DE102004011938A1

DE102004011938A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004011938A1
Application number: DE200410011938
Authority: DE
Inventors: Norbert Pelz; René Dr. Kleinhans; Kai Dr. Philipp
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anfahrregelung für Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor (10). Um beim Schließen einer Kupplung in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs ein Absinken einer Drehzahl des Verbrennungsmotors in einen kritischen Drehzahlbereich zu vermeiden, ist es vorgesehen, dass bei Erfassen eines Anfahrwunsches eines Fahrers des Kraftfahrzeugs die Drehzahl auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird, wobei gleichzeitig eine Drehmomentreserve bereitgestellt wird. Bei Absinken der Drehzahl unter einen vorgegebenen Mindestwert wird durch eine entsprechende Veränderung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors (10) aus der bereitgestellten Drehmomentreserve zusätzliches Drehmoment bereitgestellt. Die vorgegebene Drehzahl und die bereitzustellende Drehmomentreserve sind vorzugsweise abhängig von einem Betätigungsgrad eines Fahrpedals (2) ermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor.
Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist es üblich, dass bei einem Anfahrvorgang ein Antriebsstrang, welcher ein Drehmoment von dem Verbrennungsmotor auf Antriebsräder des Kraftfahrzeugs überträgt, zunächst mittels einer Kupplung unterbrochen ist. Der Verbrennungsmotor befindet sich dabei im Leerlauf, d.h. wird mit einer geringen Leerlaufdrehzahl betrieben. Bei dem Anfahrvorgang wird die Kupplung durch eine entsprechende Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs geschlossen. Hierbei besteht die Gefahr, dass durch das zusätzlich aufzubringende Drehmoment beim Schließen der Kupplung die Drehzahl des Verbrennungsmotors so weit verringert wird, dass ein zuverlässiger Betrieb des Verbrennungsmotors nicht mehr gewährleistet ist. Es kommt zu akustischen Problemen, wie z.B. einem Brummen oder Klopfen des Verbrennungsmotors, und schlimmstenfalls zum Abwürgen des Verbrennungsmotors.
Es sind daher Anfahrregler bekannt, welche einen Anfahrwunsch des Fahrers erfassen und den Anfahrvorgang mit einer zusätzlichen Drehmomentanforderung unterstützen. Dabei wird üblicherweise die Größe des Drehmoments durch einen Regelkreis definiert, welcher den Unterschied einer Solldrehzahl, welche aus einem mittels eines Fahrpedals vorgegebenen Fahrerwunschmoment berechnet wird, und einer erfassten Drehzahl des Verbrennungsmotors als Regelgröße verwendet. Als Stellgröße dient dabei üblicherweise eine Zylinderfüllung des Verbrennungsmotors, welche über eine Drosselklappe gesteuert wird. Es besteht hierbei jedoch ein Problem dahingehend, dass bei einem niedrigen Fahrerwunschmoment, d.h. einem geringen durch den Fahrer vorgegebenen Drehmoment, das durch den Verbrennungsmotor bereitgestellte Drehmoment zu gering ausfällt, um bei einem schnellen Einkuppelvorgang ein ausreichendes Drehmoment bereitzustellen. In diesem Fall besteht wiederum die Gefahr, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu stark absinkt. Eine Kompensation der Drehzahlabsenkung durch den Regelkreis wird dadurch erschwert, dass ein Erhöhen der Zylinderfüllung nur verzögert ein höheres Drehmoment erzeugt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche ein unerwünschtes Absinken der Drehzahl eines Verbrennungsmotors bei einem Einkuppelvorgang vermindert und einen verbesserten Anfahrvorgang ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs wird zunächst ein Anfahrwunsch eines Fahrers des Kraftfahrzeugs erfasst. Falls ein Anfahrwunsch des Fahrers erfasst worden ist, wird die Drehzahl eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs auf eine vorgegebene Drehzahl erhöht, wobei eine Zylinderfüllung und weitere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors derart eingestellt werden, dass der Verbrennungsmotor bei der vorgegebenen Drehzahl ein reduziertes Drehmoment erzeugt, welches niedriger ist als ein bei der vorgegebenen Drehzahl und der eingestellten Zylinderfüllung maximal erreichbares Drehmoment. Dies bedeutet, dass die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors derart eingestellt sind, dass der Verbrennungsmotor nicht das für die vorgegebene Drehzahl und die eingestellte Zylinderfüllung maximale Drehmoment erzeugt und somit der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors reduziert ist. Die Differenz zwischen dem maximal erreichbaren Drehmoment und dem erzeugten Drehmoment bildet daher eine Drehmomentreserve. Bei den weiteren Betriebsparametern des Verbrennungsmotors handelt es sich vorzugsweise um eine Zündwinkeleinstellung und/oder eine Einlass- oder Auslassventileinstellung. Die Einlass- oder Auslassventileinstellung kann insbesondere Steuerzeiten eines Einlass- oder Auslassventils, z.B. deren Öffnungszeitpunkte, umfassen. Während des Anfahrvorgangs wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst und, wenn die erfasste Drehzahl einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird mindestens einer der weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors verändert, wodurch eine kurzfristige Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments aus der bereitgestellten Drehmomentreserve bewirkt wird. Dies bedeutet, dass durch das Verändern der weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöht wird, wodurch zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird. Dabei wird vorzugsweise die Zündwinkeleinstellung zu einem optimalen Zündzeitpunkt hin verstellt und/oder ein Öffnungszeitpunkt von Einlass- oder Auslassventilen zu einem optimalen Öffnungszeitpunkt hin verschoben.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anfahrregelung besteht zunächst darin, dass die Drehmomentreserve bereitgestellt wird. Da zum Bereitstellen des zusätzlichen Drehmoments aus der Drehmomentreserve nicht die Zylinderfüllung erhöht werden muss, sondern lediglich die weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors verändert werden müssen, ist für den Fall eines Absinkens der Drehzahl unter einen vorgegebenen Wert eine schnelle Bereitstellung des zusätzlichen Drehmoments möglich. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die weiteren Betriebsparameter, welche zur Bereitstellung des zusätzlichen Drehmoments aus der Drehmomentreserve verändert werden, den Zündwinkeleinstellung und/oder die Einlass- oder Auslassventileinstellung umfassen. In Kombination mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Drehzahlerhöhung ermöglicht dies, das unerwünschte Absinken der Drehzahl des Verbrennungsmotors beim Einkuppelvorgang deutlich zu reduzieren, so dass die Drehzahl nicht in einen kritischen Bereicht unterhalb der Leerlaufdrehzahl gelangt.
Der vorgegebene Wert, auf welchen die Drehzahl beim Anfahrvorgang erhöht wird ist vorzugsweise abhängig vom Betätigungsgrad eines Fahrpedals ausgewählt. Hierdurch ist es dem Fahrer möglich, den Anfahrvorgang nach seinen Vorlieben zu gestalten und z.B. ein beschleunigtes Anfahren mit einem schnellen Einkuppelvorgang durchzuführen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn auch die bereitgestellte Drehmomentreserve abhängig vom Betätigungsgrad des Fahrpedals ausgewählt ist. Auf diese Weise kann für kritische Anfahrvorgänge, d.h. für Anfahrvorgänge mit einer geringen durch den Fahrer vorgegebenen Drehzahlerhöhung, gezielt eine größere Drehmomentreserve bereitgestellt werden.
Da die Bereitstellung der Drehmomentreserve und der erhöhten Drehzahl mit einem verschlechterten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors und somit einem erhöhtem Kraftstoffverbrauch und einer verschlechterten Abgasqualität verbunden ist, ist es vorteilhaft, die Drehzahlerhöhung und die Drehmomentreserve erst beim Erfassen des Anfahrwunsches bereitzustellen und mit steigender Drehzahl oder steigender Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
Zum Erfassen des Anfahrwunsches des Fahrers wird vorzugsweise ein Betätigungsgrad des Fahrpedals überwacht, d.h. der Anfahrwunsch kann beispielsweise an einem geringen Betätigungsgrad des Fahrpedals erkannt werden. Um den gewünschten Anfahrvorgang besser gegenüber anderen Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs abgrenzen zu können, können weiterhin die Betätigung eines Kupplungspedals und/oder ein Fahrzustand, z.B. die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, überwacht werden. Diese Mittel zum Erfassen des Anfahrwunsches des Fahrers sind üblicherweise bereits aus anderen Gründen in dem Kraftfahrzeug vorgesehen und brauchen nicht gesondert bereitgestellt zu werden, so dass nur ein geringer Aufwand erforderlich ist, um den Anfahrwunsch des Fahrers zuverlässig zu erfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt im Zusammenhang mit einem Regelkreis eingesetzt werden, welcher das erzeugte Drehmoment anhand einer Regelgröße regelt, die durch die Differenz einer anhand des Betätigungsgrads des Fahrpedals ermittelten Solldrehzahl und der erfassten Drehzahl des Verbrennungsmotors gebildet ist. Dabei kann speziell eine PID-Regelung oder PD-Regelung verwendet werden. Es sind jedoch auch andere Arten von Regelkreisen denkbar. Auf diese Weise kann der Anfahrvorgang durch den Fahrer dynamisch beeinflusst werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeuges umfasst Mittel zum Erfassen eines Anfahrwunsches eines Fahrers, z.B. anhand eines Betätigungsgrades eines Fahrpedals, anhand einer Kupplungsbetätigung und/oder anhand eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs anhand von Betriebsparametern und Mittel zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung derart ausgestaltet, dass sie, wenn ein Anfahrwunsch des Fahrers erfasst wird, ein Erhöhen der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf einen vorgegebenen Wert veranlasst. Dies geschieht durch ein entsprechendes Einstellen der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, wobei eine Zylinderfüllung des Verbrennungsmotors und weitere Betriebsparameter, z.B. eine Zündwinkeleinstellung, eine Einlassventileinstellung und/oder eine Auslassventileinstellung, derart eingestellt werden, dass der Verbrennungsmotor bei der vorgegebenen Drehzahl ein reduziertes Drehmoment erzeugt. Das reduzierte Drehmoment ist dabei niedriger als ein bei der vorgegebenen Drehzahl und der eingestellten Zylinderfüllung maximal erreichbares Drehmoment, so dass eine Drehmomentreserve bereitgestellt ist. Die Steuervorrichtung ist weiterhin derart ausgestaltet, dass sie, wenn die erfasste Drehzahl einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, mindestens einen der weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors verändert, wodurch aus der bereitgestellten Drehmomentreserve eine kurzfristige Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments bewirkt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens ausgestaltet. Die Vorrichtung ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug als Teil einer Motorsteuerung oder Fahrzeugelektronik eingesetzt.
Die Erfindung ermöglicht es, den Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor erheblich zu verbessern. Insbesondere wird ein Absinken der Drehzahl des in dem Kraftfahrzeug eingesetzten Verbrennungsmotors in einen kritischen Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl weitestgehend vermieden, wodurch einem Abwürgen des Verbrennungsmotors entgegengewirkt wird.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren zur Anfahrregelung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht; und
3 zeigt beispielhaft einen Drehzahlverlauf bei Verwendung der Anfahrregelung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Anfahrregelung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Steuervorrichtung 1 liefert Steuersignale zum Einstellen von Betriebsparametern eines Verbrennungsmotors 10. Die Steuersignale sind in dem Verbrennungsmotor 10 entsprechenden Stellmitteln 11, 12, 13 zugeführt. Bei den Stellmitteln handelt es sich im speziellen um eine Drosselklappeneinstellung 11, eine Zündwinkeleinstellung 12 und eine Einlass- oder Auslassventileinstellung 13. Über die Stellmittel 11, 12, 13 bewirkt die Steuervorrichtung 1 eine Regelung des Drehmoments, welches von dem Verbrennungsmotor 10 erzeugt wird.
Der Steuervorrichtung 1 sind Betätigungssignale von einem elektronischen Fahrpedal 2 und einem Schaltmittel 4 zugeführt. Dabei stellt das Betätigungssignal des elektronischen Fahrpedals ein Maß für den Betätigungsgrad des Fahrpedals 2 dar. Das Schaltmittel 4 ist mechanisch mit einem Kupplungspedal 3 gekoppelt, so dass das Betätigungssignal des Schaltmittels 4 anzeigt, ob das Kupplungspedal 3 betätigt ist oder nicht.
Weiterhin sind der Steuervorrichtung 1 Überwachungssignale von einem Mittel 5 zum Erfassen des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs und von einem Mittel 6 zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 zugeführt. Die Mittel 5 zum Erfassen des Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs erfassen dabei insbesondere, ob sich das Kraftfahrzeug in Bewegung befindet, z.B. über die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
Ein Verfahren zur Anfahrregelung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Vor einem Anfahrvorgang befindet sich das Kraftfahrzeug in Ruhe und der Verbrennungsmotor 10 läuft mit einer Leerlaufdrehzahl. Wenn ein Fahrer einen Anfahrvorgang einleitet, tritt er zunächst das Kupplungspedal 3, legt einen Gang ein, und betätigt leicht das Fahrpedal 2. Diese Vorgänge werden durch entsprechende Mittel, in diesem Fall das Fahrpedal 2 und das Schaltmittel 4, erfasst. Die Betätigungssignale des Fahrpedals 2 und des Schaltmittels 4 sind einem Anfahrwunschblock 20 als Eingangsgrößen 20A zugeführt, in welchem anhand mindestens einem der Betätigungssignale vorzugsweise jedoch anhand deren Kombination der Anfahrwunsch des Fahrers erfasst wird. Es kann weiterhin auch ein Betätigungssignal verwendet werden, welches anzeigt, ob ein Gang eingelegt ist, bzw. welcher Gang eingelegt ist.
Nachdem der Anfahrwunsch des Fahrers erfasst wurde, wird in einem Drehzahlblock 22 anhand des Betätigungsgrads des Fahrpedals 2, welcher dem Drehzahlblock 22 als Eingangsgröße 22A zugeführt ist, eine gegenüber der Leerlaufdrehzahl erhöhte Drehzahl ermittelt. Im Drehmomentreserveblock 24 wird anhand der im Drehzahlblock 22 vorgegebenen Drehzahl, d.h. ebenfalls anhand des Betätigungsgrads des Fahrpedals 2, eine bereitzustellende Drehmomentreserve ermittelt. Dabei wird insbesondere für geringe vorgegebene Drehzahlen eine erhöhte Drehmomentreserve ausgewählt.
Im Einstellblock 26 erfolgt ein Einstellen der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, so dass die vorgegebene Drehzahl erreicht wird. Dies erfolgt mittels eines Regelkreises, welcher die Differenz der erfassten Drehzahl und der vorgegebenen Drehzahl als Regelgröße verwendet, d.h. die vorgegebene Drehzahl wird als Solldrehzahl verwendet. Hierfür sind dem Einstellblock 26 als Eingangsgrößen die erfasste Drehzahl 26A des Verbrennungsmotors 10, der Betätigungsgrad 26B des Fahrpedals 2 und ein Fahrzustandssignal 26C der Mittel 5 zum Erfassen des Fahrzustands zugeführt. Anhand des Betätigungsgrads 26B des Fahrpedals 2 kann im Einstellblock 26 die Solldrehzahl laufend neu ermittelt werden, so dass der Anfahrvorgang von dem Fahrer dynamisch beeinflusst werden kann. Mit der Solldrehzahl wird gleichzeitig auch die bereitzustellende Drehmomentreserve angepasst.
Das Einstellen der Betriebsparameter im Einstellblock 26 erfolgt unter Berücksichtigung der bereitzustellenden Drehmomentreserve. Hierfür werden die Zündwinkeleinstellung 12 und/oder die Einlass- oder Auslassventileinstellung 13 derart eingestellt, dass bei der anhand der Drosselklappe 11 eingestellten Zylinderfüllung und der vorgegebenen Drehzahl der Verbrennungsmotor ein reduziertes Drehmoment erzeugt, welches niedriger ist als ein bei der eingestellten Zylinderfüllung und der vorgegebenen Drehzahl maximal erreichbares Drehmoment. Die Differenz zwischen dem reduzierten Drehmoment und dem maximal erreichbaren Drehmoment bildet die bereitgestellte Drehmomentreserve. Die bereitgestellte Drehmomentreserve bedeutet, dass der Verbrennungsmotor bei der vorgegebenen Drehzahl und der eingestellten Zylinderfüllung nicht das maximal erreichbare Drehmoment erzeugt, d.h. der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ist gegenüber seinem optimalen Wirkungsgrad verschlechtert. Für die eingestellte Zylinderfüllung weichen bei bereitgestellter Drehmomentreserve die weiteren Betriebsparameter, d.h. die Zündwinkeleinstellung, die und/oder die Einlass- oder Auslassventileinstellung daher von ihren optimalen Werten ab. Da die Drehzahl auf den vorgegebenen Wert geregelt wird, bedeutet dies, dass bei bereitgestellter Drehmomentreserve eine größere Zylinderfüllung eingestellt wird als bei gleicher vorgegebener Drehzahl ohne Drehmomentreserve.
Die Größe der bereitgestellten Drehmomentreserve wird abhängig von der vorgegebenen Drehzahl ausgewählt, d.h. insbesondere bei kleinen vorgegebenen Drehzahlen wird verstärkt eine Drehmomentreserve bereitgestellt, da in diesem Fall der Anfahrvorgang besonders kritisch ist.
Weiterhin wird im Einstellblock 26 die erfasste Drehzahl überwacht, und falls die erfasste Drehzahl einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, was der Fall sein kann, wenn die Kupplung geschlossen wird, wird ein Übergang zum Eingriffblock 28 veranlasst. Im Eingriffblock 28 werden die weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, d.h. die Zündwinkeleinstellung und/oder die Einlass- oder Auslassventileinstellung, hin zu ihren optimalen Werten verändert, wodurch aus der Drehmomentreserve zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird, d.h. es erfolgt ein Drehmomenteingriff. Der Vorteil gegenüber einem Drehmomenteingriff durch Steuerung der Drosselklappe 11, wie er z.B. durch den Regelkreis im Einstellblock 26 durchgeführt wird, liegt darin, dass das zusätzliche Drehmoment schneller bereitgestellt wird. In Kombination mit der im Einstellblock 26 eingestellten erhöhten Drehzahl wird das Absinken der Drehzahl des Verbrennungsmotors in einen kritischen Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl vermieden.
Wenn beispielsweise im Einstellblock 26 zur Bereitstellung der Drehmomentreserve die Zündwinkeleinstellung zu im Vergleich zum optimalen Zündzeitpunkt späteren Zündzeitpunkten hin verstellt wurde, erfolgt im Eingriffblock 28 eine Verstellung des Zündzeitpunkts zurück zu einem früheren Zündzeitpunkt, d.h. in Richtung der optimalen Zündwinkeleinstellung.
Dem Eingriffblock 28 ist als Eingangsgröße 28A die erfasste Drehzahl zugeführt, so dass die Zeitdauer, für welche das zusätzliche Drehmoment aus der Drehmomentreserve bereitgestellt wird, abhängig von der erfassten Drehzahl eingestellt werden kann. Abhängig von der erfassten Drehzahl erfolgt ein Übergang zurück zu Einstellblock 26.
In Einstellblock 26 wird die bereitgestellte Drehmomentreserve laufend an die erfasste Drehzahl angepasst. Dabei wird hin zu höheren Drehzahlen die Drehmomentreserve ausgeblendet, so dass der Verbrennungsmotor zunehmend mit optimalem Wirkungsgrad betrieben wird, wodurch Kraftstoffverbrauch und Abgasqualität verbessert werden.
Falls im Einstellblock 26 anhand des zugeführten Fahrzustandssignals und der zugeführten Motordrehzahl ermittelt wird, dass der Anfahrvorgang beendet ist, wird die Drehmomentreserve vollständig reduziert und die Anfahrregelung im Endblock 30 beendet.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfassen die weiteren Betriebsparameter eine Einlass- oder Auslassventileinstellung. Hierbei werden insbesondere Steuerzeiten von Einlassventilen und/oder Auslassventilen, d.h. deren Öffnungszeitpunkte, eingestellt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass zur Bereitstellung der Drehmomentreserve entweder eine Einlassventileinstellung oder eine Auslassventileinstellung, aber auch deren Kombination verwendet werden kann.
3 zeigt beispielhaft einen Drehzahlverlauf bei einem Anfahrvorgang mit der beschriebenen Anfahrregelung als Funktion der Zeit t. Die Drehzahl N des Verbrennungsmotors entspricht zunächst der Leerlaufdrehzahl. Zu einem durch Pfeil A gekennzeichneten Zeitpunkt wird ein Anfahrwunsch des Fahrers erfasst und die Drehzahl erhöht und eine Drehmomentreserve bereitgestellt. Da zu diesem Zeitpunkt noch keine Last mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, ist eine vergleichsweise schnelle Erhöhung der Drehzahl möglich. Zum Zeitpunkt B wird die Kupplung geschlossen, d.h. der Verbrennungsmotor wird einer zusätzlichen Last ausgesetzt, wodurch es zu einem Absinken der Drehzahl N kommt. Die Drehzahl N unterschreitet einen vorgegebenen Mindestwert (nicht dargestellt) und es kommt zu der oben beschriebenen zusätzlichen Bereitstellung von Drehmoment aus der Drehmomentreserve. Aufgrund des zusätzlichen Drehmoments wird das Absinken der Drehzahl N aufgefangen und in einen gemäß dem Anfahrvorgang erwünschten Anstieg überführt. Die Drehzahl N gelangt nicht in einen in 3 durch eine horizontale gestrichelte Linie gekennzeichneten kritischen Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl.
Zum Vergleich sind als gepunktete Linien Drehzahlverläufe ohne anfängliches Erhöhen der Drehzahl (I) und ohne Bereitstellen der Drehmomentreserve (II) dargestellt. In beiden Fällen gelangt die Drehzahl an die Grenze zu dem kritischen Drehzahlbereich und es besteht die Gefahr eines Abwürgens des Verbrennungsmotors.
Die beschriebene Kombination einer Drehzahlerhöhung mit einer Drehmomentreserve verbessert den Anfahrvorgang somit erheblich.

1: Steuervorrichtung
2: Fahrpedal
3: Kupplungspedal
4: Schaltmittel
5: Fahrzustanderfassungsmittel
6: Drehzahlerfassungsmittel
10: Verbrennungsmotor
11: Drosselklappe
12: Zündwinkeleinstellung
13: Einlass- oder Auslassventileinstellung
20: Anfahrwunschblock
20A: Eingangsgrößen
22: Drehzahlblock
22A: Eingangsgrößen
24: Drehmomentreserveblock
26: Einstellblock
26A: erfasste Drehzahl
26B: Fahrpedalbetätigungsgrad
26C: Fahrzustandssignal
28: Eingriffblock
28A: Eingangsgröße
30: Endblock
A, B: Zeitpunkt
N: Drehzahl
t: Zeit

Claims

Verfahren zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch die Schritte: Erfassen eines Anfahrwunsches eines Fahrers des Kraftfahrzeugs, Erhöhen der Drehzahl eines Verbrennungsmotors (10) des Kraftfahrzeugs auf einen vorgegebenen Wert, falls ein Anfahrwunsch des Fahrers erfasst wird, wobei eine Zylinderfüllung und weitere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10) derart eingestellt werden, dass der Verbrennungsmotor (10) bei der vorgegebenen Drehzahl ein reduziertes Drehmoment erzeugt, welches niedriger ist als ein bei der vorgegebenen Drehzahl und der eingestellten Zylinderfüllung des Verbrennungsmotors (10) maximal erreichbares Drehmoment, so dass eine Drehmomentreserve bereitgestellt wird, Erfassen der Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (10), und Verändern von mindestens einem der weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10), wenn die erfasste Drehzahl (N) einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, wobei das Verändern des mindestens einen Betriebsparameters eine kurzfristige Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor (10) erzeugten Drehmoments aus der bereitgestellten Drehmomentreserve bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10) eine Zündwinkeleinstellung (12) umfassen, wobei das Verändern des mindestens einen der weiteren Betriebsparameter zur kurzfristigen Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor (10) erzeugten Drehmoments ein Verstellen der Zündwinkeleinstellung hin zu einem optimalen Zündzeitpunkt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10) eine Einlass- oder Auslassventileinstellung (13) umfassen, wobei das Verändern des mindestens einen Betriebsparameters zur kurzfristigen Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor (10) erzeugten Drehmoments ein Verschieben des Öffnungszeitpunkts eines Einlass- oder Auslassventils hin zu einem optimalen Öffnungszeitpunkt umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert, auf welchen die Drehzahl (N) erhöht wird abhängig vom Betätigungsgrad eines Fahrpedals (2) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentreserve abhängig vom Betätigungsgrad des Fahrpedals (2) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Anfahrwunsches ein Betätigungsgrad eines Fahrpedals (2) überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Anfahrwunsches eine Betätigung eines Kupplungspedals (3) überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Anfahrwunsches ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellte Drehmomentreserve mit steigender Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (10) oder steigender Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Verbrennungsmotor (10) erzeugte Drehmoment mittels eines Regelkreises geregelt wird, welcher die Differenz einer anhand eines Betätigungsgrads eines Fahrpedals (2) ermittelte Solldrehzahl und der Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors als Regelgröße verwendet.
Vorrichtung zur Anfahrregelung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch Mittel (2, 3, 5) zum Erfassen eines Anfahrwunsches eines Fahrers des Kraftfahrzeugs, eine Steuervorrichtung (1) zum Steuern eines Verbrennungsmotors (10) des Kraftfahrzeugs anhand von Betriebsparametern, und Mittel (6) zum Erfassen der Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (10), wobei die Steuervorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn ein Anfahrwunsch des Fahrers erfasst wird, ein Erhöhen der Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (10) des Kraftfahrzeugs auf einen vorgegebenen Wert veranlasst, wobei eine Zylinderfüllung und weitere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10) derart eingestellt werden, dass der Verbrennungsmotor (10) bei der vorgegebenen Drehzahl (N) ein reduziertes Drehmoment erzeugt, welches niedriger ist als ein bei der vorgegebenen Drehzahl und der eingestellten Zylinderfüllung maximal erreichbares Drehmoment, so dass eine Drehmomentreserve bereitgestellt wird, und wobei die Steuervorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn die Drehzahl (N) einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, mindestens einen der weiteren Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (10) verändert, wobei das Verändern des mindestens einen der weiteren Betriebsparameter eine kurzfristige Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor (10) erzeugten Drehmoments aus der bereitgestellten Drehmomentreserve bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Anfahrregelung nach Anspruch 11 oder 12.