DE102016217266A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und eine automatisierte Kupplung aufweist. Störmomente werden an einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs erzeugt (23), wenn eine Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors einen Drehzahlschwellenwert (nmin) unterschreitet und ein Leerlaufreglerwert (R) der automatisierten Kupplung einen Reglerschwellenwert (Rmax) überschreitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und eine automatisierte Kupplung aufweist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um ein Kraftfahrzeug mittels des Verfahrens zu betreiben.
  • Stand der Technik
  • In Kraftfahrzeugen mit automatisierter Kupplung, wie beispielsweise E-Clutch der Robert Bosch GmbH, ist anders als bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe nicht das gesamte Getriebe, sondern nur die Kupplung automatisiert und wird durch einen Aktuator angesteuert. Dabei kann für eine Kupplungsbedienung durch den Fahrer ein Kupplungspedal vorgesehen sein, aufgrund dessen Auslenkung der Kupplungsaktuator angesteuert wird. Alternativ kann aber auch eine vollständige Automatisierung der Kupplungsbedienung ohne Kupplungspedal vorgesehen sein.
  • Im Fahrzeugbetrieb mit sehr niedriger Motordrehzahl und mittels eines Schalthebels eingelegtem Gang ist ein Leerlaufregler eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs aktiv und das Kraftfahrzeug fährt mit der geringsten Geschwindigkeit für diesen Gang. Im ersten Gang bedeutet dies ungefähr Schrittgeschwindigkeit. Liegt eine Fahrbahnsteigung vor oder wird eine Bordsteinkante überfahren, so kann keine Kompensation durch den Leerlaufregler erfolgen, was zu einem Abwürgen des Verbrennungsmotors führen würde. Bei konventionellen Kraftfahrzeugen ohne automatisierte Kupplung verhindert der Fahrer in der Regel selbst das Abwürgen des Verbrennungsmotors, indem er die Kupplung öffnet oder durch Betätigung des Gaspedals das Motormoment erhöht. Kraftfahrzeuge mit automatisierter Kupplung benötigen hierfür eine Betriebsstrategie in der elektronischen Steuerung, welche in dieser Situation aktiv ist. Dazu werden Eingriffe an der automatisierten Kupplung, die ohne aktives Mitwirken des Fahrers erfolgen können, in der Betriebsstrategie definiert.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Verfahren dient zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und eine automatisierte Kupplung aufweist. An einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs werden Störmomente erzeugt, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, die auf ein bevorstehendes Abwürgen des Verbrennungsmotors hinweisen. Die erste Bedingung ist, dass eine Drehzahl des Verbrennungsmotors einen Drehzahlschwellenwert unterschreitet. Die zweite Bedingung ist, dass ein Leerlaufreglerwert des Verbrennungsmotors einen Reglerschwellenwert überschreitet. Die Schwellenwerte können abhängig vom verbauten Verbrennungsmotor und gegebenenfalls in Abhängigkeit vom eingelegten Gang appliziert werden. Die Störmomente führen zu unangenehmen Schwingungen im Antriebsstrang, welche den Fahrer auf die Gefahr eines bevorstehenden Abwürgens des Verbrennungsmotors hinweisen. Außerdem verursachen derartige Störmomente Drehzahlschwankungen des Verbrennungsmotors. Bei Kraftfahrzeugen mit Drehzahlmesser im Cockpit ist die Gefahr des bevorstehenden Abwürgens des Verbrennungsmotors für den Fahrer also zudem aufgrund der Drehzahlschwankungen erkennbar.
  • Die Störmomente können insbesondere durch ein Ansteuern der automatisierten Kupplung erzeugt werden, wobei die automatisierte Kupplung beispielsweise mehrfach geöffnet und geschlossen wird. Dabei wird ausgenutzt, dass die automatisierte Kupplung einen von einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs gesteuerten Eingriff in den Antriebsstrang ermöglicht. Grundsätzlich können aber auch andere Elemente des Kraftfahrzeugs zum Erzeugen der Störmomente verwendet werden, wie beispielsweise eine zusätzlich zum Verbrennungsmotor verbaute elektrische Maschine.
  • Die Erzeugung der Störmomente wird vorzugsweise so geregelt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gegenüber einem Betrieb ohne Erzeugung der Störmomente unverändert bleiben. Insbesondere sollen die Drehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Eingriffe für die Störmomente nicht ansteigen. Unter „unverändert bleiben“ wird dabei verstanden, dass sich die mittlere Drehzahl und die mittlere Geschwindigkeit jeweils über einen vorgegebenen Zeitraum im Vergleich zu einem Betrieb ohne Erzeugung der Störmomente nicht ändern. Es wird allerdings toleriert, dass die Drehzahl um diesen mittleren Wert schwankt, um den Fahrer auf die Gefahr eines Abwürgens des Verbrennungsmotors aufmerksam zu machen. Die Regelung hat den Vorteil, dass es trotz der Erzeugung der Störmomente nicht zu einem unvorhersehbaren Verhalten des Kraftfahrzeugs kommen kann.
  • Ein Öffnen der automatisierten Kupplung erfolgt vorzugsweise, wenn nicht innerhalb eines vorgebbaren ersten Zeitraums nach Beginn der Erzeugung der Störmomente die Drehzahl mindestens auf den Drehzahlschwellenwert erhöht wird und/oder der Leerlaufreglerwert zumindest auf einen Reglerschwellenwert abgesenkt wird. Dem Fahrer wird also für die Dauer des ersten Zeitraums die Möglichkeit gegeben, den Drehzahlschwellenwert und/oder den Reglerschwellenwert wieder in einen unkritischen Bereich zu bringen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Fahrer ein Gaspedal oder ein Kupplungspedal des Kraftfahrzeugs betätigt. Wenn der erste Zeitraum ohne eine geeignete Reaktion des Fahrers verstreicht, so wird die Möglichkeit der automatisierten Kupplung genutzt, diese durch einen Steuerbefehl eines elektronischen Geräts zu öffnen, um ein Abwürgen des Verbrennungsmotors zu verhindern. Durch die vorangegangenen Störmomente wird der Fahrer auf das Öffnen der Kupplung vorbereitet, so dass kein unvorhersehbares Fahrzeugverhalten eintritt.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass innerhalb des vorgebbaren ersten Zeitraums eine Intensität der Störmomente erhöht wird und/oder eine Periodendauer der Störmomente verkürzt wird. Hierdurch wird der Fahrer darauf aufmerksam gemacht, dass er sich dem Ende des ersten Zeitraums nähert und damit ein Öffnen der automatisierten Kupplung bevorsteht.
  • Ein Öffnen der automatisierten Kupplung erfolgt außerdem vorzugsweise dann, wenn während der Erzeugung der Störmomente eine Bremse des Kraftfahrzeugs vom Fahrer betätigt wird. Da sich das Kraftfahrzeug sowieso schon in einem Betriebsbereich befindet, in dem die Gefahr eines Abwürgens des Verbrennungsmotors besteht, würde die Betätigung der Bremse ohne gleichzeitiges automatisiertes Öffnen der Kupplung zu einem sofortigen Abwürgen des Verbrennungsmotors führen. Dies wird durch diese Maßnahme verhindert.
  • Wenn durch geeignete Maßnahmen des Fahrers die Drehzahl wieder mindestens auf den Drehzahlschwellenwert erhöht wird und/oder der Leerlaufreglerwert zumindest auf den Reglerschwellenwert abgesenkt wird, besteht keine Gefahr mehr, dass der Verbrennungsmotor abgewürgt wird. In diesem Fall ist es deshalb bevorzugt, dass die Erzeugung der Störmomente beendet wird.
  • Besonders bevorzugt wird innerhalb eines vorgebbaren zweiten Zeitraums vor dem Beenden der Erzeugung der Störmomente eine Intensität der Störmomente verringert und/oder eine Periodendauer der Störmomente verlängert. Dies weist den Fahrer darauf hin, dass das Kraftfahrzeug nun in einen unkritischen Betriebsbereich zurückkehrt.
  • Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät abläuft. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird ein elektronisches Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um ein Kraftfahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor und eine automatisierte Kupplung aufweist, mittels des Verfahrens zu betreiben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug, welches mittels eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden kann.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Mithilfe eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Kraftfahrzeug 10 betrieben werden, welches in 1 dargestellt ist. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Verbrennungsmotor 11 auf, welcher mit einem Antriebsstrang 12 verbunden ist. Dieser ist über eine automatisierte Kupplung 13, ein Getriebe 14 und ein Differenzialgetriebe 15 mit den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Ein Kupplungspedal 16, ein Bremspedal 17 und ein Gaspedal 18 sind mit dem elektronischen Steuergerät 19 verbunden, welches den Verbrennungsmotor 11, die automatisierte Kupplung 13 und das Getriebe 14 steuert. Eine Betätigung des Kupplungspedals 16 durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 wird vom elektronischen Steuergerät 19 in einen Steuerbefehl zur Betätigung eines Aktuators der automatisierten Kupplung 13 umgesetzt. In dem elektronischen Steuergerät 19 ist ein Leerlaufregler implementiert, welcher den Verbrennungsmotor 11 steuert, wenn dieser bei eingelegtem Gang mit einer niedrigen Drehzahl n betrieben wird.
  • Nach einem Start 20 eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, wie in 2 dargestellt ist, eine Prüfung 21, ob die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 11 einen Drehzahlschwellenwert nmin unterschreitet und eine Prüfung 22, ob ein Leerlaufreglerwert R einen Reglerschwellenwert Rmax überschreitet. Der Leerlaufreglerwert R wird von dem elektronischen Steuergerät 19 verwaltet. Wenn die beiden Bedingungen nicht erfüllt sind, wird die automatisierte Kupplung 13 von dem elektronischen Gerät 19 so angesteuert, dass Störmomente an dem Antriebsstrang 12 erzeugt werden 23. Dies führt zu Schwankungen der Drehzahl n, wobei diese jedoch im zeitlichen Mittel unverändert bleibt. Auch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 wird durch die Störmomente nicht beeinflusst. Die Intensität der Störmomente wird im Lauf der Zeit erhöht und ihre Periodendauer wird verkürzt, so dass zunächst mit der Erzeugung akzeptabler Störmomente begonnen wird, die im Lauf der Zeit zu für den Fahrer unangenehmen Störmomenten übergehen. Während die Störmomente erzeugt werden, erfolgt kontinuierlich eine Prüfung 24, ob die Drehzahl n wieder zumindest auf den Drehzahlschwellenwert nmin angestiegen ist und eine Prüfung 25, ob der Leerlaufreglerwert R zumindest wieder auf den Reglerschwellenwert Rmax abgesunken ist. Ein positives Ergebnis einer der Prüfungen 24, 25 auf die Beendigung der Erzeugung der Störmomente kann beispielsweise dann erhalten werden, wenn der Fahrer das Kupplungspedal oder das Gaspedal 18 betätigt. Wenn eine dieser Bedingungen erfüllt ist, wird die Erzeugung der Störmomente beendet 26. Dieses Beenden erfolgt, indem für einen zweiten Zeitraum t2 die Intensität der Störmomente verringert wird und die Periodendauer der Störmomente verlängert wird bis die Erzeugung der Störmomente schließlich nach Verstreichen des zweiten Zeitraums t2 vollständig beendet wird. Anschließend wird wieder geprüft, ob eine erneute Verletzung der beiden Schwellenwerte nmin, Rmax erfolgt. Wenn hingegen eine weitere Prüfung 27 ergibt, dass der Fahrer das Bremspedal 17 betätigt hat, so erfolgt ein sofortiges Öffnen der automatisierten Kupplung 13. Spätestens dann, wenn eine Prüfung 28 ergibt, dass die Zeit t, innerhalb welcher die Störmomente erzeugt wurden, einen ersten Zeitraum t1 erreicht hat, erfolgt das Öffnen 29 der automatisierten Kupplung 13. Der erste Zeitraum t1 wird dabei so vorgegeben, dass er kurz genug ist, damit keine Gefahr besteht, dass der Verbrennungsmotor 11 innerhalb des ersten Zeitraums t1 abgewürgt wird und andererseits lang genug ist, um den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 auf das bevorstehende Öffnen der automatisierten Kupplung 13 vorzubereiten. Durch das Öffnen 29 der automatisierten Kupplung 13 wird dann ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 11 verhindert.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), welches einen Verbrennungsmotor (11) und eine automatisierte Kupplung (13) aufweist, wobei Störmomente an einem Antriebsstrang (12) des Kraftfahrzeugs erzeugt werden (23), wenn eine Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors (11) einen Drehzahlschwellenwert (nmin) unterschreitet und ein Leerlaufreglerwert (R) des Verbrennungsmotors (11) einen Reglerschwellenwert (Rmax) überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmomente durch ein Ansteuern der automatisierten Kupplung (13) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Störmomente so geregelt wird, dass die Drehzahl (n) des Verbrennungsmotors (11) und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (10) gegenüber einem Betrieb ohne Erzeugung der Störmomente unverändert bleiben.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen (29) der automatisierten Kupplung (13) erfolgt, wenn nicht innerhalb eines vorgebbaren ersten Zeitraums (t1) nach Beginn der Erzeugung der Störmomente die Drehzahl (n) mindestens auf den Drehzahlschwellenwert (nmin) erhöht wird und/oder der Leerlaufreglerwert (R) zumindest auf den Reglerschwellenwert (Rmax) abgesenkt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des vorgebbaren ersten Zeitraums (t1) eine Intensität der Störmomente erhöht wird und/oder eine Periodendauer der Störmomente verkürzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen (29) der automatisierten Kupplung erfolgt, wenn während der Erzeugung der Störmomente eine Bremse (16) des Kraftfahrzeugs (10) betätigt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Störmomente beendet wird (26), wenn die Drehzahl (n) mindestens auf den Drehzahlschwellenwert (nmin) erhöht wird und/oder der Leerlaufreglerwert (R) zumindest auf den Reglerschwellenwert (Rmax) abgesenkt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines vorgebbaren zweiten Zeitraums (t2) vor dem Beenden der Erzeugung der Störmomente eine Intensität der Störmomente verringert wird und/oder eine Periodendauer der Störmomente verlängert wird.
  9. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
  11. Elektronisches Steuergerät (18), welches eingerichtet ist, um ein Kraftfahrzeug (10), welches einen Verbrennungsmotor (11) und eine automatisierte Kupplung (13) aufweist, mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu betreiben.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4160040A1 (de) * 2021-09-30 2023-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Kupplungssteuerungsvorrichtung

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EP4160040A1 (de) * 2021-09-30 2023-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Kupplungssteuerungsvorrichtung

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