DE102017128669A1

DE102017128669A1 - Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorganges eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung

Info

Publication number: DE102017128669A1
Application number: DE102017128669.1A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Neuberth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorganges einer automatisierten Kupplung eines Fahrzeuges, bei welchem eine Zielgeschwindigkeit/-drehzahl bestimmt wird, aus welcher ein Kupplungsmoment für den Kriechvorgang ermittelt wird. Bei einem Verfahren, bei welchem den Komfortansprüchen des Fahrers Genüge getan wird, wird aus der bestimmten Zielgeschwindigkeit/-drehzahl ein Regelparameter für eine Kriechregelung zur Einstellung des Kupplungszielmomentes ermittelt, der von einer Bremskraft und/oder einer Fahrbahnsteigung und/oder Fahrzeugmasse abhängt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorganges eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung, bei welchem eine Zielgeschwindigkeit/-drehzahl bestimmt wird, aus welcher ein Kupplungszielmoment für den Kriechvorgang ermittelt wird.
Aus der DE 10 2009 053 021 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Kriechvorganges eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Sollkriechgeschwindigkeit angepasst wird.
Die DE 195 30 612 A1 offenbart eine Steuerung einer automatisierten Kupplung. Die in Kriechphasen mit Schlupf arbeitende Kupplung wird erst dann vollständig geöffnet, wenn die Betriebsbremse mit vorgebbarer Wirkung arbeitet. Dabei wird eine Betätigung der Betriebsbremse anhand des Bremsdruckes festgestellt.
Bei diesen Kriechstrategien wird bremsdruckabhängig zwischen einem drehzahlgeregelten Kriechen, festem Kriechmoment und Kupplungsöffnen gewechselt. Das drehzahlgeregelte Kriechen basiert dabei auf einer Zieldrehzahl und einer Zielbeschleunigung in Abhängigkeit von der Abweichung zur Zieldrehzahl. Nachteilig dabei ist, dass Sprünge in dem berechneten Kupplungsmoment auftreten, was vom Fahrer im Fahrzeug als unangenehm empfunden wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorganges eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung anzugeben, bei welchem während des Kriechvorganges die Regelstrategie ein für den Fahrer nachvollziehbares Kupplungsmoment ermittelt.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass aus der bestimmten Zielgeschwindigkeit/-drehzahl ein Regelparameter für eine Kriechregelung zur Einstellung des Kupplungszielmomentes ermittelt wird, der von einer Bremskraft und/oder einer Fahrbahnsteigung und/oder einer Fahrzeugmasse abhängt. Dadurch erfolgt eine kontinuierliche Anpassung an den Fahrerwunsch, da ein für den Fahrer nachvollziehbares Kupplungszielmoment ermittelt wird. Dieses ermöglicht im Stillstand als auch im bereits rollenden Fahrzeug als auch an Steigungen und mit beladenem Fahrzeug ein komfortables Kriechen und Rangieren des Fahrzeuges.
Vorteilhafterweise wird aus dem Regelparameter ein Vorsteueranteil bestimmt, der ein Kupplungsmoment repräsentiert, das von der geschätzten Bremskraft und/oder der geschätzten Fahrbahnsteigung und/oder der geschätzten Fahrzeugmasse und/oder einem nominellen Fahrwiderstand des Fahrzeuges in der Ebene abhängt. Dieses Vorsteuermoment führt dazu, dass durch das Fahrzeug ein weiches Gleiten während des Kriechvorganges erfolgt.
In einer Ausgestaltung werden die Zielgeschwindigkeit/-drehzahl und der Regelparameter ohne eine Bremsbetätigung eingestellt. Dadurch werden Sprünge in der Kupplungsbetätigung unterbunden. Die Zielgeschwindigkeit kann aber über die Bremse verlangsamt oder sogar umgekehrt werden, so dass sich effektiv die Zielgeschwindigkeit und der Regelparameter des Fahrzeuges harmonisch über die Bremse im niedrigen Bremsdruckbereich vom Fahrer beeinflussen lassen. Bei höherem Bremsdruck ergibt sich automatisch eine geöffnete Kupplung durch ein rechnerisch negatives Kupplungsmoment.
In einer Variante wird als Regelparameter der Kriechregelung eine Beschleunigung oder ein Drehmoment verwendet.
In einer Weiterbildung wird eine Sollbeschleunigung für die Kriechregelung aus einer Abweichung zwischen einer Ziel- und Istdrehzahl eines Getriebeeingangs bestimmt. Diese Sollbeschleunigung ist notwendig, um den Regelparameter der Kriechregelung zuverlässig einzustellen.
In einer Ausgestaltung wird die Sollbeschleunigung in Abhängigkeit einer Bremspedalbetätigung ermittelt. Alternativ dazu kann die Sollbeschleunigung in Abhängigkeit einer aus Fahrbahnsteigung und Masse geschätzten Beschleunigung bestimmt wird.
Vorteilhafterweise wird eine Abweichung der Sollbeschleunigung von einer Istbeschleunigung über ein Kupplungsmomenten-Offset kompensiert. Dies führt dazu, dass durch das Kupplungsmomenten-Offset immer die richtige Zielbeschleunigung eingestellt werden kann. Dieses Kupplungsmomenten-Offset wird vorteilhafterweise über einen Feedback-Regler ermöglicht.
In einer Variante wird der Kriechvorgang abgebrochen und die Kupplung geöffnet, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Zeitraum mit schlupfender Kupplung steht. Dabei wird dem Zustand Rechnung getragen, dass die Haftreibung der Bremsen im Stillstand im Allgemeinen größer ist als die Gleitreibung bei rollendem Fahrzeug.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.
Es zeigt:

1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, in dem schematisch ein Regler gezeigt ist, wie er für einen Kriechmodus eines Fahrzeuges zum Einsatz kommt. Ein solcher Kriechmodus kommt bei automatisierten Schaltgetrieben, wie beispielsweise Parallelschaltgetrieben, zum Einsatz, wobei bei Auftreten bestimmter Voraussetzungen das Fahrzeug in eine Kriechbewegung gebracht wird, damit beispielsweise ein komfortables Langsamfahren ohne Betätigung des Fahrpedals unterstützt wird. Dazu wird bei einem aktivierten Kriechmodus ein bestimmtes übertragenes Kupplungszielmoment eingestellt.
Zur Ermittlung des Kupplungszielmomentes wird im Block 101 situationsabhängig eine Zieldrehzahl n_tgt ermittelt, die typischerweise ohne eine aktive Bremse bestimmt wird. In Block 102 wird eine aktuelle Drehzahl n_act des Fahrzeuges bestimmt. Anschließend wird im Block 103 eine Differenz n_diff zwischen der ermittelten Zieldrehzahl n_tgt und der aktuellen Drehzahl n_act des Fahrzeuges gebildet. In Abhängigkeit von der im Block 103 ermittelten Abweichung n_diff zur Zieldrehzahl wird im Block 104 ein Regelparameter in Form einer Zielbeschleunigung a_r bestimmt, die ebenfalls ohne aktive Bremse ermittelt wird. Mittels dieser Zielbeschleunigung a_r soll die Abweichung zwischen der Zieldrehzahl n_tgt und der aktuellen Drehzahl n_act des Fahrzeuges ausgeglichen werden. Im Block 105 wird in Abhängigkeit eines Bremsdruckes des Fahrzeuges eine zusätzliche (meist negative) Bremsbeschleunigung a_b bestimmt. Aus der Summe der zusätzlichen Bremsbeschleunigung a_b und der Zielbeschleunigung a-r, die im Block 106 ermittelt wird, wird die geschätzte Drehzahländerung Δn_sch bestimmt.
Im Block 107 wird eine Fahrzeugmasse m geschätzt, während im Block 108 aus den ermittelten Fahrzeugdaten, wie Fahrzeugmasse m, Übersetzung, Raddurchmesser und ähnliches ein erstes benötigtes Kupplungsmoment trq_plane bestimmt wird, dass bei nicht beladenem Fahrzeug in der Ebene aufgrund einer Sollbeschleunigung erwartet wird. Im Block 109 wird ein zweites benötigtes Kupplungsmoment trq_comp_roll berechnet, um den Rollwiderstand des Fahrzeuges zu überwinden, während im Block 110 eine Fahrbahnsteigung φ geschätzt wird. Ein drittes Kupplungsmoment tqr_comp-Hill_mass, welches benötigt wird, um die Hangabtriebskraft zu überwinden, wird im Block 111 aus der geschätzten Fahrzeugmasse m und der geschätzten Fahrbahnsteigung φ berechnet. Aus der Summe des ersten benötigten Kupplungsmomentes trq_plane, das bei nicht beladenem Fahrzeug in der Ebene aufgrund der Sollbeschleunigung erwartet wird, dem zweiten benötigten Kupplungsmoment trq_comp_roll, um den Rollwiderstand des Fahrzeuges zu überwinden und dem dritten benötigten Kupplungsmoment trq_comp-hill_mass, um die Hangabtriebskraft zu überwinden, wird im Block 112 ein geschätztes Kupplungsmoment trq_feedforward gebildet, welches notwendig ist, um die im Block 106 bestimmte Zieldrehzahl Δn_sch zu erreichen. Im Block 113 wird eine aktuelle Drehzahländerung Δn_act berechnet, während im Block 114 aus der Differenz der im Block 106 geschätzten Drehzahländerung Δn_sch und der aktuellen Drehzahländerung Δn_act in einem Regler mit Integralanteil ein Kupplungskorrekturmoment trq_feedback gebildet ist, um Ungenauigkeit in den Schätzungen auszugleichen. Das aktuelle Kupplungszielmoment trq_cl_crp wird im Block 115 aus der Summe des geschätzten Kupplungsmomentes trq_feedforward gemäß Block 112 und dem Kupplungskorrekturmoment trq_feedback, welches im Block 114 bestimmt wird, ermittelt.
Ein solches Verfahren lässt sich leicht bei allen Fahrzeugen anwenden, die eine automatisierte Kupplung mit einstellbarer Kriechfunktion beinhalten. Mittels dieser Regelstrategie wird kontinuierlich mit dem vom Fahrer vorgegebenen Bremsdruck ein für den Fahrer nachvollziehbares Kupplungszielmoment trq_cl_crp berechnet. Dies gilt sowohl im Stillstand als auch im bereits rollenden Fahrzeug sowie an Steigungen und mit beladenem Fahrzeug, um ein komfortables Kriechen bzw. Rangieren des Fahrzeuges zu ermöglichen.
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

DE 102009053021 A1 [0002]
DE 19530612 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorganges eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung, bei welchem eine Zielgeschwindigkeit/-drehzahl bestimmt wird, aus welcher ein Kupplungszielmoment für den Kriechvorgang ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus der bestimmten Zielgeschwindigkeit/-drehzahl ein Regelparameter für eine Kriechregelung zur Einstellung des Kupplungszielmomentes ermittelt wird, der von einer Bremskraft und/oder einer Fahrbahnsteigung und/oder einer Fahrzeugmasse abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Regelparameter ein Vorsteueranteil bestimmt wird, der ein Kupplungsmoment repräsentiert, das von der geschätzten Bremskraft und/oder der geschätzten Fahrbahnsteigung und/oder der geschätzten Fahrzeugmasse und/oder einem nominellen Fahrwiderstand des Fahrzeuges in der Ebene abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgeschwindigkeit/-drehzahl und der Regelparameter ohne eine Bremsbetätigung ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Regelparameter der Kriechregelung eine Beschleunigung oder ein Drehmoment verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollbeschleunigung für die Kriechregelung aus einer Abweichung zwischen einer Ziel- und Istdrehzahl eines Getriebeeinganges bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbeschleunigung in Abhängigkeit einer Bremspedalbetätigung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbeschleunigung in Abhängigkeit einer aus Fahrbahnsteigung und Masse geschätzten Beschleunigung bestimmt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung der Sollbeschleunigung von einer Istbeschleunigung über ein Kupplungsmomenten-Offset kompensiert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kriechvorgang abgebrochen und die Kupplung geöffnet wird, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Zeitraum mit schlupfender Kupplung steht.