DE10202520A1

DE10202520A1 - Antriebsstrangsteuerung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10202520A1
Application number: DE10202520A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jung
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangsteuerung für Kraftfahrzeuge und insbesondere für Anfahrkupplungen, bei der die anhand von in der Antriebsstrangsteuerung bereitgestellten Kennlinien vorgegebene Soll-Anfahrdrehzahl während des Anfahrvorganges auf der Grundlage einer Kenngröße, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeuges widerspiegelt, modifiziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangsteuerung für Kraftfahrzeuge und insbesondere für Anfahrkupplungen.
Bei herkömmlichen Antriebsstrangsteuerungen stellt sich in Abhängigkeit des Motormomentes oder der Fahrpedalstellung eine gewisse Anfahrdrehzahl ein. Dabei wird auf Kennlinien zurückgegriffen, die abhängig von den vorgegebenen Werten für das Motormoment bzw. die Fahrpedalstellung eine zugehörige Anfahrdrehzahl definieren. Ein bei der Auswahl der Anfahrdrehzahl zu berücksichtigendes Kriterium ist die Arbeitsbelastung der Kupplung des Kraftfahrzeuges. Die Arbeitsbelastung der Kupplung des Kraftfahrzeuges ist stark von der Anfahrdrehzahl und vom Anfahrwiderstand abhängig. Wird die Anfahrdrehzahl für ein optimales Beschleunigungsverhalten mit Fahrleistungsgewicht vorgegeben, kann die Kupplung des Kraftfahrzeuges die Arbeitsbelastung eine Anfahrt in der Ebene mit einer solchen Anfahrdrehzahl aushalten. Eine Vollastanfahrt mit maximaler Zuladung, mit Hängerbetrieb oder am Berg würde jedoch eine deutliche Mehrbelastung darstellen. Um dieser Mehrbelastung gerecht zu werden, wäre die Kupplung größer zu dimensionieren, was wiederum ein erhöhtes Gewicht bzw. eine Reduzierung der Beschleunigung zur Folge hätte.
Die EP-A-1 078 805 betrifft eine Steuerung für den Antriebsstrang beim Anfahren eines Kraftfahrzeuges. Es wird eine Antriebsstrangsteuerung bereitgestellt, bei der ein automatisches Anfahren eines Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der jeweiligen Anfahrsituation möglichst sicher und komfortabel durchgeführt wird. Dazu ist die Getriebesteuerung des Kraftfahrzeuges mit einer Erkennungsschaltung versehen, durch die die jeweilige Fahrsituation des Kraftfahrzeuges und die Fahrercharakteristik ermittelt werden. Ferner ist eine Steuereinrichtung für die Kupplung vorgesehen, die beim Anfahren des Kraftfahrzeugs an die ermittelte Fahrsituation und/oder die Fahrercharakteristik adaptiv angepaßt wird. Durch die Steuereinrichtung werden beim Anfahren des Kraftfahrzeuges an die Motorsteuerung Signale übermittelt, mit denen die Motordrehzahl nach gespeicherten Kennlinien gesteuert wird. Dazu ist ein Controller vorgesehen, der über Kennlinien für die Motordrehzahl als Funktion des angeforderten Motordrehmomentes und der Zeit verfügt. Die Steuereinrichtung steuert also die Motordrehzahl auf der Grundlage von Zeit- und motordrehmomentabhängigen Kennlinien.
Der kritische Punkt beim Anfahren des Kraftfahrzeuges ist die Wärmebelastung der Kupplung. Die Wärmebelastung der Kupplung, d. h. der Energieeintrag in die Kupplung muß unter einem vorgegebenen Grenzwert bleiben, da es ansonsten zu einem Verbrennen der Kupplung kommen kann. Dabei stellt sich das Problem, welche Anfahrdrehzahl noch zugelassen werden kann, so daß der damit verbundene Wärmeeintrag in die Kupplung unter dem vorgegebenen Grenzwert bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsstrangsteuerung bereitzustellen, die abhängig von den Anfahrbedingungen eine bezüglich der Kupplungsbelastung optimierte Beschleunigung gewährleistet. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die Anfahrdrehzahl während des Anfahrvorganges auf der Grundlage einer Kenngröße zu modifizieren, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges während des gerade vorliegenden Anfahrvorganges widerspiegelt.

Die Erfindung stellt eine Antriebsstrangsteuerung für Kraftfahrzeuge bereit, wobei die anhand von in der Antriebsstrangsteuerung bereitgestellten Kennlinien vorgegebene Soll-Anfahrdrehzahl während des Anfahrvorganges auf der Grundlage einer Kenngröße, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeuges widerspiegelt, modifiziert wird. Die erfindungsgemäße Beeinflussung der Anfahrdrehzahl verwendet also als Ausgangswert die mittels herkömmlicher Kennlinien bereitgestellte Anfahrdrehzahl (d. h. die Soll-Anfahrdrehzahl; der Ausdruck "Soll-" soll verdeutlichen, daß es sich hier um die Anfahrdrehzahl handelt, die anhand der Kennlinien vorgegeben wäre, wenn die erfindungsgemäße Beeinflussung der Anfahrdrehzahl nicht stattfände). Ausgehend von dieser Soll-Anfahrdrehzahl wird dann erfindungsgemäß eine Beeinflussung der Anfahrdrehzahl vorgenommen, um dadurch der jeweiligen Beschleunigungssituation Rechnung zu tragen. Dazu wird eine Kenngröße verwendet, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeuges im Anfahrvorgang widerspiegelt. Dieses Beschleunigungsverhalten kann beispielsweise durch Zuladung des Kraftfahrzeuges, einen Hängerbetrieb oder ein Anfahren am Berg in Grenzbereichen liegen.

Kenngrößen, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges widerspiegeln, sind vorzugsweise der Abtriebsdrehzahlgradient bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Motormoment bzw. die Gaspedalstellung, der Drehzahlgradient der nicht angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges oder die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges.

Die Soll-Antriebsdrehzahl ist in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und der maximalen Belastung (d. h. zulässiges Gespanngewicht bei 12% Steigung) im Hinblick auf die zulässige Arbeitsbelastung der Kupplung definiert. Die Soll- Antriebsdrehzahl ist dazu in Form von Kennlinien beispielsweise als Funktion des Motormomentes oder der Drosselklappen- bzw. Fahrpedalstellung vorgegeben.

Abhängig von dem erfaßten tatsächlichen Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeuges wird die Soll-Antriebsdrehzahl entweder erhöht oder reduziert.

Für den Fall der Erhöhung der Soll-Antriebsdrehzahl aufgrund des tatsächlichen Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeuges wird die Kenngröße mit einem Grenzwert verglichen. Wenn die Kenngröße den Grenzwert übersteigt, wird die Anfahrdrehzahl erhöht. Dazu wird die Soll-Anfahrdrehzahl mit einer maximalen Anhebung addiert, die vorzugsweise noch mit einem Faktor multipliziert wird. Vorzugsweise erfolgt die Erhöhung der Soll-Anfahrdrehzahl gemäß folgender Gleichung:

Anfahrdrehzahl = Soll-Anfahrdrehzahl + Maximale Anhebung.MAX (0; MIN(1; ABS(Kenngröße/Grenzwert) - 1))

Sowohl der Grenzwert als auch die maximale Anhebung können abhängig sein von dem Motormoment und/oder der Motordrehzahl und/oder der Fahrpedalstellung und/oder der Abtriebsdrehzahl. Diese Abhängigkeit ist vorzugsweise in Form von Kennfeldern vorgegeben.

Für den Fall, daß der Grenzwert und/oder die maximale Anhebung von der Abtriebsdrehzahl abhängig bereit gestellt sind, findet erfindungsgemäß für den Fall, daß noch keine Abtriebsdrehzahl vorliegt zunächst eine Überhöhung der Anfahrdrehzahl statt, die dann jedoch sobald eine Abtriebsdrehzahl vorhanden ist, in eine Reduzierung übergeht. Diese Überhöhung der Drehzahl zu Beginn des Anfahrvorganges ist zulässig, da der Wärmeeintrag in die Kupplung ja über die Zeit erfolgt, so daß eine eine überhöhte Anfahrdrehzahl zu Beginn des Anfahrvorganges für sich genommen noch keine Schädigung der Kupplung hervorruft, sofern nach einer gewissen Zeit die Drehzahl wieder reduziert wird, so daß in Mittel der Wärmeeintrag in die Kupplung unter dem vorgegebenen Grenzwert bleibt.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Antriebsstrangsteuerung in der Getriebesteuerung angeordnet.

Die erfindungsgemäße Antriebsstrangsteuerung ist mit dem Vorteil verbunden, daß eine Anfahrkupplung bezüglich ihrer Lebensdauer, ihrem Gewicht, der Kosten und der Fahrzeugbeschleunigung optimiert wird. Ferner sind im Vergleich zu herkömmlichen Antriebsstrangsteuerungen keine zusätzlichen Meßaufnehmer erforderlich.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figur, die eine bevorzugte Ausführungsform zeigt, näher erläutert.
Bei der in der Figur gezeigten Drehzahlberechnung werden zunächst die Soll- Anfahrdrehzahl aus der Kennlinie ausgewiesen, der Abtriebsdrehzahlgradient ermittelt, sowie der Grenzwert und die maximale Anhebung aus den zugehörigen Kennfeldern ausgelesen.
Im nächsten Schritt wird die Kenngröße, d. h. der Abtriebsdrehzahlgradient mit dem ausgelesenen Grenzwert verglichen. Wenn der Abtriebsdrehzahlgradient kleiner ist als der ausgelesene zugehörige Grenzwert, findet keine Modifikation der Anfahrdrehzahl statt, und der Anfahrvorgang wird mit der Soll-Anfahrdrehzahl durchgeführt.
Sobald jedoch die Kenngröße, d. h. der Abtriebsdrehzahlgradient den Grenzwert überschreitet, findet die erfindungsgemäße Beeinflussung der Anfahrdrehzahl statt. Der Soll-Anfahrdrehzahl wird eine Drehzahlerhöhung hinzu addiert, wobei diese Anhebung noch mit einem Korrekturfaktor multipliziert wird, der wiederum von dem Quotienten aus Abtriebsdrehzahlgradienten und Grenzwert abhängt.

Claims

1. Antriebsstrangsteuerung für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die anhand von in der Antriebsstrangsteuerung bereitgestellten Kennlinien vorgegebene Soll-Anfahrdrehzahl während des Anfahrvorganges auf der Grundlage einer Kenngröße, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeuges widerspiegelt, modifiziert wird.

2. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Soll- Anfahrdrehzahl auf der Grundlage der Kenngröße entweder erhöht oder reduziert wird.

3. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Kenngröße der Abtriebsdrehzahlgradient oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Motormoment oder die Gaspedalstellung, der Drehzahlgradient der nicht angetriebenen Vorderräder, oder die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges verwendet wird.

4. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Soll- Anfahrdrehzahl eine Funktion des Motormomentes oder eine Funktion der Drosselklappen- bzw. Fahrpedalstellung ist.

5. Antriebsstrangsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kenngröße mit einem Grenzwert verglichen wird und abhängig von diesem Vergleich eine Modifikation der Soll-Anfahrdrehzahl erfolgt.

6. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 5, wobei eine Modifikation der Soll- Anfahrdrehzahl erfolgt, wenn die Kenngröße den Grenzwert überschreitet.

7. Antriebsstrangsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Erhöhung der Soll-Anfahrdrehzahl durch Addition einer maximalen Drehzahlanhebung erfolgt.

8. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 7, wobei die maximale Anhebung mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird.

9. Antriebsstrangsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Modifikation der Soll-Anfahrdrehzahl gemäß folgender Formel erfolgt:
Anfahrdrehzahl = Soll-Anfahrdrehzahl + Maximale Anhebung.MAX(0; MIN(1; ABS(Kenngröße/Grenzwert) - 1)).

10. Antriebsstrangsteuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Grenzwert abhängig ist vom Motormoment und/oder der Motordrehzahl und/oder der Fahrpedalstellung und/oder der Abtriebsdrehzahl.

11. Antriebsstrangsteuerung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die maximale Anhebung abhängig ist von dem Motormoment und/oder der der Motordrehzahl und/oder der Fahrpedalstellung und/oder der Abtriebsdrehzahl.