DE19653855C1

DE19653855C1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges

Info

Publication number: DE19653855C1
Application number: DE19653855A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing John; Thomas Dipl Ing Kuhn; Wolfgang Nehse
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Mannesmann Sachs AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-12-21
Filing date: 1996-12-21
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2016-12-22
Also published as: GB2323650B; GB9726554D0; FR2757462B1; GB2323650A; FR2757462A1; US6041276A; ES2147108A1; ES2147108B1

Description

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvor ganges eines Kraftfahrzeugs, z. B. aus der DE 196 09 878 A1, bekannt. Aus dieser Schrift ist ein Anfahrvorgang bekannt, der in mehrere Phasen aufgeteilt ist. In einer ersten Phase ist die Beschleunigung des Motors vorgesehen und in einer folgenden Phase wird die Reibungskupplung in Eingriff gebracht, so daß im fol genden die Motorwelle und die Getriebeeingangswelle die gleichen Drehzahlen haben. Bei diesem Anfahrvorgang ist vorgesehen, die Motorwellendrehzahl ge zielt als Funktion der Zeit vorzugeben.

Aus der DE 44 09 122 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln einer Anfahreinrich tung bekannt. Der durch die Vorrichtung geregelte Anfahrvorgang ist in zwei Phasen unterteilt. In einer ersten Phase wird eine Eingangsdrehzahl einer Kupp lungseingangswelle zu einer Solldrehzahl hingeführt. In der zweiten Phase wird aus der Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl ein Differenzsignal gebil det, daß einem vorgegebenen Sollverlauf folgend nach Null geführt wird. Die Kupplung ist vollständig geschlossen.

Diese Anfahreinrichtung umfaßt einen mit einer Drosselklappe als Leistungs stellglied versehenen Fahrzeugmotor und eine automatisierte Reibungskupplung, die durch einen druckbetätigten Aktuator automatisiert betätigbar ist. Die Vor richtung umfaßt eine Regeleinrichtung, die ein für die Ansteuerung des Aktuators der Kupplung ein Sollsignal unter Berücksichtigung zumindestens der Stellung der Drosselklappe und der zeitlichen Änderung der Drosselklappenstellung bestimmt.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß der Anfahrvorgang über die Ansteuerung des Motors gesteuert wird, so daß bei einer Veränderung der angeforderten Lei stung zunächst ins Motormanagement eingegriffen werden muß, um die angefor derte Leistung bereitzustellen. Aufgrund dessen ist jeweils eine Zeitverzögerung und somit eine Reaktionsträgheit dieses Verfahrens zur Steuerung des Anfahr vorganges bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorgan ges zu schaffen, die ermöglicht das Fahrzeug mit der maximal möglichen Fahr zeugbeschleunigung anzutreiben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Maßnahme, den Motor zur Erhöhung der Motordrehzahl über einen vorgegebenen Motordrehzahlschwellwert zu Beginn des Anfahrvorganges bei noch geöffneter Reibungskupplung bzw. Fahrzeugstillstand anzusteuern, ist eine zügige Bereitstellung der gewünschten Motorwellendrehzahl aufgrund der bei ge öffneter Reibungskupplung geringeren, zu beschleunigenden trägen Masse, äu ßerst schnell bereitstellbar. Durch die gezielte Erzeugung eines Schlupfens der Antriebsräder des Fahrzeugs fährt dieses mit maximaler Beschleunigung an. Zur Erzeugung des gewünschten Schlupfens der Antriebsräder steuert die Steuerei richtung die automatisierte Reibungskupplung derart an, daß durch das in Ein griffbringen der Reibungskupplung ein so großes Moment auf die Antriebsräder übertragen wird, so daß gezielt ein Schlupfen derselben bewirkt. Der Schlupf ist z. B. über eine Differenz von Fahrzeuggeschwindigkeit und Geschwindigkeit der Antriebsräder bzw. durch eine Drehzahldifferenz von Antriebsrädern zu den nicht angetriebenen Rädern detektierbar. Ist dieser Schlupfzustand hergestellt, so wird im folgenden der Schlupf der Antriebsräder in Abhängigkeit von der Fahrzeugge schwindigkeit gezielt eingestellt. Durch dieses Vorsehen des Schlupfens der An triebsräder ist ein Anfahren mit einer besonders hohen Fahrzeugbeschleunigung erreichbar.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Fahrer den Wunsch eines Renn starts der Steuereinrichtung über einen, über einen vorgegebenen Rennstartgra dienten liegenden Betätigungsgradienten des Fahrpedals signalisiert.

Als vorteilhafte Ausführungsform hat sich herausgestellt, einen Rennstartschal ter vorzusehen. Mittels dieses Schalters signalisiert der Fahrer den Wunsch des Rennstarts. Dadurch kann es zu keinem unbewußten Signalisieren des Rennstarts durch eine unbewußt rasche, einen Rennstartgradienten übersteigende Betäti gung des Fahrpedals kommen. Außerdem kann solch ein Rennstartschalter erfor derlich sein, wenn der Betätigungsgradient bereits zur Signalisierung weiterer An fahrvorgänge herangezogen wird, und der Fahrer somit durch entsprechende Be tätigung bewußt einen anderen, von dem Rennstart abweichenden Anfahrvor gang auswählt. Der Rennstartschalter kann in einen bereits vorgesehenen Schal ter integriert sein, wobei eine Betätigungsstellung derselben dem Rennstart zuge ordnet ist.

Bei einem mittels eines Rennstartschalters eingeleiteten Rennstarts kann weiter hin eine Fahrpedalbetätigung, die einen unteren Fahrpedalbetätigungsschwellwert überschreitet, erforderlich sein, damit der mittels des Rennstartschalters signali sierte Rennstart detektiert wird. Durch diese weitere Bedingung zur Signalisierung eines gewünschten Rennstarts, wird eine Fehlbedienung des Fahrers nahezu aus geschlossen.

Durch den Rennstartschalter kann der Fahrer frühzeitig vor dem eigentlichen An fahrzeitpunkt den Wunsch eines Rennstarts der Steuereinrichtung signalisieren, woraufhin diese bereits die im Fahrzeugstillstand erforderlichen Schritte durch führt, so daß das Fahrzeug sich in einer Warteposition mit sofortiger Anfahrbe reitschaft befindet. Signalisiert nun der Fahrer einen gewünschten Anfahrzeit punkt, so ist keine Vorlaufzeit mehr erforderlich, und das Fahrzeug beschleunigt umgehend in der gewünschten rasanten Weise. Die Wahl dieses Anfahrvorgan ges bietet sich besonders für einen rasanten Start an der Ampel Wert an.

Zur Signalisierung eines gewünschten Rennstarts und des Anfahrzeitpunktes kann vorgesehen sein, daß der Fahrer zunächst den Rennstartschalter aus einer ersten Betätigungsstellung in eine zweite Betätigungsstellung auslenkt. Zusätzlich kann noch eine Mindestauslenkung des Fahrpedals über einen unteren Fahrpedal betätigungsschwellwert erforderlich sein. Der Anfahrzeitpunkt wird der Steuer einrichtung durch die Betätigung des Rennstartschalters von der zweiten Betäti gungsstelle und in die erste Betätigungsstellung signalisiert. Weiterhin kann auch noch die Detektion eines über einen vorgegebenen oberen Fahrpedalschwellwert ausgelenkten Fahrpedals als weitere Bedingung erforderlich sein, damit das Fahr zeug in der gewünschten Weise bei Signalisierung des gewünschten Anfahrzeit punktes anfährt. Durch diese beiden notwendigen Bedingungen wird ein verse hentliches Signalisieren des Anfahrzeitpunktes nahezu vollständig ausgeschlos sen, wodurch gefährliche Fahrsituationen durch eine Fehlbedienung des Fahr zeugs im Verkehr verhindert werden. Der Fahrer muß im Anfahrzeitpunkt das Fahrpedal nur in gewohnter Weise betätigen.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform hat sich herausgestellt, mittels einer kurzzeitigen Betätigung des Rennstartschalters den Wunsch eines Rennstarts zu signalisieren und den Anfahrzeitpunkt durch Auslenkung des Fahrpedals über den oberen Fahrpedalbetätigungsschwellwert zu erkennen. Damit muß der Fahrer im gewünschten Anfahrzeitpunkt nur noch das Fahrpedal betätigen. Da der Fahrer rasant anfahren möchte, ist es für ihn selbstverständlich, das Fahrpedal schnell weit auszulenken. Bei dieser Steuerung des Anfahrvorganges ist ein Umlernen des Fahrers zur Signalisierung eines Anfahrzeitpunktes nicht erforderlich. Auch bedarf es minimaler Koordination von zu bedienendem Rennstartschalter und Fahrpedalbetätigung.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das auf die Antriebsräder übertragene Drehmoment über den Schlupf der Reibungskupplung zu regeln, so daß während des Rennstarts vorzugsweise nicht ins Motormanagement einge griffen wird.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges mit einem Überlastungsschutz zu versehen, durch den eine übermäßige Belastung, insbesondere der Reibungskupplung, verhindert wird. Bei detektierter Überlastungssituation wird der Rennstart abgebrochen und mit einer in der Steuereinrichtung abgelegten Anfahrroutine zum normalen Anfahren fortgefahren, so daß eine unterbrechungslose Fortführung eines Anfahrvorganges gewährleistet ist.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß bei detektierter Überlastungssituation kurzzeitig ins Motormanagement eingegriffen wird. Dies kann insbesondere sinn voll sein, wenn z. B. nur die Motordrehzahl einen oberen Grenzwert überschrei tet, z. B. durch eine glatte Fahrbahn bedingt. In solch einem Fall reicht es aus, den Motor durch Veränderung der Drosselklappenstellung herunterzuregeln, um mit dem Rennstart mit modifizierter Drosselklappenstellung fortzufahren. Weiter hin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, mittels des Überlastungsschutzes die maximale Zeitdauer eines Rennstarts zu begrenzen, wobei die Zeitmessung mit Signalisierung des Anfahrzeitpunktes oder insbesondere bei der Rennstartvorrich tung ohne Rennstartschalter, bei Beginn eines Reibeingriffes der Reibungskupp lung gestartet wird. Somit wird die maximale Zeitspanne in der die Kupplung mit Schlupf betrieben wird, begrenzt.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, in einem andauernden Rennstart nach Ablauf eines Zwischenintervalls durch den Überlastungsschutz einzugreifen, wenn eine einen oberen Grenzwert überschreitende Motordrehzahl oder die Ge triebeeingangsdrehzahl unter einem vorgegebenem Schwellwert liegt oder die Differenzdrehzahl zwischen Motorwelle und Getriebeeingangswelle einen vorge gebenen Wert überschreitet. Dadurch wird ein Rennstart vorzeitig abgebrochen bzw. in denselben, insbesondere ins Motormanagement, eingegriffen. Solche Be triebssituationen sind durch äußeren Umstände, die für die Durchführung eines Rennstartes, z. B. glatte Fahrbahn, schwerbeladenes Fahrzeug, insbesondere Ru heachslast auf der Antriebsachse, ungeeignet bzw. ungünstig sind, bedingt.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Vorrichtung zur Steue rung des Anfahrvorgangs einen Getriebeaktuator aufweist. Dadurch ist es mög lich, im Rennstartmodus über einen großen Geschwindigkeitsbereich zu be schleunigen, wobei die Fahrgänge in Abhängigkeit von einer Vielzahl an Betriebs parametern automatisch gewechselt werden. Es kann bis zum Erreichen der Drehzahlbegrenzung im Rennstartmodus verblieben werden. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, einen Gangwechsel in Abhängigkeit von der Ge schwindigkeit der Antriebsräder vorzusehen, wobei bei einer stark abweichenden Fahrzeuggeschwindigkeit ein Rennstartschaltvorgang unterbunden wird und ein Abbruch des Rennstarts durchgeführt wird. Es kann ein Schaltvorgang unter Normalbedingungen durchgeführt werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Motor in einen vom eingelegten Gang abhängigen Drehzahlbereich geregelt wird, indem während des Schlupfens das über die Reibungskupplung übertragene Mo ment aufgrund der Trägheit der Masse des Motors unabhängig von einer Fahrpe dalbetätigung bereitgestellt ist. Die Motordrehzahl vermindert sich. Erst bei Un terschreiten einer vorbestimmten Motorgrenzdrehzahl, die höher als die Getriebe drehzahl ist, wird der Motor vom Motormanagement wieder zur Bereitstellung eines Momentes angesteuert. Bei einem starken Abweichen der Antriebsräderge schwindigkeit von der Fahrgeschwindigkeit kann auch ein vorübergehendes Ein greifen ins Motormanagement während eines Fahrgangwechsels bei fortwähren dem Rennstart vorgesehen sein, um das vom Motor bereitgestellte Moment zu reduzieren.

Bei einer Vorrichtung zur Steuerung des Rennstarts, die kein automatisiertes Schaltgetriebe aufweist, ist es erforderlich, daß der Fahrer in dem richtigen Zeit punkt schaltet. Entweder wird dem Fahrer vom System mittels eines Signalge bers, z. B. durch einen Drehzahlmesser, der richtige Zeitpunkt zum Schalten an gezeigt, oder es wird davon ausgegangen, daß der Fahrer anhand der Geräu schentwicklung des Motors bzw. seiner Fahrerfahrung die Notwendigkeit eines Fahrgangwechsels erkennt. Es ist jedoch auch denkbar, den Rennstart auf den Geschwindigkeitsbereich zu begrenzen, indem kein Fahrgangwechsel erforderlich ist.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnun gen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung eines Renn starts;

Fig. 2 schematische Darstellung einer vereinfachten Vorrichtung zur Steue rung eines Rennstarts;

Fig. 3 grafische Darstellung der Fahrpedalbetätigung;

Fig. 4 grafische Darstellung der Schlupfsteuerung;

Fig. 5 Betriebssituation: Überschreiten einer vorgegebenen Maximalzeit eines Rennstarts;

Fig. 6 Kupplungssteuerung zu Fig. 5;

Fig. 7 Überschreiten der Reibarbeitsschwelle;

Fig. 8 Kupplungssteuerung zu Fig. 7;

Fig. 9 grafische Darstellung der Reibarbeit;

Fig. 10 Unterschreiten eines Getriebeeingangswellendrehzahlschwellwertes;

Fig. 11 Kupplungssteuerung zu Fig. 10;

Fig. 12 Überschreiten einer maximalen Differenzdrehzahl von Motorwelle und Getriebeeingangswelle;

Fig. 13 Kupplungssteuerung zu Fig. 12.

Anhand von Fig. 1 wird zunächst der prinzipielle Aufbau beschrieben. Es ist vor gesehen, das Fahrzeug mittels eines Verbrennungsmotors 1 anzutreiben. Die Mo torwelle 18 ist mit einer Reibungskupplung 3 verbunden. Diese Reibungskupp lung 3 ist mit einem elektronischen Kupplungssystem 5 zur automatischen Betä tigung der Reibungskupplung 3 versehen, das einen Kupplungssensor 6 umfaßt. Die Abtriebswelle der Kupplung ist gleichzeitig eine Getriebeeingangswelle 20 eines Getriebes 7. Vorzugsweise wird zwischen den Fahrgängen des Getriebes 7 mittels eines Getriebeaktuators 9 automatisch geschaltet. Eine Getriebeaus gangswelle 22 ist mit Antriebsrädern 11 wirkverbunden. Zur Steuerung dieser Antriebsanordnung 10 ist eine Steuereinrichtung 17 vorgesehen, der zuminde stens Signale eines Fahrpedalsensors 27, eines Fahrgeschwindigkeitssensors 25, eines Motorwellendrehzahlsensors 19, eines Getriebeeingangsdrehzahlsen sors 21, eines Getriebeausgangswellendrehzahlsensors 23 und Signale eines Rennstartschalters 16 zugeleitet werden. Diese Steuereinrichtung 17 steuert in Abhängigkeit von den erhaltenen Signalen das elektronische Kupplungssystem 5, den Getriebeaktuator 9 und den Verbrennungsmotor 1 vorzugsweise unter Ein beziehung von Signalen eines Drosselklappensensors 29 einer dem Verbren nungsmotor 1 zugeordneten Drosselklappe 15.

Die in Fig. 2 dargestellte Antriebsanordnung 10 weist keinen Schalter zum Signa lisieren eines gewünschten Rennstarts auf. Ein gewünschter Rennstart wird über den Fahrpedalsensor 27 erkannt. Wird z. B. das Fahrpedal 13 mit einem über ei nen Rennstartgradienten 43 liegenden Betätigungsgradienten 49 einen oberen Fahrpedalbetätigungsschwellwert 47 überschreitend ausgelenkt, so erkennt die Steuereinrichtung 17 den Fahrerwunsch eines Rennstarts.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Rennstarts beschrieben. In Fig. 1 ist eine Antriebsanordnung 10 dargestellt, bei der zusätzlich ein durch den Fahrer bedienbarer Rennstartschalter zur Signalisierung eines Rennstarts vorgesehen ist. Für den Rennstart lenkt der Fahrer den Rennstartschalter 16 aus einer ersten Be tätigungsstellung, die gleichzeitig die Ruhestellung des Rennstartschalters ist, aus. Wird nun weiterhin das Fahrpedal 13 einen unteren Fahrpedalbetätigungs schwellwert überschreitend ausgelenkt, wie in Fig. 3 dargestellt, so wird von der Steuereinrichtung 17 der Fahrerwunsch eines Rennstarts 30 erkannt. Der Ver brennungsmotor 1 wird bei geöffneter Reibungskupplung 3 derart angesteuert, daß die Motordrehzahl einen unteren Motordrehzahlschwellwert überschreitet. Löst nun der Fahrer den Rennstartschalter 16, so daß dieser wieder die Ruhepo sition einnimmt, so signalisiert der Fahrer damit einen gewünschten Anfahrzeit punkt 33. Zusätzlich kann auch noch eine nahezu vollständige Auslenkung des Fahrpedals 13 über einen oberen Fahrpedalbetätigungsschwellwert 47 erforderlich sein.

Zur Signalisierung eines gewünschten Rennstarts kann auch eine andere Bedie nungsvorschrift bzw. Ablauf vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der Fahrer den Rennstartschalter 16 kurzzeitig bei Fahrzeugstillstand betätigt, und das Fahrpedal 13 währenddessen oder kurz danach über den unte ren Fahrpedalbetätigungsschwellwert 45 auslenkt. Dadurch erkennt die Steuer einrichtung 17 den Fahrerwunsch eines Rennstarts und leitet den Rennstart bei noch geöffneter Kupplung, wie bereits zuvor beschrieben, ein. Zur Signalisierung des gewünschten Anfahrzeitpunktes 33 ist die Auslenkung des Fahrpedals 13 mit einem über dem Rennstartgradienten 43 liegenden Betätigungsgradienten 49 des Fahrpedals 13 einen oberen Fahrpedalbetätigungsschwellwert 47 überschrei tend, wie in Fig. 3 dargestellt, erforderlich.

Bei erkanntem Anfahrzeitpunkt wird die Reibungskupplung 3 kurzzeitig zur Über tragung eines hohen Momentes zur Erzeugung eines Schlupfens der Antriebsrä der 11 ganz oder nahezu geschlossen. Ist ein Schlupfzustand der Antriebsrä der 11 hergestellt, der über einen Vergleich von der Drehzahl der Antriebsrä der 11 mit der Drehzahl der Räder 12 der nicht angetriebenen Fahrzeugachse bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelbar ist, wie in Fig. 4 dargestellt, so wird über die Betätigung der Reibungskupplung 3 der Schlupf 59 der Antriebsrä der 11 geregelt. Zur Beibehaltung eines bereits vorhandenen Schlupfwertes 61 der Antriebsräder 11 ist ein geringeres Drehmoment als zur Herstellung desselben erforderlich, so daß die Reibungskupplung 3 vermehrt mit Schlupf betrieben wird. Nur ein Teil des vom Verbrennungsmotors 1 eingeleiteten Drehmomentes wird über die Reibungskupplung 3 auf die Antriebsräder 11 übertragen. Durch den Teil des überschüssigen, in der Reibungskupplung 3 nicht in Wärme umgewandelten Drehmomentes, wird die Motordrehzahl erhöht. Liegt die Fahrzeuggeschwindig keit 24 unter einem vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitsgrenzwert 26, so wird vorzugsweise eine konstante Geschwindigkeit 57 der Antriebsräder 11 bzw. eine konstante Getriebeausgangswellendrehzahl 36 mittels der Steuereinrichtung 17 angesteuert. Mit Überschreiten dieser vorgegebenen Fahrzeuggrenzgeschwindig keit 26 wird durch die Steuereinrichtung 17 ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Schlupfwert 61 angesteuert, der mit steigender Fahrzeuggeschwin digkeit 24 abnimmt. Bei Überschreiten einer oberen Geschwindigkeitsgrenze wird die Reibungskupplung ganz geschlossen, womit der Rennstart erfolgreich abge schlossen ist. Erst nach beendetem Rennstart wird durch die Steuereinrich tung 17 in das Motormanagement eingegriffen und der Verbrennungsmotor 1 gegebenenfalls heruntergeregelt.

Ein vorzeitiger Abbruch eines begonnenen Rennstarts kann bei einer den oberen Fahrpedalbetätigungsschwellenwert 47 unterschreitenden Fahrpedalbetätigung vorgesehen sein. Weiterhin ist ein Abbruch des Rennstarts bei Detektion einer Überlastungssituation vorgesehen. Nach abgebrochenem Rennstart ist ein erneu ter Rennstart erst nach Ablauf einer vorgegebenen Mindestzeit oder nach Zurück legen einer vorgegebenen Mindeststrecke möglich.

Zur Detektion einer Überlastungssituation 65 ist der Steuereinrichtung 17 ein Überlastungsschutz 31 zugeordnet, durch den eine übermäßige Belastung der Antriebsanordnung 10, insbesondere der Reibungskupplung 3, verhindert wird. Wird durch den Überlastungsschutz 31 eine übermäßige Belastung festgestellt, so bricht diese den Rennstart ab. Die Kupplung 3 wird geschlossen und es wird mit einem normalen Anfahrgang fortgefahren, sofern dies noch erforderlich ist. Ist das Fahrzeug bereits ausreichend beschleunigt, so wird mit der Steuerung ei nes normalen Fahrbetriebs fortgefahren. Weiterhin wird ein Rennstart erst gar nicht zugelassen bzw. abgebrochen, wenn durch Vergleich von Motorwellendrehzahlgradienten zu Getriebeeingangswellen drehzahlgradienten eine bereits beschädigte Kupplung detektiert worden ist bzw. wird.

Im folgenden wird der Überlastungsschutz 31 näher beschrieben. Der Überla stungsschutz umfaßt einen Zeitmesser 32, der im Anfahrzeitpunkt bzw. mit Rennstartbeginn bei dem System ohne Rennstartschalter 16 gestartet wird. Im folgenden werden einige Betriebssituationen aufgeführt, in denen eine Detektion einer Überlastungssituation 65 erforderlich sein kann, damit eine angemessenen Lebensdauer der Antriebsanordnung 10 gewährleitstet ist.

Ist der Rennstart nach Ablauf eines maximalen Rennstartzeitintervalls 51 noch nicht beendet, wie in Fig. 5 dargestellt, so wird dieser vor allem zum Schutz der Reibungskupplung 3 in der durch die Reibarbeit der in Eingriff stehenden, mit Reibbelägen versehenen Reibflächen in hohem Maße Verlustwärme anfällt, abge brochen. Während des Rennstarts wird die Reibungskupplung 3 fast durchgängig mit Schlupf betrieben und somit einer starken Belastung ausgesetzt. Insbesonde re eine starke Erhitzung der Reibbeläge kann zur Zerstörung derselben führen, was zu verhindern ist. Mit Abbruch des Rennstarts wird die Reibungskupplung, wie in Fig. 6 dargestellt, geschlossen.

Weiterhin ist zum Schutz der Reibungskupplung 3 vorgesehen, daß bei Über schreiten eines vorgegebenen Reibarbeitsschwellwertes 63 der Rennstart abge brochen wird, wie in Fig. 7-9 dargestellt. Der Reibarbeitsschwellwert 63 ist mit tels des Motormomentes und des gemessenen Schlupfwertes der Antriebsrä der 11 durch den Überlastungsschutz bzw. die Steuereinrichtung bestimmbar.

Eine weitere mögliche Überlastungssituation 65 ist eine Motorwellendrehzahl 34, die die einen oberen Motordrehzahlschwellwert 37 übersteigt. Solch hohe Dreh zahlen können durch eine glatte Fahrbahn bedingt sein. Es ist nur eine geringes Drehmoment erforderlich, um die Antriebsräder 11 mit dem vorbestimmten Schlupf 59 anzutreiben. Daraus resultiert, daß die Reibungskupplung 3 mit gro ßem Schlupf betrieben wird. Somit steht ein großer Betrag des vom Verbren nungsmotor 1 eingeleiteten Drehmomentes zur Verfügung, um die Drehzahl des selben hochzuregeln. Bei Berücksichtigung solch einer Betriebssituation als Über lastungssituation 65 wird unter anderem auch der Verbrennungsmotor 1, aber vor allem die mit großem Schlupf betriebene Reibungskupplung 3 geschützt.

Eine mögliche Überlastungssituation 65 ist auch gegeben, wenn nach Ablauf ei nes Zwischenintervalls 53 die Geschwindigkeit der Antriebsräder 42 unter einer Mindestgeschwindigkeit bzw. die Getriebeeingangswellendrehzahl 40 einen Schwellwert 39, siehe Fig. 10 und 11, unterschreitet. Dies kann z. B. durch eine hohe Achslast bzw. durch ein schwerbeladenes Fahrzeug bedingt sein. Unter die sen Voraussetzungen ist ein übermäßig schnelles Beschleunigen des Fahrzeuges nicht möglich, und somit ein Rennstart nicht sinnvoll. Bei solchen Betriebsbedin gungen wird ein eingeleiteter Rennstart abgebrochen.

Eine weitere mögliche Überlastungssituation 65 ist eine hohe, einen vorgegebe nen Grenzwert überschreitende Differenzdrehzahl 44 zwischen Motorwelle 18 und Getriebeeingangswelle 20 nach Ablauf des Zwischenintervalls 53. Eine hohe Differenzdrehzahl 44 kann durch eine glatte Fahrbahn oder einer hohen Motorwel lendrehzahl 34 schon zum Anfahrzeitpunkt 33 sein. Vorzugsweise wird ein Schließen der Reibungskupplung in einer vorgegebenen Weise, z. B. linear, ange steuert. Wird, bevor die Reibungskupplung vollständig geschlossen ist detektiert, daß die Überlastungssituation nicht mehr vorliegt, so wird wieder der im Renn start vorgesehene Schlupf angesteuert, siehe Fig. 12 und 13.

Die zum Steuern des Anfahrvorganges herangezogenen Grenz- und Schwellwerte können sowohl in der Steuereinrichtung 17 sowie im Überlastungsschutz 31 ab gelegt sein, wobei gegebenenfalls vorgesehen ist, daß die Steuereinrichtung auf im Überlastungsschutz abgelegte Grenz- und Schwellwerte zurückgreift und um gekehrt.

Bezugszeichenliste

1

Verbrennungsmotor

3

Reibungskupplung

5

elektron. Kupplungssystem

6

Kupplungssensor

7

Getriebe

9

Getriebeaktuator

10

Antriebsanordnung

11

Antriebsräder

12

Räder

13

Fahrpedal

15

Drosselklappe

16

Rennstartschalter

17

Steuereinrichtung

18

Motorwelle

19

Motorwellendrehzahlsensor

20

Getriebeeingangswelle

21

Getriebeeingangswellendrehzahl sensor

22

Getriebeausgangswelle

23

Getriebeausgangswellendrehzahl sensor

24

Fahrgeschwindigkeit

25

Fahrgeschwindigkeitssensor

26

Fahrgeschwindigkeitsgrenzwert

27

Fahrpedalsensor

29

Drosselklappensensor

30

Rennstartwunsch

31

Überlastungsschutz

32

Zeitmesser

33

Anfahrzeitpunkt

34

Motorwellendrehzahl

35

unterer Motordrehzahlschwell wert

36

Getriebeeingangswellendrehzahl

39

Schwellwert der Getriebeingangs wellendrehzahl

40

Getriebeausgangswellendrehzahl

42

Geschwindigkeit d. Antriebsräder

43

Rennstartgradient

44

Differenzdrehzahl von Motor- zu Getriebeeingangswelle

45

unterer Fahrpedalbetätigungs-
schwellwert

47

oberer Fahrpedalbetätigungs schwellwert

49

Betätigungsgradient des Fahrpe dals

51

Rennstartzeitintervall

53

Zwischenintervall

57

konstante Geschwindigkeit

59

Schlupf

61

Schlupfwert

63

Reibarbeitsschwellwert

65

Überlastungssituation

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges mit tels einer zwischen einem Motor und einem Getriebe automatisierten Rei bungskupplung, die eine Steuereinrichtung umfaßt, der zumindestens Sen sorsignale zur Detektion der Fahrgeschwindigkeit, der Motorwellendrehzahl, der Getriebeeingangswellendrehzahl, eines Getriebeausgangswellendreh zahl und einer Fahrpedalstellung zuleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) bei geöffneter Kupplung und einem vom Fah rer signalisierten Wunsch eines Rennstarts bei Fahrzeugstillstand den Motor (1) zur Bereitstellung einer über einem unteren Motordrehzahlschwell wert (35) liegenden Motordrehzahl ansteuert und zum Anfahren ab einem, durch den Fahrer signalisierten, Anfahrzeitpunkt (33) die automatisierte Rei bungskupplung (5) zur gezielten Erzeugung eines Schlüpfens der Antriebsrä der (3) ab dem Anfahrzeitpunkt (33) ansteuert, wobei die Schlupfwerte von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sind.

2. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wunsch des Rennstarts durch die Betätigung des Fahrpedals (13) durch den Fahrer mit einem über einen vorgegebenen, in der Steuereinrich tung (17) abgelegten Rennstartgradienten (43) liegenden Betätigungsgradien ten (49) des Fahrpedals (13) signalisierbar ist.

3. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (17) ein Rennstartschalter (16) zugeordnet ist, durch dessen Betätigung der Fahrer den Wunsch eines Rennstarts signalisier bar ist.

4. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem durch Betätigung des Rennstartschalters (16) eingeleiteten Rennstarts zur Durchführung desselben weiterhin bei stehendem Fahrzeug ei ne Auslenkung des Fahrpedals (13) über einen unteren Fahrpedalbetätigungs schwellwert (45) erforderlich ist.

5. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rennstartschalter (16) zur Signalisierung eines gewünschten Renn starts aus einer ersten Schaltstellung, die vorzugsweise gleichzeitig auch die Ruheposition des Rennstartschalters (16) ist, in eine zweite Schaltstellung bringbar ist, und daß durch erneutes Schalten des Rennstartschalters (16) aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung der Anfahrzeitpunkt detektierbar ist.

6. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rennstartschalter (16) in der zweiten Schaltstellung manuell durch den Fahrer haltbar ist.

7. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine kurzzeitige Betätigung des Rennstartschalters mit einer über einem unteren Fahrpedalbetätigungsschwellwertes (45) liegenden Fahrpe dalauslenkung ein Rennstartwunsch des Fahrer durch die Steuereinrich tung (17) erkennbar ist, und dieser durch dieselbe einleitbar ist, wobei der Anfahrzeitpunkt (33) durch eine, einen oberen Fahrpedalbetätigungsschwell wert (47) überschreitende Fahrpedalauslenkung detektierbar ist.

8. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisierte Reibungskupplung (5) zur Einstellung eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Schlupfwertes der Antriebsräder (11) steuerbar ist.

9. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß allein durch die Ansteuerung der automatisierten Reibungskupplung (5) das auf die Antriebsräder (11) übertragene Moment bestimmbar ist.

10. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung (3) zur Erzeugung des Schlupfes der Antriebsrä der (11) zunächst kurzzeitig nahezu vollständig schließbar ist, und zur Einstel lung des von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Schlupfwertes der An triebsräder (11) wieder vermehrt mit Schlupf betreibbar ist, so daß nur der Betrag des vom Motor (1) bereitgestellten Momentes übertragbar ist, der zur Einstellung des Schlupfwertes der Antriebsräder (11) notwendig ist.

11. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) einen Überlastungsschutz (31), insbesondere zur Verhinderung einer Überlastung der Reibungskupplung (3) aufweist, der bei detektierter Überlastungssituation (65) den Rennstart abbricht und den Anfahrvorgang mit einer in der Steuereinrichtung (17) abgelegten Anfahrrou tine fortführt.

12. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) einen Überlastungsschutz (31) aufweist, der bei durch den Überlastungsschutz (31) erkannten Überlastungssituationen kurzzeitig ins Motormanagement eingreift.

13. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastungsschutz (31) eine Überlastungssituation (65) bei einer de tektierten Motordrehzahl, die über einem vorgegebenen oberen Motordreh zahlschwellwert (37) liegt, detektiert.

14. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastungsschutz (31) eine Einrichtung zur Detektion eines Zeitin tervalls umfaßt, und nach Ablauf eines vorgegebenen, im Überlastungs schutz (31) abgelegten Rennstartzeitintervalls (51) einen noch andauernden Rennstart abbricht.

15. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastungsschutz (31) eine Überlastungssituation nach Ablauf ei nes durch den Zeitmesser (32) vorgegebenen Zwischenintervalls bei Detekti on einer unter einem vorgegebenen Schwellwert (39) liegenden Drehzahl der Getriebeeingangswelle detektiert.

16. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastungsschutz (31) eine Überlastungssituation nach Ablauf des Zwischenintervalls bei Ermittlung einer über einen vorgegebenen Differenz drehzahlwert liegender Differenzdrehzahl von Motor zur Getriebeeingangswel lendrehzahl (44) detektiert.

17. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) ein Schließen der Reibungskupplung in vorbe stimmter Weise solange ansteuert, bis die Differenzdrehzahl die vorgegebe ne Differenz unterschreitet.

18. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überlastungssituation (65) durch eine aus Getriebedrehzahl, Motor drehzahl und Motormoment durch Steuereinrichtung (17) oder Überlastungs schutz (31) ermittelten Reibarbeit der Reibungskupplung (3) bei Überschreiten eines vorgegebenen Reibarbeitsschwelle (63) detektierbar ist.

19. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (9) zum automatisierten Schalten zwischen den Fahrgängen mit einem Getriebeaktuator (11) versehen ist, wobei mittels der Steuerein richtung (17) ein Fahrgangwechsel einleitbar ist.

20. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Antriebsräder einen Fahrgangwechsel unter Berücksichtigung einer, eine Min destgeschwindigkeit überschreitenden Fahrgeschwindigkeit einleitet.

21. Vorrichtung zur Steuerung eines Anfahrvorganges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsbetätigungssystem zur automatisierten Betätigung der Reibungskupplung, sowie der Getriebeaktuator, jeweils eine Gehäuse aufwei sen, wobei die Aufnahme der Steuereinheit (17) in einem dieser Gehäuse vorgesehen ist.