DE102009022528B4 - Einrichtung zur Verbesserung des Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Verbesserung des Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, dessen Antriebsmotor von einem elektronischen Motorsteuergerät gesteuert wird,wobei im Motorsteuergerät zumindest die Kupplungsposition, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Brennkraftmaschinendrehzahl und das Kupplungsmoment und/oder das Motormoment als Parameter ausgewertet werden, und dass vom Motorsteuergerät bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Kupplungsmoments und/oder bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Motormoments eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl vorgegeben wird, solange eine definierte Anfahrsituation erkannt wird,wobei im Motorsteuergerät auch die Fahrpedalstellung als Parameter ausgewertet wird und dass eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl nur dann vorgegeben wird, wenn die Fahrpedalstellung einen vorgegebenen unteren Schwellwert überschreitet undwobei eine definierte Anfahrsituation erkannt wird, wenn sich die Kupplung zwischen einer im Wesentlichen geschlossenen Position und einer im Wesentlichen geöffneten Position befindet und die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung des Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges.
- Eine derartiger Einrichtung ist beispielsweise aus der
DE 41 40 328 A1 , derDE 10 2004 011 938 A1 und derDE 10 2006 033 025 A1 bekannt, bei der grundsätzlich bei Erkennung eines Anfahrvorganges über den Kupplungsschalter am Kupplungspedal eines Kraftfahrzeuges eine Motordrehzahlanhebung vorgeschlagen wird. Der hieraus bekannten Grundmaßnahme liegt folgendes Problem zugrunde: Aufgrund der strengen Abgas- und Verbrauchsvorschriften bei modernen Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen soll die Leerlaufdrehzahl möglichst niedrig eingestellt werden. Durch die niedrige Leerlaufdrehzahl kommt es bei Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetriebe jedoch häufig zu Schwierigkeiten beim Anfahren, da die bisher bekannten Leerlaufregelsysteme so ausgebildet sind, dass sie erst mit einer Drehzahlanhebung und damit einer Anhebung der Vorsteuerwerte für den Leerlaufsteller sowie für die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine reagieren, wenn bereits eine erhebliche Drehzahlabsenkung von der vorgegebenen Leerlauf-Solldrehzahl erkannt wurde. Häufig reagieren die bekannten Leerlaufregelsysteme nicht schnell genug, so dass die Brennkraftmaschine beim Anfahren des Kraftfahrzeuges sehr leicht „abgewürgt“ wird. Gemäß der bekannten Einrichtung ist an der Kupplung bzw. am Kupplungspedal des Kraftfahrzeuges ein Kupplungsstellungsgeber vorgesehen ist, der so eingestellt ist, dass er beim Einkuppeln der Kraftfahrzeugkupplung unmittelbar vor dem Kraftschluss der Kraftfahrzeugkupplung ein Kupplungseingriffssignal an die Brennkraftmaschinensteuerung abgibt und dass die Brennkraftmaschinensteuerung bei Eintreffen des Kupplungseingriffssignals den Leerlaufdrehzahl-Sollwert und damit die an den Leerlaufsteller sowie an die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine abzugebenden Vorsteuerwerte um einen jeweils vorgebbaren Betrag anhebt. - Hierdurch wird erreicht, dass bereits vor der Belastung der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges mit dem Anfahrdrehmoment die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine und damit die Vorsteuerwerte für den Leerlaufsteller sowie für die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine so angehoben werden, dass ein nachfolgendes Einkuppeln und damit eine nachfolgende Belastung der Brennkraftmaschine mit dem Anfahrdrehmoment zu keinem nennenswerten Drehzahleinbruch führt. Damit ist ein sicheres Anfahren des Kraftfahrzeuges auch dann gewährleistet, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges beim Anfahren relativ hart einkuppelt.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung eingangs genannter Art auch im Hinblick auf das sogenannte Anfahrrupfen weiter zu verbessern
- Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
- Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Verbesserung des Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, dessen Antriebsmotor von einem elektronischen Motorsteuergerät gesteuert wird, werden im Motorsteuergerät zumindest die Kupplungsposition (z. B. über Signale einer Kupplungspedalsensorik, z. B. ein erster Schalter für „Kupplung auf“ oder 10% und ein zweiter Schalter für „Kupplung zu“ oder 90%), die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Brennkraftmaschinendrehzahl und das Kupplungsmoment und/oder das Motormoment als Parameter ausgewertet. Vom Motorsteuergerät wird bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Kupplungsmoments (Größenordnung 30 Nm) und/oder bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Motormoments (Größenordnung 50 Nm) eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl (Größenordnung 1200 U/min) vorgegeben, solange eine definierte Anfahrsituation erkannt wird.
- Im Motorsteuergerät wird auch die Fahrpedalstellung als Parameter ausgewertet. Vorzugsweise wird eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl nur dann vorgegeben, wenn die Fahrpedalstellung einen vorgegebenen unteren Schwellwert (z. B. 10%) überschreitet.
- Eine definierte Anfahrsituation wird beispielsweise erkannt, wenn sich die Kupplung zwischen einer im Wesentlichen geschlossenen Position (z. B. 90%) und einer im Wesentlichen geöffneten Position (z. B. 10%) befindet und die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle (z. B. 5 km/h) liegt.
- Die erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl kann entsprechend einer vorgegebenen Rampe nach der Anfahrsituation wieder reduziert oder deaktiviert werden.
- Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
- Die Eigenfrequenz des offenen Antriebsstrangs liegt bei Fahrzeugen mit Standardantrieb bei 8-12 Hz. Die Axialschwingungen der Kurbelwelle führen zu Anpresskraftschwankungen und somit zu Schwankungen des übertragbaren Drehmoments der Kupplung im Schlupfbereich. Der Beginn des Anfahrvorgangs wird durch Überfahren des unteren Kupplungsschalters (z.B. bei 10% des Fahrpedalweges) beim Einkuppeln detektiert. Das Ende des Anfahrvorgangs wird durch Überfahren des oberen Kupplungsschalters (z.B. bei 90% des Fahrpedalweges) detektiert.
- Aufgrund der progressiven Belagfederkennlinie der Kupplung sind die Drehmomentamplituden umso höher je höher das anliegende Moment ist. Die Längsschwingungen der Kurbelwelle (z.B. in 0.5-ter Motorordnung) führen im Bereich der Leerlaufdrehzahl zu Anregung der kritischen Eigenfrequenz des offenen Antriebsstrangs. Folge ist das so genannte Anfahrrupfen mit störenden Fahrzeuglängsschwingungen. Wegen der oben beschriebenen Konzepteigenschaften der Belagfederkennlinie entsteht das Problem üblicherweise ab einer bestimmten Drehmomentschwelle.
- Gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine 2-stufige Motordrehzahlanhebung mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
- 1.Stufe, Anheben der Leerlaufsolldrehzahl zur Anfahrunterstützung. Die Anhebung wird bei einem Anfahrvorgang aktiviert. Ein Anfahrvorgang wird über die Randbedingungen Fahrzeuggeschwindigkeit, Position Kupplungspedal (10% und 90% Schalter) und das Moment an der Kupplung bestimmt. Die Motordrehzahl beim Anfahren wird auf einen festen Wert (z.B. 1200 U/min) angehoben. Die Anhebung der Motordrehzahl beim Anfahren wird zur Verbesserung des Anfahrverhaltens nach Überschreiten eines Schwellwertes des angeforderten Kupplungsmoments (z.B. 30 Nm) vorgenommen.
- 2.Stufe, Anheben der Leerlaufsolldrehzahl zur Anfahrunterstützung und zur Lösung des Problems Anfahrrupfen:
- Dabei wird die Anhebung bei einem Anfahrvorgang mit Fahrerwunsch aktiviert. D.h. der Anfahrvorgang wird wie bei Stufe 1 erkannt, zusätzlich wird auch der Fahrerwunsch (Fahrpedalwert) berücksichtigt. Die Anhebung der Motordrehzahl beim Anfahren auf einen definierten Wert (z. B. 1200 U/min) erfolgt bei Überschreiten eines gewissen Kupplungsmoments (z.B. 50Nm) und gleichzeitigem Überschreiten einer definierten Fahrpedalschwelle (z.B. 10%) durchgeführt.
- Die Anhebung wird in beiden Fällen beim abgeschlossenen Anfahrvorgang (Kupplung geschlossen) über eine definierte Rampe reduziert/deaktiviert.
Claims (2)
- Einrichtung zur Verbesserung des Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, dessen Antriebsmotor von einem elektronischen Motorsteuergerät gesteuert wird, wobei im Motorsteuergerät zumindest die Kupplungsposition, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Brennkraftmaschinendrehzahl und das Kupplungsmoment und/oder das Motormoment als Parameter ausgewertet werden, und dass vom Motorsteuergerät bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Kupplungsmoments und/oder bei Überschreiten eines definierten Schwellwertes des Motormoments eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl vorgegeben wird, solange eine definierte Anfahrsituation erkannt wird, wobei im Motorsteuergerät auch die Fahrpedalstellung als Parameter ausgewertet wird und dass eine erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl nur dann vorgegeben wird, wenn die Fahrpedalstellung einen vorgegebenen unteren Schwellwert überschreitet und wobei eine definierte Anfahrsituation erkannt wird, wenn sich die Kupplung zwischen einer im Wesentlichen geschlossenen Position und einer im Wesentlichen geöffneten Position befindet und die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.
- Einrichtung nach
Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Soll-Leerlaufdrehzahl entsprechend einer vorgegebenen Rampe nach der Anfahrsituation wieder reduziert oder deaktiviert wird.
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