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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeugs, wobei der Motor zum Anfahren des Fahrzeugs mit einer Kupplung wirkverbunden ist, und wobei der Motor mittels eines betätigbaren Fahrpedals gesteuert wird, wobei die Wirkverbindung zwischen einem erzeugten Anfahrdrehmoment des Motors und einer Fahrpedalstellung des Fahrpedals über wenigstens zwei wählbare und sich unterscheidende Fahrpedalkennlinien bestimmt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinheit zur Ausführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Steuereinheit.
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STAND DER TECHNIK
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Verfahren zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeugs über einen langen Gebrauchszeitraum des Fahrzeugs erfolgt gemäß dem Stand der Technik über Adaptionsverfahren von Kupplungen, wobei die Kupplungskennlinien so adaptiert werden, dass ein fortschreitender Verschleiß sowie das Setzen von Bauteilen der Kupplung kompensiert wird. Dabei geht es insbesondere um eine verschleißbedingte Verlagerung des Kupplungspunktes, auch Greifpunkt genannt, ab dem ein Anfahrdrehmoment über die Kupplung zwischen Motor und Fahrzeug überhaupt übertragen werden kann. Derartige Adaptionsverfahren sind insbesondere von Bedeutung für automatisierte Handschaltgetriebe und für Doppelkupplungsgetriebe. Insbesondere dann, wenn das Fahrzeug mit einer Start-Stopp-Funktion ausgestattet ist, wird der Verbrennungsmotor bei stehendem oder ausrollendem Fahrzeug abgeschaltet. Adaptionsverfahren sind insbesondere auch dann von Bedeutung, wenn die Kupplung mittels Aktuatoren angesteuert wird und nicht direkt durch den Fahrer des Fahrzeugs, was bei automatischen Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben „automatisch“ der Fall ist.
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Dabei ist die Erwartungshaltung des Fahrers insbesondere, dass das Wiederanfahren nach Abschalten des Motors durch die Start-Stopp-Funktion schnell und weich erfolgt. Das schnelle Anfahren bedeutet dabei nicht ein schnelles Beschleunigen des Fahrzeugs, sondern es beschreibt ein möglichst kurzes Zeitintervall zwischen dem Auslösen des Motorwiederstarts nach Ausgabe eines Anfahrwunsches des Fahrers zum Anfahren des Fahrzeugs. Der Anfahrwunsch kann beispielsweise vermittelt werden über einen Fußbremsdruck, und bei unterschreiten eines kalibrierten Fußbremsdruckes auf die Bremse des Fahrzeugs kann bereits der Motor starten und mit einem möglichsten kurzen Zeitintervall die Kupplung auf den Kupplungsgreifpunkt gebracht werden. Der Kupplungsgreifpunkt bildet dabei den Punkt der Kupplung, in dem die Kupplung beginnt, ein Drehmoment zu übertragen, wobei bei einer falschen Adaption der Kupplungskennlinie das Wiederanfahren des Fahrzeugs zumeist zeitverzögert und damit stoßartig oder ruckelig erfolgt.
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Hierzu sind verschiede Kupplungsadaptionsverfahren bekannt, beispielsweise aus der
DE 102 61 723 B4 . Hierin wird vorgeschlagen, zwei wechselweise wirkende Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes in einem speziellen Lastschaltverfahren so anzusteuern, dass eine Drehmomentveränderung der aktiv geschalteten Last erfasst wird und zur Bestimmung der aktiven Schaltkennlinie der passiven Lastschaltkupplung verwendet wird. Ein derartiges Verfahren kann jedoch nicht zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeuges verwendet werden, da das beschriebene Verfahren lediglich zum Schaltübergang zwischen zwei Fahrstufen geeignet ist.
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Die
DE 103 08 517 B4 beschreibt ein Verfahren zur Kupplungskennlinienadaption eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Fahrzeugs, wobei der Kupplungspunkt bzw. Greifpunkt der jeweiligen Kupplung sensorisch erfasst wird über die Drehzahlen der Getriebeeingangswellen, wodurch ein erhöhter baulicher Aufwand erforderlich ist. Dazu notwendige Drehzahlsensoren werden zur Schlupferkennung dabei in den Getrieben ohnehin benötigt.
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Weiterhin beschreibt die
DE 103 08 518 A1 ein Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, wobei ein Drehmoment von einer Motorwelle mit Hilfe einer Kupplung auf eine Getriebeeingangswelle übertragbar ist, und wobei zur Ansteuerung der Kupplung die Drehzahlen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle gemessen werden müssen. Das Verfahren sieht dabei eine Verringerung des Steueraufwandes zur Steuerung der Kupplung vor. Dies wird erreicht mit Hilfe einer Ansynchronisation einer Gangstufe mit einer bestimmten Synchronisierkraft, ohne dass jedoch die Gangstufe eingelegt wird, wobei über eine der Drehzahlen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle unter Berücksichtigung der aktuellen Synchronisationskraft das von der Kupplung übertragbare Drehmoment bestimmt wird. Ein derartiger Aufwand zur Kupplungsadaption ist ebenfalls eher hoch und erfordert sensorische Erfassungsmittel, die zu höheren Kosten des Getriebes führen.
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Die Adaption von Kupplungskennlinien dient insbesondere zur Kompensation eines Kupplungsverschleißes und eines Setzens von Bauteilen, der sich über der Gebrauchsdauer der Kupplung einstellt. Der Kupplungsverschleiß und die Verlagerung des Kupplungspunktes beziehungsweise des Greifpunktes der Kupplung ist insbesondere dann problematisch, wenn die Kupplung nicht manuell vom Fahrer des Fahrzeugs angesteuert wird, sondern durch eine entsprechende Aktuatorik. Eine derartige Ansteuerung von Kupplungen findet insbesondere bei automatisierten Handhaltgetrieben sowie bei Doppelkupplungsgetrieben statt.
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Das sich einstellende Problem liegt insbesondere darin begründet, dass bei einer später greifenden Kupplung der Fahrer nach dem Neustart eines Motors unter Nutzung einer Start-Stopp-Funktion den Fahrpedalwert weiter steigert, wenn sich das Anfahren des Fahrzeuges verzögert, dies im Glauben, dass dann das Fahrzeug dadurch eher anfährt. Greift dann die Kupplung bei bereits größerem Anfahrdrehmoment des Motors aufgrund des tiefer durchgetretenen Fahrpedals, kommt es zu einem ruckartigen Anfahren, was vom Fahrer des Fahrzeugs als negativ empfunden wird und was sogar Gefahrensituationen hervorrufen kann, beispielsweise beim Rangieren des Fahrzeugs. Bisher bekannte Verfahren zur Kupplungsadaption sind jedoch aufwendig und nicht immer entsprechend wirksam. Daher ist es wünschenswert, ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeuges zu schaffen, das die vorstehend beschriebene Problematik verringert oder vermeidet.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeuges, mit dem ein sich verschleißbedingt ändernder Kupplungspunkt bzw. Greifpunkt der Kupplung auf einfache Weise ausgeglichen werden kann. Dabei soll ein insbesondere elektromechanisch notwendiger Aufwand zur Adaption von Kupplungskennlinien möglichst vermieden werden. Weiterhin besteht die Aufgabe in der Schaffung einer Steuereinheit zur Ausführung eines solchen Verfahrens sowie eines Fahrzeugs mit einer solchen Steuereinheit.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Steuerung eines Anfahrdrehmomentes eines Motors zum Anfahren eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ausgehend von einer Steuereinheit gemäß Anspruch 6 und ausgehend von einem Fahrzeug gemäß Anspruch 7 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Mit Bezug auf das Verfahren sieht die Erfindung vor, dass eine Fahrpedalkennlinie in Abhängigkeit einer sich einstellenden Verzögerung des Anfahrens des Fahrzeuges ausgewählt wird.
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Kerngedanke der Erfindung ist die Anpassung der Fahrpedalkennlinie als Wirkverbindung zwischen einem erzeugten Anfahrdrehmoment des Motors und einer Fahrpedalstellung des Fahrpedals, verursacht durch den Fahrer, an einen fortschreitenden Verschleiß und des Setzens der Kupplung, über die der Motor wenigstens mittelbar mit dem Fahrzeug antreibend verbunden ist. Dabei wird das Anfahrdrehmoment betrachtet, und wenn ein vergrößerter Verschleiß der Kupplung vorliegt und wenn damit der Greifpunkt der Kupplung verzögert wird und/oder auch die Greifpunktadaption nicht korrekt funktioniert, wird die Fahrpedalkennlinie so ausgewählt, dass ein nur vermindertes Anfahrdrehmoment auf die Kupplung wirkt, sodass das ruckartige Anfahren des Fahrzeugs vermindert oder vermieden wird. Dabei kann die Steuereinheit zur Ausführung des Verfahrens vergleichsweise einfach ausgelegt werden, da lediglich gemessen werden muss, ob ein Anfahren des Fahrzeuges auf einen Anfahrwunsch des Fahrers hin verzögert stattfindet oder nicht. Insbesondere wird ein größerer elektromechanischer Steuerungs- und Betätigungsaufwand der Kupplung vermieden, wie dieser bei der direkten Adaption von Kupplungskennlinien erforderlich ist.
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Insbesondere sieht das erfindungsgemäße Verfahren dazu vor, dass ein kalibriertes Zeitintervall bestimmt wird, innerhalb dem das Fahrzeug bei Erkennen eines Anfahrwunsches und/oder bei Betätigen des Fahrpedals anfährt, wobei bei einem Überschreiten des Zeitintervalls eine progressive Fahrpedalkennlinie ausgewählt wird. Das kalibrierte Zeitintervall kann konstruktionsseitig in einem einmaligen Vorgang bestimmt werden, wobei es in der Regel der Fahrerwunsch ist, dass das Zeitintervall zwischen dem Auslösen eines Anfahrwunsches durch den Fahrer und dem tatsächlichen Anfahren des Fahrzeuges möglichst kurz sein sollte. Wird das kalibrierte Zeitintervall überschritten, das heißt, fährt das Fahrzeug erst nach diesem Zeitintervall tatsächlich an, wird erwartungsgemäß der Fahrer das Fahrpedal stärker betätigen, in der Erwartung, das Fahrzeug sodann anzufahren. Wird erst dann der Kupplungspunkt beziehungsweise der Greifpunkt der Kupplung erreicht, wird das als nachteilhaft empfundene Rucken beim Anfahren erzeugt, was wie bereits dargelegt eine Komfortbeeinträchtigung und Gefahrensituationen hervorrufen kann.
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Wird jedoch bei Überschreiten des Zeitintervalls eine progressive Fahrpedalkennlinie ausgewählt, so ist es die Charakteristik der progressiven Fahrpedalkennlinie, dass bei einer zunächst geringen Aktivierung des Fahrpedals, also einem geringfügigen Herunterdrücken durch den Fahrer, auch nur ein geringeres Anfahrdrehmoment des Motors bereitgestellt wird. Gelangt die Kupplung nun durch die angeschlossene Aktuatorik beispielsweise des automatisierten Handschaltgetriebes oder des Doppelkupplungsgetriebes an den Kupplungspunkt beziehungsweise an den Greifpunkt der Kupplung, so fährt das Fahrzeug mit einem geringeren Anfahrdrehmoment an, und das unangenehme Ruckeln oder stoßartige Anfahren des Fahrzeuges wird wenigstens vermindert oder sogar vermieden.
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Beispielsweise kann das Anfahren des Fahrzeuges aus einer Start-Stopp-Funktion heraus erfolgen, wobei das Zeitintervall mit dem Erkennen eines Anfahrwunsches eines Fahrers in Lauf gesetzt wird. Je früher der Anfahrwunsch des Fahrers erkannt wird, desto kurzzeitiger kann auch das Anfahren des Fahrzeuges erfolgen. Start-Stopp-Funktionen des Motors können bei stehendem oder ausrollendem Fahrzeug aktiviert werden, und eine solche Funktion stellt bei rein verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen eine wichtige Maßnahme dar, um den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen zu verringern. Für Hybridfahrzeuge ist eine solche Start-Stopp-Funktion überdies zwingend erforderlich. So kann das Erkennen des Anfahrwunsches beispielsweise durch das Unterschreiten eines kalibrierten Fußbremsdruckgrenzwertes erfolgen. Hierzu kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, die das Zeitintervall in Lauf setzt, sobald der Anfahrwunsch des Fahrers erkannt wurde, und das Anfahren des Fahrzeuges kann über eine entsprechende Sensorik ebenfalls auf einfache Weise erfasst werden. Sensoren, die das Anrollen eines Fahrzeuges erkennen können, sind in einem Fahrzeug ohnehin vorhanden.
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Wird das kalibrierte Zeitintervall unterschritten, kann die Fahrpedalkennlinie als lineare, degressive oder zumindest leicht progressive Kennlinie ausgewählt werden, und wird das kalibrierte Zeitintervall überschritten, so kann eine nachfolgend stärker progressive Fahrpedalkennlinie ausgewählt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei größer werdender Verzögerung des Anfahrens des Fahrzeugs bei Erkennen eines Anfahrwunsches und/oder bei Betätigen des Fahrpedals eine größere Progression im Verlauf der Fahrpedalkennlinie ausgewählt wird.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Steuereinheit für ein Fahrzeug zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit einer solchen Steuereinheit zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Das Fahrzeug kann dabei ein Automatikgetriebe, ein automatisiertes Handschaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein Hybridgetriebe aufweisen, wobei die Kupplung als Anfahrelement ausgebildet ist. Darüber hinaus kann das Fahrzeug eine Start-Stopp-Funktion aufweisen. Die Fahrpedalkennlinien sind dabei mit besonderem Vorteil in der Steuereinheit abgelegt, wobei die Steuereinheit insbesondere ein Motorsteuergerät bildet.
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Figurenliste
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht einer Steuereinheit, in der das Verfahren in seinem Ablauf dargestellt ist und
- 2 eine Ansicht verschiedener Fahrpedalkennlinien mit progressivem, linearen und degressivem Verhalten.
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1 zeigt abstrahiert eine Steuereinheit 1 mit in einem Diagramm dargestellten Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Steuereinheit 1 zur Ausführung des Verfahrens ausgebildet ist.
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In einem ersten Schritt erfolgt ein Erkennen 100 eines Anfahrwunsches eines Fahrers in einem Fahrzeug, beispielsweise um das Fahrzeug mit abgeschaltetem Motor anzufahren. Hierzu kann das Fahrzeug eine Start-Stopp-Funktion für den Motor aufweisen, und der Anfahrwunsch des Fahrers kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass dieser einen kalibrierten Fußbremsdruck unterschreitet, sodass zunächst der Motor anspringt oder bei einem Hybridantrieb eine elektrische Antriebskomponente zur Bestromung vorbereitet wird. Der Anfahrwunsch kann beispielsweise auch durch eine Lenkbewegung oder durch ein anfahrendes Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug erkannt werden. Der Schritt des Erkennens 100 des Anfahrwunsches wirkt gemäß dem Verfahren auf einen Schritt des Anfahrens 110 des Fahrzeugs. Hierbei wird ein kalibriertes Zeitintervall zugrunde gelegt, innerhalb dem das Fahrzeug tatsächlich anfährt. Wird das Zeitintervall eingehalten, gekennzeichnet mit J, fährt das Fahrzeug also tatsächlich innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls an, so wird eine zuvor eingestellte eher lineare oder degressive Fahrpedalkennlinie zur Anwendung gebracht, beispielsweise die Fahrpedalkennlinie III oder IV gemäß 2.
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Erfolgt kein Anfahren innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls, dargestellt mit N, so wird der Fahrer voraussichtlich das Fahrpedal tiefer drücken, wodurch ein größeres Anfahrdrehmoment des Motors abgerufen wird. Der Schritt des stärkeren Betätigens des Fahrpedals ist mit 130 gekennzeichnet.
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Auf den Schritt 130 erfolgt dabei erfindungsgemäß die Auswahl 140 einer progressiven Fahrpedalkennlinie, in 2 beispielsweise mit I oder II gekennzeichnet. Der Verlauf der progressiven Fahrpedalkennlinie I, II zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass bei Fahrpedalwerten im unteren Bereich zunächst ein nur geringeres Motordrehmoment erzeugt wird. Im weiteren Verlauf bei tiefer eingedrücktem Fahrpedal können sich die progressiven Fahrpedalkennlinien I, II, die lineare Fahrpedalkennlinie III und insbesondere die degressive Fahrpedalkennlinie IV in einem Punkt wieder treffen, siehe hierzu 2.
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2 stellt den Verlauf der sich unterscheidenden Fahrpedalkennlinien I, II, III und IV dar. Die Fahrpedalkennlinien I, II, III und IV sind mit dem Motordrehmoment T aufgetragen über der Fahrpedalstellung S des Fahrpedals des Fahrzeugs. Das Motordrehmoment T ist dabei eine analoge Größe zum Anfahrdrehmoment des Motors zum Anfahren des Fahrzeugs.
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Die Fahrpedalkennlinie I weist einen stark progressiven Verlauf auf, und bei geringen Fahrpedalstellwerten des Fahrpedals, wenn der Fahrer das Fahrpedal nur geringfügig niederdrückt, wird über die Steuereinheit nur ein geringeres Motordrehmoment T erzeugt, wobei die Fahrpedalkennlinie bei sich anschließenden größeren Fahrpedalkennwerten einen progressiven Verlauf des Motordrehmomentes T aufweist. Da die größeren Motordrehmomente T erst bei größeren Fahrpedalstellwerten des Fahrpedals auftreten, wird ein Greifen der Kupplung bei bereits größeren Motordrehmomenten T vermieden. Beispielsweise kann die Fahrpedalkennlinie I mit dem sehr progressiven Verlauf genutzt werden nach einer Start-Stopp-Funktion des Motors, die Fahrpedalkennlinie II mit dem etwas geringeren progressiven Verlauf kann genutzt werden bei beispielsweise bereits laufendem Motor oder bei Hybridantrieben. Der lineare Verlauf der Fahrpedalkennlinie III kann beispielsweise dann genutzt werden, wenn das Fahrzeug innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls anfährt, und die Fahrpedalkennlinie mit dem degressiven Verlauf IV kann beispielsweise in einem Sportprogramm genutzt werden, sofern auch hier das Fahrzeug innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls anfährt.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- I
- Fahrpedalkennlinie (sehr progressiv)
- II
- Fahrpedalkennlinie (progressiv)
- III
- Fahrpedalkennlinie (linear)
- IV
- Fahrpedalkennlinie (degressiv)
- 1
- Steuereinheit
- 100
- Erkennen des Anfahrwunsches
- 110
- Anfahren des Fahrzeugs
- 120
- Auswahl einer normalen Fahrpedalkennlinie
- 130
- stärkeres Betätigen des Fahrpedals
- 140
- Auswahl einer progressiven Fahrpedalkennlinie (I, II)
- T
- Motordrehmoment
- S
- Fahrpedalstellung des Fahrpedals
- J
- Ja, Fahrzeug fährt innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls an
- N
- Nein, Fahrzeug fährt nicht innerhalb des kalibrierten Zeitintervalls an
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10261723 B4 [0004]
- DE 10308517 B4 [0005]
- DE 10308518 A1 [0006]
