DE102011109086A1

DE102011109086A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011109086A1
Application number: DE201110109086
Authority: DE
Inventors: Thomas Winkler; Benjamin Tlatlik; Robert Geier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines in verschiedenen Betriebszuständen betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeug mit einer von einem Fahrer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine, einem Getriebe und dazwischen angeordnetem Drehschwingungsdämpfer und Reibungskupplung mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung zur Erkennung von Zündungsaussetzern. Um die sichere Detektion der Erkennung von Zündaussetzern zu verbessern, wird während eines gleitenden Betriebszustands mit einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs trotz geringfügig befeuerter Brennkraftmaschine ein vorgegebener Momentenbereich eines von der Brennkraftmaschine bereitgestellten Motormoments bei der Steuerung der Brennkraftmaschine umgangen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines in verschiedenen Betriebszuständen betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer von einem Fahrer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine, einem Getriebe und dazwischen angeordnetem Drehschwingungsdämpfer und Reibungskupplung mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung zur Erkennung von Zündungsaussetzern.
Gattungsgemäße Antriebsstränge sind seit langem aus Serienanwendungen bekannt. Weiterhin ist beispielsweise aus der DE 10 2008 050 287 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung (OBD, OBD2) eines gattungsgemäßen Antriebsstrangs bekannt. Hierbei hat sich gezeigt, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs im gleitenden Betrieb des Kraftfahrzeugs, bei dem der Fahrer mittels des Fahrpedals nur so wenig Moment anfordert, dass das Kraftfahrzeug keinen Vortrieb von der Brennkraftmaschine erfährt und bei konstanter oder abnehmender Drehzahl rollt, niederfrequente Störungen wie beispielsweise subharmonische Schwingungen auftreten können, die die Ermittlung von Zündaussetzern überlagern und deren signifikante Bestimmung beeinträchtigen können.
Diese niederfrequenten Schwingungen treten im gleitenden Zustand bevorzugt auf, wenn die Bogenfedern eines als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Drehschwingungsdämpfers auf eine bestimmte Weise vorkonditioniert sind. Eine derartige Vorkonditionierung erfolgt dabei während einer vorhergehenden Zugphase mit einem ausreichend hohen Motormoment auf hohe Drehzahlen. Hierbei werden die Bogenfedern komprimiert und mittels Fliehkraft an der radial außerhalb der Bogenfedern vorgesehenen Abstützung angelegt, so dass sich diese infolge Reibung bei nachlassenden Drehzahlen nicht mehr entspannen und im vorgespannten, vorkonditionierten Zustand bleiben. Wird beispielsweise während einer schnellen Schaltung aus- und eingekuppelt, verschiebt sich das vorgespannte Bogenfederpaket im Bogenfederkanal des Zweimassenschwungrads vom zugseitigen Anschlag zum ausgangsseitigen Anschlag, bis die Bogenfeder zwischen dem ausgangsseitigen Anschlag und dem in Schubrichtung eingangsseitigen Anschlag ahne Entspannung eingespannt ist. Diese Einspannung verhindert ein geringfügiges Entspannen der am eingangsseitigen Anschlag eingespannten Endwindungen und damit ein weiches Verhalten des Zweimassenschwungrads, welches niederfrequente Schwingungen isoliert. Vielmehr ist die hierbei effektive Steifigkeit des Zweimassenschwungrads infolge der zugseitig an dem ausgangsseitigen Anschlag anliegenden und sich an dem eingangsseitigen Anschlag abstützenden Windungen der Bogenfedern entsprechend hoch, wodurch in bestimmten Drehzahlbereichen beispielsweise zwischen 2000 und 3000 U/min, im gleitenden Betriebszustand niederfrequente Schwingungen auftreten können. Diese können zu Fehldetektionen von Zündaussetzern in der Motorsteuerung führen.
Um derartige niederfrequente Schwingungen zu unterbinden werden konstruktive Änderungen des Drehschwingungsdämpfers vorgeschlagen, beispielsweise in Form von Innendämpfer, Zuggewindefeder oder dergleichen. Diese Maßnahmen verringern eine rotatorische Gesamtsteifigkeit des Drehschwingungsdämpfers wie Zweimassenschwungrad im vorkonditionierten Zustand der Bogenfedern. Nachteilig sind eine Verteuerung des Drehschwingungsdämpfers und ein dadurch erhöhter Baumraumbedarf beziehungsweise Einschränkungen im Isolationsgrad, wenn beispielsweise der durch einen Innendämpfer belegte Bauraum nicht für ein Fliehkraftpendel genutzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren für die Steuerung eines Antriebsstrangs mit einer Kompensation von Zündaussetzern mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung vorzuschlagen, bei dem ein Drehschwingungsdämpfer wie Zweimassenschwungrad ohne konstruktive Maßnahmen zur Dämpfung niederfrequenter Schwingungen im gleitenden Betriebszustand des Kraftfahrzeugs auskommt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines in verschiedenen Betriebszuständen betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer von einem Fahrer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine, einem Getriebe und dazwischen angeordnetem Drehschwingungsdämpfer und Reibungskupplung mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung zur Erkennung von Zündungsaussetzern gelöst, wobei während eines gleitenden Betriebszustands mit einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs trotz geringfügig befeuerter Brennkraftmaschine ein vorgegebener Momentenbereich eines von der Brennkraftmaschine bereitgestellten Motormoments bei der Steuerung der Brennkraftmaschine umgangen wird. Es hat sich überraschend gezeigt, dass bei Ausgrenzung eines engen Betriebsbereichs des Motormoments im gleitenden Zustand keine niederfrequenten Schwingungen angeregt werden und daher der Drehschwingungsdämpfer ohne Änderungen, das heißt ohne konstruktive Änderungen wie Einfügen eines Innendämpfers und dergleichen weiterverwendet werden kann. Der betreffende Momentenbereich kann beispielsweise entsprechende Anwendungen von Antriebssträngen empirisch oder rechnerisch ermittelt werden. Werden ein gleitender Betriebszustand und die entsprechenden Randparameter aufgrund regelmäßiger Erfassung von Betriebsgrößen wie beispielsweise Drehzahl der Brennkraftmaschine, Stellung des Fahrpedals, im Getriebe eingelegter Gang, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dergleichen ermittelt, wird der niederfrequente Schwingungen induzierende Motormomentenbereich durch entsprechende Vorgaben des Motorsteuergeräts aus der Steuerung der BR ausgenommen. Das Verfahren eignet sich für handgeschaltete und automatische Schaltgetriebe wie automatisierte Handschaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und dergleichen.
Die Umgehung des für die Anregung der niederfrequenten Schwingungen kritischen Momentenbereichs erfolgt durch entsprechende Steuerung der Brennkraftmaschine beispielsweise im Motorsteuergerät, wobei die benötigten Betriebsgrößen beispielsweise über CAN-Bus bereitgestellt werden können. Wird während eines gleitenden Betriebszustands abhängig von der Fahrpedalstellung ein Motormoment ermittelt, das in den Momentenbereich fällt, kann dieses beispielsweise abhängig von einem Gradienten des Motormoments erhöht oder erniedrigt werden und nach Unter- oder Überschreiten des Momentenbereichs durch ein vom Fahrer über das Fahrpedal entsprechend angefordertes Fahrerwunschmoment wieder an das aktuell daraus ermittelte Motormoment bevorzugt verschliffen angepasst werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können mithilfe der Onboard-Diagnoseeinrichtung niederfrequente Schwingungen des Antriebsstrangs erfasst werden und abhängig von einem Überschreiten eines Schwellwerts dieser das abhängig von einer Stellung des Fahrpedals ermittelte Motormoment um einen vorgegebenen Betrag erhöht oder erniedrigt werden. Hierbei können beispielsweise mittels FFT-Analysen die niederfrequenten Schwingungen des Drehschwingungsdämpfers im gleitenden Betriebszustand des Kraftfahrzeugs so aufbereitet werden, dass sie von subharmonischen Schwingungen der Brennkraftmaschine während Zündaussetzern unterscheidbar sind. Alternativ kann nach Überschreiten eines beispielsweise empirisch oder rechnerisch ermittelten Schwellwerts auf Zündaussetzer oder auf eine vom Drehschwingungsdämpfer erzeugte niederfrequente Schwingung erkannt werden und entsprechende Gegenmaßnahmen, im ersten Fall eine Änderung des Einspritzverhaltens und im zweiten Fall eine Änderung des Motormoments zur Umgehung des beschriebenen Momentenbereichs eingeleitet werden.
Je nach Anwendungsfall eines Antriebsstrangs kann beispielsweise abhängig von der Leistung der Brennkraftmaschine, der Anzahl der Zylinder dieser, dem verwendeten Drehschwingungsdämpfer und dergleichen der vorgeschlagene Momentenbereich variieren, beispielsweise kann dieser um ein von einem abhängig von einer Stellung des Fahrpedals ermittelten Motormoment im gleitenden Betriebszustand 10 Nm bis 15 Nm betragen. Das für die Anregung niederfrequenter Schwingungen im Betriebszustand des gleitenden Kraftfahrzeugs kritische Motormoment kann ebenfalls anwendungsspezifisch für entsprechend ausgebildete Antriebsstränge variieren und beispielsweise 30 Nm bis 50 Nm betragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008050287 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines in verschiedenen Betriebszuständen betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeug mit einer von einem Fahrer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine, einem Getriebe und dazwischen angeordnetem Drehschwingungsdämpfer und Reibungskupplung mittels einer Onboard-Diagnoseeinrichtung zur Erkennung von Zündungsaussetzern, dadurch gekennzeichnet, dass während eines gleitenden Betriebszustands mit einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs trotz geringfügig befeuerter Brennkraftmaschine ein vorgegebener Momentenbereich eines von der Brennkraftmaschine bereitgestellten Motormoments bei der Steuerung der Brennkraftmaschine umgangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Momentenbereich durch Erhöhen oder Erniedrigen des abhängig von einer Stellung des Fahrpedals ermittelten Motormoments umgangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Onboard-Diagnoseeinrichtung niederfrequente Schwingungen des Antriebsstrangs erfasst werden und abhängig von einem Überschreiten eines Schwellwerts dieser das abhängig von einer Stellung des Fahrpedals ermittelte Motormoment um einen vorgegebenen Betrag erhöht oder erniedrigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Momentenbereich um ein von einem abhängig von einer Stellung des Fahrpedals ermittelten Motormoment im gleitenden Betriebszustand 10 Nm bis 15 Nm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment im gleitenden Zustand 30 Nm bis 50 Nm beträgt.