DE102011080937A1 - Anfahrunterstützung mit Kupplungsschleifpunktadaption - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor umfasst: – Erfassen (S1) eines möglichen Anfahrvorgangs; – Erfassen (S2) eines Werts (rClth) für die Kupplungsposition; – Vergleichen (S3) des erfassten Werts (rClth) mit einem vorbestimmten ersten Wertebereich für die Kupplungsposition; und – Durchführen (S5) einer Anfahrunterstützung, falls der erfasste Wert (rClth) innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Anfahrunterstützung bei Kraftfahrzeugen mit mechanischen Handschaltgetrieben. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren, welche eine Fehlauslösung der Anfahrunterstützung vermeiden.
  • Stand der Technik
  • Bei herkömmlichen Verfahren zur Anfahrunterstützung wird der Anfahrvorgang durch Bereitstellung eines zusätzlichen Motormoments bzw. einer Drehzahlanhebung unterstützt. Dabei kann es passieren, dass es z. B. beim Einschalten elektrischer Verbraucher oder beim Betätigen der Servolenkung zu Fehlauslösungen kommt. Dies führt dann zu einem Drehzahlüberschwinger, der sowohl optisch (Drehzahlmesser), als auch akustisch wahrnehmbar ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anfahrunterstützung bereitzustellen, wobei Fehlauslösungen vermieden werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotorm gemäß Anspruch 1, durch das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8, durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 und durch das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Verfahren zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst:
    • – Erfassen eines möglichen Anfahrvorgangs;
    • – Erfassen eines Werts für die Kupplungsposition;
    • – Vergleichen des erfassten Werts mit einem vorbestimmten ersten Wertebereich für die Kupplungsposition; und
    • – Durchführen einer Anfahrunterstützung, falls der erfasste Wert innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.
  • Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt werden, ob die Kupplungsposition in der Nähe des Schleifpunkts liegt. Die Anfahrunterstützung kann gezielt nur in solchen Situationen durchgeführt werden, in denen das Kraftfahrzeug tatsächlich anfährt. Fehlauslösungen können weitgehend vermieden werden.
  • Zum Erfassen des möglichen Anfahrvorgangs kann ein Motormoment, eine Motordrehzahl, eine Position eines Fahrpedals und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Die Anfahrunterstützung kann eine Erhöhung der Drehzahl und/oder des Drehmoments des Antriebsmotors umfassen.
  • Das Verfahren kann ferner umfassen:
    • – Erfassen einer Mehrzahl von Anfahrvorgängen;
    • – Erfassen der jeweiligen Kupplungsposition während jedes Anfahrvorgangs; und
    • – Ermitteln des ersten Wertebereiches für die Kupplungsposition aus den erfassten Werten der Kupplungsposition.
  • Dadurch, dass der erste Wertebereich aus erfassten Werten für die Kupplungsposition bei vorangegangenen Anfahrvorgängen ermittelt wird, kann die Lage und die Breite des ersten Wertebereiches beispielsweise an verschleißbedingte Änderungen der Lage des Kupplungsschleifpunkts angepasst werden. Somit kann auch bei Verschleiß der Kupplung eine zuverlässige Anfahrunterstützung sichergestellt werden.
  • Der erste Wertebereich für die Kupplungsposition kann dabei aus dem Mittelwert und der Standardabweichung der erfassten Kupplungspositionen während jedes Anfahrvorgangs ermittelt werden.
  • Weiterhin kann ein zweiter Wertebereich für die Kupplungsposition ermittelt werden, dessen Grenzen um einen vorbestimmten Abstand weiter gesteckt sind als die Grenzen des ersten Wertebereiches, und wobei die Anfahrunterstützung durchgeführt wird, falls der erfasste Wert innerhalb des zweiten Wertebereiches liegt. Durch die Einführung eines derartigen breiteren zweiten Wertebereiches kann eine Anfahrunterstützung auch dann durchgeführt werden, wenn sich aufgrund von extremen Fahrsituationen oder aufgrund anderer kurzzeitiger Schwankungen der Schleifpunkt der Kupplung gegenüber dem gespeicherten Mittelwert relativ stark ändert.
  • Dabei kann der Abstand zwischen den Grenzen des zweiten Wertebereiches und den Grenzen des ersten Wertebereiches vergrößert werden, wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition innerhalb des zweiten Wertebereiches, aber nicht innerhalb des ersten Wertebereiches liegt, oder wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition außerhalb des zweiten Wertebereiches liegt.
  • Dies ermöglicht es, die Grenzen, innerhalb derer die Anfahrunterstützung durchgeführt wird, an das Vorliegen kurzzeitiger extremer Fahrsituationen (wie z. B. das Anfahren mit Anhänger, an Steigungen oder dergleichen) anzupassen. Sollte aufgrund zu eng gewählter Grenzen des zweiten Wertebereiches bei einem tatsächlichen Anfahrvorgang keine Anfahrunterstützung durchgeführt werden, kann durch das Verbreitern der Grenzen des zweiten Wertebereiches nach einem derartigen Fehler sichergestellt werden, dass zumindest bei zukünftigen, derartigen Anfahrvorgängen eine Anfahrunterstützung bereitgestellt wird.
  • Die Erkennung von Anfahrvorgängen wird hierbei anhand des Verlaufs des Motormoments und/oder der Motordrehzahl durchgeführt. Weiterhin ist es denkbar, Anfahrvorgänge auch anhand von Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsdaten oder anhand eines Betätigungsbetrags des Fahrpedals zu erkennen.
  • Hierbei kann ein Maximalwert für die Breite des zweiten Wertebereiches vorgegeben sein, welcher auch beim Verbreitern des zweiten Wertebereiches, d. h. beim Vergrößern des Abstandes zwischen den Grenzen des zweiten Wertebereiches und den Grenzen des ersten Wertebereiches, nicht überschritten wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen den Grenzen des zweiten Wertebereiches und den Grenzen des ersten Wertebereiches verkleinert werden, wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition innerhalb des ersten Wertebereiches liegt. Durch eine derartige Einengung des zweiten Wertebereiches können in normalen Fahrsituationen Fehlauslösungen der Anfahrunterstützung vermieden werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine minimale Breite des zweiten Wertebereiches vorgegeben sein.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt bereit, das Anweisungen enthält, die, wenn sie in einen Prozessor eines Computers geladen sind, die Ausführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens veranlassen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor bereit, umfassend:
    • – Mittel zum Erfassen eines möglichen Anfahrvorgangs;
    • – Mittel zum Erfassen eines Werts für die Kupplungsposition;
    • – Mittel zum Vergleichen des erfassten Werts mit einem vorbestimmten ersten Wertebereich für die Kupplungsposition, und
    • – Mittel zum Durchführen einer Anfahrunterstützung, falls der erfasste Wert innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.
  • Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einer Kupplungseinheit und der voranstehend beschriebenen Vorrichtung bereit.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3a–c drei Beispiele für die Durchführung des in 2 gezeigten Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Antriebsmotor 12 dargestellt. Eine Steuereinheit 14 mit einem Mikroprozessor ist dazu ausgelegt, Steuersignale zum Betrieb des Antriebsmotors 12 auszugeben und Signale von diversen Sensoren zu empfangen. Ein Fahrpedal 24 kann von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt werden.
  • Ein Fahrpedalsensor 16 ist vorgesehen, um einen Wert für eine Stellung des Fahrpedals 24 zu erfassen und an die Steuereinheit 14 auszugeben. Ein Drehzahlsensor 26 ist vorgesehen, um einen Wert für die Drehzahl des Antriebsmotors 12 zu erfassen und an die Steuereinheit 14 auszugeben.
  • Weiterhin ist eine Kupplungseinheit 18 vorgesehen, wobei ein Kupplungspedalwegsensor 20 eine Betätigung eines (nicht gezeigten) Kupplungspedals erfasst und einen Wert rClth für die Kupplungsposition an die Steuereinheit 14 ausgibt.
  • Ein Geschwindigkeitssensor 22 ermittelt einen Wert für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und gibt diesen an die Steuereinheit 14 aus.
  • Der Betrieb dieser Komponenten wird im Folgenden anhand des in 2 dargestellten Verfahrens erläutert.
  • Zunächst wird in Schritt S1 ein möglicher Anfahrvorgang erkannt. Eine derartige Erkennung von möglichen Anfahrvorgängen ist grundsätzlich bekannt und erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform anhand der Erkennung des zeitlichen Verlaufs des Motormoments und/oder der Motordrehzahl.
  • Falls ein möglicher Anfahrvorgang erkannt wird, wird anschließend in Schritt S2 eine Kupplungsposition rClth ermittelt und die Rohdaten für rClth werden durch einen Tiefpassfilter geglättet (Schritt S3).
  • Bei einer vorhergehenden Kalibrierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden eine große Anzahl an Kupplungspositionen rClth während erkannter Anfahrvorgänge ausgewertet. Um den Mittelwert der Kupplungspositionen rClth während erkannter Anfahrvorgänge herum ist ein erster Wertebereich definiert, dessen Breite beispielsweise durch die Standardabweichung der Werte für rClth während unterschiedlicher Anfahrvorgänge definiert sein kann.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein zweiter Wertebereich definiert, dessen Grenzen um einen bestimmten Abstand weiter gewählt sind als die Grenzen des ersten Wertebereiches.
  • In Schritt S4 wird überprüft, ob der Wert für rClth beim aktuell vorliegenden möglichen Anfahrvorgang innerhalb der Grenzen des ersten Wertebereiches liegt. Falls dies der Fall ist („ja” in Schritt S4), wird in Schritt S5 eine Anfahrunterstützung durchgeführt, wobei die Motordrehzahl oder das Motordrehmoment erhöht wird, um den Anfahrvorgang zu unterstützen.
  • Es ist auch denkbar, dass bei der Anfahrunterstützung die Motordrehzahl nicht zwingend erhöht wird, sondern zunächst lediglich mittels des Drehzahlsensors 26 überwacht wird, wobei sichergestellt wird, dass ein Minimalwert für die Motordrehzahl während des Anfahrens nicht unterschritten wird, um ein Abwürgen des Antriebsmotors 12 zu verhindern.
  • Anschließend wird in Schritt S6 überprüft, ob der Abstand der Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches größer ist als ein vorgegebener Minimalwert. Falls dies der Fall ist („ja” in Schritt S6), werden in Schritt S7 die Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches um einen vorbestimmten Betrag verengt, und somit näher an die Bandgrenzen des ersten Wertebereiches verschoben. Danach ist das Verfahren beendet, und wird erst bei der nächsten Erkennung eines möglichen Anfahrvorgangs wieder aufgerufen.
  • Falls der Abstand der Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches kleiner oder gleich dem vorgegebenen Minimalwert ist („nein” in Schritt S6), werden die Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches in Schritt S8 derart eingestellt, dass sie den minimal vorgegebenen Abstand zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches aufweisen. Danach ist das Verfahren beendet, und wird erst bei der nächsten Erkennung eines möglichen Anfahrvorgangs wieder aufgerufen.
  • Falls der ermittelte Wert rClth für die Kupplungsposition während des möglichen Anfahrvorgangs nicht innerhalb der Grenzen des ersten Wertebereiches liegt („nein” in Schritt S4), wird in Schritt S9 überprüft, ob rClth innerhalb der Grenzen des zweiten Wertebereiches liegt. Wenn dies der Fall ist („ja” in Schritt S9), eine Anfahrunterstützung durchgeführt, wobei die Motordrehzahl oder das Motordrehmoment erhöht wird, um den Anfahrvorgang zu unterstützen, oder, wie voranstehend beschrieben, lediglich sichergestellt wird, dass eine minimale Motordrehzahl nicht unterschritten wird.
  • Anschließend wird in Schritt S11 überprüft, ob der Abstand der Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches kleiner ist als ein vorgegebener Maximalwert. Falls dies der Fall ist („ja” in Schritt S11), werden in Schritt S12 die Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches um einen vorbestimmten Betrag verbreitert, und somit weiter von den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches weg verschoben. Danach ist das Verfahren beendet, und wird erst bei der nächsten Erkennung eines möglichen Anfahrvorgangs wieder aufgerufen.
  • Falls der Abstand der Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches größer oder gleich dem vorgegebenen Maximalwert ist („nein” in Schritt S11), werden die Bandgrenzen des zweiten Wertebereiches in Schritt S13 derart eingestellt, dass sie den maximal vorgegebenen Abstand zu den Bandgrenzen des ersten Wertebereiches aufweisen. Danach ist das Verfahren beendet, und wird erst bei der nächsten Erkennung eines möglichen Anfahrvorgangs wieder aufgerufen.
  • Falls der ermittelte Wert rClth für die Kupplungsposition während des möglichen Anfahrvorgangs nicht innerhalb der Grenzen des zweiten Wertebereiches liegt („nein” in Schritt S9), wird keine Anfahrunterstützung durchgeführt, da angenommen wird, dass sich Kupplungspedal in diesem Fall nicht in der Nähe des Schleifpunkts der Kupplung befindet.
  • Anschließend wird in den Schritten S11–S13 eine Verbreiterung der Grenzen des zweiten Wertebereiches durchgeführt, wie voranstehend beschrieben. Danach ist das Verfahren beendet, und wird erst bei der nächsten Erkennung eines möglichen Anfahrvorgangs wieder aufgerufen.
  • Bei dem voranstehend beschriebenen Verfahren kann somit erkannt werden, ob sich das Kupplungspedal bei einem Anfahrvorgang in der Nähe des Schleifpunkts der Kupplung befindet. Nur dann ist eine Anfahrunterstützung sinnvoll.
  • Die Grenzen des ersten Wertebereiches können nach jedem Anfahrvorgang oder in vorbestimmten Zeitabständen an die vorliegenden Mittelwerte und Standardabweichungen von rClth bei erkannten Anfahrvorgängen angepasst werden. Durch die Anpassung der Bandgrenzen des ersten Wertebereiches an den Mittelwert der detektierten Kupplungspositionen bei erfassten Anfahrvorgängen wird sichergestellt, dass auch beispielsweise bei einem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplung und daher verschobenem Schleifpunkt noch eine zuverlässige Anfahrunterstützung möglich ist.
  • Die breiter gewählten Grenzen des zweiten Wertebereiches ermöglichen es, dass auch bei beispielsweise durch Verschleiß oder durch unterschiedliche Fahrsituationen verursachten kurzzeitigen Schwankungen von rClth beim Anfahren eine Anfahrunterstützung durchgeführt wird. Die Schrittweite für die Verengung und Verbreiterung der Grenzen kann eingestellt werden.
  • 3a–c zeigt drei Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Um den Mittelwert rClthav der Werte rClth für die Kupplungsposition bei erkannten Anfahrvorgängen herum liegt der erste Wertebereich mit den Bandgrenzen B1min und B1max. Der zweite Wertebereich mit den Bandgrenzen B2min und B2max umschließt den ersten Wertebereich, wobei die Bandgrenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches weiter sind als die Bandgrenzen B1min und B1max des ersten Wertebereiches.
  • Bei einem ersten möglichen Anfahrvorgang, der in 3a dargestellt ist, wird eine Kupplungsposition rClth1 erkannt, welche innerhalb der Bandgrenzen B1min und B1max des ersten Wertebereiches liegt. Das heißt, dass hier auf jeden Fall eine Kupplungsposition in der Nähe des Schleifpunkts vorliegt, und dass eine Anfahrunterstützung durchgeführt wird.
  • Außerdem werden die Grenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches jeweils um eine vorbestimmte Schrittweite Step verengt. Ein vorgegebener Minimalwert Min gibt hierbei die maximal mögliche Verengung der Grenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches an.
  • Bei einem zweiten möglichen Anfahrvorgang, der in 3b dargestellt ist, wird eine Kupplungsposition rClth2 erkannt, welche außerhalb der Bandgrenzen B1min und B1max des ersten Wertebereiches, aber innerhalb der Bandgrenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches liegt. Das heißt, dass hier wahrscheinlich eine Kupplungsposition in der Nähe des Schleifpunkts vorliegt, und dass eine Anfahrunterstützung durchgeführt wird.
  • Außerdem werden die Grenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches jeweils um eine vorbestimmte Schrittweite Step verbreitert. Ein vorgegebener Maximalwert Max gibt hierbei die maximal mögliche Verbreiterung der Grenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches an.
  • Bei einem dritten möglichen Anfahrvorgang, der in 3c dargestellt ist, wird eine Kupplungsposition rClth3 erkannt, welche außerhalb der Bandgrenzen B1min und B1max des ersten Wertebereiches und außerhalb der Bandgrenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches liegt. Das heißt, dass hier wahrscheinlich keine Kupplungsposition in der Nähe des Schleifpunkts vorliegt, und dass daher keine Anfahrunterstützung durchgeführt wird, um Fehlauslösungen der Anfahrunterstützung zu vermeiden.
  • Auch hier werden die Grenzen B2min und B2max des zweiten Wertebereiches jeweils um eine vorbestimmte Schrittweite Step verbreitert, solange sie noch innerhalb der durch den Maximalwert Max vorgegebenen Bandbreite liegen.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug (10) mit einem Antriebsmotor (12), umfassend: – Erfassen (S1) eines möglichen Anfahrvorgangs; – Erfassen (S2) eines Werts (rClth) für die Kupplungsposition; – Vergleichen (S4) des erfassten Werts (rClth) mit einem vorbestimmten ersten Wertebereich für die Kupplungsposition; und – Durchführen (S5) einer Anfahrunterstützung, falls der erfasste Wert (rClth) innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: – Erfassen einer Mehrzahl von Anfahrvorgängen; – Erfassen der jeweiligen Werte (rClth) für die Kupplungsposition während jedes Anfahrvorgangs; – Ermitteln des ersten Wertebereiches für die Kupplungsposition aus den erfassten Werten (rClth) der Kupplungsposition.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der erste Wertebereich für die Kupplungsposition aus dem Mittelwert und der Standardabweichung der Werte (rClth) der erfassten Kupplungspositionen während jedes Anfahrvorgangs ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein zweiter Wertebereich für die Kupplungsposition ermittelt wird, dessen Grenzen um einen vorbestimmten Abstand weiter gesteckt sind als die Grenzen des ersten Wertebereiches, und wobei eine Anfahrunterstützung durchgeführt wird (S10), falls der erfasste Wert (rClth) innerhalb des zweiten Wertebereiches liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Abstand zwischen den Grenzen des zweiten Wertebereiches und den Grenzen des ersten Wertebereiches vergrößert wird (S12), wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition (rClth) innerhalb des zweiten Wertebereiches, aber nicht innerhalb des ersten Wertebereiches liegt, oder wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition (rClth) außerhalb des zweiten Wertebereiches liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Abstand zwischen den Grenzen des zweiten Wertebereiches und den Grenzen des ersten Wertebereiches verkleinert wird (S7), wenn ein Anfahrvorgang erkannt wird, dessen Kupplungsposition innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine minimale Breite des zweiten Wertebereiches vorgegeben ist.
  8. Computerprogrammprodukt, das Anweisungen enthält, die, wenn sie in einen Prozessor eines Computers geladen sind, die Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 veranlassen.
  9. Vorrichtung zur Anfahrunterstützung bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, umfassend: – Mittel (16, 22) zum Erfassen eines möglichen Anfahrvorgangs; – Mittel (20) zum Erfassen eines Werts (rClth) für die Kupplungsposition; – Mittel (14) zum Vergleichen des erfassten Werts (rClth) mit einem vorbestimmten ersten Wertebereich für die Kupplungsposition; und – Mittel (14) zum Durchführen (S5) einer Anfahrunterstützung, falls der erfasste Wert (rClth) innerhalb des ersten Wertebereiches liegt.
  10. Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsmotor (12), eine Kupplungseinheit (18) und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
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