DE3526409A1

DE3526409A1 - Schaltungsanordnung zur vermeidung ruckartiger drehmomentaenderungen im antriebsstrang eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE3526409A1
Application number: DE19853526409
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 3170 Gifhorn Linder
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1986-02-27
Also published as: DE3526409C2

Description

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Schaltungsanordnung zur Vermeidung ruckartiger Drehmomentänderungen im Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 28 42 389, 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 Verlegen 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.

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 zeigen:

Die Fig. 1 u. 2 den Verlauf verschiedener interessierender Größen über der Anzahl ζ 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 ώ und des Zündwinkels α 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 durch- ί geschaltet, 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 ώ gemäß dem zweiten Diagramm in Fig. 1. Sofern diese Beschleunigung einen Beschleunigungswert erreicht, der oberhalb eines Schwell-oder Grenzwerts 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 /j_a 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 Kurbelwellenbeschleuni-

gung ώ 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 Drehzahlsensoranordnung eingeleitet durch eine signifikante Änderung 10 in der Stellung des Leerlauf schalters - 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 (jj. 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 cc abgegeben, die eine Verstellung 4_a 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 ermittelte 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. -abnähme 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 rchten 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.

- Leerseite -

Claims

3180 Wolfsburg K 3633/1770-hu-sa 22. Juli 1985 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Stellgröße für Kraftstoff zufuhr 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 Gewinns, nung eines für das Auftreten ruckartiger Drehmomentänderungen signifikanten I Ansteuersignals für einen Stellsignalerzeuger, der dann eine zunächst im Sinne ^J 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 (ώ) ausgelegt ist, die jenseits im ruckfreien Betrieb bei endlicher Last auftretender Grenzwerte (4, 13) liegen, daß ferner 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.

Vorsitzender Vorstand: Dr. ir- f ; Cc· H H.;-.·. \..■.·:*:

des Aufsichtsiais: ί·οί. Dr tue·'-. Ein:' t -'j D'. j;i\ i't'i ■ ['.--I

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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.