DE102010009665B4

DE102010009665B4 - Verfahren zur Steuerung des Drehmoments eines Antriebsmotors in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010009665B4
Application number: DE102010009665.2A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wolf; Sandro Fritzsche
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-02-27
Filing date: 2010-02-27
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2030-02-28
Also published as: DE102010009665A1; WO2011104300A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung des Drehmoments (MM) eines Antriebsmotors (8) in einem Kraftfahrzeug mittels eines elektronischen Steuergeräts (11), wobei das Drehmoment (MM) des Antriebsmotors (8) während eines Anfahrvorganges aus dem Stillstand bei einem Lenkwinkel (LW), der größer als ein vorgegebener Schwellwert (z. B. 70°) ist, in der Weise gesteuert wird, dass ein vorgegebener maximal zulässiger Drehmoment-Schwellwert (Mmax) nicht überschritten wird, und wobei das elektronische Steuergerät (11) die Information (AB) über das Vorliegen eines Anhängerbetriebs erhält und die Begrenzung des Drehmoments auf den maximal zulässigen Drehmoment-Schwellwert (Mmax) nur dann vornimmt, wenn ein Anhängerbetrieb vorliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Drehmoments eines Antriebsmotors in einem Kraftfahrzeug.
Ein derartiges Verfahren ist ab Einführung der elektronischen Brennkraftmaschinensteuerung seit langem bekannt. Bei der Steuerung des Drehmoments bzw. der Leistung einer Brennkraftmaschine sind stets widersprüchliche Anforderungen zu erfüllen: einerseits soll der Fahrerwunsch nach hoher Leistung und schneller Beschleunigung erfüllt werden, andererseits sollen Kraftstoff gespart und die Bauteile geschont werden.
Zum technischen Hintergrund wird insbesondere auf die DE 10 2010 045 180 A1 , die DE 10 2009 028 935 A1 , die US 2004/0 230 362 A1 und die DE 11 2006 001 862 T5 hingewiesen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Drehmoments eines Antriebsmotors in einem Kraftfahrzeug in der Weise weiterzubilden, dass bei grundsätzlich hohem Leistungsangebot die Lebensdauer der Antriebskomponenten weiter erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung des Drehmoments eines Antriebsmotors in einem Kraftfahrzeug mittels eines elektronischen Steuergeräts wird das Drehmoment des Antriebsmotors während eines Anfahrvorganges aus dem Stillstand bei einem Lenkwinkel, der größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, in der Weise gesteuert, dass ein vorgegebener maximal zulässiger Drehmoment-Schwellwert nicht überschritten wird.
Den Konstrukteuren des Antriebsstranges ist üblicherweise bekannt, welches maximal zulässige Drehmoment an den Wellen des Antriebsstranges (z. B. an der Abtriebswelle oder an den Radachsen) beim Anfahren unter Last wirken darf. Daraus ergibt sich jeweils abhängig vom eingelegten Gang ein maximal zulässiger Drehmoment-Schwellwert für den Antriebsmotor, der vom Steuergerät vorgegeben wird. Hierfür kann im Steuergerät beispielweise eine empirisch ermittelte Tabelle oder ein entsprechender Algorithmus abgespeichert sein. Die Erfindung sieht jedoch nur eine Begrenzung auf ein maximal zulässiges Drehmoment vor, wenn ein Lenkwinkeleinschlag vorgenommen wird; denn es wurde erkannt, dass ein Lenkwinkeleinschlag zu einer erheblich erhöhten Belastung des hinteren Antriebsstranges beim Anfahren im Vergleich zu einem Anfahren ohne Lenkwinkeleinschlag führt. Wenn zudem bei einem Allradantrieb aufgrund des Lenkwinkeleinschlages das Drehmoment von der Vorderachse in Richtung Hinterachse verschoben wird, steigt die Belastung auf den hinteren Teil des Antriebsstranges erst recht an. Dieses Problem wird durch die Erfindung gelöst, um die Dauerfestigkeit insbesondere des hinteren Antriebsstranges zu erhöhen.
Der maximal zulässige Drehmoment-Schwellwert wird dabei so vorgegeben, dass die Leistungsreduzierung durch die Begrenzung des Drehmoments auf diesen Schwellwert wesentlich geringer ist als eine Leistungsreduzierung, die beispielsweise beim Anfahren mit einem höheren Gang erreicht werden würde. Dadurch ist die erfindungsgemäße Leistungsbegrenzung bzw. Leistungsreduzierung für den Fahrer kaum spürbar.
Vorzugsweise wird der maximal zulässige Drehmoment-Schwellwert je kleiner vorgegeben desto größer der Lenkwinkel ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erhält das elektronische Steuergerät die Information über das Vorliegen eines Anhängerbetriebs und nimmt die Begrenzung des Drehmoments auf den maximal zulässigen Drehmoment-Schwellwert nur dann vor, wenn Anhängerbetrieb vorliegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in besonders vorteilhafter Weise bei Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb verwendet, bei dem die Drehmomentverteilung über entsprechende Ansteuerung der Längskupplung des Allradgetriebes in der Weise veränderbar ist, dass mit zunehmendem Lenkwinkel das Drehmoment an der Vorderachse reduziert und an der Hinterachse gleichzeitig erhöht wird.
Die erfindungsgemäße Reduzierung des Drehmoments des Antriebsmotors in Abhängigkeit vom Lenkwinkel ist jedoch auch bei Allradfahrzeugen mit fester Längsmomentverteilung sinnvoll.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei einem Allradfahrzeug, bei dem das Drehmoment des Antriebsmotors meist auf zwei Achsen aufgeteilt wird gerade beim Anfahren mit Querkräften zur Entlastung der Vorderachse unter hoher Belastung das Drehmoment in Richtung Hinterachse verschoben wird. Die Hinterachse eines Allradfahrzeuges wird daher extremer belastet als sie für die Dauerhaltbarkeit ausgelegt wird oder werden müsste. Um dennoch hohe Lebensdauer der Antriebsstrangkomponenten zu erreichen, ohne die Komponenten schwerer auslegen zu müssen, wird das erfindungsgemäße Verfahren beim Anfahren bei höheren Querkräften und gegebenenfalls auch bei höherer Beladung vorgesehen. Insbesondere auch bei Ausfall der Längskupplung eines Allradgetriebes, bei dem dann das gesamte Drehmoment des Antriebsmotors auf die Hinterachse geleitet wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren beim Anfahren mit einem bestimmten Lenkwinkelausschlag vorteilhaft.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch bei Vorder- oder Hinterradlenkung vorteilhaft sein, wenn dann der Antriebsstrang grundsätzlich leichter ausgelegt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt ein Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, das erfindungsgemäß angesteuert wird.
In der einzigen Figur ist schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachse 2, einer Hinterachse 3 und vier Rädern 4, 5, 6 und 7 dargestellt. Im Antriebsstrang ist ferner eine durch eine elektronische Steuereinheit 1 steuerbare Längskupplung 10 zur Realisierung eines Allradantriebes mit variabler Drehmomentverteilung vorgesehen. Auf den hinteren Teil des Antriebsstranges wirkt das von einem Antriebsmotor 8, beispielsweise einem Elektromotor oder einer Brennkraftmaschine, über eine Kupplung und ein Getriebe 9 eingebrachtes Drehmoment MM ein, gegebenenfalls anteilig abhängig von der Ansteuerung der Längskupplung 10.
Der Antriebmotor 8 wird von einem elektronischen Motor-Steuergerät 11 in Abhängigkeit von verschiedenen direkt oder über einen Datenbus CAN indirekt empfangenen Eingangssignalen angesteuert, insbesondere um ein gewünschtes Drehmoment MM zu erreichen Diese Eingangssignale sind in diesem Ausführungsbeispiel unter anderen der Lenkwinkel LW, der Fahrerwunsch FP, die Fahrzeuggeschwindigkeit v und die Information AB über das Vorliegen eines Anhängerbetriebs.
Erfindungsgemäß wird das Drehmoment MM des Antriebsmotors 8 während eines Anfahrvorganges aus dem Stillstand (d. h. v = 0) bei einem Lenkwinkel LW, der größer als ein vorgegebener Schwellwert ist (hier z. B. 70°), in der Weise gesteuert, dass ein vorgegebener maximal zulässiger Drehmoment-Schwellwert (hier Mmax am hinteren Antriebsstrang) nicht überschritten wird. Der maximal zulässige Drehmoment-Schwellwert Mmax kann je kleiner vorgegeben werden desto größer der Lenkwinkel LW ist. In einer einfacheren Ausgestaltung kann aber auch lediglich ab Überschreiten des vorgegebenen Lenkwinkel-Schwellwertes ein einziger Drehmoment-Schwellwert zur Begrenzung vorgegeben werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das elektronische Steuergerät 11 die Begrenzung des Drehmoments auf den maximal zulässigen Drehmoment-Schwellwert (Mmax) nur dann vornehmen, wenn über das Eingangssignal AB die Information über einen aktivierten Anhängerbetrieb vorliegt.
Bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anwendung des Verfahrens besonders dann vorteilhaft, wenn durch die elektronische Steuereinheit 1 die Drehmomentverteilung über entsprechende Ansteuerung der Längskupplung des Allradgetriebes 10 in der Weise verändert wird, dass mit zunehmendem Lenkwinkel LW das Drehmoment an der Vorderachse 2 reduziert und damit an der Hinterachse 3 gleichzeitig erhöht wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Drehmoments (MM) eines Antriebsmotors (8) in einem Kraftfahrzeug mittels eines elektronischen Steuergeräts (11), wobei das Drehmoment (MM) des Antriebsmotors (8) während eines Anfahrvorganges aus dem Stillstand bei einem Lenkwinkel (LW), der größer als ein vorgegebener Schwellwert (z. B. 70°) ist, in der Weise gesteuert wird, dass ein vorgegebener maximal zulässiger Drehmoment-Schwellwert (Mmax) nicht überschritten wird, und wobei das elektronische Steuergerät (11) die Information (AB) über das Vorliegen eines Anhängerbetriebs erhält und die Begrenzung des Drehmoments auf den maximal zulässigen Drehmoment-Schwellwert (Mmax) nur dann vornimmt, wenn ein Anhängerbetrieb vorliegt.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Drehmoment-Schwellwert (Mmax) je kleiner vorgegeben wird desto größer der Lenkwinkel (LW) ist.
Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Patentansprüchen bei Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb, bei dem die Drehmomentverteilung über entsprechende Ansteuerung der Längskupplung des Allradgetriebes (10) in der Weise veränderbar ist, dass mit zunehmendem Lenkwinkel (LW) das Drehmoment an der Vorderachse (2) reduziert und an der Hinterachse (3) gleichzeitig erhöht wird.