DE10206199C1 - Steuerung eines Motors - Google Patents

Steuerung eines Motors

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerung beim Übergang von Schub- auf Zug-Betrieb eines Antriebsstranges, insbesondere bei Kraftfahrzeugen. Vor Abschluß der Übergangsphase wird das Drehmoment des Motors unter Verzögerung des Drehzahlanstieges des Motors bzw. unter Drehzahlabsenkung des Motors zurückgenommen, um einen Drehstoß zu Beginn des Zugbetriebes zu vermeiden. Nach Erreichen eines Andockpunktes kann das Motormoment geformt aufgebaut werden, um den Komfort zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Motors an einem mit Spiel und/oder Elastizität behafteten Antriebsstrang nach dem Patentanspruch 2 des Hauptpatentes.
Im Hinblick auf einen großen Komfort sind bei Kraftfahrzeugen zwischen Motor und Antriebsrädern in der Antriebsübertragung erhebliche Elastizitäten vorgesehen. Dies gilt insbesondere, wenn ein sog. Zwei-Massen-Schwungrad vorhanden ist, dessen Primärseite und dessen Sekundärseite miteinander drehelastisch antriebsgekoppelt sind, wobei die Primärseite motorseitig und die Sekundärseite antriebsstrangseitig angeordnet sind. Hinzu kommt ein mehr oder weniger großes Spiel, welches einerseits praktisch unvermeidlich zwischen Getriebeelementen des Antriebsstranges, insbesondere innerhalb eines Schaltgetriebes sowie der Hauptantriebsgelenke des Radantriebes, vorhanden und ggf. auch im Zwei-Massen-Schwungrad konstruktiv vorgegeben sein kann.
Durch die Zwischenschaltung der Elastizitäten und/oder des Spieles lässt sich eine weitestgehende schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Motor und Antriebsstrang erreichen. Allerdings können ohne besondere Maßnahmen vergleichsweise starke Lastwechselreaktionen auftreten.
Aus der DE 34 04 154 C2 sowie der DE 195 38 369 A1 ist es bekannt, Lastwechselschläge durch entsprechende Steuerung des Motors zu dämpfen.
Die DE 44 31 640 A1 zeigt die Möglichkeit, die Lastwechselschläge durch Steuerung des Turbinenmomentes eines im Antriebstrang angeordneten Wandlers zu vermindern.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine vorteilhafte Mög­ lichkeit zu schaffen, den Komfort bei Lastwechseln mit geringem konstruktivem Aufwand noch weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die automatische Steuerung reduziert während eines Last­ wechsels auftretende Drehzahldifferenzen zwischen Motor und Antriebsstrang und/oder zwischen wandlerseitigem Ende und wandlerfernem Ende des Antriebstrangs vor Aufzehrung des Spiels bzw. der Elastizität.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, Last­ wechsel, insbesondere Schub-Zug-Lastwechsel, zu erfassen und durch einen automatischen Eingriff in die Steuerung des Motors bzw. Wandlers die während des Lastwechsels vorübergehend erreichbaren Drehzahl- und Drehimpulsdifferenzen zwischen Motor und Eingang des Antriebsstranges bzw. zwischen Primär- und Sekundärmasse des Zwei-Massen-Schwungrades bzw. zwischen spielbehafteten Elementen des Antriebstranges vor Beendigung des Lastwechsels zu begrenzen oder zu minimieren, so dass im Ergebnis kein nennenswerter Lastschlag aufzutreten vermag bzw. im Idealfall Drehzahlgleichheit am Andockpunkt erreicht wird, der durch den konstruktiv vorgegebenen maximalen Verdrehwinkel zwischen Motor und Antriebsstrang bzw. zwischen Primär- und Sekundärmasse des Zwei-Massen-Schwungrades bzw. zwischen spielbehafteten Elementen des Antriebstranges definiert ist.
Dabei nutzt die Erfindung die Tatsache, dass moderne Kraftfahrzeuge mit einem sog. elektronischen Fahrpedal ausgerüstet sind, bei dem die vom Fahrer bewirkte Pedalstellung lediglich die Sollwerte von Betriebsparametern, insbesondere des Motors bzw. Wandlers, darstellen, an die die Istwerte durch eine elektronische Wandler- bzw. Motorsteuerung entsprechend vorgegebenen Kennlinien angepasst werden, indem beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor von der elektronischen Motorsteuerung einerseits eine Drosselklappe zur Steuerung der Zufuhr der Verbrennungsluft und andererseits Einspritzmengen und Einspritzzeitpunkte einer Kraftstoffeinspritzung und/oder Zündzeitpunkte eines Zündsystems entsprechend gesteuert werden. Bei einem solchen System braucht die Motorsteuerung lediglich zu "wissen", wie der Motor zur Vermeidung eines Lastschlages gesteuert werden sollte, wenn der Fahrer ein zuvor beim Fahrbetrieb nicht betätigtes Fahrpedal plötzlich stark betätigt, d. h. wenn der Fahrer von Schubbetrieb auf ausgeprägten Zugbetrieb des Fahrzeuges übergehen will. Grundsätzlich Gleiches gilt für die elektronische Wandlersteuerung, die insbesondere das Turbinenmoment des Wandlers steuert.
Die Erfindung lässt sich also durch entsprechende Konfiguration der Steuerung des Motors bzw. des Wandlers, d. h. durch Konfiguration entsprechender Steuerprogramme, realisieren, ohne sonstige konstruktive Änderungen.
Erfindungsgemäß sind im wesentlichen zwei Phasen zu unterscheiden: eine Wartezeit t1, in welcher das Motormoment ohne weitere Maßnahme an den Antriebsstrang übergeben wird, sowie eine Eingreifzeit t2, während derer der Eingriff in das Motormoment erfolgt. Der Eingriff besteht in einer Verringerung des abgegebenen Motormomentes, in einer Verzögerung des Antriebsstranges oder einer Verringerung der Beschleunigung des Antriebsstranges. Hierbei können die Zeiten t1 und t2 a-priori festgelegt sein oder während mehrerer Lastschlagsteuerungen erlernt oder optimiert werden. Einflussgrößen auf die Ermittlung der Zeiten t1 und t2 sind der Gesamtwinkel ϕGES(sich infolge Spiel und/oder elastischen Verformungen ergebener Gesamtwinkel), die Winkel­ geschwindigkeit der Primärseite bei Beendigung des Schub­ betriebes ω0, die Winkelgeschwindigkeit der Sekundärseite im Andockzeitpunkt ων, das Beschleunigungsvermögen des Motors B und/oder das Bremsvermögen des Motors D. Das Beschleunigungsvermögen kann hierbei von der Trägheit der beteiligten Antriebsstrangelemente, von der Leistungsfähigkeit des Antriebsaggregates und/oder von dem vom Fahrer vorgegebenen Leistungswunsch abhängen. Das Bremsvermögen hängt insbesondere von einem maximalen Schleppmoment des Antriebsaggregates, einer Veränderung des Abtriebsmomentes des Antriebsaggregates infolge des Eingriffs und/oder der Verzögerungswirkung zusätzlicher Aggregate wie beispielsweise zuschaltbare Hilfsaggregate oder antriebsaggregatseitige Bremseinrichtungen ab. In erster Näherung kann (unter Vernachlässigung der Verzögerung der Sekundärseite bei Annahme kurzer Zeiten für das Durchwandern des Spiels und/oder der Elastizitäten) die Winkelgeschwindigkeit ων der Sekundärseite im Andockzeitpunkt mit der Winkelgeschwindigkeit ω0 der Primärseite bei Beendigung des Schubbetriebes gleichgesetzt werden, da für das Durchwandern des Spieles an die Sekundärseite von der Primärseite keine oder nur geringfügige Beschleunigungsmomente übertragen werden und für die kurzen Zeiten in der Regel Verzögerungen der Primärseite bspw. infolge der Fahrwiderstände vernachlässigbar sind.
Gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ermittlung der Wartezeit sowie der Eingriffszeit über die im Patentanspruch 2 angegebenen Formeln. Diese stellen eine zumindest gute Annäherung der physikalischen Gegebenheiten dar und lassen sich auf besonders einfache und effiziente Weise in eine wirkungsvoll arbeitende Steuerung implementieren.
Entsprechend einem weiteren Vorschlag der Erfindung erfolgt während der Eingreifzeit eine Reduzierung des Motormomentes über einen Zündeingriff und/oder eine Veränderung der Drosselklappenstellung. Diese Art des Eingriff ist gleichermaßen einfach zur realisieren, beispielsweise infolge einer Verwendung der Gegebenheiten einer Motorsteuerung, wie wirkungsvoll.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Steuerung wird als Triggerereignis für den Beginn der Wartezeit das Vorliegen eines Schubbetriebes sowie ein Grenzwert einer Änderung eines Leistungsstellorganes verwendet. Diese Signale liegen ohnehin in einer Motorsteuerung vor und sind zur Erzeugung des Triggerimpulses einfach zu überprüfen. Gleichzeitig geben diese Signale zumindest annähernd exakt das Ablösen der Primärseite von der Sekundärseite wieder.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird zusätzlich zur Wartezeit eine von der Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsstellorganes abhängige Zusatzwartezeit bestimmt. Um die Zusatzwartezeit wird der Eingriff nach Ablauf der Wartezeit weiter verzögert. Hierdurch kann dem Wunsch des Fahrers nach einer hohen Agilität des Fahrzeuges besonders gut entsprochen werden. Die Verzögerung des Eingriffes kann hierbei mit der Inkaufnahme eines Lastschlages, allerdings in gegenüber bekannten Lastschlagsteuerungen verringertem Umfang, oder mit einem mit vergrößerter Intensität erfolgenden Eingriff zur gänzlichen Lastschlagvermeidung einhergehen.
Vorzugsweise wird das Beschleunigungsvermögen des Motors B und/oder das Bremsvermögen des Motors D über ein Kennfeld ermittelt werden. Die vorgenannten Winkelbeschleunigungen können aus dem Kennfeld auf besonders einfache Weise ermittelt werden. Das Kennfeld kann a-priori abgelegt sein oder während des Fahrbetriebes adaptiert werden. Hierbei können Abhängigkeiten der vorgenannten Winkelbeschleunigungen, beispielsweise von Umgebungsparametern wie Verzögerungen infolge von Fahrwiderständen, Luftwiderständen, einer Fahrbahnneigung, eine Fahrzeugmasse mit oder ohne Berücksichtigung eines Beladungszustandes, Außentemperaturen für die Schleppmomente oder die Abtriebsleistung des Antriebsaggregates, auf einfache Weise berücksichtigt werden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird nach der Warte- und Einsatzzeit und/oder bei Erreichen des Andock­ punktes das Antriebsmoment rampenförmig oder mit linearem, kurven- oder treppenförmigem Anstieg vergrößert. Hierbei kann die Anstiegsfunktion von Fahrzeug- oder Umgebungsparametern abhängig sein. Hierdurch kann ein besonders komfortabler Zugübergang erzielt werden. Beispielsweise ist diese Ausgestaltung von besonderem Vorteil hinsichtlich der dynamischen Beanspruchung des nachgeschalteten Antriebsstranges. Mittels dieser Gestaltung können überhöhte Schwingungsausschläge des Fahrschemels, insbesondere ein Anschlagen desselben an Anschläge der Lagerelemente des Fahrschemels gegenüber der Karosserie, vermieden werden.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand welcher besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 ein Diagramm, welches die Winkelgeschwindigkeiten ω der Primär- sowie der Sekundärmasse eines Zwei-Massen- Schwungrades bei einem Schub-Zug-Lastwechsel im Antriebsstrang in Abhängigkeit vom Drehwinkel ϕ zeigt.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug angetriebene Räder 1, die über Gelenkwellen 2, ein Differenzialgetriebe 3 sowie eine Kardanwelle 4 mit dem Ausgang eines Getriebes 5 antriebsmäßig verbunden sind, dessen Eingang über eine Kupplung 6 sowie ein Zwei-Massen-Schwungrad 7 antriebsmäßig mit einem Verbrennungsmotor 8 verbunden ist. Die Gelenkwellen 2 sowie die Kardanwelle 4 weisen typischerweise eine Vielzahl von Gelenken 9 auf, welche jeweils ein gewisses Spiel besitzen, zu dem das Spiel in den Getrieben 3 und 5 hinzutritt, d. h. der Antriebsstrang ist mehr oder weniger ausgeprägt spielbehaftet.
Darüber hinaus besitzt der Antriebsstrang eine ausgeprägte Elastizität, weil die Gelenkwellen 2 sowie die Kardanwelle 4 eine mehr oder weniger große Torsionselastizität besitzen und darüber hinaus die Primär- und Sekundärmassen des Zwei-Massen- Schwungrades 7 ausgeprägt drehelastisch miteinander antriebsverbunden sind und in der Regel auch die Kupplung 6 mit drehelastischen Übertragungselementen versehen ist.
Der Motor 8 bzw. dessen Motormoment wird vom Fahrer mittels eines Fahrpedales 10 gesteuert, welches seinerseits mit einem Eingang einer elektronischen Motorsteuerung 11 verbunden ist, die eingangsseitig mit einer nicht näher dargestellten Sensorik 100 für weitere Betriebsparameter, wie z. B. Motordrehzahl, Raddrehzahlen oder dgl. verbunden ist und ausgangsseitig eine Drosselklappe 12 zur Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsluft zum Motor 8, eine Einspritzanlage 13 zur Einspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungsräume des Motors 8 und/oder ein Zündsystem 14 steuert, durch das das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Verbrennungsräumen im Falle von Otto-Motoren zu steuerbaren Zündzeitpunkten entzündet werden kann. Aufgrund entsprechender Programmierung bzw. aufgrund gespeicherter Kennfelder kann die Motorsteuerung 11 "entscheiden" welche Maßnahmen bei Betätigung des Fahrpedals 10 optimal sind, und diese Maßnahmen ausführen, so dass die Leistung bzw. das Moment des Motors 8 an den Fahrerwunsch entsprechend der Betätigung des Fahrpedals 10 angepasst werden.
Im Beispiel der Fig. 2 sei nun angenommen, dass sich das Fahrzeug zunächst in einer Betriebsphase mit Schubbetrieb befindet, d. h. das Fahrzeug bewegt sich entgegen einem bremsenden Moment des Motors 8, beispielsweise auf einer Gefällestrecke.
Bei einer solchen Betriebsphase ist der gesamte Antriebsstrang elastisch gegen den Motor 8 vorgespannt, wobei die Sekundärmasse des Zwei-Massen-Schwungrades in Schubrichtung unter elastischer Vorspannung entsprechender Anschlagfederungen an der Primärmasse anliegt. Bei einem solchen Schubbetrieb haben die Primärmasse gemäß der Kurve Kp und die Sekundärmasse gemäß der Kurve Ks vor Erreichen eines Drehwinkels ϕ0 praktisch gleiche Winkelgeschwindigkeiten ω. Im Beispiel der Fig. 2 sind diese Winkelgeschwindigkeiten ω während des Schubbetriebes bis zum Drehwinkel ϕ0 konstant. Jedoch ist es auch denkbar, dass die Winkelgeschwindigkeiten ω absinken oder ansteigen, je nachdem, ob das bremsende Moment des Motors 8 größer oder kleiner ist als das Schubmoment des Antriebsstranges.
Bei Erreichen des Drehwinkels ϕ0 möge nun der Fahrer das beim Schubbetrieb unbetätigte Fahrpedal 10 vergleichsweise stark betätigen, d. h. der Fahrer möchte, beispielsweise zur Beschleunigung des Fahrzeuges, auf einen ausgeprägten Zugbetrieb übergehen.
Dies führt einerseits dazu, dass die Winkelgeschwindigkeit der Primärmasse des Zwei-Massen-Schwungrades 7 entsprechend der Kurve Kp ansteigt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Drehimpuls des Kurbeltriebes des Motors 8 sowie der damit verbundenen Primärmasse des Schwungrades 7 mehr oder weniger kontinuierlich ansteigt.
Andererseits wird nunmehr dem Antriebsstrang die schubseitige Anlage an der Primärmasse des Schwungrades 7 entzogen, d. h. die zunehmend schneller rotierende Primärmasse des Schwungrades 7 gibt den Antriebsstrang in Schubrichtung zunehmend frei. Dies führt dazu, dass sich die in Schubrichtung vorgespannten Elastizitäten im Antriebsstrang zunehmend entspannen, mit der Folge, dass die Sekundärmasse des Schwungrades 7 in ihrer bisherigen Drehrichtung beschleunigt wird. Bei Erreichen des Drehwinkels ϕ1 ist die Verspannung des Antriebsstranges in Schubrichtung beendet. Die Sekundärmasse des Schwungrades 7 dreht sich nun aufgrund von Trägheitseffekten mit der vor Erreichen des Drehwinkels ϕ1 erreichten Winkelgeschwindigkeit weiter, d. h. die Sekundärmasse des Schwungrades 7 dreht sich in einer Freilaufphase mit im Vergleich zur Rotationsgeschwindigkeit der Räder 1 mehr oder weniger erhöhter Drehzahl weiter, wobei das Spiel im Antriebsstrang in Zugrichtung zunehmend aufgezehrt wird. Wenn die Sekundärmassen den Drehwinkel ϕ2 überschreitet, wird der Antriebsstrang in Zugrichtung spielfrei. Nunmehr wird die Winkelgeschwindigkeit der Sekundärmasse mehr oder weniger stark verzögert, bis die Sekundärmasse des Schwungrades 7 bei einem Drehwinkel ϕ3 eine Winkelgeschwindigkeit erreicht, die unter Berücksichtigung der Übersetzung des Getriebes 5 der Drehzahl der Antriebsräder 1 rechnerisch zugeordnet ist.
Nach Überschreitung des Drehwinkels ϕ0 erhöht sich die Drehzahl der Primärmasse des Schwungrades 7 kontinuierlich. Dies ist möglich, da die beiden Massen des Zwei-Massen- Schwungrades 7 über eine großhubige Elastizität miteinander antriebsgekoppelt sind.
Mit zunehmender Drehbewegung der Primärmasse nach Über­ schreitung des Drehwinkels ϕ0 werden die Elastizitäten inner­ halb des Zwei-Massen-Schwungrades 7 zunehmend in Zugrichtung aufgezehrt bzw. gespannt.
Ohne besondere erfindungsgemäße Maßnahmen, die nachfolgend erläutert werden, bleiben erhebliche Drehzahldifferenzen zwischen Primär- und Sekundärmasse des Zwei-Massen-Schwung­ rades 7 bestehen, so dass zwischen Motor und Antriebsstrang eine mehr oder weniger ausgeprägte Drehimpulsdifferenz auf­ treten müsste, wenn die Primärmasse relativ zur Sekundärmasse die maximal mögliche Relativdrehung, erreicht. Im Beispiel der Fig. 2 würde diese Drehimpulsdifferenz den Wert Wprim-Wsek erreichen.
Bevor die Primärmasse den Drehwinkel ϕ4, d. h. die gewünschte Andocklage erreicht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, automatisch den weiteren Anstieg der Drehzahlen von Motor 8 und Primärmasse des Schwungrades 7 zu verzögern bzw. diese Drehzahl vorübergehend sogar etwas abzusenken, etwa dadurch, dass die Motorsteuerung 11 die Zündzeitpunkte des Zündsystems 14 in Richtung "spät" verstellt und/oder die Einspritzanlage 13 auf verminderte oder verschwindende Einspritzmengen für den Kraftstoff umsteuert.
Die Kurve Kp1 zeigt beispielhaft den Verlauf der Drehzahl des Motors 8 sowie der Primärmasse des Schwungrades 7, wenn die Zündung des Motors 8 bei einem Drehwinkel ϕp der Primärmasse auf "spät" umgesteuert wird. Nachfolgend bleibt die Drehzahl des Motors und damit auch die Drehzahl der Primärmasse des Schwungrades 7 weitestgehend konstant, so dass die Drehzahldifferenzen zwischen Primär- und Sekundärmasse des Schwungrades 7 nicht mehr weiter ansteigen können bzw. sogar abnehmen, weil die Drehzahl der Sekundärmasse aufgrund der zunehmenden Verspannung des Zwei-Massen-Schwungrades 7 in Zugrichtung ansteigt.
Wenn beim Drehwinkel ϕq der Primärmasse eine vorübergehende Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung in den Motor 8 erfolgt, nimmt die Drehzahl des Motors 8 und damit der Primärmasse des Schwungrades 7 gemäß einer Kurve Kp2 sogar ab, so dass eine besonders gute Annäherung der Drehzahlen der beiden Schwungmassen des Schwungrades 7 aneinander erreichbar ist, wenn die beiden Massen in Zugrichtung aneinander andocken.
Wenn sich die Drehzahlunterschiede am Andockpunkt weitestgehend ausgeglichen haben, werden die Leistung bzw. das Moment des Motors 8 wiederum entsprechend der Stellung des Fahrpedales 10 von der Motorsteuerung 11 angehoben. Nunmehr erfolgt ein weitestgehend synchroner Drehzahlanstieg von Primär- und Sekundärmasse des Schwungrades 7.
Im Ergebnis kann auf diese Weise ein weitestgehend laststoßfreier Schub-Zug-Übergang erfolgen.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise der Motorsteuerung 11, d. h. die vorübergehende Leistungsverminderung des Motors während der Übergangsphase zwischen Schub und Zug, lässt sich einfach realisieren.
Einerseits "kennt" die Motorsteuerung 11 das jeweilige Motormoment und "weiß" damit, ob bei nicht betätigtem Fahrpedal 10, dessen Stellung die Motorsteuerung 11 ständig registriert, ein Schubbetrieb vorliegt. Wenn nun der Fahrer das Fahrpedal 10 stark betätigt, "weiß" die Motorsteuerung 11, dass nachfolgend ein Übergang von Schub- auf Zugbetrieb stattfinden wird.
Aufgrund der Konstruktion des Antriebsstranges und des Motors wird der zeitliche Verlauf der Drehzahlen der Primärmasse sowie der Sekundärmasse des Schwungrades 7 zwischen den Drehwinkeln ϕ0 und ϕ4 der Primärmasse weitgehend reproduzierbar bestimmt, so dass die Zeitpunkte, zu denen die Motorsteuerung 11 den Drehzahlanstieg des Motors 8 zunächst verzögert, vorgegeben werden können. Allein durch derartige Maßnahmen lässt sich eine deutliche Verminderung des Drehstoßes beim Übergang von Schub- auf Zugbetrieb erreichen.
Gegebenenfalls kann die Motorsteuerung 11 zusätzlich die Drehzahlen der Räder 1 sowie die Übersetzung bzw. die eingelegte Schaltstufe des Getriebes 5 und die Motordrehzahlen berücksichtigen. Diese Parameter bestimmen in Abhängigkeit von der Konstruktion des Triebstranges weitestgehend die Drehzahlen der Sekundärmasse des Schwungrades 7 nach einem Drehzahlanstieg der Primärmasse. Damit kann die Motorsteuerung 11 gegebenenfalls im Sinne einer Regelung die Drehzahlen des Motors 8 zum Erreichen des Andockpunktes weitestgehend an einen gewünschten Wert angleichen.
Grundsätzlich kann die Erfindung auch bei einem Zug-Schub- Übergang ausgeführt werden. Hier wird vor Erreichen des Andockpunktes in Schubrichtung die Motorleistung automatisch kurzzeitig erhöht, um einen Zug-Schub-Lastschlag zu vermindern bzw. zu vermeiden.
Wenn zwischen Motor und Antriebstrang eine hydrodynamischer Wandler angeordnet ist, ist die Motordrehzahl keine für die Drehzahl der motorfernen Seite des Wandlers wesentliche Größe, vielmehr sind in diesem Fall das vom Wandler übertragene Moment bzw. das Turbinenmoment des Wandlers wichtige Parameter. Um bei Vorhandensein eines Wandlers einen Lastschlag bei einem Lastwechsel zu vermeiden bzw. zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das übertragene Moment des Wandlers bzw. dessen Turbinenmoment in einer zur oben dargestellten Steuerung der Motordrehzahlen analogen Weise zu steuern, wobei die Motordrehzahl gegebenenfalls entsprechend dem gewünschten übertragenen Moment bzw. entsprechend dem gewünschten Turbinenmoment des Wandlers verändert wird. Durch die Steuerung der vorgenannten Momente kann im Ergebnis die Differenz der Drehzahlen von wandlerseitigem Ende und wandlerfernen Ende des Elastizität und Spiel aufweisenden Antriebstranges in gleicher Weise beeinflusst werden, wie es oben anhand der Fig. 2 für die Drehzahlen von Primär- und Sekundärmasse eines Zwei-Massen- Schwungrades erläutert wurde.
Gegebenenfalls kann der Antriebstrang mehrere Zweige aufweisen. Bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb sind in der Regel zwei Zweige, einer für die Vorderachse bzw. -achsen und einer für die Hinterachse bzw. -achsen, vorhanden. Falls sich bei der jeweiligen konstruktiven Ausbildung des Antriebstranges nicht erreichen lässt, dass alle Elastizitäten und Spiele in den Zweigen simultan aufgezehrt werden, kann die oben erläuterte Steuerung der Motordrehzahl bzw. des Wandlermomentes entsprechend mehrfach erfolgen.
Zusätzlich oder alternativ besteht die Möglichkeit, nach Erreichen eines Andockpunktes für einen Zweig des Antriebstranges das Moment des Motors und/oder des Wandlers derart geformt zu erhöhen, dass Lastzüge vermieden werden.
Durch einen geformten Anstieg von Motormoment und/oder Wandlermoment können auch Schwingungen im Antriebstrang gedämpft bzw. verhindert werden.
Bei einem Übergang von Schub- auf Zugbetrieb wird der Drehzahlanstieg des Motors in der Freilaufphase zunächst zugelassen und dann verzögert und/oder reduziert. Die Motordrehzahl wird beginnend mit einem Zeitpunkt innerhalb der Freilaufphase vorübergehend konstant gehalten. Die Motordrehzahl wird nach einem Zeitpunkt innerhalb oder nach der Freilaufphase vorübergehend abgesenkt. Eine Motorsteuerung stellt den Zündzeitpunkt eines Zündsystems des Motors vorübergehend auf "spät". Eine Motorsteuerung steuert vorübergehend eine Einspritzanlage des Motors auf verminderte oder verschwindende Einspritzmengen des den Motor treibenden Kraftstoffes um. Bei einem Übergang von Schub- auf Zugbetrieb wird der Anstieg des Turbinenmomentes eines im Antriebstrang angeordneten Wandlers in der Freilaufphase zunächst zugelassen und dann verzögert und/oder reduziert. Das Turbinenmoment wird beginnend mit einem Zeitpunkt innerhalb der Freilaufphase vorübergehend konstant gehalten. Das Turbinenmoment des Wandlers wird nach einem Zeitpunkt innerhalb oder nach der Freilaufphase vorübergehend abgesenkt. Bei einem Übergang von Zug- auf Schubbetrieb wird die Motorleistung oder das Turbinenmoment eines im Antriebstrang angeordneten Wandlers kurzzeitig erhöht. Der Anstieg des Motormomentes und/oder des Turbinenmomentes des Wandlers wird nach Beendigung der Freilaufphase oder bei Erreichen eines Andockpunktes mit vorgegebener oder vorgebbarer Form aufgebaut. Bei einem Antriebstrang mit mehreren Zweigen werden mehrfach auftretende Drehzahldifferenzen zwischen dem Motor und den Zweigen des Antriebstranges oder zwischen dem wandlerseitigen Ende des Antriebstranges und den wandlerfernen Enden der Zweige des Antriebstranges reduziert.

Claims (8)

1. Steuerung eines Motors an einem mit Spiel oder Elastizität behafteten Antriebsstrang und/oder eines hydrodynamischen Wandlers zwischen einem Motor und einem mit Spiel und/oder Elastizität behafteten Antriebstrang, welcher bei einem Last­ wechsel mit Richtungsumkehr eines Motormomentes zwischen einer Phase abnehmender elastischer Vorspannung in ursprünglicher Lastrichtung und einer Phase mit zunehmender elastischer Vor­ spannung in neuer Lastrichtung eine das Spiel in der neuen Lastrichtung aufzehrende Freilaufphase durchläuft, insbe­ sondere in einem Kraftfahrzeug sowie insbesondere bei Anord­ nung eines Zwei-Massen-Schwungrades, dessen motorseitige Primärmasse und antriebsseitige Sekundärmasse miteinander mit begrenzter Drehbarkeit relativ zueinander drehelastisch antriebsverbunden sind, wobei
die automatische Steuerung während eines Lastwechsels auftretende Drehzahldifferenzen zwischen Motor und Antriebsstrang oder zwischen wandlerseitigem Ende und wandlerfernem Ende des Antriebstrangs vor Aufzehrung des Spiels oder der Elastizität begrenzt und
bei einem Übergang von einem Schub- auf einen Zugbetrieb der Drehzahlanstieg des Motors in der Freilaufphase zunächst für eine Wartezeit zugelassen wird und dann während einer Eingreifzeit verzögert oder reduziert wird,
nach Anspruch 2 des Hauptpatents 101 04 372
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wartezeit t1 und die Eingreifzeit t2 in Abhängigkeit
von einem sich infolge Spiel S und/oder elastischer Verformung E ergebenden Gesamtwinkel ϕGES = S + E,
der Winkelgeschwindigkeit der Primärseite bei Beendigung des Schubbetriebes ω0,
der Winkelgeschwindigkeit der Sekundärseite im Andock­ zeitpunkt ων,
des Beschleunigungsvermögens des Motors B,
des Bremsvermögens des Motors D und/oder
der Betätigungsgeschwindigkeit eines Leistungs­ stellorganes
ermittelt werden.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit über
und die Eingreifzeit über
ermittelt werden.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Eingreifzeit eine Reduzierung des Motormomentes über einen Zündeingriff und/oder eine Veränderung der Drosselklappenstellung erfolgt.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Triggerereignis für den Beginn der Wartezeit das Vorliegen eines Schubbetriebes sowie ein Grenzwert einer Änderung eines Leistungsstellorganes verwendet wird.
5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff nur erfolgt, wenn die Änderung des Leistungsstellorganes und/oder die Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsstellorganes oberhalb eines Grenzwertes liegt.
6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Wartezeit eine von der Änderungsge­ schwindigkeit des Leistungsstellorganes abhängige Zusatz­ wartezeit bestimmt wird, um welche nach Ablauf der Wartezeit der Eingriff verzögert wird.
7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungsvermögen des Motors B und/oder das Bremsvermögen des Motors D über ein Kennfeld ermittelt werden.
8. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Warte- und Einsatzzeit und/oder bei Erreichen des Andockpunktes das Antriebsmoment rampenförmig oder mit linearem, kurven- oder treppenförmigem Anstieg vergrößert wird.
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