DE102011107121A1 - Verfahren und Anordnung zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine (4) mittels einer automatisierten Kupplung (8) mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe (6) gekoppelt wird, wobei eine Ansteuerung der Antriebsmaschine (4) und des Getriebes (6) jeweils mittels einer Steuereinheit (3, 5) erfolgt. Erfindungsgemäß hält bei einem Anfahrvorgang und/oder einer Schaltung im Getriebe (6) die Steuereinheit (3) der Antriebsmaschine (4) ein Reservemoment (MMA) vor, welches zumindest bei Beginn des Anfahrvorgangs größer als ein aktuell abgegebenes Antriebsmaschinenmoment (MAA) ist, und übermittelt eine Information über eine Höhe des Reservemoments (MMA) an die Steuereinheit (5) des Getriebes (6). Diese regelt ein von der Kupplung (8) übertragbares Kupplungsmoment (MK) in Abhängigkeit des Reservemoments (MMA) innerhalb des vorgebbaren Zeitraums so ein, dass das Kupplungsmoment (MK) das Reservemoment (MMA) nicht übersteigt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung (1) zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeuges.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Die DE 10 2004 059 003 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und mit einer Regeleinheit zum Regeln einer Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem Anfahrmodus und mit einem von der Regeleinheit betätigbaren Stellglied zum Verstellen einer durch ein Verbrennungsmoment der Brennkraftmaschine gegebenen Stellgröße der Regeleinheit, wobei das Stellglied dazu ausgelegt ist, zumindest im Anfahrmodus das Verbrennungsmoment durch eine geeignete Wahl eines Zündzeitpunkts der Brennkraftmaschine einzustellen.
  • Die DE 10 2007 037 831 A1 betrifft ein Verfahren der lastzustandsabhängigen Anpassung von Anfahrparametern eines Fahrzeugs mit einer automatisierten Kupplung und/oder einem automatisierten Getriebe, wobei nach dem Verfahren der auf Basis der eingestellten Anfahrparameter angenommene zeitliche Verlauf eines Anfahrvorgangs mit dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des Anfahrvorgangs verglichen wird und bei einer Abweichung zwischen dem angenommenen und dem tatsächlichen Verlauf die Anfahrparameter angepasst werden, wobei vor dem Start des Anfahrvorgangs eine Anpassung von Anfahrparametern erfolgt auf der Basis von Fahrzeugparametern, auf die der das Fahrzeug steuernde Fahrer durch seine Fahrzeugbetätigung Einfluss nimmt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anordnung zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges anzugeben.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Anordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Untersprüche.
  • Beim Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine insbesondere in Form einer Brennkraftmaschine mittels einer automatisierten Kupplung mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe gekoppelt wird, wobei eine Ansteuerung der Antriebsmaschine und des Getriebes jeweils mittels einer Steuereinheit erfolgt, hält erfindungsgemäß bei einem Anfahrvorgang/oder einem Schaltvorgang im Getriebe die Steuereinheit der Antriebsmaschine ein Reservemoment vor, welches zumindest zu Beginn des Anfahrvorgangs größer als ein aktuell abgegebenes Antriebsmaschinenmoment ist, und übermittelt eine Information über eine Höhe des Reservemoments an die Steuereinheit des Getriebes. Diese regelt ein von der Kupplung übertragbares Kupplungsmoment in Abhängigkeit des Reservemoments so ein, dass das Kupplungsmoment das Reservemoment nicht übersteigt. Dies ermöglicht eine optimierte Antriebsmaschinenmomentregelung und einen optimierten Anfahrvorgang des Fahrzeugs unter unterschiedlichsten Betriebs- und Umweltbedingungen des Fahrzeugs und insbesondere der Antriebsmaschine.
  • Unter einem Anfahrvorgang soll hierbei insbesondere ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand verstanden werden, welcher insbesondere mit vollständig geöffneter Kupplung startet und als abgeschlossen betrachtet werden kann, wenn die Kupplung vollständig geschlossen ist, also nahezu kein Schlupf an der Kupplung mehr auftritt. Es ist auch möglich, dass im geschlossenen Zustand ein geringer Schlupf, ein so genannter Mikroschlupf eingeregelt wird. In diesem Fall ist der Anfahrvorgang insbesondere dann beendet, wenn in die Schlupfregelung übergegangen wird. Als Beginn des Anfahrvorgangs kann insbesondere der Zeitpunkt angesehen werden, ab dem begonnen wird, die Kupplung zu schließen.
  • Unter einem Schaltvorgang im Getriebe soll hierbei insbesondere ein Gangwechsel im Getriebe verstanden werden, zu dessen Abschluss die automatisierte Kupplung geschlossen werden muss. Das Getriebe ist dabei insbesondere als ein automatisiertes Zahnräderwechselgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt.
  • Das Reservemoment zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es sehr schnell und ohne großen Zeitverzug, insbesondere von einem Zündvorgang zum nächsten, von der Antriebsmaschine eingestellt werden kann.
  • Die Einstellung des Reservemoments erfolgt insbesondere bei einer insbesondere als Otto-Motor ausgeführten Antriebsmaschine über einen Luftpfad und das aktuell abgegebene Antriebsmaschinenmoment wird dabei über einen Zündwinkeleingriff eingestellt.
  • Bei Otto-Motoren mit Kanaleinpritzung wird die Höhe des abgegebenen Drehmoments normalerweise durch die Stellung einer im Ansaugkanal angeordneten Drosseleinrichtung, beispielsweise in Form einer Drosselklappe, bei aufgeladenen Motoren zusätzlich durch die Stellung eines Ladedruckstellers, eingestellt. Bei der Anforderung einer Drehmomenterhöhung wird die laststeuernde Einrichtung entsprechend angesteuert, so dass mehr zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinder strömen kann. Das Einströmen der gewünschten Gemischmenge nimmt je nach aktuellem Betriebspunkt unterschiedlich lange Zeit in Anspruch. Bevor das Drehmoment tatsächlich ansteigt, muss also eine unterschiedlich lange, so genannte Tot- oder Reaktionszeit abgewartet werden. Eine Verringerung des Drehmoments kann hingegen auf zwei Arten erfolgen. Zum einen kann die Drosseleinrichtung oder der Ladedrucksteller entsprechend angesteuert werden, wobei dabei ebenfalls eine Totzeit auftritt. Zum anderen kann durch einen so genannten Zündwinkeleingriff, einer Verstellung des Zündwinkels in Richtung spät, das Drehmoment reduziert werden. Das kann sehr schnell, von einem Zündvorgang zum nächsten realisiert werden und hat eine sofortige und reproduzierbare Reduktion des Drehmoments zur Folge.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Reservemoment eingestellt, indem die Drosselklappe weiter geöffnet wird, als es für das Sollmoment eigentlich notwendig wäre. Bei einer optimalen Einstellung des Zündwinkels wäre das Antriebsmaschinenmoment also zu hoch. Damit die Antriebsmaschine ein gewünschtes Antriebsmaschinenmoment abgibt, wird der Zündwinkel so weit in Richtung spät gestellt, also ein Zündwinkeleingriff durchgeführt, dass das gewünschte Antriebsmaschinenmoment abgegeben wird. Sobald eine Erhöhung des Antriebsmaschinenmoments erforderlich ist, wird der Zündwinkeleingriff reduziert und somit das Antriebsmaschinenmoment erhöht. Das Antriebsmaschinenmoment kann so sehr schnell eingestellt werden.
  • Die Einstellung des Reservemoments erfolgt insbesondere bei einer insbesondere als Motor mit Direkteinspritzung (Diesel oder Otto) ausgeführten Antriebsmaschine über eine so genannte Einspritzausblendung. Dabei wird an einigen, befeuerten Zylindern der Antriebsmaschine eine Einspritzmenge eingespritzt, die bei einer Befeuerung aller Zylinder ein zu hohes Antriebsmaschinenmoment ergeben würde. Um das gewünschte Antriebsmaschinenmoment einzustellen wird im Gegenzug an anderen, ausgeblendeten Zylindern kein Kraftstoff eingespritzt. Damit ergibt sich gemittelt für eine Motorumdrehung für die gesamte Antriebsmaschine das gewünschte aktuelle Antriebsmaschinenmoment. Damit ergibt sich insbesondere ein gegenüber einem Normalbetrieb erhöhter Luftdurchsatz, was beispielsweise zu einem höheren Ladedruck eines Abgasturboladers der Antriebsmaschine führt. Auf Grund des höheren Ladedrucks kann das Antriebsmaschinenmoment sehr schnell erhöht werden. Das Reservemoment kann von der Antriebsmaschine abgegeben werden, indem wieder alle Zylinder befeuert werden.
  • Bei einem Hybridfahrzeug, welches neben einer Brennkraftmaschine eine Elektromaschine aufweist, welche am zum Antriebsmaschinenmoment der Brennkraftmaschine zusätzliches Drehmoment auf die Kupplung leiten kann, kann das Reservemoment auch ganz oder teilweise von der Elektromaschine bereitgestellt werden. Elektromaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr schnell ein relativ großes Drehmoment abgeben können. Die Elektromaschine würde in diesem Fall die Information über das von ihr zur Verfügung stellbare Drehmoment an die Steuereinheit des Getriebes senden.
  • Vorteilhafterweise ist die Höhe des Reservemoments von Umgebungsparametern abhängig. Dadurch ist eine schnelle Anpassung der Höhe des Reservemoments an veränderte Umweltbedingungen ermöglicht, wobei als Umgebungsparameter besonders bevorzugt eine Kraftstoffqualität, eine Kraftstofftemperatur, eine Ansauglufttemperatur, ein Luftdruck und/oder eine Temperatur der Antriebsmaschine ermittelt werden. Die genannten Größen können mittels geeigneter Sensoren gemessen werden. Es ist ebenso möglich, dass die Größen mit Hilfe geeigneter Modelle abgeschätzt werden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird das Kupplungsmoment derart geregelt, dass eine Motordrehzahl der Antriebsmaschine während des Anfahrvorgangs konstant ist oder monoton ansteigt. Dadurch ist ein besonders harmonischer, d. h. ruckfreier und/oder stetiger Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs ermöglicht.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Anfahrvorgang mittels der Steuereinheit der Antriebsmaschine bei noch offener Kupplung eine überhöhte Motordrehzahl an der Antriebsmaschine eingestellt. Die Antriebsmaschine und die Kupplung werden so angesteuert, dass die Motordrehzahl mit dem Beginn der Einstellung eines von der Kupplung übertragbaren Kupplungsmoments zunächst absinkt und anschließend wieder monoton ansteigt. Die beim Absinken der Motordrehzahl freiwerdende Bewegungsenergie gibt die Antriebsmaschine ebenfalls an die Kupplung ab. Auf diese Weise ist ein so genannter Race-Start des Fahrzeugs ermöglicht, bei welchem eine bestmögliche Fahrzeugbeschleunigung erreichbar ist. Außerdem wir durch die Erhöhung der Motordrehzahl bei einem Motor mit Abgasturbolader ein besonders hoher Ladedruck und damit eine hohe verfügbare Motorleistung erzielt.
  • Eine Erhöhung der Motordrehzahl und damit auch des Reservemoments kann auch durchgeführt werden, wenn eine Einstellung eines verhältnismäßig kleinen Kupplungsmoments möglich ist, welche nicht zu einer Bewegung des Fahrzeugs führt. Damit kann der sich die Antriebsmaschine gegen die Kupplung abstützen und es kann eine höhere Drehzahl oder ein höheres Reservemoment eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn eine Betriebsbremse betätigt ist und/oder das Fahrzeug an einer Steigung steht und ein erhöhtes Anfahrmoment notwendig ist.
  • Eine Erhöhung der Motordrehzahl oder des Reservemoments kann auch in Abhängigkeit von anderen Umweltbedingungen, wie beispielsweise geodätische Höher, Außentemperatur, Luftdruck oder ähnlichem erfolgen.
  • Vorteilhafterweise wird die Höhe des Reservemoments in Abhängigkeit von Parametern der Antriebsmaschine ermittelt, wobei als Parameter der Antriebsmaschine insbesondere ein Massenträgheitsmoment der Antriebsmaschine bei erhöhter Motordrehzahl, ein Ladedruckverzug und/oder ein Ladedruckverlauf einer ladedruckbeaufschlagten Antriebsmaschine und/oder ein Liefer- oder Füllungsgrad der Antriebsmaschine ermittelt werden. Dadurch kann beispielweise mittels der Abgabe von Bewegungsenergie der Antriebsmaschine ein verzögerter Ladedruckaufbau, auch als so genanntes Turboloch bezeichnet, kompensiert werden, so dass auch mit einer ladedruckbeaufschlagten Antriebsmaschine ein ruckfreier und/oder stetiger Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs ermöglicht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens,
  • 2 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebeeingangsdrehzahl, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment, Reservemoment und Kupplungsmoment über der Zeit nach dem Stand der Technik, also ohne Berücksichtigung des Reservemoments,
  • 3 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebeeingangsdrehzahl, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment, Reservemoment und Kupplungsmoment über der Zeit mit einem flach verlaufenden Anstieg des Kupplungsmoments,
  • 4 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebeeingangsdrehzahl, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment, Reservemoment und Kupplungsmoment über der Zeit mit einem steil verlaufenden Anstieg des Kupplungsmoments,
  • 5 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebeeingangsdrehzahl, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment, Reservemoment und Kupplungsmoment über der Zeit mit einer erhöhten Motordrehzahl und
  • 6 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebeeingangsdrehzahl, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment, Reservemoment und Kupplungsmoment über eine Zeit mit einer überhöhten Motordrehzahl.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist schematisch eine Anordnung 1 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Die Anordnung 1 umfasst zumindest einen Antriebsstrang 2 eines Fahrzeugs, welches als ein Hybridfahrzeug ausgeführt ist, gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuereinheit 3 der Antriebsmaschine 4 und einer Steuereinheit 5 des Getriebes 6. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine herkömmliche Antriebsmaschine 4 in Form eines Verbrennungsmotors, ein Getriebe 6, insbesondere ein automatisiertes oder automatisches Getriebe, und eine mit dem Getriebe 6 gekoppelte Kraftübertragungseinrichtung 7, insbesondere eine Kardanwelle.
  • Zwischen der Antriebsmaschine 4 und dem Getriebe 6 ist eine automatisierte Kupplung 8, welche auch als eine Doppelkupplung ausgeführt sein kann, angeordnet, mittels welcher die Antriebsmaschine 4 mit dem Getriebe 6 kraftschlüssig verbindbar ist und insbesondere zum Einlegen von verschiedenen Gängen, d. h. Getriebeübersetzungen, von dem Getriebe 6 trennbar ist, so dass ein Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine 4 und Getriebe 6 unterbrochen ist.
  • Der Antriebsstrang 2 weist zusätzlich zur Antriebsmaschine 4 eine Elektromaschine 14 auf, die zwischen der Antriebsmaschine 14 und der automatisierten Kupplung 8 angeordnet ist. Die Elektromaschine 14 kann ebenso wie die Antriebsmaschine 14 ein Drehmoment auf die automatisierte Kupplung 8 leiten. Die Elektromaschine 14 kann auch entfallen.
  • Die Kraftübertragungseinrichtung 7 ist mit einer Antriebsachse 9, an welcher die Antriebsräder 10 angeordnet sind, gekoppelt und überträgt ein Antriebsmoment an die Antriebsachse 9.
  • In einer möglichen Ausführungsform kann die Antriebsmaschine 4 als eine Verbrennungskraftmaschine, ein Elektromotor oder als eine Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor, also als ein so genannter Hybridantrieb ausgeführt sein. Besonders bevorzugt ist die Antriebsmaschine 4 als herkömmliche ladedruckbeaufschlagte Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, deren Füllungsgrad mittels eines Turboladers oder eines Kompressors verbessert wird.
  • Die Kupplung 8 ist als eine so genannte automatisierte Kupplung ausgeführt, die von einem nicht dargestellten Aktor betätigbar ist. Die Kupplung 8 ist als Reibungskupplung, insbesondere als nasse Reibungskupplung oder als trockene Reibungskupplung, besonders bevorzugt als Doppelkupplung ausgebildet. Die Betätigung der Kupplung 8 kann beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch erfolgen. Die Steuerung der Kupplung 8 und/oder des Aktors erfolgt mittels der Steuereinheit 5 des Getriebes 6.
  • Die Steuereinheit 3 der Antriebsmaschine 4 ist als herkömmliche Motorsteuereinheit ausgebildet.
  • In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann eine einzelne Steuereinheit im Antriebsstrang 2 als herkömmliche kombinierte Motor-, Getriebe- und Kupplungsteuereinheit ausgeformt sein, wobei die Steuereinheit als integrierte Steuereinheit ausgebildet ist, bei welcher die einzelnen Funktionen zur Steuerung und/oder Regelung von Antriebsmaschine 4, Kupplung 8 und/oder Getriebe 6 als Programmabläufe auf einem Mikroprozessor ablaufen.
  • Die Steuereinheiten 3, 5 sind elektrisch, beispielsweise mittels eines herkömmlichen Bussystems 11 untereinander und mit den einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs 2, insbesondere der Antriebsmaschine 4, der Kupplung 8 und dem Getriebe 6, und einem herkömmlichen Fahrpedal 12 gekoppelt. Das Bussystem 11 ist dabei vorzugsweise als CAN-(Controller Area Network), LIN-(Local Interconnect Network)Bus oder Flexray ausgebildet.
  • Dabei ist die Steuereinheit 3 der Antriebsmaschine 4 mit einem herkömmlichen Fahrpedal 12 gekoppelt und die Steuereinheit 5 des Getriebes 6 ist mit einem herkömmlichen Schaltelement 13 zur Einstellung eines Getriebebetriebsprogramms gekoppelt. Mittels des Fahrpedals 12 kann der Fahrer das Antriebsmaschinenmoment einstellen.
  • In den Steuereinheiten 3, 5 sind Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, z. B, Steuer-, Regel-, Auswerte- und/oder Analysemodule, die als Steuerprogramme und/oder Erfassungs- und Analyseprogramme implementiert sind, integriert. Der Steuereinheit 3 sind Sensorsignale der Antriebsmaschine 4 und der Steuereinheit 5 sind Sensorsignale der Kupplung 8 und/oder des Getriebes 6 zuführbar, die jeweils von mindestens einem der Module zur Erzeugung von Steuersignalen und/oder Ausgabesignalen verarbeitet werden. Bei diesen nicht näher dargestellten Sensoren handelt es sich insbesondere um Drehzahlsensoren zur Erfassung von Drehzahlen der Antriebsmaschine 4 und des Getriebes 6, Temperatursensoren und Lambdasonden.
  • Die Signale der Kupplung 8 umfassen Signale über einen Öffnungszustand der Kupplung 8. Weiterhin ist die Steuereinheit 5 mit einer nicht dargestellten Aktorik verbunden, welche die Kupplung 8 von der Steuereinheit 5 gesteuert öffnet oder schließt.
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel eines Anfahrvorgangs beschrieben. Das Verfahren ist aber analog auch beim Schließen der automatisierten Kupplung 8 zum Abschluss einer Schaltung im Getriebe 6 anwendbar.
  • 2 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl nM, Getriebeeingangsdrehzahl nG, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment MAA, Reservemoment MMA und Kupplungsmoment MK über der Zeit t nach dem Stand der Technik. Dabei erfolgt ab dem Zeitpunkt t1 eine Aktuierung der Kupplung 8, um einen Kraftschluss zwischen Antriebsmaschine 4 und Getriebe 6 und einen daraus resultierenden Anfahrvorgang des Fahrzeugs zu ermöglichen. Der Anfahrvorgang beginnt also zum Zeitpunkt t1.
  • Im Stand der Technik beginnt die Aktuierung der Kupplung 8 zum Zeitpunkt t1, wobei ein Anstieg des Kupplungsmoments MK derart steil verläuft, dass das Kupplungsmoment MK das Reservemoment MMA übersteigt, wodurch die Motordrehzahl nM absinkt. Deshalb wird das Kupplungsmoment MK reduziert, so dass das Kupplungsmoment MK das Reservemoment MMA nicht mehr übersteigt. Aus dieser Regelung resultieren ruckbehaftete und/oder unstetige Drehzahlverläufe von Motordrehzahl nM und Getriebeeingangsdrehzahl nG und daraus resultierend auch ein unharmonischer Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs.
  • 3 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl nM, Getriebeeingangsdrehzahl nG, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment MAA, Reservemoment MMA und Kupplungsmoment MK über der Zeit t mit einem flach verlaufenden Anstieg des Kupplungsmoments MK unter Berücksichtigung des Reservemoment MMA.
  • Im Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Stillstand des Fahrzeuges ein Reservemoment MMA an der Antriebsmaschine 4 eingestellt. Das Reservemoment MMA ist größer als das aktuell abgegebene Antriebsmaschinenmoment MAA. Die Einstellung erfolgt je nach Bauart der Antriebsmaschine 4 über den Luftpfad oder durch Einspritzausblendung. Die Höhe des eingestellten Reservemoments MMA wird an die Steuereinheit 5 übermittelt.
  • Die Höhe des Reservemoments MMA wird in Abhängigkeit von Umgebungsparametern ermittelt, wobei als Umgebungsparameter eine Kraftstoffqualität, eine Kraftstofftemperatur, eine Ansauglufttemperatur, ein Luftdruck und/oder eine Temperatur der Antriebsmaschine 4 auf herkömmliche Weise ermittelt werden.
  • Zum Zeitpunkt t1 beginnt von der Steuereinheit 5 gesteuert und/oder geregelt die Aktuierung der Kupplung 8, um einen Kraftschluss zwischen Antriebsmaschine 4 und Getriebe 6 und einen daraus resultierenden Anfahrvorgang des Fahrzeugs zu ermöglichen. Dabei wird das aktuell abgegebene Antriebsmaschinenmoment MAA der Antriebsmaschine 4 auf das Reservemoment MMA erhöht, wobei das aktuell abgegebene Antriebsmaschinenmoment MAA der Antriebsmaschine 4 auch kleiner als das Reservemoment MMA bleiben kann. Der Verlauf des aktuell abgegebenen Antriebsmaschinenmoments MAA ist dabei von einer Stellung des Fahrpedals abhängig.
  • Das von der Kupplung 8 übertragbare Kupplungsmoment MK wird von der Steuereinheit 5 in Abhängigkeit des Reservemoments MMA derart geregelt, dass ein eingestelltes Kupplungsmoment MK das verfügbare Reservemoments MMA nicht überschreitet und die Motordrehzahl nM der Antriebsmaschine 4 während des Anfahrvorgangs nicht absinkt.
  • Der Anfahrvorgang ist beendet, wenn die Motordrehzahl nM und die Getriebeeingangsdrehzahl nG angeglichen sind und zumindest nahezu den gleichen Wert aufweisen.
  • 4 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl nM, Getriebeeingangsdrehzahl nG, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment MAA, Reservemoment MMA und Kupplungsmoment MK über der Zeit t mit einem steil verlaufenden Anstieg des Kupplungsmoments MK. Diese Darstellung entspricht im Wesentlichen der Darstellung in 3 mit dem Unterschied, dass der Anstieg des Kupplungsmoments MK steiler verläuft, da das Reservemoment MMA vergrößert ist.
  • 5 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl nM, Getriebeeingangsdrehzahl nG, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment MAA, Reservemoment MMA und Kupplungsmoment MK über der Zeit t bei einer Durchführung des Verfahrens mit einer erhöhten Motordrehzahl nMH. Diese Darstellung entspricht im Wesentlichen der Darstellung in 3 mit dem Unterschied, dass die Motordrehzahl nM zum Zeitpunkt t1 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 3 erhöht ist, woraus ein erhöhtes Reservemoment MMA resultiert. Dementsprechend kann der Anstieg des Kupplungsmoments MK steiler verlaufen, so dass die Beschleunigung des Fahrzeugs verbessert ist.
  • Bei der Durchführung des Verfahrens mit einer erhöhten Motordrehzahl nMH zum Zeitpunkt t1 ist das Reservemoment MMA von Parametern der Antriebsmaschine 4 abhängig, welche von der Steuereinheit 3 ermittelt werden. Dabei werden als Parameter der Antriebsmaschine 4 ein Massenträgheitsmoment der Antriebsmaschine 4 bei erhöhter Motordrehzahl nMH, ein Ladedruckverzug und/oder ein Ladedruckverlauf einer ladedruckbeaufschlagten Antriebsmaschine 4 und/oder ein Liefer- oder Füllungsgrad der Antriebsmaschine 4 ermittelt.
  • Das Ausführungsbeispiel nach 5 ist besonders vorteilhafterweise bei allradgetriebenen Fahrzeugen anwendbar, welche die Absetzung eines besonders hohen Antriebsmoment auf die Straße erlauben.
  • 6 zeigt schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl nM, Getriebeeingangsdrehzahl nG, aktuell abgegebenem Antriebsmaschinenmoment MAA, Reservemoment MMA und Kupplungsmoment MK über der Zeit t bei einer Durchführung des Verfahrens mit einer überhöhten Motordrehzahl nMÜ. Diese Darstellung entspricht im Wesentlichen der Darstellung in 5 mit dem Unterschied, dass die Motordrehzahl nM zum Zeitpunkt t1 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 5 signifikant erhöht ist, woraus ein besonders hohes Reservemoment MMA resultiert. Dabei sinkt die Motordrehzahl nM der Antriebsmaschine 4 zum Zeitpunkt t1 auf eine vorgebbare Mindestmotordrehzahl ab. Auf diese Weise ist ein so genannter Race-Start des Fahrzeugs ermöglicht, bei welchem eine bestmögliche Fahrzeugbeschleunigung erreichbar ist.
  • Durch das Absinken der überhöhten Motordrehzahl nMÜ kann beispielweise mittels der frei werdenden Bewegungsenergie der Antriebsmaschine 4 ein verzögerter Ladedruckaufbau, auch als so genanntes Turboloch bezeichnet, kompensiert werden, so dass auch mit einer ladedruckbeaufschlagten Antriebsmaschine 4 ein ruckfreier und/oder stetiger und/oder beschleunigungsoptimaler Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs ermöglicht ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004059003 A1 [0002]
    • DE 102007037831 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine (4) mittels einer automatisierten Kupplung (8) mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe (6) gekoppelt wird, wobei eine Ansteuerung der Antriebsmaschine (4) und des Getriebes (6) jeweils mittels einer Steuereinheit (3, 5) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Anfahrvorgang und/oder einem Schaltvorgang im Getriebe (6) die Steuereinheit (3) der Antriebsmaschine (4) ein Reservemoment (MMA) vorhält, welches zumindest bei Beginn des Anfahrvorgangs und/oder des Schaltvorgangs größer als ein aktuell abgegebenes Antriebsmaschinenmoment (MAA) ist, und eine Information über eine Höhe des Reservemoments (MMA) an die Steuereinheit (5) des Getriebes (6) übermittelt, welche ein von der Kupplung (8) übertragbares Kupplungsmoment (MK) in Abhängigkeit des Reservemoments (MMA) so regelt, dass das Kupplungsmoment (MK) das Reservemoment (MMA) nicht übersteigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservemoment (MMA) über einen Luftpfad aufgebaut und das aktuell abgegebenes Antriebsmaschinenmoment (MAA) über einen Zündwinkeleingriff eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservemoment (MMA) über eine erhöhte Kraftstoffmenge aufgebaut und das aktuell abgegebene Antriebsmaschinenmoment (MAA) über eine Einspritzausblendung eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als ein Hybridfahrzeug ausgeführt ist und das Reservemoment (MMA) von einer Elektromaschine () bereitgestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Reservemoments (MMA) von Umgebungsparametern abhängig ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungsparameter eine Kraftstoffqualität, eine Kraftstofftemperatur, eine Ansauglufttemperatur, ein Luftdruck und/oder eine Temperatur der Antriebsmaschine (4) ermittelt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment (MK) derart geregelt wird, dass eine Motordrehzahl (nM) der Antriebsmaschine (4) während des Anfahrvorgangs konstant ist oder monoton ansteigt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Anfahrvorgang mittels der Steuereinheit (3) der Antriebsmaschine (4) bei noch offener Kupplung (8) eine überhöhte Motordrehzahl (nMÜ) an der Antriebsmaschine (4) eingestellt wird, und die Antriebsmaschine (4) und die Kupplung (8) so angesteuert werden, dass die Motordrehzahl (nMÜ) mit dem Beginn der Einstellung eines von der Kupplung (8) übertragbaren Kupplungsmoments (MK) zunächst absinkt und anschließend monoton ansteigt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Reservemoments (MMA) in Abhängigkeit von Parametern der Antriebsmaschine (4) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter der Antriebsmaschine (4) ein Massenträgheitsmoment der Antriebsmaschine (4) bei erhöhter Motordrehzahl (nMH), ein Ladedruckverzug und/oder ein Ladedruckverlauf einer ladedruckbeaufschlagten Antriebsmaschine (4) und/oder ein Liefer- oder Füllungsgrad der Antriebsmaschine (4) ermittelt werden.
  11. Anordnung (1) zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine (4) mittels einer automatisierten Kupplung (8) mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe (6) gekoppelt wird, wobei eine Ansteuerung der Antriebsmaschine (4) und des Getriebes (6) jeweils mittels einer Steuereinheit (3, 5) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (3, 5) so ausgeführt sind, dass bei einem Anfahrvorgang die Steuereinheit (3) der Antriebsmaschine (4) ein Reservemoment (MMA) vorhält, welches zumindest bei Beginn des Anfahrvorgangs größer als ein aktuell abgegebenes Antriebsmaschinenmoment (MAA) ist, und eine Information über eine Höhe des Reservemoments (MMA) an die Steuereinheit (5) des Getriebes (6) übermittelt, welche ein von der Kupplung (8) übertragbares Kupplungsmoment (MK) in Abhängigkeit des Reservemoments (MMA) so regelt, dass das Kupplungsmoment (MK) das Reservemoment (MMA) nicht übersteigt.
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