DE19948153A1 - Verfahren und Anordnung zum Verringern von Lastwechselschlägen bei einem Kraftfahrzeug - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Verringern von Lastwechselschlägen bei einem KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern von Lastwechselschlägen beim Übergang eines Kraftfahrzeugs vom Zug- in Schubbetrieb, bei dem an ein den Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs beeinflussendes Stellglied abgegebene Stellbefehle verzögert übertragen werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines Übergangs vom Zug- in Schubbetrieb ein PT-Glied erster Ordnung mit einem Moment, das anhand des vom Fahrer geforderten Drehmoments und eines aktuell berechneten Verlustmoments ermittelt wird, initialisiert wird, so daß der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs lastfrei geschaltet und verzögert auf ein Moment von Null zurückgefahren wird. Ferner wird eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern von Lastwechselschlägen beim
Übergang eines Kraftfahrzeugs von Zug- in Schubbetrieb, bei dem an ein den
Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs beeinflussendes
Stellglied abgegebene Stellbefehle verzögert übertragen werden. Ferner betrifft die
Erfindung eine Anordnung zum Verringern von Lastwechselschlägen beim Übergang
eines Kraftfahrzeugs von Zug- in Schubbetrieb, mit einem Filter, durch den an ein den
Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs beeinflussendes
Stellglied abgegebene Stellbefehle verzögert übertragen werden.
Bei Kraftfahrzeugen mit Otto- und Dieselmotoren tritt insbesondere beim negativen
Lastwechsel, d. h. beim Übergang von Zug- in Schubbetrieb, oftmals ein sogenannter
Lastwechselschlag auf. Diese Erscheinung wird im wesentlichen durch die kinetische
Energie der Brennkraftmaschine sowie des Antriebsstrangs bestimmt, die während des
Lastwechsels infolge von Elastizitäten und Spiel im Antriebsstrang freigesetzt und zum
Teil an die Fahrzeugkarosserie abgegeben wird.
Bei bekannten Kraftfahrzeugen erfolgt der Abbau des Moments beim negativen
Lastwechsel bisher in Abhängigkeit des zuvor vom Fahrer geforderten Moments. Dabei
wird das Moment aus einer hohen Last langsamer und aus einer niedrigen Last schneller
abgebaut. Dies führt zu einem der beiden folgenden Kompromisse.
Entweder reagiert das Kraftfahrzeug aus hoher Last spontan und ruckelt beim Übergang
von Teillast-Zugbetrieb in den Schubbetrieb oder das Fahrzeug ist beim Übergang von
Teillast-Zugbetrieb in den Schubbetrieb ruckelfrei und schiebt aus Vollast nach.
In der DE 37 38 719 C2 ist ein Verfahren zur Verhinderung störender
Lastwechselschläge bei einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei werden
von einem Fahrer über ein Gaspedal an ein Leistungsstellglied abgegebene Stellbefehle
verzögert übertragen, wobei die Verzögerung auf den Bereich des Nulldurchgangs des
Drehmomentverlaufs der Brennkraftmaschine begrenzt, wird. Zur Durchführung des
Verfahrens wird eine Anordnung verwendet, bei der als Drehmomentsignalerzeuger ein
über Sensoren angesteuerter Kennfeldspeicher dient, in welchem die jeweiligen
Drehmomentsignale in Abhängigkeit von Signalen eines Drehzahlsensors und Signalen
eines Stellungssensors eines Leistungsstellgliedes gespeichert sind. Dabei ist zwischen
dem Drehmomentsignalerzeuger und einem Verzögerungssignalerzeuger eine
Amplitudenfensterschaltung für die Drehmomentsignale angeordnet, die nur
Drehmomentsignale im Bereich des Nulldurchgangs des Drehmomentenverlaufs zum
Verzögerungssignalerzeuger zur Aktivierung desselben gelangen läßt.
Aus der DE 195 38 369 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Reduzieren von
Lastwechselschlägen bekannt, wobei eine Drehmomentkorrektur der
Brennkraftmaschine über eine Steuerung des Zündwinkels durchgeführt wird. Danach
wird zunächst das indizierte Basismoment des Motors, welches dem an der Kurbelwelle
des Motors abgreifbaren, nicht durch Motor-Verlustmomente verringerten
Kupplungsmoment entspricht, bestimmt. Dann wird das indizierte Basismoment durch
Filterung in ein indiziertes Soll-Moment überführt, welches bei einem positiven
Lastwechsel, d. h. beim Übergang von Schub- in Zugbetrieb einen gegenüber dem
indizierten Basismoment geringeren Anstieg aufweist. Schließlich wird aus dem
indizierten Soll-Moment ein Soll-Zündwinkel abgeleitet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, das bzw. die das Fahrverhalten
eines Kraftfahrzeugs bei negativem Lastwechsel hinsichtlich Spontaneität, Komfort und
Kraftstoffverbrauch optimiert.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
Vorliegen eines Übergangs von Zug- in Schubbetrieb ein PT-Glied erster Ordnung mit
einem Moment, das anhand des vom Fahrer geforderten Drehmoments und eines aktuell
berechneten Verlustmoments ermittelt wird, initialisiert wird, so daß der Antriebsstrang
des Kraftfahrzeugs lastfrei geschaltet und verzögert auf ein Moment von Null zurück
gefahren wird.
Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Filter ein PT-Glied erster Ordnung ist, dem ein Eingangssignal und ein
Initialisierungswert zuführbar sind, wobei das Eingangssignal das vom Fahrer geforderte
Drehmoment und der Initialisierungswert ein Moment darstellt, das anhand des vom
Fahrer geforderten Drehmoments und eines aktuellen Verlustmoments ermittelt wird,
wobei das Filter mit einer das Vorliegen eines Übergangs von Zug- in Schubbetrieb
detektierenden Erfassungseinrichtung gekoppelt ist, derart, daß die Initialisierung des
Filters nur bei einem detektierten Übergang von Zug- in Schubbetrieb erfolgt.
Die Erfindung basiert auf der Idee, den Übergang vom Zug- in den Schubbetrieb
lastunabhängig zu gestalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die
erfindungsgemäße Anordnung erfolgt somit aus jedem Lastpunkt ein schneller und
ruckelfreier Drehmomentabbau. Auf diese Weise wird eine höhere Spontaneität im
Fahrverhalten ohne einen Verlust an Komfort sowie ohne höheren Kraftstoffverbrauch
erzielt.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Blockschaltbild für eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 einen Drehmomentverlauf bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung ein
Filter, bei dem es sich um ein PT-Glied erster Ordnung handelt. Das Filter ist mit einer
Erfassungeinrichtung gekoppelt, die einen Übergang des betreffenden Kraftfahrzeugs
vom Zug- in den Schubbetrieb detektiert. Hierzu wird der Drehmomentverlauf des
Brennkraftmotors des Fahrzeugs auf das Auftreten eines negativen Lastwechsels hin
überwacht.
Das Filter weist einen Eingang auf, über den ein Signal zugeführt wird, das dem vom
Fahrer gewünschten Drehmoment entspricht. Ferner wird dem Filter ein
Initialisierungswert zugeführt, der ein Moment darstellt, das anhand des vom Fahrer
gewünschten Drehmoments und eines aktuell berechneten Verlustmoments ermittelt
wird. Das Verlustmoment umfaßt dabei auch eventuelle weitere Verbrauchermomente,
beispielsweise das von der Lichtmaschine oder das von einer Klimaanlage geforderte
Drehmoment. Die Initialisierung des Filters erfolgt erfindungsgemäß nur dann, wenn die
Erfassungseinrichtung einen Zug-Schub-Übergang detektiert hat. In diesem Fall wird der
Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs lastfrei geschaltet und mittels des Filters relativ
langsam auf ein Moment von Null zurückgefahren. Das Ausgangssignal des Filters dient
dabei als Stellsignal eines Leistungsstellgliedes der Brennkraftmaschine.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
vorgesehen sein, daß die Zeitkonstante des
PT1-Gliedes in Abhängigkeit des Verlustmoments eingestellt wird.
In Fig. 2 ist schematisch ein Drehmomentverlauf bei Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Brennkraftmaschine befindet sich
zunächst im Zugbetrieb, so daß das Drehmoment Md einen positiven Wert hat. Im
Zeitpunkt t1 wird die Drosselklappe oder ein entsprechendes Regelglied einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Brennkraftmaschine plötzlich geschlossen, wobei eine
sehr schnelle Gaspedalbetätigung unterstellt wird. Ohne die erfindungsgemäße
Anordnung würde sich im Zeitpunkt t1 in etwa der durch die gestrichelte Kurve
gekennzeichnete Drehmomentverlauf einstellen. In diesem Fall ist im Bereich des
Nulldurchgangs des Drehmomentverlaufs mit unangenehmen Lastwechselschlägen zu
rechnen.
Mit der Erfassungseinrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein steiler Abfall
des Drehmomentverlaufs jedoch unmittelbar erkannt und sodann die Initialisierung des
Filters mit einem Moment, welches anhand des vom Fahrer geforderten Drehmoments
und des aktuell berechneten Verlustmoments ermittelt wird, zugelassen. Im Ergebnis
wird der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs lastfrei geschaltet und mittels des als PT-
Glied erster Ordnung ausgebildeten Filters in dem Zeitraum t1 bis t2 auf ein Drehmoment
von Null zurückgefahren, wie in Fig. 2 durch die strichpunktierte Kurve schematisch
gezeigt ist. Der Abbau des Drehmoments erfolgt somit aus jedem Lastpunkt ruckelfrei
und im Vergleich zu einem Momentenabbau ohne Filter noch immer relativ schnell.
Claims (3)
1. Verfahren zum Verringern von Lastwechselschlägen beim Übergang eines
Kraftfahrzeugs von Zug- in Schubbetrieb, bei dem an ein den Drehmomentverlauf
der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs beeinflussendes Stellglied
abgegebene Stellbefehle verzögert übertragen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines Übergangs von Zug- in
Schubbetrieb ein PT-Glied erster Ordnung mit einem Moment, das anhand des
vom Fahrer geforderten Drehmoments und eines aktuell berechneten
Verlustmoments ermittelt wird, initialisiert wird, so daß der Antriebsstrang des
Kraftfahrzeugs lastfrei geschaltet und verzögert auf ein Moment von Null
zurückgefahren wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des PT-Gliedes in Abhängigkeit
des Verlustmoments eingestellt wird.
3. Anordnung zum Verringern von Lastwechselschlägen beim Übergang eines
Kraftfahrzeugs von Zug- in Schubbetrieb, mit einem Filter, durch das an ein den
Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs beeinflussendes
Stellglied abgegebene Stellbefehle verzögert übertragen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein PT-Glied erster Ordnung ist, dem ein
Eingangssignal und ein Initialisierungswert zuführbar sind, wobei das
Eingangssignal das vom Fahrer geforderte Drehmoment und der Initialisierungs
wert ein Moment darstellt, das anhand des vom Fahrer geforderten Drehmoments
und eines aktuellen Verlustmoments ermittelt wird, und daß das Filter mit einer
das Vorliegen eines Übergangs von Zug- in Schubbetrieb detektierenden
Erfassungseinrichtung gekoppelt ist, derart, daß die Initialisierung des Filters nur
bei einem detektierten Übergang von Zug- in Schubbetrieb erfolgt.
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