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DE102010050686A1 - Method for operating power train of vehicle, involves comparing arising wheel slip with threshold value, and feeding reduced drive torque into power train for vehicle starts when arising wheel slip exceeds threshold value - Google Patents

Method for operating power train of vehicle, involves comparing arising wheel slip with threshold value, and feeding reduced drive torque into power train for vehicle starts when arising wheel slip exceeds threshold value Download PDF

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DE102010050686A1
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wheel slip
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vehicle
drive torque
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Dipl.-Ing. Burger Stephan
Dipl.-Ing. Ginal Peter
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Daimler AG
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Abstract

The method involves determining an arising wheel slip of a driving wheel (9) that is provided with a vehicle start unit, and comparing the arising wheel slip with a threshold value. Reduced drive torque is fed into a power train (2) for the vehicle start unit when the arising wheel slip exceeds the threshold value. Increased drive torque is fed into the power train for the vehicle starts when the arising wheel slip is decreased to the threshold value. The reduced or increased drive torque is adjusted by a control unit (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating a drive train of a vehicle according to the preamble of claim 1.

In der DE 196 53 855 C1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges mittels einer zwischen einem Motor und einem Getriebe automatisierten Reibungskupplung, die eine Steuereinrichtung umfasst, der zumindest Sensorsignale zur Detektion der Fahrgeschwindigkeit, der Motorwellendrehzahl, der Getriebeeingangswellendrehzahl, einer Getriebeausgangswellendrehzahl und einer Fahrpedalstellung zuleitbar sind, wobei die Steuereinrichtung bei geöffneter Kupplung und einem vom Fahrer signalisierten Wunsch eines Rennstarts bei Fahrzeugstillstand den Motor zur Bereitstellung einer über einem unteren Motordrehzahlschwellwert liegenden Motordrehzahl ansteuert und zum Anfahren ab einem, durch den Fahrer signalisierten, Anfahrzeitpunkt die automatisierte Reibungskupplung zur gezielten Erzeugung eines Schlüpfens der Antriebsräder ab dem Anfahrzeitpunkt ansteuert, wobei die Schlupfwerte von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sind.In the DE 196 53 855 C1 is a device for controlling a starting process of a motor vehicle by means of a between a motor and a transmission automated friction clutch comprising a control device, at least sensor signals for detecting the vehicle speed, the engine shaft speed, the transmission input shaft speed, a transmission output shaft speed and an accelerator pedal position zulleitbar, wherein the control device when the clutch is open and a signaled by the driver of a race start at vehicle standstill the engine to provide a lying above a lower engine speed threshold engine speed and for starting from one, signaled by the driver, startup time the automated friction clutch for the targeted generation of a slippage of the drive wheels from the startup controls, wherein the slip values are dependent on the vehicle speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges anzugeben, anhand dessen insbesondere ein auftretender Radschlupf an die Fahrbahnbedingungen anpassbar ist und eine Beschleunigungszeit des Fahrzeugs weiter verringert werden kann.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for operating a drive train of a vehicle, based on which in particular an occurring wheel slip is adaptable to the road conditions and an acceleration time of the vehicle can be further reduced.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Untersprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the claims.

Beim Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges wird mindestens eine Antriebsmaschine mittels einer Kupplung, insbesondere einer automatisierten Anfahrkupplung, mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe gekoppelt und eine Ansteuerung des Antriebsstranges erfolgt mittels einer Steuereinheit.In the method for operating a drive train of a vehicle, at least one drive machine is coupled to an automated or automatic transmission by means of a clutch, in particular an automated start clutch, and control of the drive train is effected by means of a control unit.

Erfindungsgemäß wird bei einem ersten Fahrzeugstart ein auftretender Radschlupf eines jeden Antriebsrades ermittelt und mit einem Schwellwert verglichen, wobei bei Überschreiten des Schwellwertes jeweils ein verringertes Antriebsmoment bei einem oder mehreren darauffolgenden Fahrzeugstarts in den Antriebsstrang eingespeist wird. Daraus resultiert in vorteilhafter Weise, dass durch einige wenige Fahrzeugstarts der Radschlupf an einen Reibwert einer Fahrbahn angepasst werden kann. Somit wird mittels mehrerer Fahrzeugstarts ein optimiertes Antriebsmoment ermittelt, mit welchem für die aktuell vorherrschenden Reibverhältnisse auf der Fahrbahn die schnellste Fahrzeugbeschleunigung erzielt werden kann. Auf diese Weise wird beispielsweise eine Beschleunigungszeit des Fahrzeugs signifikant verringert.According to the invention, an occurring wheel slip of each drive wheel is determined at a first vehicle start and compared with a threshold, wherein when the threshold value is exceeded in each case a reduced drive torque is fed in one or more subsequent vehicle starts in the drive train. This results in an advantageous manner that by a few vehicle starts the wheel slip can be adapted to a coefficient of friction of a road. Thus, an optimized drive torque is determined by means of multiple vehicle starts, with which the fastest vehicle acceleration can be achieved for the currently prevailing friction conditions on the road. In this way, for example, an acceleration time of the vehicle is significantly reduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Motoreingriff zur Reduktion des in den Antriebsstrang eingespeisten Antriebsmoments zum Schlupfabbau oder zur Schlupfverringerung an den Antriebsrädern sicher verhindert. Ein solcher herkömmlicher Motoreingriff erfolgt zu langsam und vergrößert die Beschleunigungszeit des Fahrzeugs.In an advantageous embodiment of the invention, an engine intervention for the reduction of the drive torque fed into the drive train for slip reduction or slip reduction at the drive wheels is reliably prevented. Such a conventional engine intervention is too slow and increases the acceleration time of the vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und 1 schematically a device for carrying out the method and

2 schematisch in einem Diagramm einen Verlauf von Motordrehzahl, Getriebedrehzahl, Antriebsmoment und Radschlupf der angetriebenen Achse über eine Zeit. 2 schematically a graph of a curve of engine speed, transmission speed, drive torque and wheel slip of the driven axle over time.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest einen Antriebsstrang 2 eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik mit einer Steuereinheit 3. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine herkömmliche Antriebsmaschine 4, insbesondere einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe 5, insbesondere ein automatisiertes oder automatisches Getriebe, und eine mit dem Getriebe 5 gekoppelte Kraftübertragungseinrichtung 6, insbesondere eine Kardanwelle.In 1 is schematically a device 1 presented for performing the method. The device 1 includes at least one drive train 2 a vehicle according to the prior art with a control unit 3 , The powertrain 2 includes a conventional drive machine 4 , in particular an internal combustion engine, a transmission 5 , in particular an automated or automatic transmission, and one with the transmission 5 coupled power transmission device 6 , in particular a propeller shaft.

Zwischen der Antriebsmaschine 4 und dem Getriebe 5 ist eine Kupplung 7, insbesondere eine automatisierte Anfahrkupplung, angeordnet, mittels welcher die Antriebsmaschine 4 mit dem Getriebe 5 kraftschlüssig verbindbar ist und, insbesondere zum Einlegen von verschiedenen Gängen, d. h. Getriebeübersetzungen, von dem Getriebe 5 trennbar ist, so dass ein Kraftfluss unterbrochen ist.Between the prime mover 4 and the transmission 5 is a clutch 7 , In particular, an automated starting clutch, arranged by means of which the drive machine 4 with the gearbox 5 is positively connected and, in particular for the insertion of different gears, ie gear ratios, from the transmission 5 is separable, so that a power flow is interrupted.

Die Kraftübertragungseinrichtung 6 ist mit einer Antriebsachse 8, an welcher die Antriebsräder 9 angeordnet sind, gekoppelt und überträgt das Antriebsmoment M an die Antriebsachse 8.The power transmission device 6 is with a drive axle 8th on which the drive wheels 9 are arranged, coupled and transmits the drive torque M to the drive axle 8th ,

In einer möglichen Ausführungsform kann die Antriebsmaschine 4 als ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor oder als eine Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor, also als ein so genannter Hybridantrieb ausgeführt sein. In one possible embodiment, the prime mover can 4 be designed as an internal combustion engine, an electric motor or as a combination of combustion and electric motor, so as a so-called hybrid drive.

Die Kupplung 7 ist vorzugsweise als eine so genannte automatisierte Kupplung ausgeführt, die von einem nicht dargestellten Aktor betätigbar ist. Die Kupplung 7 ist als Reibungskupplung, insbesondere als nasse Reibungskupplung oder als trockene Reibungskupplung ausgebildet. Die Betätigung der Kupplung 7 kann beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch erfolgen. Die Steuerung der Kupplung 7 und/oder des Aktors erfolgt mittels der Steuereinheit 3.The coupling 7 is preferably designed as a so-called automated clutch, which is actuated by an actuator, not shown. The coupling 7 is designed as a friction clutch, in particular as a wet friction clutch or as a dry friction clutch. The actuation of the clutch 7 can be done for example hydraulically, pneumatically or electromechanically. The control of the clutch 7 and / or of the actuator takes place by means of the control unit 3 ,

Die Steuereinheit 3 ist vorzugsweise als herkömmliche kombinierte Motor-, Getriebe- und Kupplungsteuereinheit ausgeformt. Die Steuereinheit 3 ist elektrisch, beispielsweise mittels eines herkömmlichen Bussystems 10 mit den einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs 2, insbesondere der Antriebsmaschine 4, der Kupplung 7 und dem Getriebe 5, und einem herkömmlichen Fahrpedal 11 gekoppelt.The control unit 3 is preferably formed as a conventional combined engine, transmission and clutch control unit. The control unit 3 is electrical, for example by means of a conventional bus system 10 with the individual components of the powertrain 2 , in particular the prime mover 4 , the clutch 7 and the transmission 5 , and a conventional accelerator pedal 11 coupled.

In der Steuereinheit 3 ist ein spezieller Programmmodus, welcher beispielsweise als Programmablauf der Steuersoftware in der Steuereinheit 3 hinterlegt ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens manuell vom Fahrer vorgebbar, z. B. einstell- und abrufbar.In the control unit 3 is a special program mode which, for example, as a program sequence of the control software in the control unit 3 is deposited, for the implementation of the method according to the invention manually by the driver predetermined, z. B. adjustable and retrievable.

In 2 ist schematisch in jeweils einem Diagramm ein Verlauf von Motordrehzahl n, Getriebedrehzahl g, Antriebsmoment M und Radschlupf R der Antriebsräder 9 über eine Zeit t dargestellt.In 2 is a schematic diagram of a curve of engine speed n, transmission speed g, drive torque M and wheel slip R of the drive wheels 9 represented over a time t.

Im Betrieb des Verfahrens wird bei einem ersten Fahrzeugstart zum Zeitpunkt t0 die Motordrehzahl n der Antriebsmaschine 4 im Leerlauf des Getriebes 5 während eines Fahrzeugstillstands von der Leerlaufdrehzahl nleer lastfrei auf eine erhöhte Motordrehzahl nhoch eingestellt. Diese erhöhte Motordrehzahl nhoch ist zum Zeitpunkt t1 erreicht.During operation of the method, the engine speed n of the drive engine is at a first vehicle start at time t 0 4 idling the gearbox 5 during a vehicle standstill from idle speed n empty load-free set to an increased engine speed n high . This increased engine speed n high is reached at time t 1 .

Zum Zeitpunkt t2 wird die Kupplung 7 von der Steuereinheit 3 derart betätigt, dass ein vollständiger Kraftschluss zwischen Antriebsmaschine 4 und Antriebsrädern 9 zum Zeitpunkt t3 hergestellt ist. Ab dem Zeitpunkt t3 verlaufen die Motordrehzahl n der Antriebsmaschine 4 und die Getriebedrehzahl g synchron.At time t 2 , the clutch 7 from the control unit 3 actuated such that a complete adhesion between the engine 4 and drive wheels 9 is made at time t 3 . From the time t 3 , the engine speed n of the prime mover run 4 and the transmission speed g synchronously.

Mit dem Schließen der Kupplung 7 und dem daraus resultierenden Kraftschluss zwischen Antriebsmaschine 4 und Antriebsrädern 9 wird ein Antriebsmoment M von der Antriebsmaschine 4 auf die Antriebsräder 9 übertragen.With the closing of the clutch 7 and the resulting adhesion between the engine 4 and drive wheels 9 becomes a drive torque M from the prime mover 4 on the drive wheels 9 transfer.

Aus diesem Antriebsmoment M resultiert eine Radschlupf R an den Antriebsrädern 9. Der Radschlupf R wird von der Steuereinheit 3 erfasst und mit einem Schwellwert S verglichen. Überschreitet der Radschlupf R den Schwellwert S wird das an die Antriebsräder 9 übertragbare Antriebsmoment M auf ein Antriebsmoment M1 begrenzt, wobei das Antriebsmoment M1 signifikant niedriger ist als das Antriebsmoment M.For this drive torque M results in a wheel slip R on the drive wheels 9 , The wheel slip R is from the control unit 3 detected and compared with a threshold value S. If the wheel slip R exceeds the threshold value S, this becomes the drive wheels 9 transmissible drive torque M limited to a drive torque M 1 , wherein the drive torque M 1 is significantly lower than the drive torque M.

Bei einem darauffolgenden Fahrzeugstart wird somit ein reduziertes Antriebsmoment M1 von der Antriebsmaschine 4 auf die Antriebsräder 9 übertragen. Der daraus resultierende Radschlupf R1 wird von der Steuereinheit 3 erfasst und mit dem Schwellwert S verglichen. Überschreitet der Radschlupf R1 den Schwellwert S, wird das an die Antriebsräder 9 übertragbare Antriebsmoment M auf ein Antriebsmoment M2 begrenzt, wobei das Antriebsmoment M2 signifikant niedriger ist als das Antriebsmoment M1.In a subsequent vehicle start is thus a reduced drive torque M 1 of the prime mover 4 on the drive wheels 9 transfer. The resulting wheel slip R 1 is from the control unit 3 detected and compared with the threshold value S. If the wheel slip R 1 exceeds the threshold value S, this becomes the drive wheels 9 transferable drive torque M limited to a drive torque M 2 , wherein the drive torque M 2 is significantly lower than the drive torque M 1 .

Das Verfahren ist beliebig oft wiederholbar, bis ein Radschlupf R, welcher im Bereich des Schwellwerts S liegt, an den Antriebsrädern 9 auftritt. Dabei kann der Schwellwert S manuell vorgegeben, beispielweise vom Fahrzeugführer eingestellt werden.The method can be repeated as often as desired until a wheel slip R, which is in the range of the threshold value S, at the drive wheels 9 occurs. In this case, the threshold value S can be set manually, for example set by the vehicle driver.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Schwellwert S in der Steuereinheit 3 auf einen Wert voreingestellt, welcher eine optimierte Fahrzeugbeschleunigung ermöglicht.In an alternative embodiment, the threshold value S is in the control unit 3 preset to a value which allows optimized vehicle acceleration.

Wird von der Steuereinheit 3 ein Radschlupf R2 erfasst, welcher den Schwellwert S signifikant unterschreitet, wird das Antriebsmoment M3, welches beim darauffolgenden Fahrzeugstart von der Antriebsmaschine 4 auf die Antriebsräder 9 übertragen wird, erhöht. Dabei ist das Antriebsmoment M3 signifikant größer als das Antriebsmoment M2.Is from the control unit 3 detects a wheel slip R 2 , which falls below the threshold S significantly, the drive torque M 3 , which in the subsequent vehicle start from the prime mover 4 on the drive wheels 9 is transmitted increases. The drive torque M 3 is significantly greater than the drive torque M 2 .

Die Variation, also das Verringern oder das Erhöhen, des in den Antriebsstrang 2 eingespeisten und somit auf die Antriebsräder 9 einwirkenden Antriebsmoments M mittels der Steuereinheit 3 erfolgt vorzugsweise schrittweise.The variation, so reducing or increasing that in the drivetrain 2 fed and thus on the drive wheels 9 acting drive torque M by means of the control unit 3 is preferably done gradually.

Eine Schrittweite der Erhöhung oder Verringerung des Antriebsmoments M wird dabei in der Steuereinheit 3 eingestellt und hinterlegt. Diese Schrittweite kann beispielweise manuell vom Fahrzeugführer eingestellt werden.A step size of the increase or decrease of the drive torque M is in the control unit 3 set and deposited. This step size can for example be set manually by the driver.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19653855 C1 [0002] DE 19653855 C1 [0002]

Claims (5)

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine (4) mittels einer Kupplung (7), insbesondere einer automatisierten Anfahrkupplung, mit einem automatisierten oder automatischen Getriebe (5) gekoppelt wird und eine Ansteuerung des Antriebsstranges (2) mittels einer Steuereinheit (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Fahrzeugstart ein auftretender Radschlupf (R) eines jeden Antriebsrades (9) ermittelt und mit einem Schwellwert (S) verglichen wird, wobei bei Überschreiten des Schwellwertes (S) jeweils ein verringertes Antriebsmoment (M) bei einem oder mehreren darauffolgenden Fahrzeugstarts in den Antriebsstrang (2) eingespeist wird.Method for operating a drive train ( 2 ) of a vehicle, in which at least one prime mover ( 4 ) by means of a coupling ( 7 ), in particular an automated starting clutch, with an automated or automatic transmission ( 5 ) and an activation of the drive train ( 2 ) by means of a control unit ( 3 ), characterized in that at a first vehicle start an occurring wheel slip (R) of each drive wheel ( 9 ) and compared with a threshold value (S), wherein when the threshold value (S) is exceeded, in each case a reduced drive torque (M) in one or more subsequent vehicle starts in the drive train (FIG. 2 ) is fed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten des Schwellwertes (S) jeweils ein erhöhtes Antriebsmoment (M) bei einem oder mehreren darauffolgenden Fahrzeugstarts in den Antriebsstrang (2) eingespeist wird.A method according to claim 1, characterized in that when falling below the threshold value (S) in each case an increased drive torque (M) in one or more subsequent vehicle starts in the drive train ( 2 ) is fed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (S) manuell vorgegeben wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the threshold value (S) is specified manually. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verringern oder Erhöhen des in den Antriebsstrang (2) eingespeisten Antriebsmoments (M) schrittweise erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a reduction or increase in the drive train ( 2 ) fed drive torque (M) takes place gradually. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schrittweite der Erhöhung oder Verringerung des Antriebsmoments (M) in der Steuereinheit (3) eingestellt und hinterlegt wird.A method according to claim 4, characterized in that a step size of increasing or decreasing the drive torque (M) in the control unit ( 3 ) is set and deposited.
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