (N- oder P-Stellung) des Getriebes in einem Nichteingriffszustand gehalten ist und die beim Starten des Fahrzeuges in einen Eingriffszustand betätigt wird. Somit wird ein Auswahlvorgang, der von einem stationären Zustand des Fahrzeuges in einen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrbereich (D oder R-Stellung) zum Starten des Fahrzeuges ausgeführt wird, im allgemeinen von einem Stoß begleitet, der in Verbindung mit dem Abschluß des Eingriffes der Antriebskupplung auftritt. Insbesondere im Fall der Auswahl eines "Rennstarts" (sportliche Fahrweise), indem ein Gaspedal bereits in der N- oder P-Stellung des Getriebes niedergedrückt ist, tritt ein wesentlicher Stoß auf, der das Fahrgefühl des Fahrers und/oder der Passagiere nachteilig beeinflußt. Außerdem wird dann, wenn diese Stellung (Schnellstart) bei hoher Motordrehzahl ausgewählt wird, ein großes Spitzendrehmoment erzeugt und beeinflußt nachteilig die verschiedenen Getriebeteile und Übertragungsteile, wie z. B. Kardanwelle, Differentialgetriebeanordnung, Antriebswellen etc.

Aus der DE 22 03 057 C2 ist eine Steuervorrichtung für die Mo­ torregelung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der ein Wechselge­ triebe mit Hauptkupplung und einem vorgeschalteten hydrodynami­ schen Drehmomentwandler vorgesehen ist. Durch die Steuervor­ richtung soll verhindert werden, daß beim Schleifen der Haupt­ kupplung Gas gegeben wird, wenn der Fahrer versucht, gewohn­ heitsmäßig über die Hauptkupplung anzufahren, um eine thermi­ sche Überlastung der Hauptkupplung zu verhindern. Dies ge­ schieht, indem mechanisch entweder das Gaspedal blockiert wird oder indem das Gasgestänge beim Gasgeben verkürzt wird.

Ein Verfahren zum Vermindern des Schnellstart-Stoßes ist in der japanischen Patentanmeldung 60-4433 gezeigt, welches eine Reduktionssteuerung eines Parameters ausführen soll, welcher die Ausgangsleistung repräsentiert, die von einem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges über ein automatisches Getriebe übertragen werden soll. Insbesondere besteht das bekannte Verfahren darin, das Motorausgangsdrehmoment bei der Wahl der Schnellstartbedingung (sportliches Anfahren) durch Vermindern der Motordrehzahl zu reduzieren, bis der Eingriffsvorgang der Antriebskupplung abgeschlossen ist, um die Energie zu minimieren, die durch die Kupplung absorbiert wird. Obwohl das bekannte Verfahren wirksam ist, um einen Schnellstart-Stoß mehr oder weniger zu vermeiden oder zu vermindern, führt eine fortgesetzte Verminderungssteuerung nach dem Abschluß des Eingriffsvorganges der Antriebskupplung häufig zu einem unzureichenden Antriebsdrehmoment und zu Schwierigkeiten beim Starten des Fahrzeuges ohne Abwürgen des Motors.

Überdies leidet das bekannte Verfahren an der Schwierigkeit, daß bei Auswahl der Betriebsart "sportlicher Start" oder bei einem Kaltstarts des Fahrzeuges der Zeitpunkt, zu dem sich die Antriebskupplung tatsächlich in ihrem vollständigen Eingriffszustand befindet, von einer bestimmten Zeitverzögerung infolge der erhöhten Viskosität des Fluides des automatischen Getriebes und einer hieraus resultierenden Verzögerung in der hydraulischen Antwortcharakteristik begleitet ist. Bei einer Umgebungstemperatur von -30°C dauert es z. B. 2 bis 5 Sekunden nach der Auswahl der Bereitschaftsstellung "Schellstart" oder "sportliches Fahren", bis der vollständige Eingriff der Antriebskupplung tatsächlich abgeschlossen ist. Somit kann während der Verminderungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes die Steuerung übermäßig werden und wäre dann nachteilig insofern, als eine übermäßige Verminderung der Motordrehzahl häufig zu einer unerwünschten Tendenz zu einem Abwürgen des Motors führt, die es praktisch unmöglich macht, das Fahrzeug zu starten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuereinrichtung für einen Motor und ein automatisches Getriebe eines Kraftfahrzeuges, zu einer Steuerung in vereinheitlichter Weise anzugeben, die dazu dient, den Stoß bei Auswahl der Betriebsstellung für ein sportliches Anfahren beim Starten des Fahrzeuges zu vermindern, ohne daß dies von einer unerwünschten Tendenz zu einem Motorstillstand begleitet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch eine verbesserte Steuereinrichtung für eine vereinheitlichte Steuerung des Motors sowie automatischen Getriebes für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Motor und Antriebsräder, angetrieben durch den Motor über ein automatisches Getriebe mit einer Antriebskupplung auf, die im Nichteingriffszustand in einer Neutral- oder Parkstellung des Getriebes gehalten wird und die in ihren Eingriffszustand bei Auswahl eines Fahrbereiches des Getriebes betätigt wird, derart, daß die Steuereinrichtung erfindungsgemäß eine Verminderungssteuereinrichtung aufweist, die während einer Umschaltung des Getriebes in einen Normalfahrbereich aus einem Schnellstart-Vorbereitungszustand wirksam ist, indem ein Beschleunigungspedal niedergedrückt ist, wenn der Neutralbereich (Leerlauf) oder die Parkstellung des Getriebes ausgewählt ist. Die Verminderungssteuereinrichtung ist vorgesehen, um eine Verminderungssteuerung zumindest eines Parameters auszuführen, der eine Ausgangsleistung repräsentiert, die von dem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges über das Getriebe übertragen werden soll.

Die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist außerdem eine Erfassungseinrichtung auf, die mit der Antriebskupplung verbunden ist, um den Abschluß des Eingriffsvorganges der Kupplung nach dem Umschalten des Getriebes in den Fahrbereich zu erfassen, sowie eine Verminderungssteuer-Stoppeinrichtung, die ihrerseits mit der Verminderungssteuereinrichtung und der Erfassungseinrichtung verbunden ist, um die Verminderungssteuerung des fraglichen Parameters zu beenden, sobald die Erfassungseinrichtung den Abschluß des Eingriffsvorganges der Antriebskupplung erfaßt.

Die vorerläuterte Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung arbeitet in folgender Weise: Wenn eine Schnellstartvorbereitung als Anfahrcharakteristik des Fahrzeuges bzw. Motors ausgewählt wird, beginnt die Steuereinrichtung eine Verminderung zumindest eines Parameters zu steuern, der eine Ausgangsleistung repräsentiert, die von dem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen werden soll.

Die Verminderungssteuerung wird bis zum Abschluß einer gewünschten Umschaltung des Getriebes in den Fahrbereich ausgeführt, d. h. bis zum Abschluß des Eingriffsvorganges der Antriebskupplung, der durch die Erfassungseinrichtung, die mit der Antriebskupplung verbunden ist, erfaßt wird. In der Zwischenzeit überwacht die Steuereinrichtung die Notwendigkeit und das Ausmaß der Verminderungssteuerung und bestimmt dieses über den gesamten Zeitraum. Somit wird während der Betätigung der Antriebskupplung in einen Eingriffszustand, zum tatsächlichen Abschluß der Umschaltung des Getriebes in den Fahrbereich, die Energie, die durch die Antriebskupplung absorbiert werden soll, auf einem im wesentlichen konstanten und ausreichend niedrigen Niveau gehalten, um die beabsichtigte Verminderung eines Stoßes bei Auswahl eines bestimmten Anfahrverhaltens (Schnellstart, sportliches Anfahren) zu vermindern.

Außerdem dient die Verminderungssteuer-Stoppeinrichtung, die mit der Verminderungssteuereinrichtung und der Erfassungseinrichtung verbunden ist, dazu, unmittelbar nachdem die Vollständigkeit des Eingriffes der Antriebskupplung durch die Erfassungseinrichtung erfaßt worden ist, die Verminderungssteuerung des fraglichen Parameters zu beenden. Somit kann das Fahrzeug unmittelbar, nachdem die beabsichtigte Verminderung eines Stoßes bei Wahl der Schnellstart-Anfahrbedingungen (oder "sportliches Anfahren") erreicht ist, infolge der Reduktionssteuerung normal starten bzw. fahren, ohne daß ein unerwünschter "Schnellstart-Stoß" oder ein Motorstillstand ("Abwürgen") auftreten.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Verminderungssteuerung mit Bezug auf die Motordrehzahl als Parameter ausgeführt, der die Ausgangsleistung repräsentiert, die von dem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges über das Getriebe übertragen werden soll und die Verminderungssteuereinrichtung ist mit dem Motor verbunden, um die Motordrehzahl entsprechend einer bestimmten Motordrehzahl für das Abwürgen des Motors und mit einer Dauer von der Wahl der Schnellstartbedingungen bis zum Abschluß des Eingriffsvorganges der Antriebskupplung bei einem Umschalten des Getriebes in den Fahrbereich zu steuern.

Die Erfassungseinrichtung kann vorgesehen sein, um den vollständigen Eingriff der Antriebskupplung durch Erfassen der Abnahme der tatsächlichen Motordrehzahl unter einen bestimmten Wert zu erfassen, der von der kritischen Drehzahl für das Abwürgen des Motors abhängt.

Die Drehzahl für das Abwürgen des Motors kann in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit oder mit den Ausgangsleistungskennlinien des Motors und des Drehmomentwandlers des Getriebes bestimmt werden.

Die Verminderungssteuerung kann in bezug auf die Motorausgangsleistung oder -drehzahl als Parameter, der die Ausgangsleistung repräsentiert, bewirkt werden, die von dem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges über das Getriebe übertragen werden soll, indem der Betrieb des Motors durch die Verminderungssteuereinrichtung gesteuert wird. Wahlweise oder zusätzlich hierzu kann der fragliche Parameter das Drehmomentübertragungsvermögen der Antriebskupplung sein, wobei die Verminderungssteuereinrichtung vorgesehen ist, um den Arbeitsdruck der Antriebskupplung zu steuern.

Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung verdeutlicht,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Steuersystemes des Antriebszuges für ein Kraftfahrzeug, das mit einer Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung versehen ist,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerprogrammes einer Gangänderungs-Steuereinheit für die Steuereinrichtung nach Fig. 2 zeigt,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl für das Abwürgen des Motors zeigt,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerprogrames einer Motorsteuereinheit für die Steuereinrichtung nach Fig. 2 zeigt,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, das ein modifiziertes Beispiel des Steuerprogrammes einer Gangänderungs-Steuereinheit für die Steuereinrichtung nach Fig. 2 zeigt, und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Steuerprogrammes einer Motorsteuereinheit für die Steuereinrichtung nach Fig. 2 zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

In Fig. 1 ist schematisch das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches eine vereinheitlichte Steuereinrichtung zur Steuerung des Motors und des automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges umfaßt, vorgesehen, um einen Stoß bei Auswahl eines bestimmten Startverhaltens des automatischen Getriebes ("Schnellstart", "sportliches Anfahren") zu vermindern. Das Getriebe enthält eine Mehrzahl von Reibungselementen einschließlich einer Antriebskupplung, die in einem Nichteingriffszustand gehalten ist, wenn sich das Fahrzeug in einem Stillstandszustand (stationärer Zustand) befindet und die beim Start des Fahrzeuges in ihren Eingriffszustand versetzt wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Verminderungssteuereinrichtung in Form einer Verarbeitungseinheit, die während eines Umschaltens des Getriebes in einen Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrbereich (D- oder R-Bereich) aus einem Schnellstart-Vorbereitungszustand wirksam ist, um eine Verminderungssteuerung eines Parameters auszuführen, der eine Ausgangsleistung repräsentiert, die von dem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeuges über das Getriebe übertragen werden soll, d. h. z. B. zur Ausführung einer Verminderungssteuerung der Motordrehzahl, der Motorausgangsleistung und/oder einer Drehmomentübertragungskapazität der Antriebskupplung. Die Steuereinrichtung enthält außerdem eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Abschlusses des Eingriffes der Kupplung nach Abschluß des Umschaltens des Getriebes in den Fahrbereich und eine Verminderungssteuer-Stoppeinrichtung zum Beenden der Verminderungssteuerung des fraglichen Parameters, sobald die Erfassungseinrichtung den Abschluß des Eingriffsvorganges der Antriebskupplung erfaßt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Steuersystemes für den Antriebszug eines Kraftfahrzeuges zeigt, welches mit der Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung versehen ist. Das Fahrzeug enthält einen Motor 1 mit elektronisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzung, ein automatisches Getriebe 2, eine Differentialgetriebeanordnung 3 und Antriebsräder 4.

Der Motor ist mit einer Motorsteuerungs-Prozessoreinheit 5 in Form eines Mikrocomputers verbunden, dem ein Signal von einem Motordrehzahlsensor 6 zur Erfassung der Motordrehzahl N_E, ein Signal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, ein Signal für einen Drosselsensor 8 zur Erfassung der Motordrosselungsöffnung T_H und ein Signal von einem Ansaugluftsensor 9 zur Erfassung der Motoransaugluftmenge Q zugeführt wird. Auf der Grundlage dieser Eingangsinformationen bestimmt die Verarbeitungseinheit 5 eine Kraftstoffeinspritzimpulsbreite T_P und/oder den Motorzündzeitpunkt und liefert anschließend die erforderlichen Steuersignale an den Motor 1. Dem Motor 1 wird Kraftstoff zugeführt, dessen Menge von der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite T_P abhängt und verbrennt den zugeführten Kraftstoff synchron mit der Motordrehung, um den Motor 1 in richtiger Weise zu betreiben.

Das automatische Getriebe 2 enthält einen Drehmomentwandler 10 und eine Schaltgetriebevorrichtung 11 in Tandemanordnung, wobei die Motorausgangsleistung an die Eingangswelle 12 des Getriebes 2 über den Drehmomentwandler 10 gelegt wird. Die Eingangsdrehzahl der Welle 12 wird in Übereinstimmung mit einer ausgewählten Schaltstellung der Schaltgetriebevorrichtung 11 erhöht oder vermindert und anschließend auf die Ausgangswelle 13 übertragen. Die Ausgangswelle 13 ist mit den Antriebsrädern 4 über die Differentialgetriebeanordnung 3 verbunden und ist so vorgesehen, um das Fahrzeug anzutreiben.

Die Schaltgetriebevorrichtung 11 enthält verschiedene Reibungselemente, um eine Schaltstellung des Getriebes zu bestimmen, d. h. eines Leistungsübertragungsweges von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13, wobei diese Reibungselemente z. B. Bremsen und Kupplungen einschließlich der vorerwähnten Antriebskupplung sind. Diese Reibungselemente werden wahlweise und hydraulisch mit einem Leitungsdruck P_L betätigt, so daß die Schaltgetriebevorrichtung 11 eine beabsichtigte Schaltstellung auswählt und eine Änderung in eine andere Schaltstellung in Übereinstimmung mit einer entsprechenden der zu betätigenden Reibungselemente bewirkt.

Die vorerwähnte Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird durch eine Prozessoreinheit 14 zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses in Form eines weiteren Mikrocomputers und eines Steuerventiles 15 gesteuert. Die Verarbeitungseinheit 14 schaltet wahlweise Steuerschaltmagnetspulen 15a, 15b in dem Steuerventil 15 zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses ein und legt den Leitungsdruck P_L wahlweise an die vorerwähnten Reibungselemente derart, daß eine Schaltstellung entsprechend der Kombination der Einschaltungen und Ausschaltungen der Schaltmagnetspulen 15a, 15b ausgewählt werden kann. Außerdem dient die Steuerprozessoreinheit 14 für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses dazu, das Tastverhältnis einer Leitungsdruck-Steuertastmagnetspule 16 in dem Steuerventil 15 entsprechend einem Antriebstastverhältnis D zu steuern. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß der Leitungsdruck P_L mit einer Zunahme des Tastverhältnisses bzw. Arbeitsverhältnisses D zunimmt. Bei dieser Gelegenheit dient die Prozessoreinheit 14 auch dazu, eine Verminderung bezüglich einer Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung durch Verminderung des Leitungsdruckes P_L und somit eines Kupplungsdruckes P_CL beim Start des Fahrzeuges zu steuern.

Um die vorerwähnte Steuerung des Übersetzungsverhältnisses bzw. der Gangänderung, die Steuerung des Leitungsdruckes und die Verminderungssteuerung des Drehmomentübertragungsvermögens der Kupplung zu bewirken, werden der Steuerprozessoreinheit 14 für die Gangänderung bzw. Änderung des Übersetzungsverhältnisses Signale von dem Motordrehzahlsensor 6, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 und dem Drosselsensor 8 jeweils zugeführt, wie dies in bezug auf die Motor-Steuerprozessoreinheit 5 der Fall ist. Der Steuerprozessoreinheit 14 für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird außerdem ein Signal von einem Eingangsdrehzahlsensor 17 zur Erfassung der Drehzahl N_T der Eingangswelle 12, ein Signal von einem Ausgangsdrehzahlsensor 18 zur Erfassung der Drehzahl N_O der Ausgangswelle 13 und ein Signal S zugeführt, das den ausgewählten Bereich des Getriebes bzw. die Position eines Auswahl- oder Schalthebels 19 repräsentiert. Die Steuerverarbeitungseinheit 14 für die Gangänderung bzw. Änderung des Übersetzungsverhältnisses dient dazu, ein bekanntes Steuerprogramm (nicht gezeigt) für die Steuerung der Gangänderung und die Leitungsdrucksteuerung abzuarbeiten und dient auch dazu, ein Steuerprogram abzuarbeiten, das in Fig. 3 gezeigt ist, zur Steuerung einer Verminderung der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung. Außerdem liefert die Steuerprozessoreinheit 14 für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses ein Drehmomentverminderungs-Befehlssignal T_d an die Motorsteuerungs-Prozessoreinheit 5, das für die Verminderungs­ steuerung des Motorausgangsdrehmomentes durch die Motorsteuerungs-Prozessoreinheit 5 verwendet wird.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 das Steuerprogramm erläutert, das nach der vorliegenden Erfindung zur Ausführung der Verminderungssteuerung abgearbeitet wird. Zuerst enthält das Programm einen Schritt 101, der zur Feststellung dient, ob ein N- oder P-Bereich ausgewählt ist, und zwar auf der Grundlage des Signales S, das einen ausgewählten Bereich (N-, P-, D-, II- I- oder R-Bereich) des Getriebes oder einer entsprechenden Position des Auswahl- bzw. Schalthebels 19 angibt. Im stationären Zustand (Stillstand) des Fahrzeuges, in dem der Fahrer keinen Start des Fahrzeuges beabsichtigt, ist der N- oder der P-Bereich ausgewählt worden, so daß die Steuerung vom JA des Schrittes 101 zu einem Schritt 102 übergeht, indem ein Zeichen FLAG1 gesetzt wird, d. h. FLAG1 = 1. Auf diese Weise geht dann, wenn der Fahrer den Start des Fahrzeuges beabeichtigt und einen Fahrbereich (D-, II-, I- oder R-Bereich) in einem stationären Zustand mit FLAG1 = 1 auswählt, die Steuerung von NEIN des Schrittes 101 zu einem Schritt 103 über, indem festgestellt wird, ob das Zeichen FLAG1 auf 1 gesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt bedeutet FLAG1 = 1, daß ein Startvorgang, z. B. ein N-zu-D-Auswahlvorgang jetzt ausgeführt worden ist. Somit wird das Zeichen FLAG1 auf 0 in einem Schritt 104 zurückgesetzt (FLAG1 = 0) und die Steuerung geht anschießend zu einem Schritt 105 über, indem festgestellt wird, ob die Motordrehzahl N_E, erfaßt durch den Motordrehzahlsensor 6, eine bestimmte kritische Drehzahl für das Abwürgen des Motors N_ST übersteigt, die vorher in einem nicht gezeigten Speicher gespeichert wurde, der auf das Motorausgangsdrehmoment bzw. die Motorausgangsleistung bezogen ist.

Die Motordrehzahl N_ST, bei der ein Abwürgen des Motors erfolgt, ist eine Konstante, die allein auf der Grundlage der Kennlinien des Motors und des Drehmomentwandlers bestimmt werden kann ("Theories and Practice of Automatic Transmissions", S. 338, 339, von Ichiro Sakurai, veröffentlicht durch Railway Japan Co., Ltd., 1979 sowie "Automobile Engineering Handbook", 5. Ausgabe, S. 1-17, veröffentlicht durch die Association of Automobile Technologies, 1982). Wenn die Motordrehzahl N_E nicht die Abwürgedrehzahl N_ST wegen des unzureichenden Niederdrückens des Gaspedales oder einer unzureichenden Motordrosselöffnung, wird der Motor abgewürgt.

Die Motordrehzahl N_E übersteigt die Abwürgedrehzahl N_ST (N_E<N_ST), wenn die Auswahl eines Schnellstartbetriebes (hier auch als "Rennbetrieb" oder "sportliches Fahren" bezeichnet) durch tiefes Niederdrücken des Gaspedales vor dem Startvorgang ausgewählt wurde, wobei diese die Abwürgedrehzahl (N_ST) übersteigende Motordrehzahl N_E bis zum vollständigen Eingriff der Antriebskupplung herrscht. In solch einem Fall geht die Steuerung von JA des Schrittes 105 zu einem Schritt 106 über, indem ein Zeichen FLAG2 gesetzt wird, d. h. FLAG2 = 1. Bei einem normalen Startvorgang ist die Motordrehzahl N_E gleich oder kleiner als die Motorabwürgedrehzahl N_ST(N_E<N_ST), so daß die Steuerung von NEIN des Schrittes 105 zu einem Schritt 107 übergeht, indem das Zeichen FLAG2 zurückgesetzt wird, d. h. FLAG2 = 0.

Wenn der N-Bereich (Leerlauf) des automatischen Getriebes ausgewählt wird, befindet sich das Fahrzeug üblicherweise in einem stationären Zustand bzw. im Stillstand. Selbst wenn jedoch der N-Bereich ausgewählt wird und die Motorausgangsleistung Null ist, fährt das Fahrzeug auch ohne Motorleistung weiter, wenn sich das Fahrzeug bergab bewegt. Somit kann für eine Auswahl eines Schnellstartes bei einer Bergabfahrt oder wenn ein Fahrbereich während der Fahrt in einem Schnellstartbereich bzw. einem Bereich "sportliches Fahren" ausgewählt wird, die Reduktionssteuerung nach der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Abwürgedrehzahl des Motors ausgeführt werden, die sich mit der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Zu diesem Zweck können eine Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeit/Abwürgedrehzahl-Kenn­ linien, wie in Fig. 4 gezeigt, für die jeweiligen Motorausgangsleistungen gespeichert werden, die auf der Grundlage der Drosselöffnung, der Anzahl der Zylinder, für die eine Kraftstoffzuführung gestoppt ist und des Zündzeitpunktes berechnet werden. Eine Fahrzeuggeschwindigeit/Abwürgedrehzahl-Kennlinie entsprechend der berechneten Motorausgangsleistung wird verwendet, um eine Abwürgedrehzahl-N_ST-Kennlinie entsprechend einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V wieder aufzufinden und der erhaltene Kennlinienwert wird als Abwürgedrehzahl N_ST festgestellt. Auf diese Weise ist es möglich, eine geeignete Abwürgedrehzahl N_ST für eine Schnellstartauswahl bei einer Bergabfahrt zu bestimmen.

Bezugnehmend noch einmal auf Fig. 3 geht die Steuerung nunmehr zu einem Schritt 108 über die Schritte 106, 107 und NEIN des Schrittes 103 über, indem festgestellt wird, ob das Zeichen FLAG2 gleich 1 ist. Wenn das Ergebnis der Feststellung negativ ist, wird angenommen, daß sich das Fahrzeug in einem normalen Startzustand befindet, so daß die Steuerung beendet wird. Wenn das Ergebnis der Feststellung positiv ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 109 über, um festzustellen, ob die Motordrehzahl N_E die Summe der Abwürgedrehzahl N_ST und α übersteigt, wobei α eine bestimmte Konstante bezeichnet, die auf der Grundlage von Schwankungen des Drehmomentwandlers etc. bestimmt wird. Wenn das Ergebnis der Feststellung im Schritt 109 N_E < N_ST + α ist, ist die Antriebskupplung, die in Eingriff gebracht werden muß, um das Fahrzeug zu starten, noch nicht vollständig in ihren Eingriffszustand gelangt, so daß der Kupplungsdruck P_CL in einem Schritt 110 durch Vermindern des Antriebstastverhältnisses D der Tastmagnetspule 16 vermindert wird. In einem nächsten Schritt 111 wird ein Drehmoment-Verminderungsbefehlssignal T_d an die Motor-Steuerprozeßeinheit 5 gelegt. Wenn das Ergebnis der Feststellung im Schritt 109 N_E N_ST + α ist, wird angenommen, daß die Antriebskupplung ihren vollständigen Eingriffszustand erreicht hat bzw. der Eingriffsvorgang abgeschlossen ist, so daß das Zeichen FLAG2 im Schritt 112 zurückgesetzt wird (FLAG2 = 0).

Die Verminderungssteuerung des Ausgangsdrehmomentes bzw. der Ausgangsleistung für einen Motor 1 wird unter Verwendung eines Steuerprogrammes ausgeführt, von dem ein Beispiel in Fig. 5 dargestellt ist. In einem Schritt 121 wird festgestellt, ob ein Befehlssignal T_d zur Verminderung des Drehmomentes von der Steuerprozeßeinheit 14 für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses bzw. Gangänderung vorliegt oder nicht. Wenn das Ergebnis der Feststellung positiv ist, d. h. wenn ein Drehmomentverminderungs-Befehlssignal T_d vorliegt, wird das Motorausgangsdrehmoment in einem Schritt 122 durch Verminderung der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite T_P vermindert, um so die Motordrehzahl N_E zu vermindern. Wenn das Ergebnis der Feststellung im Schritt 121 NEIN ist, wird die Steuerung beendet.

Die Funktionen der vorerwähnten Verminderungs­ steuerung werden nachfolgend erläutert. Zuerst durchläuft beim Starten des Fahrzeuges die Steuerung die Schritte 101, 103, 104 und 105 in Fig. 3. Bei einem normalen Startvorgang für das Fahrzeug ist die Motordrehzahl N_E anfänglich gleich oder kleiner als die Abwürgedrehzahl N_ST, so daß die Steuerung von NEIN des Schrittes 105 über den Schritt 107 zu NEIN des Schrittes 108 übergeht. Anschließend unterliegen der Motor und die Antriebskupplung nicht länger der Verminderungssteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Wenn im Schritt 105 festgestellt wird, daß die Auswahl eines Schnellstartes (racing) vorgenommen wird, ist die Motordrehzahl bereits beim Startvorgang hoch, so daß die Steuerung von JA des Schrittes 105 durch den Schritt 106 und JA des Schrittes 108 zum Schritt 109 übergeht. Während der Zeitdauer, während der das Ergebnis der Feststellung im Schritt 109 N_E < N_ST + α ist oder die Antriebskupplung noch nicht ihren vollständigen Eingriffszustand erreicht hat, ist es erforderlich, eine Verminderungssteuerung ihres Drehmomentübertragungsvermögens auszuführen. Daher wird im Schritt 110 der Kupplungsdruck P_CL vermindert, so daß es möglich ist, daß eine höhere Stoßenergie durch die Antriebskupplung absorbiert wird, wodurch eine Verminderung des Spitzenwertes des Ausgangsdrehmomentes des Getriebes veranlaßt wird und der Stoß bei der Auswahl eines Schnellstartes vermindert wird. Gleichzeitig wird das Drehmomentverminderungs-Befehlssignal T_d von dem Schritt 111 übermittelt, so daß die Schritte 121 bis 122 in Fig. 5 abgearbeitet werden, um die Verminderungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes bzw. der Motorausgangsleistung auszuführen. Somit dient die kombinierte Verminderungssteuerung der Drehmomentübertragungskapazität der Antriebskupplung und der Motorausgangsleistung dazu, wie beabsichtigt, einen Stoß bei der Auswahl eines Schnellstartes zu minimieren.

Wenn andererseits das Ergebnis der Feststellung im Schritt 109 N_E N_ST + α ist, hat die Antriebskupplung ihren Eingriffszustand vollständig erreicht, so daß das Zeichen FLAG2 im Schritt 112 zurückgesetzt wird. Anschließend verläuft die Steuerung durch die NEIN-Zweige der Schritte 101, 103 und 108 ohne Abarbeitung des Schrittes 122 für die Verminderungssteuerung der Motorausgangsleistung in Fig. 5 und nachdem die Verminderungssteuerung ihren ursprünglichen Zweck erreicht hat, kann sie gestoppt werden. Somit nimmt der Kupplungsdruck P_CL und die Motordrehzahl N_E jeweils schnell zu, so daß sie erlauben, daß das Fahrzeug normal gestartet werden kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik bestehen keinerlei Schwierigkeiten für einen glatten Start des Fahrzeuges. Überdies ist es durch Beenden der Verminderungssteuerung des Kupplungsdruckes P_CL unmittelbar nach dem vollständigen Eingriff der Antriebskupplung möglich, direkt das Problem des Kupplungsausbrennens zu verhindern.

Bei dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß bei dem Fahrzeug sowohl eine Verminderungssteuerung für die Drehmomenteübertragungskapazität der Antriebskupplung als auch eine Verminderungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes bzw. der Motorausgangsleistung erfolgt. Bei Fahrzeugen, bei denen jeweils nur eine dieser beiden Verminderungssteuerfunktionen angewandt wird, ist es selbstverständlich, daß der Schritt 110 in Fig. 3 oder das gesamte Steuerprogramm in Fig. 5 nicht erforderlich wären.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann die Bewertungsbedingung für den Schritt 109 in Fig. 3 von N_E < N_ST + α in N_E < N_ST + β verändert werden, unter der Annahme, daß β eine Konstante größer als α ist (Schritt 109a). Hierdurch kann der Zeitpunkt für die Beendigung der Reduktionssteuerung des Drehmomentübertragungsvermögens der Antriebskupplung unter Berücksichtigung der Antwortcharakteristik des Hydrauliksystemes festgelegt werden. Ein weiterer Schritt 109b zum Feststellen, ob N_E N_ST + α übersteigt, kann zwischen den Schritten 110 und 111 eingesetzt werden, so daß der Zeitpunkt für die Beendigung der Verminderungssteuerung der Motorausgangsleistung bzw. des Motorausgangsdrehmomentes separat festgelegt werden kann.

Die Ausgangsleistungs- bzw. Ausgangsdrehmoment-Verminderungssteuerung des Motors 1 kann unter Verwendung eines weiteren bzw. anderen Steuerprogramms ausgeführt werden, das in Fig. 7 gezeigt ist. In einem Schritt 131 wird festgestellt, ob ein Drehmomentverminderungs-Befehlssignal T_d von der Steuerprozessoreinheit 14 für die Gangänderung vorliegt. Wenn das Ergebnis positiv ist und ein Drehmomentverminderungs-Be­ fehlssignal T_d vorliegt, wird anschließend in einem Schritt 132 festgestellt, ob die Motordrehzahl N_E 2500 U/min übersteigt. Falls das Ergebnis dieser Feststellung positiv ist (N_E < 2500 U/min), wird die Kraftstoffzuführung zu sämtlichen Zylindern (z. B. 6 Zylindern) des Motors 1 unmittelbar gestoppt, um die Motorausgangsleistung bzw. das Motorausgangsdrehmoment zu vermindern. Wenn das Ergebnis der Feststellung negativ ist (N_E 2500 U/min), wird in einem Schritt 134 festgestellt, ob die Motordrehzahl 2200 U/min übersteigt. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung JA ist (N_E < 2200 U/min), wird die Kraftstoffzuführung zur Hälfte der Zylinder des Motors 1 (z. B. zu 3 Zylindern) gestoppt, um die Motorausgangsleistung zu vermindern. Falls die Feststellung im Schritt 134 negativ ist (N_E 2200 U/min), wird in einem Schritt 136 Kraftstoff zu sämtlichen Zylindern zugeführt. Wenn die Feststellung im Schritt 131 NEIN ist, d. h. wenn ein normaler Startvorgang vorliegt, geht die Steuerung vom NEIN des Schrittes 131 zum Schritt 136 über, so daß Kraftstoff zu sämtlichen Zylindern wie üblich zugeführt wird, ohne Verminderung der Motorausgangsleistung bzw. des Motorausgangsdrehmomentes.

Die Funktionen der vorerwähnten Reduktionssteuerung für die Motorausgangsleistung werden nachfolgend erläutert. Beim Starten des Fahrzeuges wird, wenn die Feststellung im Schritt 109 (Fig. 3) N_E < N_ST + α ist, ein Drehmomentverminderungs-Befehlssignal T_d an die Motorsteuerungs-Prozessoreinheit 5 im Schritt 131 gelegt. In Abhängigkeit von dem Signal T_d arbeitet die Prozessoreinheit 5 dann, wenn die Motordrehzahl N_E 2500 U/min übersteigt, die Schritte 131, 132 und 133 in Fig. 7 ab, um hierdurch die Kraftstoffzuführung zu sämtlichen Zylindern des Motors 1 zu stoppen, um hierdurch einen sofortigen Abfall der Motordrehzahl N_E zu veranlassen. Wenn die Motordrehzahl N_E zwar nicht 2500 U/min, jedoch 2200 U/min übersteigt, arbeitet die Prozessoreinheit 5 die Schritte 131, 132, 134 und 135 ab, um die Kraftstoffzuführung zur Hälfte der Zylinder des Motors 1 zu stoppen, wodurch eine Verringerung der Motordrehzahl N_E veranlaßt wird. Wenn die Motordrehzahl N_E 2200 U/min nicht übersteigt, arbeitet die Prozessoreinheit 5 die Schritte 131, 132, 134 und 136 ab, um Kraftstoff zu sämtlichen Zylindern des Motors 1 zuzuführen, wodurch ein sofortiger Anstieg der Motordrehzahl N_E verursacht wird. Somit wird selbst dann, wenn der Fahrzeugstartvorgang mit einer hohen Motordrehzahl durchgeführt wird, die Verminderungssteuerung für das Motorausgangsdrehmoment bzw. die Motorausgangsleistung ausgeführt, bis die Antriebskupplung ihren Einrückvorgang abgeschlossen hat, derart, daß die tatsächliche Motordrehzahl N_E, die durch den Motordrehzahlsensor 6 erfaßt wird, in einem bestimmten Bereich nahe der Motorabwürgedrehzahl N_ST gehalten wird (z. B. in einem Bereich von 2200 bis 2500 U/min) unter den festgelegten Bedingungen, die in Fig. 7 gezeigt sind, d. h. bei ungefähr 2300 U/min. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird durch die vorerwähnte Verminderungssteuerung der Motorausgangsleistung bzw. des Motorausgangsdrehmomentes die Motordrehzahl N_E nicht übermäßig unter die Abwürgedrehzahl N_ST im Kaltzustand des Getriebes vermindert, so daß es möglich ist, wirksam zu verhindern, daß der Motor abgewürgt wird. Gleichzeitig kann der Spitzenwert des Getriebeausgangsdrehmomentes vermindert werden, um den Stoß bei der Wahl des Schnellanfahrens zu vermindern, wie dies beabsichtigt ist.

Wenn das Ergebnis der Feststellung im Schritt 109 in Fig. 3 N_E N_ST + α ist, ist die Antriebskupplung in ihren vollständigen Eingriffszustand gelangt, so daß das Zeichen FLAG2 im Schritt 112 zurückgesetzt wird. Die Steuerung verläuft anschließend über die Schritte 101 und 103 und den NEIN-Zweig des Schrittes 108. Somit werden die Schritte 133 und 135 für die Verminderungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes in Fig. 7 nicht abgearbeitet. Die Verminderungssteuerung der Motorausgangsleistung bzw. des Motorausgangsdrehmomentes, die den beabsichtigten Zweck erreicht hat, wird gestoppt, um hierdurch die Motordrehzahl N_E zu erhöhen und einen normalen Start des Fahrzeuges zu starten.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wird die Verminderungssteuerung der Motorausgangsleistung durch Steuern der Anzahl der Zylinder ausgeführt, denen Kraftstoff zugeführt wird oder durch Verändern der Anzahl der Zylinder, denen Kraftstoff zugeführt wird, zwischen 0, 3 oder 6 im Falle eines Sechszylindermotors. Die Reduktionssteuerung für die Motorausgangsleistung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt, z. B. kann die Anzahl der Zylinder, denen Kraftstoff zugeführt wird, frei zwischen 0 und 6 für einen Sechszylindermotor variieren, um hierdurch eine höhere Steuergenauigkeit zu erzielen. Wahlweise hierzu kann die Ansaugluftmenge Q so gestaltet werden, daß sie veränderlich ist.

In den vorerwähnten Ausführungsbeispielen wird die Verminderungssteuerung des Motorausgangsdrehmomentes bzw. der Motorausgangsleistung auf der Grundlage des Abschlusses des tatsächlichen Eingriffes der Antriebskupplung gestoppt. Ein anderer Vorschlag besteht darin, den Zeitpunkt des Eingriffes der Antriebskupplung durch eine Zeitgebersteuerung abzuschätzen, die die Verminderungssteuerung zu einem bestimmten Zeitpunkt beendet, nachdem ein Fahrbereich ausgewählt worden ist, wobei die Länge der Zeitdauer z. B. eine Funktion der Temperatur des Fluides des automatischen Getriebes ist.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung leicht verständlich ist, ist es dann, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges die Auswahl eines Schnellstartes trifft, durch die gemeinsame Steuereinrichtung für den Motor und das automatische Getriebe nach der vorliegenden Erfindung möglich, eine Verminderungssteuerung zumindest eines Parameters, der die Ausgangsleistung oder das Ausgangsdrehmoment, das von dem Motor auf die Antriebsräder durch das Getriebe übertragen werden soll, repräsentiert, wirksam ausgeführt werden, um die Energie zu vermindern, die durch die Antriebskupplung in dem Getriebe absorbiert werden muß, um hierdurch den Stoß bei der Auswahl des Schnellstartes zu vermindern. Die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung bestimmt außerdem den Zeitpunkt für die Beendigung der Verminderungssteuerung durch Erfassen des vollständigen Eingriffszustandes der Antriebskupplung. Somit kann unmittelbar, nachdem die Verminderungssteuerung die beabsichtigte Stoßvermeidung bzw. Stoßminderung bei der Auswahl eines Schnellstartvorganges erreicht hat, das Fahrzeug normal gestartet werden, ohne daß die Gefahr eines Abwürgens des Motors besteht.

Claims (7)

1. Steuereinrichtung zur gemeinsamen Steuerung eines Motors und eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges, wel­ ches einen Motor (1) und Antriebsräder (4) aufweist, die durch diesen Motor (1) mittels eines automatischen Getriebes (2) angetrieben werden, das einen Drehmomentwandler (10) und eine Gangwechselvorrichtung (11) mit einer Antriebskupplung aufweist, die in einem Leerlauf- oder Parkbereich (N, P) des Getriebes (2) außer Eingriff gehalten ist, und die in Ein­ griff gebracht wird, nach dem ein Fahrbereich (D, II, I, R) des Getriebes (2) gewählt worden ist,
mit einer Verminderungssteuereinrichtung (5, 14), die während des Schaltens des Getriebes (2) in einen Fahrbereich (D, II, I, R) in einem Schnellstart-Zustand tätig ist, der durch das Niederdrücken des Gaspedals erzeugt wird, wenn sich das Ge­ triebe noch in der Leerlauf- oder Parkstellung (N, P) befin­ det, wobei die Verminderungssteuereinrichtung (5, 14) eine Verminderungssteuerung zumindest eines Parameters (T_P, T_H, P_CL) ausführt, der die Ausgangsleistung beeinflußt, die vom Motor (1) über das Getriebe (2) auf die Antriebsräder (4) übertragen wird,
mit einer Verminderungssteuerungs-Stoppeinrichtung, die mit der Verminderungssteuereinrichtung verbunden ist, um die Ver­ minderungssteuerung zumindest eines Parameters (T_H, T_P, P_CL) nach dem Eingriff der Antriebskupplung zu beenden,
mit einer Erfassungseinrichtung, um den vollständigen Ein­ griffszustand der Antriebskupplung bei Abschluß des Getriebeschaltens in den Fahrbereich (D, II, I, R) zu erfassen, wobei sie den Abfall der aktuellen Motordrehzahl (N_E) unter einen vorbe­ stimmten Wert (N_ST + α) ermittelt, der sich aus der Motorab­ würgdrehzahl (N_ST) und einer auf Grundlage der Schwankungen des Drehmomentwandlers (10) ermittelten Konstante α zusammen­ setzt, wobei die Verminderungssteuerungs-Stoppeinrichtung mit der Erfassungseinrichtung verbunden ist, und die Verminde­ rungssteuerung zumindest eines Parameters (T_P, T_H, P_CL) stoppt, unmittelbar nachdem die Erfassungseinrichtung den vollständigen Eingriffszustand der Antriebskupplung erfaßt hat.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter die Motorausgangsleistung ist, und die Ver­ minderungssteuereinrichtung mit dem Motor (1) verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter die Drehmomentübertragungskapazität der An­ triebskupplung ist, und die Verminderungssteuereinrichtung den Arbeitsdruck (P_CL) der Antriebskupplung steuert.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter die Motorausgangsleistung und die Drehmo­ mentübertragungskapazität der Antriebskupplung sind und die Verminderungssteuereinrichtung mit dem Motor verbunden ist, und gleichzeitig den Arbeitsdruck (P_CL) der Antriebskupplung steuert.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Parameter die Motordrehzahl (N_E) beeinflußt und die Verminderungssteuereinrichtung mit dem Motor (1) ver­ bunden ist, um die Motordrehzahl (N_E) gemäß einer vorgegebe­ nen Motorabwürgdrehzahl (N_ST) zu steuern, und zwar im Zeit­ raum vom Beginn des Schnellstartzustands bis zur Vervollstän­ digung des Eingriffs der Antriebskupplung nach dem Umschalten des Getriebes (2) in den Fahrzustand.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorabwürgdrehzahl (N_ST) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) bestimmt wird.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorabwürgdrehzahl (N_ST) in Abhängigkeit von den Ausgangscharakteristika des Motors (1) und des Drehmo­ mentwandlers (10) des Getriebes (2) bestimmt wird.