DE3334713C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges zur Anpassung der Gasstellung nach einem Gangwechsel bei wieder eingerückter Kupplung an die vom Fahrer vorgegebene Gasstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft hauptsächlich Kraftfahrzeuge, bei denen der Kuppel- und Schaltvorgang automatisiert ist. Sie ist aber auch bei Fahrzeugen mit manuell betätigten Kupplungen und Getrieben anwendbar, wenn ein unabhängig vom Fahrer steuerbares Gaspedal vorhanden ist.
Bei Gangwechselvorgängen wird vor Herausnahme des alten Ganges die Kraftstoffzumeßeinrichtung des Motors durch eine Schaltautomatik auf einen Wert gestellt, der einen Hochlauf der Motordrehzahl in der Schaltpause verhindert. Bis zu dem Zeitpunkt, in dem der neue Gang eingelegt und die Kupplung wieder eingedrückt ist, kann die Kraftstoffeinrichtung auf Leerlauf stehen, oder aber die Motordrehzahl auf einen Wert geregelt werden, der der Motordrehzahl im neuen Gang (Synchrondrehzahl) entspricht. Ausgehend von diesem Steuerzustand der Kraftstoffzumeßeinrichtung muß nach beendeter Schaltung die Steuerstellung des Motors wieder an die Steuerstellung des vom Fahrer betätigten Fahrpedals angepaßt werden. Dabei kann davon ausgegangen werden, daß der Fahrer in der Schaltpause das Gaspedal in der alten Stellung stehen läßt.
Die Anpassung sollte aus fahrtechnischer Sicht so schnell wie möglich erfolgen, um z. B. beim Hochschalten möglichst früh wieder ein ausreichendes Antriebsmoment zur Verfügung zu haben. Allerdings führt eine zu schnelle Anpassung zu einem Ruck und damit zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts. Nach der Hochschaltung ist im neuen Gang eine höhere Gasstellung als im alten Gang erforderlich, um mit gleicher Geschwindigkeit wie vor dem Gangwechsel weiterfahren zu können. Dem Fahrer muß ausreichend Zeit gelassen werden, um sich auf die neue Gasstellung einzustellen.
Eine Gassteuereinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 00 37 639 bekannt. Dort ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei der die Anpassung der Kraftstoffzumeßeinrichtung nach dem Wiedereinkuppeln mit Hilfe eines Steuersignals erfolgt, das abhängig von der Größe der Differenz zwischen der Stellung der Kraftstoffzumeßeinrichtung und der Stellung des Fahrpedals die Anpassung steuert. Diese Art der Anpassung kann so ausgelegt sein, daß ein gewünschter Fahrkomfort erreicht wird. Die dann aber relativ langsame Anpassung wirkt sich negativ bei solchen Fahrzuständen aus, die eine schnelle Anpassung erfordern. Dies ist z. B. in einer Steigung der Fall. Der Fahrer, der die Anpassung manuell vornimmt, wird dagegen abhängig von der Fahrsituation, nach einem Gangwechsel unterschiedich schnell die Gaspedalstellung an die gewünschte Geschwindigkeit anpassen.
Aus der Zeitschrift "Krafthand", Heft 5, 1981, Seite 267-273 ist weiter eine elektronische Getriebesteuerung bekannt, bei welcher die Gangwahl automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Motorlast vorgenommen wird. Der Fahrer kann außerdem zwischen 3 Fahrprogrammen (Energie sparen, Stadtfahrt und Leistung) wählen. Es besteht ferner die Möglichkeit, fahrwiderstandsabhängige Schaltpunktverschiebungen entsprechend der Straßenneigung, Fahrzeugbelastung, Luftwiderstand usw. vorzunehmen.
Aus der DE 32 40 236 A1 ist schließlich eine automatische Getriebesteuerung bekannt, bei der ebenfalls das Ladegewicht als Steuerfaktor verwendet wird, insbesondere jedoch um das Fahrverhalten des Fahrzeugs dem Ladegewicht anzupassen, um so beispielsweise eine angemessene Motor-Bremswirkung auch bei hoher Beladung zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine solche Anpassung der Motorsteuerstellung herstellt, die den verschiedenen Fahrsituationen optimal angepaßt ist, und gleichzeitig möglichst komfortabel arbeitet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 enthaltene Erfindung. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung.
Wie in der Zeichnung erkennbar, besteht der Antriebsstrang eines Fahrzeugs aus einem Motor 1, einer Kupplung 3, einem Getriebe 4 sowie den angetriebenen Rädern, von denen hier nur ein Rad 5 gezeichnet ist. Zur Steuerung von Kupplung 3 und Getriebe 4 dient eine Getriebesteuerung 6. Einzelheiten dieser Getriebesteuerung sind, da nicht zur Erfindung gehörig, nicht dargestellt.
Zur Steuerung des Motors 1 dient eine Motorsteuerung 8. Der Motorsteuerung 8 wird über einen Drehzahlsensor 2 die Drehzahl des Motors 1 mitgeteilt. Die Motorsteuerung 8 dient vor allem zur Regelung der Motordrehzahl während der Schaltpause, d. h. zur Einstellung der Motordrehzahl an die neue Getriebedrehzahl nach einem Schaltvorgang.
Bestandteil der Motorsteuerung 8 ist eine Anpassungssteuerung 9. Diese dient dazu, nach Abschluß eines Schaltvorganges, also nach dem Wiedereinrücken der Kupplung 3, die von der Motorsteuerung 8 eingestellte Gasstellung wieder an die vom Fahrer tatsächlich betätigte Gasstellung anzupassen.
Zur Einstellung des Gases betätigt der Fahrer einen Geber 10 (Gaspedal). Der Geber 10 ist mit einer Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 am Motor 1 verbunden. Am Geber 10 ist weiterhin ein Kick-down-Schalter 11 angebracht.
Mit einer Einrichtung 13 (Fahrprogramm) kann der Fahrer verschiedene Fahrprogramme, z. B. "zügig" oder "ökonomisch" vorwählen.
Die Getriebesteuerung 6, der durch einen Sensor 18 die Getriebeausgangsdrehzahl mitgeteilt wird, enthält eine Fahrzustandserfassung 7. In dieser werden verschiedene Fahrzustände, wie z. B. die Straßensteigung p, das Fahrzeuggewicht G, und ein Überholvorgang, erkannt. Die genaue Methode zur Erfassung dieser Fahrzustände ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird deshalb nicht näher beschrieben. Die Ermittlung des Fahrzeuggewichts kann beispielsweise wie in der älteren Patentanmeldung P 32 46 201.8 beschrieben durchgeführt werden.
Die Fahrzustände p<a (Kriterium 19), G<b (Kriterium 20), Überholvorgang (Kriterium 21) werden auf ein ODER-Glied 14 geleitet. Das gleiche gilt für weitere Fahrzustände (Kriterien 22) (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Auf das ODER-Glied 14 wird weiterhin ein Signal des Kick-down-Schalters 11 sowie ein Signal des Fahrprogramm-Gebers 13 geleitet. Dieses Fahrprogramm kann z. B. ein Programm für zügige Fahrt sein.
Wie man sieht, werden auf das ODER-Glied 14 solche Fahrzustände geleitet, die man als kritisch bezeichnen kann, und die ein schnelles Beschleunigen oder ein hohes Motordrehmoment erfordern.
Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 14 wird auf einen ersten Kennlinienspeicher 16, der ein Teil der Anpassungssteuerung 9 ist, geleitet. In diesem Kennlinienspeicher 16 ist eine Funktion für den Stellweg s der Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 über die Zeit t gespeichert. Der Kennlinienspeicher 16 bewirkt eine schnelle Anpassung des von der Motorsteuerung 8 zum Zeitpunkt des Wiedereinlegens der Kupplung 3 ausgesteuerten Gases an die vom Fahrer gewählte Gasstellung (Sollwert).
Falls die oben erwähnten kritischen Fahrzustände nicht zutreffen, wird über ein Invertglied 15 ein zweiter Kennlinienspeicher 17 angesteuert. Dieser enthält eine Kennlinie zur langsamen Gasanpassung, welche für Normalfälle ausreicht und einen höheren Fahrkomfort ergibt. Das Ausgangssignal des zweiten Kennlinienspeichers 17 wird ebenfalls auf die Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 des Motors 1 gegeben.
Die Ausgangssignale der Kennlinienspeicher 16, 17 überspielen in der Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 das direkte Signal vom Geber 10.
Im folgenden wird eine Beispiel für die Gasanpassung der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben. Es sei angenommen, daß die Motorsteuerung 8 am Ende eines Schaltvorganges beim Wiedereinkuppeln eine Gasstellung von 40% der Vollgasstellung hat. Diese Gasstellung ist beispielsweise notwendig, um den Motor 1 mit einer Drehzahl laufen zu lassen, die synchron mit der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 4 ist.
Der Fahrer hat während des Schaltvorganges den Fuß auf dem Gaspedal (Geber 10) stehengelassen, was bei der hier zugrundegelegten Schaltautomatik zulässig ist. Dabei beträgt beispielsweise das vom Fahrer ausgesteuerte Gas (Sollwert) 80% der Vollgasstellung. Die Anpassungssteuerung 9 hat nun die Aufgabe, den obengenannten Wert von 40% auf diese 80% der Vollgasstellung anzugleichen.
Gemäß der Erfindung erfolgt dies abhängig vom Fahrzustand, und zwar bei kritischen Fahrzuständen schnell, d. h. innerhalb von etwa einer halben Sekunde.
In normalen Fahrzuständen geschieht die Anpassung jedoch langsam, d. h. innerhalb von etwa 2 Sekunden. Bei der schnellen Anpassung hat der Fahrer die Möglichkeit, sofort wieder das Gas nach seinem Urteil einzustellen, während bei der langsamen Anpassung ein maximaler Fahrkomfort, d. h. ein ruckfreies Schalten ermöglicht wird.
Die Anpassung kann wie in den Kennlinienspeichern 16, 17 dargestellt linear erfolgen. Es können aber auch nicht-lineare Kennlinien verwendet werden.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Schaltung kann analog, digital oder mit Mikrocomputern realisiert werden.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges zur Anpassung der durch eine Motorsteuerung eingestellten Gasstellung nach einem Gangwechsel bei wieder eingerückter Kupplung an die vom Fahrer vorgegebene Gasstellung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) es ist eine mindestens einen der Fahrparameter Fahrbahnsteigung oder -gefälle p, Fahrzeuggewicht G und Überholvorgang erfassende Fahrzustandserfassung (7) vorgesehen;
  • b) es ist eine Anpassungssteuerung (9) zur Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung (12) vorgesehen, welcher mindestens eines der Signale der Fahrparameter von der Fahrzustandserfassung (7), und/oder Signale eines Kick-down-Schalters (11) und/oder eines Fahrprogrammgebers (13) zugeführt sind und welche abhängig von den jeweils auftretenden Signalen oder Fahrparametern verschiedene Anpassungsgeschwindigkeiten ansteuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungssteuerung (9) den Fahrzuständen große Fahrbahnsteigung, großes Fahrbahngefälle, großes Fahrzeuggewicht, Überholvorgang, Kick-down oder Fahrprogramm für zügige Fahrt eine hohe Anpassungsgeschwindigkeit zuordnet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungssteuerung (9) normalen Fahrzuständen eine niedrige Anpassungsgeschwindigkeit zuordnet.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Anpassungsgeschwindigkeit die maximal mögliche Anpassungsgeschwindigkeit ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der niedrigen Anpassungsgeschwindigkeit die Gasanpassung mindestens 1,5 Sek. dauert.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungssteuerung (9) zwei Kennlinienspeicher (16; 17) zur schnellen oder zur langsamen Gasanpassung aufweist.
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