WO2013117523A1 - Verfahren zur vorbereitung eines definierten, vom fahrer anwählbaren anfahrvorganges - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for preparing a defined, selectable by the driver starting process of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such a method is known, for example, in connection with a "launch control" in BMW M vehicles.
  • This launch control makes it possible to achieve optimal vehicle acceleration on an off-road surface
  • the slip control system is deactivated, a special driving program is selected, the selector lever is set to a specific position when the vehicle is stationary and the accelerator pedal is fully depressed, and the Launch Control is prepared by setting the engine speed to a fixed value while the clutch is still open
  • the selector lever is released, the vehicle accelerates, ie the prepared starting procedure is then continued by means of clutch control in the sense of optimum acceleration.
  • DE 103 05 297 A1 discloses a corresponding method for controlling a start-up process which can be selected by the driver, with the rotational speed initially being set to a predetermined engine speed (assuming optimum friction).
  • a control of the clutch torque is made to achieve a maximum possible acceleration, wherein the engine torque is reduced in spite of maximum power demand when the prevailing between the drive wheels and the road surface friction is less than one
  • predetermined threshold is.
  • the speed of the internal combustion engine is set to a predetermined engine speed value in preparation for a defined, by the driver an maybe hl ble starting operation with the clutch open, the predetermined engine speed depending on at least one characteristic, which is formed from at least one known operating size and by at least one relative Statement about the expected drive torque can be taken with the clutch closed, is determined.
  • a friction characteristic which reflects the expected friction of the tires on the road.
  • the friction characteristic for example, the outside temperature and / or the tire mixture and / or the vehicle weight and / or the roadway type and / or the road condition are taken into account as operating variables.
  • the predicted friction characteristic may differ from the actual friction due to various, not exactly predictable, influences, so that optimal acceleration is not achieved.
  • the object of the invention is to provide a comparison with the prior art improved method for preparing a defined, selectable by the driver starting.
  • the basic idea of the invention is to take into account influences which already led to a non-optimal acceleration of the vehicle in previous defined starting processes during the determination of the torque curve.
  • a defined, selectable by the driver starting process (in particular a so-called. Launch or a so-called. Launch Control) of a motor vehicle with an arranged between a motor (internal combustion engine and / or electric motor) and a transmission starting element (z B. controllable clutch or a torque converter), at maximum power demand by the driver and when selecting the defined starting process by means of an electronic control unit, the speed or torque of the engine to a predetermined value (engine speed or engine torque) set.
  • a motor internal combustion engine and / or electric motor
  • the engine speed or the engine torque is automatically determined by the electronic control unit depending on a friction characteristic by which at least a relative statement about the expected transmissible drive torque for the acceleration process can be made, so that in the subsequent after the preparation start-up the maximum possible drive torque is achieved for the best possible acceleration. It is essential that when determining the friction parameter, a state variable determined at a previously defined starting process, which reflects the friction again and thus influences the resulting drive torque, is taken into account.
  • the state variable determined from the preceding defined starting process can be taken into account in determining the friction characteristic in such a way that it determines from a predetermined optimum friction characteristic and / or an expected coefficient of friction determined from operating variables or a starting process defined for a preceding one Friction characteristic, a first (basic) friction characteristic is determined, which is then corrected in dependence on the determined during the preceding defined starting state variable, d. H. the friction characteristic is corrected (continuously) as a function of the state variable determined in a preceding defined starting process, which influences the self-adjusting drive torque.
  • the state variable is the occurring slip between the drive wheels and the roadway (within a defined speed window). Accordingly, the friction characteristic is corrected as a state variable as a function of the slip value determined in a preceding defined starting process.
  • the consideration of the slip value can take place in such a way that the friction characteristic variable in dependence on the deviation of the determined in a preceding defined starting process slip value in a defined speed window is corrected to a predetermined target slip value for this speed window, in particular such that the occurring slip value approaches the target slip value in the subsequent starting operation.
  • Control unit a reference / or. Target slip characteristic deposited. If the slip value determined in the (previously defined) start-up process deviates from the original (or already corrected and currently valid) reference value in a defined speed window, it is postadapted. The follow-up journey is thus always more optimal.
  • a feedforward control of the transmittable drive or wheel torque can be made during the entire acceleration process, d. H.
  • This information is taken into account not only for the speed or torque specification of the approach, but also for activation during the entire acceleration process.
  • Radmomentenverlauf be pre-controlled over the vehicle speed.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs mit einem zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordneten Anfahrelement, bei dem bei maximaler Leistungsanforderung durch den Fahrer und bei Anwahl des definierten Anfahrvorganges mittels einer elektronischen Steuereinheit die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors auf einen vorgegebenen Wert gestellt wird, wobei der vorgegebene Wert durch die elektronische Steuereinheit automatisch abhängig von einer ermittelten Reibungs-Kenngröße, durch die zumindest eine relative Aussage über das zu erwartende übertragbare Antriebsmoment für den Beschleunigungsvorgang getroffen werden kann, derart bestimmt wird, dass mit diesem vorgegebenen Wert bei dem nach der Vorbereitung anschließendem Anfahr- und Beschleunigungsvorgang das maximal mögliche Antriebsmoment zur bestmöglichen Beschleunigung erreicht wird. Die Erfindung sieht vor, dass die Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit einer bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Zustandsgröße, die das sich einstellenden Antriebsmoment beeinflusst, ermittelt wird.

Description

Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise im Zusammenhang mit einem Re n n sta rt- Anf a h rvo rg a n g („Launch Control") bei BMW M Fahrzeugen bekannt. Diese Launch Control ermöglicht auf griffiger Fahrbahn eine optimale Fahrzeugbeschleunigung. Diese bekannte Launch Control wird angewählt, indem bei stehendem Fahrzeug das Schlupfregelsystem deaktiviert wird, ein spezielles Fahrprogramm gewählt wird, der Wählhebel bei stehendem Fahrzeug in eine bestimmte Position gebracht wird und das Gaspedal voll durchgetreten wird. Die Launch Control wird daraufhin vorbereitet, indem bei noch geöffneter Kupplung die Motordrehzahl auf einen festen Wert eingeregelt wird. Mit Loslassen des Wählhebels beschleunigt das Fahrzeug; d. h. der vorbereitete Anfahrvorgang wird anschließend mittels Kupplungsregelung im Sinne einer optimalen Beschleunigung weitergeführt. Aus der DE 103 05 297 A1 ist ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung eines vom Fahrer anwähibaren Anfahrvorgangs bekannt, wobei zunächst die Drehzahl (unter der Voraussetzung einer optimalen Reibung) auf eine vorgegebene Motordrehzahl eingestellt wird. Während des Anfahrvorgangs wird eine Regelung des Kupplungsmoments zum Erreichen einer maximal möglichen Beschleunigung vorgenommen, wobei das Motormoment trotz maximaler Leistungsanforderung reduziert wird, wenn die zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahn vorherrschende Reibung kleiner als eine
vorgegebene Schwelle ist. Somit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass tatsächlich eine geringere Reibung als die angenommene optimale Reibung vorliegt.
Ein alternatives Verfahren zur Berücksichtigung einer geringeren Reibung wird in der DE 103 05 298 A1 vorgeschlagen. Hier wird zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwä hl baren Anfahrvorganges bei geöffneter Kupplung die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Motordrehzahlwert eingestellt, wobei die vorgegebene Motordrehzahl abhängig von mindestens einer Kenngröße, die aus mindestens einer bekannten Betriebsgröße gebildet wird und durch die zumindest eine relative Aussage über das zu erwartende Antriebsmoment bei geschlossener Kupplung getroffen werden kann, ermittelt wird.
Zur Ermittlung der Motordrehzahl wird bspw. eine Reibungs-Kenngröße, welche die zu erwartende Reibung der Reifen auf der Fahrbahn wiederspiegelt, einbezogen. Bei der Ermittlung der Reibungs-Kenngröße werden bspw. die Außentemperatur und/oder die Reifenmischung und/oder das Fahrzeuggewicht und/oder die Fahrbahnart und/oder der Fahrbahnzustand als Betriebsgrößen berücksichtigt. Die vorhergesagte Reibungs-Kenngröße kann jedoch aufgrund verschiedener, nicht genau vorhersagbarer Einflüsse von der tatsächlichen Reibung abweichen, so dass keine optimale Beschleunigung erreicht wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Grundgedanke der Erfindung ist, bei der Ermittlung des Momentenverlaufs Einflüsse, die bereits in vorangegangenen definierten Anfahrvorgängen zu einer nicht optimalen Beschleunigung des Fahrzeugs führten, zu berücksichtigen.
Erfindungsgemäß wird nun in bekannter Weise zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges (insbesondere eines sog. Rennstarts bzw. einer sog. Launch Control) eines Kraftfahrzeugs mit einer zwischen einem Motor (Brennkraftmaschine und/oder Elektromotor) und einem Getriebe angeordneten Anfahrelement (z. B. steuerbare Kupplung oder ein Drehmomentwandler), bei maximaler Leistungsanforderung durch den Fahrer und bei Anwahl des definierten Anfahrvorganges mittels einer elektronischen Steuereinheit die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors auf einen vorgegebenen Wert (Motordrehzahl oder Motormoment) eingestellt. Dabei wird die Motordrehzahl oder das Motormoment durch die elektronische Steuereinheit automatisch abhängig von einer Reibungs- Kenngröße, durch die zumindest eine relative Aussage über das zu erwartende übertragbare Antriebsmoment für den Beschleunigungsvorgang getroffen werden kann, derart bestimmt, so dass bei dem nach der Vorbereitung anschließendem Anfahrvorgang das maximal mögliche Antriebsmoment zur bestmöglichen Beschleunigung erreicht wird. Wesentlich ist nun, dass bei der Ermittlung der Reibungs-Kenngröße eine bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelte Zustandsgrö- ße, weiche die Reibung wieder spiegelt und somit das sich einstellenden Antriebsmoment beeinflusst, berücksichtigt wird.
Die aus dem vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelte Zustand sgröße kann bei der Ermittlung der Reibungs-Kenngröße derart berücksichtigt werden, dass aus einer vorgegebenen optimalen Reibungs- Kenngröße und/oder einer aus Betriebsgrößen ermittelten, zu erwartenden Reibungs-Kenngröße oder einer für einen vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Reibungs-Kenngröße eine erste (Basis-)Reibungs- Kenngröße ermittelt wird, die in dann in Abhängigkeit der beim vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Zustandsgröße korrigiert wird, d. h. die Reibungs-Kenngröße wird (kontinuierlich) in Abhängigkeit der bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Zustandsgröße, die das sich einstellenden Antriebsmoment beeinflusst, korrigiert.
Durch das Korrigieren der (Basis-)Reibungs-Kenngröße auf Basis der ermittelten Zustandsgröße während vorangegangener definierter Anfahrvorgänge können die folgenden definierten Anfahrvorgänge hinsichtlich einer gewünschten optimalen Beschleunigung somit wesentlich verbessert werden.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Zustandsgröße um den auftretenden Schlupf zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahn (innerhalb eines definierten Geschwindigkeitsfensters). Demnach wird die Reibungs- Kenngröße in Abhängigkeit des bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorganges ermittelten Schlupfwertes als Zustandsgröße korrigiert.
Die Berücksichtigung des Schlupfwertes kann dabei derart erfolgen, dass die Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit von der Abweichung des bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorganges ermittelten Schlupfwertes in einem definierten Geschwindigkeitsfenster zu einem für dieses Geschwindigkeitsfenster vorgegebenen Zielschlupfwert korrigiert wird, insbesondere derart, dass sich beim anschließenden Anfahrvorgang der auftretende Schlupfwert dem Zielschlupfwert annähert. Hierzu ist in der elektronischen
Steuereinheit eine Referenz- /bzw. Zielschlupfkennlinie hinterlegt. Weicht der im (vorangegangenen) definierten Anfahrvorgang ermittelte Schlupfwert in einem definierten Geschwindigkeitsfenster vom ursprünglichen (bzw. bereits korrigierten und aktuell geltenden) Referenzwert ab, wird nachadaptiert. Die Folgeanfahrt wird somit immer optimaler.
Vorteilhafterweise kann mit der ermittelten Reibungs-Kenngröße und/oder dem bekannten Fahrzeuggewicht und/oder einer ermittelten Fahrzeugbeschleunigung und/oder den sich ändernden Drehzahlübersetzungen auch eine Vorsteuerung des übertragbaren Antriebs- oder Radmoments während des gesamten Beschleunigungsvorganges vorgenommen werden, d. h. diese Informationen werden nicht nur für die Drehzahl- oder Drehmomentvorgabe der Anfahrt, sondern auch für eine Ansteuerung während des gesamten Beschleunigungsvorgangs berücksichtigt. Somit kann der komplette
Radmomentenverlauf über der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesteuert werden.
Der Vorteil dieser Reibwertlernfunktion ist vor allem darin zu sehen, dass Folgeanfahrten mit optimal adaptiertem Reibwert auch bei schlechteren Reib werten zugelassen werden können, da von Anfang an die maximal vorhandene Traktion genutzt werden kann, ohne dass ein entsprechendes Regelsystem zum Eingriff kommt, Somit werden Verzögerungen durch Übertra- gungs- und Ansprechzeiten vermieden.

Claims

Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges
Patentansprüche
Verfahren zur Vorbereitung eines definierten, vom Fahrer anwählbaren Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs mit einem zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordneten Anfahrelement, bei dem bei maximaler Leistungsanforderung durch den Fahrer und bei Anwahl des definierten Anfahrvorganges mittels einer elektronischen Steuereinheit die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors auf einen vorgegebenen Wert gestellt wird, wobei der vorgegebene Wert durch die elektronische Steuereinheit automatisch abhängig von einer ermittelten Reibungs-Kenngröße, durch die zumindest eine relative Aussage über das zu erwartende übertragbare Antriebsmoment für den Beschleunigungsvorgang getroffen werden kann, derart bestimmt wird, dass mit diesem vorgegebenen Wert bei dem nach der Vorbereitung anschließendem Anfahr- und Beschleunigungsvorgang das maximal mögliche Antriebsmoment zur bestmöglichen Beschleunigung erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit einer bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Zu- standsgröße, die das sich einstellenden Antriebsmoment beein- flusst, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors auf eine vorgegebenen Motordrehzahl oder ein vorgegebenes Motordrehmoment gestellt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungs-Kenngröße derart ermittelt wird, dass eine vorgegebene optimale Reibungs-Kenngröße und/oder eine aus Betriebsgrößen ermittelte, zu erwartende Reibungs-Kenngröße oder eine für einen vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelte Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit einer beim vorangegangenen definierten Anfahrvorgang ermittelten Zustandsgröße korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit des bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorganges ermittelten Schlupfwertes als Zustandsgröße korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungs-Kenngröße in Abhängigkeit von der Abweichung des bei einem vorangegangenen definierten Anfahrvorganges ermittelten Schlupfwertes in einem definierten Geschwindigkeitsfenster zu einem für dieses Geschwindigkeitsfenster vorgegebenen Zielschlupfwert korrigiert wird, insbesondere derart, dass sich beim anschließenden Anfahrvorgang der auftretende Schlupfwert dem Zielschlupfwert annähert.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ermittelten Reibungs-Kenngröße und/oderdem Fahrzeuggewicht und/oder der Fahrzeugbeschleunigung und/oder den sich ändernden Drehzahlübersetzungen eine Vorsteuerung des übertragbaren Antriebs- oder Radmoments während des gesamten Beschleunigungsvorganges vorgenommen wird.
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