DE10032951B4

DE10032951B4 - Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems mit einer automatisierten Kupplungsanordnung und einer automatisierten Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE10032951B4
Application number: DE10032951A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen (FH) Schneider
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: DE10032951A1

Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem (10) ein Antriebsaggregat (12), eine automatisierte Kupplungsanordnung (20) mit einer Kupplungsstellanordnung (40) und eine automatisierte Getriebeanordnung (26) mit einer Getriebestellanordnung (42) sowie eine Ansteuervorrichtung (36) umfaßt zur Erzeugung von Ansteuerbefehlen wenigstens für die Kupplungsstellanordnung (40) und die Getriebestellanordnung (42), dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung von Schaltprozeduren die Getriebestellanordnung (42) Stellbewegungen innerhalb der automatisierten Getriebeanordnung, welche erforderlich sind um von einer momentan eingelegten Gangstufe auf eine nachfolgend einzulegende Gangstufe zu gelangen, durchführt und dass bei dem Verfahren dann, wenn das Antriebssystem in einem Anhalte-Betriebszustand ist und eine Schaltprozedur durch manuelle Betätigung eines Schalt-Betätigungsorgans (60) angefordert wird, die Durchführung von Schaltprozeduren unterbunden wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat, eine automatisierte Kupplungsanordnung mit einer Kupplungsstellanordnung und eine automatisierte Getriebeanordnung mit einer Getriebestellanordnung sowie eine Ansteuervorrichtung umfasst zur Erzeugung von Ansteuerbefehlen wenigstens für die Kupplungsstellanordnung und die Getriebestellanordnung.
Bei mit derartigen Antriebssystemen ausgestatteten Fahrzeugen ist der Anhaltevorgang bzw. Anhalte-Betriebszustand, also ein Betriebszustand, in welchem das Fahrzeug aus der Fahrt zum Stillstand gebracht werden soll oder wird, ein hinsichtlich des Fahrkomforts bzw. auftretender Störungen besonders kritischer Fahrzustand. Wird in einem derartigen Zustand die unter Ansteuerung der Ansteuervorrichtung stehende Kupplungsanordnung in einer Art und Weise geöffnet, die an die Fahrsituation nicht angepasst ist, kann es zu einem Auskuppelschlag kommen, der dadurch entsteht, dass durch zu schnelles Lastfreischalten des Antriebsstranges dieser spontan zu schwingen beginnt. Es wird daher beispielsweise derart vorgegangen, dass dann, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug in einem derartigen Anhalte-Betriebszustand ist, die Kupplung in definierter Art und Weise angesteuert wird, um dadurch für ein definiertes Auskuppelverhalten zu sorgen und das Auftreten von Auskuppelschlägen zu verhindern.
Aus der DE 28 33 641 A1 ist ein mechanisches Planetengetriebe mit hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern bekannt. Ein hydrodynamischer Drehmomentwandler ist hierbei durch eine Vorwärtskupplung kraftschlüssig mit den Antriebsrädern verbunden. Um im Motorleerlauf ein systembedingtes Kriechen des Fahrzeuges zu verhindern, wird vorgeschlagen, die Vorwärtskupplung zumindest solange zu entlüften, solange das Fahrpedal nicht betätigt ist oder andere zusätzliche Informationen von der Stellung des Gangwählhebels kommen.
Aus der DE 38 31 449 A1 ist ein Betriebssteuersystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang bekannt.
Um im Schubbetrieb die Bremswirkung des Antriebsmotor bestmöglich auszunutzen, werden vom Steuersystem Befehle für Schalten in niedrigere Gänge an das Betätigungsorgan der Kupplung und die Schalteinrichtung des Getriebes ausgegeben. Abhängig von der Betätigung des Bremspedals oder eines Motorbremsorganes oder deren Nichtbetätigung wird in Abhängigkeit der Motordrehzahl und der momentan berechneten Verzögerung das Einlegen eines entsprechend kleineren Ganges ausgelöst.
Die US 5 908 369 A offenbart ein Antriebssystem bzw. ein Verfahren zum Ansteuern desselben, bei welchem in einem Zustand, in dem das Antriebssystem von einem Automatikmodus auf einen manuellen Schaltmodus umgestellt worden ist und kurz vor der Umstellung ein Automatik-Schaltvorgang durchgeführt wurde, ein dem Automatik-Schaltvorgang entsprechender vom Fahrer angeforderter Schaltvorgang nicht durchgeführt wird, um zu verhindern, dass der Fahrkomfort beeinträchtigt wird und beispielsweise durch zu schnelles Durchschalten auf eine relativ niedrige Gangstufe das Antriebsaggregat hochgedreht wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems vorzusehen, bei welchem dann, wenn ein mit einem derartigen System ausgestattetes Fahrzeug in einem Anhalte-Betriebszustand ist, eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat, eine automatisierte Kupplungsanordnung mit einer Kupplungsstellanordnung und eine automatisierte Getriebeanordnung mit einer Getriebestellanordnung sowie eine Ansteuervorrichtung umfasst zur Erzeugung von Ansteuerbefehlen wenigstens für die Kupplungsstellanordnung und die Getriebestellanordnung, bei welchem Verfahren zur Durchführung von Schaltprozduren die Getriebestellanordnungsstellbewegungen innerhalb der automatisierten Getriebeanordnung, welche erforderlich sind um von einer momentan eingelegten Gangstufe auf eine nachfolgend einzulegende Gangstufe zu gelangen, durchführt und bei welchem Verfahren dann, wenn das Antriebssystem in einem Anhaltebetriebszustand ist und eine Schaltprozedur durch manuelle Betätigung eines Schaltbetätigungsorgans angefordert wird, die Durchführung von Schaltprozeduren unterbunden wird.
Die vorliegende Erfindung geht also den Weg, in dem hinsichtlich des Fahrkomforts kritischen Betriebszustand des Anhaltens eines Fahrzeugs durch andere Aktionen innerhalb des Antriebssystems möglicherweise induzierte Störungen auszuschalten. Eine derartige Störung kann beispielsweise dann erzeugt werden, wenn in diesem Anhalte-Betriebszustand ein Schaltbefehl erzeugt werden sollte, zu dessen Durchführung zum einen die Kupplung geöffnet werden müsste und zum anderen Stellvorgänge in der Getriebestellanordnung vorgenommen werden müssten. Die Durchführung von Schaltprozeduren erfordert im Allgemeinen ein vergleichsweise zügiges Öffnen der Kupplungsanordnung, das hinsichtlich der Öffnungsprozedur, die während der Anhalte-Betriebsphase abläuft, um ein Vielfaches schneller abläuft. Vor allem dieses schnelle Kupplungsöffnen würde in diesem Fahrzustand zu einer spontanen Entlastung des Antriebsstrangs und somit zur Erzeugung von Auskuppelstößen beitragen. Wenn jedoch in dieser Phase, in welcher das Fahrzeug ohnehin zum Stillstand gebracht werden soll, Schaltprozeduren nicht mehr durchgeführt werden, die im Allgemeinen ein Abwärtsschalten von der zweiten Gangstufe zur ersten Gangstufe oder ggf. der dritten Gangstufe zur zweiten Gangstufe sind, dann kann ungestört von zur Durchführung der Schaltprozeduren erforderlichen Kupplungsstellbewegungen die Kupplungsstellprozedur, die während der Anhaltephase vorgegeben ist, durchgeführt werden.
Aus der vorangehenden Erläuterung erkennt man, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung der Begriff ”Schaltprozedur” oder ”Durchführung einer Schaltprozedur” nicht oder nicht nur die dazu erforderlichen Stellbewegungen innerhalb einer automatisierten Getriebeanordnung umfasst, sondern selbstverständlich jedwede ansteuerungstechnische Einwirkung auf das Antriebssystem, insbesondere auch auf die automatisierte Kupplungsanordnung, die dazu erforderlich ist, von einer momentan eingelegten Gangstufe auf eine nachfolgend einzulegende Gangstufe zu gelangen.
Beispielsweise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Durchführung einer Schaltprozedur dadurch unterbunden wird, dass von der Ansteuervorrichtung kein einer Schaltprozedur-Anforderung entsprechender Schaltprozedur-Durchführbefehl zur Getriebestellanordnung beziehungsweise zur Kupplungsstellanordnung ausgegeben wird.
Die Schaltprozedur kann beispielsweise durch manuelle Betätigung eines Schalt-Betätigungsorganes angefordert werden oder er kann in einem Automatik-Fahrmodus automatisch angefordert werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann vorzugsweise auf das Vorliegen eines Anhaltebetriebszustandes wenigstens dann entschieden werden, wenn

1. ein Fahrbetätigungsorgan, vorzugsweise Gaspedal oder dergleichen, nicht betätigt ist und wenn
2. eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) eine mit einer Getriebeeingangsdrehzahl in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen ersten Schwellenwert ab, b) ein Bremssystem ist aktiviert und eine mit einer Getriebeeingangsdrehzahl in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen zweiten Schwellenwert ab, c) der Betrag der zeitlichen Änderung einer Drehzahl des Antriebsaggregats übersteigt einen dritten Schwellenwert und eine mit der Getriebeeingangsdrehzahl in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen vierten Schwellenwert ab.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die mit der Getriebeeingangsdrehzahl in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße auf wenigstens einem der folgenden Parameter beruhen:

– einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle,
– einer Fahrgeschwindigkeit,
– einer Drehzahl des Antriebsaggregates,
– einer Drehzahl einer Getriebeausgangswelle.

Man erkennt daraus, dass hier verschiedene redundante Größen angegeben sind, die letztendlich alle einen Schluss auf die an der Getriebeeingangsseite vorliegende Drehzahl zulassen. Insbesondere ist im eingekuppelten Zustand die Drehzahl an der Getriebeeingangsseite gleich zur Drehzahl des Antriebsaggregats. Weiter steht bei vorgegebenem bzw. bekanntem Drehzahlumsetzverhältnis die Drehzahl an der Getriebeeingangsseite selbstverständlich auch in bestimmtem und bekanntem Zusammenhang mit der Drehzahl an der Getriebeausgangsseite, d. h. der Getriebeausgangswellendrehzahl, und auch mit der Fahrgeschwindigkeit, unterstellt, dass die Räder eines Fahrzeugs schlupffrei abrollen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist also eine derartige Betriebsgröße jedwede Betriebsgröße, die direkt oder indirekt oder auch ggf. durch Verknüpfung mit weiteren Betriebsparametern einen Schluss auf die an der Getriebeeingangsseite vorliegende Drehzahl zulässt.
Da bei Aktivierung des Bremssystems während der Anhaltephase damit zu rechnen ist, dass das Fahrzeug schneller zum Stillstand kommt, d. h. eine an sich kritische Phase bereits bei höherer Geschwindigkeit bzw. höherer Drehzahl an der Getriebeeingangsseite auftreten kann, wird vorgeschlagen, dass der erste Schwellenwert der Betriebsgröße einer kleineren Getriebeeingangsdrehzahl entspricht als der zweite Schwellenwert.
Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zweite Schwellenwert der Betriebsgröße einer kleineren Getriebeeingangsdrehzahl entspricht als der vierte Schwellenwert. Ein spontanter Abfall der Drehzahl des Antriebsaggregats könnte beispielsweise durch massiven Bremseinsatz induziert sein, so dass dann, wenn erkannt wird, dass die Drehzahl des Antriebsaggregats sehr stark abfällt, der Eintritt in eine kritische Phase bereits bei noch höherer Drehzahl bzw. auch Fahrgeschwindigkeit auftreten kann.
Da der Eintritt in die kritische Phase, d. h. der Eintritt in den Anhalte-Betriebszustand, mit verschiedenen aktivierten Gangstufen oder Drehzahlumsetzverhältnissen möglich ist, ist es vorteilhaft, wenn der erste Schwellenwert oder/und der zweite Schwellenwert oder/und der dritte Schwellenwert oder/und der vierte Schwellenwert in Abhängigkeit eines in der Getriebeanordnung aktivierten Drehzahlumsetzverhältnisses ausgewählt wird.
Wie bereits vorangehend ausgeführt, ist es vorteilhaft, wenn bei Entscheidung auf Vorliegen eines Anhalte-Betriebszustands die Kupplungsstellanordnung zum Verstellen der Kupplungsanordnung in Richtung Auskuppelstellung angesteuert wird. Durch das definierte Ansteuern der Kupplung wird dafür gesorgt, dass ein sanfter Übergang in die vollständig ausgekuppelte Stellung möglich wird, ohne dass dabei irgendwelche Auskuppel- oder Entlastungsschläge im Antriebsstrang erzeugt werden.
Insbesondere bei vergleichsweise langsamer Änderung des Fahrzustands kann beim Eintritt in den Anhalte-Betriebszustand oder auch während einer derartigen Phase bedingt durch verschiedene Betriebsparameteränderungen teilweise eine Situation entstehen, in welcher ein derartiger Anhalte-Betriebszustand zumindest kurzzeitig nicht mehr vorliegt oder unterbrochen wird. Würde während einer derartigen kurzzeitigen Unterbrechung oder unmittelbar nach dem Beenden eines derartigen Zustandes eine Schaltprozedur sofort durchgeführt werden, so könnte auch dies zu spürbaren Komfortbeeinflussungen führen. Es wird daher vorgeschlagen, dass nach Beendigung des Anhalte-Betriebszustandes die Durchführung von Schaltvorgängen weiterhin unterbunden wird. Durch das Einführen einer bestimmten Zeitdauer wird letztendlich dem gesamten System die Möglichkeit gegeben, sich in seinem Betriebszustand zu festigen, d. h. zu erkennen, ob das Beenden des Anhalte-Betriebszustandes nur sehr kurzzeitig war oder das Fahrzeug tatsächlich wieder im normalen Betriebsmodus gefahren wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dann weiter vorgesehen sein, dass nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer eine während des Anhalte-Betriebszustandes unterbundener Schaltprozedurdurchgeführt wird. Es wird auf diese Art und Weise sichergestellt, dass insbesondere bei manueller Anforderung einer Schaltprozedur der Fahrer nicht das Gefühl erhält, dass das System seine Schaltbefehle ignoriert, sondern dass eine Schaltprozedur zwar durchgeführt wird, wenn auch mit zeitlicher Verzögerung. Wird fahrzustandsbedingt eine Schaltprozedur im Automatikmodus angefordert, so wird diese Anforderung letztendlich während der gesamten Anhaltephase vorliegen, sofern während dieser gesamten Phase das Fahrzeug in einem Betriebszustand ist, der an sich den Übergang in eine andere Gangstufe fordert. Ist die vorbestimmte Zeit dann abgelaufen, liegt ein derartiger Schaftbefehl bzw. eine derartige Schaltanforderung immer noch vor und wird letztendlich dann sofort durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 eine blockbildartige Darstellung eines Antriebssystems, bei welchem die erfindungsgemäße Vorgehensweise implementiert ist;
2 den zeitlichen Verlauf der Kupplungsstellung bzw. der Drehzahl des Antriebsaggregats und der Drehzahl an der Getriebeeingangsseite während eines Anhalte-Betriebszustandes.
Zunächst wird mit Bezug auf die 1 allgemein ein Antriebssystem beschrieben, bei welchem das erfindungsgemäße Konzept angewandt werden kann. Das Antriebssystem 10 umfasst ein Antriebsaggregat 12, beispielsweise eine Brennkraftmaschine 12, das über eine Antriebswelle 14 mit einer Eingangsseite 16 einer automatisierten Kupplungsanordnung 20, beispielsweise Reibungskupplung, in Verbindung steht. Eine Ausgangsseite 22 der Kupplungsanordnung 20 steht über eine Getriebeeingangswelle 24 in Antriebsverbindung mit einer automatisierten Getriebeanordnung 26. Deren Ausgangswelle 28 treibt über ein Differenzial 30 angetriebene Räder 32, 34 an. Das Antriebsaggregat 12, die Kupplungsanordnung 20 und die Getriebeanordnung 26 stehen unter der Ansteuerung einer Ansteuervorrichtung 36. Diese Ansteuervorrichtung 36 steht im Datentaustausch mit einer Leistungsstellanordnung 38 des Antriebsaggregats, um durch die Zuleitung von Ansteuersignalen oder Befehlen zur Leistungsstellanordnung 38 die Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl des Antriebsaggregats 12 zu steuern beziehungsweise zu regeln. Es sei darauf verwiesen, dass die Leistungsstellanordnung 38 jeglichen Bereich eines Antriebsaggregats umfasst, in welchem ein Einfluss auf dessen Drehzahl beziehungsweise Leistungsabgabe genommen werden kann, beispielsweise das Einspritzsystem, das Drosselsystem, das Zündsystem, das Nockensystem usw. Selbstverständlich liefert die Leistungsstellanordnung 38 Information an die Ansteuervorrichtung 36, welche den Leistungsstellzustand des Antriebsaggregats 12 bezeichnet.
Ferner steht die Ansteuervorrichtung 36 mit einer Stellgliedanordnung 40 der automatisierten Kupplungsanordnung 20 in Verbindung, um z. B. zur Durchführung von Schaltprozeduren durch Zufuhr entsprechender Stellsignale zu dieser die Kupplungsanordnung 20 zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Kupplungsstellung zu verstellen. Auch die Stellgliedanordnung 40 kann zur Ansteuervorrichtung 36 Information liefern, welche den momentanen Stellzustand der Kupplungsanordnung bezeichnet.
Weiter liefert die Ansteuervorrichtung 36 Ansteuersignale zur einer Stellgliedanordnung 42 der Getriebeanordnung 26. Diese Ansteuersignale führen zur Durchführung von Schaltvorgängen innerhalb der Getriebeanordnung 26. Auch hier wird der Ansteuervorrichtung 36 wieder Information rückgeliefert, welche den momentanen Stellzustand der Getriebeanordnung 26 bezeichnet. Die Ansteuervorrichtung 36 erhält weiter Information 1 von verschiedenen Sensoren, beruhend auf welcher Information die Ansteuervorrichtung 36 den Gesamtbetriebszustand des Fahrzeugs ermitteln kann. So ist beispielsweise ein Drehzahlsensor 44 vorgesehen, welcher die Drehzahl der Antriebswelle 14 erfasst. Es sei darauf verwiesen, dass, sofern hier von der Erfassung der Drehzahl die Rede ist, dies selbstverständlich auch die Erfassung jeglicher die Drehzahl charakterisierender Information umfasst, die dann beispielsweise in der Ansteuervorrichtung 36 zur tatsächlichen Ermittlung der Drehzahl an sich verarbeitet wird. Ferner ist ein Drehzahlsensor 46 vorgesehen, welcher die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 24 erfasst, sowie ein Drehzahlsensor 48, welcher die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 28 erfasst. Weiter sind Drehzahlsensoren 50, 52 vorgesehen, welche die Drehzahl der angetriebenen Räder 32, 34 beziehungsweise von diese antreibenden Wellen 54, 56 erfassen. Beruhend auf diesen beiden Sensorausgaben beziehungsweise beruhend auf der Ausgabe des Drehzahlsensors 48 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit errechnet werden; d. h. diese Sensorausgaben der Sensoren 48, 50, 52 beinhalten Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Weiter ist ein Schaltsensor 58 vorgesehen, welcher eine Betätigung eines Schalthebels 60 erfasst und entsprechende Information I zur Ansteuervorrichtung 36 liefert. Beruhend auf dieser Information erkennt die Ansteuervorrichtung 36, welche Schaltprozedur ein Fahrer durchführen will und erzeugt dann zum geeigneten Zeitpunkt und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der weiteren den Fahrzustand repräsentierenden Information einen geeigneten Ansteuerbefehl für die Getriebeanordnung 26 bzw. die Kupplungsanordnung 20. Es sei darauf hingewiesen, dass an Stelle der Erfassung der Schalthebelbetätigung die Durchführung einer Schaltprozedur auch nach Art eines Automatikgetriebes beruhend auf der Fahrsituation erfolgen kann.
Bei dem Antriebssystem 10 ist ferner ein Gas- oder Fahrpedal 62 mit einem zugeordneten Fahrpedalsensor 64 vorgesehen, dessen Ausgangssignal das Betätigungsausmaß des Fahrpedals repräsentiert. Weiter ist ein Bremspedal 66 vorgesehen, dem ebenfalls ein Sensor 68 zugeordnet ist. Das Ausgangssignal dieses Bremspedalsensors 68 repräsentiert das Betätigungsausmaß des Bremspedals 66.
Beruhend auf all diesen Sensoreingaben und möglicherweise noch weiteren Sensoreingaben, beispielsweise von einem Umgebungstemperatursensor, einem Kühlmitteltemperatursensor, einem Gierbewegungssensor und dergleichen, erzeugt die Ansteuervorrichtung 36 verschiedene Ansteuerbefehle oder Ansteuervorgaben, welche dann in den verschiedenen anzusteuernden Aggregaten oder Komponenten, also der Leistungsstellanordnung 38, der Stellgliedanordnung 40 und der Stellgliedanordnung 42 umgesetzt werden, d. h. zur Durchführung von Stellvorgängen im Antriebsaggregat 12, in der Kupplungsanordnung 20 beziehungsweise in der Getriebeanordnung 26 führen. Diese Ansteuervorgaben werden in der Ansteuervorrichtung 36 in einem Prozessor ermittelt, in welchem ein entsprechendes Steuerprogramm abläuft, das als Eingabe die verschiedenen Sensoreingaben I empfängt und das als Ausgabe eine Ansteuervorgabe erzeugt, die entweder als Ansteuerbefehl direkt zu den verschiedenen Stellbereichen 38, 40, 42 geleitet wird, oder die nachfolgend noch in der Ansteuervorrichtung 36 in einen jeweiligen Ansteuerbefehl umgesetzt und dann erst zu den Stellbereichen geleitet wird.
Um bei einem derartigen Antriebssystem 10 dann, wenn ein damit ausgestattetes Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden soll, d. h. in einen Anhalte-Betriebszustand eintritt, das Auftreten von Auskuppelschlägen zu verhindern, kann wie im Folgenden beschrieben vorgegangen werden.
Der Übergang in einen Anhalte-Betriebszustand wird zunächst mit Bezug auf die 2 verdeutlicht. Man erkennt dort, dass die Stellung der Kupplung, welche durch die Kurve I repräsentiert ist, bis zu einem Zeitpunkt t₁ näherungsweise konstant und bei der Einkuppelstellung EK ist, in welcher die Kupplung im normalen Fahrbetrieb gehalten ist. Zum Zeitpunkt t₁ findet ein Übergang in einen Anhalte-Betriebszustand statt. Die Entscheidung, ob ein Anhalte-Betriebszustand vorliegt, kann in der Ansteuervorrichtung 36 beruhend auf verschiedenen Sensoreingaben erfolgen. So ist ein wesentliches Kriterium dafür, dass ein Fahrer aktiv das Fahrzeug zum Stillstand bringen will, dass das Fahrpedal 62 nicht betätigt ist, so dass der Fahrpedalsensor 64 ein entsprechendes die nicht vorhandene Betätigung des Fahrpedals 62 repräsentierendes Signal in die Ansteuervorrichtung 36 eingibt. Zusätzlich zu der Tatsache, dass das Fahrpedal 62 nicht betätigt ist, wird ein weiteres Entscheidungskriterium dadurch geschaffen, dass beispielsweise die Drehzahl an der Getriebeeingangsseite, also die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 24, welche letztendlich durch den Drehzahlsensor erfasst wird, unter einen vorbestimmten Schwellenwert N_S abfällt, welcher in 2 dargestellt ist. Da in diesem Zustand die Kupplungsanordnung 20 im vollständig eingerückten Zustand ist, entspricht die Drehzahl an der Getriebeeingangsseite, welche durch den Sensor 46 erfasst wird, selbstverständlich auch der Drehzahl an der Kupplungseingangsseite, d. h. der Drehzahl der Antriebswelle 14, welche durch den Sensor 44 erfasst wird. Insofern könnte, wie in 2 ebenfalls erkennbar, selbstverständlich auch das Abfallen der Drehzahl der Antriebswelle 14 unter den Schwellenwert N_S als entsprechendes Kriterium gelten. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass letztendlich jedwede in direktem Zusammenhang mit der Drehzahl an der Getriebeeingangsseite stehende Information, welche einen Rückschluss auf diese Drehzahl zulässt, als entsprechendes Kriterium herangezogen werden könnte. So können selbstverständlich auch die Drehzahlsignale der Sensoren 48, 50, 52 dazu verwendet werden, wobei dann die momentan eingelegte Gangstufe in der Getriebeanordnung 26 zu berücksichtigen ist.
Ist also das Fahrpedal 62 nicht betätigt und fällt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 24 unter den Schwellenwert N_S ab, so wird entschieden, dass das Fahrzeug in einen Anhalte-Betriebszustand eingetreten ist, und es wird eine entsprechende Prozedur eingeleitet, um die Kupplungsanordnung 20 von der Einkuppelstellung EK zur Auskuppelstellung AK zu bringen.
Da auch in anderen oder aus anderen Betriebssituationen oder auf andere Art und Weise ein Übergang in den Anhalte-Betriebszustand auftreten kann, stehen neben der vorangehenden entscheidungsrelevanten Situation des Unterschreitens einer bestimmten Drehzahl an der Getriebeeingangsseite, was letztendlich ein langsames Ausrollen des Fahrzeugs repräsentiert, noch andere Entscheidungsmöglichkeiten zur Verfügung. So wird der Eintritt in den Anhalte-Betriebszustand beispielsweise auch dadurch erkennbar, dass bei betätigtem Bremspedal 66 und entsprechender Signalausgabe von dem Bremspedalsensor 68 die Drehzahl an der Getriebeeingangsseite einen zweiten Schwellenwert unterschreitet, der höher liegt als der Schwellenwert, der bei nicht betätigter Bremse relevant ist. Beispielsweise kann der in 2 dargestellte Schwellenwert N_S, welcher bei nicht betätigter Bremse herangezogen wird, im Bereich oder etwas über der Leerlaufdrehzahl, also bei ca. 800–1000 Umdrehungen pro Minute liegen, und der Schwellenwert, der dann herangezogen wird, wenn gleichzeitig auch das Bremssystem aktiviert ist, d. h. eine Bremspedalbetätigung durch den Bremspedalsensor 68 erfasst wird, kann bei etwa 1300–1700 Umdrehungen, vorzugsweise bei etwa 1500 Umdrehungen, pro Minute liegen. Ein weiteres entscheidungsrelevantes Kriterium kann sein, dass die Drehzahl des Antriebsaggregats 12, d. h. die Drehzahl der Antriebswelle 14, erfasst durch den Drehzahlsensor 44, sich in einem vorbestimmten Maße ändert, d. h. einen bestimmten negativen Gradienten hat. Dies bedeutet also, dass der Absolutbetrag des Drehzahlgradienten der Antriebswelle 14 einen bestimmten dritten Schwellenwert überschreiten muss, der bei etwa 25 Umdrehungen pro s² liegen kann. Ist dies der Fall, so wird auf das Eintreten in den Anhalte-Betriebszustand dann geschlossen, wenn gleichzeitig auch die Getriebeeingangswellendrehzahl, die in der vorangehend beschriebenen Art und Weise erfasst werden kann, einen vierten Schwellenwert unterschreitet, der wiederum höher liegen sollte als der vorangehend beschriebene zweite Schwellenwert, also beispielsweise im Bereich von etwa 2000–2500 Umdrehungen pro Minute liegen sollte. Diese beiden Zustände repräsentieren letztendlich Situationen, beruhend auf welchen darauf geschlossen werden kann, dass das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden soll. Liegt also neben dem Zustand, dass das Fahrpedal 62 nicht betätigt ist, noch eine der drei vorangehend geschilderten Situationen vor, so wird zum Verhindern des Abwürgens des Antriebsaggregats beim allmählichen Anhalten des Fahrzeugs die Kupplungsanordnung 20 in Richtung Auskuppelstellung verstellt. Ausgehend von der Einkuppelstellung EK wird zunächst in einer ersten Phase a die Kupplungsanordnung 20 bis zu einem Zeitpunkt t₂ mit einer relativ steilen Rampe, d. h. vergleichsweise schnell geöffnet, um in kurzer Zeit, d. h. etwa in einem Zeitraum von 0,3–0,5 Sekunden, die Kupplungsanordnung 20 nahe an den Schleifpunkt GW heranzubringen. Der Schleifpunkt ist derjenige Punkt, bei dem beispielsweise kommend von der Auskuppelstellung AK die Kupplungsanordnung 20 beginnt, ein das Fahrzeug antreibendes Drehmoment zu übertragen. Nach dem Zeitpunkt t₂, also in einem Zustand, in welchem die Kupplungsanordnung 20 schon begonnen hat, im Antriebsstrang eine Trennung herbeizuführen, wird dann bis zu einem Zeitpunkt t₃ während einer Phase b die Kupplungsanordnung 20 vergleichsweise langsam geöffnet, wobei hier eine Unterteilung in verschiedene Phasenabschnitte mit verschiedener Öffnungsgeschwindigkeit vorgesehen sein kann. Dieses langsame Öffnen dient nun dazu, dem Antriebsstrang die Möglichkeit zu geben, bei noch vorhandenem Kupplungsschlupf sich allmählich zu entspannen. Etwa zum Zeitpunkt t₃ ist der Schleifpunkt GW erreicht und in diesem Zustand kann dann entweder die Kupplungsanordnung 20 noch kurzzeitig bei konstanter Stellung gehalten werden, um möglicherweise noch auftretende Entspannungsschwingungen durch Reibung in der Kupplungsanordnung 20 abzudämpfen, oder kann dann bis zum Zeitpunkt t₄ zur Auskuppelstelle AK gebracht werden. Die Phase c zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ ist dann wieder eine Phase, in welcher die Kupplungsanordnung 20 mit relativ hoher Geschwindigkeit verstellt wird, da in diesem Zustand die Stellgeschwindigkeit der Kupplungsanordnung 20 keinen Einfluss mehr auf das Antriebssystem hat. Ab dem Zeitpunkt t₄ verbleibt dann die Kupplungsanordnung 20 in der Auskuppelstellung AK.
Man erkennt, dass etwa beim Erreichen des Schleifpunktes GW bzw. kurz davor durch das im Antriebsstrang stattfindende Trennen die Drehzahl N_A des Antriebsaggregats und die Drehzahl N_G der Getriebeeingangswelle 24 auseinander laufen. Die Drehzahl N_A des Antriebsaggregats bleibt aufgrund mangelnder Gaspedalbetätigung näherungsweise bei der Leerlaufdrehzahl stehen, während durch das immer langsamer werdende Fahrzeug die Drehzahl N_G der Getriebeeingangswelle 24 abfällt und letztendlich beim Fahrzeugstillstand den Wert NULL erreicht.
Es ist selbstverständlich, dass in den verschiedenen Phasen a, b und c die Stellgeschwindigkeit der Kupplung unter Einfluss verschiedener im System vorhandener und den Betriebszustand charakterisierender Parameterwerte vorgenommen werden kann. So kann beispielsweise berücksichtigt werden, ob die Bremse betätigt ist oder nicht. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die vorangehend beschriebenen Schwellenwerte für die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 24 bzw. für eine Betriebsgröße, die mit der Drehzahl an der Getriebeeingangsseite in direktem und erkennbarem Zusammenhang steht, in Abhängigkit von einer momentan in der Getriebeanordnung 26 eingelegten Gangstufe bzw. einem vorhandenen Drehzahlumsetzverhältnis vorgegeben werden können. Da ein Fahrzeug selbstverständlich auch bei Fahren im vierten Gang oder im dritten Gang in den Anhalte-Betriebszustand übergehen kann, werden je nachdem, welche Gangstufe eingelegt ist, unterschiedliche Drehzahlen an der Getriebeeingangsseite vorhanden sein, was durch entsprechende Anpassung der Schwellenwerte zu berücksichtigen ist.
Da die Phase, während welcher das Fahrzeug unter begleitendem Ausrücken der Kupplungsanordnung 20 zum Stillstand gebracht wird, eine hinsichtlich möglicher Fahrkomfortstörungen sehr kritische Betriebsphase ist, soll erfindungsgemäß eine Komfortbeeinträchtigung weiter dadurch unterdrückt werden, dass dann, wenn entschieden wurde, dass das Fahrzeug bzw. das Antriebssystem 10 in den Anhalte-Betriebszustand übergegangen ist, angeforderte Schaltprozeduren nicht durchgeführt werden. Die Anforderung einer Schaltprozedur kann beispielsweise in einem Manuell-Schaltmodus dadurch erfolgen, dass der Fahrer den Schalthebel 60 betätigt oder antippt und somit der Schaltsensor 58 ein entsprechendes Schaltanforderungssignal in die Ansteuervorrichtung 36 eingibt. Würde die Ansteuervorrichtung 36 beruhend auf einem derartigen Signal dann die Stellgliedanordnung 42 zur Durchführung eines Schaltvorgangs ansteuern bzw. die Stellgliedanordnung 40 zur begleitenden Durchführung eines Ausrückvorgangs ansteuern, so würde dies eine erhebliche Störung der in dem Anhalte-Betriebszustand ablaufenden Ausrückprozedur bedeuten. Diese im Anhaltevorgang ablaufende Ausrückprozedur, welche im Wesentlichen darauf abgestellt ist, Auskuppelschläge zu vermeiden, hat eine Dauer im Bereich von 1,5 Sekunden. Ein zur Durchführung von Schaltvorgängen erfolgender Ausrückvorgang der Kupplungsanordnung 20 hat eine Dauer, die um Größenordnungen kleiner ist und im Bereich von einigen 10 Millisekunden liegen kann. Dieses spontane Ausrücken der Kupplung, das bei Durchführung einer Schaltprozedur erforderlich ist und vorgenommen wird, hätte eine spontane Entspannung des Antriebsstrangs und somit den ungewünschten Auskuppelschlag zur Folge. Empfängt also die Ansteuervorrichtung 36 nach dem Erkennen, dass das Fahrzeug in einem Anhalte-Betriebszustand ist, eine derartige Schaltanforderung, so führt diese nicht zur Einleitung einer entsprechenden Schaltprozedur, sondern es bleibt die momentan eingelegte Gangstufe eingelegt. Es sei hier darauf hingewiesen, eine derartige Schaltanforderung selbstverständlich in einem Automatik-Betriebsmodus auch in der Ansteuervorrichtung 36 selbst erzeugt werden könnte, wenn diese durch Vergleich des momentanen Fahrzustands mit Schaltkennlinien zu dem Ergebnis gelangt, dass fahrzustandsbedingt ein Übergang in eine andere Gangstufe erforderlich wäre. Auch eine derartige durch den Vergleich erhaltene Anforderung würde nicht zum Einleiten einer Schaltprozedur führen.
Ist, nachdem einmal das Fahrzeug in den Anhalte-Betriebszustand eingetreten ist, eine der hierzu erforderlichen Parameterkombinationen nicht mehr erfüllt, beispielsweise bei zwischenzeitlichem Betätigen des Fahrpedals 62, so wird in dem erfindungsgemäßen System das Durchführen von Schaltprozeduren weiterhin unterdrückt, bis eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Beenden des Anhalte-Betriebszustandes abgelaufen ist, die im Bereich von 0,5–1 s liegen kann. Es wird auf diese Art und Weise sichergesellt, dass nicht ein nur vorübergehendes und kurzzeitiges Verlassen des Anhalte-Betriebszustandes spontan zum Durchführen von Schaltprozeduren führen würde, wenn beispielsweise im Automatik-Fahrmodus durch ein permanent anliegendes Schalt-Anforderungssignal der Übergang in eine andere Gangstufe gefordert wird. Vielmehr wird sichergestellt, dass erst dann, wenn das Fahrzeug für eine vergleichsweise lange Zeitperiode nicht mehr im Anhalte-Betriebszustand ist, was letztendlich darauf schließen lässt, dass in einem normalen Fahrmodus weitergefahren wird, eine Schaltprozedur eingeleitet wird. Dabei kann derart vorgegangen werden, dass im Manuell-Schaltmodus ein zuvor nicht umgesetzter Schaltbefehl dann durchgeführt wird, so dass der Fahrer nicht das Gefühl erhält, dass das System seine angeforderte Schaltprozedur ignoriert hätte, obgleich er nunmehr normal weiterfahren wird.
Hinsichtlich des Anhaltevorgangs bzw. der Entscheidung, dass tatsächlich ein Anhaltevorgang vorliegt, sei noch ausgeführt, dass zusätzlich zu den vorangehend ausgeführten Entscheidungskriterien noch weitere Kriterien berücksichtigt werden können, die jedoch hinsichtlich der wesentlichen Funktionsprinzipien von untergeordneter Bedeutung sind. So ist es selbstverständlich, dass die erfindungsgemäße Prozedur überhaupt nur dann stattfinden wird, wenn die Zündung eingeschaltet ist, der Anlasser nicht mehr in Betrieb ist, das Antriebsaggregat in Betrieb ist und ein Gang eingelegt ist. Insbesondere hinsichtlich der nach Erkennen des Anhalte-Betriebszustandes ablaufenden Prozedur zum Ausrücken der Kupplung sei noch einmal darauf hingewiesen, dass diese Prozedur in Abhängigkeit verschiedener Parameter, insbesondere auch vom Fahrzustand, der eingelegten Gangstufe usw. ausgestaltet werden kann.

Claims

Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem (10) ein Antriebsaggregat (12), eine automatisierte Kupplungsanordnung (20) mit einer Kupplungsstellanordnung (40) und eine automatisierte Getriebeanordnung (26) mit einer Getriebestellanordnung (42) sowie eine Ansteuervorrichtung (36) umfaßt zur Erzeugung von Ansteuerbefehlen wenigstens für die Kupplungsstellanordnung (40) und die Getriebestellanordnung (42), dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung von Schaltprozeduren die Getriebestellanordnung (42) Stellbewegungen innerhalb der automatisierten Getriebeanordnung, welche erforderlich sind um von einer momentan eingelegten Gangstufe auf eine nachfolgend einzulegende Gangstufe zu gelangen, durchführt und dass bei dem Verfahren dann, wenn das Antriebssystem in einem Anhalte-Betriebszustand ist und eine Schaltprozedur durch manuelle Betätigung eines Schalt-Betätigungsorgans (60) angefordert wird, die Durchführung von Schaltprozeduren unterbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung einer Schaltprozedur dadurch unterbunden wird, dass von der Ansteuervorrichtung (36) kein einer Schaltprozedur-Anforderung entsprechender Schaltprozedur-Durchführbefehl zur Getriebestellanordnung (42) oder zur Kupplungsstellanordnung (40) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltprozedur auch dann unterbunden wird, wenn das Antriebssystem in einem Anhalte-Betriebszustand ist und eine Schaltprozedur in einem Automatik-Fahrmodus automatisch angefordert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf Vorliegen eines Anhalte-Betriebszustandes wenigstens dann entschieden wird, wenn 1. ein Fahrbetätigungsorgan (62) nicht betätigt ist und wenn 2. eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) eine mit einer Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen ersten Schwellenwert (N_S) ab, b) ein Bremssystem ist aktiviert und eine mit einer Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen zweiten Schwellenwert ab, c) der Betrag der zeitlichen Änderung einer Drehzahl (N_A) des Antriebsaggregats (12) übersteigt einen dritten Schwellenwert und eine mit der Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße fällt unter einen vierten Schwellenwert ab, wobei die mit der Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) in vorbestimmtem Zusammenhang stehende Betriebsgröße auf wenigstens einem der folgenden Parameter beruht: – einer Drehzahl (N_G) einer Getriebeeingangswelle (24), – einer Fahrgeschwindigkeit, – einer Drehzahl (N_A) des Antriebsaggregates (12), – einer Drehzahl einer Getriebeausgangswelle (28).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (N_S) der Betriebsgröße einer kleineren Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) entspricht als der zweite Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellenwert der Betriebsgröße einer kleineren Getriebeeingangsdrehzahl (N_G) entspricht als der vierte Schwellenwert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (N_S) oder/und der zweite Schwellenwert oder/und der dritte Schwellenwert oder/und der vierte Schwellenwert in Abhängigkeit eines in der Getriebeanordnung (26) aktivierten Drehzahlumsetzverhältnisses ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Entscheidung auf Vorliegen eines Anhalte-Betriebszustands die Kupplungsstellanordnung (40) zum Verstellen der Kupplungsanordnung (20) in Richtung Auskuppelstellung angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Anhalte-Betriebszustandes die Durchführung von Schaltprozeduren weiterhin unterbunden wird, wobei nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer eine während des Anhalte-Betriebszustandes unterbundene Schaltprozedur durchgeführt wird.