DE102011008363A1

DE102011008363A1 - Anfahrkupplungsschutz auf einer Neigung bei Fahrzeugstart

Info

Publication number: DE102011008363A1
Application number: DE102011008363A
Authority: DE
Inventors: Hongtei E. Mich. Tseng; Michael G. Mich. Fodor; Christopher J. Mich. Teslak; Bradley D. Mich. Riedle; Eileen A. Mich. Davidson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-07-14
Also published as: CN102126493A; CN102126493B; US20110169323A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs enthält Halten des auf einer Neigung angehaltenen Fahrzeugs durch automatisches Erzeugen von Radbremsmoment, während das vom Fahrer angeforderte Drehmoment kleiner als das Radbremsmoment ist, automatisches Lösen des Radbremsmoments, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment gleich dem Radbremsmoment ist oder es übertrifft, und Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Motordrehmoment.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Steuern des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs beim Start des Fahrzeugs auf einer Neigung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Fahrzeug, das auf einer Neigung angehalten hat, kann unter Verwendung von Radbremsmoment stationär gehalten werden, bis das Antriebsmoment, das vom Motor durch ein Getriebe und einen Achsantriebsmechanismus auf die Räder übertragen wird, das Bremsmoment übertrifft. Es ist wichtig, unnötigen Getriebekupplungsschlupf zu vermeiden, wenn das Bremsmoment das Fahrzeug auf der Steigung hält, insbesondere, wenn das Getriebe keinen Drehmomentwandler aufweist.
Ein elektronisches Signal, das ein geschätztes Antriebsmoment darstellt, kann als Antriebsmomentmaß an den Rädern verwendet werden, um Bremsmoment zu lösen. In diesem Fall kommt es entweder zu einer kurzen Zeitüberschreitung, nachdem weder das Bremspedal noch das Fahrpedal von dem Fahrer niedergedrückt wird, oder die Bremsen werden auf unbestimmte Zeit betätigt, wenn der Fahrer das Fahrpedal stärker niederdrückt als ein geringes Ausmaß. Im letzteren Fall ist das sich ergebende Antriebsmoment kleiner als das Bremsmoment.
Der Zeitraum, während dessen Antriebsmoment kleiner ist als Bremsmoment, kann insbesondere bei starkem Verkehr auf einer Neigung bedeutend sein und würde zu übermäßigem, unnötigem Kupplungsverschleiß führen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs enthält Erstellen einer ersten und einer zweiten Funktion, die Sollmotordrehmoment und vom Fahrer angefordertes Drehmoment in Beziehung setzen und Berganfahrhilfe aktiv bzw. inaktiv entsprechen, während Berganfahrhilfe aktiv ist, Halten des auf einer Neigung angehaltenen Fahrzeugs durch automatisches Erzeugen von Radbremsmoment und Erzeugen von Motordrehmoment, das von der ersten Funktion abgeleitet wird; automatisches Lösen von Radbremsmoment, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment gleich dem Radbremsmoment ist oder es übertrifft; Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Motordrehmoment, das von der ersten Funktion abgeleitet wird und der Pedalverschiebung entspricht; und während Berganfahrhilfe inaktiv ist, Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Motordrehmoment, das von der zweiten Funktion abgeleitet wird.
Das Verfahren verringert Kupplungsverschleiß durch geringere Motordrehmomenthöhen, wenn der Fahrer das Fahrpedal auf eine Höhe niederdrückt, die nicht dazu ausreicht, das Fahrzeug auf der gegenwärtigen Neigung zu starten.
Der Anwendungsumfang der bevorzugten Ausführungsform wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die bestimmten Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, aber nur der Veranschaulichung dienen. Verschiedene Änderungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele werden für den Fachmann offensichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, leichter verständlich, darin zeigen:
1 ein Schemadiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs;
2 ein Schemadiagramm eines mehrstufigen, hydraulisch betätigten Automatikgetriebes;
3 ein Logikablaufdiagramm eines Steueralgorithmus; und
4 ein Schaubild, das Funktionen zeigt, die zur Bestimmung eines Sollmotordrehmoments, wenn Berganfahrhilfe aktiv und inaktiv ist, verwendet werden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr auf die Zeichnungen Bezug nehmend, wird in 1 ein Kraftfahrzeugantriebsstrang 10 dargestellt, der eine Antriebsquelle 12, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor; einen Motorstartermotor 14; ein Doppelkupplungsautomatikgetriebe 16, das durch eine Eingangswelle 17 und Kupplungen 18, 20 mit dem Motor verbunden ist; einen elektrisch-mechanischen Aktuator 25, der die Drehmomentübertragungskapazität der Kupplungen ändert; eine erste Zwischenwelle 36, die die ungeraden Gänge eins, drei, fünf und Rückwärtsgänge enthält; eine zweite Zwischenwelle 37, die die geraden Gänge zwei, vier und sechs enthält; einen Getriebeausgang 22; einen Achsantriebsmechanismus 24, der mit dem Ausgang 22 verbunden ist; eine elektrische Speicherbatterie 26, die dem Startermotor 14 und dem Kupplungsaktuator 25 elektrische Energie zuführt; und Achswellen 28, 29, die mit den angetriebenen Rädern 30, 31 antriebsverbunden werden, enthält.
Eine Fahrzeugsteuerung, die ein Getriebemodul (TCM – transmission module) 42 und ein Motorsteuermodul ECM (engine control module) 50 umfasst, kommuniziert durch elektronische Signale untereinander und mit der Batterie 26, dem Getriebe 16, dem Kupplungsaktuator 25 und einem Gangwähler 44, der sich zwischen (P)ARK, (R)EVERSE, (N)EUTRAL und (D)RIVE-Positionen (Positionen Parken, Rückwärtsgang, Leerlauf und Fahren) in einem Automatikmoduskanal 46 und zwischen Hochschalt-(+)- und Runterschalt-(–)-Positionen in einem Handschaltmoduskanal 48 bewegt. Das Motorsteuermodul (ECM) 50 wird von der Batterie 26 angetrieben, empfängt und sendet Signale zum Starter 14 und Motor 12 und empfängt Eingangssignale von einem Fahrpedal 52 und Bremspedal 54.
1 zeigt das Getriebe 16 in Form eines Lastschaltautomatikgetriebes, bei dem die Doppelkupplungen 18, 20 eine Antriebsverbindung zwischen dem Getriebeeingang 17 und den Zwischenwellen 36, 37 erzeugen.
2 zeigt eine Alternative, bei der das Getriebe ein mehrstufiges, hydraulisch betätigtes Automatikgetriebe 60 mit einem Drehmomentwandler 62 ist, der ein mit dem Motor 12 verbundenes Primärrad 64; eine Turbine 66, die von dem Primärrad hydrokinetisch angetrieben wird, und eine Bypasskupplung 68, die abwechselnd die Turbine mit dem Primärrad antriebsverbindet und die Verbindung freigibt, enthält. In dem Getriebe 60 befinden sich Reibsteuerelemente 70, 72, das heißt Kupplungen und Bremsen, deren Zustand koordinierten Einrückens und Ausrückens Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt erzeugt.
Das Fahrpedal 52 und das Bremspedal 54 werden durch Niederdrücken des jeweiligen Pedals über eine Strecke von einem Bezugszustand, in dem das Pedal nicht niedergedrückt ist, manuell gesteuert. Das Fahrpedal 52 führt der Fahrzeugsteuerung eine Eingabeanforderung, das heißt ein Antriebsanforderungsmoment, für Änderungen des Motordrehmoments zu. Durch das Getriebe 16, 60 und den Achsantriebsmechanismus 24 auf die Räder übertragenes Motordrehmoment treibt die angetriebenen Räder 30, 31 mit Radmoment an. Das Fahrpedal 52 liefert Anforderungen an die Fahrzeugsteuerung für Änderungen des Radbremsmoments. Unter bestimmten Bedingungen kann die Steuerung das Bremssystem automatisch betätigen, um Radbremsmoment zu erzeugen, das das Fahrzeug ohne Betätigung des Bremspedals 54 auf einer Neigung stationär hält.
Die Fahrzeugsteuerung, eine Steuerung auf Mikroprozessorbasis, die für einen Steueralgorithmus 76 zugänglich ist, kommuniziert durch elektronische Signale, die auf einem Kommunikationsbus übertragen werden, mit dem Motor 12, dem Starter 14, dem Getriebe 16, 60, dem Gangwähler 40, dem Fahrpedal 52 und dem Bremspedal 54 und einem Radbremssystem, das den Radbremsen Bremsdruck zuführt, um das Radbremsmoment zu erzeugen, das das Fahrzeug auf einer Neigung stationär hält. Die Steuerung ist für Daten im elektronischen Speicher zugänglich, die Motordrehmoment und Fahrpedalverschiebung in Beziehung setzen und die Höhe des vom Fahrer angeforderten Drehmoments anzeigen.
Wie in 3 gezeigt, wird bei Schritt 82 des Steueralgorithmus 76 ein Test durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit (VS – vehicle speed) kleiner als eine Bezugsgeschwindigkeit ist, wobei sich der Gangwähler 40 in einer Vorwärtsfahrtposition befindet und das Fahrpedal 52 um mehr als eine Bezugsverschiebung verschoben wird, was anzeigt, dass die Fahrzeugstartsteuerung aktiv ist. Wenn das Ergebnis von Test 82 logisch falsch ist, dann kehrt die Steuerung zu 82 zurück.
Wenn das Ergebnis von Test 82 logisch wahr ist, dann rückt die Steuerung zu 84 vor, wo ein Test durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Straßenneigung größer als eine Bezugsstraßenneigung ist und ob das Bremsmoment größer als ein Bezugsbremsmoment ist, das das Fahrzeug auf der Neigung stationär hält, was anzeigt, dass Berganfahrhilfe-Steuerung (HSA-Steuerung, HSA – hill start assist) aktiviert ist. Wenn die HSA-Steuerung aktiv ist, betätigt die Fahrzeugsteuerung das Bremssystem, um Radbremsmoment automatisch auf einer Radmomenthöhe zu erzeugen, die das Fahrzeug auf der Straßenneigung stationär hält.
Wenn das Ergebnis von Test 84 logisch wahr ist, rückt die Steuerung zu Schritt 86 vor, wo, wie in 4 dargestellt, aktuelle Fahrpedalverschiebung 88 verwendet wird, um eine Funktion 90, die Motordrehmoment und Fahrpedalverschiebung, das heißt vom Fahrer angefordertes Drehmoment, in Beziehung setzt, zu indexieren, um das Sollmotorausgangsdrehmoment 92 zu bestimmen, während HSA aktiv ist. Funktion 90 kann eine Kurvenschar sein, die dem Ausmaß der Straßenneigung entspricht, so dass das Sollmotorausgangsdrehmoment 92 mit zunehmender Straßenneigung zunimmt.
Wenn aktuelle Fahrpedalverschiebung 88 größer als 94 ist, wo Berganfahrhilfebremsenlösemoment 96 kleiner als das Motordrehmoment, das Radmoment gleich dem Bremsenlösemoment erzeugt, ist, dann wird das Bremsmoment gelöst und das Fahrzeug allein unter Verwendung des Motormoments gestartet.
Wenn das Ergebnis von 84 falsch ist, was anzeigt, dass HSA-Steuerung inaktiv ist, rückt die Steuerung zu Schritt 98 vor, wo aktuelle Fahrpedalverschiebung 88 verwendet wird, um eine Funktion 100 zur Bestimmung des Sollmotorausgangsdrehmoments 102 zu indexieren, während HSA inaktiv ist.
Wenn das Getriebe Doppeleingangskupplungen 18, 20 enthält, wie zum Beispiel das Lastschaltgetriebe 16 von 1, folgt das durch die aktive Eingangskupplung übertragene Drehmoment dem Motordrehmoment indirekt, wodurch das Erfordernis vermieden wird, dass die Steuerung die Kupplungsdrehmomentkapazität direkt steuert.
Die bevorzugte Ausführungsform ist gemäß den Vorschriften der Patentbestimmungen beschrieben worden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die alternativen Ausführungsformen auch auf andere Weise durchgeführt werden können, als speziell dargestellt und beschrieben wurde.
Bezugszeichenliste
Zeichenerklärung (→ bedeutet Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche)Fig. 1

25: ELEKTRISCHE ZUSATZPUMPE
36: UNGERADE
37: GERADE
26: BATTERIE
14: VERBESSERTER STARTERMOTOR
: FRONT → VORNE
: REAR → HINTEN
: ICE → VM

: TRANSMISSION → GETRIEBE

: START
: N → N
: Y → J
82: Ist VS < BEZ.-GESCHWINDKT. PRNDL = VORWÄRTS FAHRPEDAL > BEZ.-VERSCHIEBUNG?
84: IST BREMSMOMENT > BEZ.-DREHMOMENT STRASSENNEIGUNG > BEZ.-NEIGUNG
86: MOTORDREHMOMENT VON FUNKTION 90 ZUM STARTEN DES FAHRZEUGS VERWENDEN
98: MOTORDREHMOMENT VON FUNKTION 100 ZUM STARTEN DES FAHRZEUGS VERWENDEN

: DESIRED ENGINE TORQUE → SOLLMOTORDREHMOMENT
: HSA RELEASE TORQUE → HSA-LÖSEMOMENT
: HSA-INACTIVE → HSA INAKTIV
: HSA-ACTIVE → HSA AKTIV
: PEDAL POSITION → PEDALSTELLUNG

Claims

Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs, umfassend: (a) Halten des auf einer Neigung angehaltenen Fahrzeugs durch automatisches Erzeugen von Radbremsmoment, während das vom Fahrer angeforderte Drehmoment kleiner als das Radbremsmoment ist; (b) automatisches Lösen des Radbremsmoments, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment gleich dem Radbremsmoment ist oder es übertrifft; und (c) Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Radmoment.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Ermitteln, ob Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als eine Bezugsgeschwindigkeit ist, ein Fahrpedal um mindestens eine Bezugsstrecke niedergedrückt ist und sich ein Gangwähler in einer Vorwärtsfahrtposition befindet, vor Ausführung von Schritt (a).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) weiterhin Folgendes umfasst: Ermitteln, ob die Neigung größer gleich einer Bezugsneigung ist; und Erzeugen von Druck in Radbremsen des Fahrzeugs auf einer Höhe größer gleich einem Bezugsdruck.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) weiterhin Folgendes umfasst: automatisches Erzeugen von Radbremsmoment größer gleich einem ersten Bezugsradbremsmoment.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) weiterhin Folgendes umfasst: automatisches Lösen von Radbremsmoment, wenn das Motordrehmoment gleich einem Radbremsmoment, das das Fahrzeug auf einer Straßenneigung stationär hält, ist oder es übertrifft.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs, umfassend: (a) Erstellen einer ersten und einer zweiten Funktion, die Sollmotordrehmoment und vom Fahrer angefordertes Drehmoment in Beziehung setzen und Berganfahrhilfe aktiv bzw. inaktiv entsprechen; (b) während Berganfahrhilfe aktiv ist, Halten des auf einer Neigung angehaltenen Fahrzeugs durch automatisches Erzeugen von Radbremsmoment und Erzeugen von Motordrehmoment, das von der ersten Funktion abgeleitet wird; (c) automatisches Lösen von Radbremsmoment, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment gleich dem Radbremsmoment ist oder es übertrifft; (d) Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Motordrehmoment, das von der ersten Funktion abgeleitet wird und der Pedalverschiebung entspricht; (e) während Berganfahrhilfe inaktiv ist, Starten des Fahrzeugs unter Verwendung von Motordrehmoment, das von der zweiten Funktion abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt (a) Fahrpedalverschiebung die Höhe des vom Fahrer angeforderten Drehmoments in der ersten und zweiten Funktion anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin Folgendes umfasst: Ermitteln, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als eine Bezugsgeschwindigkeit ist, ein Fahrpedal um mindestens eine Bezugsstrecke niedergedrückt ist und sich ein Gangwähler in einer Vorwärtsfahrtposition befindet, vor Ausführung von Schritt (b).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei Schritt (b) weiterhin Folgendes umfasst: Ermitteln, ob die Neigung größer gleich einer Bezugsneigung ist; und Erzeugen von Druck in Radbremsen des Fahrzeugs auf einer Höhe größer gleich einem Bezugsdruck.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei Schritt (b) weiterhin Folgendes umfasst: automatisches Erzeugen von Radbremsmoment größer gleich einem ersten Bezugsradbremsmoment.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) weiterhin Folgendes umfasst: automatisches Lösen von Radbremsmoment, wenn das Motordrehmoment gleich einem Radbremsmoment, das das Fahrzeug auf einer Straßenneigung stationär hält, ist oder es übertrifft.