DE102013204771A1

DE102013204771A1 - Verfahren zur Einstellung eines von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges abzugebenden Soll-Moments

Info

Publication number: DE102013204771A1
Application number: DE102013204771.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Baer; Christoph Navratik; Ralph Zachmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: DE102013204771B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur Einstellung eines von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges abzugebenden Soll-Moments in Abhängigkeit von einem ermittelten Fahrwiderstands-Moment wird als Soll-Moment ein Lastwechsel-Moment vorgegeben, das aus dem Fahrwiderstands-Moment abzüglich eines Korrekturmoments bestimmt wird, das zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung erforderlich ist. Vorzugsweise wird das Korrekturmoment zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung zumindest abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges bestimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung eines von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges abzugebenden Soll-Moments.
Ein derartiges Verfahren ist in Form von sogenannten Antriebsschlupfregelsystemen, Traktionsregelsystemen oder Fahrstabilitätssystemen hinreichend bekannt. Hierbei wird beispielsweise eine Reduktion des Motormoments, das üblicherweise grundsätzlich durch ein Fahrerwunsch-Moment bestimmt wird, vorgenommen, wenn Schlupf an den Antriebsrädern auftritt.
Aus der DE 10 2004 057 834 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Einstellung eines Antriebsmoments bekannt, bei dem auch der Fahrwiderstand berücksichtigt wird. Hierbei wird zur Beschleunigung der Antriebsschlupfregelung eine Vorsteuerung hinsichtlich der Antriebsleistung in Abhängigkeit vom Fahrwiderstand vorgenommen, die somit schon vor der Entstehung eines Regelfehlers aufgrund eines wechselnden Fahrzustandes eingreift.
Dabei wird ein vom Antriebsmotor abzugebendes Soll-Moment, zumindest für den Fall, dass das Fahrerwunsch-Moment größer als das Fahrwiderstands-Moment ist, durch eine Korrektur des Fahrwiderstands-Moments vorgegeben. Somit wird bei Vorliegen von erhöhtem Schlupf dieser schneller ausgeregelt. Liegt nur geringer Schlupf vor, wird das vom Fahrer gewünschte Moment schnell erreicht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Traktionsregelsystem eingangs genannter Art bei schnellem Lastwechsel zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Bei einem Verfahren zur Einstellung eines von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges abzugebenden Soll-Moments in Abhängigkeit von einem ermittelten Fahrwiderstands-Moment wird als Soll-Moment ein Lastwechsel-Moment vorgegeben, das aus dem Fahrwiderstands-Moment (insbesondere gebildet aus der Summe aller Fahrwiderstände) abzüglich eines Korrekturmoments bestimmt wird, das zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung erforderlich ist. Vorzugsweise wird das Korrekturmoment zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung zumindest abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges bestimmt.
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde: Die Erfindung geht grundsätzlich davon aus, dass eine Lastwechselvorsteuerung in einem Fahrstabilitäts-System in der Weise sinnvoll ist, dass bei erkanntem Lastwechsel, insbesondere bei schnellem Loslassen oder Zurücknehmen des Gaspedals, ein erhöhtes Motormoment gefordert wird, um den Lastschlag zu dämpfen und so eine Übersteuerungstendenz zu unterbinden. Hiernach wird anstelle eines Motormomenten-Sprunges eine Motormomenten-Rampe gesteuert.
Dabei besteht jedoch die Gefahr eines vom Fahrer subjektiv wahrnehmbaren Anschiebens („Selbstbeschleunigungsgefühl”).
Somit wurde erfindungsgemäß eine fahrwiderstandsbasierte Lastwechselvorsteuerung entwickelt, die ein Lastwechsel-Motormoment stellt, das der Summe der Fahrwiderstände abzüglich einer parametrierbaren Soll-Mindestverzögerung entspricht. Dabei kann das Lastwechsel-Motormoment an unterschiedliche Fahrsituationen nach einem Lastwechsel angepasst werden.
Insbesondere werden die querbeschleunigungs- und fahrgeschwindigkeitsabhängigen Anteile des Roll- und Luftwiderstandes mit in Betracht gezogen.
Auf diese Weise werden deutlich höhere Motormomente zur Lastschlagdämpfung ohne die Gefahr des Anschiebens ermöglicht. Dies schafft auch Abstimmspielräume in der Fahrwerksauslegung bzw. in der Fahrstabilitätssteuerung beispielsweise in Richtung Agilität (d. h. es wird leichtes Eindrehen bei vergleichsweise hoher Verzögerung zugelassen) oder in Richtung Spurtreue (d. h. es wird kein Übersteuern bei vergleichsweise geringer Verzögerung zugelassen).
Durch die Erfindung wird sowohl die Fahrstabilität als auch der Komfort erhöht. Das Kraftfahrzeug verhält sich entsprechend den Erwartungen des Fahrers.
In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Die diesem Blockschaltbild zugrunde liegende Funktion kann beispielsweise in Form eines Software-Moduls in einem ohnehin üblicherweise vorhandenen elektronischen Motor- und/oder Fahrstabilitäts-Steuergerät integriert sein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel arbeiten beispielsweise ein Motor-Steuergerät MS und ein Fahrstabilitäts-Steuergerät DSC zusammen. In einem ersten Block 1 hier im Motorsteuergerät MS wird ein Fahrerwunsch-Moment M_F zum Beispiel wie üblich aus der Stellung eines Fahrpedals FP und der Motordrehzahl n ermittelt und kann als mögliches Soll-Motormoment zur Auswahl gestellt werden.
In einem zweiten Block 2 hier im Fahrstabilitäts-Steuergerät DSC wird erfindungsgemäß in einem ersten Schritt ein Fahrwiderstands-Moment M_FW insbesondere aus der Fahrzeuggeschwindigkeit v, der Querbeschleunigung a_Q, der Fahrzeugmasse m, dem Luftwiderstand c und dem Rollwiderstand R ermittelt. Die Parameter m, c und R können empirisch ermittelt und als fahrzeugspezifische Konstanten in einem Speicher des Steuergerätes DSC abgelegt sein. Verschiedene Möglichkeiten zur Ermittlung eines Fahrwiderstands-Moments sind an sich bekannt und werden beispielsweise in der DE 100 18 381 A1 beschrieben.
Das Fahrwiderstands-Moment M_FW wird vorgesteuert und mittels eines Korrekturmoments M_korr reduziert, das vorzugsweise abhängig von der Querbeschleunigung a_Q und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmt wird. Dabei wird das Korrekturmoment M_korr vorzugsweise derart bestimmt, dass damit eine vorgegebene Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} erreichbar ist. Die Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} wird ihrerseits zumindest abhängig von der Querbeschleunigung a_Q und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit v vorgegeben. Dabei kann durch die Vorgabe der Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} ein gewünschtes Fahrverhalten (z. B. spurtreu oder agil) parametrisiert werden. Die Parameter werden beispielsweise empirisch abgestimmt und zusammen mit der daraus resultierenden Vorgabe der Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} im Steuergerät DSC abgespeichert. Darüber hinaus kann auch eine über die Steuergerätekodierung des DSC auswählbare Kurvenschar der Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} zumindest abhängig von der Querbeschleunigung a_Q und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit v angelegt werden.
Schließlich wird durch das Fahrwiderstands-Moment M_FW abzüglich des Korrekturmoments M_korr ein vorgegebenes Lastwechsel-Moment M_LW ermittelt und ebenfalls als mögliches Soll-Motormoment zur Auswahl gestellt. In einem Auswahlblock 4 des Motor-Steuergeräts MS wird beispielsweise durch eine sogenannte an sich bekannte Momentenstruktur das tatsächlich einzustellende Soll-Motormoment M_soll ermittelt.
Das Lastwechsel-Moment M_LW wird insbesondere dann vorgegeben, wenn das Fahrpedal schlagartig losgelassen oder zurückgenommen wird, wenn also der Fahrpedal-Wert FP Null (erste Bedingung: FP = 0) oder zumindest nahezu Null wird (alternativ erste Bedingung: FP ≈ 0) und wenn der Fahrpedal-Wert FP mit steilem Gradienten losgelassen oder zurückgenommen wird (zweite Bedingung: dFP/dt > S1; wobei S1 ein definierter Gradientenschwellwert ist). Vorzugsweise ist eine dritte Bedingung das Feststellen eines Übersteuer-Risikos. Dies kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass eine erfasste oder berechnete Gierrate r größer als ein Gierratenschwellwert S2 ist.
Insbesondere durch die Vorgabe eines Korrekturmoments M_korr zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung a_{L_min} abhängig von der Querbeschleunigung a_Q und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit v kann ein Applikateur während der Entwicklungsphase eines Kraftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine einfache Abstimmung eines gewünschten Fahrzeugverhaltens erreichen.
Die Erfindung wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn durch eine Querbeschleunigungsabnahme (durch Bremsen oder Auflenken) das Motormoment entsprechend schnell reduziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004057834 A1 [0003]
DE 10018381 A1 [0016]

Claims

Verfahren zur Einstellung eines von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges abzugebenden Soll-Moments (M_soll) in Abhängigkeit von einem ermittelten Fahrwiderstands-Moment (M_FW), wobei als Soll-Moment (M_soll) ein Lastwechsel-Moment (M_LW) vorgegeben wird, das aus dem Fahrwiderstands-Moment (M_FW) abzüglich eines Korrekturmoments (M_korr) bestimmt wird, das zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung (a_{L_min}) erforderlich ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmoment (M_korr) zum Erreichen einer vorgegebenen Mindest-Längsverzögerung (a_{L_min}) zumindest abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und/oder der Querbeschleunigung (a_Q) des Kraftfahrzeuges bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vergangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Soll-Moment (M_soll) das Lastwechsel-Moment (M_LW) vorgegeben wird, wenn ein Fahrpedal (FP) mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer definierten Schwelle (S1) losgelassen oder schnell zurückgenommen wird.
Verfahren nach einem der vergangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Soll-Moment (M_soll) das Lastwechsel-Moment (M_LW) vorgegeben wird, wenn ein Übersteuern über ein definiertes Maß hinaus (r > S2) erfasst oder prognostiziert wird.