DE4330126C2 - Vorrichtung zur Beeinflussung des Brennkraftmaschinenmoments in einem Kraftfahrzeug während des Gangwechsels - Google Patents

Vorrichtung zur Beeinflussung des Brennkraftmaschinenmoments in einem Kraftfahrzeug während des Gangwechsels

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Brenn­ kraftmaschinenmoments in einem Kraftfahrzeug während des Gangwechsels eines Stufengetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 34 46 572 C2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das Brennkraftmaschinenmoment während eines Rück­ schaltvorganges beim Gangwechsel erhöht. Allerdings wird eine solche Mo­ mentenerhöhung bei jeder Rückschaltung durchgeführt. Demzufolge wird beispielsweise eine ermittelte Differenz zwischen den Synchrondrehzahlen des alten und des neuen Ganges nicht zur grundsätzlichen Entscheidung über eine Brennkraftmaschinenmomenterhöhung verwendet, sondern ledig­ lich zur Ermittlung der Steigerung des Moments. Auch andere Betriebsbe­ dingungen werden nicht für eine grundsätzliche Entscheidung über eine Brennkraftmaschinenmomenterhöhung herangezogen. Insofern kann die bekannte Vorrichtung keine bedarfsgerechte Momentenerhöhung herbeifüh­ ren.
Die DE 36 17 051 A1 betrifft ebenfalls ein System zur Erhöhung des Brenn­ kraftmaschinenmoments während einer Rückschaltung. Aufgrund des Dros­ selklappenwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit wird entschieden, ob eine Schubrückschaltung vorliegt. Aus der Differenz der Brennkraftmaschi­ nendrehzahlen vor und nach dem Gangwechsel wird auf die erforderliche Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments geschlossen. Insofern wird auch bei der DE 36 17 051 A1 bei jeder Rückschaltung eine Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments vorgenommen. Eine Entscheidung, ob - ab­ hängig von bestimmten Betriebsparametern - bei einem Rückschaltvorgang im Schubbetrieb eine Brennkraftmaschinenmomenterhöhung erfolgen soll, findet bei der DE 36 17 051 A1 nicht statt.
Schließlich ist eine Vorrichtung zur Brennkraftmaschinenmomenterhöhung aus der DE 28 48 624 C2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird in Abhängig­ keit von der bei Einleitung des Gangwechsels erfaßten und der zum Ende des Gangwechsels vorausberechneten Brennkraftmaschinendrehzahl das Drehmoment der Brennkraftmaschine während des Gangwechsels redu­ ziert, um den beim Umschalten des Stufengetriebes auftretenden Schaltruck zu vermindern. Die Reduzierung des Brennkraftmaschinenmoments wird sowohl bei Hochschaltungen als auch bei Rückschaltungen vorgenommen. Beispielsweise wird bei Rückschaltungen durch die Reduzierung des Brenn­ kraftmaschinenmoments verhindert, daß die Brennkraftmaschine mit vollem Moment gegen den Freilauf läuft und damit einen stark spürbaren Ruck er­ zeugt. Andererseits verursachen Rückschaltungen insbesondere bei hoher Brennkraftmaschinendrehzahl durch die sich noch weiter erhöhende Brenn­ kraftmaschinendrehzahl ein hohes Bremsmoment an den Antriebsrädern. Vor allem bei sehr kleinen Drosselklappenwinkeln muß die träge Masse der Brennkraftmaschine über die Kupplungen von den Antriebsrädern hochbe­ schleunigt werden. Für diesen Fall führt gerade eine Reduzierung des Brennkraftmaschinenmoments zu einem unkomfortablen Schaltruck und er­ höht den Verschleiß der Kupplungen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein schaltruckvermindernder und schaltzeitverkür­ zender Eingriff während des Gangwechsels lediglich bei Bedarf durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.
Da bei Rückschaltungen die Synchrondrehzahl der Brennkraftmaschine im neu eingelegten Gang größer als im vorher eingelegten Gang ist, wird durch die Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments die neue Synchrondreh­ zahl schneller erreicht. Dadurch wird die Schaltzeit der Rückschaltung ver­ ringert, der Schaltruck vermindert und der Verschleiß der Kupplungen redu­ ziert.
Das Brennkraftmaschinenmoment wird während des Gangwechsels bei Rückschaltungen jedoch nur dann erhöht, wenn der Drosselklappenwinkel und/oder der Fahrpedalwinkel einen ersten Schwellwert unterschreitet und gleichzeitig die Fahrzeugbeschleunigung einen zweiten Schwellwert über­ schreitet.
Mit dieser Maßnahme wird die Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments bei sog. Schubrückschaltungen vorgenommen. Vorzugsweise ist der erste und zweite Schwellwert zumindest nahezu Null, d. h. die Schubrückschaltung wird durch zumindest konstant bleibende Fahrzeuggeschwindigkeit bei ge­ schlossener Drosselklappe erkannt.
Gerade bei Schubrückschaltungen werden die rotierenden Massen der Brennkraftmaschine über die Kupplungen von den Antriebsrädern hochbe­ schleunigt, so daß durch die obige Maßnahme der Verschleiß der Kupp­ lungen vermindert wird.
Ferner wird bei Rückschaltungen während des Gangwechsels das Brenn­ kraftmaschinenmoment nur dann erhöht, wenn die Differenz zwischen der vor dem Gangwechsel und der nach dem Gangwechsel vorliegenden Brenn­ kraftmaschinendrehzahl einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Da­ bei kann die nach dem Gangwechsel vorliegende Brennkraftmaschinendreh­ zahl beispielsweise aus der neuen Gangübersetzung und der vor dem Gang­ wechsel vorliegenden Brennkraftmaschinendrehzahl vorausberechnet wer­ den.
Mit dieser Maßnahme wird gerade bei einer großen Differenz zwischen den Synchrondrehzahlen des alten und des neuen Ganges die Synchrondrehzahl des neuen Ganges schneller erreicht, wodurch sowohl der Schaltruck als auch die Schaltzeit weiter vermindert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentan­ spruchs 2.
Die Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments wird vorteilhafterweise durch weiteres Öffnen des Drosselklappenwinkels vorgenommen.
Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist eine stärkere Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments als beispielsweise durch Verstellung des Zündwinkels möglich. Da eine stärkere Erhöhung des Brennkraftmaschi­ nenmoments erreicht wird, ist auch die Erhöhung der Brennkraftmaschi­ nendrehzahl auf die Synchrondrehzahl des neuen Ganges schneller erreich­ bar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 3.
Zur Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments durch weiteres Öffnen des Drosselklappenwinkels wird jedoch ein maximal zulässiger Drosselklappen­ winkel definiert, der während des Gangwechsels nicht überschritten werden darf. Dadurch wird ein ungewolltes Beschleunigen verhindert, falls ein Fehler in der Ansteuereinheit der Drosselklappe vorliegen sollte. Somit wird auch die Sicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 4.
Die Dauer des weiteren Öffnens des Drosselklappenwinkels zur Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments ist erfindungsgemäß wesentlich kürzer als die Schaltzeit des Gangwechsels.
Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist nur ein sehr kurzer Eingriff in das Brennkraftmaschinenmoment nötig, da durch den Einsatz der Dros­ selklappe das Brennkraftmaschinenmoment sehr stark erhöht werden kann. Dabei ist es jedoch sicherer, bei starker Öffnung des Drosselklappenwinkels zur Verhinderung einer ungewollten Beschleunigung die Dauer dieses Ein­ griffs zu minimieren.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments bezogen auf einen Brennkraftmaschinendrehzahlverlauf bei einer Rückschaltung.
Im oberen Diagramm der Zeichnung ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Brennkraftmaschinendrehzahl n dargestellt. Das Diagramm stellt einen typischen Verlauf der Brennkraftmaschinendrehzahl n bei einer Rückschaltung RS zwischen der Synchrondrehzahl nalt des vorher eingeleg­ ten Ganges und der Synchrondrehzahl nneu des neu eingelegten Ganges dar. Die Dauer des Gangwechsels wird durch die Schaltzeit definiert, die zum Zeitpunkt tein beginnt und zum Zeitpunkt taus endet. Zum Zeitpunkt taus hat sich die Brennkraftmaschinendrehzahl gegenüber dem Zeitpunkt tein um die Differenz Delta n zwischen der vor dem Gangwechsel nalt und der nach dem Gangwechsel nneu vorliegenden Brennkraftmaschinendrehzahl erhöht.
Die Erhöhung + Delta M des Brennkraftmaschinenmoments M während des Gangwechsels ist im unteren Diagramm über der Zeit t dargestellt. Maximal während der gesamten Schalt­ zeit des Gangwechsels taus - tein wird die Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments M vorgenommen (vgl. durchgezo­ gener Verlauf).
Vorzugsweise wird jedoch die Erhöhung + Delta M des Brennkraftmaschinenmoments M nicht bei jeder Rückschal­ tung vorgenommen, sondern nur bei bestimmten Bedingungen. Diese Bedingungen werden in einem Steuergerät SG unter­ sucht.
Das Steuergerät SG enthält zumindest drei Eingangs­ signale; die Fahrzeuggeschwindigkeit v, den Drosselklap­ penwinkel DK und die Brennkraftmaschinendrehzahl n. Im Steuergerät SG wird abgefragt, ob der Drosselklappenwin­ kel DK kleiner als ein erster Schwellwert S1 und die Be­ schleunigung des Kraftfahrzeuges dv/dt größer als eines zweiter Schwellwert ist oder ob die Brennkraftmaschinen­ drehzahldifferenz Delta n größer als ein dritter Schwell­ wert S3 ist. Sind diese Bedingungen erfüllt, wird bei ei­ ner Rückschaltung das Brennkraftmaschinenmoment M erhöht.
Im unteren Diagramm der Zeichnung ist mit dem unterbro­ chen gezeichneten Verlauf des Brennkraftmaschinenmoments M ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dar­ gestellt. Die Erhöhung + Delta M des Brennkraftmaschinen­ moments M ist bei dem unterbrochen gezeichneten Verlauf gegenüber dem durchgezogenen Verlauf größer, wobei jedoch die Dauer der Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments M wesentlich kleiner als die Schaltzeit taus - tein ist. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich insbesondere auf eine Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments M durch eine weitere Öffnung des Drosselklappenwinkels DK.
Erfindungsgemäß sind auch weitere Bedingungen möglich, bei denen eine Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments bei Rückschaltungen während des Gangwechsels vorgenommen wird. Durch die Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments bei Rückschaltungen während des Gangwechsels wird durch Verkürzung der Schaltzeit der Verschleiß der Kupplungen reduziert und der Schaltkomfort verbessert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Beeinflussung des Brennkraftmaschinenmoments in einem Kraftfahrzeug während des Gangwechsels eines Stufengetrie­ bes mit einem elektronischen Steuergerät, das die Brennkraftmaschi­ nendrehzahl, den Drosselklappenwinkel und/oder den Fahrpedalwin­ kel, sowie die Getriebeausgangsdrehzahl und/oder die Fahrzeugge­ schwindigkeit erfaßt und durch das das Brennkraftmaschinenmoment bei Rückschaltungen während des Gangwechsels erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennkraftmaschinenmoment (M) erhöht wird, wenn der Drosselklappenwinkel (DK) und/oder der Fahr­ pedalwinkel einen ersten Schwellwert (S1) unterschreitet und gleich­ zeitig die Fahrzeugbeschleunigung (dv/dt) einen zweiten Schwellwert (S2) überschreitet und die Differenz (Delta n) zwischen der vor dem Gangwechsel (nalt) und der nach dem Gangwechsel (nneu) vorliegen­ den Brennkraftmaschinendrehzahl (n) einen dritten Schwellwert (S3) überschreitet.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennkraftmaschinenmoment (M) durch Verstellung des Drosselklappenwinkels (DK) erhöht wird.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung des Brennkraftmaschi­ nenmoments (M) durch Verstellung des Drosselklappenwinkels (DK) ein maximal zulässiger Drosselklappenwinkel definiert ist.
4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung des Brennkraftmaschi­ nenmoments (M) durch Verstellung des Drosselklappenwinkels (DK) die Dauer der Erhöhung des Brennkraftmaschinenmoments (M) we­ sentlich kürzer als die Schaltzeit (taus - tein) des Gangwechsels ist.
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