DE4117154A1 - Verfahren zum betreiben eines fahrzeug-antriebsaggregates, insbesondere fuer pkw - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines nach den Gattungsmerkmalen gestalteten Fahrzeug-Antriebsaggregates.

Ein Fahrzeug-Antriebsaggregat mit einer Brennkraft­ maschine und einem angeflanschten, stufenlos verstell­ baren Keilriemen-Getriebe ist beispielsweise aus der DE-A-23 56 648 bekannt. Weiter sind im Stand der Technik als Umschlingungsgetriebe gestaltete stufenlose Getriebe mit Ketten- oder Schubgliederbändern bekannt. Mit Schubgliederband-Getrieben kombinierte Brennkraftma­ schinen dienen bekanntlich bereits als Antriebsaggregate für in Serie hergestellte Personenkraftwagen (Ford, Subaru).

Weiter ist aus der Fachliteratur (z. B. Automobil Revue Bern, Nr. 50, vom 09.12.1982) zur Optimierung des Straßenverbrauches der Vorschlag bekannt, anstelle einer hubraumstarken Brennkraftmaschine eine kleinvolumige Brennkraftmaschine mit zuschaltbarem, mechanisch ange­ triebenem volumentrischen Lader oder als Antriebsaggregat zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Fahrzeug-Antriebsaggregat der eingangs beschriebenen Bauart ein Betriebsverfahren aufzuzeigen, das es ermög­ licht, bei stationärem Betrieb des Fahrzeuges eine große Anzahl von Betriebspunkten in den verbrauchsgünstigen Bereich des Motorkennfeldes zu verlagern, ohne dabei ungünstige fahrdynamische und/oder akustische Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Mit einer relativ zur Fahrzeugmasse kleinvolumig gewähl­ ten Brennkraftmaschine und einem jeweils auf eine lange Übersetzung gesteuerten stufenlosen Getriebe der bevor­ zugten Umschlingungsbauart lassen sich in vorteilhafter Weise verbrauchsgünstige Betriebspunkte im stationären Fahrzeugbetrieb, insbesondere in Teillastbetrieb, automa­ tisch erzielen. Der Lenker des Fahrzeuges ist damit von einer bewußten ökonomischen Fahrweise im Verkehrsge­ schehen entlastet.

Der als Lader vorgeschlagene Kreiselverdichter weist bekanntlich den besten Wirkungsgrad aller Laderbauarten auf. Dadurch kann die im instationären Fahrbetrieb erfor­ derliche Drehmomentsteigerung mit geringstem Ladedruck erreicht werden. In vorteilhafter Weise kann damit die kleinvolumige Brennkraftmaschinen ein relativ hohes Verdichtungsverhältnis aufweisen, so daß die Brennkraft­ maschine als Saugmotor auch bei niederer Teillast verbrauchsgünstig arbeitet.

Mit der Maßnahme nach dem Kennzeichenmerkmal, lediglich im instationären Bereich einen erhöhten Anpreßdruck einzusteuern, kann der Wirkungsgrad des Umschlingungsge­ triebes bei Teillastbetrieb bzw. stationärem Betrieb durch den dabei reduzierten Anpreßdruck deutlich verbes­ sert werden, was vorteilhafter Weise ebenfalls der Verbrauchsoptimierung dient.

Zur Erzielung günstiger Verbrauchswerte bei instationärem Betrieb wird nach einem weiteren Anspruch vorgeschlagen, daß - bezogen auf einen stationären Betriebspunkt - die jeweilige betriebspunktabhängige lange Übersetzung des Umschlingungsgetriebes in einer instationären Phase kenn­ feldgesteuert im wesentlichen bis zum Erreichen des maxi­ malen Drehmomentwertes des Ladermotors über dem statio­ nären Betriebspunkt erhalten bleibt. Daraus ergibt sich zunächst eine Fahrzeugbeschleunigung allein aus der über den Lader bewirkten Drehmomentsteigerung in einem verbrauchsgünstigen Kennfeldbereich des Ladermotors. Anschließend erfolgt die weitere Fahrzeugbeschleunigung entlang der Drehmomentkurve des Ladermotors über das kennfeldgesteuerte Umschlingungsgetriebe mit langen Über­ setzungen bis zu der Motordrehzahl, bei der ein zu der gewünschten Fahrzeug-Geschwindigkeit zugehöriger statio­ närer Betriebspunkt im verbrauchsgünstigen Kennfeld des Saugmotors liegt. Bei Erreichen dieser geschwindigkeits- und betriebspunktrelevanten Motordrehzahl wird der oder abgeschaltet und die kleinvolumige Brennkraftmaschine im Saugbetrieb weitergefahren.

Bevorzugt wird das Verfahren mit einer Brennkraftmaschine durchgeführt, deren Hubvolumen gegenüber dem eines Basis­ motors etwa um die Hälfte reduziert ist.

Die Erfindung ist wie folgt beschrieben.

Ein Fahrzeug-Antriebsaggregat umfaßt eine relativ zur Fahrzeugmasse kleinvolumige Brennkraftmaschine mit zuschaltbarem, mechanisch angetriebenem Lader, wobei die gegenüber einem Basismotor vorzugsweise etwa das halbe Hubvolumen aufweisende Brennkraftmaschine im stationären Fahrbetrieb als im Bereich günstigen Kraftstoffverbrau­ ches wirkender Saugmotor verwendet wird. Zur Erschließung eines weiteren Verbrauchsreduzierungs­ potentials der kleinvolumigen Brennkraftmaschine ist diese vorzugsweise mit einem als Umschlingungsgetriebe gestalteten stufenlosen Ketten- oder Schubgliederband- Getriebe kombiniert, das zumindest bei stationärem Fahr­ betrieb bzw. Saugmotorbetrieb auf eine lange Übersetzung - d. h. einen großen Gang bei Schaltgetrieben - gesteuert ist.

Zur Steigerung der Fahrgeschwindigkeit wird auf ein entsprechendes Lastwunschsignal hin der als Kreiselver­ dichter gestaltete Lader zugeschaltet zur Bereitstellung eines Überschuß-Drehmomentes für die Beschleunigung des Fahrzeuges. Weiter wird über das Lastwunschsignal die Anpreßkraft auf Kegelscheiben des Ketten- oder Schub­ gliederband-Getriebes erhöht zur Vermeidung von verlust­ behaftetem Schlupf.

Zur Erzielung günstiger Verbrauchswerte auch bei instationärem Betrieb wird die jeweilige, für einen stationären Betriebspunkt geltende lange Übersetzung des Umschlingungsgetriebes in einer instationären Phase kenn­ feldgesteuert im wesentlichen bis zum Erreichen des maxi­ malen Drehmomentwertes des Ladermotors bzw. der aufgeladenen kleinvolumigen Brennkraftmaschine über dem o.g. Betriebspunkt beibehalten. Daraus ergibt sich zunächst eine Fahrzeugbeschleunigung allein aus der über den Lader bewirkten Drehmomentsteigerung in einem verbrauchsgünstigen Kennfeldbereich des Ladermotors. Anschließend erfolgt die weitere Fahrzeugbeschleunigung entlang der Drehmomentkurve des Ladermotors über das kennfeldgesteuerte Umschlingungsgetriebe mit langen Über­ setzungen bis zu der Motordrehzahl, bei der ein zu der gewünschten Fahrzeug-Geschwindigkeit zugehöriger statio­ närer Betriebspunkt im verbrauchsgünstigen Kennfeld des Saugmotors liegt. Bei Erreichen dieser geschwindigkeits- und betriebspunktrelevanten Motordrehzahl wird der Lader abgeschaltet und die kleinvolumige Brennkraftmaschine im Saugbetrieb weitergefahren.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug- Antriebsaggregates, insbesondere für Pkw,

• - das eine Brennkraftmaschine und ein stufenloses Getriebe umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
• - daß eine relativ zur Fahrzeugmasse kleinvolumige Brennkraftmaschine mit zuschaltbarem, mechanisch angetriebenem Lader im stationären Fahrbetrieb als im Bereich günstigen Kraftstoffverbrauches wirkender Saugmotor verwendet wird, dem
• - bei instationärem Fahrbetrieb über ein Lastwunschsignal gesteuert ein als Kreiselverdichter gestalteter Lader zugeschaltet wird,
• - wobei etwa mit dem Lastwunschsignal ferner die Anpreßkraft auf Kegelscheiben eines als Umschlingungsgetriebe gestalteten stufenlosen Ketten- oder Schubgliederband-Getriebes erhöht wird, und
• - daß das Umschlingungsgetriebe zumindest bei stationärem Fahrbetrieb bzw. Saugmotorbetrieb auf eine lange Übersetzung gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige betriebspunktabhängige lange Übersetzung des Umschlingungsgetriebes in einer instationären Phase kennfeldgesteuert im wesentlichen bis zum Erreichen des maximalen Drehmomentwertes des Ladermotors über dem stationären Ausgangs-Betriebspunkt erhalten bleibt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeladene, klein­ volumige Brennkraftmaschine - Ladermotor - über lange Übersetzungen des kennfeldgesteuerten Umschlingungs­ getriebes im wesentlichen entlang der Ladermotor- Drehmomentkurve hochdreht bis zu einer Motordrehzahl, die die gewünschte Fahrzeug-Geschwindigkeit mit einem im Bereich des verbrauchsgünstigen Kennfeldes des Saugmotors liegenden Betriebspunktes bei abgeschalte­ tem Lader verbindet.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine mit einem gegenüber einem Basismotor etwa um die Hälfte reduzierten Volumen betrieben wird.