DE102016004799A1

DE102016004799A1 - Verfahren und System zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016004799A1
Application number: DE102016004799.2A
Authority: DE
Inventors: Fredrik Jarngren; Erik Gustafsson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2016-11-03
Also published as: SE1550533A1; SE540472C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung (106) eines Fahrzeugs (100), das ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel (118), beispielsweise ein Kupplungspedal, umfasst, das die Kupplung betätigt und zwischen einer ersten Endposition (A) und einer zweiten Endposition (B) beweglich ist. Übertragbares Drehmoment der Kupplung (106) wird auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) gesteuert. Das Verfahren umfasst für mehrere verschiedene Größen von mindestens einer Kraft, die mindestens eine Teil des Fahrwiderstands (Fdrive_res) des Fahrzeugs (100) bildet, Folgendes: – Steuerung der Kupplung (106), so dass übertragbares Drehmoment von mindestens einer Position in einem erstem Teil (ΔXDrive_res) des Bewegungsbereichs (A–B) des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) eine Antriebskraft auf die Fahrzeugantriebsräder (113, 114) entstehen lässt, die im Wesentlichen der Größe der mindestens einen Kraft (Fdrive_res) entspricht.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrzeug sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Hintergrund der Erfindung
Es existieren verschiedene Arten von Fahrzeuggetrieben. Beispielsweise können Fahrzeuggetriebe vollautomatisch sein, bei denen ein Fahrzeugsteuersystem vollständig die Gangschaltungen steuert. Die in diesen Getrieben verwendeten Systeme können automatisierte Handschaltgetriebe sein, bei denen das Fahrzeugsteuersystem automatisch in „manuellen” Getrieben die Gangschaltung steuert.
Es existieren auch Handschaltgetriebe, bei denen der/die Fahrer/in des Fahrzeugs die Gangschaltung steuert. Eine Gangschaltung in Handschaltgetrieben wird häufig durch Verwendung einer durch den/die Fahrer/in steuerbaren Kupplung, oftmals durch Verwendung eines Kupplungspedals, durchgeführt. Kupplungen können auch in automatisierten Handschaltgetrieben verwendet werden, wobei in diesem Fall der Kupplungsbetrieb durch das Fahrzeugsteuersystem und nicht durch den/die Fahrer/in gesteuert wird. Es existieren außerdem Systeme mit automatisierten Handschaltgetrieben, bei denen vom/von der Fahrer/in steuerbare Mittel, beispielsweise ein Kupplungspedal, vorhanden sind und verwendet werden, beispielsweise, wenn das Fahrzeug aus einem Stillstand startet. Wenn das Fahrzeug gestartet wurde, kann die Verwendung der Kupplung bei aufeinanderfolgenden Gangschaltungen vollständig durch das Fahrzeugsteuersystem ohne Beteiligung des/der Fahrers/Fahrerin gesteuert werden.
Unabhängig vom speziellen Getriebe, das verwendet wird, ist beim Entwurf eines Fahrzeugantriebstrangs die Fahrerkomfortabilität oftmals vom Interesse. Es ist beispielsweise wichtig, dass das Fahrzeug beim Fahren auf Straßen ein vom/von der Fahrer/in erwartetes Verhalten aufweist.
Ein solches Fahrzeugverhalten kann verschiedene Aspekte betreffen und beispielsweise die Art betreffen, auf die sich das Fahrzeug beim Starten aus einem Stillstand und beim Manövrieren mit hoher Genauigkeit verhält, beispielsweise, wenn das Fahrzeug zu und von Ladedocks/Laderampen manövriert wird. Situationen dieser Art schließen häufig den Betrieb einer Kupplung ein, und es ist wichtig, dass die Kupplung Drehmoment auf eine erwartete Weise überträgt, so dass das Fahrzeug sich dadurch wie vom/von der Fahrer/in erwartet verhält.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, das den Kupplungsbetrieb insbesondere beim Start eines Fahrzeugs aus einem Stillstand und beim Betrieb des Fahrzeugs mit niedriger Geschwindigkeit erleichtert. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erfüllt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug eine Kupplung zur selektiven Drehmomentübertragung auf und/oder von eine/r erste/n Antriebsquelle umfasst und das Fahrzeug außerdem ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel zum Betätigen einer Kupplung umfasst, wobei das vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition beweglich ist und übertragbares Drehmoment der Kupplung durch ein Fahrzeugsteuersystem auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels im Bewegungsbereich gesteuert wird. Das Verfahren umfasst für mehrere verschiedene Größen von mindestens einer Kraft, die mindestens einen Teil des Fahrwiderstands des Fahrzeugs bildet, Folgendes:

– Steuerung der Kupplung auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in manövrierbaren Mittels im Bewegungsbereich in Abhängigkeit der Größe der mindestens einen Kraft, sowie
– Steuerung der Kupplung, so dass übertragbares Drehmoment von mindestens einer Position in einem erstem Teil des Bewegungsbereichs des vom/von der Fahrer/in steuerbaren Mittels eine Antriebskraft auf die Fahrzeugräder entstehen lässt, die im Wesentlichen der Größe der mindestens einen Kraft entspricht.

Das vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel kann beispielsweise ein Kupplungspedal sein. Die Größe der mindestens einen Kraft kann eine geschätzte Größe sein, und gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schätzung der Größe der mindestens einen Kraft Teil des Verfahrens gemäß der Erfindung. Ebenso kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung die Schätzung durchführen. Gemäß einer Ausführungsform wird die mindestens eine Kraft durch den Fahrwiderstand des Fahrzeugs repräsentiert.
Wie oben erwähnt ist es wichtig, dass sich die Fahrzeuge, wie vom/von der Fahrer/in erwartet, verhalten, beispielsweise in Situationen, in denen sie durch Verwendung einer Kupplung manövriert werden. Beispielsweise beinhaltet beim Manövrieren eines Fahrzeugs an Stellen, an denen der Raum begrenzt ist, das Manövrieren des Fahrzeugs häufig mehrere fahrergesteuerte Öffnungen und Schließungen der Kupplung. Es ist auch wichtig, dass sich das Fahrzeug erwartungsgemäß verhält, wenn es aus einem Stillstand startet. Ein Manövrieren in Situationen gemäß dem oben Genannten beinhaltet eine teilweise geöffnete Kupplung, d. h. ein Rutschen der Kupplung. Das heißt, dass die Ausgangswelle der Antriebsquelle (beispielsweise ein Verbrennungsmotor) mit einer anderen Geschwindigkeit rotiert als die Eingangswelle des Getriebes, wodurch die Kupplung nur teilweise eingerückt ist.
Wenn die Kupplung rutscht, wird ein Teil der erzeugten Leistung über die Kupplung geleitet, üblicherweise in Form von Reibungsverlusten. Infolgedessen ermöglicht ein Rutschen der Kupplung dem Fahrzeug einen Antrieb mit geringeren Geschwindigkeiten, als dies andernfalls möglich wäre, und ermöglicht somit ein Manövrieren mit höherer Genauigkeit.
Jedoch rücken Kupplungsplatten auf eine nichtlineare Weise ein und aus, d. h. die Kupplung hat ein nichtlineares Merkmal. Die Beziehung zwischen übertragbarem Drehmoment und der Position der/des beweglichen Kupplungselement/e, die zur Steuerung des übertragbaren Drehmoments verwendet werden, ist also nicht linear. Die Betätigung der Kupplung auf eine gewünschte Weise, beispielsweise, um genau das gebildete Drehmoment zu übertragen, der zum Antreiben des Fahrzeugs auf eine vom/von der Fahrer/in vorgesehene Weise benötigt wird, um unerwartete Beschleunigungen/Abbremsungen zu vermeiden, kann folglich noch immer schwierig aufgrund dieser Nichtlinearität sein. Außerdem können die Fahrbedingungen erheblich von einer Situation zur anderen variieren, was beispielsweise dazu führt, dass das erforderliche, von der Kupplung zu übertragende Drehmoment, beispielsweise um den Fahrwiderstand zu überwinden, sich in großem Maß von einer Situation zur anderen unterscheiden kann.
Das bedeutet demgemäß, dass die tatsächliche Kupplungspedalbewegung, beispielsweise beim Starten eines Fahrzeugs, in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrwiderstand erheblich variieren kann. Entsprechende Variationen sind gemäß dem oben Genannten aufgrund der Nichtlinearität erhöht. Der Fahrwiderstand repräsentiert die resultierende Kraft, die überwunden werden muss, um das Fahrzeug zu beschleunigen und/oder das Fahrzeug aus einem Stillstand zu starten. Der Fahrwiderstand kann erheblich von einer Situation zur nächsten variieren, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Last (Fahrzeugmasse) und der Straßenneigung.
Oftmals wird der Betrieb der Kupplung, beispielsweise die Betätigung eines Kupplung-Reibungselements und folglich das Einrücken der Kupplung, durch ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel, beispielsweise das Kupplungspedal, gesteuert, das mechanisch mit den beweglichen Elementen der Kupplung verbunden ist. Das bedeutet, dass der Kupplungsbetrieb durch die Merkmale der mechanischen Verbindung beschränkt wird.
Jedoch betrifft die vorliegende Erfindung Systeme, bei denen das vom/von der Fahrer betätigbare Mittel nicht zur direkten Steuerung der Kupplung durch Verwendung einer mechanischen Verbindung verwendet wird, sondern stattdessen werden Clutch-By-Wire-Systeme verwendet. Bei Clutch-By-Wire-Systemen wird ein elektrisches Signal, das beispielsweise eine Kupplungspedalposition umfasst, in eine entsprechende Kupplungsbewegung umgewandelt. Beispielsweise können ein Positionssensor oder andere geeignete Mittel verwendet werden, um eine Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels, beispielsweise die Position eines Kupplungspedals, zu erkennen. Ein elektrisches Signal, das diese Position umfasst, wird dann in eine entsprechende Fahreranforderung bezüglich des Kupplungsbetriebs umgewandelt, und das Fahrzeugsteuersystem steuert die tatsächliche Kupplungsbewegung auf Grundlage des Signals, das die Position des Kupplungspedals umfasst. Folglich ist die tatsächliche Kupplungsbewegung nicht mechanisch mit Bewegungen des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels verbunden.
Im Allgemeinen und gemäß einer Fahrerperspektive verhält sich ein Clutch-By-Wire-System ähnlich wie Systeme mit einer mechanischen Verbindung gemäß dem oben Genannten, jedoch können Kupplungen dieser Art auch vollautomatisch durch das Fahrzeugsteuersystem gesteuert werden, beispielsweise bei automatisierten Handgetrieben (AMT).
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erreicht, dass das Fahrverhalten hinsichtlich des Kupplungsbetriebs bei Fahrzeugen mit einem Clutch-By-Wire-System verbessert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies erzielt durch die Verwendung eines Verfahrens, das die Abhängigkeit zwischen der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels und dem resultierenden, übertragbaren Drehmoment der Kupplung ändert. Die Abhängigkeit wird so geändert, dass eine bestimmte Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels, beispielsweise eine bestimmte Position des Kupplungspedals, einer auf die Antriebsräder ausgeübten Antriebskraft entspricht, die sich im Wesentlichen oder genau mit der mindestens einen Kraft deckt, die einen Teil des Fahrwiderstands des Fahrzeugs, beispielsweise den aktuellen Fahrwiderstand, bildet Gemäß einer Ausführungsform kann die Position eine beliebige Position in einem spezifischen Teil des Bewegungsbereichs sein. Dies kann auch für mehrere Größen der mindestens einen Kraft (Fahrwiderstand) erfüllt sein. Also kann der aktuelle Fahrwiderstand immer durch ein entsprechendes übertragbares Drehmoment an derselben Position des Kupplungspedals unabhängig von der tatsächlichen Größe des Fahrwiderstands überwunden werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abhängigkeit so eingerichtet, dass das übertragbare Drehmoment der Kupplung der bestimmten Position immer dem aktuellen Fahrwiderstand des Fahrzeugs entspricht. Das vom/von der Fahrer/in steuerbare Mittel zur Steuerung der Kupplung ist im Allgemeinen beweglich in einem ersten Bewegungsbereich zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition, wobei die Öffnung/Schließung der Kupplung von der Position des vom/von der Fahrer/in steuerbaren Mittels abhängt. Folglich führt gemäß der vorliegenden Erfindung die bestimmte Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels zu verschiedenen übertragbaren Drehmomenten in Abhängigkeit von den Variationen des Fahrwiderstands.
Folglich kann der/die Fahrer/in beispielsweise die Position des Kupplungspedals des Fahrzeugs, in der die Kupplung ein Drehmoment überträgt, das der Antriebskraft entspricht, die dem aktuellen Fahrwiderstand entspricht, immer erfassen. Auf diese Weise kann unabhängig davon, ob das Fahrzeug beispielsweise schwer beladen oder weniger schwer beladen ist, und unabhängig davon, ob das Fahrzeug aus einem Stillstand auf einer horizontalen Fläche oder in einer Bergaufwärtsneigung startet, ein und dieselbe Kupplungspedalposition immer, oder im Wesentlichen immer, dem zur bestimmten Situation gegebenen Fahrwiderstand entsprechen. Folglich kann der/die Fahrer/in immer wissen, in welcher Kupplungspedalposition das Fahrzeug startet.
Wenn ein Fahrzeug aus einem Stillstand startet, erfolgt dies im Allgemeinen, es sei denn, das Fahrzeug startet auf einer Bergabstrecke, wenn das übertragbare Drehmoment der Kupplung eine auf die Fahrzeugantriebsräder ausgeübte Fahrzeugantriebskraft entstehen lässt, die über den gegebenen Drehwiderstand hinausgeht. Diese Kräfte beinhalten den Rollwiderstand, den Luftwiderstand und den Einfluss der Schwerkraft. Wenn beispielsweise das vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel ein Kupplungspedal ist, liegt eine Abhängigkeit, beispielsweise eine Abhängigkeit des Kupplungspedalmerkmals, von der mindestens einen Kraft vor, die einen Teil des Fahrwiderstands bildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung nur verwendet, wenn der Fahrwiderstand derartig ist, dass der Fahrwiderstand per se das Fahrzeug nicht in der gewünschten Fahrtrichtung in Bewegung setzen kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Kupplungspedalmerkmal außerdem so gesteuert, dass Variationen des übertragbaren Drehmoments als Funktion der Bewegung des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels um die Position oder den Teil des Bewegungsbereichs reduziert werden. Auf diese Weise wird das Fahrverhalten für den/die Fahrer/in weiter verbessert.
Außerdem können, wie für Experten auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich ist, Kupplungen von unterschiedlicher Ausführung sein. Die bestimmte Ausführung, ob es sich etwa um eine Reibungskupplung oder eine andere Kupplung handelt, spielt für die vorliegende Erfindung keine Rolle. Die vorliegende Erfindung ist in einem Clutch-By-Wire-System anwendbar.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile werden in der ausführlichen Beschreibung der im Folgenden und den beigefügten Zeichnungen beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen angegeben.
Zeichnungskurzbeschreibung
1A zeigt einen Antriebsstrang eines Beispielfahrzeugs;
1B zeigt ein Beispiel einer Steuereinheit in einem Fahrzeugsteuersystem;
1C zeigt ein Kupplungspedal des Beispielfahrzeugs aus 1A.
2 zeigt ein Beispielverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Beispielkupplungspedalmerkmal eines Fahrzeugs, in dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann.
4A zeigt ein erstes Beispielkupplungspedalmerkmal gemäß der vorliegenden Erfindung.
4B zeigt ein zweites Beispielkupplungspedalmerkmal gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein weiteres Beispielkupplungspedalmerkmal gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Beispielausführungsformen
Das vom/von der Fahrer/in steuerbare Mittel zur Steuerung der Kupplung ist in der folgenden ausführlichen Beschreibung ein Kupplungspedal. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine beliebige Art von vom/von der Fahrer/in steuerbaren Mittel zur Steuerung der Kupplung angewendet werden.
1A ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Beispielfahrzeugs 100. Der Antriebsstrang umfasst eine Antriebsquelle, im vorliegenden Beispiel einen Verbrennungsmotor 101, der in einer herkömmlichen Weise über eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 101, normalerweise über ein Schwungrad 102, mit einem Getriebe 103 über eine Kupplung 106 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 107 vom Getriebe 103 treibt die Antriebsräder 113, 114 über ein Achsgetriebe 108, beispielsweise ein übliches Differential, und die Antriebsachsen 104, 105 an, die an das Achsgetriebe 108 angeschlossen sind.
Der Verbrennungsmotor 101 wird vom Fahrzeugsteuersystem über eine Steuereinheit 117 gesteuert. Auch die Kupplung 106 und das Getriebe 103 werden durch das Fahrzeugsteuersystem durch eine Steuereinheit 116 gesteuert. Gemäß dem vorliegenden Beispiel besteht die Kupplung aus einer Trockenkupplung, bei der ein Reibungselement (Scheibe) 110 mit einem ersten Getriebeelement verbunden ist und mit diesem rotiert, beispielsweise einer Eingangswelle 109 des Getriebes 103. Das Reibungselement 110 verbindet sich selektiv kraftschlüssig mit dem Schwungrad 102 oder einem anderen geeigneten rotierenden Teil des Verbrennungsmotors 101, um Drehmoment auf den/vom Verbrennungsmotor 101, d. h. zwischen dem Verbrennungsmotor 101 und Antriebsstrangkomponenten hinter der Kupplung 106, beispielsweise auf/von mindestens einen/einem der Antriebsräder 113, 114 über das Getriebe 103 zu übertragen.
Der kraftschlüssige Verbund des Reibungselements 110 mit dem Motorschwungrad 102 wird durch eine Druckplatte 111 mittels eines Hebelarms 112 gesteuert, der durch einen Kupplungsaktuator 115 betätigt wird.
Bei Systemen, in denen die Kupplung 106 direkt durch ein Kupplungspedal gesteuert wird, ist das Kupplungspedal mechanisch mit der Kupplung verbunden. Beispielsweise kann das Kupplungspedal mechanisch mit dem Hebelarm 112 verbunden sein, um direkt die Bewegung des Reibungselements 110 zu steuern. Es ist jedoch zu beachten, dass die Beispielkupplung nur ein Beispiel ist und dass Kupplungen, unabhängig davon, ob die Kupplung einen Teil des Clutch-By-Wire-Systems ausmacht oder mechanisch durch das vom/von der Fahrer/in steuerbare Mittel gesteuert wird, auf verschiedene Weisen ausgeführt sein können. Beispielsweise kann der Kupplungsaktuator koaxial zur Getriebeeingangswelle 109 angeordnet sein.
Gemäß dem beschriebenen System kann das Öffnen und Schließen der Kupplung 106 weiterhin durch den/die Fahrer/in unter Verwendung eines Kupplungspedals 118 gesteuert werden, jedoch mit dem Unterschied, dass die Einwirkung des Kupplungsaktuators 115 auf den Hebelarm 112 durch das Fahrzeugsteuersystem auf Grundlage der Signale gesteuert wird, welche die Position des Kupplungspedals 118 umfassen.
Das heißt, dass die tatsächliche Bewegung des Hebelarms 112 nicht länger mit dem Kupplungspedal 118 mechanisch verbunden ist. Das bedeutet wiederum, dass die Kupplungspedalposition 118 stattdessen zur Anforderung nach einem bestimmten Kupplungsbetrieb verwendet wird, die dann durch das Fahrzeugsteuersystem in eine tatsächliche Kupplungsbewegung über den Kupplungsaktuator 115 umgewandelt wird. Die Position des Hebelarms 112 ist weiterhin von der Kupplungspedalposition 118 abhängig.
Ein Beispielkupplungspedal 118 wird schematisch in 1C dargestellt. Das Kupplungspedal 118 ist innerhalb eines Bewegungsbereichs, der durch die zwei Endpositionen A, B definiert wird, die einen Winkelbereich α definieren, beweglich. Die Position des Kupplungspedals 118 im Bewegungsbereich kann beispielsweise durch einen geeigneten Sensor ermittelt werden, beispielsweise durch einen Winkelsensor 119 oder eine beliebige andere geeignete Sensorart, welche die aktuelle Position des Kupplungspedals 118 im Bewegungsbereich ermittelt, in dem das Kupplungspedal beweglich ist.
Die vorliegende Erfindung zieht einen Vorteil aus der Tatsache, dass das Kupplungspedal nicht physisch mit der Kupplung verbunden ist, so dass das Kupplungspedalmerkmal, d. h. das Verhältnis zwischen der Position des Kupplungspedals und dem über die Kupplung übertragbaren Drehmoment, an eine bestimmte Situation angepasst werden kann. Dies wird durch die Steuerung der Kupplung erfüllt, beispielsweise durch Steuerung der Abhängigkeit der Bewegung des Reibungselements 110 und/oder des Hebelarms 112 im Verhältnis zur Bewegung des Kupplungspedals 118, so dass übertragbares Drehmoment von ein und derselben Position des Kupplungspedals immer, oder zumindest in mehreren unterschiedliche Situationen, in denen unterschiedliche Fahrwiderstände herrschen, in einer Antriebskraft auf die Fahrzeugantriebsräder resultiert, die dem Fahrwiderstand des Fahrzeugs entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Wie im Folgenden beschrieben wird, kann der Fahrwiderstand zumindest in einigen Fällen als von mindestens einer Kraft repräsentiert aufgefasst werden, die ein Teil des Fahrwiderstands bildet, beispielsweise, wenn diese Kraft einen Hauptteil des Fahrwiderstands ausmacht. Ein Beispielverfahren 200 der vorliegenden Erfindung wird in 2 dargestellt, wobei das Verfahren mindestens teilweise, z. B. in der Steuereinheit 116, zur Steuerung der Kupplung 106 und des Getriebes 103 umgesetzt werden kann. Wie oben angegeben werden die Funktionen des Fahrzeugs im Allgemeinen durch mehrere Steuereinheiten gesteuert, und Steuersysteme in Fahrzeugen der beschriebenen Art umfassen im Allgemeinen ein Kommunikationsbussystem mit einem oder mehreren Kommunikationsbussen zum Anschluss von mehreren elektronischen Steuereinheiten (ECUs), oder Steuergeräten, an verschiedenen Komponenten im Fahrzeug. Ein entsprechendes Steuersystem kann eine große Anzahl an Steuereinheiten umfassen, und die Steuerung einer spezifischen Funktion kann auf zwei oder mehrere von diesen verteilt werden.
Der Einfachheit halber stellt 1A nur Steuereinheiten 116–117 dar, aber Fahrzeuge 100 der dargestellten Art sind häufig mit deutlich mehr Steuereinheiten ausgestattet, wie für einen Experte auf dem Bereich der Erfindung ersichtlich ist.
Steuereinheiten 116–117 können mit einer oder verschiedenen Komponenten über das Kommunikationsbussystem und andere elektrische Leitungen kommunizieren, wie es teilweise durch Verbindungslinien in 1A angezeigt wird.
Die vorliegende Erfindung kann in einer beliebigen geeigneten Steuereinheit im Fahrzeug 100 umgesetzt werden und muss folglich nicht notwendigerweise in der Steuereinheit 116 umgesetzt werden. Die Steuerung der Kupplung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung hängt üblicherweise von Signalen ab, die von anderen Steuereinheiten und/oder Fahrzeugkomponenten erhalten werden, und im Allgemeinen liegt der Fall vor, dass Steuereinheiten der beschriebenen Art normalerweise Sensorsignale von verschiedenen Teilen des Fahrzeugs 100 erhalten können. Die Steuereinheit 116 erhält beispielsweise Signale vom Kupplungspedal-Positionssensor 119 und vom Kupplungsaktuator 115. Außerdem erhält die Steuereinheit Signale, welche den aktuellen Fahrwiderstand und/oder eine oder mehrere Kräfte umfassen, die einen Teil des aktuellen Fahrwiderstands des Fahrzeugs 100 bilden bzw. durch welche das Genannte ermittelt werden kann. Steuereinheiten der dargestellten Art werden zudem üblicherweise verwendet, um verschiedenen Teilen und Komponenten des Fahrzeugs Steuersignale zu übermitteln, beispielsweise, um den Kupplungsaktuator 115 zu steuern.
Eine Steuerung dieser Art wird häufig durch programmierte Anweisungen erzielt. Die programmierten Anweisungen bestehen üblicherweise aus einem Computerprogramm, das bei einer Ausführung auf einem Computer oder einer Steuereinheit den Computer/die Steuereinheit dazu bringt, die gewünschte Steuerung, etwa Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung, durchzuführen. Das Computerprogramm ist üblicherweise ein Teil eines Computerprogrammprodukts, wobei das Computerprogrammprodukt ein geeignetes Speichermedium 121 (siehe Figur IB) umfasst, und wobei das Computerprogramm 126 auf dem Speichermedium 121 gespeichert ist. Das Computerprogramm kann auf nicht flüchtige Weise auf dem Speichermedium gespeichert werden. Das digitale Speichermedium 121 kann beispielsweise von folgender Art sein: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash memory, EEPROM (Electrically Erasable PROM), eine Festplatteneinheit usw. Es kann sich auch in einer Steuereinheit befinden oder damit verbunden sein, auf der das Computerprogramm ausgeführt wird. Das Verhalten des Fahrzeugs in einer spezifischen Situation kann folglich durch Änderung der Anweisungen des Computerprogramms angepasst werden.
Eine Beispielsteuereinheit (die Steuereinheit 116) wird schematisch in 1B gezeigt, wobei die Steuereinheit eine verarbeitende Einheit 120 umfassen kann, die beispielsweise aus einem beliebigen geeigneten Typ von Prozessor oder Mikrorechner bestehen kann, beispielsweise einem Schaltkreis zur digitalen Signalverarbeitung (Digital Signal Processor, DSP) oder einem Schaltkreis mit einer vorgegebenen spezifischen Funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Die verarbeitende Einheit 120 ist mit einer Speichereinheit 121 verbunden, welche der verarbeitenden Einheit 120 den gespeicherten Programmcode 126 und/oder die gespeicherten Daten zur Verfügung stellt, welche die verarbeitende Einheit 120 benötigt, um Rechnungen durchführen zu können. Die verarbeitende Einheit 120 kann außerdem partielle oder endgültige Berechnungsergebnisse auf der Speichereinheit 121 speichern.
Außerdem ist die Steuereinheit 112 mit den Vorrichtungen 122, 123, 124, 125 zum Erhalt und zur Übermittlung von Eingangs- und Ausgangssignalen ausgestattet. Diese Eingangs- und Ausgangssignale können Funktionen, Impulse oder andere Attribute umfassen, welche die Vorrichtungen 122, 125 zum Erhalt von Eingangssignalen als Informationen zur Verarbeitung durch die verarbeitende Einheit 120 erkennen können. Die Vorrichtungen 123, 124 zur Übermittlung von Ausgangssignalen dienen der Umwandlung der Berechnungsergebnisse der Recheneinheit 120 in Ausgangssignale zur Übertragung auf andere Teile des Fahrzeugsteuersystems und/oder der Komponenten, für welche die Signale vorgesehen sind. Jeder Vorrichtungsanschluss zum Erhalt und zur Übermittlung von entsprechenden Eingangs- oder Ausgangssignalen kann aus einem oder mehreren der folgenden Kabeln bestehen: einem Datenbus wie beispielsweise einem CAN-Bus (CAN = Controller Area Network), einem MOST-Bus (MOST = Media Oriented Systems Transport) oder einer anderen Buskonfiguration oder aus einer drahtlosen Verbindung.
Es wird zum in 2 dargestellten Beispielverfahren 200 zurückgekehrt, das mit Schritt 201 beginnt. Wie oben erwähnt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und ein System, bei denen die Einwirkung des Kupplungspedals (oder von einem anderen geeigneten Mittel zur Betätigung der Kupplung) auf die Kupplung gemäß mindestens einer Kraft, die einen Teil des aktuellen Fahrwiderstands des Fahrzeugs 100 bildet, differiert.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel hängt die Einwirkung des Kupplungspedals von der Größe des Fahrwiderstands ab. In Schritt 201 wird festgelegt, ob das Kupplungspedalmerkmal 118 gemäß dem aktuellen Fahrwiderstand gesteuert werden soll. Das Verfahren geht nicht über Schritt 201 hinaus, solange dies nicht der Fall ist, und wird mit Schritt 202 fortgesetzt, wenn das Kupplungspedalmerkmal auf Grundlage des aktuellen Fahrwiderstands gesteuert werden soll.
Der Übergang von Schritt 201 zu Schritt 202 kann beispielsweise jedes Mal durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug 100 startet, oder kurz davor ist, aus einem Stillstand gestartet zu werden, wenn beispielsweise eine Bewegung des Kupplungspedals in einer Kupplung schließenden Richtung erkannt wird. Der Übergang von Schritt 201 zu Schritt 202 kann auch erfolgen, wenn das Fahrzeug 100 sich bewegt und eine Kupplungspedalbewegung erkannt wird und/oder wenn es durch Verwendung einer teilweise offenen Kupplung, d. h. wenn die Kupplung rutscht, manövriert wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung jedes Mal durchgeführt, wenn eine Bewegung des Kupplungspedals erkannt wird, und gemäß einer Ausführungsform jedes Mal, wenn eine Bewegung des Kupplungspedals erkannt wird, während gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer geeigneten Geschwindigkeitsgrenze liegt, beispielsweise 30 km/h.
In Schritt 202 wird der aktuelle Fahrwiderstand des Fahrzeugs 100 ermittelt. Wie oben erwähnt wurde, repräsentiert der Fahrwiderstand die kombinierten Kräfte, die zum Beschleunigen des Fahrzeugs überwunden werden müssen. Der Fahrwiderstand wird oft durch eine oder mehrere Fahrzeugfunktionen geschätzt und ist deshalb im Kommunikationsbussystem des Fahrzeugs bereits verfügbar und kann dadurch auf unkomplizierte Weise festgestellt werden. Alternativ dazu kann der Fahrwiderstand des Fahrzeugs durch, oder auf Anforderung durch die Steuereinheit ermittelt werden, in welcher die vorliegende Erfindung umgesetzt wird. Der Fahrwiderstand kann auf eine beliebige geeignete Weise geschätzt werden, und mehrere Beispiele zur Schätzung des Fahrwiderstands finden sich in bereits bekannten Lösungen. Beispielsweise kann der Fahrwiderstand folgendermaßen geschätzt werden: F_{Drive_res} = F_AirRes + F_RollRes + F_Grav (1) Wobei:
F_AirRes den Luftwiderstand repräsentiert,
F_RollRes den Rollwiderstand repräsentiert, und
F_Grav die aus dem Einfluss der Schwerkraft resultierende Kraft repräsentiert.
Diese Kräfte können auf eine bekannte, herkömmliche Weise geschätzt werden. Außerdem können Kräfte im Modell umfasst sein, beispielsweise Antriebsstrang-Reibungsverluste. Entsprechende Verluste können beispielsweise auch im Rollwiderstand umfasst sein. Die jeweiligen Einflüsse der verschiedenen Kräfte sind hochgradig abhängig von den aktuellen Fahrbedingungen, und dadurch müssen gemäß einer Ausführungsform nur eine oder zwei Kräfte berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 100 einen Start aus einem Stillstand durchführt, ist der Luftwiderstand zu vernachlässigen aufgrund seiner hohen Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Auf ähnliche Weise hängt die aus dem Einfluss der Schwerkraft resultierende Kraft hochgradig von der Straßenneigung sowie der Fahrzeugmasse ab, und kann beispielsweise auf waagerechten Böden vernachlässigt werden.
Wie oben erwähnt wurde, ist die Schätzung des Fahrwiderstands und der Kräfte, die einen Teil des Fahrwiderstands bilden, sehr unkompliziert, und wird daher nicht ausführlicher beschrieben.
In Schritt 203 wird ein zu verwendendes Merkmal des Kupplungspedals 118 auf Grundlage des ermittelten Fahrwiderstands ermittelt. 3 zeigt ein Beispiel eines Merkmals P_char1 einer Beispielkupplung einer Art, die in einem Fahrzeug aus 1A verwendet werden kann. Die Y-Achse zeigt das übertragbare Drehmoment an, d. h. das Drehmoment, das die Kupplung 106 zwischen dem Verbrennungsmotor 101 und weiteren Antriebsstrangkomponenten, beispielsweise Antriebsrädern hinter der Kupplung, übertragen kann. Im Allgemeinen zeigt die X-Achse hinsichtlich der Kupplungsmerkmale die Kupplungsposition an, die auf eine beliebige geeignete Weise ermittelt werden kann, und beispielsweise durch die Kupplungsaktuatorposition und/oder die Hebelarmposition repräsentiert sein kann. Kupplungsmerkmale sind im Allgemeinen auf dem Fahrzeugsteuersystem gespeichert, beispielsweise zur Verwendung, wenn die Kupplung automatisch durch das Fahrzeugsteuersystem gesteuert wird, beispielsweise bei automatisierten Handschaltgetrieben (AMT), so dass beispielsweise reibungslose Gangschaltungen erzielt werden können.
Außerdem unterliegen Kupplungsmerkmale häufig Änderungen, wie dem Kupplungsverschleiß, und/oder Änderungen in der Temperatur, die veranlassen können, dass das Fahrzeugsteuersystem gegebenenfalls Anpassungen am Kupplungsmerkmal durchführt. Entsprechende Anpassungen werden in den Dokumenten zum bisherigen Stand der Technik ausführlich beschrieben.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel gibt die X-Achse jedoch nicht die tatsächliche Kupplungsposition an, sondern stattdessen wird gemäß dem vorliegenden Beispiel der Graph verwendet, um übertragbares Drehmoment als eine Funktion der Position des Kupplungspedals 118 zu beschreiben. Der Ursprung „0” gibt die offene Position der Kupplung an, d. h. eine Position, in der das Kupplungspedal 118 und üblicherweise ein Reibungselement (der Hebelarm/der Kupplungsaktuator) sich in ihrer Extremposition befinden, Position B aus 1C. Dies entspricht oftmals einem vollständig gedrückten Kupplungspedal 118, und einer vollständigen Trennung des Reibungselements 110 vom Verbrennungsmotor 101, d. h. einer Position rechts, wie in 1A dargestellt. Umgekehrt weist die Position der „geschlossenen Kupplung” auf ein völlig unbetätigtes Kupplungspedal hin. Das heißt, dass die Position A aus 1C und das Reibungselement 110 so nah wie möglich sich am Schwungrad befinden und dadurch gegen das Schwungrad gedrückt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Federwirkung. Der Hebelarm kann verwendet werden, um das Reibungselement durch Ausübung einer Kraft auf das Reibungselement beim Öffnen der Kupplung herauszuziehen. T_max repräsentiert das maximale Drehmoment, das durch die vorliegende Kombination von Kupplung und Verbrennungsmotor übertragen werden kann, was im Allgemeinen durch das maximale Drehmoment begrenzt ist, das der Verbrennungsmotor 101 liefern kann. Gemäß der Figur repräsentiert der Abstand A–B folglich den Bewegungsbereich A–B des Kupplungspedals aus 1C.
Das Reibungselement 110 befindet sich normalerweise, wenn die Kupplung vollständig geöffnet ist, in einem Abstand zum Schwungrad des Motors, so dass das Schließen der Kupplung das Reibungselement und folglich das Kupplungspedal einschließt, die sich zu Anfang um einen Abstand x1 vor der tatsächlichen Berührung des Schwungrads bewegen. Sobald das Reibungselement das Schwungrad im Kontaktpunkt CP präzise berührt, kann Drehmomentübertragung zwischen dem Motor und dem restlichen Antriebsstrang beginnen. Je mehr die Kupplung von diesem Punkt aus schließt (d. h. je stärker sich das Reibungselement 110 mit dem Schwungrad 102 kraftschlüssig verbindet) desto mehr Drehmoment kann über die Kupplung übertragen werden.
Das genaue gebildete Drehmoment, das auf jeder Position des Reibungselements übertragen werden kann, hängt vom Kupplungsmerkmal ab, d. h. dem Verhältnis zwischen übertragbarem Drehmoment und der Position des Reibungselements. Dieses Verhältnis kann dem in 3 gezeigten Verhältnis P_char1 ähneln und kann von Kupplung zu Kupplung variieren. Wie erwähnt muss dieses Verhältnis in regelmäßigen Intervallen geschätzt (angepasst) werden.
Wie im vorliegenden Beispiel erwähnt wurde, gibt die X-Achse die Position des Kupplungspedals an und nicht diejenige der Kupplung, und folglich ist das Merkmal P_char1 ein Kupplungspedalmerkmal, d. h. übertragbares Drehmoment als eine Funktion der Position des Kupplungspedals 118.
3 beschreibt außerdem eine Position X_{drive_res1} des Kupplungspedals, die einem übertragbaren Drehmoment T_{drive_res1} entspricht, das übertragen werden muss, um den Fahrwiderstand gemäß einem ersten Beispielfahrwiderstand F_{drive_res1} zu überwinden. Wie oben beschrieben wurde, kann der Fahrwiderstand erheblich von einer Situation zur nächsten variieren, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug 100 schwer beladen ist oder nicht, und ob das Fahrzeug 100 sich auf waagerechtem Boden oder auf einer Bergaufstrecke der Straße befindet. Folglich variiert die Position des Kupplungspedals 118, in der übertragbares Drehmoment dem zur Überwindung des Fahrwiderstands erforderlichen Drehmoment entspricht, von einer Situation zur nächsten. Das bedeutet, dass die Kupplung sich stark unterschiedlich von einer Situation zur nächsten verhält, da beispielsweise die Bewegung des Kupplungspedals, die für einer vollständig geöffnete Kupplung erforderlich ist bis zum Start des Fahrzeugs, d. h. bis das übertragbare Drehmoment der Antriebsradkraft entspricht, die gleich einem aktuellen Fahrwiderstand des Fahrzeugs ist oder diesen überwindet, sich erheblich von einer Situation zur nächsten unterscheiden kann, da der Unterschied des Fahrwiderstands erheblich sein kann.
Dies wird auch in 3 beispielhaft dargestellt. Abgesehen vom ersten Beispielfahrwiderstand F_{drive_res1}, der dem erforderlichen übertragbaren Drehmoment T_{drive_res1} entspricht, beschreibt 3 außerdem die Situation für einen zweiten Beispielfahrwiderstand F_{drive_res2}. Gemäß diesem zweiten Beispiel entspricht der Fahrwiderstand F_{drive_res2} einem erforderlichen übertragbaren Drehmoment T_{drive_res2}, das an einer Position des Kupplungspedals erreicht wird X_{drive_res2}.
Folglich unterscheiden sich die erforderlichen übertragbaren Drehmomente aus 3 voneinander, und dies gilt auch für die Bewegung des Kupplungspedals, die zum Starten des Fahrzeugs erforderlich ist. Wenn das erforderliche übertragbare Drehmoment T_{drive_res1} ist, muss das Kupplungspedal 118 um einen Teil ΔX_{drive_res1} des Gesamtbewegungsbereichs A–B des Kupplungspedals 118 bewegt werden. Wenn entsprechend das erforderliche übertragbare Drehmoment T_{drive_res2} ist, muss das Kupplungspedal 118 um einen Teil ΔX_{drive_res2} des Gesamtbewegungsbereichs A–B des Kupplungspedals 118 bewegt werden.
Wie in der Figur zu ersehen ist, sind im Allgemeinen größere Kupplungspedalbewegungen für höhere übertragbare Drehmomente, T_{drive_res1} > T_{drive_res2}, statt für vergleichsweise geringere übertragbare Drehmomente erforderlich. Je größer der Unterschied ist, d. h. je größer der Unterschied zwischen dem Fahrwiderstand F_{drive_res} des Fahrzeugs in verschiedenen Situationen ist, desto größer ist der Unterschied in der Kupplungspedalbewegung.
Das bedeutet, dass das Verhalten des Fahrzeugs 100 beim Betätigen des Kupplungspedals 118 für verschiedene Fahrwiderstände stark unterschiedlich sein kann, beispielsweise wenn das Fahrzeug aus einem Stillstand gestartet wird. Unterschiede dieser Art können durch Verwendung der vorliegenden Erfindung abgeschwächt oder beseitigt werden.
Wenn die Kupplung 106 durch das Fahrzeugsteuersystem gesteuert wird, kann das Kupplungspedalmerkmal prinzipiell auf ein beliebiges gewünschtes Merkmal festgelegt werden, da die tatsächliche Position der Kupplung unabhängig von der tatsächlichen Pedalposition gesteuert wird. Dies ist in der vorliegenden Erfindung der Fall und in Schritt 203 wird das Kupplungspedalmerkmal auf ein Merkmal festgelegt, das auf Grundlage des ermittelten Fahrwiderstands ermittelt wird. Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird das Kupplungspedalmerkmal auf ein Merkmal festgelegt, bei dem übertragbares Drehmoment in einer Position X_{drive_res}, wie in 3 gezeigt, so eingestellt wird, dass es dem gegebenen Fahrwiderstand des Fahrzeugs entspricht, d. h. es handelt sich um ein übertragbares Drehmoment, das eine auf die Antriebsräder des Fahrzeugs ausgeübte Antriebskraft entstehen lässt, die dem aktuellen Fahrwiderstand entspricht.
Folglich kann gemäß der Erfindung das Kupplungspedalmerkmal so gesteuert werden, dass eine einfache bestimmte Position X_{drive_res} in einem Bewegungsbereich A–B beispielsweise immer der Position des Kupplungspedals entspricht, in der das übertragbare Drehmoment in einer Antriebskraft resultiert. Beim genauen oder ungefähren Erreichen der entsprechenden Antriebskraft startet das Fahrzeug.
Dies wird auch in den 4A–B beispielhaft dargestellt. 4A beschreibt das Beispiel von 3, beim dem ein übertragbares Drehmoment T_{drive_res1} erforderlich ist, um den aktuellen Fahrwiderstand zu überwinden. Gemäß diesem Beispiel wird das Kupplungspedalmerkmal in Schritt 203 angepasst, so dass das Kupplungspedalmerkmal P_char1 von 3, wie es in 4A mit gestrichelten Linien gezeigt wird, in die Richtung gemäß den Pfeilen 402 aus 4A verschoben wird, wodurch es zu einem Merkmal P_char2 wird. Auf diese Weise wird das Merkmal geändert, so dass das übertragbare Drehmoment gleich dem Drehmoment T_{drive_res1} in der Position X_{drive_res} statt in der Position X_{drive_res1} ist. Folglich wird gemäß 4A das übertragbare Drehmoment in der Position X_{drive_res} des Kupplungspedals im Vergleich zu 3 erhöht.
4B beschreibt entsprechend das Beispiel von 3, beim dem ein übertragbares Drehmoment T_{drive_res2} erforderlich ist, um den aktuellen Fahrwiderstand zu überwinden. In dieser Situation wird das Kupplungspedalmerkmal in Schritt 203 angepasst, so dass das Kupplungspedalmerkmal P_char1 von 3 stattdessen in die Richtung gemäß den Pfeilen 404 aus 4B, d. h. der Richtung der Verschiebung aus 4A entgegengesetzt, verschoben wird. Auf diese Weise wird das Merkmal stattdessen zu einem Merkmal P_char geändert, bei dem das übertragbare Drehmoment gleich dem Drehmoment T_{drive_res2} in der Position X_{drive_res} statt in der Position X_{drive_res2} ist. Folglich wird gemäß 4B das übertragbare Drehmoment in der Position X_{drive_res} des Kupplungspedals im Vergleich zu 3 gesenkt.
Durch das beschriebene Verfahren kann beispielsweise ein Kupplungspedalmerkmal bestimmt werden, das immer in einem übertragbaren Drehmoment resultiert, das in einer auf die Antriebsräder des Fahrzeugs ausgeübten Antriebskraft resultiert, die dem Fahrwiderstand des Fahrzeugs in der Position X_{drive_res} des Kupplungspedal entspricht. Außerdem wurden gemäß dem beschriebenen Beispiel die Kupplungspedalmerkmale P_char2 in einer zur Pos-Achse der Figur parallelen Richtung verschoben. Gemäß einer Ausführungsform werden die Kupplungspedalmerkmale stattdessen parallel zur T-Achse verschoben, d. h. in der Figur so „erhöht” oder „gesenkt”, dass das übertragbare Drehmoment die Kriterien gemäß dem oben Genannten erfüllt. Gemäß einer Ausführungsform wird nur sichergestellt, dass das übertragbare Drehmoment gleich dem gewünschten übertragbaren Drehmoment in der gewünschten Position ist, während der Rest des Kupplungspedalmerkmals auf eine beliebige geeignete Weise festgelegt werden kann. Beispielsweise kann das Merkmal so festgelegt werden, dass die Neigung (Änderungen des übertragbaren Drehmoments pro Einheit des Abstands der Bewegung des Kupplungspedals) geeignet wird für beispielsweise vollständig geöffnete und vollständig geschlossene Positionen.
Folglich ist dem/der Fahrer/in gemäß der vorliegenden Erfindung immer die Position X_{drive_res} des Kupplungspedals bekannt, die dem aktuellen Fahrwiderstand F_{drive_res} entspricht, d. h. die Position, in der ein Kräftegleichgewicht auf das Fahrzeug wirkt. Folglich wird dem/der Fahrer/in auch die Position des Kupplungspedals bekannt sein, in der das Fahrzeug startet (aus einem Stillstand) oder zu beschleunigen beginnt, da eine Bewegung aus der Position X_{drive_res} des Kupplungspedals das übertragbare Drehmoment ändert, und mindestens eine Erhöhung des übertragbaren Drehmoments von der Position des Kupplungspedals X_{drive_res} das Fahrzeug startet.
Gemäß dem obigen Beispiel wird das übertragbare Drehmoment, das dem Fahrwiderstand des Fahrzeugs entspricht, so gesteuert, dass es immer in einer bestimmten Position X_{drive_res} des Kupplungspedals erreicht wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung nur verwendet, wenn beispielsweise der Fahrwiderstand unter einem passenden Wert und/oder über einem passenden Wert liegt. Beispielsweise ist es unter Umständen nicht immer wünschenswert, dass die Erfindung verwendet wird, wenn der Fahrwiderstand sehr hoch oder sehr niedrig ist. Zumindest nicht dann, wenn dies zu Kupplungspedalmerkmalen führen kann, bei denen der übrige verfügbare Teil des Bewegungsbereichs zur Steuerung von Drehmomenten über und/oder unter dem dem Fahrwiderstand entsprechenden Drehmoment unter Umständen zu klein ist, um eine zufriedenstellende Steuerung der Kupplung zu gewährleisten.
Außerdem wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nicht eine einzelne Position X_{drive_res} gemäß dem oben Genannten verwendet, sondern die Kupplung wird stattdessen so gesteuert, dass das übertragbare Drehmoment, das dem Fahrwiderstand des Fahrzeugs entspricht, innerhalb eines bestimmten Teils des Bewegungsbereichs A–B liegt. Beispielsweise kann dieser Teil 2%, 5%, 10% des Gesamtbewegungsbereichs des Kupplungspedals 118 übertragen, der sich beispielsweise um die Position X_{drive_res} zentriert. Auf diese Weise kann das Kupplungspedal weiterhin aus einer Fahrerperspektive im Wesentlichen ein solches Verhalten zeigen, als ob dieselbe Position immer in einem übertragbaren Drehmoment resultiert, das den Fahrwiderstand des Fahrzeugs überwindet, während das Fahrzeugsteuersystem leichter ein Kupplungspedalmerkmal finden kann, dass die festgelegten Kriterien erfüllt. Dies wird durch den Teil ΔX_{drive_res}von 4B beispielhaft dargestellt.
Die Kupplung 106 kann gemäß dem ermittelten Kupplungspedalmerkmal, beispielsweise P_char2 oder P_char3, gesteuert werden, Schritt 204, beispielsweise so lange, wie die Kupplung rutscht, und das Verfahren kann abgeschlossen werden, beispielsweise wenn die Kupplung vollständig geschlossen oder geöffnet ist, was in Schritt 205 ermittelt wird. Das Verfahren wird dann durch Schritt 206 abgeschlossen. Alternativ dazu kann das Verfahren kontinuierlich von Schritt 204 zu Schritt 201 zurückkehren, um das Kupplungspedalmerkmal in Abhängigkeit von Änderungen des Fahrwiderstands während eines fortlaufenden Kupplungsrutschens zu aktualisieren.
Außerdem kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Position X_{drive_res} und/oder der Bereich um eine Position X_{drive_res} im Bewegungsbereich A–B fahrergesteuert sein. Das heißt, dass der/die Fahrer/in durch das Fahrzeugsteuersystem die Möglichkeit erhalten kann, die Position des Kupplungspedals einzustellen, in welcher der Fahrwiderstand unabhängig von der tatsächlichen Größe des Fahrwiderstands überwunden werden soll. Auf diese Weise kann das Kupplungsverhalten individuell gemäß den Präferenzen der verschiedenen Fahrer angepasst werden.
Außerdem kann die vorliegende Erfindung gemeinsam mit der im parallel laufenden schwedischen Patentantrag SE1550535-7 mit dem Titel „VERFAHREN UND SYSTEM ZUR STEUERUNG EINER KUPPLUNG EINES FAHRZEUGS II” verwendet werden, der dieselben Erfinder und dasselbe Einreichungsdatum wie die vorliegende Erfindung aufweist. Gemäß der in diesem parallel laufenden Antrag beschriebenen Erfindung wird die Kupplung außerdem in Abhängigkeit der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels, beispielsweise eines Kupplungspedals, im Bewegungsbereich A–B gesteuert. Insbesondere wird eine Steuerung verwendet, wenn das Merkmal des Kupplungspedals angepasst werden kann, so dass Änderungen des übertragbaren Drehmoments als Funktion der Kupplungspedalbewegung reduziert werden können, wenn das Kupplungspedal in einem Bereich um die Position bewegt wird, in welcher das übertragbare Drehmoment gleich oder im Wesentlichen gleich dem aktuellen Fahrwiderstand ist.
Bei Verwendung in Kombination mit der vorliegenden Erfindung entspricht eine bestimmte Position des Kupplungspedals oder zumindest eine Position in einem Teil des Bewegungsbereichs des Kupplungspedals immer dem aktuellen Fahrwiderstand. Zusätzlich wird das Kupplungspedalmerkmal zu dieser Position gemäß dem oben genannten Antrag eingestellt, so dass beispielsweise Änderungen des übertragbaren Drehmoments um diese Position/diesen Bereich auf eine Weise gesteuert werden, die den Kupplungsbetrieb für den/die Fahrer/in weiter vereinfacht.
Beispielsweise kann die Änderung des übertragbaren Drehmoments als Funktion der Bewegung des Kupplungspedals um die Position des Kupplungspedals, die dem aktuellen Fahrwiderstand entspricht, reduziert werden. Dies wird beispielhaft in 5 dargestellt, die eine Situation gemäß dem Beispiel aus 4B beschreibt. In 5 wurde nicht nur das Kupplungspedalmerkmal P_char4 verschoben, so dass das übertragbare Drehmoment in der Position X_{drive_res} dem aktuellen Fahrwiderstand entspricht. Zusätzlich wird das übertragbare Drehmoment so gesteuert, dass die Ableitung des Kupplungspedalmerkmals zur Position X_{drive_res} in einem Teil des Bewegungsbereichs A–B um die Position X_{drive_res} des Kupplungspedals reduziert wird. Das entsprechende Merkmal P_char1 aus 3 wird durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht. Die Änderung des übertragbaren Drehmoments kann so gesteuert werden, dass die Änderung des übertragbaren Drehmoments für eine erste Bewegung des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels um den ersten Teil des Bewegungsbereichs A–B und/oder die Position X_{drive_res} so gesteuert wird, dass sie unter einer geeigneten Änderung des übertragbaren Drehmoments liegt.
Wenn folglich die vorliegende Erfindung mit der im oben genannten Patentantrag beschriebenen Lösung kombiniert wird, wird eine kombinierte Lösung erzielt, die nicht nur dem/der Fahrer/in ermöglicht, immer zu wissen, wo im Bewegungsbereich des Kupplungspedals das übertragbare Drehmoment dem aktuellen Fahrwiderstand entspricht. Die Steuerung des Fahrzeugs wird außerdem durch die Reduzierung von Variationen des übertragbaren Drehmoments als eine Funktion der Bewegung um diese Position des Kupplungspedals verbessert.
Schließlich wurde die vorliegende Erfindung für ein bestimmtes Beispiel von Fahrzeug oben beschrieben, sie kann jedoch auch auf ein beliebiges Fahrzeug angewendet werden, bei dem vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel zur Steuerung der Kupplung verwendet werden, wobei die Kupplung eine beliebige geeignete Kupplung ist und beliebige Elemente umfasst, und daher nicht notwendigerweise eine Kupplung der oben beispielhaft dargestellten Art ist, so lange das Betätigen der Kupplung unabhängig vom Betätigen des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels erzielt werden kann. Beispielsweise kann in einem Betätigungssystem, bei dem ein Pedal Auswirkungen auf sowohl die Kupplung und die Beschleunigung des Fahrzeugmotors hat, d. h. bei dem ein Fahrerbetätigungssystem kein zugehöriges Kupplungspedal umfasst, ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel ein entsprechendes Pedal sein, dass sowohl die Kupplung als auch die Beschleunigung des Fahrzeugmotors betätigt. Was die Nutzung eines solchen Pedals betrifft, so kann die vorliegende Erfindung, der die Idee zugrunde liegt, dass der aktuelle Fahrwiderstand immer durch entsprechendes übertragbares Drehmoment in derselben Pedalposition unabhängig von der aktuellen Größe des Fahrwiderstands überwunden werden kann, nützlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

SE 1550535-7 [0076]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) eine Kupplung (106) umfasst zur selektiven Übertragung von Drehmoment auf und/oder von eine/r erste/n Antriebsquelle (101), und wobei das Fahrzeug (100) außerdem ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel (118) zum Betätigen einer Kupplung (106) umfasst, wobei das vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel (118) in einem Bewegungsbereich (A–B) zwischen einer ersten Endposition (A) und einer zweiten Endposition (B) beweglich ist, und wobei übertragbares Drehmoment der Kupplung (106) durch ein Fahrzeugsteuersystem auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) gesteuert wird, und wobei das Verfahren für mehrere verschiedene Größen von mindestens einer Kraft, die mindestens einen Teil des Fahrwiderstands (F_{drive_res}) des Fahrzeugs (100) bildet, durch Folgendes gekennzeichnet ist: – Steuerung der Kupplung (106) auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich in Abhängigkeit der Größe der mindestens einen Kraft (F_{Drive_res}) sowie: – Steuerung der Kupplung (106), so dass übertragbares Drehmoment von mindestens einer Position in einem erstem Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) eine Antriebskraft auf die Fahrzeugantriebsräder (113, 114) entstehen lässt, die im Wesentlichen der Größe der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, das bei Steuerung der Kupplung (106) Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung (106) auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) gemäß einer ersten Abhängigkeit (P_char1) für eine erste Größe von der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}), und – Steuerung der Kupplung (106) auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) gemäß einer sich von der ersten Abhängigkeit (P_char1) unterscheidenden zweiten Abhängigkeit (P_char2) für eine zweite Größe, die sich von der ersten Größe der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}) unterscheidet, so dass gemäß den Abhängigkeiten übertragbares Drehmoment von mindestens einer Position im ersten Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) des vom/von der Fahrer/in steuerbaren Mittels (118) eine Antriebskraft entstehen lässt, die auf die Antriebsräder (113, 114) des Fahrzeugs ausgeübt wird, die im Wesentlichen gleich der Größe der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Abhängigkeit das übertragbare Drehmoment der Kupplung (106) als eine Funktion der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) repräsentiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, das außerdem Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung, so dass der erste Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) einen Teil ausmacht, der einem des Folgenden entspricht: 0–2% der Gesamtbewegung im Bewegungsbereich (A–B), 0–5% der Gesamtbewegung im Bewegungsbereich (A–B), 0–10% der Gesamtbewegung im Bewegungsbereich (A–B).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, das außerdem Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung (106), so dass für die Größen der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}) übertragbares Drehmoment in im Wesentlichen derselben Position (X_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) eine Antriebskraft auf die Fahrzeugantriebsräder (113, 114) entstehen lässt, die im Wesentlichen der Größe der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, das außerdem Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung (106) nach einem der Ansprüche 1–5, wenn eine positive Antriebskraft, die auf die Antriebsräder ausgeübt wird, erforderlich ist, um das Fahrzeug in eine beabsichtige Fahrtrichtung in Bewegung zu setzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, das außerdem Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung (106) nach einem der Ansprüche 1–6 unabhängig von der Größe der mindestens einen Kraft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, das außerdem Folgendes umfasst: – Steuerung der Kupplung nach einem der Ansprüche 1–7, wenn die Größe der mindestens einen Kraft höchstens gleich einer ersten Größe ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, bei dem die Lage des ersten Teils des Bewegungsbereichs (A–B) und/oder die erste Position im Bewegungsbereich (A–B) durch den/die Fahrer/in des Fahrzeugs steuerbar sind/ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, bei dem die mindestens eine Kraft (F_{drive_res}) eine Schätzung von mindestens einem der folgenden Elemente ist: Rollwiderstand, Luftwiderstand, Kraft, die aus dem Einfluss der Schwerkraft resultiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10, bei dem die mindestens eine Kraft eine Schätzung des Fahrwiderstands (F_{drive_res}) des Fahrzeugs (100) ist.
Verfahren nach einem der genannten Ansprüche, das außerdem Folgendes umfasst: – Reduzierung von Variationen des übertragbaren Drehmoments der Kupplung (106) als eine Funktion der Bewegung des vom/von der Fahrer/in steuerbaren Mittels (118) um den ersten Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) und/oder die erste Position (X_{Drive_res}) im Bewegungsbereich (A–B).
Verfahren nach Anspruch 12, das außerdem Folgendes umfasst: – Reduzierung der Änderung des übertragbaren Drehmoments der Kupplung (106), so dass die Änderung des übertragbaren Drehmoments für eine erste Bewegung des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels um den ersten Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) und/oder um die erste Position (X_{Drive_res}) im Bewegungsbereich (A–B) so gesteuert wird, dass sie unter einer ersten Änderung des übertragbaren Drehmoments liegt.
Computerprogramm mit einem Programmcode, der bewirkt, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, dass der Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13 durchführt.
Computerprogrammprodukt mit einem von einem Computer lesbaren Medium und Computerprogramm nach Anspruch 14, wobei das Computerprogramm in dem von einem Computer lesbaren Medium umfasst ist.
System zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) eine Kupplung (106) umfasst zur selektiven Übertragung von Drehmoment auf und/oder von eine/r erste/n Antriebsquelle (101), wobei das Fahrzeug (100) außerdem ein vom/von der Fahrer/in betätigbares Mittel (118) zum Betätigen einer Kupplung (106) umfasst, wobei das vom/von der Fahrer/in betätigbare Mittel (118) in einem Bewegungsbereich (A–B) zwischen einer ersten Endposition (A) und einer zweiten Endposition (B) beweglich ist und wobei übertragbares Drehmoment der Kupplung (106) durch ein Fahrzeugsteuersystem auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) gesteuert wird, und wobei das System für mehrere verschiedene Größen von mindestens einer Kraft, die mindestens einen Teil des Fahrwiderstands (F_{drive_res}) des Fahrzeugs (100) bildet, durch Mittel gekennzeichnet ist, die zu Folgendem dienen: – Steuerung der Kupplung (106) auf Grundlage der Position des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) im Bewegungsbereich (A–B) in Abhängigkeit von der Größe der mindestens einen Kraft (F_{drive_res}); und – Steuerung der Kupplung (106), so dass übertragbares Drehmoment von mindestens einer Position in einem ersten Teil (ΔX_{Drive_res}) des Bewegungsbereichs (A–B) des vom/von der Fahrer/in betätigbaren Mittels (118) eine Antriebskraft auf die Antriebsräder des Fahrzeugs (113, 114) entstehen lässt, die im Wesentlichen der Größe der mindestens einen Kraft entspricht (F_{drive_res}).
Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein System nach Anspruch 16 umfasst.