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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Verfahren zum Betreiben von Getrieben von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Kraftwagen wie beispielsweise Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Das jeweilige Kraftfahrzeug umfasst das Getriebe sowie eine Antriebskomponente, welche eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle aufweist. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens ein oder mehrere Räder, wobei das jeweilige Rad über das Getriebe von der Abtriebswelle und somit von dem Antriebsmotor angetrieben werden kann. Hierdurch kann das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden. Bei dem Verfahren wird das Getriebe, insbesondere wenigstens ein Aktor des Getriebes, von einem Getriebesteuergerät angesteuert, wodurch von einer aktuellen Ist-Übersetzung auf eine von der Ist-Übersetzung unterschiedliche Soll-Übersetzung des Getriebes umgeschaltet beziehungsweise gewechselt wird. Dieses Umschalten beziehungsweise dieser Wechsel wird auch als Übersetzungswechsel oder Schaltung bezeichnet. Zum Umschalten des Getriebes von der Ist-Übersetzung auf die Soll-Übersetzung wird wenigstens eine Kupplungseinrichtung des Getriebes von dem Getriebesteuergerät angesteuert. Somit kann es sich beispielsweise um den zuvor genannten Aktor um die Kupplungseinrichtung beziehungsweise um ein Stellglied der Kupplungseinrichtung handeln.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass Übersetzungswechsel von Getrieben besonders bedarfsgerecht beeinflusst werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das auch als Wechsel bezeichnete Umschalten des Getriebes von der Ist-Übersetzung auf die Soll-Übersetzung besonders bedarfsgerecht beeinflusst und somit beispielsweise gezielt und bedarfsgerecht variiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein radbasiertes Fahrerwunschmoment ermittelt wird. Ferner ist es vorgesehen, dass die aktuelle Ist-Übersetzung des Getriebes von dem Getriebesteuergerät an ein zusätzlich zu dem Getriebesteuergerät vorgesehenes Antriebssteuergerät des Kraftfahrzeuges übertragen und von dem Antriebssteuergerät empfangen wird. Hierzu sendet beispielsweise das Getriebesteuergerät ein die aktuelle Ist-Übersetzung charakterisierendes Signal, insbesondere elektrisches Signal, an das Antriebsschwellgerät, welches das Signal empfängt. Das Signal wird beispielsweise über einen Datenbus, insbesondere über einen CAN-Bus, übertragen. Des Weiteren ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels des Antriebssteuergeräts in Abhängigkeit von der empfangenen Ist-Übersetzung und in Abhängigkeit von dem ermittelten radbasierten Fahrerwunschmoment ein abtriebswellenbasiertes Soll-Drehmoment ermittelt wird, welches auch als abtriebsrelevantes Soll-Drehmoment bezeichnet wird. Beispielsweise wird das radbasierte Fahrerwunschmoment mittels des Antriebssteuergeräts ermittelt und liegt somit in dem Antriebssteuergerät vor. Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Antriebskomponente in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment von dem Antriebssteuergerät angesteuert wird, wodurch das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment eingestellt wird, das heißt wodurch das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment von der Abtriebswelle bereitgestellt wird beziehungsweise an der Abtriebswelle wirkt.
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Um beispielsweise die Antriebskomponente auf die beschriebene Weise anzusteuern, wird ein das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment charakterisierendes Signal, welches auch als abtriebsrelevantes Soll-Drehmomentsignal bezeichnet wird, von dem Antriebssteuergerät an die Antriebskomponente übermittelt und von der Antriebskomponente empfangen. Das abtriebsrelevante Soll-Drehmomentsignal wird beispielsweise über den zuvor genannten Datenbus übermittelt.
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Schließlich ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass zum Umschalten von der Ist-Übersetzung auf die Soll-Übersetzung die Kupplungseinrichtung von dem Getriebesteuergerät in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment angesteuert wird. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Getriebe seine aktuelle Ist-Übersetzung an das auch als CPC bezeichnete Antriebssteuergerät sendet. Das CPC ist beispielsweise ein Steuergerät, welches alle Anforderungen wie beispielsweise Drehmomente und Drehzahlen zur Weiterleitung an die beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Maschine umfassende Antriebskomponente weiterleitet. Das beispielsweise im CPC vorliegende radbasierte Fahrerwunschmoment wird dann mit der Ist-Übersetzung verknüpft und schließlich als das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment gesendet, insbesondere an die Antriebskomponente, sodass das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment eingestellt und von der Abschlusswelle bereitgestellt wird. Beispielsweise wird das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment an das Getriebesteuergerät gesendet und von diesem empfangen, um in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment eine Kupplungssteuerung oder eine Kupplungsregelung durchzuführen. Im Rahmen der Kupplungssteuerung beziehungsweise Kupplungsreglung wird die Kupplungseinrichtung angesteuert, welche somit auf Basis des abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoments betrieben wird, um das Umschalten von der Ist-Übersetzung auf die Soll-Übersetzung durchzuführen. Das Getriebesteuergerät wird auch als TCM bezeichnet und steuert die Kupplungseinrichtung auf Basis des abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoments an, um dadurch beispielsweise die Kupplungseinrichtung zu öffnen und/oder zu schließen und in der Folge das Umschalten von der Ist- auf die Soll-Übersetzung durchzuführen. Beispielsweise wird in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment ein Kupplungsmoment der Kupplungseinrichtung und/oder wenigstens ein Betätigungsdruck zum Betätigen der Kupplungseinrichtung berechnet, sodass beispielsweise das berechnete Kupplungsmoment an der Kupplungseinrichtung eingestellt wird und/oder sodass die Kupplungseinrichtung mittels des Betätigungsdrucks betätigt wird.
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Ist die Antriebswelle beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildet, so ist das abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment beispielsweise ein kurbelwellenbasiertes Soll-Drehmoment. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Beeinflussung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges durch eine zumindest im wesentlichen kontinuierliche Berücksichtigung der aktuellen Ist-Übersetzung des Getriebes in einer Drehmomentvorgabe, in deren Rahmen das abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment an die Antriebskomponente übermittelt und von dieser empfangen wird, um dadurch das abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment an der Abtriebswelle einzustellen. Die Beeinflussung der Fahrdynamik erfolgt dabei über radmomentbasierte Schnittstellen, sodass eine besonders bedarfsgerechte Beeinflussung der Fahrdynamik realisiert werden kann. Insbesondere ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, bei der Schaltung einen von Insassen des Kraftfahrzeuges spürbaren Ruck und/oder einen von Insassen des Kraftfahrzeugs spürbaren Beschleunigungseinbruch des Kraftfahrzeuges gering zu halten oder zu vermeiden, um einen besonders hohen Fahrkomfort zu realisieren, oder ein solcher Ruck kann gezielt hervorgerufen beziehungsweise verstärkt werden, um ein sportliches und emotionales Fahrverhalten sowie eine optimierte Haptik des Kraftfahrzeuges zu realisieren.
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Die Erfindung geht beispielsweise davon aus, dass ein auch als Schaltung bezeichnetes Umschalten eines Getriebes von einer aktuellen Ist-Übersetzung auf eine gewünschte Soll-Übersetzung des Getriebes wenigstens oder genau zwei Phasen, insbesondere Hauptphasen, aufweist. Beispielsweise bei einer Überhöhungsschaltung ist eine erste der Hauptphasen eine Überschneidungsphase, wobei die zweite Phase eine Drehzahlanpassungsphase ist, welche sich zeitlich an die Überschneidungsphase anschließt. Bei einer Freigabeschaltung finden beispielsweise zuerst die Drehzahlanpassungsphase und somit ein Drehzahlwechsel statt, woraufhin die Überschneidungsphase stattfindet. Aktuell muss während der Schaltung, welche ein Getriebeeingriff ist und üblicherweise während des Drehzahlwechsels stattfindet, auf mehreren Drehmomentschnittstellen an die auch als Antriebseinheit bezeichnete Antriebskomponente wenigstens ein oder mehrere Drehmomentsollwerte übermittelt werden. So muss das Getriebesteuergerät mittels Senden, beispielsweise über CAN-Bus, einen positiven oder negativen Antriebsdrehmomentensollwert von der Abtriebswelle anfordern, wobei der Antriebsdrehmomentensollwert ein Differenzmoment zu einem aktuellen Antriebsmoment darstellt, ohne dass das Getriebe sich selbst wieder einkoppelt. Parallel muss das Getriebe selbst einen abtriebsrelevanten Drehmomentensollwert aus einer abtriebswellenbezogenen, insbesondere kurbelwellenbezogenen, Fahrervorgabe zur Steuerung des Kupplungsmoments berechnen. Dadurch werden sowohl im Getriebesteuergerät als auch in anderen Steuergeräten eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ROM- und RAM-Ressourcen gebunden und so Rechenzeit verschwendet. Eine Beeinflussung der Fahrdynamik ist damit nur unter erschwerten Bedingungen möglich.
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Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein von dem Getriebe an dessen Ausgang bereitgestelltes Abtriebsdrehmoment zum Antreiben des Rads beispielsweise während der Überschneidungsphase beim auch als Übersetzungsänderung bezeichneten Umschalten des Getriebes sehr einfach zu beeinflussen. Auf einer einzigen Schnittstelle wird beispielsweise an die Antriebskomponente, insbesondere an dessen Abtriebswelle, durch das auch als Getriebesteuerung bezeichnete Getriebesteuergerät beispielsweise mittels kontinuierlichem Einrechnen eines Übersetzungsfaktors das abtriebsrelevante Solldrehmomentsignal gesendet, welches gleichzeitig als Soll-Drehmoment für die Kupplungssteuerung beziehungsweise Kupplungsregelung herangezogen wird. Somit wird beispielsweise nicht nur die Antriebskomponente, sondern auch die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt. Dadurch kann sehr einfach und besonders bedarfsgerecht die Längsdynamik beeinflusst werden, was insbesondere im Hinblick auf dezentrale Antriebssysteme bei P1- P4-Hybridsystemen vorteilhaft ist. Das Verfahren kann insbesondere für alle Schaltungsarten und somit für Hochschaltungen unter Last, Hochschaltungen im Schub, Rückschaltungen unter Last und Rückschaltungen im Schub verwendet werden. Eine aktive Drehmomentschnittstelle von dem Getriebe an der Antriebskomponente und/oder dem CPC ist nicht erforderlich.
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Insbesondere können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Beeinflussung des Drehmoments am Ausgang des Getriebes und damit am Rad über die Getriebesteuerung mittels einer einfachen Multiplikation von Achsdifferentialübersetzung und Ist-Übersetzung des Getriebes beziehungsweise nur durch die Ist-Übersetzung auf aktuelle Soll-Momente der Antriebskomponente
- - Reduktion der Beanspruchung von ROM- und RAM-Ressourcen sowie des Kommunikationsaufwands zwischen beteiligten Steuergeräten
- - Nutzung bei zentralen Antriebssträngen wie beispielsweise Standard-Antriebssträngen oder P1-P3-Hybridsystemen und Nutzung bei dezentralen Antriebssträngen wie beispielsweise P1-P4-Hybridsystemen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Diagramms gemäß 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Das Kraftfahrzeug umfasst in seinem vollständig hergestellten Zustand einen Antriebsstrang, welcher das zuvor genannte Getriebe und eine Antriebskomponente umfasst. Die Antriebskomponente weist einen beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Antriebskomponente Antriebsdrehmomente bereitstellen kann. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens ein oder mehrere Räder, wobei das jeweilige Rad über das Getriebe von der Abtriebswelle und somit von der Antriebskomponente angetrieben werden kann. Dadurch kann das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden. Die Antriebskomponente ist beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine oder aber als elektrische Maschine ausgebildet oder die Antriebskomponente umfasst eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise als ein Kraftfahrzeug mit konventionellem Antriebsstrang, als ein Elektrofahrzeug oder aber als ein Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Verfahren wird das Getriebe von einem Getriebesteuergerät angesteuert, wodurch von einer aktuellen Ist-Übersetzung auf eine von der Ist-Übersetzung unterschiedliche Soll-Übersetzung des Getriebes umgeschaltet wird. Dieses Umschalten wird auch als Wechsel, Übersetzungswechsel oder Schaltung bezeichnet. Zum Umschalten von der Ist-Übersetzung des Getriebes auf die Soll-Übersetzung des Getriebes wird wenigstens eine Kupplungseinrichtung des Getriebes von dem Getriebesteuergerät angesteuert. Das Getriebesteuergerät ist ein Steuergerät zum Steuern oder Regeln des Getriebes, wobei das Getriebesteuergerät eine elektronische Recheneinrichtung ist.
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Auf der Abszisse 10 des in 1 gezeigten Diagramms ist die Zeit aufgetragen. Ferner sind in das Diagramm Verläufe 10a,b, 12a,b,14a,b, 16a,b, 18a,b und 20a,b eingetragen, wobei anhand der Verläufe 10a, 12a, 14a, 16a, 18a und 20a eine erste Ausführungsform des Verfahrens und anhand der Verläufe 10b, 12b, 14b, 16b, 18b und 20b eine zweite Ausführungsform des Verfahrens veranschaulicht ist. Der jeweilige Verlauf 10a beziehungsweise 10b veranschaulicht die auch als Drehzahl bezeichnete Motordrehzahl der Antriebskomponente beziehungsweise der Abtriebswelle, die sich mit der Motordrehzahl um eine Drehachse dreht. Der jeweilige Verlauf 12a beziehungsweise 12b veranschaulicht die Ist-Übersetzung des Getriebes beziehungsweise deren zeitlichen Verlauf, wobei die Ist-Übersetzung auch als Getriebe-Ist-Übersetzung bezeichnet wird. Der jeweilige Verlauf 14a beziehungsweise 14b veranschaulicht ein sogenanntes Antriebs-Sollmoment, welches beispielsweise ein abtriebswellenbasiertes Soll-Drehmoment ist, das an der Abtriebswelle wirken soll beziehungsweise von der Abtriebswelle bereitgestellt werden soll und somit beispielsweise von der Abtriebswelle beziehungsweise von der Antriebskomponente angefordert wird.
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Moment, welches tatsächlich aktuell an der Abtriebswelle wirkt beziehungsweise von der Abtriebswelle bereitgestellt wird und somit beispielsweise in das Getriebe eingeleitet wird. Schließlich veranschaulicht der jeweilige Verlauf 20a beziehungsweise 20b die Beschleunigung des Kraftfahrzeuges, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung. Ein in das Diagramm eingetragener Verlauf 22 veranschaulicht die Soll-Übersetzung, welche beispielsweise mit einem Soll-Gang des Getriebes korrespondiert. Schließlich veranschaulicht ein in das Diagramm eingetragener Verlauf 24 die Ist-Übersetzung des Getriebes, wobei die Ist-Übersetzung beispielsweise mit einem Ist-Gang des Getriebes korrespondiert.
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Aus 1 ist ferner erkennbar, dass die Schaltung wenigstens oder genau zwei zeitlich aufeinanderfolgende Phasen P1 und P2 aufweist, wobei die Phase P1 beispielsweise, insbesondere bei einer Überhöhungsschaltung, eine Überschneidungsphase und die Phase P2 eine Drehzahlanpassungsphase ist. Die Phase P2 folgt dabei zeitlich auf die Phase P1 und schließt sich quasi direkt an die Phase P1 an. Vor der Überschneidungsphase laufen beispielsweise eine Füllphase und die Anlegephase der auch als Kupplung bezeichneten Kupplungseinrichtung ab.
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Um nun die Schaltung besonders bedarfsgerecht beeinflussen und somit insbesondere von Schaltung zu Schaltung bedarfsgerecht variieren zu können, ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass wenigstens ein radbasiertes Fahrerwunschmoment ermittelt wird. Des Weiteren wird die aktuelle Ist-Übersetzung von dem Getriebesteuergerät an ein zusätzlich dazu vorgesehenes Antriebssteuergerät übertragen und von dem Antriebssteuergerät empfangen. Das Antriebssteuergerät ist ein Steuergerät in Form einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei die Steuergeräte beispielsweise jeweilige, separat voneinander ausgebildete einzelne Komponenten sind, welche räumlich voneinander beabstandet und derart miteinander verbunden sind, dass Daten beziehungsweise Signale und somit Informationen zwischen Steuergeräten ausgetauscht werden können. Mittels des Antriebssteuergeräts wird in Abhängigkeit von der empfangenen Ist-Übersetzung und in Abhängigkeit von dem ermittelten radbasierten Fahrerwunschmoment das zuvor genannte abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment ermittelt und beispielsweise an die Antriebskomponente übermittelt und von der Antriebskomponente empfangen, wodurch die Antriebskomponente in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment von dem Antriebssteuergerät angesteuert wird. Hierdurch wird das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment von der Abtriebswelle bereitgestellt. Mit anderen Worten wird durch diese Ansteuerung der Antriebskomponente das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment zum Antriebs-Ist-Moment.
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Kupplungseinrichtung wird dabei von dem Getriebesteuergerät in Abhängigkeit von dem abtriebswellenbasierten Soll-Drehmoment angesteuert, sodass es beispielsweise vorgesehen ist, dass das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment, welches beispielsweise von dem Antriebssteuergerät ermittelt beziehungsweise berechnet wird, von dem Antriebssteuergerät an das Getriebesteuergerät übermittelt und von diesem empfangen wird und/oder das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment wird von dem Getriebesteuergerät an das Getriebe beziehungsweise an die Kupplungseinrichtung übermittelt und von dem Getriebe beziehungsweise von der Kupplungseinrichtung empfangen.
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Wie besonders gut aus 2 anhand der Verläufe 12a und 12b erkennbar ist, kann mittels des Verfahrens das abtriebswellenbasierte Soll-Drehmoment, insbesondere in Abhängigkeit von der Ist-Übersetzung, bedarfsgerecht eingestellt beziehungsweise variiert werden, sodass die Längsdynamik des Kraftfahrzeuges bedarfsgerecht beeinflusst werden kann. Insbesondere ist aus 2 erkennbar, dass der jeweilige Verlauf 12a beziehungsweise 12b eine Steigung α aufweist, welche beispielsweise in einem Bereich von einschließlich 0° bis einschließlich 90° liegen kann. Die Steigung α und der Beginn der Ist-Übersetzung ist innerhalb der Schaltung variabel beziehungsweise kann durch entsprechendes Ansteuern, insbesondere des Getriebes, variiert werden, wobei in 1 und 2 das Verfahren am Beispiel einer Variation der Ist-übersetzung während einer Zughochschaltung in unterschiedlichen Schaltungsphasen veranschaulicht ist. Insbesondere ist aus 1 und 2 die Auswirkung der Variation der Ist-Übersetzung auf das Antriebs-Sollmoment, welches vor dem Getriebe an der Abtriebswelle wirkt, erkennbar. Die Ermittlung beziehungsweise Berechnung des Antriebs-Sollmoments ist beispielsweise abhängig von:
- - Last (Fahrpedalstellung)
- - Motor-Ist-Drehzahl
- - Fahrzeuggeschwindigkeit
- - Betriebsmodus bei Hybridantrieben (zum Beispiel rein elektrisch oder rein verbrennungsmotorisch)
- - Gang
- - Fahrprogramm C, E, S, S+, manuell...
- - Fahrertyperkennung (zum Beispiel Auswertung von Gradienten und Niveaus des Fahrpedals und Bremspedalinfo), etc.
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Bezugszeichenliste
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- 10a,b
- Verlauf
- 12a,b
- Verlauf
- 14a,b
- Verlauf
- 16a,b
- Verlauf
- 18a,b
- Verlauf
- 20a,b
- Verlauf
- 22
- Verlauf
- 24
- Verlauf
- P1
- erste Phase
- P2
- zweite Phase
- α
- Steigung