-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben
eines Fahrzeugs mit Kraftschluss zwischen einem Antriebsmotor und
einem Rad des Fahrzeugs bei einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl
des Antriebsmotors, auf ein Computer-Programmprodukt mit Anweisungen
zum Steuern eines solchen Verfahrens und auf eine Steuerung eines
Antriebsmotors eines Fahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
Ein
Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor weist herkömmlich eine Leerlaufregelung
auf, die beispielsweise in die elektronische Steuerung des Verbrennungsmotors
integriert ist. Aufgabe der Regelung ist es, unabhängig von
dem verwendeten Schmiermittel bzw. Motoröl, unabhängig von einer Temperatur des
Verbrennungsmotors, unabhängig
von einem zum Betrieb von Hilfsaggregaten (Servolenkung, Klimaanlage,
Generator etc.) aufzubringenden Antriebsmoment und unabhängig von
weiteren Einflüssen
die Drehzahl des Verbrennungsmotors bei einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl
zu halten. Auch bei Kraftschluss zwischen dem Verbrennungsmotor
und dem oder den angetriebenen Rädern
des Fahrzeugs (Automatikgetriebe in einer Fahrstufe bzw. manuelles
Getriebe mit eingelegtem Gang und nicht betätigtem Kupplungspedal) ist
es Aufgabe der Leerlaufregelung, die Drehzahl des Verbrennungsmotors
bei der Leerlauf-Drehzahl zu halten.
-
Durch
die Leerlaufregelung wird verhindert, dass der Verbrennungsmotor
abstirbt. Ferner realisiert die Leerlaufregelung eine „Kriechfunktion", d. h. das Fahrzeug
fährt bei
Kraftschluss zwischen dem Verbrennungsmotor und dem oder den angetriebenen
Rädern
und bei fehlendem Momentenwunsch des Fahrers (Gaspedal bzw. Fahrpedal
nicht betätigt)
mit einer konstanten geringen Geschwindigkeit, die der Leerlauf-Drehzahl
entspricht.
-
Ein
herkömmlicher
Leerlaufregler umfasst einen PID-Regler, dessen Integral-Anteil eine bleibende
Regelabweichung verhindert, indem er Fahrwiderstände (Rollreibung, Luftwiderstand,
Steigung oder Gefälle
des befahrenen Untergrunds) „auflernt". Bei konstanten
Fahrwiderständen,
insbesondere konstanter Steigung bzw. konstantem Gefälle des
befahrenen Untergrunds und bei einer langsamen Änderung der Fahrwiderstände bewirkt
der Leerlaufregler die erwünschte
konstante Drehzahl des Verbrennungsmotors und die erwünschte konstante
Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Bei einer abrupten Änderung
eines Fahrwiderstands, insbesondere der Steigung bzw. des Gefälles des
befahrenen Untergrunds, reagiert ein herkömmlicher Leerlaufregler jedoch
zu langsam. Dies wird von Insassen des Fahrzeugs als Längsruckeln,
in Form eines variierenden Motorgeräusches und als Komfort-Defizit
wahrgenommen.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Kraftschluss zwischen einem Antriebsmotor
und einem Rad des Fahrzeugs bei einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl
des Antriebsmotors, ein Computer-Programmprodukt mit Anweisungen
zum Steuern eines solchen Verfahrens und eine Steuerung eines Antriebsmotors
zu schaffen, die auch bei einer Änderung
der Steigung oder des Gefälles
des befahrenen Untergrunds eine verbesserte Konstanz der Drehzahl
des Antriebsmotors ermöglichen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, eine Regelung der Drehzahl
des Antriebsmotors durch eine Vorsteuerung zu ergänzen, die
die Änderungen
des Winkels zwischen einem von dem Fahrzeug befahrenen Untergrund
und der Horizontalen verwendet. Erfindungsgemäß wird ein erstes Antriebsmoment
als zum Halten der vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl des Antriebsmotors
erforderliches Antriebsmoment durch einen Regler ermittelt, dessen
Stellgröße das erste
Antriebsmoment ist. Ferner wird eine Änderung des Winkels zwischen
einem von dem Fahrzeug befahrenen Untergrund und der Horizontalen
erfasst, beispielsweise durch einen Sensor einer Niveauregulierung
des Fahrzeugs, durch einen Sensor für eine Beschleunigung des Fahrzeugs
in Längsrichtung,
durch einen Sensor für
eine Beschleunigung des Fahrzeugs in vertikaler Richtung, durch
einen Sensor für
eine Drehgeschwindigkeit oder Drehbeschleunigung eines Rads des
Fahrzeugs, durch einen Vergleich der durch einen Sensor gemessenen
Längsbeschleunigung
des Fahrzeugs mit der von einem anderen Sensor gemessenen Drehbeschleunigung
eines Rads, durch einen Vergleich eines vom Antriebsmotor erzeugten
Antriebsmoments und einer von einem Sensor erfassten Beschleunigung
des Fahrzeugs in Längsrichtung
oder in vertikaler Richtung etc. Aus der erfassten Änderung
des Winkels zwischen dem befahrenen Untergrund und der Horizontalen
wird ein Änderungswert
des Antriebsmoments ermittelt. Das Fahrzeug wird mit der Summe des
von dem Regler als Stellwert ermittelten ersten Antriebsmoments
und des Änderungswerts
angetrieben.
-
Wenn
der Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und einem oder mehreren
Rädern
des Fahrzeugs unterbrochen wird, wird das beschriebene Verfahren
beendet. Alternativ wird das Verfahren fortgesetzt, wobei im Moment
der Unterbrechung des Kraftschlusses der erwähnte Änderungswert auf den negativen
Wert des zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlichen Antriebsmoments
gesetzt wird, um einen im Wesentlichen konstanten zeitlichen Verlauf
der Drehzahl zu ermöglichen.
Dadurch wird der Wegfall des Fahrwiderstands-Moments berücksichtigt
und eine akustisch störende
kurzzeitige Erhöhung
der Drehzahl verhindert.
-
Die
vorliegende Erfindung ist sowohl auf ein Fahrzeug, das ausschließlich durch
einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, als auch auf ein Hybridfahrzeug,
das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor aufweist, anwendbar.
Ferner ist das Verfahren auf ein Fahrzeug anwendbar, das nicht durch
einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, dessen Fahrverhalten aber ähnlich wie
ein Hybridfahrzeug bei reinem Elektroantrieb das Fahrverhalten eines
durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeugs simulieren
soll. Im Fall eines Fahrzeugs, das nicht durch einen Verbrennungsmotor,
sondern durch einen Elektromotor angetrieben wird, tritt anstelle
der tatsächlichen
Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen Antriebsmotor und einem oder
mehreren Antriebsrädern
des Fahrzeugs eine Änderung
des Fahrprogramms, beispielsweise entsprechend einem Übergang
eines Wählhebels
eines Automatikgetriebes von einer Dauerfahrstellung D in einen Leerlauf
N oder eine Parkstellung P.
-
Die
Erfindung kann sowohl in Form eines Verfahrens als auch in Form
eines Computerprogramms mit Anweisungen zum Steuern eines Verfahrens
und in Form einer Steuerung eines Antriebsmotors implementiert werden.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
Ausführungsbeispiele
werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines von einem Fahrzeug befahrenen Untergrunds
und resultierender Verläufe
des Fahrwiderstands, der Drehzahl des Antriebsmotors und des Antriebsmoments;
-
2 eine
schematische Darstellung eines Antriebsmotors mit einer Steuerung;
und
-
3 eine
schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt
ganz oben eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10,
das sich mit einer Geschwindigkeit vFzg auf
einen Untergrund 11, 12, 13 bewegt. Der
Untergrund weist einen ersten, horizontalen Abschnitt 11,
einen zweiten Abschnitt 12 mit einem Winkel α gegenüber der
Horizontalen und einen dritten, horizontalen Abschnitt 13 auf. Übergänge 16, 17 zwischen
dem ersten Abschnitt 11 und dem zweiten Abschnitt 12 bzw.
zwischen dem zweiten Abschnitt 12 und dem dritten Abschnitt 13 sind
durch vertikale unterbrochene Linien 16, 17 dargestellt.
-
Darunter
zeigt ein idealisiertes Diagramm den Fahrwiderstand des Fahrzeugs
10.
Der Abszisse ist der Ort x, der Ordinate ist das Fahrwiderstands-Moment,
M
F zugeordnet. Das Fahrwiderstands-Moment
M
F weist im ersten Abschnitt
11 und
im dritten Abschnitt
13 jeweils einen ersten Wert M
F1 auf, der im Wesentlichen durch den Rollwiderstand
der Räder
des Fahrzeugs
10 auf dem befahrenen Untergrund, durch Reibung
in den Lagern der Räder
und des Antriebsstrangs des Fahrzeugs
10 und durch den
Luftwiderstand des Fahrzeugs
10 bestimmt ist. Im zweiten
Abschnitt
12 weist das Fahrwiderstands-Moment M
F einen zweiten Wert M
F2 auf,
der größer ist
als der erste Wert M
F1. Zu dem zweiten Wert
M
F2 des Fahrwiderstands-Moments M
F trägt neben
den oben genannten Beiträgen,
die auch zum ersten Wert M
F1 beitragen,
die Hangabtriebskraft bei. Die Differenz zwischen dem zweiten Wert
M
F2 und dem ersten Wert M
L1 beträgt
wobei m
Fzg die
Masse des Fahrzeugs, g die Gravitationskonstante, r
Rad der
Radius des oder der angetriebenen Räder, i
Getriebe das Über- oder
Untersetzungsverhältnis
des Getriebes und η
Getriebe der Wirkungsgrad des Getriebes sind.
-
In
einem weiteren Diagramm in 1 ist in
schematischer Weise die Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs 10 in
Abhängigkeit
vom Ort x dargestellt. Der Abszisse ist wiederum der Ort x, der
Ordinate die Drehzahl nist zugeordnet. Im
untersten Diagramm zeigt 1 schematisch den Verlauf des
vom Antriebsmotor des Fahrzeugs 10 bereitgestellten Antriebsmoments
ML. Der Abszisse ist wieder der Ort x zugeordnet,
der Ordinate das Antriebsmoment ML.
-
Während das
Fahrzeug 10 den horizontalen ersten Abschnitt 11 befährt, entspricht
die Drehzahl nist des Antriebsmotors der
vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl nsoll, und
das vom Antriebsmotor erzeugte Antriebsmoment ML weist
einen ersten Wert ML1 auf, der den gleichen
Betrag hat, wie der erste Wert MF1 des Fahrwiderstands-Moments
MF. Am Übergang 16 zwischen
dem horizontalen ersten Abschnitt 11 und dem ansteigenden
zweiten Abschnitt 12 des befahrenen Untergrunds steigt
der Fahrwiderstand MF abrupt auf den zweiten Wert
MF2 an. Bedingt durch das Regelungsverhalten
der Leerlaufregelung des Antriebsmotors des Fahrzeugs 10 steigt
das Antriebsmoment ML jedoch nur erst verzögert und
mit einem deutlichen Überschwinger
an. In der Folge unterschreitet die Drehzahl nist des
Antriebsmotors vorübergehend
die vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl nsoll deutlich.
Erst nach einer gewissen Zeit bzw. einer gewissen zurückgelegten
Strecke nimmt das Antriebsmoment ML einen
zweiten Wert ML2 an, der den gleichen Betrag
aufweist, wie der zweite Wert MF2 des Fahrwiderstands-Moments
MF.
-
Beim Übergangs 17 zwischen
dem ansteigenden zweiten Abschnitt 12 und dem horizontalen
dritten Abschnitt 13 des befahrenen Untergrunds sinkt das
Fahrwiderstands-Moment MF abrupt vom zweiten
Wert MF2 auf den ersten Wert MF1 ab.
Bedingt durch das Regelungsverhalten der Leerlaufregelung des Antriebsmotors des
Fahrzeugs 10 geht das vom Antriebsmotor erzeugte Antriebsmoment
ML erst allmählich vom zweiten Wert ML2 auf den ersten Wert ML1 zurück. Entsprechend übersteigt
die Drehzahl nist des Antriebsmotors die
vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl
nsoll vorübergehend deutlich. Die Variationen
der Drehzahl nist des Antriebsmotors an
den Übergängen 16, 17 haben
entsprechende Variationen der Geschwindigkeit vFzg des
Fahrzeugs 10 zur Folge, die von Insassen des Fahrzeugs 10 als
Längsruckeln
des Fahrzeugs und als Komfortverlust wahrgenommen werden.
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung einer Steuerung von Antriebsmotoren,
mit der das oben anhand der 1 beschriebene
Längsrucken
reduziert wird. In diesem Beispiel weist das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine
bzw. einen Verbrennungsmotor 31 mit einer zugeordneten
Steuerung 32 und einem Drehzahlsensor 33 sowie
einen Elektromotor 34 mit einer zugeordneten Steuerung 35 auf.
Sowohl der Verbrennungsmotor 31 als auch der Elektromotor 34 sind
zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen und über in 2 nicht
dargestellte Getriebe oder auch direkt mit einem oder mehreren Antriebsrädern des
Fahrzeugs verbunden. Die Steuerung 32 für den Verbrennungsmotor 31 steuert
beispielsweise Anstellwinkel von einer oder mehreren Drosselklappen,
Zündzeitpunkte
von Zündkerzen,
Einspritzmengen und Einspritz-Zeitpunkte einer Kraftstoff-Einspritzanlage,
die Geometrie eines Abgasturboladers, Öffnungswinkel von Einlass-
und Auslass-Ventilen
etc. Die dem Elektromotor 34 zugeordnete Steuerung 35 steuert
beispielsweise Spannungen, Ströme,
Phasen und Frequenzen einer elektrischen Leistungsversorgung für den Elektromotor 34.
-
Ferner
sind ein erster Sensor 37 und ein zweiter Sensor 38 vorgesehen.
Die Sensoren 37, 38 sind beispielsweise Beschleunigungssensoren,
die eine Beschleunigung des Fahrzeugs in Längsrichtung und/oder in vertikaler
Richtung erfassen, Sensoren einer Niveauregulierung oder Sensoren
für Raddrehzahlen.
Es können auch
mehr als zwei Sensoren vorgesehen sein.
-
Eine
Steuerung 40 umfasst einen ersten Eingang 41,
der mit dem Drehzahlsensor 33 des Verbrennungsmotors 31 gekoppelt
ist, um ein Drehzahlsignal zu empfangen. Ferner umfasst die Steuerung 40 einen zweiten
Eingang 42, der mit dem ers ten Sensor 37 gekoppelt
ist, und einen dritten Sensor 43, der mit dem zweiten Sensor 38 gekoppelt
ist. Die Steuerung 40 umfasst einen Speicher 44,
in dem die vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl nsoll in
analoger oder in digitaler Weise abgelegt ist. Anstelle eines Speichers
kann auch eine andere Einrichtung die vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl
nsoll vorgeben, beispielsweise abhängig von
einer Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors oder anderen Parametern.
Ferner umfasst die Steuerung 40 einen Regler 45,
eine Einrichtung 46 zum Ermitteln einer Änderung
eines Winkels eines von dem Fahrzeug befahrenen Untergrunds relativ
zur Horizontalen, einen Addierer 47, eine Hybrid-Steuerung 48 und
einen Subtrahierer 49.
-
Ein
erster Eingang des Subtrahierers 49 ist mit dem ersten
Eingang 41 der Steuerung 40 gekoppelt, ein zweiter
Eingang des Subtrahierers 49 ist mit einem Ausgang des
Speichers 44 gekoppelt. Ein Ausgang des Subtrahierers 49 ist
mit einem Eingang des Reglers 45 gekoppelt. Ein Ausgang
des Reglers 45 ist mit einem ersten Eingang des Addierers 47 gekoppelt.
Eingänge
der Einrichtung 46 sind mit dem zweiten Eingang 42 bzw.
dem dritten Eingang 43 der Steuerung 40 gekoppelt.
Ein Ausgang der Einrichtung 46 ist mit einem zweiten Eingang
des Addierers 47 gekoppelt. Ein Ausgang des Addierers 47 ist
mit einem Eingang der Hybrid-Steuerung 48 gekoppelt.
Ein erster Ausgang der Hybrid-Steuerung 48 ist mit der
Steuerung 32 des Verbrennungsmotors 31 gekoppelt.
Ein zweiter Ausgang der Hybrid-Steuerung 48 ist mit einem
Eingang der Steuerung 35 für den Elektromotor 34 gekoppelt.
-
Der
Regler 45 ist beispielsweise ein PID-Regler und erzeugt
abhängig
von der von dem Subtrahierer 49 bestimmten Abweichung der
vom Drehzahlsensor 33 erfassten Drehzahl des Verbrennungsmotors 31 von der
vom Speicher 44 vorgegebenen vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl
(Regelabweichung) an seinem Ausgang ein erstes Antriebsmoment als
Stellgröße. Das
vom Regler 45 erzeugte erste Antriebsmoment hätte, wenn
es unmittelbar zur Steuerung des Verbrennungsmotors 31 über dessen
Steuerung 30 verwendet würde, einen Verlauf ähnlich dem
oben in 1 dargestellten Verlauf des
Antriebsmoments ML. Bei der in 2 dargestellten
Steuerung 40 ist das von dem Regler 45 erzeugte
erste Antriebsmoment lediglich eine Eingangsgröße des Addierers 47 und
wird durch einen von der Einrichtung 46 erzeugten Änderungswert
korrigiert.
-
Die
Einrichtung 46 erfasst eine Änderung des Winkels α zwischen
dem vom Fahrzeug befahrenen Untergrund und der Horizontalen. Dazu
empfängt
die Einrichtung 46 über
den zweiten Eingang 42 und den dritten Eingang 43 der
Steuerung 40 Signale von den Sensoren 37, 38 und
verarbeitet diese. Beispielsweise erfasst die Einrichtung 46 über Sensoren
der Niveauregulierung des Fahrzeugs ein Ein- oder Ausfedern der
Räder, das
sowohl durch einen abrupten Übergang 16, 17 als
auch durch einen kontinuierlicheren Übergang zwischen Abschnitten 11, 12, 13 des
befahrenen Untergrunds mit unterschiedlicher Steigung bzw. unterschiedlichem Gefälle hervorgerufen
wird. Alternativ oder zusätzlich
erfasst die Einrichtung 46 eine vertikale Beschleunigung des
Fahrzeugs, insbesondere beispielsweise eine vertikale Beschleunigung
an der Vorderachse oder an der Hinterachse. Alternativ oder zusätzlich erfasst
die Einrichtung 46 eine Rotationsbeschleunigung von einem oder
mehreren Rädern
des Fahrzeugs. Diese Rotationsbeschleunigung kann beispielsweise
mit einem momentan von dem oder den Motoren 31, 34 erzeugten
Antriebsmoment verglichen werden.
-
Aus
den von den Sensoren 37, 38 erzeugten Signalen
ermittelt die Einrichtung 46 eine Änderung des Winkels des von
dem Fahrzeug befahrenen Untergrunds gegenüber der Horizontalen und daraus
einen zur Konstanthaltung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 31 trotz
der Änderung
des Winkels erforderlichen Änderungswert
des von den Antriebsmotoren 31, 34 zu erzeugenden
Antriebsmoments. Dazu kann beispielsweise die oben angegebene Gleichung
1 verwendet werden. Anders ausgedrückt, berechnet die Einrichtung 46 aus
der Änderung
des Winkels α zwischen
dem von dem Fahrzeug 10 befahrenen Untergrund und der Horizontalen
die dadurch hervorgerufene Änderung
MF2 – MF1 des Fahrwiderstands-Moments MF bzw.
die den gleichen Betrag aufweisende Änderung des zur Konstanthaltung
der Drehzahl nist des Verbrennungsmotors 31 bei der
vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl nsoll erforderliche Änderung
ML2 – ML1 des von den Antriebsmotoren 31, 34 zu
erzeugenden Antriebsmoments ML. Im Unterschied
zu dem Regler 45, der die erforderliche Änderung des
Antriebsmoments ML erst allmählich realisiert,
ermittelt die Einrichtung 46 den Änderungswert ML2 – ML1 des erforderlichen Antriebsmoments ML bereits bei der Änderung der Steigung bzw. des
Gefälles,
insbesondere beispielsweise unmittelbar am Übergang 16 zwischen
dem ersten Abschnitt 11 und dem zweiten Abschnitt 12 bzw.
am Übergang 17 zwischen
dem zweiten Abschnitt 12 und dem dritten Abschnitt 13 des
befahrenen Untergrunds oder unmittelbar danach.
-
Der
von der Einrichtung 46 erzeugte Änderungswert wird vom Addierer 47 zu
dem von dem Regler 45 erzeugten ersten Antriebsmoment addiert,
um ein zweites Antriebsmoment zu erzeugen, das an die Hybrid-Steuerung 48 als
Sollwert bzw. Vorgabe übertragen
wird. Die Hybrid-Steuerung 48 teilt das von den Antriebsmotoren 31, 34 in
der Summe zu erzeugende zweite Antriebsmoment abhängig von
einem Betriebszustand des Fahrzeugs, einem Ladezustand eines Akkumulators
zur Bereitstellung elektrischer Leistung für den Elektromotor 34,
einer Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 31 und
anderen Eingangsgrößen in ein von
dem Verbrennungsmotor 31 zu erzeugendes Antriebsmoment
und ein von dem Elektromotor 34 zu erzeugendes Antriebsmoment
auf und übermittelt
diese an die zugeordneten Steuerungen 32, 35.
Die Steuerungen 32, 35 steuern den Verbrennungsmotor 31 und
den Elektromotor 34 so, dass diese die von der Hybrid-Steuerung 48 vorgegebenen
Antriebsmomente und in der Summe das vom Addierer 47 erzeugte
zweite Antriebsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs 10 bereitstellen.
-
Die
Aufteilung des zweiten Antriebsmoments durch die Hybrid-Steuerung 48 auf
den Verbrennungsmotor 31 und den Elektromotor 34 kann
beliebig erfolgen. Beispielsweise kann in einem reinen Elektrobetrieb das
gesamte zweite Antriebsmoment von dem Elektromotor 34 erzeugt
werden. In einem reinen Verbrennungsmotor-Betrieb kann das gesamte
zweite Antriebsmoment von dem Verbrennungsmotor 31 erzeugt
werden, beispielsweise wenn ein Akkumulator zur Bereitstellung von
elektrischer Leistung für
den Elektromotor 34 leer ist. Wenn beispielsweise in einem
Gefälle
das zweite Antriebsmoment negativ ist, kann der Elektromotor 34 generatorisch
betrieben werden, um Höhenenergien
des Fahrzeugs 10 in elektrische Energie zu wandeln, die
in einen Akkumulator gespeichert wird.
-
Sobald
der Fahrer des Fahrzeugs 10 ein Kupplungspedal drückt, einen
Wählhebel
eines Automatikgetriebes in eine Stellung N bringt oder ein Gaspedal
bzw. Fahrpedal des Fahrzeugs 10 drückt, kann die Steuerung des
Verbrennungsmotors 31 und des Elektromotors 34 auf
andere Weise erfolgen. Wenn das Fahrzeug kein Hybrid-Fahrzeug ist,
sondern lediglich einen Verbrennungsmotor 31 oder lediglich
einen Elektromotor 34 aufweist, entfällt die Hybrid-Steuerung 48,
und der Ausgang des Addierers 47 ist unmittelbar mit der
entsprechenden Steuerung 32, 35 des Antriebsmotors 31, 34 gekoppelt.
-
Die
oben anhand der 2 beschriebene Steuerung 40 kann
teilweise oder vollständig
mit der Steuerung 32 für
den Verbrennungsmotor 31 und/oder mit der Steuerung 35 für den Elektromotor 34 integriert
sein. Die Funktionen der einzelnen Komponenten der Steuerung 40 können auf
andere Weise als oben mit Bezug auf 2 dargestellt
auf Komponenten der Steuerung 40 aufgeteilt sein. Insbesondere
können
die Funktionen der oben anhand der 2 beschriebenen
Komponenten durch einen oder mehrere Prozessoren, Gate-Arrays, Analog-Digitalwandler
oder andere Einrichtungen realisiert sein.
-
3 zeigt
ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines
Fahrzeugs mit Kraftschluss zwischen einem Antriebsmotor und einem
Rad des Fahrzeugs bei einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl des
Antriebsmotors. Obwohl das Verfahren auch auf andere Situationen
anwendbar ist, als oben anhand der 1 dargestellt
und obwohl das Verfahren auch durch andere Vorrichtungen gesteuert
werden kann, als oben anhand der 2 dargestellt,
werden nachfolgend zur Vereinfachung des Verständnisses Bezugszeichen aus
den 1 und 2 verwendet. Die Schritte des
Verfahrens werden vorzugsweise periodisch oder aperiodisch wiederholt.
Ferner werden die Schritte des Verfahrens vorzugsweise durch Anweisungen
eines Computer-Programmprodukts in Form von Software oder Firmware
gesteuert.
-
In
einem ersten Schritt 91 wird ein erstes Antriebsmoment,
das zum Halten einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl nsoll erforderlich
ist, durch einen Regler 45 ermittelt. Bevorzugt ist das
erste Antriebsmoment Stellgröße einer
durch den Regler 45 vorgenommenen Regelung der Drehzahl
des Antriebsmotors. In einem zweiten Schritt 92 wird eine Änderung
des Winkels α eines
von dem Fahrzeug befahrenen Untergrunds gegenüber der Horizontalen erfasst.
Die Änderung
des Winkels wird beispielsweise aus Signalen von Sensoren ermittelt,
wie es oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben
wurde. In einem dritten Schritt 93 wird aus der Änderung
des Winkels α ein Änderungswert
des Antriebsmoments ermittelt. Der Änderungswert entspricht der
zur Konstanthaltung der Drehzahl des Antriebsmotors trotz der Änderung
des Winkels α erforderlichen Änderung
des Antriebsmoments. Der zweite Schritt 92 und der dritte
Schritt 93 werden bei den oben anhand der 2 dargestellten
Beispiel durch die Einrichtung 46 durchgeführt.
-
In
einem vierten Schritt 94 werden das vom Regler 45 im
ersten Schritt 91 ermittelte erste Antriebsmoment und der
im dritten Schritt 93 ermittelte Änderungswert addiert, um ein
zweites Antriebsmoment zu erhalten. In einem fünften Schritt 95 wird
das Fahrzeug mit dem zweiten Antriebsmoment angetrieben. Dazu wird das
zweite Antriebsmoment als Sollwert bzw. Vorgabe an eine oder mehrere
Steuerungen 32, 35 von einem bzw. mehreren Antriebsmotoren 31, 34 übertragen,
damit die Antriebsmotoren 31, 34 in der Summe
das zweite Antriebsmoment erzeugen.
