DE102012210359A1

DE102012210359A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012210359A1
Application number: DE201210210359
Authority: DE
Inventors: Stefan Hoefle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-12-24
Also published as: CN103511511B; KR20130142958A; KR102032790B1; CN103511511A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10) beschrieben, welches eine Brennkraftmaschine (12), ein mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe (16), und eine die Brennkraftmaschine (12) und das mindestens teilweise automatisierte Schaltgetriebe (16) verbindende Kupplungseinrichtung (14) umfasst. Erfindungsgemäß wird die Kupplungseinrichtung (14) in Abhängigkeit von einer die Stellung eines Kupplungspedals (36) charakterisierenden Größe, insbesondere eines Kupplungssollmoments (46), und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (10) und/oder der Brennkraftmaschine (12) und/oder des automatisierten Schaltgetriebes (16) charakterisierenden Betriebsgrößen betätigt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und ein Computerprogramm nach den nebengeordneten Patentansprüchen.
Vom Markt her bekannt sind Getriebe in Kraftfahrzeugen, welche eine mechanische Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine auf die Räder übertragen können. Solche Getriebe sind beispielsweise manuell oder vollautomatisch betätigbar. Des Weiteren sind vom Markt so genannte teilautomatisierte Schaltgetriebe bekannt. Häufig weisen Fahrzeuge mit teilautomatisiertem Schaltgetriebe kein Kupplungspedal auf. Stattdessen wird eine Kupplung des Fahrzeugs mittels eines beispielsweise elektrischen Aktuators betätigt.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, sowie durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und ein Computerprogramm nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass auch bei einem mindestens teilweise automatisierten Schaltgetriebe ein manuell zu betätigendes Kupplungspedal vorgesehen werden kann, was die Akzeptanz des Fahrzeugs verbessert. Dabei kann beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs, welches ein solches mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe und ein Kupplungspedal aufweist, ein Abwürgen einer Brennkraftmaschine zuverlässig verhindert werden. Dies betrifft insbesondere Fälle, bei denen das zu übertragende Kupplungsmoment ("Kupplungssollmoment") eine sprunghafte Änderung aufweist, wie es beispielsweise vorkommt, wenn der Fahrer das Kupplungspedal "schnappen" lässt. Der verfahrensgemäße Eingriff kann in vielen Fällen derart erfolgen, dass der Fahrer diesen gar nicht bemerkt. Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, dass, insbesondere im Stoßverkehr mit einem häufigen Anfahren und Wiederanhalten, eine Kupplungspedalbetätigung nicht erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ein vorhandenes System zur Betätigung einer Kupplungseinrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand integriert werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine, ein mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe, und eine die Brennkraftmaschine und das mindestens teilweise automatisierte Schaltgetriebe verbindende Kupplungseinrichtung umfasst. Erfindungsgemäß wird die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von einer die Stellung (Position) eines Kupplungspedals charakterisierenden Größe, insbesondere eines Kupplungssollmoments, und in Abhängigkeit von einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder der Brennkraftmaschine und/oder des automatisierten Schaltgetriebes charakterisierenden Betriebsgrößen betätigt.
Dadurch wird es ermöglicht, dass die Kupplungseinrichtung sowohl manuell mittels des Kupplungspedals als auch automatisch betätigt werden kann. Dazu können einzelne oder mehrere Größen beziehungsweise Betriebsgrößen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es also, in Abhängigkeit von den genannten Größen beziehungsweise Betriebsgrößen eine jeweils "optimale" Betätigung der Kupplungseinrichtung zu erreichen. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs hat dabei die Möglichkeit, das Kraftfahrzeug manuell anzufahren, wobei er das Gefühl hat, ein manuelles Schaltgetriebe zu betätigen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird jedoch ermöglicht, dass die Brennkraftmaschine nicht oder nur sehr selten abgewürgt werden kann. Dabei kann ein "menschliches" Anfahrverhalten nachgebildet werden, so dass in vielen Fällen der verfahrensgemäße Eingriff im Wesentlichen nicht durch den Kraftfahrer bemerkt wird. Es kann das Gefühl erzeugt werden, dass das Kraftfahrzeug sozusagen gutmütig und ohne die Gefahr des Abwürgens anfährt. Erfindungsgemäß wirkt das Kupplungspedal nicht unmittelbar auf die Kupplungseinrichtung ein, sondern es wird eine Stellung des Kupplungspedals beispielsweise mittels eines elektrischen Potentiometers oder dergleichen ermittelt und einer Regeleinrichtung zugeführt, welche die Kupplungseinrichtung betätigen kann.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass auf der Basis von ermittelten Kupplungssollmomenten ein Gradient des Kupplungssollmoments ermittelt wird, und dass aus einer Mehrzahl von aktuellen Betriebsgrößen ein aktuell maximal zulässiger Gradient des Kupplungssollmoments ermittelt wird, und dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung vom Verhältnis des ermittelten und des maximal zulässigen Gradienten des Kupplungssollmoments abhängt. Aus der Fahrpraxis ist es allgemein bekannt, dass dann, wenn der Kraftfahrer das Kupplungspedal zu schnell "kommen lässt", der Brennkraftmaschine gegebenenfalls ein zu hohes Drehmoment abverlangt wird, wobei die Brennkraftmaschine "abgewürgt" wird. Erfindungsgemäß wird fortlaufend ein Gradient des Kupplungssollmoments ermittelt, beispielsweise durch eine zeitliche Ableitung der Stellung des Kupplungspedals. Ebenso wird aus der Mehrzahl der aktuellen Betriebsgrößen (beispielsweise aktuelle Drehzahl, aktuell eingelegter Gang, Gaspedalstellung, etc.) ein aktuell maximal zulässiger Gradient des Kupplungssollmoments ermittelt. Dieser maximal zulässige Gradient wird derart ermittelt, dass ein "Abwürgen" der Brennkraftmaschine nicht zu erwarten ist. Dabei wird die Betätigung der Kupplungseinrichtung, welche mittels eines Aktuators erfolgt, in Abhängigkeit von dem Verhältnis des ermittelten und des maximal zulässigen Gradienten des Kupplungssollmoments vorgenommen. Dadurch kann die vom Kraftfahrer vorgenommene Betätigung des Kupplungspedals mit einem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, des automatisierten Schaltgetriebes und/oder sonstiger Größen verglichen und gegebenenfalls korrigiert werden. Auf diese Weise kann eine "optimale" Betätigung der Kupplungseinrichtung erfolgen, wobei der Kraftfahrer einerseits ein im Wesentlichen einem manuellen Schaltgetriebe entsprechendes "Kupplungsgefühl" hat, andererseits aber erfindungsgemäß ein Abwürgen der Brennkraftmaschine verhindert werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass dann, wenn der ermittelte Gradient des Kupplungssollmoments größer ist als der maximal zulässige Gradient, eine Regeleinrichtung aktiviert wird, welche ein korrigiertes Kupplungssollmoment ausgibt, welches die Kupplungseinrichtung ("Kupplung") mit dem maximal zulässigen Gradienten schließt. Durch einen Vergleich des – im Betrieb der Brennkraftmaschine fortlaufend ermittelten – Gradienten des Kupplungssollmoments mit dem maximal zulässigen Gradienten kann entschieden werden, ob die Gefahr eines Abwürgens besteht oder nicht. Wenn der ermittelte Gradient größer ist als der maximal zulässige Gradient, so wird erfindungsgemäß die Regeleinrichtung aktiviert. Diese ermittelt unter Verwendung der ihr vorliegenden Größen beziehungsweise Betriebsgrößen ein korrigiertes Kupplungssollmoment. Vorzugsweise ist das korrigierte Kupplungssollmoment derart bemessen, dass die Kupplung mit dem maximal zulässigen Gradienten geschlossen werden kann. Dadurch kann einerseits ein Abwürgen der Brennkraftmaschine verhindert werden, und andererseits kann ein Anfahren beziehungsweise ein Beschleunigen des Kraftfahrzeugs mit einem unter den jeweiligen Betriebsbedingungen maximal möglichen Kupplungsmoment erfolgen. Der Fahrer hat das Gefühl, dass die Kupplungseinrichtung im Wesentlichen nach seiner manuellen Vorgabe reagiert, wobei ein jeweils maximal schnelles Anfahren oder Beschleunigen ermöglicht wird.
Eine nochmals weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Regeleinrichtung aktiviert wird, um die Kupplung zu öffnen, wenn ein Neutralgang nicht eingelegt ist, eine Bremseinrichtung betätigt ist, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein Grenzwert ist. Dadurch wird eine weitere nützliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Auf diese Weise kann nämlich bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs, wenn das Fahrzeug bereits eine relativ geringe Fahrzeuggeschwindigkeit und dementsprechend die Brennkraftmaschine eine entsprechend niedrige Drehzahl aufweist, ein Abwürgen der Brennkraftmaschine verhindert werden, falls zum Beispiel der Kraftfahrer eine Betätigung des Kupplungspedals vergisst oder zu spät ausführt.
Vorzugsweise erhält die Regeleinrichtung mindestens folgende Eingangsgrößen oder diese charakterisierende Größen: Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalstellung, Ist-Drehmoment der Brennkraftmaschine, aus der Stellung des Kupplungspedals ermitteltes Kupplungssollmoment. Ergänzend kann auch der jeweils eingelegte Gang des teilautomatisierten Schaltgetriebes als eine Eingangsgröße der Regeleinrichtung verwendet werden. Mittels dieser Eingangsgrößen kann eine optimale Betätigung der Kupplungseinrichtung erfolgen, ohne dass die Gefahr eines Abwürgens besteht.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Regeleinrichtung deaktiviert wird, wenn das aus der Stellung des Kupplungspedals ermittelte Kupplungssollmoment kleiner ist als das von der Regeleinrichtung ausgegebene korrigierte Kupplungssollmoment. Für diesen Fall ist ein Eingreifen der Regeleinrichtung nicht erforderlich, so dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung im Wesentlichen der Betätigung des Kupplungspedals entspricht, so dass der Kraftfahrer die Kupplungseinrichtung in von ihm gewohnter Weise betätigen kann.
Allgemein sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Anzahl der folgenden Betriebsgrößen erfolgt:

– Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs;
– Drehmoment der Brennkraftmaschine;
– Drehzahl der Brennkraftmaschine;
– eingelegter Gang;
– Stellung eines Bremspedals;
– Stellung eines Gaspedals;
– Stellung des Kupplungspedals;
– Gradient der Stellung des Kupplungspedals; und/oder
– aus dem Betriebszustand ermittelter maximal zulässiger Gradient.

Dadurch werden wesentliche, den Betrieb der Brennkraftmaschine, des Kraftfahrzeugs und der Kupplungseinrichtung charakterisierende Größen beschrieben, welche für eine Momentenübertragung über die Kupplungseinrichtung von Bedeutung sind oder sein können. Dabei ist es nicht erforderlich, sämtliche der hier beschriebenen Größen für den Betrieb des Verfahrens zu verwenden. Je mehr der besagten Betriebsgrößen jedoch für die Regeleinrichtung verwendet werden, umso besser ist im Allgemeinen die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es versteht sich, dass unter den angegebenen Betriebsgrößen immer auch andere, diese charakterisierende Größen verstanden werden können.
Verallgemeinernd kann gesagt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Abhängigkeit von den Betriebsgrößen und/oder der Stellung des Kupplungspedals durch mindestens einen ersten und einen zweiten Zustand charakterisiert ist, wobei in dem ersten Zustand die Korrektur der die Stellung des Kupplungspedals charakterisierenden Größe bzw. die Korrektur des Kupplungssollmoments deaktiviert ist, und in dem zweiten Zustand die Korrektur der die Stellung des Kupplungspedals charakterisierenden Größe bzw. die Korrektur des Kupplungssollmoments aktiviert ist. Dabei entspricht der erste Zustand der deaktivierten Regeleinrichtung und der zweite Zustand entspricht der aktivierten Regeleinrichtung. Dadurch ergibt sich für den Fahrer des Kraftfahrzeugs der Vorteil, dass er die Kupplung in den meisten Fällen wie gewohnt manuell bedienen kann. Lediglich dann, wenn die Regeleinrichtung nach den weiter oben beschriebenen Kriterien in die Betätigung der Kupplungseinrichtung eingreift, kann der Fahrer ein von der manuellen Betätigung der Kupplung abweichendes Verhalten feststellen. Aber auch dann kann es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen, diesen Unterschied zu einer rein manuellen Betätigung möglichst gering zu halten. Dadurch kann die Akzeptanz des Fahrers für die beschriebenen Vorgänge der Regeleinrichtung erhöht werden.
Ergänzend kann verfahrensgemäß vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung dann geöffnet wird, wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine einen Schwellwert unterschreitet und das Kupplungspedal nicht betätigt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in andere Betriebszustände der Brennkraftmaschine beziehungsweise des teilautomatisierten Schaltbetriebs beziehungsweise des Kraftfahrzeugs eingreifen, welche im Wesentlichen unabhängig von der Betätigung des Bremspedals und/oder des Kupplungspedals geeignet sein könnten, die Brennkraftmaschine abzuwürgen. Durch das Eingreifen der Regeleinrichtung kann eben dieses Abwürgen verhindert werden.
Die Bedienung des Kraftfahrzeugs bzw. der Kupplungseinrichtung kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht werden, indem ein Anfahren des Kraftfahrzeugs und/oder ein Wechsel eines eingelegten Gangs ohne eine Betätigung des Kupplungspedals durchgeführt wird. Dadurch kann der Fahrer insbesondere in einem Stoßverkehr mit einem vergleichsweise häufigen Anfahren und Wiederanhalten wirkungsvoll entlastet werden. Dabei übernimmt die Regeleinrichtung den Betrieb der Kupplungseinrichtung vollständig. Dies erfolgt erfindungsgemäß allein durch eine Auswertung der oben beschriebenen Größen und Betriebsgrößen, ohne dass eine manuelle Umschaltung durch den Fahrer erforderlich ist.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgeführt, welche ein mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe und eine mit dem teilweise automatisierten Schaltgetriebe zusammenwirkende Kupplungseinrichtung betätigen kann. Dabei ist die oben beschriebene "Regeleinrichtung" ein realer und/oder virtueller Teil der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
Besonders nützlich ist es, wenn die Steuer- und/oder Regeleinrichtung mindestens ein Kennfeld umfasst, wodurch das Verfahren vereinfacht wird und Rechenzeit gespart werden kann. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung weist vorzugsweise ein Computerprogramm auf, welches dazu programmiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein vereinfachtes Schema eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einem teilautomatisierten Schaltgetriebe;
2 ein erstes Blockdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung des Kraftfahrzeugs;
3 ein erstes Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens;
4 ein zweites Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens;
5 ein drittes Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens; und
6 ein viertes Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens.
Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Kraftfahrzeugs 10. Vorliegend umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Brennkraftmaschine 12, eine Kupplungseinrichtung 14, ein teilautomatisiertes Schaltgetriebe 16, ein Differential 18 und Räder 20. Diese Elemente sind in einem oberen Bereich der Zeichnung von 1 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 12, die Kupplungseinrichtung 14, das Schaltgetriebe 16 und das Differential 18 sind jeweils über Wellen 22 miteinander gekoppelt.
In einem unteren Bereich der Zeichnung ist eine Regeleinrichtung 24 dargestellt. Die Regeleinrichtung 24 kann einen Aktor 26 ansteuern, wobei der Aktor 26 die Kupplungseinrichtung 14 betätigen kann. Weiterhin umfasst die Regeleinrichtung 24 Kennfelder 27, 28 und 29 sowie ein Computerprogramm 30. Zur Steuerung des Aktors 26 wird der Regeleinrichtung 24 eine Anzahl von Betriebsgrößen als Eingangsgrößen zugeführt. Vorliegend sind davon in der 1 dargestellt: eine Stellung eines Gaspedals 32, eine Stellung eines Bremspedals 34, und eine Stellung eines Kupplungspedals 36. Weiterhin wird der Regeleinrichtung 24 ein Signal 38 eines Neutralgangsensors 40 zugeführt. Der Neutralgangsensor 40 kann einen eingelegten Neutralgang des Schaltgetriebes 16 ermitteln, aber auch den anderen Gängen des Schaltgetriebes 16 entsprechende Signale bereitstellen.
Im Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 treibt die Brennkraftmaschine 12 das Kraftfahrzeug 10 beziehungsweise die Räder 20 in an sich vorbekannter Weise an. Dazu wird eine mechanische Leistung der Brennkraftmaschine 12 über die Welle 22 auf die Kupplungseinrichtung 14 geleitet, und von der Kupplungseinrichtung 14 über eine weitere Welle 22 auf das Schaltgetriebe 16, und von dem Schaltgetriebe 16 über eine Welle 22 auf das Differential 18. Die Regeleinrichtung 24 ermittelt aus der Vielzahl der ihr vorliegenden Eingangsgrößen eine für einen aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 10 optimale Stellung der Kupplungseinrichtung 14. Entsprechend steuert die Regeleinrichtung 24 den Aktor 26 an. Die Regeleinrichtung 24 unterstützt den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 bei der Betätigung der Kupplungseinrichtung 14. Insbesondere kann die Regeleinrichtung 24 unter Verwendung der ihr zugeführten Eingangsgrößen ein Abwürgen der Brennkraftmaschine 12 verhindern. Dies erfolgt insbesondere bei einem Anfahren und/oder einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs 10.
2 zeigt ein Blockdiagramm zum Betrieb der Kupplungseinrichtung 14, insbesondere zum Anfahren des Kraftfahrzeugs 10. Das dargestellte Blockdiagramm charakterisiert einen Teil der in der 1 dargestellten Regeleinrichtung 24, welche ihrerseits ein Teil einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (nicht weiter dargestellt) des Kraftfahrzeugs 10 und/oder der Brennkraftmaschine 12 ist. Der Signalverlauf in dem in der 2 dargestellten Blockdiagramm erfolgt in der Zeichnung im Wesentlichen von links nach rechts.
Ein im oberen mittleren Bereich der Zeichnung dargestellter Block repräsentiert einen Kennfeldregler 42. Drei im linken oberen Bereich dem Kennfeldregler 42 zugeführte Eingangsgrößen bedeuten in der Reihenfolge von oben nach unten eine Fahrzeuggeschwindigkeit 44, ein aus der Stellung des Kupplungspedals 36 ermitteltes Kupplungssollmoment 46, und eine Stellung 48 des Gaspedals 32. Der Kennfeldregler 42 wertet die ihm zugeführten Signale bzw. Größen ohne eine Zwischenschaltung weiterer Funktionsblöcke aus und ermittelt daraus ein korrigiertes Kupplungssollmoment 50, welches in der Zeichnung als Block rechts neben dem Kennfeldregler 42 dargestellt ist. Das ermittelte korrigierte Kupplungssollmoment 50 wirkt auf den Betrieb der Brennkraftmaschine 12 ein. Dies ist durch einen Pfeil 52 in der Zeichnung dargestellt.
Unter dem Kupplungssollmoment wird im Übrigen das am Ausgang der Kupplung, also an der Welle 22 übertragene gewünschte Drehmoment verstanden. Dieses kann beispielsweise eine normierte und auf das von der Brennkraftmaschine 12 an der Welle 22 bereitgestellte Drehmoment bezogene Größe sein.
Die Brennkraftmaschine 12 weist eine Drehzahl 54 ("Ist-Drehzahl") und ein Drehmoment 56 ("Ist-Drehmoment") auf. Die Drehzahl 54 und das Drehmoment 56 werden ebenfalls dem Kennfeldregler 42 als Eingangsgrößen zugeführt. Ergänzend zu der Drehzahl 54 und dem Drehmoment 56 kann auch ein in dem Schaltgetriebe 16 eingelegter Gang von der Regeleinrichtung 24 bei der Ermittlung des korrigierten Kupplungssollmoments 50 berücksichtigt werden.
Des Weiteren wird die Brennkraftmaschine 12 durch verschiedene weitere Elemente bzw. Größen in ihrem Betriebszustand beeinflusst. Dies ist in der Zeichnung in einem linken unteren Bereich durch die folgenden Blöcke dargestellt: Ein Leerlaufregler 58, ein Anfahrregler 60, ein Wunschmoment 62 des Fahrers des Kraftfahrzeugs 10. Das Wunschmoment 62 wird durch die Stellung 48 des Gaspedals 32 charakterisiert.
Im linken Bereich der Zeichnung ist eine weitere Eingangsgröße als Leerlaufdrehzahl 64 dargestellt. Die Leerlaufdrehzahl 64 charakterisiert eine Solldrehzahl der Brennkraftmaschine 12 in einem Leerlaufbetrieb, das heißt, wenn das Gaspedal 32 nicht betätigt wird, und beträgt beispielsweise 650 upm (Umdrehungen pro Minute). Die Leerlaufdrehzahl 64 wird in einem Vergleicher 66 mit der Drehzahl 54 der Brennkraftmaschine 12 verglichen. Ein Ausgangssignal 68 des Vergleichers 66 wird dem Leerlaufregler 58 und dem Anfahrregler 60 zugeführt.
Weiterhin umfasst die Darstellung der 2 einen als Umschalter 70 bezeichneten Block. Der Umschalter 70 wird von der Stellung 48 des Gaspedals 32 betätigt. Wenn das Gaspedal 32 nicht betätigt wird, so wird der Umschalter 70 in seine in der Zeichnung obere Stellung gebracht. Bei einem – wenn auch nur geringfügigen – Betätigen des Gaspedals 32 kann der Umschalter 70 in seine in der Zeichnung untere Schaltstellung gebracht werden. Der in der Zeichnung obere Eingang des Umschalters 70 ist mit einem Ausgang des Leerlaufreglers 58 verbunden. Ein in der Zeichnung unterer Eingang des Umschalters 70 ist mit einer Summe der Ausgangssignale des Anfahrreglers 60 und des Wunschmoments 62 verbunden.
Wird im Betrieb der Brennkraftmaschine 12 das Gaspedal 32 nicht betätigt, so befindet sich der Umschalter 70 in seiner in der Zeichnung oberen Schaltstellung. In diesem Fall entspricht die in der Zeichnung der 2 dargestellte Struktur einem Regelkreis für die Drehzahl 54 in Abhängigkeit von der Leerlaufdrehzahl 64, wobei ein Ausgangssignal des Leerlaufreglers 58 beziehungsweise ein Ausgangssignal 72 des Umschalters 70 eine der Brennkraftmaschine 12 zugeführte Kraftstoffmenge beeinflusst.
Sobald das Gaspedal 32 durch den Fahrer betätigt wird, schaltet der Umschalter 70 in seine in der Zeichnung untere Schaltstellung. Der Leerlaufregler 58 ist also nur dann aktiv, wenn das Gaspedal 32 nicht betätigt wird. In Abhängigkeit von dem Wunschmoment 62 des Fahrers, der Ausgangsgröße des Anfahrreglers 60, und der Differenz zwischen der Drehzahl 54 und der Leerlaufdrehzahl 64 wird die der Brennkraftmaschine 12 zugeführte Kraftstoffmenge gesteuert, woraus die Brennkraftmaschine 12 ein entsprechendes Drehmoment 56 erzeugen kann. Zugleich wird über das korrigierte Kupplungssollmoment 50 die Kupplungseinrichtung 14 (siehe 1) in einer dazu passenden Weise betätigt. Dies erfolgt wie bereits beschrieben mittels des Kennfeldreglers 42, welcher vorliegend ein Schließen der Kupplungseinrichtung 14 ("Kupplung") steuert. Unter anderem wird mit dem in der 2 dargestellten Diagramm ein maximal zulässiger Gradient des Kupplungssollmoments 46 fortlaufend ermittelt, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird.
Ein in der 3 dargestelltes erstes Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens betrifft insbesondere den Kennfeldregler 42, wie er in der 2 dargestellt ist. Die in der 3 dargestellte Prozedur beginnt in einem Startblock 74 im oberen linken Bereich der Zeichnung. In einem unteren linken Bereich der Zeichnung ist ein Übergabepunkt 78 angeordnet, welcher eine Übergabe von Größen zu einem in der 4 beschriebenen zweiten Flussdiagramm charakterisiert.
Ausgehend von dem Startblock 74 wird in einem ersten Abfrageblock 76 geprüft, ob ein Gradient des Kupplungssollmoments 46 größer ist als ein aus dem jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 10 bzw. der Brennkraftmaschine 12 ermittelter maximal zulässiger Gradient 80 des Kupplungssollmoments 46. Somit wird – unter Berücksichtigung von weiteren in den nachfolgenden Figuren erläuterten Größen und Bedingungen – die Betätigung der Kupplungseinrichtung 14 vom Verhältnis des ermittelten und des maximal zulässigen Gradienten 80 des Kupplungssollmoments 46 abhängig gemacht.
Falls die im Abfrageblock 76 geprüfte Bedingung zutreffend ist, so wird zu einem folgenden Block 82 verzweigt. Falls unzutreffend, so wird direkt zu dem Übergabepunkt 78 verzweigt.
Ebenfalls ausgehend von dem Startblock 74 wird in einem zweiten Abfrageblock 84 auf das gleichzeitige Vorliegen dreier Bedingungen geprüft: erstens, ob eine Bremseinrichtung beziehungsweise das Bremspedal 34 des Kraftfahrzeugs 10 betätigt ist; zweitens, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 44 kleiner als ein Grenzwert ist; und drittens, ob ein Neutralgang in dem Schaltgetriebe 16 nicht eingelegt ist. Letzteres wird mittels des Neutralgangsensors 40 (1) ermittelt. Der Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit 44 beträgt vorliegend 10 km/h.
Falls alle drei genannten Bedingungen zugleich erfüllt sind, so verzweigt der Abfrageblock 84 zu einem nachfolgenden Block 86. In dem Block 86 wird ein Aktivierungsbit für eine Aktivierung der Regeleinrichtung 24 auf Eins gesetzt. Ein Ausgang des Blocks 86 verzweigt zu dem Block 82.
Falls zumindest eine der drei im Abfrageblock 84 abgefragten Bedingungen nicht vorliegt, so verzweigt der Abfrageblock 84 zu einem folgenden Block 88. In dem Block 88 wird das Aktivierungsbit zur Aktivierung der Regeleinrichtung 24 auf Null gesetzt und anschließend direkt zu dem Übergabepunkt 78 verzweigt.
In dem Block 82 kann eine Aktivierung der Regeleinrichtung 24, welche vorliegend für ein automatisches Öffnen der Kupplungseinrichtung 14 verwendet wird, erfolgen. Die Aktivierung der Regeleinrichtung 24 erfolgt dann, wenn die Verzweigung in dem Abfrageblock 76 zutreffend ist und/oder falls das Aktivierungsbit in dem Block 86 auf Eins gesetzt wurde. Ein Ausgang des Blocks 82 verzweigt ebenfalls zu dem Übergabepunkt 78.
Die 4 stellt ein zweites Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens dar. Ausgehend von dem Übergabepunkt 78 (3) im oberen Bereich der Zeichnung von 4 wird in einem Abfrageblock 90 geprüft, ob die Regeleinrichtung 24 aktiviert ist oder nicht. Falls unzutreffend, so wird von dem Abfrageblock 90 direkt zu einem Übergabepunkt 92 im unteren Bereich der Zeichnung von 4 verzweigt.
Falls zutreffend, so wird von dem Abfrageblock 90 zu einem Block 94 verzweigt. In dem Block 94 werden das Kupplungssollmoment 46 und ein normierter maximal zulässiger Gradient 80' addiert, woraus das korrigierte Kupplungssollmoment 50 gebildet wird. Der normierte maximal zulässige Gradient 80' kann beispielsweise mittels einer Normierung auf ein zeitliches Rechenraster erfolgen. Beispielsweise beträgt dieses Rechenraster 10 ms (Millisekunden).
In einem folgenden Abfrageblock 96 wird abgefragt, ob ein Öffnen der Kupplungseinrichtung 14 aktuell gewünscht ist (Aktivierungsbit auf Eins gesetzt) und zugleich das korrigierte Kupplungssollmoment 50 größer als ein Grenzwert ist. Dieser Grenzwert beträgt vorliegend 5 Nm (Newtonmeter). In diesem Fall wird das korrigierte Kupplungssollmoment 50 auf den genannten Grenzwert begrenzt. Der Grund hierfür ist, dass dann, wenn die Kupplungseinrichtung 14 noch ganz offen ist, diese so weit geschlossen wird, bis sie ganz leicht "schleift" und das Anfahren ohne Verzögerung und ohne Zurückrollen des Fahrzeugs erfolgt. Ohne diesen Vergleich würde der Gradient Null und somit die Kupplungseinrichtung 14 ganz offen bleiben. Dies erfolgt in einem nachfolgenden Block 98. Falls die Bedingungen des Abfrageblocks 96 jedoch nicht erfüllt ist, so wird unmittelbar zu dem zweiten Übergabepunkt 92 verzweigt. Der Übergabepunkt 92 wird ebenfalls von einem Ausgang des Blocks 98 angesprungen.
Die 5 zeigt ein drittes Flussdiagramm des Verfahrens, welches mittels des Übergabepunktes 92 das in der 4 dargestellte Flussdiagramm fortsetzt.
In einem folgenden Abfrageblock 100 wird geprüft, ob das aus der Stellung des Kupplungspedals 36 ermittelte Kupplungssollmoment 46 kleiner ist als das von der Regeleinrichtung 24 ausgegebene korrigierte Kupplungssollmoment 50. Falls zutreffend, so wird in einem folgenden Block 102 das Aktivierungsbit auf Null gesetzt. Damit wird die Regeleinrichtung 24 deaktiviert. Das bedeutet, dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung 14 im Wesentlichen durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt, ohne dass die Regeleinrichtung 24 in diesen Vorgang eingreift. Der Fahrer hat somit das Gefühl, dass er die Kupplungseinrichtung 14 wie gewohnt manuell betätigt. In einem anschließenden Endeblock 104 endet die in den 3, 4 und 5 dargestellte verkettete Prozedur.
6 zeigt ein zweites Blockdiagramm zur Durchführung des Verfahrens. Das dargestellte Blockdiagramm zeigt, wie der maximal zulässige Gradient 80 des Kupplungssollmoments 46 ermittelt wird. Der maximal zulässige Gradient 80 wird im rechten Bereich der 6 ausgegeben.
In einem linken Bereich der Zeichnung werden dazu das Drehmoment 56 der Brennkraftmaschine 12 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 44 des Kraftfahrzeugs 10 einem Kennfeld 28 als Eingangsgrößen zugeführt. In einem in der Zeichnung darunter angeordneten zweiten Kennfeld 29 wird die Stellung 48 des Gaspedals 32 als Eingangsgröße verwendet. Ausgänge des ersten Kennfelds 28 und des zweiten Kennfelds 29 werden in einem Addierer 114 addiert. Ein Ausgang des Addierers 114 ist mit einem in der Zeichnung oberen Eingang eines Umschalters 116 verbunden. Ein in der Zeichnung unterer Eingang des Umschalters 116 ist mit einem Nullwert 118 verbunden. Ein Nullwert am Ausgang des Umschalters 116 bewirkt, dass die Kupplungseinrichtung 14 aktuell nicht geschlossen wird bzw. geöffnet bleibt.
Der Umschalter 116 wird von einem Block 120 gesteuert, das heißt, der Umschalter 116 kann abhängig von einem Ausgangssignal des Blocks 120 umgeschaltet werden. Der Umschalter 116 wird durch den Block 120 dann in seine in der Zeichnung untere Schaltstellung geschaltet, wenn die Drehzahl 54 der Brennkraftmaschine 12 kleiner ist als die Leerlaufdrehzahl 64 und zugleich das korrigierte Kupplungssollmoment 50 größer ist als ein Grenzwert (beispielsweise 5 Nm). Dadurch wird der maximal zulässige Gradient 80 auf Null gesetzt und die Kupplungseinrichtung 14 wird geöffnet bzw. bleibt geöffnet.
Ebenfalls wird der Umschalter 116 dann in seine in der Zeichnung untere Schaltstellung durch den Block 120 geschaltet, wenn das Bremspedal 34 betätigt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit 44 kleiner als ein Grenzwert ist. Dieser Grenzwert beträgt beispielsweise 10 km/h (Kilometer pro Stunde). Sofern der Umschalter 116 sich in seiner in der Zeichnung oberen Schaltstellung befindet, so wird der maximal zulässige Gradient 80 durch eine Summe der Ausgangssignale der Kennfelder 28 und 29 gebildet.
Mittels der in den 2 bis 6 gezeigten Diagramme kann die Kupplungseinrichtung 14 wie beschrieben in einer jeweils optimalen Weise betätigt werden, was nachfolgend für einige der möglichen Betriebszustände des Kraftfahrzeugs 10 bzw. der Brennkraftmaschine 12 bzw. des teilweise automatisierten Schaltgetriebes 16 kurz zusammengefasst wird:

– Wenn der ermittelte Gradient des Kupplungssollmoments 46 größer ist als der maximal zulässige Gradient 80 (bei dem ein Abwürgen gerade noch nicht stattfindet), dann wird die Regeleinrichtung 24 aktiviert, welche das korrigierte Kupplungssollmoment 50 ausgibt, welches die Kupplungseinrichtung 14 ("Kupplung") mit dem maximal zulässigen Gradienten 80 schließt.
– Wenn ein Neutralgang des teilweise automatisierten Schaltgetriebes 16 nicht eingelegt ist, zugleich das Bremspedal 34 betätigt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit 44 kleiner als ein Grenzwert ist, dann wird die Regeleinrichtung 24 aktiviert, um die Kupplungseinrichtung 14 zu öffnen (beispielsweise durch Ausgabe eines korrigierten Kupplungssollmoments von Null).
– Wenn die Drehzahl 54 der Brennkraftmaschine 12 einen Schwellwert – unterhalb dessen die Gefahr des Abwürgens besteht – unterschreitet, aber das Kupplungspedal 36 dabei nicht betätigt wird, so wird die Kupplungseinrichtung 14 geöffnet.
– Wenn ein Anfahren des Kraftfahrzeugs 10 und/oder ein Wechsel des eingelegten Gangs vom Fahrer versucht bzw. vorgenommen wird, ohne dass dabei das Kupplungspedal 36 betätigt wird, so kann die Regeleinrichtung 24 die Kupplung stellvertretend für den Fahrer betätigen.
– Wenn bzw. solange das aus der Stellung des Kupplungspedals 36 ermittelte Kupplungssollmoment 46 kleiner ist als das von der Regeleinrichtung 24 ausgegebene korrigierte Kupplungssollmoment 50, dann wird die Regeleinrichtung 24 deaktiviert. In diesem "ersten" Zustand der Regeleinrichtung 24 kann die Betätigung der Kupplungseinrichtung 14 also vollständig "manuell" erfolgen, wobei "manuell" bedeutet, dass die Eingabe am Kupplungspedal 36 direkt in eine entsprechende Betätigung der Kupplung 14 durch den Aktuator 26 umgesetzt wird. In anderen Fällen kann – wie oben ausführlich beschrieben – die Regeleinrichtung 24 einen "zweiten" Zustand annehmen und in die Betätigung der Kupplungseinrichtung 14 wirkungsvoll eingreifen. Ein eventuelles Abwürgen der Brennkraftmaschine 12 kann somit verhindert werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), welches eine Brennkraftmaschine (12), ein mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe (16), und eine die Brennkraftmaschine (12) und das mindestens teilweise automatisierte Schaltgetriebe (16) verbindende Kupplungseinrichtung (14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (14) in Abhängigkeit von einer die Stellung eines Kupplungspedals (36) charakterisierenden Größe, insbesondere eines Kupplungssollmoments (46), und in Abhängigkeit von einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (10) und/oder der Brennkraftmaschine (12) und/oder des automatisierten Schaltgetriebes (16) charakterisierenden Betriebsgrößen betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis von ermittelten Kupplungssollmomenten (46) ein Gradient des Kupplungssollmoments (46) ermittelt wird, und dass aus einer Mehrzahl von aktuellen Betriebsgrößen ein aktuell maximal zulässiger Gradient (80) des Kupplungssollmoments (46) ermittelt wird, und dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung (14) vom Verhältnis des ermittelten und des maximal zulässigen Gradienten (80) des Kupplungssollmoments (46) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der ermittelte Gradient des Kupplungssollmoments (46) größer ist als der maximal zulässige Gradient (80), eine Regeleinrichtung (24) aktiviert wird, welche ein korrigiertes Kupplungssollmoment (50) ausgibt, welches die Kupplung mit dem maximal zulässigen Gradienten (80) schließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (24) aktiviert wird, um die Kupplung zu öffnen, wenn ein Neutralgang nicht eingelegt ist, eine Bremseinrichtung betätigt ist, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit (44) kleiner als ein Grenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (24) mindestens folgende Eingangsgrößen oder diese charakterisierende Größen erhält: Fahrzeuggeschwindigkeit (44), Gaspedalstellung (48), Ist-Drehmoment (56) der Brennkraftmaschine (12), aus der Stellung des Kupplungspedals (36) ermitteltes Kupplungssollmoment (46).
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (24) deaktiviert wird, wenn das aus der Stellung des Kupplungspedals (36) ermittelte Kupplungssollmoment (46) kleiner ist als das von der Regeleinrichtung (24) ausgegebene korrigierte Kupplungssollmoment (50).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Kupplungseinrichtung (14) in Abhängigkeit von einer Anzahl der folgenden Betriebsgrößen erfolgt: – Geschwindigkeit (44) des Kraftfahrzeugs (10); – Drehmoment (56) der Brennkraftmaschine (12); – Drehzahl (54) der Brennkraftmaschine (12); – eingelegter Gang; – Stellung eines Bremspedals (34); – Stellung (48) eines Gaspedals; – Stellung des Kupplungspedals (36); – Gradient der Stellung des Kupplungspedals (36); und/oder – aus dem Betriebszustand ermittelter maximal zulässiger Gradient (80).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Abhängigkeit von den Betriebsgrößen und/oder einer Stellung eines Kupplungspedals (36) durch mindestens einen ersten und einen zweiten Zustand charakterisiert ist, wobei in dem ersten Zustand die Korrektur der die Stellung des Kupplungspedals (36) charakterisierenden Größe bzw. die Korrektur des Kupplungssollmoments (46) deaktiviert ist, und in dem zweiten Zustand die Korrektur der die Stellung des Kupplungspedals (36) charakterisierenden Größe bzw. die Korrektur des Kupplungssollmoments (46) aktiviert ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (14) dann geöffnet wird, wenn eine Drehzahl (54) der Brennkraftmaschine (12) einen Schwellwert unterschreitet und das Kupplungspedal (36) nicht betätigt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfahren des Kraftfahrzeugs (10) ohne eine Betätigung des Kupplungspedals (36) durchgeführt wird.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung eines Kraftfahrzeugs (10), welche ein mindestens teilweise automatisiertes Schaltgetriebe (16) und/oder eine mit dem teilweise automatisierten Schaltgetriebe (16) zusammenwirkende Kupplungseinrichtung (14) betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Kennfeld (27, 28, 29) umfasst.
Computerprogramm (30) für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu programmiert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.