DE10045625A1 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

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Abstract

Eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die zum Antreiben von Antriebsrädern einen Motor und ein stufenloses Automatikgetriebe umfaßt, wird üblicherweise bei normalem Fahrbetrieb in einer Normal-Betriebsart betrieben und bei einem einen bestimmten Wert überschreitenden Schlupf mindestens eines der Antriebsräder in einer Bremseingriffs-Betriebsart betrieben. Während der Bremseingriffs-Betriebsart können starke Schwankungen der Getriebeübersetzung auftreten oder es kann der Fall auftreten, daß mit geringem Motormoment, aber hoher Antriebsdrehzahl, gefahren wird. Dies wird vom Fahrer als unangenehm empfunden. Das neue Verfahren soll den Fahrkomfort erhöhen. DOLLAR A Hierzu wird in der Normal-Betriebsart ein Normal-Motormomentwert als Sollwert des Motormoments vorgegeben und in der Bremseingriffs-Betriebsart das Motormoment auf einen Ist-Motormomentwert reduziert, die Differenz zwischen dem Normal-Motormomentwert und dem Ist-Motormomentwert als Differenzmoment ermittelt und eine maximale Soll-Antriebsdrehzahl in Abhängigkeit des Differenzmoments variiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Die Antriebsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen umfassen üblicherweise einen Motor und ein Getriebe, über das das Motormoment auf Antriebsräder übertragen wird. Zudem ist es üblich, Bremssteuergeräte für besondere Bremsenfunktionen vorzuse­ hen. Derartige Bremsenfunktionen sind beispielsweise unter den Begriffen An­ tischlupfregelung (ASR), elektronische Differentialsperre (EDS) und elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) bekannt. Die besonderen Bremsenfunktionen sind aktiv, wenn eines oder mehrere der Räder des Kraftfahrzeugs einen einen bestimmten Wert überschreitenden Schlupf aufweisen.
Bei einem Kraftfahrzeug mit stufenlosem Automatikgetriebe ist das Übersetzungs­ verhältnis des Automatikgetriebes stufenlos variierbar und ermöglicht somit die op­ timale Ausnutzung des Motormoments. Das Übersetzungsverhältnis wird hierzu mit einem Getrieberegler geregelt, wobei die Regelung nach bestimmten vordefinierten Strategien erfolgen kann. Tritt nun an einem der Antriebsräder ein erhöhter Schlupf auf, so kann dies bei der Getrieberegelung zu einem Anstieg der Regelabweichung führen. Der Getrieberegler würde versuchen diese Regelabweichung auszuregeln, was zu schnellen Änderungen des Übersetzungsverhältnisses und somit zu schnel­ len Änderungen der Momente der Antriebsräder führen würde. Schnelle Änderungen der Momente der Antriebsräder würden jedoch die Wirksamkeit der Bremsenfunk­ tionen beeinträchtigen und zu einer wiederholten Aktivierung und Deaktivierung der Bremsenfunktionen führen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes verhindert, solange eine der Bremsenfunktionen aktiv ist.
Dies hat zur Folge, daß das Motormoment bei längerer Fahrt auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert, beispielsweise auf einer mit Schnee oder Eis bedeckten Fahr­ bahn, insbesondere bei einer Fahrt mit hohem Fahrpedalwinkel, d. h. bei einem ho­ hen Beschleunigungswunsch des Fahrers, durch die Antischlupfregelung fanganhal­ tend stark reduziert wird, die Motordrehzahl aber weiterhin auf hohem Niveau ver­ bleibt. Dies führt zu einem störenden hohen Motorgeräusch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer An­ triebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das eine Verbesserung des Fahr­ komforts bei wirksamen Bremsenfunktionen ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs über ein stufenloses Automatikgetriebe durch einen Motor angetrieben, wobei eine Normal- Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgegeben wird und eine Brem­ seingriffs-Betriebsart für den Fall, daß ein einen bestimmten Wert überschreitender Schlupf mindestens eines der Antriebsräder detektiert wird, vorgegeben wird. In der Normal-Betriebsart wird ein Normal-Motormomentwert als Sollwert des Motormo­ ments des Motors vorgegeben. In der Bremseingriffs-Betriebsart wird das Motor­ moment durch einen durch eine Bremsenfunktion bewirkten Motoreingriff auf einen gegenüber dem Normal-Motormomentwert geringeren Ist-Motormomentwert redu­ ziert. In der Bremseingriffs-Betriebsart wird ferner die Differenz zwischen dem Nor­ mal-Motormomentwert und dem Ist-Motormomentwert als Differenzmoment ermit­ telt und eine maximale Soll-Antriebsdrehzahl für die Antriebsdrehzahl des Automa­ tikgetriebes in Abhängigkeit des Differenzmoments vorgegeben. Unter Antriebs­ drehzahl wird dabei die motorseitige Drehzahl des Automatikgetriebes verstanden, die bei geschlossener Kupplung gleich der Motordrehzahl ist.
Vorzugsweise wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl in der Bremseingriffs- Betriebsart derart vorgegeben, daß sie bei einem einen ersten Schwellwert über­ schreitenden Wert des Differenzmoments fortlaufend reduziert wird, wobei die Re­ duktion vorteilhafterweise mit einer vorgebbaren Änderungsgeschwindigkeit erfolgt und wobei vorzugsweise eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige minimale An­ triebsdrehzahl als untere Grenze der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl nicht unter­ schritten wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird ein unterhalb des ersten Schwellwerts liegender zweiter Schwellwert als weiterer Schwellwert definiert und das die maximale Soll-Antriebsdrehzahl des Automatikgetriebes bei einem den zwei­ ten Schwellwert unterschreitenden Wert des Differenzmoments derart variiert, daß sie fortlaufend bis auf einen bestimmten Grenzwert erhöht wird, wobei diese Erhö­ hung vorzugsweise mit einer von der Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmo­ ments abhängigen Geschwindigkeit erfolgt.
Vorteilhafterweise wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl bei zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert liegenden Differenzmoment auf konstantem Wert festge­ halten.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:
  • - es gewährleistet einen niedrigen Kraftstoffverbrauch bei längeren Fahrten mit aktiven Bremsenfunktionen, da der Motor nicht mit unnötig hohen Antriebsdreh­ zahlen betrieben wird;
  • - der Fahrkomfort wird durch die Reduzierung der Motorgeräusche verbessert, da der Motor nicht mit geringem Motormoment und trotzdem hohen Antriebsdreh­ zahlen betrieben wird;
  • - es wird eine bessere Unterstützung der Bremsenfunktionen gewährleistet, da diese nicht wiederholt aktiviert und deaktiviert werden und ihnen eine für die Regelung ausreichende Momentenreserve zur Verfügung gestellt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel und der Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Zeitdiagramm der Motormomente,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Antriebsdrehzahlen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Betreiben der Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeug eingesetzt, die einen Motor sowie ein stufenloses Automatikgetriebe, d. h. ein Getriebe mit stufenlos variierbarem Übersetzungsverhältnis, umfaßt. Bei der Steuerung der Antriebsvorrichtung wird zwischen einer Normal-Betriebsart und einer Bremseingriffs-Betriebsart unterschieden, wobei die Normal-Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgesehen ist und die Bremseingriffs-Betriebsart für den Fall vorgesehen ist, daß an einem der Antriebsräder des Fahrzeugs ein einen bestimm­ ten Wert überschreitender Schlupf auftritt, der zur Aktivierung einer Bremsfunktion führt. Die Steuerung der Antriebsvorrichtung wird nachfolgend für eine bestimmte Fahrsituation näher erläutert.
Fig. 1 zeigt anhand der Kurve Mn der Verlauf eines im folgenden als Normal- Motormomentwert bezeichneten Motormomentwerts, den man in der Normal- Betriebsart bei der bestimmten Fahrsituation als Sollwert des Motormoments M erhalten würde. Es handelt sich hierbei um einen Wert, der in Abhängigkeit des den Fahrerwunsch vorgebenden Fahrpedalwinkels oder Drosselklappenwinkels und in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern von einem Motorsteuergerät, beispielsweise anhand eines Kennfeldes, ermittelt wird.
Zum Zeitpunkt t1 tritt ein hoher Schlupf an einem der Antriebsräder auf und die An­ tischlupfregelung wird als Bremsenfunktion aktiv. Hierdurch wird durch ein Brems­ steuergerät die Raddrehzahl und somit auch das Radmoment an den Antriebsrädern gesteuert. Mit der Aktivierung der Bremsenfunktion wird auch die Antriebsvorrich­ tung in die Bremseingriffs-Betriebsart geschaltet und das Motormoment M durch die auf das Motorsteuergerät wirkende Bremsenfunktion auf einen Ist-Motormoment­ wert Ma reduziert.
Während der Bremseingriffs-Betriebsart wird die Differenz zwischen dem Normal- Motormomentwert Mn und dem Ist-Motormomentwert Ma als Differenzmoment Md ermittelt und die maximale Soll-Antriebsdrehzahl wird in Abhängigkeit der Diffe­ renzmoments Md derart variiert, daß das Differenzmoment Md nicht zu hoch an­ steigt, daß aber doch noch genügend Momentenreserve für die durch die Bremsen­ funktion durchgeführte Regelung übrig bleibt, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Bremsenfunktion innerhalb kurzer Zeit mehrfach aktiviert und deaktiviert wird.
Die Raddrehzahl der Antriebsräder wird in der Bremseingriffs-Betriebsart durch die Bremsenfunktion bestimmt, so daß die Antriebsdrehzahl durch Variation des Über­ setzungsverhältnisses des Automatikgetriebes gesteuert wird. Das Motormoment M wird dabei durch das Motorsteuergerät auf den gewünschten Wert eingestellt.
In Fig. 2 stellt die Kurve nn den Verlauf der maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl dar, den man in der Normal-Betriebsart als Maximalwert der Soll-Antriebsdrehzahl n erhält, und die Kurve na stellt der Verlauf der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl in der Bremseingriffs-Betriebsart dar.
Gemäß Fig. 2 wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na in der Bremseingriffs- Betriebsart abgesenkt, sobald das Differenzmoment Md einen ersten Schwellwert M1 überschritten hat, also zum Zeitpunkt t2. Die Absenkung erfolgt dabei mit einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit und dauert solange, bis das Differenzmo­ ment Md den ersten Schwellwert M1 wieder unterschreitet. Dies geschieht zum Zeitpunkt t3. Als untere Grenze der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl na wird dabei eine minimale, von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Antriebsdrehzahl n0 vorge­ geben. Die Vorgabe dieser minimale Antriebsdrehzahl n0 erfolgt derart, daß für den Fahrer bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit keine unerwartet hohen Antriebsdreh­ zahl-Änderungen auftreten oder unerwartet niedrige Antriebsdrehzahlen entstehen.
Ab dem Zeitpunkt t3 wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na bis zum Zeitpunkt t4 konstantgehalten, also solange, bis das Differenzmoment Md einen unterhalb des ersten Schwellwerts M1 liegenden zweiten Schwellwert M2 unterschreitet. Dieser zweite Schwellwert M2 wird derart gewählt, daß die dem Differenzmoment Md ent­ sprechende Momentenreserve im Zeitintervall t2 bis t4 ausreichend groß ist, um eine sichere Durchführung der Bremsenfunktion zu gewährleisten, so daß die Brem­ senfunktion nicht innerhalb kurzer Zeit mehrfach aktiviert und deaktiviert wird, was zu einem unruhigen Drehzahlverhalten führen würde. Der erste Schwellwert M1 wird dann derart gewählt, daß aus dem Abstand zwischen den beiden Schwellwerten M1, M2 ein hystereseförmiges Betriebsverhalten resultiert, so daß die maximale Soll-An­ triebsdrehzahl na sich im Wert nicht ständig verändert.
Ab dem Zeitpunkt t4 steigt die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na mit einer vorgeb­ baren Anstiegsgeschwindigkeit bis zur maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl nn als Grenzwert an.
Diese Anstiegsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Differenzmoments Md derart vorgegeben, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na mit erhöhter Anstiegsgeschwindigkeit ansteigt, wenn das Differenzmoment Md, beispielsweise aufgrund einer schlagartigen Erhöhung des Reibwerts der Fahrbahn, sehr schnell ansteigt. Somit wird gewährleistet, daß die maximale Soll- Antriebsdrehzahl na bei der Deaktivierung der Bremsfunktion, d. h. bei der Umschal­ tung in die Normal-Betriebsart, gleich der maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl nn ist oder zumindest in deren Nähe liegt. Beispielsweise kann eine Schwelle für die Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments Md definiert werden und geprüft werden, ob die Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments Md größer oder kleiner als die definierte Schwelle ist. Die Anstiegsgeschwindigkeit der maximaler Soll-Antriebsdrehzahl na läßt sich dann in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen zwei Werten umschalten, die sich beispielsweise um den Faktor 2 vonein­ ander unterscheiden, wobei die Umschaltung derart erfolg, daß eine schnelle Ände­ rung des Differenzmoments Md auch eine schnelle Änderung der maximalen Soll- Antriebsdrehzahl na zur Folge hat.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem Antriebsräder des Kraftfahrzeugs über ein stufenloses Automatikgetriebe durch ei­ nen Motor angetrieben werden, wobei
eine Normal-Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgegeben wird,
eine Bremseingriffs-Betriebsart für den Fall vorgegeben wird, daß ein einen be­ stimmten Wert überschreitender Schlupf an mindestens einem der Antriebsräder detektiert wird,
in der Normal-Betriebsart ein Normal-Motormomentwert (Mn) als Sollwert des Motormoments (M) des Motors vorgegeben wird und
in der Bremseingriffs-Betriebsart das Motormoment (M) gegenüber dem Normal- Motormomentwert (Mn) auf einen Ist-Motormomentwert (Ma) reduziert wird, die Differenz zwischen dem Normal-Motormomentwert (Mn) und dem Ist- Motormomentwert (Ma) als Differenzmoment (Md) ermittelt wird und eine ma­ ximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) für die Antriebsdrehzahl (n) des Automatikge­ triebes in Abhängigkeit des Differenzmoments (Md) vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Soll- Antriebsdrehzahl (na) in der Bremseingriffs-Betriebsart bei einem einen ersten Schwellwert (M1) überschreitenden Wert des Differenzmoments (Md) reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion der ma­ ximalen Soll-Antriebsdrehzahl (na) mit einer vorgebbaren Änderungsgeschwindigkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb des ersten Schwellwerts (M1) liegender zweiter Schwellwert (M2) definiert wird und daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) bei einem den zweiten Schwellwert (M2) unterschreitenden Wert des Differenzmoments (Md) erhöht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der ma­ ximalen Soll-Antriebsdrehzahl (na) mit einer von der Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments (Md) abhängigen Anstiegsgeschwindigkeit erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) bei zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert (M1, M2) liegendem Differenzmoment (Md) konstant gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige minimale Antriebsdrehzahl (n0) als untere Grenze für die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) vorgegeben wird.
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