DE102013220769A1

DE102013220769A1 - Verfahren zur Festlegung eines Zeitraumes zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung

Info

Publication number: DE102013220769A1
Application number: DE201310220769
Authority: DE
Inventors: Frank Bast
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16
Also published as: KR20150043982A; CN104554268B; CN104554268A

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Festlegung eines Zeitraumes zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antiruckeldämpfung in Betrieb ist, wenn ein Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Haftung einer Kupplung des Kraftfahrzeugs vorliegt und dass die Antiruckeldämpfung nicht in Betrieb ist, wenn das Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Schlupf der Kupplung vorliegt. Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass der physikalisch entscheidende Vorgang betrachtet wird, um die Antiruckeldämpfung zu aktivieren und zu deaktivieren. Dadurch kann der Zeitraum, wann die Antiruckeldämpfung aktiviert sein sollte, exakt und verlässlich bestimmt werden. Dies war nach der herkömmlichen Methode, bei der dieser Zeitraum mit einem Kupplungsschalter bestimmt wurde, nicht möglich.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung eines Zeitraumes zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie einen Datenträger, der dieses Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Stand der Technik
Bei Kraftfahrzeugen mit manuell betätigter Kupplung wird oftmals durch einen am Getriebe angebrachten Kupplungsschalter eine Schaltinformation ermittelt, die angibt ob die Kupplung betätigt oder nicht betätigt ist. Diese Schaltinformation für die Kupplung wird in der Regel vom Motorsteuergerät eingelesen und zu einem Aktivieren und Deaktivieren einer Antiruckeldämpfung eines Verbrennungsmotors verwendet. Hierbei wird ein Motormoment so beeinflusst, dass es bei einem Betätigen der Kupplung einer Ruckelschwingung bzw. einer Triebstrangschwingung entgegenwirkt, wobei eine Identifikation der Triebstrangschwingung mittels Beobachtung einer Motordrehzahl erfolgt.
Die Verwendung des Signals des Kupplungsschalters ist zum Aktivieren und Deaktivieren der Antiruckeldämpfung nicht optimal geeignet, da eine Information „Kupplung betätigt“ oder „ Kupplung nicht betätigt“ für die Antiruckeldämpfung nicht den wesentlichen Kupplungszustand darstellt. Der entscheidende Kupplungszustand wäre nämlich ob die Kupplung (Gleitreibung) schlupft oder (Haftreibung) haftet. Die durch die Antiruckeldämpfung initiierten Motormomenteingriffe können aus physikalischen Gründen nur bei haftender Kupplung wirksam werden, d.h. die Verwendung dieser Momenteingriffe dämpft bei schlupfender Kupplung ein eventuell auftretendes Ruckeln nicht. Im Folgenden werden Fahrsituationen beschrieben, bei denen der Kupplungsschalter nur eine unzureichende Information für die Betätigung der Antiruckeldämpfung bereitstellt. Es kann zum Beispiel passieren, dass der Kupplungsschalter ermittelt, dass die „Kupplung haftet“, obwohl physikalisch Schlupf vorhanden ist. Beim Einkuppeln besteht die Gefahr, dass unnötig ausgeführte Momenteneingriffe das Ruckeln verstärken, falls parallel zu diesen Eingriffen die Kupplung tatsächlich physikalisch in Haftung übergeht und je nach Zeitpunkt der Momenteneingriff die Ruckelschwingung verstärkt. Beim Auskuppeln wird die Antiruckeldämpfung zu spät deaktiviert und führt physikalisch unwirksame Momenteneingriffe aus. Es kann in einem zweiten Fall auch passieren, dass der Kupplungsschalter Kupplungsschlupf ermittelt, obwohl physikalisch kein Schlupf vorhanden ist. Wird beim Einkuppeln das Haften der Kupplung zu spät erkannt und damit die Antiruckeldämpfung zu spät aktiviert, dann geht Zeit verloren, um das Ruckeln aktiv zu bekämpfen. Wird beim Auskuppeln die Antiruckeldämpfung zu früh deaktiviert, dämpft sie eventuell vorhandene Ruckelschwingungen nicht mehr. In drei der vier oben beschriebenen Fahrsituationen führt eine zeitliche nicht optimierte Aktivierung der Antiruckeldämpfung zu geringerer Robustheit gegenüber Ruckeln im Fahrbetrieb.
Offenbarung der Erfindung
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Festlegung eines Zeitraumes zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe ist die Antiruckeldämpfung in Betrieb, wenn ein Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Haftung einer Kupplung des Kraftfahrzeugs vorliegt und die Antiruckeldämpfung ist nicht in Betrieb, wenn das Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Schlupf der Kupplung vorliegt. Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass der physikalisch entscheidende Vorgang betrachtet wird, um die Antiruckeldämpfung zu aktivieren und zu deaktivieren. Dadurch kann der Zeitraum, zu dem die Antiruckeldämpfung aktiviert sein sollte, exakt und verlässlich bestimmt werden. Dies war nach der herkömmlichen Methode, bei der dieser Zeitraum mit einem Kupplungsschalter bestimmt wurde, nicht möglich.
Bevorzugt werden als Modellparameter des Kupplungsschlupfmodells eine Motordrehzahl, eine Raddrehzahl und mindestens eine Ganginfomation des Kraftfahrzeugs verwendet. Die hier beschrieben Größen sind Ausgangsgrößen, mit denen man feststellen kann, ob physikalisch Schlupf oder Haftung der Kupplung vorliegt. Daher ist es sinnvoll das Kupplungsschlupfmodell von diesen Größen abhängen zu lassen. Besonders bevorzugt wird die Ganginformation über einen Absolutgangsensor erhalten. Dieser Sensor ermöglicht es die erforderlichen Ganginformation für das Kupplungsschlupfmodell zu erhalten.
Bevorzugt wird der Kupplungsschlupf aus der Differenz der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl des Kraftfahrzeugs bestimmt. Mittels dieser beiden Drehzahlen kann direkt festgestellt werden, ob physikalisch ein Schlupf oder Haftung der Kupplung vorliegt.
Besonders bevorzugt werden in dem Kupplungsschlupfmodell Triebstrangeigenschaften und Drehungleichförmigkeiten des Kraftfahrzeugs sowie Effekte einer Signalerfassung berücksichtigt. Durch Berücksichtigung dieser Effekte wird das Kupplungsschlupfmodell verbessert und sagt den Schlupf der Kupplung genauer voraus. Ganz besonders bevorzugt sind die Drehungleichförmigkeiten durch einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs bedingt.
Besonders bevorzugt wird die Getriebeeingangsdrehzahl aus Raddrehzahlen und Daten eines Absolutgangsensors berechnet. Dies ermöglicht es die Getriebeeingangsdrehzahl auch dann zu bestimmen, wenn, wie es bei manuellen Getrieben üblich ist, kein Sensor zur Erfassung der Getriebeeingangsdrehzahl verfügbar ist.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren in einem vorhandenen Steuergerät zu implementieren, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu führt es alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft. Der erfindungsgemäße Datenträger speichert das erfindungsgemäße Computerprogramm. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein Steuergerät wird das erfindungsgemäße Steuergerät erhalten, das dazu ausgebildet ist, den Zeitraumes zur Betätigung der Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe anhand der Parameter des Kupplungsschlupfmodells festzulegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt ein Drehzahl(D)-Zeit(t)-Diagramm mit den Schlupf- und Haftphasen eines manuellen geschalteten Getriebes.
2 zeigt ein Diagramm zur Schlupfbestimmung mittels eines Kupplungsschlupfmodells.
Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zeitoptimierten Aktivierung und Deaktivierung einer Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe in Abhängigkeit davon beschrieben, ob in einer Kupplung physikalisch Schlupf oder Haftung vorliegt. Dabei wird aufgrund eines Kupplungsschlupfmodells erkannt, wann Schlupf und wann Haftung in der Kupplung vorliegen.
Mittels eines Kupplungsschalters wird der Zeitraum, zu dem in der Kupplung Schlupf oder Haftung der Kupplungsscheiben vorliegt in der Regel nicht genau erkannt. Normalerweise wird hierdurch der Schlupf der Kupplung zu früh und/oder zu lange angezeigt.
1 stellt ein Drehzahl(D)-Zeit(t)-Diagramm eines Kraftfahrzeugs mit manueller Gangschaltung dar, wobei die Zeiträume dargestellt sind, in denen die Antiruckeldämpfung an- bzw. ausgeschaltet ist. Der mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnete Graph beschreibt die Motordrehzahl und der mit 12 beschriebene Graph die Getriebeeingangsdrehzahl. Im ersten Zeitraum 21 ist die Antiruckeldämpfung eingeschaltet, d.h. sie ist aktiv und nimmt wenn notwendig Drehmomenteingriffe vor. Dies ist möglich, da in diesem Zeitraum die Kupplungsscheiben haften, d.h. die Motordrehzahl und die Getriebeeingangsdrehzahl gleich sind. Danach ist die Antiruckeldämpfung im zweiten Zeitraum 22 nicht eingeschaltet und führt keine Drehmomenteingriffe durch, da zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht. Das heißt die Motordrehzahl 11 und die Getriebeeingangsdrehzahl 12 sind im Allgemeinen voneinander verschieden. Dies ist in 1 auch klar zu erkennen. Nur an einem Punkt in diesem Zeitraum ist die Motordrehzahl zufällig gleich der Getriebeeingangsdrehzahl. Danach ist die Antiruckeldämfpung im dritten Zeitraum 23 wieder aktiv und die Kupplungsscheiben haften wieder, d.h. es können bei Bedarf wieder Momenteneingriffe stattfinden. Dieser Zusammenhang zwischen den Drehmomentverläufen der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl und der Antiruckeldämpfung ist der Idealfall, der in der mit dem Bezugszeichen 31 dargestellten ersten Zeile unter dem Diagramm nochmals dargestellt ist. Der Zeitraum 21, in dem die Kupplungsscheiben haften, ist dort mit 32 gekennzeichnet. Der Zeitraum 33, in dem zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht, entspricht dem Zeitraum 22. Der letzte Zeitraum 34 in dieser Zeile entspricht dem Zeitraum 23, in dem die Kupplungsscheiben wieder haften. Diese Übereinstimmung der drei Zeiträume stellt den Idealfall dar, in dem bei Haftung der Kupplungsscheiben die Antiruckeldämpfung aktiv ist und bei Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben die Antiruckeldämpfung nicht aktiv ist. In der nächsten Zeile 41 unter dem Diagramm ist der herkömmliche Fall dargestellt, in dem ein Kupplungsschalter angibt, wann die Kupplung haftet und wann zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht. Da der Schalter diese Zeiträume nur bedingt beschreiben kann, weichen die Zeiträume 42, in dem die Kupplung haftet, 43, in dem zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht, und 44, in dem die Kupplung haftet, vom Idealfall, d.h. von den Zeiträumen 32, 33 und 34 ab. Mittels des Kupplungsschalters wird die Schlupfphase 43 zu früh und zu lange detektiert, d.h. es wird angenommen, dass zwischen den Kupplungsscheiben bereits Schlupf herrscht, obwohl beide Scheiben noch haften. Weiterhin wird am Ende der Schlupfphase 43 angenommen, dass zwischen den Kupplungsscheiben noch Schlupf herrscht, obwohl die Scheiben schon wieder haften. Dieser Kupplungsschalter ist somit nur bedingt tauglich um die Zeiträume zu bestimmen, in denen die Antiruckeldämpfung aktiv sein sollte. Es ergeben sich beträchtliche Abweichungen vom Idealfall. In der dritten Zeile 51 unter dem D-t-Diagramm ist dargestellt, welche Zeiträume für Haftung und Schlupf das erfindungsgemäße Kupplungsschlupfmodell bestimmt. Die entsprechenden Zeiträume 52, in dem die Kupplung haftet, 53, in dem zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht, und 54, in dem die Kupplung haftet, stimmen gegenüber dem Fall mit dem Kupplungsschalter deutlich besser mit dem Idealfall überein. Wenn man die Zeiträume für den Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben und des Haftens der Kupplungsscheiben mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsschlupfmodell bestimmt, kann die Antiruckeldämfpung mittels des Kupplungsschlupfmodells deutlich präziser als bisher an- und ausgeschaltet werden. Es ergeben sich allerdings auch mit diesem Modell geringe Zeitunschärfen 61 und 62. Diese Zeitunschärfen sind allerdings wesentlich kürzer, als bei Ein- und Ausschalten der Antiruckeldämpfung mit dem Kupplungsschalter (siehe zweite Zeile 41).
In der zweiten Figur ist die Funktionsweise des Kupplungsschlupfmodells genauer erläutert, d.h. es wird angegeben wie nach diesem Modell die Schlupfinformationen berechnet werden. Hierbei geben die dünnen Pfeile 71 an, wann Informationen weitergegeben werden und die dicken Pfeile 72 geben an, wann Informationen durch Sensoren, die die entsprechenden physikalischen Größen messen, erhalten werden. In Schritt 81 erfolgt die Berechnung der Getriebeeingangsdrehzahl 12, 93. Für diese Berechnung werden Raddrehzahlen 91 und Ganginformationen 92 mittels geeigneten Sensoren bestimmt. Für die Raddrehzahlen 91 werden Drehzahlsensoren und für die Ganginformationen 92 ein Absolutgangsensor verwendet. In Schritt 82 wird dann bestimmt, ob zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht oder nicht. Hierzu ist die in Schritt 81 errechnete Getriebeeingangsdrehzahl 12, 93 und die Motordrehzahl 11, 94 notwendig. Die Motordrehzahl wird ebenfalls mittels eines Drehzahlsensors bestimmt. Falls die Drehzahlen des Motors und des Getriebeeingangs übereinstimmen, wird festgestellt, dass die Kupplungsscheiben haften, andernfalls herrscht zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf. In Schritt 83 wird schließlich die Antiruckeldämpfung aktiviert, wenn Schritt 82 die Information liefert, dass die Kupplungsscheiben haften und sie wird deaktiviert, falls die Information aus Schritt 82 übertragen wird, dass zwischen den Kupplungsscheiben Schlupf herrscht. Somit kann die Antiruckeldämpfung nach streng physikalischen Kriterien ein- und ausgeschaltet werden.

Claims

Verfahren zur Festlegung eines Zeitraumes zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiruckeldämpfung in Betrieb ist, wenn ein Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Haftung einer Kupplung des Kraftfahrzeugs vorliegt und dass die Antiruckeldämpfung nicht in Betrieb ist, wenn das Modell des Kupplungsschlupfes anzeigt, dass Schlupf der Kupplung vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Modellparameter des Kupplungsschlupfmodells eine Motordrehzahl (11, 94), eine Raddrehzahl (91) und mindestens eine Ganginfomation (92) des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ganginformation über einen Absolutgangsensor erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsschlupf aus der Differenz der Motordrehzahl (11, 94) und der Getriebeeingangsdrehzahl (12, 93) des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kupplungsschlupfmodell Triebstrangeigenschaften und Drehungleichförmigkeiten des Kraftfahrzeugs sowie Effekte einer Signalerfassung berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehungleichförmigkeiten durch einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs bedingt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangsdrehzahl (12, 93) aus Raddrehzahlen (91) und Daten eines Absolutgangsensors berechnet wird.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft.
Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Computerprogramm nach Anspruch 8 speichert.
Steuergerät das dazu ausgebildet ist, den Zeitraum zur Betätigung einer Antiruckeldämpfung eines Kraftfahrzeugs mit manuell geschaltetem Getriebe mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 festzulegen.