DE102017108208B4

DE102017108208B4 - Verfahren zum Entspannen eines Triebstranges eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102017108208B4
Application number: DE102017108208.5A
Authority: DE
Inventors: Marian Preisner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-04-19
Also published as: WO2018192622A2; DE102017108208A1; CN110462262B; CN110462262A; WO2018192622A3

Abstract

Verfahren zum Entspannen eines Triebstranges eines Kraftfahrzeuges, welcher ein teilautomatisiertes Getriebesystem (1) umfasst, wobei ein Gang manuell eingelegt wird und eine zwischen Verbrennungsmotor (4) und Getriebe (5) angeordnete Kupplung (6) automatisch betätigt wird und die Betätigung eines Wählhebels (2) zum manuellen Auslegen des Ganges detektiert wird, wobei in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung die Kupplung (6) geöffnet wird, wobei der Triebstrang in Abhängigkeit einer Position des Wählhebels (2) entspannt wird, bevor der Gang vollständig ausgelegt ist, wobei ein Kupplungsmoment (Trqcl) und ein Motormoment (Trqeng) zur Entspannung des Triebstranges reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (6) während eines Überwindens eines Leerweges (s_max) des Wählhebels (2) vollständig geöffnet wird, wobei das Kupplungsmoment (Trqcl) beim Auslegen des Ganges in Abhängigkeit von einem durch den Wählhebel (2) zurückgelegten Weg (s) reduziert wird, wobei das Kupplungsmoment (Trqcl) einem Motormoment (Trqeng) zugewiesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entspannen eines Triebstranges eines Kraftfahrzeuges, welcher ein teilautomatisiertes Getriebesystem umfasst, wobei ein Gang manuell eingelegt wird und eine zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe angeordnete Kupplung automatisch betätigt wird und die Betätigung eines Wählhebels zum manuellen Auslegen des Ganges detektiert wird, wobei in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung die Kupplung geöffnet wird.
Aus der DE 10 2011 105 990 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welchem zur Spreizung des nutzbaren Drehzahlbandes der Brennkraftmaschine ein Getriebe, beispielsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe, vorgesehen ist. Zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der zumindest einen Getriebeeingangswelle des Getriebes ist eine Reibungskupplung vorgesehen, die von einem Steuergerät angesteuert wird. In aufeinanderfolgenden Interrupt-Intervallen werden Triebstrangverdrehwinkel des Antriebsstranges detektiert, die eine Verspannung in dem Triebstrang verursachen.
Die DE 10 2009 029 741 A1 offenbart die Steuerung einer automatisierten Kupplung, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrtzeugs während des Auslegens eines Ganges im Getriebe, wobei das übertragbare Kupplungsmoment in Abhängigkeit an der Führungsgröße abgebaut wird.
Die Verwendung von teilautomatisierten Getriebesystemen, bei denen der Fahrer den Gang selbst einlegt, die Kupplung aber automatisch betätigt wird, wird ein Gangwechsel durch den Fahrer initiiert, indem dieser den Wählhebel in Richtung „Gang auslegen“ bewegt. Ein Sensor detektiert dabei die Bewegung des Wählhebels und bewirkt damit das Öffnen der Kupplung und das Reduzieren eines Motormoments. Dieses Reduzieren ist notwendig, damit der Triebstrang entspannt und der Gang ausgelegt werden kann.
Es ist bekannt, den Triebstrang in Abhängigkeit von Gang und Gaspedal mit einem feststehenden Gradienten zu entspannen. Durch die Verspannung des Triebstranges entsteht im Betätigungsweg des Wählhebels ein Widerstand, wenn der Fahrer den Leerweg im Wählhebel überwunden hat, weshalb das weitere Auslegen des Ganges nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entspannen eines Triebstranges eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei welchem der Fahrer keinen Widerstand beim Auslegen des Ganges spürt.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Triebstrang in Abhängigkeit einer Position des Wählhebels entspannt wird, bevor der Gang vollständig ausgelegt ist. Durch die schnelle Entspannung des Triebstranges kann der Gang komfortabel und ohne spürbaren Widerstand ausgelegt werden, da die Entspannung des Triebstranges bereits während des Leerweges des Wählhebels vollständig ausgebildet ist.
Dabei ist die Kupplung bereits vollständig geöffnet, wenn ein Leerweg des Wählhebels überwunden ist. Dadurch wird die Entspannung des Triebstranges unterstützt.
Dabei werden ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment zur Entspannung des Triebstranges reduziert. Da dies während des Leerweges des Wählhebels erfolgt, wird somit eine sehr schnelle Entspannung des Antriebsstranges erreicht.
Bei einer linearen Betrachtungsweise wird das Kupplungsmoment beim Auslegen des Ganges in Abhängigkeit von einem durch den Wählhebel zurückgelegten Weg reduziert. Dadurch lässt sich der Entspannungszeitpunkt für den Triebstrang besonders schnell realisieren.
Erfindungsgemäß wird das Kupplungsmoment einem Motormoment zugewiesen. Darunter ist zu verstehen, dass das Motormoment dem Kupplungsmoment gleich gesetzt wird, so dass sowohl Kupplungsmoment als auch Motormoment zum gleichen Zeitpunkt reduziert werden und vorzugsweise den Wert null erreichen, bei welchem auf die vollständige Entspannung des Triebstranges geschlossen werden kann.
Damit das Motormoment ebenfalls vollständig reduziert ist, wenn der Leerweg des Wählhebels überwunden wird, wird das Kupplungsmoment dem Motormoment nur dann zugewiesen, wenn das Kupplungsmoment kleiner ist als ein Fahrerwunschmoment. Das Fahrerwunschmoment, welches vorzugsweise durch das Gaspedal durch den Fahrer eingestellt wird, entspricht dann dem Motormoment, das der Verbrennungsmotor liefern würde, wenn kein externer Momenteneingriff aktiv wäre.
In einer Variante wird der Triebstrang in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Wählhebels beim Auslegen des Ganges entspannt. Dadurch wird gewährleistet, dass der Fahrer selbst den Komfort bei einem Auslegevorgang bestimmt.
In einer besonders einfachen Ausführungsform erfolgt bei einer schnellen Bewegung des Wählhebels eine schnelle Entspannung des Triebstranges. Alternativ erfolgt bei einer langsamen Bewegung des Wählhebels ein langsameres Entspannen des Triebstranges, wobei allerdings ein erhöhter Komfort für den Fahrer eingestellt wird.
In einer Ausführungsform wird eine Bewegung des Wählhebels von Beginn der Betätigung detektiert. Damit wird gewährleistet, dass der durch den Wählhebel zurückzulegende widerstandsfreie Leerweg vollständig dazu genutzt wird, um ein Entspannen des Triebstranges in diesem Zeitraum zu realisieren.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1: eine Prinzipdarstellung eines teilautomatisierten Getriebesystems mit einem Wählhebel mit H-Schaltbild,
2: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines teilautomatisierten Getriebesystems 1 eines Kraftfahrzeuges mit einem Wählhebel 2 für eine Gangschaltung mit einem H-Schaltbild 3 dargestellt.. Der Einfachheit halber wurde auf den Rückwärtsgang verzichtet. Zwischen einem Verbrennungsmotor 4 und einem Getriebe 5 ist eine Kupplung 6 angeordnet. Ein Steuergerät 7 ist mit dem Verbrennungsmotor 4 und der Kupplung 6 verbunden. Bei dem teilautomatisierten Getriebesystem 1 wird der Gang manuell durch Betätigung des Wählhebels 2 ein- oder ausgelegt und die Kupplung 6 durch das Steuergerät 7 automatisch betätigt.
Der Wählhebel 2 befindet sich dabei im 4. Gang des H-Schaltbildes 3 im eingelegten Zustand E. Im eingelegten Zustand E nimmt der Wählhebel 2 die Ruheposition s₀ ein. Um einen Gangwechsel zu starten, wird der Wählhebel 2 aus dieser Ruheposition s₀ in Richtung Neutral-Gasse 8 bewegt, um den 4. Gang auszulegen. Dabei bewegt sich der Wählhebel 2 in Richtung Neutral-Gasse 8 über den Zustand „Wird ausgelegt“ WA bis zum Zustand „Gang ist ausgelegt“ GA um den Weg s. Diese Bewegung wird mit einem Sensor 9 detektiert und an das Steuergerät 7 des Fahrzeuges weitergegeben. Sobald der Sensor 9 die Bewegung des Wählhebels 2 detektiert, wird von dem Steuergerät 7 die Kupplung 6 geöffnet.
Bei der Bewegung des Wählhebels 2 aus der Ruheposition s₀ überwindet der Wählhebel 2 zunächst einen Leerweg s_max , bei welchem sich der Wählhebel 2 widerstandslos bewegen lässt. Hat der Wählhebel 2 den Leerweg s_max zurückgelegt, stellt sich normalerweise der Betatigung des Wählhebels 2 ein Widerstand entgegen, so dass der Gang nicht ausgelegt werden kann.
Um dies zu verhindert, wird wie folgt verfahren:
Damit die Kupplung 6 vollständig geöffnet ist. wenn der Leerweg s_max überwunden ist, gilt: $Trqcl = Trqcl, max [1 - (s - s_{0}) / s_{max}]$
mit

Trqcl: aktuelles Kupplungsmoment,
Trqcl,max: das Kupplungsmoment zu Beginn der Wählhebelbewegung,
s₀: Ruheposition des Wählhebels 1 zu Beginn der Wählhebelbewegung,
s: die aktuelle Position des Wählhebels,
s_max: der Leerweg des Wählhebels, gemessen von der Ruheposition s₀ aus.

Um nun während des Leerweges des Wählhebels 2 eine Entspannung des Triebstranges des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, werden ein Kupplungsmoment Trqcl der Kupplung 6 als auch ein Motormoment Trqeng des Verbrennungsmotors 4 vollständig reduziert werden. Damit das Motormoment Trqeng ebenfalls vollständig reduziert ist, wenn der Leerweg s_max des Wählhebels 8 überwunden ist, wird das Kupplungsmoment Trqcl dem Motormoment Trqeng zugewiesen, unter der Voraussetzung, dass das Kupplungsmoment Trqcl kleiner ist als das Fahrerwunschmoment TrqDrvReq. $Trqeng = Trqcl, wenn Trqcl < TrqDrvReq,$
wobei

Trqeng: aktuelles Motormoment
TrqDrvReq: Fahrerwunschmoment

Das Fahrerwunschmoment entspricht dem Motormoment, das der Verbrennungsmotor 4 liefern würde, wenn kein externer Momenteneingriff aktiv wäre und ist entsprechend abhängig von der Stellung des Gaspedals des Fahrzeuges.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei das Kupplungsmoment Trqcl und das Motormoment Trqeng in Abhängigkeit von der Bewegung des Wählhebels 2 gezeigt sind. In 2a ist der Wählhebelweg s über der Zeit t dargestellt, während in 2b das Moment T über der Zeit t gezeigt sind. Dabei sind unterschiedliche Verläufe des Kupplungsmomentes Trqcl und des Motormomentes Trqeng dargestellt. Zunächst wird davon ausgegangen, dass das Kupplungsmoment Trqcl immer oberhalb des Motormomentes Trqeng liegt (2b), damit das Motormoment Trqeng schlupffrei auf die Räder des Kraftfahrzeuges übertragen werden kann. Bei einer ungewollten Berührung des Wählhebels 2, was durch die Erhebung E in 2a dargestellt ist, erfolgt ein Absenken des Kupplungsmomentes auf den Wert TrqclA, welcher aber ohne Auswirkung auf das Abtriebsmoment und auf den Kupplungsschlupf bleibt, da er größer als das Motormoment Trqeng ist. Generell heißt das, dass jede Bewegung des Wählhebels 2 in den Grenzen zwischen der Ruheposition s₀ und einem Schwellwert s_tol ohne Auswirkung auf das Abtriebsmoment und auf den Kupplungsschlupf bleibt (2b). Da der Fahrer bei einer haftenden Kupplung lediglich eine Reduktion des Motormomentes Trqeng und nicht die des Kupplungsmomentes Trqcl wahrnimmt, bleibt diese flüchtige Bewegung des Wählhebels 2 bis zu einer gewissen Grenze ohne Auswirkung auf den Triebstrang.
In 2a zeigt die Kurve A einen normalen Bewegungsablauf bei der Betätigung des Wählhebels 2 durch den Fahrer. Nach Überwinden des Leerweges s_max wird nach Ablauf des Zeitpunktes t2 sowohl das Motormoment Trqeng als auch das Kupplungsmoment Trqcl auf 0 reduziert.
Bewegt der Fahrer, wie in 2a Kurve B dargestellt, den Wählhebel 2 sehr schnell, was ein sportliches Schalten ermöglicht, so werden das Kupplungsmoment Trqcl und das Motormoment Trqeng bereits nach Ablauf des Zeitraumes t1 auf 0 reduziert. Im Vergleich dazu wird ein komfortables Schalten durch die Kurve C in 2a dargestellt, bei welcher der Wählhebel 2 recht langsam bewegt wird. Dabei wird zum Durchlaufen des Leerweges s_max die längste Zeitdauer t3 benötigt, so dass das Kupplungsmoment Trqcl und das Motormoment Trqeng sich im Vergleich zu den anderen Schaltvorgängen relativ langsam gegen 0 bewegen. Immer dann, wenn das Kupplungsmoment Trqcl und das Motormoment Trqeng den Wert 0 erreicht haben, ist der Triebstrang vollständig entspannt.
Aufgrund der im Zusammenhang mit 2 erklärten Ausführungsformen besteht der Vorteil darin, dass bei einem regulären Auslegen des Ganges der Triebstrang in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Wählhebels 2 entspannt wird. Damit wird auf eine natürliche und von dem Fahrer bestimmte Art und Weise der Triebstrang entspannt und die Kupplung geöffnet. Schaltet der Fahrer schnell, dann wird der Triebstrang auch schnell und dabei unter Umständen mit einer gewissen Komforteinschränkung geöffnet. Je langsamer die Wählhebelbewegung ist, desto komfortabler wird das Entspannen des Triebstranges, was an den Zeiten t2 und t3 abzulesen ist.
Bezugszeichenliste

1: Getriebesystem
2: Wählhebel
3: H-Schaltbild
4: Verbrennungsmotor
5: Getriebe
6: Kupplung
7: Steuergerät
8: Neutral-Gasse
9: Sensor

Claims

Verfahren zum Entspannen eines Triebstranges eines Kraftfahrzeuges, welcher ein teilautomatisiertes Getriebesystem (1) umfasst, wobei ein Gang manuell eingelegt wird und eine zwischen Verbrennungsmotor (4) und Getriebe (5) angeordnete Kupplung (6) automatisch betätigt wird und die Betätigung eines Wählhebels (2) zum manuellen Auslegen des Ganges detektiert wird, wobei in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung die Kupplung (6) geöffnet wird, wobei der Triebstrang in Abhängigkeit einer Position des Wählhebels (2) entspannt wird, bevor der Gang vollständig ausgelegt ist, wobei ein Kupplungsmoment (Trqcl) und ein Motormoment (Trqeng) zur Entspannung des Triebstranges reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (6) während eines Überwindens eines Leerweges (s_max) des Wählhebels (2) vollständig geöffnet wird, wobei das Kupplungsmoment (Trqcl) beim Auslegen des Ganges in Abhängigkeit von einem durch den Wählhebel (2) zurückgelegten Weg (s) reduziert wird, wobei das Kupplungsmoment (Trqcl) einem Motormoment (Trqeng) zugewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment (Trqcl) dem Motormoment (Trqeng) zugewiesen wird, wenn das Kupplungsmoment (Trqcl) kleiner ist als ein Fahrerwunschmoment.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Triebstrang in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Wählhebels (2) beim Auslegen des Ganges entspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer schnellen Bewegung des Wählhebels (2) eine schnelle Entspannung des Triebstranges erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer langsamen Bewegung des Wählhebels (2) eine langsamere Entspannung des Triebstranges erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Wählhebels (2) von Beginn der Betätigung detektiert wird.