DE102011018887A1

DE102011018887A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102011018887A1
Application number: DE201110018887
Authority: DE
Inventors: Michael Reuschel; Christian Eberle
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer zwischen diesen wirksamen, automatisierten Reibungskupplung, einem Steuergerät zur Bestimmung und Regelung eines über die Reibungskupplung zu übertragenden Kupplungsmoments und eines anhand von Raddrehzahlen ermittelten Radschlupfs von angetriebenen Rädern gegenüber der Fahrbahn. Um eine schnelle Reaktion auf erhöhten Radschlupf zu ermöglichen und bei geringen Geschwindigkeiten den Radschlupf begrenzen zu können, wird während einer Anfahrt des Kraftfahrzeugs das Kupplungsmoment abhängig von einem vorgegebenen Grenzwert des Radschlupfs eingestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer zwischen diesen wirksamen, automatisierten Reibungskupplung, einem Steuergerät zur Bestimmung und Regelung eines über die Reibungskupplung zu übertragenden Kupplungsmoments und eines anhand von Raddrehzahlen ermittelten Radschlupfs von angetriebenen Rädern gegenüber der Fahrbahn.
Kraftfahrzeuge mit entsprechenden Antriebssträngen und Steuerungen zum Betrieb dieser sind aus Serienanwendungen bekannt. Hierbei ist der Antriebsstrang aus einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einem Getriebe, beispielsweise einem automatisierten oder handbetätigten Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe, kontinuierlich automatisiert verstellbaren Umschlingungsmittelgetriebe (CVT) und dergleichen gebildet, wobei zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle des Getriebes eine automatisierte Reibungskupplung angeordnet ist, an der von einem Steuergerät abhängig von gewünschten beziehungsweise automatisiert eingestellten Fahrsituationen ein übertragbares Kupplungsmoment eingestellt wird. Beispielsweise wird während einer Anfahrt des Kraftfahrzeugs ein von der entsprechend des Fahrerwunschmoments geregelten Brennkraftmaschine abhängig von der Schlupfdrehzahl der Reibungskupplung auf das Getriebe und abhängig von der in diesem eingestellten Übersetzung ein Antriebsmoment auf die angetriebenen Räder übertragen. Hierbei wird die Reibungskupplung möglichst schnell in einen geschlossenen Zustand geregelt, bei dem kein oder ein vorgegebener Mikroschlupf, bei dem das mittlere Motormoment sicher übertragen und beispielsweise Momentenspitzen durch Schlupf gemindert werden, eingestellt wird.
Bei maximalem Reibwert der Reifen der angetriebenen Räder gegenüber der Fahrbahn ist dabei ein Radschlupf im Bereich von 10% erzielbar. Bei entsprechend verschlechterten Bedingungen steigt der Radschlupf. Nimmt der Radschlupf zu, das heißt, drehen während einer derartigen Anfahrt die angetriebenen Räder beispielsweise infolge zu hohem Motormoment bei entsprechend verminderter Haftung der Räder auf dem Fahrbahnbelag durch, werden neben Bremseingriffen an den durchdrehenden Rädern mittels eines Motoreingriffs das Motormoment und die Motordrehzahl reduziert. Die Reibungskupplung wird oder ist dabei geschlossen. Die bisherigen Systeme versuchen diesen Schlupf mit Brems- und Motoreingriffen einzuregeln. Bei geschlossener Reibungskupplung ist dabei die Einstellung eines minimalen Radschlupfs oberhalb einer gewissen Mindestgeschwindigkeit möglich, die folgender Zusammenhang zeigt: Mindestgeschwindigkeit = 90%·Motordrehzahl(Anfahrt)[rad/s]·Getriebeübersetzung·Radradius[m].
Unterhalb dieser Mindestgeschwindigkeit kann der gewünschte Sollradschlupf von 10% mit geschlossener Kupplung und bisheriger Strategie nicht erzielt werden. Der hohe Radschlupf, der unterhalb der Mindestgeschwindigkeit auftritt, senkt die maximal übertragbare Radantriebskraft. Dadurch kann in Grenzsituationen eine Anfahrt unmöglich werden obwohl sie aus technischer Sicht noch möglich wäre. Durch den nicht optimal einstellbaren Radschlupf wird zugleich die maximal erzielbare mögliche Fahrzeugbeschleunigung reduziert. Hoher Radschlupf verringert auch die Seitenführungskraft der angetriebenen Räder. Dies kann bei glatter Fahrbahn ein vermeidbares seitliches Wegrutschen der angetriebenen Achse verursachen, wenn das Fahrzeug bei der Anfahrt nicht in Hangneigung ausgerichtet ist. Weiterhin verursacht hoher Radschlupf unnötigen Reifenverschleiß. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass Drehmoment reduzierende Motoreingriffe kombiniert mit Bremseingriffen bei geschlossener Kupplung die Gefahr eines Abwürgens der Brennkraftmaschine erhöhen. Schutzmaßnahmen, beispielsweise Erhöhen des Motormoments stehen dabei im Widerspruch mit der bekannten Radschlupfregelung, bei der das Motormoment verringert werden soll. Infolge der Beschleunigungsänderungen der Masse der Kurbelwelle samt den nachgeschalteten Trägheitsmomenten des Schwungrads und dergleichen ist ein Motoreingriff unpräzise, reaktionsträge und kann unkomfortabel sein sowie ein verschlechtertes Abgasverhalten (Zündungseingriffe) verursachen. Weiterhin kann es bei kleiner Fahrzeuggeschwindigkeit und geschlossener Kupplung und einem schlagartigen Wechsel von niedrigem Reibwert der angetriebenen Räder gegenüber der Fahrbahn hin zu einem hohen Reibwert zu einem Abwürgen der Brennkraftmaschine beziehungsweise starken Schlägen im Antriebsstrang kommen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs vorzuschlagen, bei dem während des Anfahrens der Radschlupf auf ein geringes Maß limitiert bleibt und bei einem geringen Radschlupf der angetriebenen Räder die Reifen gegenüber der Fahrbahn mit dem höchsten Reibwert betrieben werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer zwischen diesen wirksamen, automatisierten Reibungskupplung, einem Steuergerät zur Bestimmung und Regelung eines über die Reibungskupplung zu übertragenden Kupplungsmoments und eines anhand von Raddrehzahlen ermittelten Radschlupfs von angetriebenen Rädern gegenüber der Fahrbahn gelöst, wobei während einer Anfahrt des Kraftfahrzeugs das Kupplungsmoment abhängig von einem vorgegebenen Grenzwert des Radschlupfs eingestellt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann dabei vorgesehen sein, bei Mindestgeschwindigkeiten oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts mittels eines Motoreingriffs und/oder eines Bremseingriffs auf ein oder mehrere Räder mit einem Radschlupf oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts auf einen vorgegebenen Radschlupf zu regeln. Tritt erhöhter Radschlupf an den angetriebenen Rädern unterschiedlich auf, können diese zunächst mittels eines Bremseingriffs oder gegebenenfalls mittels eines vorhandenen Sperrdifferenzi- als durch Umverteilen des Antriebsmomentes auf die angetriebenen Räder geregelt werden.
Wird die vorgegebene Mindestgeschwindigkeit erreicht oder gelingt eine Umverteilung der Radantriebsmomente nicht, um den Radschlupf zu begrenzen, kann abhängig vom Radschlupf die Reibungskupplung auf ein kleineres Kupplungsmoment geregelt werden. Hierbei wird der Radschlupf von Beginn einer Anfahrt beziehungsweise bei Erreichen oder Unterschreiten der Mindestgeschwindigkeit überwacht, wobei die Steuerung der Reibungskupplung das Kupplungsmoment so regelt, dass der mittlere Radschlupf, das heißt, ein Mittelwert des Radschlupfs der angetriebenen Räder im Hinblick auf eine Traktion mit geringem Radschlupf, einen optimalen Bereich erzielt.
Hierbei kann sich durch ein gegebenenfalls reduziertes Kupplungsmoment bei schlupfender Reibungskupplung die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöhen, so dass es vorteilhaft sein kann, nach dem dynamisch schnell wirksamen Kupplungseingriff mit entsprechender Zeitverzögerung, beispielsweise durch Betätigung der Drosselklappe, einen Motoreingriff der infolge des Beschleunigungsverhaltens der zu beschleunigenden Massen später reagierenden Brennkraftmaschine folgen zu lassen. Eine entsprechend vorgegebene Zieldrehzahl der Brennkraftmaschine kann dabei abhängig von dem über die Reibungskupplung während des Kupplungseingriffs zur Verringerung von Radschlupf korrigierten übertragbaren Kupplungsmoment eingestellt werden. Es hat sich hierbei als vorteilhaft gezeigt, wenn einerseits eine Drehzahl der Kurbelwelle an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle angepasst wird, um einen hohen Wärmeeintrag in die Reibungskupplung bei hohem Schlupf dieser zu vermeiden, wobei andererseits eine ausreichend hohe Drehzahl der Kurbelwelle aufrechterhalten wird, um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine in dem korrigierten Drehzahlbereich ausreichend Drehmomentreserve besitzt um einen Anstieg des Kupplungsmomentes kompensieren zu können. Hierbei wird insbesondere die Zunahme des erforderlichen Motormoments berücksichtigt, wenn infolge des vorgeschlagenen Verfahrens der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn bei abnehmendem Radschlupf zunimmt, also mehr Moment über die Reifen auf die Fahrbahn übertragen und damit das Kraftfahrzeug bei gegebenem Fahrbahnzustand schneller beschleunigt werden kann.
Es hat sich hierbei gezeigt, dass mittels des in der Reibungskupplung eingestellten Schlupfs multipliziert mit dem Massenträgheitsmoment der Kurbelwelle und dem darauf montierten Schwungrad ein kinetischer Energiespeicher dargestellt werden kann, mittels dessen das Kupplungsmoment gegebenenfalls stark ansteigend hoch dynamisch geregelt werden kann, so dass auf Drehmomentanforderungen bei sinkendem Radschlupf und damit steigendem Reibwert schnell reagiert und die begrenzt dynamische Reaktion dieses Energiespeichers durch das schnelle Abkoppeln mittels der Reibungskupplung kompensiert werden kann. Hierbei kann auf harte Motoreingriffe, beispielsweise Zündungseingriffe oder Abstellen der Brennstoffzufuhr („fuel cut”) verzichtet werden, was sich positiv auf das Abgasverhalten und den Fahrkomfort auswirken kann.
Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens kann der Radschlupf auf einen optimalen Bereich geregelt werden, so dass in Grenzfällen das Kraftfahrzeug noch angefahren werden kann, bei dem bei ausschließlichem Motoreingriff und/oder Bremseingriff ein zu hoher Radschlupf bedingt und dem daraus resultierenden niedrigen Reibwert der Reifen gegenüber der Fahrbahn scheitern würde. Im Weiteren stellt ein einstellbarer Kupplungsschlupf sicher, dass Bremseingriffe von Antischlupfregeleinrichtungen (ASR) oder sich spontan ändernde Fahrbahneigenschaften mit resultierendem geringerem Reibwert keine Gefahr für das Abwürgen der Brennkraftmaschine darstellen. Durch die mögliche Einstellung eines geringen Radschlupfs können Schläge im Antriebsstrang verringert oder vermieden werden, wenn sich der Reibwert schnell ändert, so dass auch hier ein erhöhter Fahrkomfort erzielt wird.
Durch die höhere und präzisere Ausführbarkeit von Kupplungseingriffen gegenüber Motoreingriffen, erhöht sich bei der Anfahrt die Seitenführungskraft der angetriebenen Räder. Dies kann bei glatter Fahrbahn ein vermeidbares, seitliches Wegrutschen der angetriebenen Achse verhindern oder reduzieren, wenn das Fahrzeug bei der Anfahrt nicht in Hangneigung ausgerichtet ist. Weiterhin werden die Reifen durch den verringerten geringen Radschlupf besonders bei Anfahrten mit hoher Last auf Untergrund mit noch relativ hohem Reibwert geschont.
Alternativ kann eine ausschließliche Radschlupfbegrenzung mit Kupplungsmomenteingriffen ausgeführt werden, anstatt in Verbindung mit unmittelbaren, weniger dynamischen Motoreingriffen, soweit diese beispielsweise oberhalb einer Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wirksam sind. Hierbei kann bei den geringsten Anzeichen eines Radschlupfs während einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs die aktive Kupplungssteuerung entsprechend korrigiert werden, während die Beschleunigung der Brennkraftmaschine unverändert und beispielsweise abhängig vom Fahrerwunschmoment oder anderen Einflussparametern erfolgen kann.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens wird ein Vorsteuermoment der Reibungskupplung abhängig von dem aus einem Vergleich der Raddrehzahlen der angetriebenen und Raddrehzahlen nicht angetriebener Räder ermittelten Radschlupf abgeschätzt. Hierbei wird das Vorsteuermoment mittels eines Radschlupfreglers mit aus einem Vergleich der Sollraddrehzahl und der aktuell ermittelten Raddrehzahl der angetriebenen Räder resultierenden Kaskadenstruktur korrigiert.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Prinzipschaltbild einer Regelstrecke zur radschlupfabhängigen Steuerung einer Reibungskupplung,
2 eine Kennlinie zur Anwendung einer Sollbeschleunigung eines angetriebenen Rads abhängig von einer Differenzdrehzahl der angetriebenen und nicht angetriebenen Rädern in der Regestrecke der 1
und
3 ein Diagramm zur Darstellung der Radschlupfregelung.
1 zeigt ein Prinzipschaltbild der Regelstrecke 1 zur Steuerung des Kupplungsmoments MKupp abhängig von dem Radschlupf der angetriebenen Räder. Hierbei wird grundsätzlich mithilfe der Vorsteuerung und des Reglers 3 eine Wunschraddrehzahl an den angetriebenen Rädern eingestellt, bei der sich ein vorgegebener Radschlupf einstellt. Hierzu wird zunächst die Sollraddrehzahl Snrad derjenigen angetriebenen Räder ermittelt, welche in den Schlupfbetrieb gebracht werden sollen. Abgesehen von der Antriebsform können die Hinter- oder Vorderräder die angetriebenen Räder sein und komplementär hierzu die anderen Räder nicht angetrieben sein. Hieraus lässt dich die Sollraddrehzahl nach Snrad = nrad,nd + nOffset (1) berechnen, wobei nrad,nd die Drehzahl der nichtangetriebenen Räder und nOffset eine Offset-Drehzahl mit festem Wert, beispielsweise 30 rpm oder abhängig von einer betriebspunktrelevanten Größe, beispielsweise die Radgeschwindigkeit sind. Aus der Differenz der Sollraddrehzahl Snrad und der aktuell gemessenen Raddrehzahl nrad der angetriebenen Räder wird der vorhandene Schlupfwert berechnet. Dieser wird sowohl von der Vorsteuerung 2 als auch dem Regler 3 verwendet.
Die Vorsteuerung 2 verwendet die Sollraddrehzahl Snrad um nach Abschätzung des über die Räder absetzbaren Moments M(A) in Block 4 mittels einer mathematischen Beziehung und weiterer Informationen wie beispielsweise dem Reibwert RW der Fahrbahn, dem Fahrzeuggewicht beziehungsweise Beladungszustand BZ und dem Verlauf RW(RS) des Reibwerts über den Schlupf in der Vorsteuerung 2 das Vorsteuermoment M(V) zu berechnen, welches ausreicht um die Räder zum Durchdrehen zu bringen.
Dabei kann mit folgenden Gleichungen (2), (3) das übertragbare Kupplungsmoment MKupp abgeschätzt werden: mFzg·g·cosβ·k·μ <= Mabtrteb/rdyn (2) Mabtrieb = Mkupp·iges·eta (3) mit der Masse mFzg des Kraftfahrzeugs, der Gesamtübersetzung iges zwischen Reibungskupplung und Rad, dem Wirkungsgrad eta, dem dynamischen Radradius rdyn, dem Anteil k des jeweiligen Rads an der Normalkraft des Kraftfahrzeugs, dem Schlupfwert μ sowie der Steigung β der Fahrbahn. Die Gleichungen (2) und (3) können nach Kombination nach dem Kupplungsmoment MKupp aufgelöst werden: Mkupp = mFzg·g·cosβ·k·μ·rdyn/(iges·eta) (4)
Die Masse mFzg und die Steigung β können hierbei beispielsweise mittels eines Triebstrangbeobachters geschätzt werden.
Das auf diese Weise ermittelte Vorsteuermoment M(V) stellt ein Grenzmoment dar und würde allein zum Durchdrehen der Räder führen. Allerdings können bei obiger Gleichung (4) die verwendeten Parameter streuen beziehungsweise ungenau sein, so dass der tatsächliche Drehzahlverlauf der Räder mittels des Vorsteuermoments M(V) der Vorsteuerung 2 ausreichend genau bestimmt ist und von dem Regler 3 konkretisiert wird.
Hierzu wird der Regler 3 kaskadenartig eingesetzt, wobei aus der Sollraddrehzahl Snrad und der aktuell gemessenen Raddrehzahl nrad der angetriebenen Räder die Differenz nrad_diff gebildet wird: nrad_diff = Snrad – nrad. (5)
Aus der Differenz nrad_diff wird die Sollbeschleunigung dSnrad der angetriebenen Räder ermittelt. Hierfür eignen sich beispielsweise mathematische Verfahren wie beispielsweise eine Multiplikation wie folgt: dSnrad = k·(Snrad – nrad) (6) mit der Konstante k, die vorteilhafterweise zwischen 0.5 und 3 liegt.
Alternativ kann die Sollbeschleunigung dSnrad unter Verwendung eines Interpolationsverfahrens mit der in 2 gezeigten Kennlinie 20 ermittelt werden, welche als Eingang die Differenz Snrad – nrad hat. Hierdurch können in vorteilhafter Weise bei kleinen Abweichungen nur sehr kleine Sollbeschleunigungen dSnrad bestimmt werden. Weiterhin können bei nahe bei der Sollraddrehzahl Snrad liegenden Werten nur noch kleine Änderungen zugelassen werden, wodurch ein gedämpftes Verhalten des Antriebsstrangs erzielt werden kann. Dagegen können durch die Kennlinie 20 bei großen Abweichungen überproportional hohe Sollbeschleunigungen dSnrad erzeugt werden, welche letztlich für ein schnelles Erreichen der Sollraddrehzahl Snrad sorgen.
Das aus der Vorsteuerung 2 und dem Regler 3 gebildete Kupplungsmoment MKupp dient. der Steuerung der Reibungskupplung 5, die das Kupplungsmoment MKupp auf das Getriebe 6 mit den nachfolgenden Bauelementen wie Differential, Gelenkwellen und dergleichen mit dem Wirkungsgrad eta auf die Räder überträgt.
Im nächsten Schritt werden nach einer Filterung der Raddrehzahlen nrad der angetriebenen Räder in der Filtereinheit 7 in Block 8 die aktuellen Beschleunigungen dnrad der Raddrehzahlen nrad ermittelt und mit den in Block 9 ermittelten Sollbeschleunigungen dSnrad verglichen. Die aus den aktuellen Raddrehzahlen nrad ermittelten Beschleunigungen dnrad können beispielsweise durch ein Ableistungsverfahren bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können in der Filtereinheit 7 entsprechend angepasste Kaimanfilter vorgesehen sein, die zugleich die Ableitung der Raddrehzahlen nrad liefern, so dass Block 8 entfallen kann. Die Differenz der Beschleunigungen dnrad und Sollbeschleunigungen dSnrad werden dem Regler 3 zugeführt, der beispielsweise als PI-Regler ausgeführt sein kann. Alternativ können andere Reglerkonzepte wie PID-Regler oder dergleichen vorgesehen sein. Der Regler 3 ermittelt das additive Reglermoment M(R), welches zu dem Vorsteuermoment M(V) addiert wird.
Die Regelstrecke 1 kann durch ein Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine ergänzt sein, bei dem diese auf einen vorgegebenen Betriebspunkt gebracht wird, damit diese die jeweiligen Momentenanforderungen liefern kann. Ein derartiger Betriebspunkt der Brennkraftmaschine kann beispielsweise bei zwei Dritteln der Maximaldrehzahl oder ein maximales Motormoment sein. Um der Brennkraftmaschine die erhöhte Belastung durch die Radschlupfregelung zur Bereithaltung einer entsprechenden Momentenreserve mitzuteilen, eignet sich insbesondere ein Signal, das voreilenden Charakter hat. Als günstig hat sich ein aus der Vorsteuerung und dem Regler ermitteltes vorauseilendes Vorsteuermoment Mvorsteuer als vorteilhaft erwiesen, wobei sich für das vorgesteuerte Motormoment Mmot,res nach Gleichung (7) zu Mmot,res = Mvorsteuer (μ > 0) (7) ergibt, wobei μ so bestimmt wird, dass sich das Rad im Schlupfbetrieb befindet. Damit könnte ein Einbrechen der Motordrehzahl verhindert werden.
Die Raddrehzahlen zur Durchführung des auf der Regelstrecke 1 basierenden Verfahrens können hierbei mittels Raddrehzahlsensoren erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Regelung der Regelstrecke 1 auf Basis von auf Getriebeeingangsdrehzahlen umgerechneten Raddrehzahlen erfolgen. Hierbei werden vorteilhafterweise nur Übersetzungen und keine Steifigkeiten oder Dämpfungen des Getriebes berücksichtigt. Durch Verwendung von Getriebeeingangsdrehzahlen kann der Kupplungsschlupf noch besser und direkter überwacht werden. Beispielsweise kann dies notwendig sein, um die Synchronisierung der Brennkraftmaschine und Getriebeeingangsdrehzahl in der Motorvorsteuerung aufgrund der Massenträgheit der Kurbelwelle mit entsprechenden Massen des Schwungrads geeignet zu berücksichtigen.
3 zeigt im Diagramm 10 anhand mehrerer synchron über die Zeit aufgezeichneter Teildiagramme den Ablauf einer in Abhängigkeit von an den Rädern auftretendem Schlupf geregelten Kupplungsmoment einer Reibungskupplung während einer Volllastanfahrt. Im Einzelnen zeigen die Kurve 11 die Signallinie des zum Zeitpunkt t1 auf Vollanschlag betätigten Gaspedals, die mit durchgezogener Linie gezeichnete Kurve 12 die Geschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl eines angetriebenen Rads, die in gestrichelter Linie dargestellte Kurve 13 die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die in gestrichelter Linie dargestellte Kurve 14 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die in gestrichelter Linie dargestellte Kurve 15 den Schlupf der Reibungskupplung, die in durchgezogener Linie dargestellte Kurve 16 den Radschlupf, die in gestrichelter Linie dargestellte Kurve 17 das Motormoment der Brennkraftmaschine, die in durchgezogener Linie dargestellte Kurve 18 das über die Reibungskupplung übertragene Kupplungsmoment und die in gepunkteter Linie dargestellte Kurve 19 das an einem angetriebenen Rad anliegende Radmoment.
Zum Zeitpunkt t1 tritt der Fahrer das Gaspedal vollständig durch und signalisiert damit den Fahrerwunsch einer zügigen Anfahrt. Das Kraftfahrzeug befindet sich noch im Stillstand und das Motor- und Kupplungsmoment werden aufgebaut.
Zum Zeitpunkt t2 beginnen die Räder durchzudrehen. Erhöhter Radschlupf wird detektiert, das Kupplungsmoment wird reduziert, indem diese bei noch anliegendem Motormoment schlupfend betrieben wird, um Radschlupf zu begrenzen. Von nun an wird mit idealem Radschlupf gefahren. Dies ermöglicht es, das maximal mögliche Raddrehmoment zu übertragen.
Zum Zeitpunkt t3 hat die Drehzahl der Brennkraftmaschine die vorgegebene Zieldrehzahl erreicht, bei der ausreichend Motormoment abgerufen werden kann. Die Brennkraftmaschine wird auf die Einhaltung dieser Drehzahl geregelt, bis Kupplungsschlupf abgebaut ist oder der Fahrer das Gaspedal wieder loslässt.
Zum Zeitpunkt t4 wird das Kupplungsmoment so geregelt, dass der Radschlupf auf einen vorgegebenen wie abhängig von Betriebsparametern vorgebbaren Idealwert begrenzt wird. Die beim Zeitpunkt t6 dargestellte Welle symbolisiert das permanente Regeln des Radschlupfes mittels des Kupplungsmoments und der Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine mittels des Motormoments.
Zum Zeitpunkt t5 ist der Kupplungsschlupf beinahe abgebaut. Die Reibungskupplung wird nicht komplett geschlossen sondern bleibt im leicht schlupfenden Zustand. Hierdurch behält die Reibungskupplung Einfluss auf das Radmoment, diesen Einfluss benötigt sie, um weiterhin den Radschlupf begrenzen zu können.
Zum Zeitpunkt t6 tritt durch Einbruch des Reibwerts zwischen Reifen und Fahrbahn erhöhter Radschlupf auf. Sofort wird das Kupplungsmoment abgesenkt, um den Radschlupf wieder abzubauen. Die Steuerung der Brennkraftmaschine stellt bei Radschlupfeingriffen der Reibungskupplung mit das Motormoment reduzierenden Motoreingriffen sicher, dass der Kupplungsschlupf nicht zu groß wird.
Zum Zeitpunkt t7 nimmt der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn plötzlich zu, weil beispielsweise das Rad auf griffigeren Untergrund kommt. Hierbei haftet das Rad an und Kupplungsschlupf baut sich auf. Dabei gibt es nur einen geringen Ruck, da nur das Rad und das Getriebe, nicht jedoch das Massenträgheitsmoment der Brennkraftmaschine verzögert werden. Im Zeitpunkt t8 steigert die Reibungskupplung das Kupplungsmoment bis sich das Rad wieder an der Schlupfgrenze befindet.
Bezugszeichenliste

1: Regelstrecke
2: Vorsteuerung
3: Regler
4: Block
5: Reibungskupplung
6: Getriebe
7: Filtereinheit
8: Block
9: Block
10: Diagramm
11: Kurve
12: Kurve
13: Kurve
14: Kurve
15: Kurve
16: Kurve
17: Kurve
18: Kurve
19: Kurve
20: Kennlinie
BZ: Beladungszustand
dnrad: Beschleunigung Rad
dSnrad: Sollbeschleunigung Rad
M(A): absetzbares Moment
MKupp: Kupplungsmoment
M(R): Reglermoment
M(V): Vorsteuermoment
nrad: Drehzahl Rad
RW: Reibwert
RW(RS): Verlauf Reibwert über Radschlupf
Snrad: Sollraddrehzahl

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe (6) und einer zwischen diesen wirksamen, automatisierten Reibungskupplung (5), einem Steuergerät zur Bestimmung und Regelung eines über die Reibungskupplung (5) zu übertragenden Kupplungsmoments (MKupp) und eines anhand von Raddrehzahlen (nrad) ermittelten Radschlupfs von angetriebenen Rädern gegenüber der Fahrbahn, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Anfahrt des Kraftfahrzeugs das Kupplungsmoment (MKupp) abhängig von einem vorgegebenen Grenzwert des Radschlupfs eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den angetriebenen Rädern unterschiedlicher Radschlupf zunächst mittels eines Bremseingriffs auf das schneller drehende Rad oder Betätigung eines Sperrdifferentials erniedrigt und anschließend das Kupplungsmoment (MKupp) abhängig vom verbleibenden Radschlupf eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert aus einem mittleren Radschlupf der angetriebenen Räder ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer von dem Radschlupf abhängigen Einstellung des Kupplungsmoments (MKupp) eine Drehzahl der Brennkraftmaschine begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer von dem Radschlupf abhängigen Einstellung des Kupplungsmoments (MKupp) eine Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einem Wert oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Vorsteuerung (2) des Kupplungsmoments (MKupp) und anschließender Regelung eine von dem Grenzwert des Radschlupfs abhängige Solldrehzahl (Snrad) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsteuermoment (M(V)) der Reibungskupplung (5) abhängig von dem aus einer aus einem Vergleich der Raddrehzahlen (nrad) der angetriebenen und Raddrehzahlen (nrad,nd) nicht angetriebener Räder ermittelten Radschlupf abgeschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuermoment (M(V)) mittels eines Reglers (3) mit aus einem Vergleich der Sollraddrehzahl (Snrad) und der aktuell ermittelten Raddrehzahl (nrad) der angetriebenen Räder resultierenden Kaskadenstruktur korrigiert wird.