DE10105218A1 - Steuerverfahren für Kraftfahrzeuge mit einem System zur automatischen Kontrolle der Kraftübertragung - Google Patents

Steuerverfahren für Kraftfahrzeuge mit einem System zur automatischen Kontrolle der Kraftübertragung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren für ein Kraftfahrzeug, das mit einem System (C) zur automatischen Kontrolle der Übertragung eines Motordrehmoments zwischen dem Motor (M) und den Antriebsrädern (10) ausgerüstet ist, wobei die Übertragung des Drehmoments mittels einer durch das automatische Steuersystem (C) gesteuerten Betätigungseinrichtung (A) unterbrochen und wiederhergestellt wird, wobei das Verfahren darin besteht, den Motor beim Abwürgen, beispielsweise im Anschluß an eine Vollbremsung, wenn die Betätigungseinrichtung (A) die Übertragung des Drehmoments nicht schnell genug unterbrechen konnte, automatisch wieder anzulassen. DOLLAR A Die Erfindung kommt bei Kraftfahrzeugen zur Anwendung, die mit einem automatischen System zur Kontrolle der Übertragung des Motordrehmoments ausgerüstet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Kontrolle der Übertragung eines Antriebsdrehmoments an Antriebsräder, wobei dieses System insbesondere eine Betätigungseinrichtung mit automatischer Steuerung umfaßt, die eine Unterbrechung und Wiederherstellung dieser Übertragung ermöglicht.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik ist diese Betätigungseinrichtung so konstruiert und ausgeführt, daß sie Leistungen aufweist, die für normale Be­ triebsbedingungen geeignet sind und eine Einkuppel­ geschwindigkeit beim Anfahren von wenigstens einer Sekunde, eine Auskuppel- oder Einkuppelgeschwindig­ keit beim Gangwechsel von wenigstens 0,25 Sekunden und eine Auskuppelgeschwindigkeit von wenigstens einer Sekunde beim normalen Anhalten des Fahrzeugs, im wesentlichen aus Komfortgründen im Fahrzeug, sicherstellt.
Es kann jedoch vorkommen, daß ein besonders starkes Bremsen des Fahrzeugs sehr kurzzeitig zu einem Blockieren der Antriebsräder führt, so daß es der Betätigungseinrichtung nicht möglich ist, die Über­ tragung des Drehmoments zu beenden, bevor das Blockieren der Antriebsräder das Abwürgen des Motors zur Folge hat. Bei einer abrupten Bremsung auf einem Boden mit geringer Haftung kann beispielsweise das Herunterfahren der Motordrehzahl 10.000 Umdrehungen/Minute in einer Sekunde erreichen oder sogar über­ schreiten, wobei die Motordrehzahl in 0,2 Sekunden oder weniger von 2.000 Umdrehungen/Minute auf 0 zurückgehen kann, so daß es nicht möglich ist, das Abwürgen des Motors durch die automatische An­ steuerung der Betätigungseinrichtung zu verhindern.
Wenn das Fahrzeug mit einem System zur Verhinderung des Blockierens der Räder beim Bremsen (ABS-System) ausgerüstet ist, verlangsamt sich zwar das Herunter­ fahren der Motordrehzahl, wobei es jedoch in Extrem­ fällen zum Abwürgen des Motors kommen kann (Boden mit sehr geringer Haftung und auch Fehlfunktion oder Ausfall des ABS-Systems).
Es können mehrere Lösungen in Betracht gezogen wer­ den, um dieses Problem zu lösen, wobei jedoch keine dieser Lösungen zu einem völlig zufriedenstellenden Ergebnis führt:
  • - Es kann beispielsweise verhindert werden, daß die Motordrehzahl unterhalb eines vorbestimmten Grenz­ wertes absinkt, was jedoch eine Erhöhung des Geräuschpegels und des Kraftstoffverbrauchs zur Folge hat und was im Falle von Motoren mit einem hohen Drehmoment im unteren Drehzahlbereich, beispielsweise bei Dieselmotoren, nicht anwendbar ist.
  • - Es kann eine schnellere Betätigungseinrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, die Über­ tragung des Drehmoments in 0,1 Sekunden oder weniger zu unterbrechen. Eine solche Betätigungs­ einrichtung ist jedoch kostenaufwendiger, ver­ braucht mehr Energie und ist im allgemeinen platzaufwendiger als die vorgenannten Betätigungs­ einrichtungen nach dem derzeitigen Stand der Technik.
  • - Die Betätigungseinrichtung kann ständig betätigt werden, um ihren Verstellweg in Abhängigkeit von dem übertragenen Motordrehmoment einzustellen, dergestalt, daß sich dieser Verstellweg verkleinert, wenn das übertragene Drehmoment kleiner ausfällt, wodurch sich die erforderlich Zeit für die Unter­ brechung der Übertragung durch die Betätigungs­ einrichtung entsprechend verkürzt. Daraus ergibt sich jedoch keinerlei Vorteil beim Fahren des Fahrzeugs mit hohem Drehmoment im unteren Drehzahl­ bereich, da der Verstellweg der Betätigungsein­ richtung dann maximal ausfällt und die erforder­ liche Dauer für die Unterbrechung der Übertragung durch die Betätigungseinrichtung ebenfalls maximal ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache, effiziente und wirtschaftliche Lösung für dieses Problem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Steuerver­ fahren für ein Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Kontrolle der Übertragung eines Motor­ drehmoments an Antriebsräder, umfassend eine Betätigungseinrichtung, die eine Unterbrechung und Wiederherstellung der Übertragung des Drehmoments ermöglicht, und Mittel zur automatischen Ansteuerung der Betätigungseinrichtung, wobei das Steuerverfahren durch die Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
  • - die Drehzahl des Motors zu überwachen, um ein Risiko hinsichtlich des Abwürgens des Motors zu erfassen,
  • - die Betätigungseinrichtung anzusteuern, um die Übertragung des Motordrehmoments zu unterbrechen, wenn ein Risiko hinsichtlich des Abwürgens erfaßt wird,
  • - wenn die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung dieses Abwürgen verhindert hat, die Betätigungs­ einrichtung anzusteuern, um die Übertragung des Motordrehmoments in Abhängigkeit von der Situation des Fahrzeugs und von etwaigen durch den Fahrer erteilten Anweisungen wiederherzustellen oder nicht,
  • - wenn die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung das Abwürgen des Motors nicht verhindert hat, die Betätigungseinrichtung anzusteuern, um die Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments aufrechtzuerhalten und das Anlassen des Motors zu betätigen,
  • - und nach dem Anlassen des Motors die Betätigungs­ einrichtung anzusteuern, um die Übertragung des Motordrehmoments in Abhängigkeit von der Situation des Fahrzeugs und von etwaigen durch den Fahrer erteilten Anweisungen wiederherzustellen oder nicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Wieder­ anlassen des Motors, wenn die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung das Abwürgen nicht verhindern konnte, in einer sehr kurzen Zeit durch übliche Mittel ausgeführt werden, wie beispielsweise durch einen elektrischen Anlasser oder durch einen Anlassergenerator, so daß das Abwürgen und das Wiederanlassen des Motors vom Fahrer des Fahrzeugs nicht oder so gut wie nicht zu bemerken sind.
Von daher besteht die Möglichkeit, die vorgenannten Betätigungseinrichtungen nach dem Stand der Technik weiterhin zu verwenden, die eine Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments in einer Zeit ermöglichen, die beispielsweise in einer Größenordnung von 0,25 Sekunden oder mehr liegt, und die den Vorteil haben, daß sie relativ kostengünstig und platzsparend sind und daß sie wenig Energie verbrauchen. Dabei stellt sich insgesamt das gleiche Ergebnis ein, als wenn das automatische Kontrollsystem für die Kraftübertragung mit einer schnellen oder sehr schnellen Betätigungseinrichtung ausgerüstet wäre.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Erfassung des Risikos hinsichtlich des Abwürgens des Motors darin besteht, die Drehzahl des Motors und ihre Schwankung­ en zu messen und sie mit vorbestimmten Grenzwerten zu vergleichen, um die Betätigungseinrichtung in Ab­ hängigkeit vom Ergebnis dieser Vergleiche anzusteuern oder nicht.
Dadurch kann dem Abwürgen des Motors vorgebeugt werden, vor allem wenn das Herunterfahren der Motor­ drehzahl zeigt, daß die Drehzahl in sehr kurzer Zeit einen Wert von etwa null erreichen kann.
Das Abwürgen wird vorteilhafterweise erfaßt, wenn die Drehzahl des Motors kleiner oder gleich einem vorbe­ stimmten Wert wird, der beispielsweise etwa 400 Umdrehungen/Minute beträgt.
Die Erfindung kann im Falle eines Fahrzeugs mit einem System zur automatischen Steuerung der Übersetzungs­ verhältnisse besonders vorteilhaft angewendet werden, wobei das Verfahren außerdem im Falle eines Abwürgens des Motors darin besteht, die Übertragung auf Leer­ lauf zu schalten, bevor das Anlassen des Motors be­ tätigt wird. Dadurch wird die durch das erfindungs­ gemäße Steuerverfahren geschaffene Sicherheit ver­ bessert.
Dieses Verfahren ist grundsätzlich bei Fahrzeugen anwendbar, die mit Automatikkupplungen oder mit stufenlos geregelter Kraftübertragung oder mit Schaltautomatik oder auch mit vollautomatischem Getriebe ausgerüstet sind.
Das Verständnis der Erfindung sowie anderer Merkmale, Details und Vorteile der Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung erleichtert, die als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines System zur automatischen Kontrolle der Kraftüber­ tragung in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine Grafik zur schematischen Darstellung eines schnellen Herunterfahrens der Motordrehzahl;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm der Hauptvorgänge des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen M einen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, der durch eine Kupplung E mit einem Getriebe B verbunden ist, durch dessen Ausgang die Antriebsräder 10 des Fahrzeugs über ein Differential D angetrieben werden können.
Die Kupplung E wird durch eine Betätigungseinrichtung A betätigt, die ihrerseits durch ein automatisches Steuersystem C gesteuert wird, das Informations­ verarbeitungsmittel umfaßt. Das Steuersystem C empfängt eine bestimmte Anzahl von Informationen über die Funktionsweise des Motors M, den Zustand der Kupplung E und des Getriebes B und erarbeitet die Sollwerte, die beim Motor, bei der Kupplung und beim Getriebe anzuwenden sind. Außerdem kann es Informationen über die Drehzahl der Antriebsräder 10 empfangen, um beispielsweise deren Blockieren im Anschluß an eine Vollbremsung zu erfassen.
Wie bereits erwähnt, kann dieses Blockieren das Abwürgen des Motors M zur Folge haben, wenn die Kupplung E nicht schnell genug durch die Betätigungs­ einrichtung A betätigt wird, um die Kraftübertragung zu unterbrechen.
Wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, kann das Herunterfahren der Motordrehzahl bei einer Voll­ bremsung und beim Blockieren der Räder sehr schnell erfolgen und in sehr kurzer Zeit gegen null streben.
Um das Abwürgen des Motors zu vermeiden, muß die Unterbrechung der Kraftübertragung durch die Betätigung der Kupplung mittels der Betätigungs­ einrichtung A in bestimmten Fällen in weniger als 0,25 Sekunden erfolgen, was bei Betätigungs­ einrichtungen üblicher Bauart, die zu langsam sind, nicht möglich ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, dessen Haupt­ schritte in Fig. 3 dargestellt sind, kann dieses Problem gelöst werden.
Dieses Verfahren besteht zunächst, wie bei Schritt 12 angegeben, in einer Überwachung der Motordrehzahl, um Risiken hinsichtlich eines Abwürgens zu erfassen. Dazu werden die Drehzahl des Motors und ihre Veränderungen gemessen, woraufhin ein Vergleich mit vorbestimmten Grenzwerten erfolgt.
Wenn das Herunterfahren der Motordrehzahl so aus­ fällt, daß von einem Wert N zu einem Wert nahe null in einer Zeit verlangsamt wird, die kürzer oder in etwa gleich der Dauer ist, die die Betätigungs­ einrichtung A braucht um die Kraftübertragung zu unterbrechen, wird ein Abwürgrisiko erfaßt, wie dies bei 14 angegeben ist.
Der nächste Schritt des Verfahrens besteht darin, die Betätigungseinrichtung A anzusteuern, um die Über­ tragung zu unterbrechen, wie bei 16 angegeben, und anschließend zu überprüfen, ob der Motor abgewürgt ist oder nicht.
Es wird vorteilhafterweise dann davon ausgegangen, daß der Motor abgewürgt ist, wenn seine Drehzahl einen vorbestimmten Minimalwert erreicht, der beispielsweise in einer Größenordnung von 400 Umdrehungen/Minute liegt.
Wenn das Abwürgen, wie bei 18 angegeben, erfaßt wird, besteht der nächste Vorgang des Verfahrens darin, die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung A aufrecht­ zuerhalten, um die Kraftübertragung unterbrochen zu lassen, wie dies bei 20 angegeben ist. Daraufhin wird, wenn das Fahrzeug mit Mitteln zur automatischen Steuerung der Übersetzungsverhältnisse ausgerüstet ist, in der Kraftübertragung auf Leerlauf geschaltet (Leerlauf des Getriebes B), wie dies bei 22 angegeben ist.
Der nächste Schritt des Verfahrens besteht darin, das Anlassen des Motors zu betätigen, wie die bei 24 angegeben ist.
Der bei 26 dargestellte nächste Schritt ist ein Vor­ gang zur Steuerung der Betätigungseinrichtung A, um die Wiederherstellung der Kraftübertragung mittels der Betätigungseinrichtung zu bewirken oder um diese Kraftübertragung unterbrochen zu lassen, in Abhängig­ keit vom Zustand des Fahrzeugs und von den etwaigen durch den Fahrer erteilten Anweisungen, wie bei­ spielsweise eine Betätigung des Bremspedals oder des Fahrpedals.
Das Anlassen des Motors in Schritt 24 erfolgt in weniger als einer Sekunde nach der Erfassung 18 des Abwürgens des Motors unter Verwendung üblicher Mittel wie eines elektrischen Anlassers oder eines Anlasser­ generators. In der Praxis kann das Zeitintervall zwischen der Erfassung des Abwürgens und dem Anlassen des Motors in einer Größenordnung von 0,5 bis 0,7 Sekunden liegen, so daß das Abwürgen und das Wieder­ anlassen des Motors für den Fahrer des Fahrzeugs praktisch nicht wahrnehmbar sind.
Für den Fall, daß die Ansteuerung der Betätigungsein­ richtung bei 16 das Abwürgen des Motors verhindern konnte, wird direkt von Schritt 18 zu Schritt 26 übergegangen, um die Steuerung der Betätigungsein­ richtung in Abhängigkeit vom Zustand des Fahrzeugs und von den durch den Fahrer erteilten Anweisungen zu regeln.

Claims (8)

1. Steuerverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Kontrolle der Übertragung eines Motordrehmoments an Antriebsräder, wobei das System eine Betätigungseinrichtung (A), die eine Unterbrechung und Wiederherstellung der Übertragung des Drehmoments ermöglicht, und Mittel (C) zur automatischen Ansteuerung der Betätigungseinrichtung umfaßt, und wobei das Verfahren folgende Verfahrens­ schritte umfaßt:
die Drehzahl des Motors und Änderungen der Drehzahl des Motors werden überwacht und sie werden mit vorbestimmten Grenzwerten verglichen, um ein Risiko hinsichtlich des Abwürgens des Motors zu erfassen,
die Betätigungseinrichtung (A) wird angesteuert, um die Übertragung des Motordrehmoments zu unter­ brechen, wenn ein Risiko hinsichtlich des Abwürgens erfaßt wird,
wenn die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung ein Abwürgen verhindert hat wird die Betätigungs­ einrichtung angesteuert, um die Übertragung des Motordrehmoments in Abhängigkeit von der Situation des Fahrzeugs und von etwaigen durch den Fahrer erteilten Anweisungen gegebenenfalls wiederherzu­ stellen,
oder, wenn die Ansteuerung der Betätigungseinrich­ tung das Abwürgen des Motors nicht verhindert hat, wird die Betätigungseinrichtung angesteuert, um die Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments aufrechtzuerhalten und das Anlassen des Motors zu betätigen,
wobei nach dem gegebenenfalls erfolgten Anlassen des Motors die Betätigungseinrichtung angesteuert wird, um die Übertragung des Motordrehmoments in Abhängigkeit von der Situation des Fahrzeugs und von etwaigen durch den Fahrer erteilten Anweisungen gegebenenfalls wiederherzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Risikos eines Abwürgens des Motors darin besteht, die Drehzahl des Motors und ihre Veränderungen zu messen und sie mit vorbestimmten Grenzwerten zu vergleichen, wobei die Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Vergleiche gegebenenfalls angesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwürgen erfaßt wird, wenn die Drehzahl des Motors kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwürgen erfaßt wird, wenn die Drehzahl des Motors kleiner oder gleich etwa 400 Umdrehungen/Minute wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen der Erfassung des Abwürgens und dem Wiederanlassen des Motors kleiner als eine Sekunde ist und vorzugsweise in einer Größenordnung von 0,5 bis 0,7 Sekunden liegt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Fahrzeug mit einem System zur automatischen Steuerung der Übersetzungsverhältnisse ausgerüstet ist, außerdem beim Abwürgen des Motors in den Leerlauf der Kraftübertragung geschaltet wird, bevor das Anlassen des Motors betätigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung derart ausgeführt ist, daß die Übertragung des Motordrehmoments in etwa 0,25 Sekunden oder mehr zu unterbrochen werden kann.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Fahrzeugen angewendet wird, die mit Automatik­ kupplungen oder Systemen zur stufenlos geregelten Kraftübertragung oder mit Schaltautomatik oder auch mit vollautomatischen Getrieben ausgerüstet sind.
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