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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung eines Motormomentes gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 7.
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Aus
DE 11 2007 000 995 T5 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Achsschaltkupplung an einem Fahrzeug mit Allradantrieb bekannt, das Folgendes umfasst: Ermitteln, ob eine Schaltkupplungsbetriebseigenschaft auf einem vorbestimmten Eingangswert liegt; und Ändern des abgegebenen Motordrehmoments, bis die Kupplungsbetriebseigenschaft auf einem vorbestimmten Austrittswert liegt, wobei das Motordrehmoment nicht mehr geändert wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Begrenzung eines Motormomentes bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch das Steuergerät gemäß Patentanspruch 7 gelöst.
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Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass das Motormoment abhängig von dem Allradmoment begrenzt wird, das von der Kupplung von der ersten Antriebsachse auf die zweite Antriebsachse übertragen werden soll. Auf diese Weise wird eine präzise Begrenzung des Motormomentes erreicht, wobei vorzugsweise das gewünschte Allradmoment bereitgestellt werden kann.
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In den abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des beschriebenen Verfahrens angegeben.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Motor über ein Getriebe mit der ersten Antriebsachse verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform wird das Motormoment abhängig von einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes beispielsweise abhängig von dem gewählten Gang begrenzt. Dadurch kann eine Anpassung des Motormomentes abhängig von der Getriebeübersetzung eingestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Motormoment abhängig von einem wählbaren Faktor begrenzt. Der wählbare Faktor kann beispielsweise dazu dienen, um die gewünschte Fahrdynamik entsprechend zu steuern. Auf diese Weise wird eine erhöhte Flexibilität beim Einsatz des Verfahrens ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Motormoment auf einen Bereich zwischen dem 1,8-Fachen und dem 2,2-Fachen Wert des ermittelten Allradmomentes begrenzt. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Kupplung, die als steuerbare Kupplung ausgebildet ist, relativ schnell schließen kann und somit eine thermische Belastung der Kupplung durch eine kurze Schlupfphase reduziert ist. Bei der Begrenzung des Motormomentes auf den zweifachen Faktor des Allradmomentes wird dafür gesorgt, dass jede Antriebsachse 50% des Motormomentes überträgt. Dadurch wird eine kurze Schlupfzeit der Kupplung erreicht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Motormoment nur bis auf ein vorgegebenes Mindestmoment begrenzt. Dadurch wird sichergestellt, dass eine gewünschte Fahrdynamik trotz des Verfahrens zum Begrenzen des Motormomentes beibehalten wird. Das vorgegebene Mindestmoment kann beispielsweise im Bereich von 50 bis 80% des maximalen Motormomentes liegen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren erst aktiviert, wenn eine hohe Belastung der Kupplung, insbesondere eine hohe mechanische und/oder eine hohe thermische Belastung der Kupplung erkannt wurden. Auf diese Weise wird die Begrenzung des Motormomentes nur durchgeführt, wenn die Gefahr einer hohen Belastung der Kupplung oder einer Beschädigung der Kupplung vorliegt. Somit wird die Begrenzung des Motormomentes nur in kritischen Situationen eingesetzt, sodass die meiste Zeit das maximale Motormoment zur Verfügung steht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Allradantrieb, und
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2 die Darstellung eines schematischen Steuerdiagramms zur Durchführung des Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges 1, das zumindest zeitweise über alle vier Räder 14, 18, 24, 28 angetrieben werden kann. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen Motor 5 auf, der über einen Antriebsstrang 4 Motormoment mit einer variablen Drehmomentverteilung zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse abgeben kann. Das System stellt ein Allradsystem mit einer Hang-On-Kupplung mit variabel steuerbarer oder regelbarer Drehmomentverteilung durch eine Allradkupplung 2 dar. Die Allradkupplung 2 ist beispielsweise als Längskupplung zwischen der ersten Achse 12 und der zweiten Achse 22 angeordnet. Dabei wird beispielsweise eine erste Achse 12 permanent vom Motor 5 und eine zweite Achse 22 wahlweise abhängig vom gewünschten Allradmoment vom Motor 5 angetrieben. Die gewünschten Sollmomente an der ersten Achse 12 und an der zweiten Achse 22 werden durch eine Steuereinheit 3 eingestellt, um eine geforderte Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges sicherzustellen. Das Steuergerät 3 regelt die änderbare Einstellung der Drehmomentverteilung der Allradkupplung 2. Ferner umfasst die erste Achse 12 ein erstes Achsdifferenzial 10 für ein erstes Rad 14 der ersten Achse 12 und für ein zweites Rad 18 der ersten Achse 12. Die zweite Achse 22 umfasst entsprechend ein zweites Achsdifferenzial 20 für ein erstes Rad 24 der zweiten Achse 22 und für ein zweites Rad 28 der zweiten Achse 22.
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Das Steuergerät 3 ermittelt abhängig vom Fahrerwunsch, das heißt von der Gaspedalstellung, ein Motormoment, das vom Motor 5 erzeugt wird und direkt an die erste Achse 12 abgegeben wird. Zudem ermittelt das Steuergerät 3 abhängig von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges ein gewünschtes Allradmoment, um den Fahrerwunsch mithilfe eines Allradantriebes umzusetzen. Das Steuergerät 3 steuert die Allradkupplung 2 in der Weise an, dass das gewünschte Allradmoment von der ersten Achse 12 auf die zweite Achse 22 übertragen wird. Als Betriebszustand kann ein Durchdrehen der Räder der ersten Achse bzw. ein Unterschied der Drehgeschwindigkeit der Räder der ersten Achse gegenüber den Rädern der zweiten Achse darstellen. Zudem kann auch durch eine Einstellung ein Allradmoment gewünscht sein oder unterbunden werden. Das Steuergerät 3 verfügt vorzugsweise über wenigstens einen Sensor 7, der eine thermische und/oder mechanische Belastung der Kupplung 2 erfasst. Beispielsweise kann der Sensor 2 als Temperatursensor ausgebildet sein, der die Temperatur der Allradkupplung 2 erfasst und an das Steuergerät 3 übermittelt.
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Für einen verbesserten Betrieb des Allradantriebes verwendet das Steuergerät 3 das Verfahren zur Begrenzung des Motormomentes gemäß der schematischen Darstellung der 2. Das Steuergerät 3 ermittelt in einem ersten Programmblock 30 anhand des beispielsweise von einem Fahrdynamikregler ermittelten Allradmomentes AM und einem ersten Faktor F1 ein erstes Grenzmoment. Als erster Faktor F1 wird vorzugsweise ein Wert zwischen 1,8 und 2,2, vorzugsweise ein Wert zwischen 1,9 und 2,1, insbesondere der Wert 2 verwendet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch andere Werte für den ersten Faktor F1 verwendet werden. Beispielsweise kann das erste Grenzmoment mithilfe einer Multiplikation des ersten Faktors F1 mit dem ermittelten Allradmoment AM berechnet werden. Anschließend kann direkt zu einem dritten Programmblock 33 verzweigt werden, wie mithilfe des gestrichelten Pfeils angedeutet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das erste Grenzmoment einem zweiten Programmblock 31 zugeführt. Beim zweiten Programmblock 31 wird der erste Grenzwert mit einem Übersetzungsverhältnis ÜV des Getriebes bewertet, falls ein Übersetzungsgetriebe zwischen dem Motor und der Allradkupplung 2 vorgesehen ist. In einer einfachen Ausführungsform wird das erste Grenzmoment durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes geteilt und ein zweiter Grenzwert ermittelt, der einem dritten Programmblock 32 zugeführt wird.
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Beim dritten Programmblock 32 wird der zweite Grenzwert mit einem zweiten Faktor F2 bewertet. Die Bewertung kann in Form einer Multiplikation mit dem zweiten Faktor liegen. Der bewertete zweite Grenzwert wird als dritter Grenzwert einem dritten Programmblock 33 zugeführt.
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Beim dritten Programmblock 33 wird überprüft, ob der Grenzwert über einem Mindestdrehmoment MD liegt. Ist dies der Fall, so wird der dritte Grenzwert über einen Ausgang 34 zur Steuerung bzw. zur Begrenzung des Drehmomentes des Motors 5 an den Motor 5 ausgegeben. Ergibt der Vergleich beim vierten Programmblock 33, dass der dritte Grenzwert kleiner als das Mindestdrehmoment ist, so wird das Mindestdrehmoment über den Ausgang 34 als Drehmomentvorgabe für den Motor 5 ausgegeben.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch der erste Grenzwert dem vierten Programmblock 33 zugeführt werden, wie oben erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird der erste Grenzwert mit dem Mindestdrehmoment MD verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird der erste Grenzwert über den Ausgang 34 zur Steuerung des Motors ausgegeben, wenn der erste Grenzwert größer als das Mindestdrehmoment ist. Ist der erste Grenzwert kleiner als das Mindestdrehmoment, so wird das Mindestdrehmoment als Steuergröße über den Ausgang 34 zur Steuerung des Drehmomentes des Motors 5 ausgegeben.
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Die Werte für den ersten Faktor F1, den zweiten Faktor F2 und das Mindestdrehmoment MD sind in einem Speicher des Steuergerätes abgelegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können diese Werte auch während des Betriebs des Fahrzeuges von einem Fahrer verändert werden. Das Übersetzungsverhältnis ÜV wird vom Steuergerät mithilfe eines Sensors abhängig von der Schaltposition des Getriebes erfasst und entsprechend beim zweiten Programmblock 31 berücksichtigt.
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Beispielsweise wird das Übersetzungsverhältnis abhängig vom eingelegten Gang über eine entsprechende Tabelle, die im Speicher abgelegt ist, ermittelt. Die Allradkupplung ist beispielsweise als steuerbare Lamellenkupplung ausgebildet. Ermittelt das Steuergerät 3 ein Allradmoment, das kleiner als 50% des abgegebenen Drehmomentes des Motors ist, so wird die Allradkupplung 2 dauerhaft im Schlupfbetrieb betrieben. Dadurch ist eine thermische und/oder mechanische Belastung der Allradkupplung 2 gegeben.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform wird das beschriebene Verfahren zur Begrenzung des Motormomentes nur dann durchgeführt, wenn eine thermische und/oder mechanische Belastung der Kupplung 2 erkannt wird, die über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Beispielsweise kann der vorgegebene Grenzwert in Form einer Grenztemperatur im Speicher des Steuergerätes 3 abgelegt sein. Erkennt das Steuergerät 3 beispielsweise mithilfe des Temperatursensors 7, dass die Temperatur der Allradkupplung 2 über dem abgelegten Grenzwert liegt, so wird die Begrenzung des Motormomentes gemäß dem Verfahren der 2 durchgeführt. Auf diese Weise wird eine erhöhte mechanische und/oder thermische Belastung der Kupplung 2 vermieden.
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Unabhängig von der Belastung der Kupplung 2 kann das Verfahren immer durchgeführt werden, um die gewünschte Fahrdynamik des Fahrzeuges bei geringer Belastung des Antriebes und der Kupplung bereitzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112007000995 T5 [0002]
