Bekanntlich dient bei einem Otto-Fahrzeugmotor der Betrieb mit magerem Luft-Brennstoff Gemisch, in der Praxis etwa 50 % Luftüberschuss, zur Senkung das Kraftstoffverbrauchs bei Teillast durch Entdrosselung. Dabei ermöglicht die überschüssige Luft, das gleiche Drehmoment mit weniger Drosselung und somit weniger Verlust als mit stöchiometrischem Gemisch zu erzeugen. Für höhere Last, insbesondere Volllast, wird der Motor hingegen ohne Luftüberschuss, also stöchiometrisch, oder sogar mit Kraftstoffüberschuss, also fettem Gemisch, betrieben.

Beim Umschalten von der einen Gemischart zur anderen ist der Zwischenbereich mit zu kleinem Luftüberschuss zu vermeiden, weil hier die Stickoxidemissionen am grössten werden und in einem Dreiwege-Katalysator nicht reduziert werden können. Das bedeutet, dass bei der Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Gemisch der Luftüberschuss plötzlich von null auf etwa 50 % springt, was bei unveränderter Stellung der Drosselklappe eine sprungartige Abnahme des Drehmoments um etwa einen Drittel nach sich zieht. Die mit der Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Gemisch verbundene Drehmomentänderung wird heute durch eine gleichzeitige automatische Verstellung der Drosselklappe kompensiert, so dass sich beide Effekte auf das Drehmoment gerade

aufheben und der Fahrer praktisch keine Aenderung der Zugkraft verspürt. Der dazu nötige Aufwand ist beträchtlich.

Auf der anderen Seite ist es für jedes Schaltgetriebe auf Grund dar abgestuften Uebersetzungsverhältnisse der einzelnen Gänge charakteristisch, dass jeder Schaltvorgang bei gleichbleibendem Motordrehmoment eine Aenderung der Zugkraft bewirkt. So wird zum Beispiel vor einem Ueberholmanöver in einen tieferen Gang zurückgeschaltet, um eine grössere Zugkraft und damit grössere Beschleunigung zu erhalten.

Im praktischen Fahrbetrieb steht das verbrauchsgünstige Fahren in einem hohen Gang mit tiefer Motordrehzahl, relativ hoher Teillast und geringer Drosselung oft im Zielkonflikt mit dem Bedürfnis nach grösserer Zugkraftreserve eines tieferen Gangs zur raschen Beschleunigung bei plötzlichem Bedarf. Bei automatischen Getrieben wird dieser Zielkonflikt dadurch gelöst, dass bei konstanter Fahrgeschwindigkeit und Teillast in einem möglichst hohen Gang gefahren wird und erst bei starkem Drücken auf das Fahrpedal in einen tieferen Gang zurückgeschaltet wird.

Die Erfindung hat zum Ziel, die Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Gemisch eines Otto-Fahrzeugmotors mit dem Gangwechsel eines dazugehörenden automatischen Schaltgetriebes auf eine neue Art so zu koordinieren, dass beide Vorgänge im Verbund zu einer grösseren Senkung des Kraftstoffverbrauchs beitragen als jederfür sich allein. Die Erfindung ermöglicht zugleich eine grössere Zugkraftreserve beim Zurückschalten in einen tieferen Gang. Derüberhinaus erlaubt die Erfindung, auf die oben beschriebene Drehmomentkompensation bei der Gemischumschaltung durch Verstellung der Drosselklappe zu verzichten.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass bei Abnahme der für das Fahrzeug erforderlichen Zugkraft, zum Beispiel beim Uebergang von einer Beschleunigung zur Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, gleichzeitig mit dem automatischen Wechsel zum nächsthöheren Gang des Schaltgetriebes auch von stöchiometrischem zu magerem Gemisch umgeschaltet wird. Das Ergebnis beider Massnahmen zusammen ist eine stärkere Entdrosselung als durch das Schalten für sich allein und ist vergleichbar mit dem Höherschalten um zwei Gangstufen, zum Beispiel vom dritten direkt in den fünften Gang. Die stärkere Entdrosselung verschiebt den Betriebspunkt des Motors näher zum Verbrauchsoptimum hin, mit einer entsprechenden Reduktion des Kraftstoffverbrauchs aber auch der verfügbaren Zugkraftreserve. Das ist kein Problem, weil das automatische Schaltgetriebe durch starkes Drücken auf das Fahrpedal sofort um einen Gang zurückschaltet und erfindungsgemäss gleichzeitig die Umschaltung auf stöchiometrisches Gemisch erfolgt. Dadurch nimmt die Zugkraftreserve durch die gemeinsame Wirkung beider Massnahmen massiv zu, etwa wie beim Zurückschalten um zwei Gangstufen ohne Aanderung der Gemischzusammensetzung.

Weil die aus der Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Gemisch resultierende Drehmomentänderung erfindungsgemäss mit dem Schaltvorgang des automatischen Getriebes zusammenfällt, ist ihre Wirkung lediglich eine Zunahme der ohnehin auftretenden Schubkraftänderung, etwa wie beim Schalten über zwei Gangstufen, und wird vom Fahrer nicht als störend empfunden. Daher braucht die mit der Gemischumschaltung einhergehende Drehmomentänderung auch nicht mittels Verstellung der Drosselklappe kompensiert zu werden, was eine Vereinfachung darstellt.

Zusammengefasst ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren zur Koordination der Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Gemisch mit dem Gangwechsel eines automatischen

Schaltgetriebes sowohl eine sparsamere Fahrweise durch vermehrte Entdrosselung als auch eine grössere Zugkraftreserve beim Zurückschalten in einen tieferen Getriebegang.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine graphische Darstellung der Zugkraft (Z) des Fahrzeugs als Funktion der Fahrgeschwindigkeit (V) für zwei verschiedene Getriebeübersetzungen, sowohl für stöchiometrisches als auch mageres Luft-Kraftstoff Gemisch. Dabei stellen die beiden mit (S) bezeichneten Kurven die ohne Drosselung zu erreichende Zugkraft (Z) für stöchiometrisches oder fettes Gemisch der. Die beiden Kurven (M) gelten für mit überschüssiger Luft abgemagertes Gemisch. Mit beiden Gemischarten (S) und (M) kann das Motordrehmoment und damit auch die Zugkraft (Z) mittels Drosselung (D) reduziert worden.

Aus der Figur ist ersichtlich, dass als Folge, der unterschiedlichen Uebersetzungsverhältnisse, zum Beispiel mit dem drittem Gang (T) bei tieferer Geschwindigkeit (V) grössere Zugkräfte (Z) erreicht werden als mit dem vierten Gang (H) bei höherer Geschwindigkeit (V). Die Figur und die nachfolgenden Erläuterungen gelten sinngemäss auch für andere Gangstufen des Schaltgetriebes, zum Beispiel für zweiten und dritten Gang oder vierten und fünften Gang. In jedem einzelnen Gang wird die grösste Zugkraft (Z) bei voll offener Drosselklappe und stöchiometrischem (S) oder sogar fettem Luft-Kraftstoff Gemisch erreicht und kann durch Drosselung (D) vermindert werden. Beim Betrieb mit durch Luftüberschuss abgemagertem Gemisch sinkt die Zugkraft (Z) bei voll offener Drosselklappe um rund einen Drittel auf die Kurven (M) und kann wiederum durch Drosselung (D) weiter reduziert werden. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass beim

Fahrerwunsch nach einer Abnahme der Zugkraft (Z), zum Beispiel beim Uebergang von einer Beschleunigung mit Volllast (S) im dritten Gang (T) zur Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, gleichzeitig mit dem automatischen Wechsel in den vierten Gang (H) auch von stöchiometrischem (S) zu magerem Gemisch (M) umgeschaltet wird. Ausgelöst wird die automatische und gleichzeitige Umschaltung (A, B) beider Vorgänge durch ein Zurücknehmen des Fahrpedals durch den Fahrer. In umgekehrter Richtung, ausgehend von konstanter Geschwindigkeit (V) mit kleiner Zugkraft (Z) und magerem Gemisch (M) im höheren Gang (H), ausgelöst durch ein starkes Drücken auf das Fahrpedal, erfolgt das Zurückschalten in den nächsttieferen Gang (T) gleichzeitig mit der Umschaltung (B, A) auf stöchiometrisches Gemisch (S), begleitet von einer entsprechend starken Zunahme der Zugkraft (Z).

Die praktische Realisation erfolgt durch erfindungsgemässe Koordination der die Gemischumschaltung steuernden Funktionen in einer elektronischen Motorsteurung mit den entsprechenden Funktionen in der Elektronik der automatischen Getriebesteuerung, vorzugsweise in einer einzigen sowohl die Motor-als auch die Getriebefunktionen integrierenden Gesamtelektronik.

Im Fahrbetrieb gibt es auch Situationen, bei denen das erfindungsgemässe Verfahren nicht zur Anwendung kommen kann, zum Beispiel die kurzzeitige Zugkraftunterbrechung während des automatischen Gangwechsels und der Schubbetrieb beim Bremsen mit Motor.