Beschreibung

Titel

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein entsprechendes Computerprogramm und eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung.

Aus der DE 101 41 003 Al ist ein sogenannter Anfahrregler bekannt, der dazu vorgesehen ist, den Fahrer eines Kraftfahrzeugs beim Anfahren zu unterstützen. Für die Aktivierung eines derartigen Anfahrreglers muss sicher erkannt werden, dass sich das Kraftfahrzeug in einer Anfahrsituation befindet. Dies wird bei dem bekannten Anfahrregler unter anderem dadurch erreicht, dass das Fahrpedal des Kraftfahrzeugs überwacht wird. Befindet sich das Kraftfahrzeug im Stillstand und wird das Fahrpedal vom Fahrer betätigt, so wird daraus auf einen Anfahrwunsch des Fahrers geschlossen. Der Anfahrregler unterstützt dann den Fahrer beim Anfahren des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise wird ein "Abwürgen" beziehungsweise "Absterben" der Brennkraftmaschine beim Anfahren vermieden.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit dem das Anfahren nochmals erleichtert und komfortabler wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes Steuergerät gelöst.

Bei einer Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Regelabweichung zwischen der Ausgangs-Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahl beim Greifen der Kupplung und dem damit verbundenen Abfall der Ist-Drehzahl gegenüber bisherigen Verfahren erhöht. Hierdurch wird der Drehzahlabfall wirksamer und schneller ausgeregelt, was zu einem besseren, da gleichmäßigeren und komfortableren Anfahren führt. Der Anfahrregler kann hierdurch das Anfahren noch wirksamer unterstützen. Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme verhindert werden, dass der Regeleingriff des Anfahrreglers bei Unterdrehzahl beendet wird. Letztlich gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Realisierung eines verbesserten "Abwürgeschutzes".

All dem liegt die erfindungsgemäße Erkenntnis zugrunde, dass bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Anfahrregler die Gefahr besteht, dass die Ausgangs-Soll- Drehzahl des Anfahrreglers aufgrund der Zwangs- Rückkopplung auf bestimmte Ist- Größen den gleichen Schwankungen unterworfen ist wie die Ist-Drehzahl. Hierdurch werden die Möglichkeiten eines Reglereingriffes begrenzt, was aber gerade beim Anfahren und der dort einwirkenden erheblichen Störgröße in Form des Einkuppeins nicht ideal ist. Durch die Begrenzung der Ausgangs-Soll-Drehzahl des Anfahrreglers während eines Anfahrvorgangs durch eine untere Grenze nach unten hin wird der mögliche Drehzahleinbruch der Ausgangs-Soll-Drehzahl beim Anfahren reduziert, was zu der eingangs genannten Erhöhung der Regeldifferenz und damit zu der verbesserten Anfahrunterstützung führt.

Die untere Grenze kann variabel sein, und zwar sowohl innerhalb eines Anfahrvorganges als auch von Anfahrvorgang zu Anfahrvorgang. Eine während des Anfahrvorganges variable Grenze ermöglicht es, das Verhalten des Anfahrreglers an die augenblickliche Anfahrsituation anzupassen. Eine von Anfahrvorgang zu

Anfahrvorgang variable Grenze gestattet es, den Anfahrregler und das Anfahrverhalten von aktuellen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, zum Beispiel einer

Betriebstemperatur, abhängig zu machen. In beiden Fällen wird der Anfahrkomfort nochmals verbessert.

Eine während eines Anfahrvorganges variable Grenze kann auf einfache Art und Weise dadurch realisiert werden, dass die untere Grenze während eines Anfahrvorganges nur konstant bleiben oder ansteigen kann und nach einem Anfahrvorgang auf einen Anfangswert zurückgesetzt wird. Dies bedeutet nichts anderes, als dass die Ausgangs- Soll- Drehzahl während des Anfahrvorganges mindestens konstant ist oder einen positiven Gradienten aufweist, wohingegen ein negativer Gradient der Ausgangs-Soll- Drehzahl ausgeschlossen wird.

Letzteres kann wiederum softwaretechnisch auf einfache Art und Weise dadurch realisiert werden, dass die untere Grenze den Wert der zuletzt ermittelten Ausgangs- Soll- Drehzahl aufweist.

Die Eingangs-Soll-Drehzahl, welche der oben genannten Begrenzung unterworfen wird, wird vorteilhafterweise anhand eines Modells gewonnen, welches als Eingangsgrößen ein Ist- Drehmoment und einen Ist-Gang umfasst. Das Ist- Drehmoment hängt wiederum üblicherweise von einem Soll-Drehmoment ab, welches wiederum unter Berücksichtigung eines Fahrerwunsches ermittelt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer in ein Kraftfahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine mit einer Kupplung und einem Getriebe;

Figur 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Figur 1;

Figur 3 ein Detail des Flussdiagramms von Figur 2; und

Figur 4 ein Diagramm, in dem eine Drehzahl der Brennkraftmaschine von Figur 1 über der Zeit während eines Anfahrvorganges des Kraftfahrzeugs über der Zeit aufgetragen ist.

Ausführungsformen der Erfindung

Eine Brennkraftmaschine trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie ist in ein vorliegend nur durch einen strichpunktierten Kasten angedeutetes Kraftfahrzeug 12 eingebaut und dient zu dessen Antrieb. Eine Kurbelwelle 14 der Brennkraftmaschine 10 ist über eine Kupplung 16 mit einem Getriebe 18 verbindbar, welches mehrere Gangstufen i aufweist. Das Getriebe 18 ist wiederum mit mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs 12 verbunden, von denen in Figur 1 nur eines mit dem Bezugszeichen 20 gezeigt ist. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung 22 gesteuert beziehungsweise geregelt, die Eingangssignale von verschiedenen Sensoren sowie aus modellhaften Berechnungen erhält und Stellgrößen an verschiedene Stelleinrichtungen ausgibt, so beispielsweise an eine Drosselklappe, an Injektoren, welche Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine 10 einspritzen, etc. Im Fall eines automatisierten Schaltgetriebes 18 können von der Steuer- und Regeleinrichtung 22 auch die Kupplung 16 und das automatisierte Schaltgetriebe 18 angesteuert werden.

Auf einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung 22 ist ein Computerprogramm gespeichert, mit dem ein bestimmtes Verfahren ausgeführt werden kann. Hierdurch wird ein Anfahrregler realisiert, welcher einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 beim Anfahren unterstützt, um ein "Abwürgen" der Brennkraftmaschine 10 beim Anfahren zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein Fahrpedal des Kraftfahrzeugs 12 überwacht. Befindet sich das Kraftfahrzeug 12 im Stillstand und wird das Fahrpedal vom Fahrer betätigt, so wird daraus auf einen Anfahrwunsch des Fahrers geschlossen, es wird also hierdurch auf das Vorliegen einer Anfahrsituation erkannt. Wird ferner von der Steuer- und Regeleinrichtung 22 erkannt, dass die Kupplung 16 langsam schließt, also

zumindest zeitweise ein Zustand mit schleifender Kupplung vorliegt, wird über den Anfahrregler versucht, die Drehzahl der Kurbelwelle 14 der Brennkraftmaschine 10 so zu beeinflussen, dass das unerwünschte Abwürgen der Brennkraftmaschine 10 verhindert werden kann. Einzelne Verfahrensschritte, die Teil eines solchen Programms sind, werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 erläutert:

Nach einem Start in 24 wird in 26 geprüft, ob ein Bit B_start gesetzt ist. Ist dies der Fall, bedeutet dies, dass ein Anfahrvorgang vorliegt. Nun wird in 28 eine Eingangs-Soll- Drehzahl nmot _set _ _m ermittelt. Dies geschieht vor allem unter Berücksichtigung eines Ist- Drehmoments M _rea ι (Block 30) und einer aktuellen Gangstufe i (Block 32). Das Ist- Drehmoment wird in 34 mittels eines Reglers eingestellt, der als Eingangsgrößen das Ist- Drehmoment M _rea ι und ein Soll-Drehmoment M _set erhält (Block 36), welches wiederum aus einem vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 geäußerten Fahrerwunsch fawu (Block 38) oder alternativ von einem Leerlaufregler resultiert. Der Fahrerwunsch fawu wird üblicherweise aus der Stellung eines Fahrpedals abgeleitet.

Die Eingangs-Soll- Drehzahl nmot _set _ _ιn wird in 40 in noch stärker im Detail zu erläuternder Art und Weise durch eine untere Grenze nach unten hin begrenzt. Ausgangsgröße der Begrenzung in 40 ist eine Ausgangs-Soll-Drehzahl nmot _{set O} ut (Block 42). Diese wird einem Drehzahlregler 44 zugeführt, durch den eine Ist-Drehzahl nmot _r eai hergestellt wird (Block 46). Das Verfahren endet in 48.

Die in 40 vorgenommene Begrenzung der Ausgangs-Soll-Drehzahl nmot _{set O} ut wird nun unter Bezugnahme auf Figur 3 stärker im Detail erläutert: Die Begrenzung in 40 erfolgt durch eine Abfrage 50. Bei dieser wird abgefragt, ob die für den aktuellen Zeitpunkt n ermittelte Eingangs-Soll-Drehzahl nmot _se t _{m n} größer ist als oder gleich wie die Ausgangs-Soll-Drehzahl nmot _{set O} ut_ _n -i des vorhergehenden Zeitpunktes n-1. Ist die Antwort in 50 "ja", bedeutet dies, dass die in 28 ermittelte Eingangs-Soll- Drehzahl nmotset , _n konstant ist oder ansteigt. In diesem Fall wird in 52 die Ausgangs-Soll- Drehzahl nmot _se t _ _O ut_ _n für den aktuellen Zeitpunkt n gleich der Eingangs-Soll- Drehzahl nmotset _ _m _ _n gesetzt. Ist die Antwort auf die Abfrage in 50 dagegen "nein", bedeutet dies, dass in 28 eine abfallende Eingangs-Soll-Drehzahl nmot _se t _m ermittelt wurde. In diesem

Fall wird in 54 die Ausgangs-Soll-Drehzahl nmot _se t_out_ _n für den aktuellen Zeitpunkt n gleich der zuletzt, also zum Zeitpunkt n-1, ermittelten Ausgangs-Soll-Drehzahl nmotset _out_n-i gesetzt.

Das Ergebnis dieser in 40 vorgenommenen Begrenzung ist aus dem Diagramm von Figur 4 ersichtlich, in dem die Ist-Drehzahl nmot _rea ι und die Ausgangs-Soll-Drehzahl nmotset out über der Zeit aufgetragen sind. Man erkennt, dass die Ausgangs-Soll- Drehzahl nmotset out immer auf sich selbst nach unten begrenzt wird, das heißt, dass diese Größe nur größer werden oder konstant bleiben kann, jedoch, während eines Anfahrvorganges, nicht absinken kann. Bei einem Abfall der Ist- Drehzahl nmot _rea ι, wie er beim Einkuppeln bei schleifender Kupplung auftritt, wird somit der durch die Rückkopplung der Eingangs-Soll-Drehzahl nmot _se t _m auf die Ist-Drehzahl nmot _rea ι an sich auftretende Abfall der Eingangs-Soll- Drehzahl nmot _se t _jn unterbunden beziehungsweise nicht weitergeleitet, und statt dessen die Ausgangs-Soll-Drehzahl nmot _S et_out während eines Anfahrvorgangs durch den zuletzt, also zum Zeitpunkt n-1 ermittelten Wert nach unten hin begrenzt. In der Folge ergibt sich bei einem Abfall der Ist-Drehzahl nmot _rea ι eine vergrößerte Regeldifferenz RD, die ein schnelleres Ausregeln des unerwünschten Drehzahlabfalls und ein wirksames Verhindern eines "Abwürgens" der Brennkraftmaschine 10 beim Anfahren gestattet. Diese Grenze ist also insoweit variabel, als sie während eines Anfahrvorganges ansteigen kann: Kommt es aufeinanderfolgend, jedoch bei ansteigendem Gesamt- Drehzahlniveau zu mehreren Einbrüchen der Ist- Drehzahl nmot _rea ι, wird die Ausgangs-Soll- Drehzahl nmot _se t out durch das jeweils erreichte höhere Niveau nach unten hin begrenzt.