DE102011102427B4 - Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (102) einer Antriebseinrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug, die Antriebseinrichtung (100) aufweisend eine Brennkraftmaschine (102), eine Reibungskupplung (104), die zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Position betätigbar ist, ein Stufengetriebe (106) mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, eine Steuereinrichtung (112) zum Steuern der Brennkraftmaschine (102) unter Berücksichtigung einer Lasthebelstellung (118), einer Kupplungsposition (114), einer Getriebeeingangswellendrehzahl, einer Getriebeausgangswellendrehzahl, einer eingelegten Getriebestufe (116), einer Fahrzeuggeschwindigkeit (120) und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung und einen Sensor zum Erfassen einer ausgerückten Position, einer eingerückten Position und dazwischenliegender Positionen der Reibungskupplung (104), der mit der Steuereinrichtung (112) signalleitend verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (112) eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über einen Getriebestufenwechsel (t3), einen Kupplungspositionswechsel (t2, t5), eine vorbestimmte Fahrzeugmindestgeschwindigkeit und/oder eine vorbestimmte Fahrzeugmaximalbeschleunigung empfängt oder generiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (112) eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über einen Kupplungspositionswechsel in Einrückrichtung (t5) empfängt oder generiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die Antriebseinrichtung aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine Reibungskupplung, die zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Position betätigbar ist, ein Stufengetriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung einer Lasthebelstellung, einer Kupplungsposition, einer Getriebeeingangswellendrehzahl, einer Getriebeausgangswellendrehzahl, einer eingelegten Getriebestufe, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung und einen Sensor zum Erfassen einer ausgerückten Position, einer eingerückten Position und dazwischenliegender Positionen der Reibungskupplung, der mit der Steuereinrichtung signalleitend verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine initiiert, wenn die Steuereinrichtung eine Information über einen Getriebestufenwechsel, einen Kupplungspositionswechsel, eine vorbestimmte Fahrzeugmindestgeschwindigkeit und/oder eine vorgestimmte Fahrzeugmaximalbeschleunigung empfängt oder generiert.
  • Unter einer „ausgerückten” Position der Reibungskupplung wird eine Position verstanden, in der im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt. Unter einer „eingerückten” Position der Reibungskupplung wird eine Position verstanden, in der im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt. Ein „Stufengetriebe” ist ein Zahnradgetriebe mit wechselweise einzuschaltenden, unveränderlichen Übersetzungsstufen. Die von der Steuereinrichtung berücksichtigten Parameter können der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden, in der Steuereinrichtung hinterlegt sein und/oder in der Steuereinrichtung generiert werden. Eine „Lasthebelstellung” ist üblicherweise die Stellung eines Gaspedals oder die Stellung eines Gasdrehgriffs.
  • Aus der EP 2 035 727 B1 ist ein System und Verfahren zum Anpassen der Motordrehzahl an die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Handschaltgetriebe bekannt, bei dem ein Kupplungssensor zum Erfassen eines Einkupplungszustands bzw. eines Auskupplungszustands der Kupplung verwendet wird. Der Kupplungssensor ist in der Lage, einen Einkupplungszustand und/oder einen Auskupplungszustand der Kupplung zu erfassen. Bei diesem Verfahren wird mit dem Kupplungssensor ein erster Einkupplungszustand der Kupplung erfasst sowie ein nachfolgender erster Auskupplungszustand der Kupplung. Mit einem Fahrgeschwindigkeitssensor wird eine zweite Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst, wobei die Kupplung im ersten Auskupplungszustand ist, und es wird ein nächster beabsichtigter Getriebegang des Handschaltgetriebes bestimmt. Auf Grundlage des nächsten beabsichtigten Getriebegangs und der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit wird ein gewünschter Wert für die Motordrehzahl des Motors bestimmt und die Motordrehzahl wird zum Erzielen des gewünschten Werts automatisch eingestellt. Nachfolgend wird mit dem Kupplungssensor erfasst, ob die Kupplung in einem dem ersten Auskupplungszustand nachfolgenden zweiten Einkupplungszustand wieder eingekuppelt ist.
  • Die DE 101 39 558 A1 betrifft eine Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Ausgangswelle aufweisenden Antriebsmotor, der mittels E-Gas angesteuert wird, mit einem einer Eingangswelle aufweisenden Stufenwechselgetriebe, das eine Vielzahl vom Fahrer manuell einlegbare Gangstufen aufweist, mit einer vom Fahrer manuell betätigbaren Trennkupplung, welche die Eingangswelle des Stufenwechselgetriebes wahlweise mit der Ausgangswelle des Antriebsmotors trieblich verbindet. Diese Antriebsanordnung weist ein Kupplungszustands-Erkennungsmittel auf. Das Kupplungszustands-Erkennungsmittel ist ein Kupplungssensor, der erkennen kann, wenn die Kupplung geöffnet ist.
  • Aus der EP 2 017 152 A2 geht eine Einrichtung zur Steuerung eines Motors hervor, die einen ersten Kupplungsschalter und einen zweiten Kupplungsschalter aufweist, die ein Öffnen und/oder ein Schließen der Kupplung durch einen Wechsel von einer „An-Position” zu einer „Aus-Position” bzw. umgekehrt von einer „Aus-Position” zu einer „An-Position” anzeigen können.
  • Aus der DE 10 2007 057 526 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt mit einem Motor, der ein Mehrstufengetriebe mittels einer ausrückbaren manuell betätigbaren Kupplung antreibt. Ein Motoranlasser in Form eines integrierten Starter-Generators ist mit dem Motor antreibend verbunden und durch einen flexiblen Antrieb in Form eines Antriebsriemens oder eines Kettenantriebs mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden. Ein elektronisches Steuergerät ist mit dem Starter-Generator, dem Motor, einem Gangwahlsensor, der zum Ermitteln, welcher Gang gewählt wurde, dient, mit einem Fahrgeschwindigkeitssensor, der zum Messen der Drehzahl eines Rads des Fahrzeugs dient, einem Gaspedalstellungssensor, der zum Überwachen der Stellung eines Gaspedals dient, und einem Kupplungspedalstellungssensor, der zum Überwachen der Stellung eines Kupplungspedals dient, verbunden.
  • Aus der DE 10 2006 029 044 B4 ist ein Verfahren bekannt zum Bereitstellen eines Motoranfahrmoments eines Kraftfahrzeugs zum Unterstützen des Anfahrens des Kraftfahrzeugs mit Schaltgetriebe und manuell betätigter Kupplung, bei dem während des Einkuppelvorganges ein Anfahrsollmoment eines Motors des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, wobei das Anfahrsollmoment des Motors ermittelt wird, indem eine Kupplungspedalposition und eine Änderungsgeschwindigkeit der Kupplungspedalposition überwacht und erfasst wird wobei eine Drehzahlabweichung von einer Soll-Leerlaufdrehzahl überwacht und erfasst wird, und wobei aus der Drehzahlabweichung von der Soll-Leerlaufdrehzahl und dem Wert der Änderungsgeschwindigkeit der Kupplungspedalposition ein Drehzahlanpassungsfaktor des Anfahrsollmoments ermittelt wird, wobei das Ermitteln des Anfahrmoments, des Drehzahlanpassungsfaktors und/oder eines Geschwindigkeitsanpassungsfaktors über eine Kennfeldbestimmung erfolgt, und wobei das ermittelte Anfahrsollmoment mit dem Drehzahlanpassungsfaktor und/oder einem Geschwindigkeitsanpassungsfaktor verknüpft wird.
  • Aus der DE 10 2006 028 339 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Anlassen und Abstellen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, wobei das Kraftfahrzeug eine Kupplung aufweist, um den Motor antriebsmäßig mit einem manuellen Mehrganggetriebe zu verbinden, das einen Neutralzustand aufweist, in dem Antrieb nicht durch das Mehrganggetriebe übertragen werden kann, und das einen Schaltzustand aufweist, in dem Antrieb durch das Mehrganggetriebe übertragen werden kann, und ein durch den Fahrer bedienbares Kupplungspedal, um den Eingriff und das Lösen der Kupplung zu steuern, sowie ein Bremspedal, um selektiv eine oder mehrere Fahrzeugbremsen zu betätigen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Betreiben des Motors in einem ersten Betriebsmodus, in dem der Motor automatisch zwischen einem Zustand, in dem der Motor abgestellt ist und einem Zustand, in dem der Motor in Betrieb ist, geschaltet wird; Bestimmung des Getriebezustandes, wenn sich der Motor in dem abgestelltem Zustand befindet, und, wenn festgestellt wird, dass das Getriebe in dem Neutralzustand ist, Schalten des Motors von dem abgestellten Zustand in den laufenden Zustand, sobald festgestellt wird, dass das Kupplungspedal betätigt wurde, jedoch, wenn festgestellt wird, dass sich das Getriebe in dem Schaltzustand befindet, nicht Schalten des Motors von dem abgestellten Zustand in den laufenden Zustand, bis festgestellt wird, dass das Kupplungspedal um einen ausreichenden Betrag betätigt wurde, um die Kupplung zu lösen.
  • Aus der DE 103 55 186 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Fortbewegungsmittels, wobei ein Zündwinkel des Verbrennungsmotors und eine dem Verbrennungsmotor pro Zeiteinheit zugeführte Luftmenge derart eingestellt werden, dass sich nach dieser Einstellung nur durch ein Verstellen des Zündwinkels eine Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors ergibt, wobei der Zündwinkel und die pro Zeiteinheit zugeführte Luftmenge nur dann derart eingestellt werden, wenn sich das Fortbewegungsmittel in einem vordefinierten besonderen Zustand befindet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders komfortablen Getriebestufenwechsel zu ermöglichen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zum Steuern der Brennkraftmaschine einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die Antriebseinrichtung aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine Reibungskupplung, die zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Position betätigbar ist, ein Stufengetriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung einer Lasthebelstelung, einer Kupplungsposition, einer Getriebeeingangswellendrehzahl, einer Getriebeausgangswellendrehzahl, einer eingelegten Getriebestufe, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung und einen Sensor zum Erfassen einer ausgerückten Position, einer eingerückten Position und dazwischenliegender Positionen der Reibungskupplung, der mit der Steuereinrichtung signalleitend verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine initiiert, wenn die Steuereinrichtung eine Information über einen Getriebestufenwechsel, einen Kupplungspositionswechsel, eine vorbestimmte Fahrzeugmindestgeschwindigkeit und/oder eine vorbestimmte Fahrzeugmaximalbeschleunigung empfängt oder generiert und wobei die Steuereinrichtung eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine initiiert, wenn die Steuereinrichtung eine Information über einen Kupplungspositionswechsel in Einrückrichtung empfängt oder generiert.
  • Damit kann nach einem Getriebestufenwechsel bei einem Einkuppeln eine Drehzahlanpassung nicht nur mittels einer zunehmenden Kraftübertragung der Reibungskupplung, sondern auch ausgehend von der Brennkraftmaschine erreicht werden. Für einen Fahrer ergibt sich somit ein besonders komfortabler und angenehmer Schaltvorgang. Die Unterstützung bei der Drehzahlanpassung ist für den Fahrer zumindest annähernd unmerklich. Eine vom Fahrer durch ein Einkuppeln bewirkte Drehzahlanpassung wird komfortabel verstärkt.
  • Eine Anpassung der Brennkraftmaschinendrehzahl kann dann eingeleitet werden, wenn bei beschleunigender oder verzögernder Fahrt des Kraftfahrzeugs die Reibungskupplung betätigt und ein Getriebestufenwechsel vorgenommen wird. Der Steuereinrichtung steht bei einem Ausrücken und bei einem Einrücken der Reibungskupplung eine Information über die jeweils aktuelle Position der Reibungskupplung, auch bei Positionen zwischen der eingerückten und der ausgerückten Position, zur Verfügung.
  • Die Reibungskupplung kann eine Betätigungseinrichtung aufweisen und der Sensor kann an der Betätigungseinrichtung oder an der Reibungskupplung angeordnet sein. Damit kann der Sensor eine Position der Reibungskupplung unmittelbar oder mittelbar erfassen. Der Sensor kann somit an beliebiger Stelle einer Betätigungskinematik zwischen einem Kupplungspedal und einer Anpressplatte angeordnet sein. Damit kann der Sensor an einer baulich besonders geeigneten Stelle angeordnet sein. Der Sensor kann an einer Stelle angeordnet sein, die eine besonders günstige Erfassung einer Position der Reibungskupplung ermöglicht. Der Sensor kann an einer baulich besonders geeigneten Stelle angeordnet sein. Der Sensor kann an einer Stelle angeordnet sein, die eine besonders gute Signalqualität gewährleistet.
  • Der Sensor kann eine diskrete oder kontinuierliche Positionserfassung ermöglichen. Eine diskrete Positionserfassung ermöglicht den Einsatz von Sensoren mit begrenzter Auflösung. Eine kontinuierliche Positionserfassung ermöglicht eine über den gesamten Kupplungsweg sehr exakte Bestimmung der Kupplungsposition.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Steuereinrichtung eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine initiieren, wenn die Steuereinrichtung eine Information über einen Kupplungspositionswechsel in Einrückrichtung empfängt oder generiert. Damit kann nach einem Getriebestufenwechsel bei einem Einkuppeln eine Drehzahlanpassung nicht nur mittels einer zunehmenden Kraftübertragung der Reibungskupplung, sondern auch ausgehend von der Brennkraftmaschine erreicht werden. Für einen Fahrer ergibt sich somit ein besonders komfortabler und angenehmer Schaltvorgang. Die Unterstützung bei der Drehzahlanpassung ist für den Fahrer zumindest annähernd unmerklich. Eine vom Fahrer durch ein Einkuppeln bewirkte Drehzahlanpassung wird komfortabel verstärkt.
  • Die Steuereinrichtung kann eine Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine initiieren, wenn die Steuereinrichtung eine Information über eine Rückschaltung empfängt oder generiert oder eine Drehzahlverringerung der Brennkraftmaschine initiieren, wenn die Steuereinrichtung eine Information über eine Hochschaltung empfängt oder generiert. Als „Rückschaltung” wird eine Schaltung von einer Getriebestufe in eine niedrigere Getriebestufe, bei der die Brennkraftmaschinendrehzahl um einen geringeren Betrag ins Langsamere übersetzt wird, verstanden. Eine „Hochschaltung” ist vorliegend ein Getriebestufenwechsel in eine höhere Übersetzungsstufe, in der die Brennkraftmaschinendrehzahl stärker ins Langsame übersetzt wird. Damit kann bei einer Rückschaltung eine negative Beschleunigung des Fahrzeugs reduziert werden. Es kann die Belastung der Reibungskupplung verringert und damit deren Lebensdauer erhöht werden. Es kann ein Schaltrucken verringert werden. Der Komfort wird erhöht.
  • Zur Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine kann zunächst eine erste Brennkraftmaschinenzieldrehzahl bestimmt werden, nachfolgend kann ein erster Korrekturwert für die Brennkraftmaschinendrehzahl bestimmt werden und nachfolgend kann unter Einbeziehung des ersten Korrekturwerts und der ersten Brennkraftmaschinenzieldrehzahl eine zweite Brennkraftmaschinenzieldrehzahl bestimmt werden. Der erste Korrekturwert kann unter Berücksichtigung einer Fahrzeugbeschleunigung, insbesondere einer negativen Fahrzeugbeschleunigung, bestimmt werden. Damit können Überschwinger vermieden werden, die ansonsten nicht mehr reduziert werden könnten.
  • Unter Einbeziehung eines zweiten Korrekturwerts und der zweiten Brennkraftmaschinendrehzahl kann eine dritte Brennkraftmaschinendrehzahl bestimmt werden. Insbesondere kann der zweite Korrekturwert ein negativer Offset sein. Damit ergibt sich eine gegenüber der zweiten Brennkraftmaschinenzieldrehzahl reduzierte dritte Brennkraftmaschinenzieldrehzahl.
  • Die Brennkraftmaschinendrehzahl kann auf vorbestimmte Parameter geprüft werden. Es kann die erste, zweite und/oder dritte Brennkraftmaschinendrehzahl geprüft werden. Damit kann abhängig von einem Ergebnis der Prüfung festgelegt werden, ob eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine initiiert wird oder nicht. Es kann festgelegt werden, ob zur Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine die erste, zweite und/oder dritte Brennkraftmaschinendrehzahl herangezogen wird. Es können somit vorbestimmte Aktivierungsbedingungen herangezogen werden.
  • Es kann geprüft werden, ob zwischen der Brennkraftmaschinenzieldrehzahl und einer Brennkraftmaschinenistdrehzahl eine vorbestimmte Mindestdrehzahldifferenz vorliegt, die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl geringer ist, als eine vorbestimmte Brennkraftmaschinenmaximaldrehzahl und/oder die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl größer ist, als eine vorbestimmte Brennkraftmaschinenmindestdrehzahl. Damit wird sichergestellt, dass ein Eingriff zur Anpassung der Brennkraftmaschinendrehzahl nur dann erfolgt, wenn er aufgrund einer vorbestimmten Mindestdrehzahldifferenz erforderlich ist. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Mindestdrehzahldifferenz 300–1000 U/min, insbesondere ca. 500 U/min. Außerdem kann ein Überdrehen der Brennkraftmaschine und damit eine Beschädigung verhindert werden. Ferner kann ein Abwürgen der Brennkraftmaschine verhindert werden.
  • Die Drehzahl der Brennkraftmaschine kann nach positiver Prüfung an die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl angepasst werden. Wenn das Prüfungsergebnis negativ ausfällt, kann eine Anpassung der Brennkraftmaschinenzieldrehzahl unterbleiben.
  • Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung eine Drehzahlanpassung bei manuellen Getrieben durch Erhöhung der Motordrehzahl, sodass durch die Drehzahlanpassung des Motors an die Abtriebsdrehzahl das Schaltrucken vermindert/vermieden wird. Die Drehzahlanforderung kann so kalibriert werden, dass der Fahrer die Drehzahlerhöhung des Motors nahezu nicht wahrnimmt. Der Fahrer meint, er würde die Drehzahl mit dem Schleifen der Kupplung erhöhen. Auch bei schnellem Einkuppeln erfolgt diese Drehzahlanpassung, jedoch entsprechend schneller. Der Motor wird bei lange getretenem Kupplungspedal nicht unnötigerweise lange auf hoher Drehzahl gehalten.
  • Wenn eine (Runter-)Schaltung erkannt worden ist, dann wird die Drehzahl von Leerlaufdrehzahl auf die Zieldrehzahl des aktuellen eingelegten Gangs gebracht. Dies geschieht in Abhängigkeit vom Kupplungsweg (getretene Kupplung = Leerlaufdrehzahl, einstellbare Kupplungsschwelle = Zieldrehzahl des aktuell eingelegten Gangs). Das Kupplungspedal kann, insbesondere beim Schließen (Einkuppeln der Kupplung), einen Wegsensor haben, somit kann der zurückgelegte Weg des Pedals erfasst werden. Beim Schließen der Kupplung kann die Zieldrehzahl in Abhängigkeit von genau diesem Kupplungspedalwegsensor angepasst werden.
  • Zur technischen Umsetzung kann für die Berechnung der Zieldrehzahl ein Gangsensor vorhanden sein. Zusätzlich ist ein Kupplungswegsensor vorhanden. Um den Motor auf die Abtriebsdrehzahl zu bringen, kann eine Software-Lösung im Motorsteuergerät verwendet werden. Aktivierungsbedingungen können folgende sein: (Runter-)Schalten erkannt, Kupplungsweg über einer kalibrierbaren Schwelle, Geschwindigkeit über einer kalibrierbaren Schwelle, Beschleunigung darf eine kalibrierbare Schwelle nicht überschreiten.
  • Wenn die Bedingungen erfüllt sind, wird die Berechnung der Zieldrehzahl vorgenommen. Diese wird aus Geschwindigkeit, Radumfang und Gesamtübersetzung errechnet. Korrigiert wird die Zieldrehzahl mit der negativen Beschleunigung (damit werden Überschwinger vermieden, welche nicht mehr reduziert werden können). Die Zieldrehzahl kann mit einem negativen Offset versehen werden. Daraus ergibt sich die begrenzte Zieldrehzahl.
  • Mit der begrenzten Zieldrehzahl können folgende Überprüfungen durchgeführt werden: der Drehzahlsprung darf nicht zu klein sein, die Maximaldrehzahl des Motors (minus einem Offset) soll nicht überschritten werden und die Leerlaufdrehzahl (plus einem Offset) soll nicht unterschritten werden. Wenn alle drei Bedingungen und die Aktivierungsbedingung erfüllt sind, kann die Freigabe erteilt werden. Diese begrenzte Zieldrehzahl wird dann auf den Kupplungsweg skaliert (Maximalwert der getretenen Kupplung bedeutet 0 U/min Drehzahlanforderung, d. h. Leerlaufdrehzahl und einstellbare Schwelle des Kupplungswegs entspricht begrenzter Zieldrehzahl. Die Drehzahl wird mit einem Freigabebit ausgegeben. Das Freigabebit wird gesetzt, wenn oben genannte Freigabebedingungen erfüllt sind und die oberen und unteren Schwellen (mit Hysteresen versehen) nicht überschritten sind.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
  • Es zeigen schematisch und beispielhaft
  • 1 eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine, Reibungskupplung, Getriebe und Steuereinrichtung und
  • 2 ein Diagramm zu einer Rückschaltung.
  • 1 zeigt eine Antriebseinrichtung 100 eines ansonsten nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine 102, einer Reibungskupplung 104 und einem Getriebe 106. Die Brennkraftmaschine 102 dient zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und weist ein nutzbares Drehzahlband auf, das bezogen auf den Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs begrenzt ist. Der Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs kann von 0 km/h bis ca. 170–250 km/h reichen. Das nutzbare Drehzahlband der Brennkraftmaschine liegt in etwa zwischen der Drehzahl des maximalen Drehmomentes und der Nenndrehzahl, bei der die höchste Leistung abgegeben werden kann. Das Getriebe 106 dient zur Übersetzung der Brennkraftmaschinendrehzahl ins Langsame. Das Getriebe 106 ist ein schaltbares Stufengetriebe. Das Getriebe 106 weist beispielsweise sechs Getriebestufen zur Vorwärtsfahrt auf. Höhere Getriebestufen sind stärker ins Langsame übersetzt, als niedrigere Getriebestufen. Höhere Getriebestufen sind für einen höheren Fahrgeschwindigkeitsbereich bestimmt, als niedrigere Getriebestufen. Gegebenenfalls kann eine Getriebestufe auch eine 1:1-Übersetzung oder eine Übersetzung ins Schnelle bewirken. Zum Einlegen und Herausnehmen von Getriebestufen ist ein Gangwahlhebel 108 vorgesehen. Die Reibungskupplung 104 ist zwischen einer ausgerückten Position, in der im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt, und einer eingerückten Position, in der im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt, betätigbar. Die Reibungskupplung 104 dient dazu, die Brennkraftmaschine 102 und das Getriebe 106 miteinander kraftübertragend zu verbinden oder voneinander zu trennen, um einen Anfahrvorgang und einen Wechsel von Getriebestufen zu ermöglichen. Die Betätigung der Reibungskupplung 104 erfolgt vorliegend ausgehend von einem Kupplungspedal 110, wobei von dem Kupplungspedal 110 zu der Reibungskupplung 104 eine kinematische Kette gebildet ist.
  • Zur Steuerung der Brennkraftmaschine 102 ist eine Steuereinrichtung 112 vorgesehen. Mit der Steuereinrichtung 112 kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine 102 gesteuert werden. Eine Steuerung kann dabei aufgrund von Parametern erfolgen, die der Steuereinrichtung 112 zur Verfügung stehen, die in der Steuereinrichtung 112 hinterlegt sind oder die von der Steuereinrichtung 112 generiert werden. Beispielsweise können dem Steuergerät Signale eines Kupplungspedalwegsensors 114, eines Getriebestufensensors 116, eines Fahrerwunschmoments 118, einer Fahrzeuggeschwindigkeit 120, eines Bremspedalstatus 122, eines Radumfangs 124 oder einer Brennkraftmaschinentemperatur 126 zur Verfügung stehen. Mit Pfeilen sind signalleitende Verbindungen verdeutlicht.
  • Mit dem Kupplungspedalwegsensor 114 kann erfasst werden, wie wert das Kupplungspedal 110 betätigt ist. Es kann alternativ oder zusätzlich ein Sensor unmittelbar an der Reibungskupplung 104 oder an zweckmäßiger Stelle an der kinematischen Kette zwischen Kupplungspedal 110 und Reibungskupplung 104 angeordnet sein. Der Kupplungspedalwegsensor 114 kann ein Wegaufnehmer sein. Der Kupplungspedalwegsensor 114 kann ein Distanzsensor sein. Der Kupplungspedalwegsensor 114 kann ein Potentiometer sein, dessen Widerstandswerte mechanisch bei Betätigung des Kupplungspedals 110 veränderbar sind. Das Potentiometer kann ein elektronisches Potentiometer sein, bei dem die erforderlichen elektronischen Bauelemente zusammen mit einer digitalen Steuerschaltung zu einem integrierten Schaltkreis zusammengefasst sind. Das Potentiometer kann auch ein Draht-, Wendel-, Schicht-, Trimm-, Mehrfach- oder Folienpotentiometer sein.
  • 2 zeigt ein Diagramm 200 zu einer Rückschaltung. In dem Diagramm 200 ist auf der x-Achse der Zeitverlauf t aufgetragen. Es sind ein Kupplungswegsignal 202, ein Getriebestufensignal 204, ein Brennkraftmaschinenzieldrehzahlsignal 206, ein Brennkraftmaschinenistdrehzahlsignal 208 und ein Freigabebitsignal 210 dargestellt.
  • Ausgehend von einem Zeitpunkt t0, in dem in einem Getriebe eine erste Getriebestufe (204) eingelegt, eine Reibungskupplung (202) zur Kraftübertragung zwischen einer Brennkraftmaschine und dem Getriebe geschlossen ist und die Brennkraftmaschine mit einer ersten Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) dreht, beginnt zunächst zu einem Zeitpunkt t1 ein Öffnen der Reibungskupplung. Zum Zeitpunkt t2 ist die Reibungskupplung vollständig geöffnet. Brennkraftmaschine und Getriebe sind somit voneinander getrennt und die Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) fällt ab. Zum Zeitpunkt t3 erfolgt ein Wechsel von der ersten zu einer zweiten, niedrigeren Getriebestufe (204). In etwa gleichzeitig wird ein Freigabebit (210) gesetzt, um eine Anpassung der Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) an die zweite Getriebestufe mittels einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine zu unterstützen.
  • Zur Unterstützung der Anpassung der Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) wird zunächst in etwa zum Zeitpunkt t3 die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) sprunghaft auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Gegebenenfalls kann der Schritt der sprunghaften Einstellung der Brennkraftmaschinenzieldrehzahl auf den vorbestimmten Wert entfallen. Auf Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Radumfangs und einer Gesamtübersetzung wird nachfolgend die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) errechnet. Die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) kann mit einem Korrekturwert korrigiert werden, der eine negative Fahrzeugbeschleunigung berücksichtigt. Ab dem Zeitpunkt t4 beginnt ein Schließen der Reibungskupplung und es erfolgt ein Anstieg der Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206), die Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) folgt ansteigend ab dem Zeitpunkt t5. Zum Zeitpunkt t6 erreicht die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) einen Maximalwert. Dieser Maximalwert ergibt sich vorliegend aus einer vorläufigen maximalen Brennkraftmaschinenzieldrehzahl, die um einen vorbestimmten Wert verringert wird. In der Figur ist diese Verringerung durch einen Doppelpfeil verdeutlicht. Zum Zeitpunkt t7 hat die Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) erreicht. Die Führung der Brennkraftmaschinendrehzahl wird beendet und das Freigabebit kann zurückgesetzt werden. Im Folgenden wird die Reibungskupplung (202) vollends geschlossen und es stellt sich eine der zweiten Getriebestufe entsprechende zweite Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) ein.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (102) einer Antriebseinrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug, die Antriebseinrichtung (100) aufweisend eine Brennkraftmaschine (102), eine Reibungskupplung (104), die zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Position betätigbar ist, ein Stufengetriebe (106) mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, eine Steuereinrichtung (112) zum Steuern der Brennkraftmaschine (102) unter Berücksichtigung einer Lasthebelstellung (118), einer Kupplungsposition (114), einer Getriebeeingangswellendrehzahl, einer Getriebeausgangswellendrehzahl, einer eingelegten Getriebestufe (116), einer Fahrzeuggeschwindigkeit (120) und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung und einen Sensor zum Erfassen einer ausgerückten Position, einer eingerückten Position und dazwischenliegender Positionen der Reibungskupplung (104), der mit der Steuereinrichtung (112) signalleitend verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (112) eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über einen Getriebestufenwechsel (t3), einen Kupplungspositionswechsel (t2, t5), eine vorbestimmte Fahrzeugmindestgeschwindigkeit und/oder eine vorbestimmte Fahrzeugmaximalbeschleunigung empfängt oder generiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (112) eine Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über einen Kupplungspositionswechsel in Einrückrichtung (t5) empfängt oder generiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (112) eine Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über eine Rückschaltung (t3) empfängt oder generiert oder eine Drehzahlverringerung der der Brennkraftmaschine (102) initiiert, wenn die Steuereinrichtung (112) eine Information über eine Hochschaltungschaltung empfängt oder generiert.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehzahlanpassung der Brennkraftmaschine (102) zunächst eine erste Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) bestimmt wird, nachfolgend ein erster Korrekturwert für die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) bestimmt wird und nachfolgend unter Einbeziehung des ersten Korrekturwerts und der ersten Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) eine zweite Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturwert unter Berücksichtigung einer Fahrzeugbeschleunigung bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3–4, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung eines zweiten Korrekturwerts und der zweiten Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) eine dritte Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) auf vorbestimmte Parameter geprüft wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob zwischen der Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) und einer Brennkraftmaschinenistdrehzahl (208) eine vorbestimmte Mindestdrehzahldifferenz vorliegt, die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) geringer ist, als eine vorbestimmte Brennkraftmaschinenmaximaldrehzahl und/oder die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) größer ist, als eine vorbestimmte Brennkraftmaschinenmindestdrehzahl.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6–7, dadurch gekennzeichnet, das nach positiver Prüfung die Drehzahl der Brennkraftmaschine an die Brennkraftmaschinenzieldrehzahl (206) angepasst wird.
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