DE102017008737B4

DE102017008737B4 - Verfahren und system zum steuern der drehmomentübertragungsmittel eines fahrzeugs, sowie fahrzeug, computerprogramm und computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102017008737B4
Application number: DE102017008737.7A
Authority: DE
Inventors: Erik Gustafsson; Georg Åhrberg; Fredrik Jarngren
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: SE1651283A1; DE102017008737A1; BR102017019917A2; SE541781C2

Abstract

Verfahren zum Steuern der Drehmomentübertragungsmittel (106) eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) umfasst:Drehmomentübertragungsmittel (106) zum selektiven Übertragen eines Drehmoments zu und/oder von mindestens einer Energiequelle (101) des Fahrzeugs (100), undvom Fahrer manövrierbare Mittel (118) zum Steuern des übertragbaren Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106), wobei die vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) durch den Fahrer in einer Bewegungsregion (A-B) zwischen einer ersten Endposition (A), die eine Anfrage für die vollständige Übertragbarkeit des Drehmoments darstellt, und einer zweiten Endposition (B), die eine vollständige Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments darstellt, manövrierbar sind,wobei das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) in einem ersten Modus in Abhängigkeit von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) und in einem zweiten Modus unabhängig von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) steuerbar ist,wobei das Verfahren, wenn das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird, umfasst:- falls die Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) von der ersten Position (A) abweicht, Untersagen, bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle (101), einer automatischen Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106).

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und System zum Steuern der Drehmomentübertragungsmittel eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, die das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt diverse Arten von Fahrzeuggetrieben. Beispielsweise können Fahrzeuggetriebe vollautomatisch sein, wobei ein Fahrzeugsteuersystem die Gangschaltvorgänge steuert. Die Schaltgetriebe, die in diesen Systemen verwendet werden, können aus automatisierten manuellen Getrieben bestehen, wobei das Fahrzeugsteuersystem das Gangschalten in „manuellen“ Schaltgetrieben steuert.
Es gibt auch manuelle Getriebe, bei denen der Fahrzeugfahrer die Kontrolle über den Gangschaltvorgang hat. Ein Gangschalten bei manuellen Getrieben wird häufig durch die Verwendung einer vom Fahrer steuerbaren Kupplung, häufig durch die Verwendung eines Kupplungspedals, ausgeführt. Kupplungen können auch bei automatisierten manuellen Getrieben verwendet werde, wobei der Kupplungsvorgang beim Gangschalten durch das Fahrzeugsteuersystem und nicht durch den Fahrer gesteuert wird. Es gibt auch Systeme, die automatisierte manuelle Getriebe aufweisen, bei denen ein vom Fahrer steuerbares Mittel, wie etwa ein Kupplungspedal, vorhanden ist, und die verwendet werden können, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand anfährt. Wenn das Fahrzeug in Gang gesetzt wurde, können nachfolgende Gangschaltungen eingerichtet sein, um vollständig durch das Fahrzeugsteuersystem ohne Fahrereingriff und ohne weiteres Manövrieren der Kupplung gesteuert zu werden, d.h. die Gangschaltungen werden mit geschlossenem Antriebsstrang ausgeführt. Daher wird in diesem Fall die Kupplung vollständig durch den Fahrer gesteuert, der ein Kupplungspedal verwendet, das direkt (mechanisch) mit dem Kupplungsaktuator verknüpft ist.
Die vorliegende Anmeldung betrifft Systeme, bei denen das vom Fahrer manövrierbare Mittel, wie etwa ein Kupplungspedal, zum Steuern von Drehmomentübertragungsmitteln, wie etwa einer Kupplung, verwendet wird, jedoch nicht direkt durch die Verwendung eines mechanischen Gestänges. Stattdessen wird das Drehmomentübertragungsmittel beispielsweise durch die Verwendung von elektromotorischen Kupplungs- (CBW) Systemen gesteuert. Bei elektromotorischen Kupplungssystemen wird ein elektrisches Signal, das beispielsweise eine Position des Kupplungspedals darstellt, in eine entsprechende Anfrage zur Drehmomentübertragung, wie etwa eine entsprechende Kupplungsbewegung, übersetzt. Beispielsweise kann ein Positionssensor oder ein anderes geeignetes Mittel verwendet werden, um eine Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels zu detektieren, wie beispielsweise die Position eines Kupplungspedals. Ein elektrisches Signal, das diese Position darstellt, wird dann in eine entsprechende Fahreranfrage bezüglich beispielsweise eines Kupplungsvorgangs übersetzt, und das Fahrzeugsteuersystem steuert beispielsweise die tatsächliche Kupplungsbewegung in Abhängigkeit von dem Signal, das die Position des Kupplungspedals darstellt. Die tatsächliche Kupplungsbewegung ist folglich nicht mechanisch mit den Bewegungen des vom Fahrer manövrierbaren Mittels verknüpft. Die Verantwortung zum Steuern, wie die Kupplung zu manövrieren ist, kann dadurch zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeugsteuersystem übertragbar sein, so dass das Öffnen und Schließen der Kupplung auch ganz durch das Fahrzeugsteuersystem, also unabhängig von der Position des Kupplungspedals, gesteuert werden können.
Derartige Systeme können Vorteile beim Betrieb des Fahrzeugs bieten.
DE 10 2016 000 752 A1 offenbart ein Verfahren und ein System mit einem elektromotorischen Kupplungssystem. Ein Ausrücken einer Kupplung des Kupplungssystems wird verhindert, wenn ein Kupplungspedal in einer ersten Positionszone ist.
US 2010 / 0 298 094 A1 und EP 2 713 073 A1 betreffen Vorgehensweisen, um bei elektromotorischen Kupplungssystemen einen verbesserten Übergang zwischen einem manuellen und einem automatischen Modus zu gewährleisten.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wäre vorteilhaft, ein Verfahren und ein System zu erreichen, die das Risiko reduzieren, dass das Fahrzeug in Situationen, in denen der Fahrer davon ausgehen kann, dass er die Kontrolle über das Manövrieren der Drehmomentübertragungsmittel hat, obwohl die Drehmomentübertragungsmittel in Wirklichkeit vollständig vom Fahrzeugsteuersystem gesteuert werden, unbeabsichtigt in Bewegung gesetzt wird. Um dieses Problem besser anzugehen, werden ein Verfahren und ein System, welche die Merkmale aufweisen, die in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind, bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Drehmomentübertragungsmittel eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug umfasst:

Drehmomentübertragungsmittel, wie etwa eine Kupplung, zum selektiven Übertragen eines Drehmoments an eine und/oder von einer Energiequelle des Fahrzeugs, und vom Fahrer manövrierbare Mittel zum Steuern eines übertragbaren Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel, wobei die vom Fahrer manövrierbaren Mittel durch den Fahrer in einer Bewegungsregion zwischen einer ersten Endposition, die eine volle Übertragbarkeit des Drehmoments darstellt, wie beispielsweise eine ganz geschlossene Kupplung, und einer zweiten Endposition, die eine vollständige Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments darstellt, wie etwa eine ganz offene Kupplung, manövrierbar sind, wobei das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel in einem ersten Modus in Abhängigkeit von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel und in einem zweiten Modus unabhängig von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel steuerbar ist, wobei das Verfahren, wenn das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird, umfasst:
- - falls die Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel von der ersten Position abweicht, bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle, Untersagen einer automatischen Erhöhung des übertragbaren Drehmoments der Drehmomentübertragungsmittel, z.B. Untersagen eines automatischen Schließens einer Kupplung.

In Bezug auf Systeme mit automatisiertem manuellem Getriebe (AMT), können diese Systeme Drehmomentübertragungsmittel in Form einer Kupplung umfassen, die ausschließlich durch das Fahrzeugsteuersystem gesteuert wird. Ein Fahrzeug, das ein derartiges System umfasst, ist im Allgemeinen ein Fahrzeug mit zwei Pedalen (Gaspedal, Bremspedal) ohne Gelegenheit für den Fahrer, die Kupplung unter Verwendung eines Kupplungspedals manuell zu steuern. Wenn die Kupplung unter der Kontrolle des Fahrzeugsteuersystems steht, kann die Leistung in manchen Situationen, z.B. wenn Gänge geschaltet werden, im Vergleich zu einem System, bei dem die Kupplung ausschließlich durch den Fahrer manövriert wird und bei dem beispielsweise Gangschaltungen ausgeführt werden, wenn die Kupplung geschlossen ist, verbessert werden.
Daher können AMT-Systeme, die ein zusätzliches Kupplungspedal umfassen, das vollständig durch den Fahrer des Fahrzeugs gesteuert wird, in manchen Situationen, z.B. bezüglich des Gangschaltens, im Vergleich zu Systemen, bei denen die Kupplung von dem Fahrzeugsteuersystem gesteuert wird, unter einer reduzierten Leistung leiden. Fahrzeuge, die ein Kupplungspedal umfassen, das mechanisch mit der Kupplung verknüpft ist, erfordern im Allgemeinen auch an sich, dass der Fahrer die Kupplung aktiv manövriert (die Kupplung aus einem offenen Zustand heraus schließt), wenn er das Fahrzeug anfährt, und die Kupplung auch öffnet, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird. Folglich erfordern solche Fahrzeuge gewöhnlich eine Fahrerbetätigung des Kupplungspedals, z.B. jedes Mal wenn das Fahrzeug an einer Straßenkreuzung oder einer Ampel usw. zum Stillstand gekommen ist.
Derartige Systeme können jedoch auch Vorteile bieten. Beispielsweise kann die Verwendung eines Kupplungspedals während eines Fahrzeugstarts dem Fahrzeugsteuersystem eine zusätzliche Information bezüglich der Art und Weise bereitstellen, wie der Fahrer das Anfahren ausführen möchte, z.B. durch langsames Schließen der Kupplung, um beispielsweise ein Durchdrehen der Räder zu vermeiden. Das Fahrzeugsteuersystem kann dann andere Fahrzeugfunktionen gemäß der Absicht des Fahrers steuern. Auch kann der Fahrer unter Verwendung des Pedals einer Rutschkupplung sowohl die Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch die Drehzahl der Energiequelle unabhängig steuern. Diese Steuerung ist unter Verwendung nur eines Bremspedals und eines Gaspedals schwierig zu bewerkstelligen.
Folglich kann es in manchen Situationen wünschenswert sein, über ein Fahrzeug zu verfügen, das eine Kupplung umfasst, die durch den Fahrer steuerbar ist. Die Verwendung von elektromotorischen Kupplungssystemen, d.h. von Systemen, bei denen ein elektrisches Signal eine Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel zum Steuern der Kupplung, wie beispielsweise die Position eines Kupplungspedals, angibt, kann Merkmale des Zweipedalsystems und Merkmale von Dreipedalsystemen bereitstellen, bei denen das Kupplungspedal mit der Kupplung mechanisch verknüpft ist.
Elektromotorische Kupplungssysteme können derart ausgelegt sein, dass der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung nur in Situationen, in denen es erwünscht ist, erzielen (übernehmen) kann, während sich das Fahrzeugsteuersystem weiterhin in allen anderen Situationen um die Kupplung kümmern kann. Dies bedeutet beispielsweise, dass es vielleicht ausreicht, wenn das Fahrzeug an einer Ampel anhält, dass der Fahrer nur das Bremspedal betätigt, wenn er das Fahrzeug anhält, während die Kupplung durch das Fahrzeugsteuersystem ohne Eingriff des Fahrers automatisch geöffnet wird.
Dabei kann sich aus Sicht des Fahrers ein elektromotorisches Kupplungssystem dennoch ähnlich verhalten wie Systeme, die ein mechanisches Gestänge zwischen der Kupplung und den vom Fahrer manövrierbaren Mitteln wie zuvor aufweisen, und daher kann es sein, dass der Fahrer in der Lage ist, jedes Mal die Kontrolle über die Kupplung zu übernehmen, wenn er es wünscht, z.B. wenn er das Starten des Fahrzeugs ausführt. Es kann für den Fahrer auch beruhigend sein, dass er immer in der Lage ist, die Kontrolle über die Kupplung zu übernehmen. Das elektromotorische Kupplungssystem kann jedoch auch ein Fahrzeugverhalten einführen, das der Fahrer vielleicht nicht erwartet.
Elektromotorische Kupplungssysteme, die eine Fahrersteuerung der Kupplung zulassen, führen dazu, dass das Manövrieren der Kupplung unter der Kontrolle entweder des Fahrers oder des Fahrzeugsteuersystems steht. Daher ist gewöhnlich eine Definition der Übertragung der Verantwortung der Kontrolle über die Kupplung sowohl aus Sicht des Fahrers als auch aus Sicht des Steuersystems notwendig. Dies kann beispielsweise bewerkstelligt werden, indem die Kontrolle über die Kupplung an das Fahrzeugsteuersystem gegeben wird, z.B. wenn das Kupplungspedal ganz losgelassen wird. Entsprechend kann die Verantwortung über die Kupplung an den Fahrer übergeben werden, wenn der Fahrer das vom Fahrer steuerbaren Mittel manövriert, z.B. das Kupplungspedal manövriert.
Jede Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels (wie etwa die Position des Kupplungspedals) ist im Allgemeinen mit der entsprechenden Position der bewegbaren Elemente der Kupplung, wie beispielsweise eines Kupplungsaktuators. Bezüglich eines Kupplungspedals kann ein ganz losgelassenes Kupplungspedal eine ganz geschlossene Kupplung darstellen, und ein ganz betätigtes Kupplungspedal kann eine ganz offene Kupplung darstellen. Die dazwischenliegenden Positionen des Kupplungspedals können Positionen der bewegbaren Kupplungselemente zwischen ganz geschlossen und ganz offen darstellen.
Um die Kontrolle über die Kupplung zu übernehmen, kann es beispielsweise notwendig sein, dass der Fahrer die vom Fahrer manövrierbaren Mittel in eine Position manövriert, in der das angefragte übertragbare Drehmoment soweit reduziert wurde, dass die Position ein übertragbares Drehmoment darstellt, das höchstens dem aktuellen übertragbaren Drehmoment der Kupplung entspricht. D.h. der Fahrer betätigt beispielsweise ein Kupplungspedal soweit, dass es mindestens dem tatsächlichen Öffnungsgrad entspricht, auf den die Kupplung durch das Fahrzeugsteuersystem geöffnet wurde. Die Steuerung der Kupplung bleibt dann unter Kontrolle des Fahrers, solange die Kupplung nicht ganz geschlossen ist.
Dies bedeutet beispielsweise, dass wenn die Kupplung geschlossen ist, nur eine kleine Bewegung der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (z.B. leichtes Betätigen des Kupplungspedals) durch den Fahrer dazu führt, dass der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung übernimmt. Falls dagegen beispielsweise das Fahrzeug stillsteht und die Kupplung anhand des Fahrzeugsteuersystems in eine ganz offene Position manövriert wird, muss der Fahrer die vom Fahrer manövrierbaren Mittel in eine Position manövrieren, die eine ganz offene Kupplung darstellt, um die Kontrolle über die Kupplung zu erlangen. Sobald der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung erlangt/erzielt hat, kann die Fahrerkontrolle über die Kupplung solange bewahrt bleiben, bis sich das vom Fahrer manövrierbare Mittel nicht mehr in der Endposition befindet, welche die ganz geschlossene Kupplung darstellt.
Folglich kann die Art, wie der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung erlangt, relativ gut definiert sein. Es kann jedoch Situationen geben, in denen der Fahrer davon ausgehen kann, dass die Kontrolle über die Kupplung durch geeignetes Manövrieren der vom Fahrer manövrierbaren Mittel erreicht wurde, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist.
Falls beispielsweise das Fahrzeug stillsteht und die Kupplung unter der Kontrolle des Fahrzeugsteuersystems ganz offen ist, muss der Fahrer, um die Kontrolle über die Kupplung zu erlangen, das vom Fahrer manövrierbare Mittel in die zweite Endposition manövrieren, z.B. indem er ein Kupplungspedal ganz betätigt. Falls in dieser Situation der Fahrer beispielsweise das Kupplungspedal weit aber nicht ganz über die Bewegungsregion betätigt, kann es sein, dass der Fahrer davon ausgeht, dass er die Kontrolle über die Kupplung hat, obwohl in Wirklichkeit das Fahrzeugsteuersystem die Kontrolle über die Kupplung behält. Falls der Fahrer dann, wenn das Kupplungspedal immer noch betätigt ist, beispielsweise die Fahrzeugenergiequelle beschleunigt, indem er ein Gaspedal verwendet, kann dies aus Sicht des Steuersystems einer Anfrage für einen herkömmlichen Zweipedal-Systemstart gleichkommen. D.h. die Betätigung des Gaspedals kann die Folge habe, dass das Schließen der Kupplung beginnt und das Fahrzeug in Gang gesetzt wird. Dies kann offensichtlich in völligem Widerspruch zu dem vom Fahrer erwarteten Fahrzeugverhalten stehen, woraus sich möglicherweise gefährliche Situationen ergeben. Das Vorstehende gilt auch für Fahrzeuge, die andersartige Drehmomentübertragungsmittel als eine Kupplung aufweisen, wie beispielsweise von der nachstehend erläuterten Art.
Nachstehend werden die Aspekte der Erfindung für Drehmomentübertragungsmittel in der Form einer Kupplung beschrieben, doch die Aspekte gelten auch für andere Drehmomentübertragungsmittel, wie beispielsweise nachstehend erläutert. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und ein System bereitgestellt, die das Risiko reduzieren, dass ähnliche Situationen wie die zuvor beschriebenen entstehen. Dies wird dadurch erreicht, dass ein automatisches, d.h. durch das Steuersystem und nicht durch den Fahrer eingeleitetes, Schließen der Kupplung bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle, wenn die Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels eine Anfrage für mindestens ein teilweises Öffnen der Kupplung angibt, untersagt wird.
Folglich wird das Risiko des Startens des Fahrzeugs (des Ingangsetzens des Fahrzeugs) in Situationen, in denen man davon ausgehen kann, dass der Fahrer glaubt, die Kontrolle über die Kupplung zu haben, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist, reduziert. Somit kann das Risiko, dass eine möglicherweise gefährliche Situation entsteht, reduziert werden, indem sichergestellt wird, dass der Fahrer das Fahrzeug nicht versehentlich in Gang setzt, indem er das Gaspedal in einer Situation betätigt, in welcher der Fahrer davon ausgeht, dass die Kupplung offen bleibt.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird ein automatisches Schließen der Kupplung nur untersagt, wenn eine aktuelle Geschwindigkeit, nach hinten oder nach vorne, des Fahrzeugs unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit liegt, wie beispielsweise unter 3, 5 oder 10 km/h, oder nur wenn das Fahrzeug stillsteht. Im Allgemeinen ist es wahrscheinlicher, dass gefährliche Situationen auftreten, wenn sich das Fahrzeug mit geringen Geschwindigkeiten oder aus dem Stillstand heraus bewegt. Wenn das Fahrzeug mit höheren Geschwindigkeiten fährt, wirkt sich das Schließen einer offenen Kupplung weniger auf das Verhalten des Fahrzeugs aus.
Ferner wird gemäß den Ausführungsformen der Erfindung das automatische Schließen der Kupplung nur untersagt, wenn das vom Fahrer manövrierbare Mittel, wie etwa ein Kupplungspedal, in eine Position manövriert wird, die eine Bewegung um einen vorbestimmten Prozentsatz der Bewegungsregion, wie etwa eine Bewegung von mindestens 30 % oder mindestens 50 % oder mindestens 70 % der Bewegungsregion, von der ersten Endposition in die zweite Endposition darstellt.
Falls das vom Fahrer manövrierbaren Mittel in Form eines Kupplungspedals vorliegt, kann es beispielsweise notwendig sein, dass das Pedal weit betätigt wird, um zu verhindern, dass sich die Kupplung schließt, wenn Energie aus der Energiequelle angefragt wird. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ist eine beliebige Bewegung, wie etwa eine beliebige Betätigung, in Bezug auf ein Kupplungspedal ausreichend.
Das automatische Schließen der Kupplung kann solange untersagt werden, bis sich das vom Fahrer manövrierbare Mittel in einer anderen Position als der ersten Position befindet, z.B. für den Fall, dass das vom Fahrer manövrierbare Mittel ein Kupplungspedal ist, solange ein Kupplungspedal mindestens teilweise betätigt wird. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird die Kupplung automatisch geschlossen, falls das vom Fahrer manövrierbare Mittel in die erste Endposition zurückgebracht wird, die eine ganz geschlossene Kupplung darstellt, z.B. ein Kupplungspedal, das ganz losgelassen ist, vorausgesetzt, dass es weiterhin eine vom Fahrer eingeleitete Anfrage für Energie aus der Energiequelle gibt, wie etwa durch ein Gaspedal.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung, wenn das automatische Schließen der Kupplung nur untersagt ist, wenn das vom Fahrer manövrierbare Mittel in eine Position manövriert wird, die eine Bewegung mindestens um einen vorbestimmten Prozentsatz der Bewegungsregion von der ersten Endposition in die zweite Endposition darstellt, schließt sich die Kupplung automatisch, falls das vom Fahrer manövrierbare Mittel in eine Position zurückgebracht wird, die eine Bewegung um weniger als den vorbestimmten Prozentsatz der Bewegungsregion von der ersten Position darstellt. Wie zuvor kann die vorbestimmte Bewegung eine Bewegung von mindestens 30 % oder mindestens 50 % oder mindestens 70 % der Bewegungsregion von der ersten Endposition in die zweite Endposition sein.
Ferner kann gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ein Übergang von dem zweiten Modus in den ersten Modus erfolgen, falls das vom Fahrer manövrierbare Mittel in eine Position manövriert wird, die ein übertragbares Drehmoment darstellt, das höchstens dem aktuellen übertragbaren Drehmoment der Kupplung entspricht, wie beispielsweise falls ein vom Fahrer manövrierbares Mittel in der Form eines Kupplungspedals ganz betätigt wird, während die Kupplung ganz offen ist. Dadurch erlangt der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung, und falls die Kupplung losgelassen wird, kann es vorgesehen sein, dass ein entsprechendes Schließen der Kupplung erfolgt.
Die Drehmomentübertragungsmittel können eine Kupplung umfassen. Die Drehmomentübertragungsmittel zum Steuern der Übertragung eines Drehmoments zu/von einer Energiequelle können jedoch andere Bauformen aufweisen. Beispielsweise kann eine herkömmliche Kupplung durch Drehmomentübertragungsmittel ersetzt werden, die eine oder mehrere Elektromaschinen und geeignetes Räderwerk umfassen, wobei derartige andere Drehmomentübertragungsmittel immer noch beispielsweise zwischen einer Energiequelle, wie etwa einer Brennkraftmaschine und einem Schaltgetriebe, z.B. einem Schaltgetriebe, das verschiedene Zahnräder umfasst, angeordnet sein können. Bezüglich dieser anderen Drehmomentübertragungsmittel kann das Räderwerk beispielsweise ein oder mehrere Planetenräder und anderes geeignetes Räderwerk umfassen, wobei die Elektromaschine(n) und die Energiequelle, wie etwa eine Brennkraftmaschine, in einer drehmomentausgeglichenen Beziehung stehen können, so dass, wenn von der Elektromaschine kein Drehmoment ausgeübt wird, dies das Drehmoment einschränkt, das durch die Energiequelle an das Schaltgetriebe übertragen werden kann, und wobei ein höheres durch die Elektromaschine ausgeübtes Drehmoment eine höhere Drehmomentübertragung von der Energiequelle ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform kann das Fahrzeug eine Energiequelle in der Form einer Brennkraftmaschine umfassen, während die Funktionalität, die einer Rutschkupplung ähnelt, durch das Steuern der Drehmomentübertragung durch die Elektromaschine erzielt werden kann. Vom Fahrer manövrierbare Mittel, wie etwa ein Pedal, können dann verwendet werden, wobei eine erste Endposition, wie etwa ein losgelassenes Pedal, eine Anfrage nach einem hohen, maximal übertragbaren Drehmoment darstellen kann, ähnlich wie eine geschlossene Kupplung, und eine zweite Endposition, wie etwa ein betätigtes Pedal, eine unterbrochene Übertragung darstellen kann, z.B. ein Nulldrehmoment, durch Steuern der Elektromaschine, damit sie beispielsweise ein Nulldrehmoment abgibt. Die Elektromaschine kann gesteuert werden, um ein variables übertragbares Drehmoment zu/von der Energiequelle in Abhängigkeit von der Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels bereitzustellen. Der Fahrer kann zudem die Drehzahl der Energiequelle durch die Verwendung einer gleichzeitigen Betätigung des Gaspedals steuern. Derartige Lösungen können beispielsweise verwendet werden, wenn die Erfindung in Hybridfahrzeugen, wie etwa elektrischen Hybridfahrzeugen, verwendet wird.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Fahrzeug einen vom Fahrer manövrierbaren Gangwählhebel, wobei ein Fahrmodus auswählbar ist. Beispielsweise kann das Fahren im Vorwärts- oder im Rückwärtsgang unter Verwendung des Gangwählhebels ausgewählt werden, wobei diese Modi ausgewählt werden, um das Fahrzeug in eine gewünschte Richtung in Gang zu setzen. Der Gangwählhebel kann auch beispielsweise einen Leerlaufmodus und/oder ein Parkmodus umfassen, wobei der Fahrzeugantriebsstrang in diesen Modi nie geschlossen wird, um das Fahrzeug in Gang zu setzen, wobei der Parkmodus beispielsweise eine Feststellbremse anzieht, um das Fahrzeug ortsfest zu halten. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird das automatische Schließen der Kupplung nur ausgeführt, wenn ein Fahrmodus ausgewählt ist, und das Verfahren wird nur ausgeführt, wenn ein Fahrmodus von dem Fahrer ausgewählt wird. Der Fahrmodus kann ein Fahrmodus im Vorwärtsgang oder ein Fahrmodus im Rückwärtsgang sein.
Ferner wird der Fachmann verstehen, dass die Drehmomentübertragungsmittel, wie etwa Kupplungen, diverse Bauformen aufweisen können, und die bestimmte Bauform, z.B. ob die Kupplung eine Reibungskupplung ist oder nicht, für die vorliegende Erfindung nicht ausschlaggebend ist. Die vorliegende Erfindung ist auf alle Systeme anwendbar, die eine elektromotorische Kupplungsfunktion bereitstellen.
Weitere Kennzeichen der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile sind in der ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die nachstehend dargelegt wird, und in den beiliegenden Zeichnungen angegeben.
Figurenliste
Es zeigen:

1A einen Antriebsstrang eines beispielhaften Fahrzeugs;
1B ein Beispiel einer Steuereinheit in einem Fahrzeugsteuersystem;
1C ein Kupplungspedal des beispielhaften Fahrzeugs aus 1A;
2 ein beispielhaftes Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Erfindung;
3 eine Kennlinie eines beispielhaften Kupplungspedals eines Fahrzeugs, bei dem die Ausführungsformen der Erfindung vorteilhaft verwendet werden können.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Wie zuvor erwähnt, sind die Ausführungsformen der Erfindung nicht nur auf Systeme anwendbar, die eine Kupplung umfassen, sondern die Erfindung ist auf eine beliebige Art von System anwendbar, bei dem steuerbare Drehmomentübertragungsmittel verwendet werden, um die Drehmomentübertragung zu und/oder von einer Energiequelle unter Verwendung von vom Fahrer manövrierbaren Mitteln zu steuern. Wie es ferner zuvor erwähnt wurde, können derartige Systeme beispielsweise Systeme umfassen, bei denen eine Elektromaschine und Räderwerk verwendet werden, um die Funktion einer herkömmlichen Kupplung, z.B. bei elektrischen Hybridfahrzeugen, zu ersetzen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden jedoch der Einfachheit halber die Ausführungsformen der Erfindung für ein System erläutert, bei dem eine Kupplung durch vom Fahrer manövrierbare Mittel gesteuert wird. Ferner ist das vom Fahrer steuerbare Mittel zum Steuern einer Kupplung in der folgenden ausführlichen Beschreibung als Kupplungspedal erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf eine beliebige Art von vom Fahrer steuerbaren Mitteln zum Steuern einer Kupplung anwendbar, wobei das vom Fahrer steuerbare Mittel in einer Bewegungsregion bewegbar ist.
1A bildet schematisch einen Antriebsstrang eines beispielhaften Fahrzeugs 100 ab. Der Antriebsstrang umfasst eine Energiequelle, bei dem vorliegenden Beispiel eine Brennkraftmaschine 101, die auf herkömmliche Art und Weise über eine Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine 101, normalerweise über ein Schwungrad 102, mit einem Schaltgetriebe 103 über eine Kupplung 106 verbunden ist. Eine Abtriebswelle 107 von dem Schaltgetriebe 103 versetzt die Antriebsräder 113, 114 anhand eines Achsantriebs 108, wie etwa eines gemeinsamen Differentials, und von Antriebsachsen 104, 105, die über den Achsantrieb 108 verbunden sind, in Bewegung.
Die Brennkraftmaschine 101 wird durch das Fahrzeugsteuersystem über eine Steuereinheit 117 gesteuert. Die Kupplung 106 und das Schaltgetriebe 103 werden auch durch das Fahrzeugsteuersystem anhand einer Steuereinheit 116 gesteuert. Gemäß dem vorliegenden Beispiel umfasst die Kupplung eine Trockenkupplung, bei der ein Reibungselement (Scheibe) 110 mit einem ersten Schaltgetriebeelement, z.B. einer Antriebswelle 109 des Schaltgetriebes 103, verbunden ist und sich damit dreht. Das Reibungselement 110 rückt selektiv in das Schwungrad 102 oder einen beliebigen anderen drehbaren Teil der Brennkraftmaschine 101 ein, um ein Drehmoment zu/von der Brennkraftmaschine 101, d.h. zwischen der Brennkraftmaschine 101 und den Antriebsstrangbauteilen stromabwärts von der Kupplung 106, wie etwa zu/von mindestens einem der Antriebsräder 113, 114 über das Schaltgetriebe 103, zu übertragen.
Das Einrücken des Reibungselements 110 in das Motorschwungrad 102 wird anhand einer Druckplatte 111 anhand eines Hebelarms 112 gesteuert, der durch einen Kupplungsaktuator 115 manövriert wird.
Bei ganz mechanischen Systemen, bei denen die Kupplung direkt anhand eines Kupplungspedals gesteuert wird, ist das Kupplungspedal mit der Kupplung mechanisch verknüpft. Beispielsweise kann das Kupplungspedal mit dem Hebelarm mechanisch verknüpft sein, um die Bewegung des Reibungselements direkt zu steuern. D.h. eine Bewegung des Kupplungspedals ist mit der Kupplung mechanisch verknüpft, und ein bewegbares Kupplungselement, wie etwa ein Reibungselement, bewegt sich synchron zum Kupplungspedal. Es versteht sich, dass die erläuterte Kupplung rein beispielhaft ist, und dass Kupplungen, unabhängig davon, ob die Kupplung Teil eines elektromotorischen Kupplungssystems ist oder mechanisch durch vom Fahrer steuerbare Mittel gesteuert wird, diverse Bauformen aufweisen kann. Beispielsweise kann der Kupplungsaktuator zu der Antriebswelle des Schaltgetriebes koaxial angeordnet sein.
Gemäß den elektromotorischen Kupplungssystemen, wie etwa dem hier erläuterten System, können das Öffnen und Schließen der Kupplung 106 durch den Fahrer gesteuert werden, indem der Fahrer vom Fahrer manövrierbare Mittel, wie etwa ein Kupplungspedal 118, verwendet. In diesem Fall steuert das Kupplungspedal jedoch den Einfluss des Kupplungsaktuators 115 auf den Hebelarm 112 nicht direkt durch eine mechanische Verknüpfung. Vielmehr wird die Kupplung durch das Fahrzeugsteuersystem in Abhängigkeit von Signalen gesteuert, welche die Position des Kupplungspedals 118 darstellen.
Da die tatsächliche Bewegung des Hebelarms 112 nicht mechanisch mit dem Kupplungspedal 118 verknüpft ist, bedeutet dies wiederum, dass die Position des Kupplungspedals 118 stattdessen als eine Anfrage nach einem bestimmten übertragbaren Drehmoment verwendet wird, das beispielsweise durch die Position des Kupplungsreibungselements/Aktuators dargestellt wird, die dann anhand des Fahrzeugsteuersystems in eine tatsächliche Kupplungsbewegung über den Kupplungsaktuator 115 übersetzt wird. Daher erfolgt das tatsächliche Manövrieren der Kupplung, d.h. das Positionieren des Hebelarms 112, bei dem vorliegenden Beispiel durch das Fahrzeugsteuersystem, wenn die Kupplung vom Fahrer gesteuert wird, wobei dieses Manövrieren von der Position des Kupplungspedals 118 abhängig ist.
Da jedoch das tatsächliche Manövrieren unter der Kontrolle des Fahrzeugsteuersystems steht, ermöglicht dies, dass die Kupplung auch durch das Fahrzeugsteuersystem völlig unabhängig von dem Kupplungspedal gesteuert werden kann. Die Kupplung kann daher gemäß verschiedenen Modi gesteuert werden, wobei die tatsächliche Kupplungsbewegung immer durch das Fahrzeugsteuersystem erfolgt, wobei jedoch die Bewegung in einem vom Fahrer gesteuerten Modus auf der Grundlage von Signalen erfolgt, welche die Position des Kupplungspedals darstellen, und eine Kupplungsbewegung in einem automatischen Modus unabhängig von der aktuellen Position des Kupplungspedals erfolgt.
Ein beispielhaftes Kupplungspedal 118 ist schematisch in 1C gezeigt. Das Kupplungspedal 118 ist innerhalb einer Bewegungsregion bewegbar, die durch zwei Endpositionen A, B, definiert ist, die einen Winkelbereich α definieren. Die Position des Kupplungspedals 118 in der Bewegungsregion kann z.B. anhand eines geeigneten Sensors, wie beispielsweise eines Potentiometers oder eines Winkelsensors 119 oder einer anderen geeigneten Art von Sensor, der die aktuelle Position des Kupplungspedals 118 in der Bewegungsregion bestimmt, in der das Kupplungspedal bewegbar ist, bestimmt werden. Wenn das Kupplungspedal 118 ganz losgelassen ist, d.h. nicht vom Fahrer manövriert wird, befindet es sich in einem Ruhezustand in der Position A, z.B. anhand einer Federkraft, wobei die Position A eine ganz geschlossene Kupplung darstellt. Die Position B stellt ein ganz betätigtes Kupplungspedal und somit eine ganz offene Kupplung dar. 1A offenbart auch ein Gaspedal 130, anhand dessen der Fahrer Energie von der Brennkraftmaschine 101 anfragt.
Wie zuvor erwähnt, kann die Kupplung in Abhängigkeit von dem Kupplungspedal (dem vom Fahrer manövrierbaren Mittel) gesteuert werden. Ein Vorteil von elektromotorischen Kupplungssystemen besteht jedoch darin, dass die Kupplung auch durch das Fahrzeugsteuersystem unabhängig vom Kupplungspedal gesteuert werden kann. Dies wird häufig auch verwendet, um es beispielsweise zu ermöglichen, dass das Fahrzeug gegebenenfalls als Zweipedal- (Gaspedal, Bremspedal) Fahrzeug gefahren wird, wobei das Kupplungspedal verwendet werden kann, um eine zusätzliche Steuerung bereitzustellen, wie zuvor beschrieben. Die Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren und ein System bereit, die das Risiko des Auftretens unerwünschter Situationen reduzieren, wenn sowohl der Fahrer als auch das Steuersystem davon ausgehen können, dass sie die Kontrolle über die Kupplung haben. Ein beispielhaftes Verfahren 200 der Ausführungsformen der Erfindung ist in 2 gezeigt, wobei das Verfahren mindestens teilweise beispielsweise in der Steuereinheit 116 zum Steuern der Kupplung 106 und des Schaltgetriebes 103 umgesetzt sein kann. Wie zuvor angegeben, werden die Funktionen eines Fahrzeugs im Allgemeinen durch eine Reihe von Steuereinheiten gesteuert, und die Steuersysteme in Fahrzeugen der offenbarten Art umfassen im Allgemeinen ein Kommunikationsbussystem, das einen oder mehrere Kommunikationsbusse umfasst, um eine Reihe von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) oder Controllern mit diversen Komponenten an Bord des Fahrzeugs zu verbinden. Ein derartiges Steuersystem kann eine große Anzahl von Steuereinheiten umfassen, und die Steuerung einer spezifischen Funktion kann zwischen zwei oder mehreren davon aufgeteilt sein.
Der Einfachheit halber stellt 1A nur die Steuereinheiten 116 bis 117 dar, doch die Fahrzeuge 100 der abgebildeten Art sind häufig mit wesentlich mehr Steuereinheiten versehen, wie es der Fachmann verstehen wird. Die Steuereinheiten 116 bis 117 sind eingerichtet, um miteinander und mit diversen Komponenten über das Kommunikationsbussystem und andere Verkabelung zu kommunizieren, wie durch die Verbindungslinien in 1A teilweise angegeben.
Die Ausführungsformen der Erfindung können in einer beliebigen geeigneten Steuereinheit in dem Fahrzeug 100 und demnach nicht unbedingt in der Steuereinheit 116 umgesetzt sein. Die Kontrolle über die Kupplung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung ist gewöhnlich von Signalen abhängig, die von anderen Steuereinheiten und/oder Fahrzeugkomponenten empfangen werden, und es ist im Allgemeinen der Fall, dass die Steuereinheiten der offenbarten Art normalerweise angepasst sind, um Sensorsignale von diversen Teilen des Fahrzeugs 100 zu empfangen. Die Steuereinheit 116 empfängt beispielsweise Signale von einem Kupplungspedal-Positionssensor 119 und einem Kupplungsaktuator 115. Ferner empfängt die Steuereinheit Signale, die eine Fahreranfrage nach Leistung von der Brennkraftmaschine, wie etwa anhand des Gaspedals 130, darstellen. Die Steuereinheiten der abgebildeten Art sind gewöhnlich auch angepasst, um Steuersignale an diverse Teile und Komponenten des Fahrzeugs zu liefern, z.B. um den Kupplungsaktuator 115 zu steuern.
Eine derartige Steuerung wird häufig durch programmierte Anweisungen erreicht. Die programmierten Anweisungen umfassen typischerweise ein Computerprogramm, das bewirkt, wenn es in einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt wird, dass der Computer/ die Steuereinheit die gewünschte Steuerung ausübt, wie etwa die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Computerprogramm ist gewöhnlich ein Teil eines Computerprogrammprodukts, wobei das Computerprogrammprodukt ein geeignetes Speichermittel 121 umfasst (siehe 1B), wobei das Computerprogramm 126 auf dem Speichermittel 121 gespeichert ist. Das Computerprogramm kann auf nicht flüchtige Art und Weise auf dem Speichermittel gespeichert sein. Das digitale Speichermittel 121 kann beispielsweise eines umfassen aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: einen ROM (Festspeicher), einen PROM (programmierbaren Festspeicher), einen EPROM (löschbaren PROM), einen Flash-Speicher, einen EEPROM (elektrisch löschbaren PROM), eine Festplatteneinheit usw., und kann in der Steuereinheit oder in Verbindung damit eingerichtet sein, woraufhin das Computerprogramm durch die Steuereinheit ausgeführt wird. Das Verhalten des Fahrzeugs in einer spezifischen Situation kann somit angepasst werden, indem die Anweisungen des Computerprogramms geändert werden.
Eine beispielhafte Steuereinheit (die Steuereinheit 116) ist schematisch in 1B gezeigt, wobei die Steuereinheit eine Verarbeitungseinheit 120 umfassen kann, die beispielsweise eine geeignete Art von Prozessor oder Mikrocomputer umfassen kann, wie etwa eine Schaltung zur digitalen Signalverarbeitung (einen digitalen Signalprozessor, DSP) oder eine Schaltung mit einer vorbestimmten spezifischen Funktion (eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ASIC). Die Verarbeitungseinheit 120 ist mit einer Speichereinheit 121 verbunden, die der Verarbeitungseinheit 120 beispielsweise den gespeicherten Programmcode 126 und/oder die gespeicherten Daten bereitstellt, den bzw. die die Verarbeitungseinheit 120 benötigt, um Berechnungen ausführen zu können. Die Verarbeitungseinheit 120 ist auch eingerichtet, um unvollständige oder endgültige Ergebnisse von Berechnungen in der Speichereinheit 121 zu speichern.
Ferner ist die Steuereinheit 112 mit den Vorrichtungen 122, 123, 124, 125 ausgestattet, um Ein- und Ausgangssignale jeweils zu empfangen und zu senden. Diese Ein- und Ausgangssignale können Wellenformen, Impulse oder andere Attribute umfassen, welche die Vorrichtungen 122, 125 zum Empfangen von Eingangssignalen als Information zur Verarbeitung durch die Verarbeitungseinheit 120 detektieren können. Die Vorrichtungen 123, 124 zum Senden von Ausgangssignalen sind eingerichtet, um die Rechenergebnisse aus der Verarbeitungseinheit 120 in Ausgangssignale zur Übertragung an andere Teile des Fahrzeugsteuersystems und/oder die Komponente(n), für welche die Signale gedacht sind, umzuwandeln. Jede einzelne der Verbindungen mit den Vorrichtungen zum jeweiligen Empfangen und Senden von Ein- und Ausgangssignalen kann aus einem oder mehreren von einem Kabel; einem Datenbus, wie etwa einem CAN-Bus (Steuergerätenetzwerkbus), einem MOST-Bus (medienorientierter Systemtransport) oder einer anderen Buskonfiguration oder einer drahtlosen Verbindung bestehen.
Zurück zu dem beispielhaften Verfahren 200, das in 2 abgebildet ist, beginnt das Verfahren in Schritt 201. Wie zuvor erwähnt, betreffen die Ausführungsformen der Erfindung ein Verfahren und ein System, deren Ziel darin besteht, das Auftreten unerwünschter Situationen zu reduzieren, wenn der Fahrer glaubt, die Kontrolle über die Kupplung zu haben, obwohl der Fahrer sie in Wirklichkeit nicht hat. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird das Verfahren nur ausgeführt, wenn das Fahrzeug stillsteht oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer gewissen vorbestimmten geeigneten Geschwindigkeit liegt, in welchem Fall die Bestimmung aus Schritt 201 erst ausgeführt wird, wenn diese Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung erfüllt ist. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann das Verfahren eingerichtet sein, um für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten ausgeführt zu werden, wie zuvor erwähnt ist es jedoch wenn das Fahrzeug stillsteht oder mit sehr geringen Geschwindigkeiten fährt, dass unerwünschte Situationen höchstwahrscheinlich auftreten.
Daher kann Schritt 201 eingerichtet sein, um nur ausgeführt zu werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die eingestellten Kriterien erfüllt. Ferner wird gemäß den Ausführungsformen der Erfindung das Verfahren nur ausgeführt, wenn das Fahrzeugsteuersystem die Kontrolle über die Kupplung hat, und nicht wenn der Fahrer bereits die Kontrolle über die Kupplung hat. In Schritt 201 wird bestimmt, ob es eine Fahreranfrage nach Leistung von der Brennkraftmaschine 101 gibt. Das Verfahren bleibt solange in Schritt 201, wie dies nicht der Fall ist. Die Bestimmung, ob es eine Fahreranfrage nach Leistung gibt, kann beispielsweise ausgeführt werden, indem bestimmt wird, ob das Gaspedal 130 nicht ganz losgelassen ist, d.h. mindestens teilweise betätigt ist. Eine derartige Information ist normalerweise im Steuersystem verfügbar.
Wie zuvor erwähnt, wenn das Fahrzeug mit der ganz offenen Kupplung unter der Kontrolle des Fahrzeugsteuersystems stillsteht und das Kupplungspedal ganz losgelassen ist, würde das Betätigen des Gaspedals dazu führen, dass das Fahrzeug anfährt, d.h. in Gang gesetzt wird. D.h. das Fahrzeug würde sich wie ein beliebiges Zweipedalfahrzeug verhalten, wenn das Gaspedal aus dem Stillstand heraus betätigt wird. Dies würde vom Fahrer auch völlig erwartet. Wie zuvor erklärt, kann das Fahrzeugsteuersystem einen Start des Fahrzeugs ausführen, d.h. die Kupplung schließen und das Fahrzeug in Gang setzen, und zwar auch in Situationen, in denen der Fahrer auf ein derartiges Verhalten nicht gefasst ist, wie etwa wenn die Kupplung teilweise betätigt ist.
Daher wird in Schritt 202 bestimmt, ob eine Reduzierung des übertragbaren Drehmoments der Kupplung 106 durch den Fahrer angefragt wird. D.h. es wird bestimmt, ob das Kupplungspedal 118 mindestens teilweise betätigt ist. Das Verfahren kehrt zu Schritt 201 zurück oder ist alternativ beendet, wenn dies nicht der Fall ist, und das Fahrzeug kann auf herkömmliche Art und Weise ohne Unterbrechung durch die vorliegende Erfindung gestartet werden. Wenn es andererseits eine vom Fahrer eingeleitete Anfrage für eine Reduzierung des übertragbaren Drehmoments gibt, d.h. das Kupplungspedal mindestens teilweise betätigt ist, fährt das Verfahren mit Schritt 203 fort, wo bestimmt wird, ob die Kontrolle über die Kupplung unter der Verantwortung des Fahrers steht. Wie zuvor erklärt wäre dies der Fall, falls das Kupplungspedal ganz betätigt ist, wenn das Fahrzeug stillsteht und die Kupplung ganz offen ist. D.h. das übertragbare Drehmoment der Kupplung, wie vom Fahrer angefragt, überschreitet nicht das übertragbare Drehmoment, wie vom Fahrzeugsteuersystem eingestellt. Falls das Fahrzeug beispielsweise zum kompletten Stillstand gebracht wird, ohne das Kupplungspedal zu verwenden, d.h. nur durch Betätigen des Bremspedals, wird die Kupplung dennoch durch das Fahrzeugsteuersystem ganz geöffnet. Dies bedeutet, dass solange das Kupplungspedal im Prinzip nicht ganz betätigt ist, das Fahrzeugsteuersystem die ganze Kontrolle über die Kupplung behält und daher die aktuelle Position des Kupplungspedals ignoriert, während es die Kupplung steuert.
Dies wird in 3 erläutert, die ein Beispiel einer Kennlinie P_char1 für eine beispielhafte Kupplung einer Art, die in einem Fahrzeug aus 1A verwendet werden kann, zeigt. Die Y-Achse bezeichnet das übertragbare Drehmoment T, d.h. das Drehmoment, das die Kupplung 106 zwischen der Brennkraftmaschine 101 und weiteren Antriebsstrangkomponenten, wie etwa den Antriebsrädern, stromabwärts von der Kupplung 106 übertragen kann. Im Allgemeinen bezeichnet bezüglich der Kupplungskennlinien, die X-Achse die Kupplungsposition, wie etwa die Position des Kupplungsaktuators und/oder die Position des Hebelarms. Gemäß dem vorliegenden Beispiel stellt die X-Achse jedoch die Position des Kupplungspedals 118 dar. Auch könnte statt das übertragbare Drehmoment als Funktion der Position des Kupplungspedals 118 zu offenbaren, die Y-Achse beispielsweise die tatsächliche Kupplungsposition darstellen, und die Kennlinie könnte demnach die tatsächliche Kupplungsposition als Funktion der Position des Kupplungspedals 118 abbilden.
Der Ursprung, „0“, stellt die offene Position der Kupplung dar, d.h. eine Position, in der das Kupplungspedal 118 und gewöhnlich das Reibungselement (der Hebelarm/ Kupplungsaktuator) sich in seiner äußersten Position, der Position B in 1C, befindet. Dies entspricht einem ganz betätigten Kupplungspedal 118 und der Tatsache, dass das Reibungselement 110 von der Brennkraftmaschine 101 ganz getrennt ist, d.h. rechts positioniert ist, wie in 1A. Dagegen stellt die Position der „geschlossenen Kupplung“ ein ganz losgelassenes Kupplungspedal dar. D.h. die Position A in 1C und die Tatsache, dass das Reibungselement 110 möglichst nahe an dem Schwungrad liegt und dadurch gegen das Schwungrad gepresst wird, beispielsweise anhand einer Federwirkung. Tmax stellt das maximale Drehmoment dar, das übertragen werden kann. Das Reibungselement 110, wenn die Kupplung ganz offen ist, befindet sich normalerweise in einem Abstand vom Schwungrad des Verbrennungsmotors, so dass das Schließen der Kupplung das Reibungselement und somit das Kupplungspedal einbezieht, das sich anfänglich über einen Abstand x1 bewegt, bis es das Schwungrad tatsächlich berührt. Sobald das Reibungselement das Schwungrad an dem Kontaktpunkt CP präzise berührt, kann die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Rest des Antriebsstrangs beginnen. Je mehr sich die Kupplung von diesem Punkt ab schließt (d.h. je stärker das Reibungselement 110 in das Schwungrad 102 einrückt), desto mehr Drehmoment kann über die Kupplung 106 übertragen werden.
Falls das Fahrzeug stillsteht, während die Kupplung offen ist, müsste der Fahrer das Kupplungspedal mindestens bis in die Position CP betätigen, d.h. im Prinzip ganz durchtreten (Pos. B), um die Kontrolle über die Kupplung 106 zu erlangen. Falls die Kupplung in eine Position nahe an der Position CP, wie etwa die Kupplungsposition C, betätigt wird, kann es sein, dass der Fahrer davon ausgeht, dass er die Kontrolle über die Kupplung hat, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist.
Falls in Schritt 203 bestimmt wird, dass das Kupplungspedal unter der Kontrolle des Fahrers steht, z.B. indem das Kupplungspedal mindestens bis in die Position CP in 3 betätigt wird, wenn das Fahrzeug stillsteht, ist das Verfahren in Schritt 204 beendet, da in diesem Fall der Fahrer die Kupplung 106 frei steuern kann, und da die Kupplung gemäß der Position des Kupplungspedals gesteuert wird, sich das Fahrzeug auch wie vom Fahrer erwartet verhält. Falls der Fahrer dagegen die Kontrolle über die Kupplung nicht hat, z.B. weil das Kupplungspedal nur bis in die Position C betätigt wurde, wenn das Fahrzeug 100 stillsteht, während die Kupplung 106 ganz offen ist, fährt das Verfahren mit Schritt 205 fort.
Wie zuvor erwähnt, kann ein unerwartetes Fahrzeugverhalten in derartigen Situationen auftreten, falls das Kupplungspedal nicht weit genug betätigt wird, um die Fahrerkontrolle über die Kupplung zu erlangen. Dennoch kann der Fahrer durch weitgehendes Betätigen des Kupplungspedals davon ausgehen, dass er die Kontrolle über die Kupplung übernommen hat, obwohl dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Falls der Fahrer dann das Gaspedal 130 betätigt, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine 101 zu erhöhen, verhält sich das Fahrzeug 100 wie ein Zweipedalsystem, und daher würde die Kupplung 106 automatisch geschlossen, um das Fahrzeug 100 in Gang zu setzen. Aus Sicht eines Fahrers kann dies höchst überraschend sein, da wenn er davon ausgeht, dass er die Kontrolle über die Kupplung 106 hat, der Fahrer erwartet, dass er die Drehzahl der Brennkraftmaschine 101 erhöhen kann, ohne das Fahrzeug 100 in Gang zu setzen, indem er einfach das Kupplungspedal 118 betätigt hält.
Falls das Gaspedal relativ weit betätigt ist, kann dies zu einer relativ hohen Fortbewegungskraft auf die Fahrzeugantriebsräder führen, die völlig unerwartet ist und dadurch zu möglicherweise gefährlichen Situationen führen kann.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden derartige Situationen vermieden, indem, wenn in Schritt 203 bestimmt wird, dass die Kupplung 106 nicht unter der Kontrolle des Fahrers steht, die Kupplung 106 Schritt 205 daran gehindert wird, sich zu schlie-ßen. Selbst wenn das Fahrzeugsteuersystem in Wirklichkeit die ganze Kontrolle über die Kupplung 106 hat und im Allgemeinfall ein Schließen der Kupplung 106 ausführen soll, wenn der Fahrer das Gaspedal 130 betätigt, wird die Kupplung somit dennoch offen gehalten, um zu verhindern, dass das Fahrzeug 100 in Gang gesetzt wird.
Dann wird in Schritt 206 bestimmt, ob das untersagte Schließen der Kupplung 106 bewahrt werden soll. Dies kann beispielsweise der Fall sein, solange eine Fahreranfrage nach Leistung von der Brennkraftmaschine 101 besteht, während das Kupplungspedal 118 mindestens teilweise betätigt ist, und/oder bis entweder das Kupplungspedal 106 losgelassen wird oder der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung 106 übernimmt, z.B. durch weiteres Betätigen des Kupplungspedals 118. Das Verfahren kann eingerichtet sein, um zu Schritt 205 zurückzukehren, solange das Schließen der Kupplung 106 untersagt ist. Wenn bestimmt wird, dass das automatische Schließen der Kupplung nicht mehr untersagt ist, z.B. weil der Fahrer die Kontrolle über die Kupplung übernommen oder das Kupplungspedal 118 losgelassen hat, kann das Verfahren in Schritt 207 beendet sein oder eingerichtet sein, um zu Schritt 201 zurückzukehren.
Wie zuvor angegeben, ist die Erfindung ferner auch anwendbar, wenn das Drehmomentübertragungsmittel andere Bauformen aufweist als eine Kupplung, wie etwa ein Drehmomentübertragungsmittel, das eine oder mehrere Elektromaschinen und geeignetes Räderwerk umfasst. Derartige Bauformen können die Funktion einer Kupplung bereitstellen, wobei diese Funktion durch vom Fahrer manövrierbare Mittel, z.B. in Form eines Pedals, gesteuert werden kann. Ein Beispiel eines derartigen Systems wird in WO 2016/ 200 317 A1 unter dem Titel „A drive system for a vehicle“ offenbart, welche die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung hat. Diese erwähnte Anmeldung wird hiermit zur Bezugnahme übernommen.
Schließlich wurde die vorliegende Erfindung zuvor für ein bestimmtes Beispiel eines Fahrzeugs beschrieben, ist jedoch auf ein beliebiges Fahrzeug anwendbar, in dem vom Fahrer manövrierbare Mittel verwendet werden, um Drehmomentübertragungsmittel, z.B. in der Form einer Kupplung, zu steuern, wobei die Kupplung auch eine beliebige Art von geeigneter Kupplung ist, die beliebige Elemente umfasst, und somit nicht unbedingt eine Kupplung der zuvor erläuterten Art, solange das Manövrieren der Drehmomentübertragungsmittel unabhängig von dem Manövrieren der vom Fahrer manövrierbaren Mittel erfolgen kann. Beispielsweise ist die Erfindung, wie zuvor angegeben, in Hybridfahrzeugen mit oder ohne Kupplung als Drehmomentübertragungsmittel anwendbar.

Claims

Verfahren zum Steuern der Drehmomentübertragungsmittel (106) eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) umfasst: Drehmomentübertragungsmittel (106) zum selektiven Übertragen eines Drehmoments zu und/oder von mindestens einer Energiequelle (101) des Fahrzeugs (100), und vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) zum Steuern des übertragbaren Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106), wobei die vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) durch den Fahrer in einer Bewegungsregion (A-B) zwischen einer ersten Endposition (A), die eine Anfrage für die vollständige Übertragbarkeit des Drehmoments darstellt, und einer zweiten Endposition (B), die eine vollständige Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments darstellt, manövrierbar sind, wobei das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) in einem ersten Modus in Abhängigkeit von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) und in einem zweiten Modus unabhängig von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) steuerbar ist, wobei das Verfahren, wenn das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird, umfasst: - falls die Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) von der ersten Position (A) abweicht, Untersagen, bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle (101), einer automatischen Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Untersagen ausgeführt wird, falls: - eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Untersagen ausgeführt wird, falls: - das Fahrzeug (100) stillsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersagen ausgeführt wird, falls: - das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) mindestens um einen vorbestimmten Prozentsatz, wie etwa mindestens 30 % oder mindestens 50 % oder mindestens 70 % der Bewegungsregion (A-B), von der ersten Endposition (A) in Richtung auf die zweite Endposition (B) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, nachdem dem Drehmomentübertragungsmittel (106) das automatische Erhöhen des übertragbaren Drehmoments untersagt wurde: - automatisches Erhöhen des übertragbaren Drehmoments durch das Drehmomentübertragungsmittel (106), falls das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) in eine Position um weniger als den vorbestimmten Prozentsatz der Bewegungsregion (A-B) von der ersten Endposition (A) in Richtung auf die zweite Endposition (B) zurückgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, falls eine automatische Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch das Drehmomentübertragungsmittel (106) untersagt ist: - Untersagen der automatischen Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch das Drehmomentübertragungsmittel (106), solange sich das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) in einer Position befindet, die von der ersten Position (A) abweicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersagen ausgeführt wird, falls: - das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) in eine Position (C) manövriert wird, die ein höheres Drehmoment darstellt, das durch das Drehmomentübertragungsmittel (106) zu übertragen ist, als es durch das Drehmomentübertragungsmittel (106) direkt vor dem Manövrieren in die Position (C) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: - Ausführen eines Übergangs von dem zweiten Modus in den ersten Modus, falls das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) in einer Richtung zu der zweiten Endposition (B) in eine Position manövriert wird, die eine Übertragung des Drehmoments darstellt, die höchstens die Übertragung des Drehmoments des Drehmomentübertragungsmittels (106) darstellt, wie durch ein Fahrzeugsteuersystem des Fahrzeugs (100) eingestellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) ein Kupplungspedal (118) ist, wobei das Untersagen nur ausgeführt wird, falls: - das Kupplungspedal (118) mindestens teilweise betätigt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersagen nur ausgeführt wird, falls: - das Drehmomentübertragungsmittel (106) gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: - wenn das Drehmomentübertragungsmittel (106) in Abhängigkeit von der Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels (118) gesteuert wird, Steuern des Drehmomentübertragungsmittels (106) gemäß einer Darstellung der Übertragung des Drehmoments des Drehmomentübertragungsmittels (106) als Funktion eines elektrischen Signals, das die Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels (118) in der Bewegungsregion (A-B) darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmomentübertragungsmittel (106) eine Kupplung ist, und das Verfahren umfasst: - falls die Position des vom Fahrer manövrierbaren Mittels (118) von der ersten Position (A) abweicht, Untersagen, bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle (101), der Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch Untersagen eines automatischen Schließens der Kupplung (106).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Drehmomentübertragungsmittel (106) mindestens eine Elektromaschine und ein Räderwerk umfasst, wobei das übertragbare Drehmoment von der Energiequelle (101) auf ein Schaltgetriebe (103) gesteuert wird, indem das Drehmoment gesteuert wird, das durch die mindestens eine Elektromaschine ausgeübt wird.
Computerprogramm (126), umfassend Programmcode, der bewirkt, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, dass der Computer das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein computerlesbares Medium (121) und ein Computerprogramm (126) nach Anspruch 14, wobei das Computerprogramm (126) auf dem computerlesbaren Medium (121) enthalten ist.
System zum Steuern der Drehmomentübertragungsmittel (106) eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) umfasst: Drehmomentübertragungsmittel (106) zum selektiven Übertragen des Drehmoments zu und/oder von einer Energiequelle (101) des Fahrzeugs (100), und vom Fahrer manövrierbare Mittel (118) zum Steuern des übertragbaren Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106), wobei die vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) durch den Fahrer in einer Bewegungsregion (A-B) zwischen einer ersten Endposition (A), die eine Anfrage für die vollständige Übertragbarkeit des Drehmoments darstellt, und einer zweiten Endposition (B), die eine vollständige Unterbrechung der Übertragung des Drehmoments darstellt, manövrierbar sind, wobei das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) in einem ersten Modus in Abhängigkeit von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) und in einem zweiten Modus unabhängig von der Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) steuerbar ist, wobei das System, wenn das übertragbare Drehmoment der Drehmomentübertragungsmittel (106) gemäß dem zweiten Modus gesteuert wird, umfasst: - Mittel, die konfiguriert sind, falls die Position der vom Fahrer manövrierbaren Mittel (118) von der ersten Position abweicht (A), um bei einer vom Fahrer eingeleiteten Anfrage nach Energie aus der Energiequelle (101) eine automatische Erhöhung des übertragenen Drehmoments durch die Drehmomentübertragungsmittel (106) zu untersagen.
Fahrzeug (100), umfassend ein System nach Anspruch 16.