DE102010040946A1

DE102010040946A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010040946A1
Application number: DE201010040946
Authority: DE
Inventors: Urs Christen; Dr. Kees Markus; Dr. Busch Rainer; David Hesketh; Harald Schmitz
Original assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH; Ford Werke GmbH
Current assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH; Ford Werke GmbH
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-22
Also published as: CN102442297A; CN102442297B

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, das mit einer Stopp-Start-Steuerung und einem Automatikgetriebe mit einer automatisch betätigbaren Kupplung zur Übertragung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder ausgerüstet ist, wird der Verbrennungsmotor aufgrund eines Startsignals durch einen Starter gestartet, eine Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors wird erfasst, und die Kupplung wird zumindest teilweise geschlossen, wenn der Verbrennungsmotor eine Mindestdrehzahl erreicht hat, die geringer ist als eine Leerlaufdrehzahl. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs mit automatischer Kraftübertragung und einer Stopp-Start-Steuerung.
Kraftfahrzeuge sind heute oft mit einer automatischen Stopp-Start-Steuerung ausgerüstet, bei der ein zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dienender Verbrennungsmotor immer dann, wenn keine Antriebskraft benötigt wird, automatisch abgeschaltet wird. Wird wieder eine Antriebskraft benötigt, so wird der Verbrennungsmotor automatisch wieder gestartet. So kann beispielsweise beim Warten an einer Verkehrsampel im Stillstand oder bei Unterschreiten einer Mindestgeschwindigkeit der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden; aufgrund einer Betätigung des Gaspedals oder des Lösens der Betriebsbremse durch den Fahrer wird der Verbrennungsmotor durch einen elektrisch betriebenen Starter wieder gestartet. Hierdurch kann eine beträchtliche Kraftstoffeinsparung erzielt werden. Derartige Kraftfahrzeuge mit einer automatischen Stopp-Start-Steuerung, bei denen die Antriebskraft durch einen Verbrennungsmotor erzeugt wird, werden oft auch als Mikro-Hybrid-Fahrzeuge bezeichnet.
Wenn bei einem solchen Kraftfahrzeug nach einem automatischen Abschalten der Verbrennungsmotor wieder gestartet wird und das Fahrzeug anfährt, so ergibt sich in der Regel eine Verzögerung zwischen einer Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer und dem Anfahren bzw. einer durch den Fahrer spürbaren Beschleunigung. Die Verzögerung entsteht bei einem Mikro-Hybrid-Fahrzeug mit einer automatischen Kraftübertragung in erster Linie dadurch, dass eine Kraftübertragung auf die Antriebsräder erst dann erfolgt, wenn der Motor nach dem Anlassen zumindest die Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Dies gilt insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben, bei denen erst nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl die Kupplung geschlossen wird, um ein Abwürgen des Motors zu vermeiden. Die hierdurch entstehende Verzögerung ist jedoch unerwünscht, da der Fahrer keine unmittelbare Wirkung seiner Bedienhandlung spürt und eine Reaktion auf eine veränderte Verkehrssituation dadurch erschwert wird.
Gemäß der US 7,702,444 B2 ist vorgeschlagen worden, einen Teil des vom Starter zum Starten des Verbrennungsmotors erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder zu übertragen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das hierfür zur Verfügung stehende Drehmoment in hohem Maße von den aktuellen Bedingungen, insbesondere von der Motortemperatur, abhängt. Ferner wird hierdurch eine Batterie des Kraftfahrzeugs, die die notwendige elektrische Leistung bereitstellen muss, außerordentlich stark belastet und muss entsprechend ausgelegt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe, das eine automatisch betätigbare Kupplung aufweist, und einer Stopp-Start-Steuerung anzugeben, wobei die o. g. Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Vorrichtung wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der zur Erzeugung der Antriebskraft dient, mit einer Stopp-Start-Steuerung (auch als Start-Stopp-Automatik bezeichnet) und mit einem Automatikgetriebe. Das Automatikgetriebe weist eine automatisch betätigbare Kupplung zur Übertragung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs auf, d. h., insbesondere eine zwischen Motor und Getriebe zwischengeschaltete Kupplung. Zum Starten des Verbrennungsmotors verfügt das Kraftfahrzeug über einen elektrisch betriebenen Starter, der auch als Startergenerator ausgebildet sein kann.
Aufgrund eines Startsignals wird der Verbrennungsmotor durch den elektrisch betriebenen Starter gestartet, wobei zumindest während des Start- bzw. Anfahrvorgangs eine Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst wird. Hierbei ist die Kupplung zunächst geöffnet, so dass kein Antriebsmoment auf die Antriebsräder übertragen wird.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kupplung zur Übertragung zumindest eines Teils des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder bereits dann zumindest teilweise geschlossen, wenn der Verbrennungsmotor eine Mindestdrehzahl erreicht hat, die geringer ist als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors. Die Mindestdrehzahl kann beispielsweise ca. 550 Umdrehungen pro Minute (U/Min) betragen, im Vergleich zu einer Leerlaufdrehzahl, die einige 100 U/Min höher liegt.
Dadurch, dass die Kupplung bereits bei einer unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegenden Drehzahl zumindest teilweise geschlossen wird, wird zu einem früheren Zeitpunkt ein Teil des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments zum Antrieb des Kraftfahrzeugs auf die Antriebsräder übertragen. Hierdurch wirkt zu einem früheren Zeitpunkt, nämlich bereits bevor die Leerlaufdrehzahl erreicht ist, eine Vortriebskraft auf das Kraftfahrzeug, so dass zu diesem frühen Zeitpunkt bereits eine Beschleunigung spürbar ist.
In bevorzugter Weise wird die Kupplung derart gesteuert, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors zumindest bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl ansteigt, insbesondere dass die Drehzahl von jedem Kolbenhub zum jeweils nächsten Kolbenhub zunimmt; beispielsweise kann die Drehzahl kontinuierlich bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl ansteigen. Hierdurch kann sicher verhindert werden, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird. Ebenso kann hierdurch verhindert werden, dass der Verbrennungsmotor längere Zeit mit einer Drehzahl unterhalb der Leerlaufdrehzahl läuft, wodurch ein zu geringes Drehmoment erzeugt würde und/oder der Motor geschädigt werden könnte.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kupplung nach Art einer Fliehkraftregelung gesteuert. Bei einer solchen, an sich bekannten Fliehkraftregelung wird die Auslenkung eines oder mehrerer Massekörper, die an einer rotierenden Welle angeordnet sind und durch die Fliehkraft gegen eine Rückstellkraft ausgelenkt werden, zur Regelung genutzt. Im vorliegenden Fall kann die Auslenkung der Massekörper genutzt werden, um die Kupplungskraft einzustellen, mit der die Kupplungselemente, beispielsweise die Kupplungsscheiben der Kupplung, gegeneinander gedrückt werden. So erfolgt beispielsweise bei einer geringen Motordrehzahl und daher bei einer geringen Drehzahl der rotierenden Welle nur eine geringe Auslenkung der Massekörper, die einer geringen Kupplungskraft entspricht, so dass nur ein geringes Drehmoment durch die Kupplung über das Getriebe auf die Antriebsräder übertragen wird; das vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment steht daher zu einem großen Teil zur Verfügung, um den Motor selbst zu beschleunigen, so dass die Drehzahl ansteigt. Bei einer höheren Drehzahl steigt die Kupplungskraft entsprechend an, so dass ein größeres Drehmoment auf die Antriebsräder übertragen und zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs genutzt wird. Hierdurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass das Kraftfahrzeug mit ansteigender Drehzahl zunehmend beschleunigt wird, und gleichzeitig sichergestellt ist, dass die Drehzahl beim Anfahrvorgang ansteigt.
Eine solche Fliehkraftregelung kann mit mindestens einem Massekörper und einer direkten oder indirekten Kraftübertragung von dem bzw. den Massekörpern auf die Kupplung ausgebildet sein. In bevorzugter Weise ist die Fliehkraftregelung jedoch als simulierte Fliehkraftregelung innerhalb einer elektronischen Steuerungseinrichtung realisiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kupplung gemäß einem zeitabhängigen Drehzahlprofil gesteuert. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nach einer festen Zeit eine bestimmte Drehzahl und damit ein bestimmtes Drehmoment erreicht wird.
Das zeitabhängige Drehzahlprofil kann vorgegeben sein oder aktuell berechnet werden und kann insbesondere von einem Nullzeitpunkt an bestimmt sein. Der Nullzeitpunkt kann beispielsweise der Zeitpunkt der Bestromung des Starters sein. Der Nullzeitpunkt kann auch von dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung abhängen, der wiederum von dem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl abhängig sein kann. In vorteilhafter Weise ist der Nullzeitpunkt durch das Erreichen der Mindestdrehzahl gegeben, bei welcher die Kupplung teilweise geschlossen wird. Hierdurch wird eine besonders sichere und reproduzierbare Steuerung des Anfahrvorgangs erzielt.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kupplung aufgrund eines von der Anzahl der Verbrennungsvorgänge abhängigen Drehzahlprofils gesteuert, das vorgegeben sein kann oder aktuell berechnet werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nach einer festen Anzahl von Verbrennungsvorgängen eine bestimmte Drehzahl und damit ein bestimmtes Drehmoment erreicht wird.
Das Drehzahlprofil kann insbesondere mit Bezug auf die von einem Nullpunkt an gezählte Anzahl der Verbrennungsvorgänge bestimmt sein, wobei der Nullpunkt beispielsweise durch den Beginn der Kraftstoffeinspritzung gegeben sein kann.
In bevorzugter Weise ist das Drehzahlprofil von der Anzahl der Verbrennungsvorgänge nach Überschreiten der Mindestdrehzahl abhängig, d. h., der Nullpunkt für die Zählung der Verbrennungsvorgänge ist der letzte Kolbenhub bzw. das letzte Erreichen des oberen Totpunkts vor Überschreiten derjenigen Drehzahl, bei der die Kupplung zumindest teilweise geschlossen wird. Hierdurch wird eine besonders effektive und vorhersehbar wirkende Steuerung des Anfahrvorgangs erreicht.
Insbesondere wird durch ein solches Drehzahlprofil jedem Verbrennungsvorgang des Start- bzw. Anfahrvorgangs eine Solldrehzahl zugeordnet. Die für jeden Verbrennungsvorgang bestimmte Solldrehzahl kann vorbestimmt sein oder aus jeweils aktuellen Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs berechnet werden. Die Kupplung kann derart gesteuert werden, dass ein solcher Anteil des Drehmoments des Verbrennungsmotors über das Automatikgetriebe auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen wird, dass die aktuelle Drehzahl bei jedem Verbrennungsvorgang möglichst der jeweiligen Solldrehzahl entspricht. Liegt die aktuelle Drehzahl bei einem Verbrennungsvorgang unterhalb der hierfür vorgesehenen Solldrehzahl, so wird die Kupplung etwas geöffnet oder zumindest weniger rasch geschlossen. Umgekehrt wird bei Überschreiten der Solldrehzahl die Kupplung weiter bzw. rascher geschlossen. Somit steht ein von der Zahl der erfolgten Verbrennungsvorgänge bzw. Kolbenhübe abhängiger Teil des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung. Hierdurch wird eine besonders effektive Ausnutzung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments gewährleistet und zugleich sichergestellt, dass die Drehzahl beim Anfahrvorgang nicht abfällt.
In ähnlicher Weise kann bei einem zeitabhängig vorgegebenen Drehzahlprofil jedem Zeitpunkt des Start- bzw. Anfahrvorgangs eine Solldrehzahl zugeordnet und die Kupplung in entsprechender Weise derart gesteuert werden, dass ein solcher Teil des Drehmoments des Verbrennungsmotors für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs genutzt wird, dass die aktuelle Drehzahl zu jedem Zeitpunkt möglichst der jeweiligen Solldrehzahl entspricht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs genutzter Anteil des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments von der jeweiligen aktuellen Gaspedalstellung abhängig ist. Insbesondere kann ein vorbestimmtes, von der Zeit oder von der Anzahl der Verbrennungsvorgänge abhängiges Drehzahlprofil zusätzlich von der Gaspedalstellung abhängig sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass sich die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs – insbesondere auch in dem Zeitraum vor Erreichen der Leerlaufdrehzahl – nach der Anforderung der Beschleunigung durch den Fahrer richtet. Wenn der Fahrer beispielsweise das Gaspedal nur wenig durchtritt, kann ein höherer Anteil des erzeugten Drehmoments zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl genutzt werden, während bei weitgehendem Durchtreten des Gaspedals eine starke Beschleunigung erwartet wird und ein höherer Anteil des Drehmoments für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Hierdurch wird die Bedienbarkeit des Kraftfahrzeugs verbessert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Startsignal ein vom Benutzer ausgelöstes Startsignal, beispielsweise durch Betätigen des Gaspedals oder durch Lösen einer Betriebsbremse. Demgegenüber wird bei einem nicht vom Benutzer ausgelösten Startsignal kein Einkuppeln unterhalb der Leerlaufdrehzahl ausgelöst. Dies gilt insbesondere für ein systeminduziertes Startsignal, wobei der Verbrennungsmotor gestartet wird, um einen Generator zum Aufladen einer Batterie zu betreiben oder um Zusatzaggregate, etwa eine Klimaanlage, in Betrieb zu nehmen oder zu halten, wenn die Leistungsabgabe einer Batterie hierfür nicht ausreicht. Hierdurch wird erreicht, dass das erfindungsgemäße Verfahren nur dann eingesetzt wird, wenn es aufgrund einer Beschleunigungsanforderung durch den Fahrer notwendig ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für mindestens einen Verbrennungsvorgang beim Start- bzw. Anfahrvorgang eine eingespritzte Kraftstoffmenge bzw. Kraftstoffmasse erhöht. Insbesondere wird die eingespritzte Kraftstoffmenge für einige Verbrennungsvorgänge, insbesondere für die ersten Verbrennungsvorgänge beim Start, gegenüber einer solchen Kraftstoffmenge erhöht, die bei einem Startvorgang des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, bei dem kein Schließen der Kupplung vor Erreichen der Leerlaufdrehzahl erfolgt. Hierdurch kann ein erhöhtes Drehmoment und damit eine erhöhte Beschleunigung erzielt werden.
In vorteilhafter Weise kann die Erhöhung der Kraftstoffmenge und damit die Erhöhung des Drehmoments und der erzielten Beschleunigung von der Gaspedalstellung abhängig sein. Hierdurch wird die Anpassung der Beschleunigung an die jeweilige Anforderung und damit die Bedienbarkeit des Kraftfahrzeugs weiter verbessert.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Automatikgetriebe mit einer automatisch betätigbaren Kupplung zur Übertragung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder und einen elektrisch betriebenen Starter aufweist, umfasst Sensormittel zur Erfassung einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, beispielsweise einen Drehzahlsensor, sowie Aktuatormittel zur Betätigung der Kupplung und Prozessormittel zur Verarbeitung der von den Sensormitteln ermittelten Drehzahl und zur Ansteuerung der Aktuatormittel und des Starters. Die Prozessormittel können insbesondere Teil einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs sein. Erfindungsgemäß sind die Prozessormittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 einen beispielhaft dargestellten Drehzahlverlauf bei einem Start- und Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs;
2 einen vereinfacht dargestellten zeitbezogenen Drehzahlverlauf und einen entsprechenden Geschwindigkeitsverlauf bei einem Start- und Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 einen auf die Zahl der Verbrennungsvorgänge bezogenen Drehzahlverlauf bei einem Start- und Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
5 in beispielhafter Darstellung die Solldrehzahl in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und der Anzahl der Verbrennungsvorgänge;
6 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
7 in beispielhafter Darstellung die Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und der Anzahl der Verbrennungsvorgänge.
In 1 ist der Drehzahlverlauf beim Start- und Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs beispielhaft dargestellt, wobei nach rechts die Zeit (in Sekunden) und nach oben die Drehzahl (in U/Min) aufgetragen sind. Dabei lassen sich insbesondere drei Phasen unterscheiden:
Zu Beginn der Phase 1 wird der elektrische Starter mit dem Verbrennungsmotor verbunden und bestromt und beginnt, die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu drehen. Kraftstoff wird dabei in der Regel noch nicht eingespritzt. Die erreichte Drehzahl ist noch relativ niedrig. In 1 sind anhand der Welligkeit des Drehzahlverlaufs in Phase 1, wie auch in den folgenden Phasen, die einzelnen Umdrehungen der Kurbelwelle bzw. die einzelnen Kolbenhübe zu erkennen.
In Phase 2 wird Kraftstoff eingespritzt und gezündet. In dieser Phase nimmt die Drehzahl deutlich zu. Am Ende der Phase 2 wird der Starter vom Verbrennungsmotor abgekoppelt.
In Phase 3 wird der Motor alleine durch die Verbrennungsvorgänge angetrieben und bis zu einer Leerlaufdrehzahl beschleunigt. Im weiteren Verlauf des Start- und Anfahrvorgangs wird der Motor durch die Verbrennungsvorgänge auf höhere Drehzahlen gebracht.
In Phase 3 steht jedoch bereits ein Drehmoment zur Verfügung, das zumindest teilweise auf die Antriebsräder übertragen und dadurch zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs genutzt werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird deshalb in Phase 3 die Kupplung eines Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise geschlossen. Dies ist in vereinfachter Form, wobei insbesondere die Welligkeit des Drehzahlverlaufs vernachlässigt ist, in der oberen Abbildung der 2 dargestellt, worin wieder nach rechts die Zeit und nach oben die Drehzahl n aufgetragen sind.
Nach dem Start durch den elektrischen Starter wird bei einer Drehzahl von ca. 300 U/Min die Kraftstoffeinspritzung begonnen (Beginn der Phase 2). Die Drehzahl steigt deshalb steiler an als in Phase 1, bis der Starter vom Verbrennungsmotor getrennt wird (Beginn der Phase 3). Bei Erreichen einer Mindestdrehzahl n_min von 550 U/Min, die in dem in 2 gezeigten Beispiel bereits zu Beginn der Phase 3 erreicht ist, wird die Kupplung des Automatikgetriebes teilweise geschlossen (Punkt A). Die Drehzahl steigt in diesem Fall gemäß der durchgezogenen Linie weiter an. Würde die Kupplung erst bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl von ca. 800 U/Min geschlossen (Punkt B), so würde die Drehzahl zunächst steiler ansteigen, da mehr Drehmoment für die Beschleunigung des Motors zur Verfügung stünde (gestrichelte Linie). Erst zu einem späteren Zeitpunkt gleichen sich die Drehzahlen wieder an. Der Nullpunkt für ein zeitabhängiges Drehzahlprofil, das zur Steuerung der Kupplung verwendet werden kann, kann beispielsweise das Erreichen der Mindestdrehzahl n_min sein (Punkt A).
Der daraus resultierende Verlauf der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs bei einem Start- und Anfahrvorgang aus dem Stillstand ist in der unteren Abbildung der 2 mit der gleichen Zeitachse dargestellt. Man erkennt, dass das frühere Schließen der Kupplung zu einem früheren Beginn der Bewegung des Kraftfahrzeugs führt (durchgezogene Linie) als bei einem Schließen der Kupplung erst nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl (gestrichelte Linie). Im weiteren Verlauf kann ein Geschwindigkeitsgewinn aufgrund des früheren Schließens der Kupplung erhalten bleiben.
In 3 ist beispielhaft der Verlauf der Drehzahl n des Verbrennungsmotors bei einem Start- und Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Zahl der Verbrennungsvorgänge dargestellt, wobei symbolisch auch die Welligkeit des Drehzahlverlaufs aufgrund der einzelnen Umdrehungen des Motors gezeigt ist. Bei Betätigung des Gaspedals und nach Erreichen einer Drehzahl von 550 U/Min wird die Kupplung teilweise geschlossen (Punkt A'). Dadurch liegt die Drehzahl n gemäß der durchgezogenen Linie vorübergehend unterhalb derjenigen, die der Verbrennungsmotor erreicht, wenn der Start ohne Betätigung des Gaspedals erfolgt (punktierte Linie). Aufgrund der Beschleunigungsanforderung durch Betätigen des Gaspedals steigt die Drehzahl jedoch im weiteren Verlauf weiter an, während ohne Betätigung des Gaspedals kein Einkuppeln stattfindet und die Drehzahl auf Leerlaufniveau verbleibt. In 3 ist nach rechts die Zahl der Verbrennungsvorgänge ausgehend vom Erreichen der Mindestdrehzahl n_min angegeben (s. 4).
Wie in 4 als Blockschaltbild gezeigt, wird die Differenz zwischen der Mindestdrehzahl n_min und der aktuellen Drehzahl n bestimmt und dann, wenn die aktuelle Drehzahl n die Mindestdrehzahl n_min überschreitet, ein Zählerwert k₀, der die Zahl der Verbrennungsvorgänge bestimmt, festgehalten. Die Differenz zwischen diesem festgehaltenen Zählerwert k₀ und der aktuellen Zahl k der Verbrennungsvorgänge, die auch in 3 eingetragen ist, wird zusammen mit der Gaspedalstellung in einen Referenzgenerator eingegeben, der eine Solldrehzahl n_soll für jeden Verbrennungsvorgang mit der Nummer k erzeugt. Die Solldrehzahl, die auch von der Gaspedalstellung abhängt, wird mit der aktuellen Drehzahl n verglichen und zur Steuerung der Kupplung verwendet. Die in 4 dargestellten Vorgänge können insbesondere in einem Prozessor einer Steuerungseinheit ablaufen.
Ein Beispiel für die Abhängigkeit der Solldrehzahl n_soll von der Gaspedalstellung und der Anzahl (k – k₀) der Verbrennungsvorgänge nach Überschreiten der Mindestdrehzahl ist in 5 dargestellt. Eine derartige Abhängigkeit kann beispielsweise in Tabellenform (lookup table) in einem Speicher der Steuerungseinheit gespeichert sein, auf die zur Steuerung der Kupplung zugegriffen wird.
Gemäß dem in 6 als Blockschaltbild dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt der Referenzgenerator nicht nur einen Sollwert der Drehzahl n_soll sondern auch einen Kraftstoffkorrekturfaktor, um den die eingespritzte Kraftstoffmenge bei jeder Einspritzung erhöht wird. Dieser ist von der Zahl der Verbrennungsvorgänge und von der Gaspedalstellung abhängig. Ein Beispiel für diese Abhängigkeit ist in 7 dargestellt; auch diese Abhängigkeit kann beispielsweise in Tabellenform in einem Speicher der Steuerungseinheit gespeichert sein und für die Steuerung der Kupplung und des Verbrennungsmotors. beim Start- und Anfahrvorgang zur Verfügung stehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7702444 B2 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, einer Stopp-Start-Steuerung und einem Automatikgetriebe mit einer automatisch betätigbaren Kupplung zur Übertragung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder, wobei der Verbrennungsmotor aufgrund eines Startsignals durch einen Starter gestartet und eine Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zumindest teilweise geschlossen wird, wenn der Verbrennungsmotor eine Mindestdrehzahl erreicht hat, die geringer ist als eine Leerlaufdrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung derart gesteuert wird, dass die Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors zumindest bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung nach Art einer Fliehkraftregelung gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung aufgrund eines zeitabhängigen Drehzahlprofils gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung aufgrund eines von der Zahl (k) der Verbrennungsvorgänge abhängigen Drehzahlprofils gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehzahlprofil von der Anzahl (k – k₀) der Verbrennungsvorgänge nach Überschreiten der Mindestdrehzahl abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Zeitpunkt jedes Verbrennungsvorgangs (k) eine Solldrehzahl (n_soll) bestimmt wird und bei Über- bzw. Unterschreiten der Solldrehzahl (n_soll) die Kupplung weiter geschlossen bzw. geöffnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs genutzter Anteil des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments von der Gaspedalstellung abhängig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Startsignal ein vom Benutzer ausgelöstes Startsignal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen Verbrennungsvorgang eine eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der Kraftstoffmenge von der Gaspedalstellung abhängig ist.
Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe mit einer automatisch betätigbaren Kupplung zur Übertragung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments auf die Antriebsräder und einem elektrisch betriebenen Starter, umfassend Sensormittel zur Erfassung einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, Aktuatormittel zur Betätigung der Kupplung und Prozessormittel zur Verarbeitung der von den Sensormitteln ermittelten Drehzahl (n) und zur Ansteuerung der Aktuatormittel und des Starters, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessormittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet sind.