DE102019115175A1

DE102019115175A1 - Systeme und verfahren zum betreiben eines hybridfahrzeugs mit einem manuellen schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102019115175A1
Application number: DE102019115175.9A
Authority: DE
Inventors: Lars Niklas PETTERSSON
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2019-12-05
Also published as: US10899339B2; US20190367009A1; CN110562234A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem manuellen Schaltgetriebe bereit. Es werden Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs dargelegt, das ein manuelles Getriebe beinhaltet. In einem Beispiel wird eine Änderungsrate der Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle während Gangschaltungen des manuellen Getriebes als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals eingestellt. Die Einstellung der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle richtet Drehzahlen von Antriebsstrangkomponenten miteinander aus.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Getriebe, das selektiv an eine Drehmomentquelle gekoppelt werden kann. Die Verfahren und das System können insbesondere zum Verbessern manueller Schaltungen nützlich sein.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Manuelle Getriebe ermöglichen es einem Fahrer eines Fahrzeugs, die Steuerung der Getriebegangschaltung zu übernehmen. Zudem erfordern sie, dass der Fahrer koordinierte Bewegungen durchführt, um reibungslose Gangschaltungen zu erzielen. Beispielsweise kann ein manuelles Getriebe geschaltet werden, wenn ein Fahrer ein Kupplungspedal herunterdrückt und eine Stellung eines manuellen Schalthebels einstellt. Das Kupplungspedal öffnet eine einzelne Kupplung, die eine Eingangswelle des Getriebes von einer Motorkurbelwelle trennt. Sobald die Kupplung geöffnet ist, kann der Fahrer einen neuen Gang einlegen, indem er eine Stellung eines Schalthebels verändert. Sobald der neue Gang eingelegt ist, kann die Kupplung gelöst werden, um die Kurbelwelle des Motors mechanisch an die Räder des Fahrzeugs zu koppeln. Um reibungslose Schaltungen mit minimalen Störungen des Antriebsstrangdrehmoments zu erzielen, muss der Fahrer jedoch unter Umständen die Drehzahl des Motors erhöhen, wenn das Getriebe heruntergeschaltet wird, da eine Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes zunimmt, wenn ein niedrigerer Gang eingelegt wird. Eine Möglichkeit, wie der Fahrer während eines Herunterschalten des Getriebes die Motordrehzahl erhöhen kann, besteht darin, dass der Fahrer für einen Moment mit der Ferse das Gaspedal berührt und gleichzeitig das Bremspedal betätigt. Ein derartiges Manöver kann allerdings für einige Fahrer schwer durchzuführen sein. Demzufolge bemerken viele Fahrer unter Umständen ein Rucken des Fahrzeugs, wann immer das Getriebe heruntergeschaltet wird.
KURZDARSTELLUNG
Der Erfinder dieser Erfindung hat die vorstehend erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl einer Drehmomentquelle eines Antriebsstrangs als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer über eine Steuerung während einer Gangschaltung eines manuellen Getriebes.
Durch Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer kann es möglich sein, die technische Wirkung des Verbesserns der Schaltung eines manuellen Getriebes durch einen unerfahrenen Fahrer bereitzustellen. Insbesondere kann eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals angeben, wann eine Drehmomentkapazität (z. B. eine Menge an Drehmoment, die eine Kupplung übertragen kann, wenn eine bestimmte Kraft zum Schließen der Kupplung ausgeübt wird) der manuell betätigten Kupplung der Drehmomentausgabe der Antriebsstrang-Drehmomentquelle entspricht. Somit kann eine Rate der Drehzahlsteigerung einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle so eingestellt werden, dass die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle mit der Drehzahl der Getriebeeingangswelle übereinstimmt, wenn die Drehmomentkapazität der Kupplung die Drehmomentausgabe der Antriebsstrang-Drehmomentquelle erreicht. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit von übermäßigem Kupplungsschlupf und Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments reduziert werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments und Kupplungsverschleiß reduzieren. Außerdem kann der Ansatz das Selbstvertrauen eines Fahrers beim Schalten eines manuellen Getriebes verbessern. Des Weiteren kann der Ansatz die Effizienz des Antriebsstrangs während manueller Gangschaltungen des Getriebes erhöhen.
Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese allein für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste
Die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, besser verständlich, wenn dieses alleine für sich oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
Die 2 und 3 sind beispielhafte Konfigurationen eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs;
4 zeigt eine beispielhafte Schaltfolge für ein manuelles Getriebe;
5 zeigt ein Beispiel für eine Drehzahlsteuerung einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle während eines Herunterschaltens des Getriebes;
6 zeigt eine beispielhafte Gangschaltung des manuellen Getriebes gemäß dem Verfahren aus den 7A und 7B; und
Die 7A und 7B zeigen ein beispielhaftes Verfahren zum Unterstützen eines menschlichen Fahrers während der Schaltung eines manuellen Getriebes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines Fahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine und ein manuelles Getriebe beinhaltet. Einem menschlichen Fahrer können unter Umständen das Geschick und die Erfahrung zum reibungslosen Schalten eines manuellen Getriebes fehlen; doch eine Steuerung kann den menschlichen Fahrer unterstützen, indem sie eine Drehzahl einer Drehmomentquelle einstellt und Aufforderungen zum Lösen der manuellen Kupplung bereitstellt. Ein Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe kann einen Motor beinhalten, wie in 1 gezeigt. Der Motor kann mechanisch an Antriebsstrangkonfigurationen gekoppelt sein, wie sie in den 2 und 3 gezeigt sind. Die 4-6 veranschaulichen unterschiedliche Gangschaltfolgen des Getriebes, in denen das Verfahren auf den 7A und 7B vorteilhaft verwendet werden kann.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren, die in den 1-3 gezeigt sind, und setzt die verschiedenen Aktoren aus den 1-3 ein, um den Motor- und den Antriebsstrangbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung 12 gespeichert sind, einzustellen. Der Motor 10 und die elektrischen Maschinen, die hierin beschrieben sind und dem Fahrzeugantriebsstrang Drehmoment bereitstellen, können als Antriebsstrang-Drehmomentquellen bezeichnet werden.
Der Motor 10 beinhaltet eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Die Kurbelwelle 40 dreht sich und stellt Fahrzeugrädern über einen Antriebsstrang selektiv Leistung bereit. Ein Anlasser 96 beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Rückseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Motorkurbelwelle in Eingriff steht. Der Darstellung nach steht die Brennkammer 30 über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 in Kommunikation. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Der Darstellung nach ist eine Flüssigkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 derart positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Flüssigkraftstoff in ein Saugrohr eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gibt Flüssigkraftstoff proportional zu den von der Steuerung 12 bereitgestellten Impulsbreiten ab. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) beinhaltet.
Der Darstellung nach kommuniziert der Ansaugkrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drossel 62, die eine Stellung der Drosselklappe 64 einstellt, um den Luftstrom vom Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 derart zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, dass es sich bei der Drossel 62 um eine Saugrohrdrossel handelt.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor- UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorsteine beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Steinen verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Ein menschlicher Fahrer 132 gibt über ein Gaspedal 130 und einen Gaspedalstellungssensor 134 ein Fahrerbedarfsdrehmoment an die Steuerung 12 ein. Bei dem Fahrerbedarfsdrehmoment kann es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangskanäle 104, einen nichtflüchtigen Speicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen, einschließlich: einer Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einer Messung des Motorkrümmerdrucks (MAP) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einer Motorstellung von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; einer Messung der in den Motor einströmenden Luftmasse von einem Sensor 120; und einer Messung der Drosselstellung von einem Sensor 58. Ein Umgebungsluftdruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorstellungssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorher festgelegte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen, anhand derer die Motordrehzahl (RPM - revolutions per minute - Umdrehungen pro Minute) bestimmt werden kann.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um so die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 200. Der Antriebsstrang 200 kann in dem Fahrzeug 290 durch den Motor 10 angetrieben werden. Der Motor 10 kann mithilfe eines in 1 gezeigten Motorstartsystems gestartet werden. Außerdem kann der Motor 10 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, einen Nocken, eine Drossel usw., Drehmoment erzeugen oder einstellen. Der Motor 10 kann einer Lichtmaschine 202 über einen Riemen 210 Drehmoment bereitstellen, um elektrischen Vorrichtungen elektrische Leistung bereitzustellen. Demnach kann die Lichtmaschine 202 selektiv ein negatives Drehmoment auf den Motor 10 aufbringen. Außerdem wird einer Speichervorrichtung für elektrische Energie (z.B. einer Batterie) 291 durch die Lichtmaschine 202 elektrische Ladung zugeführt. Die Speichervorrichtung für elektrische Energie führt elektrischen Hilfsvorrichtungen 292 (z. B. Scheibenheizung, Radio usw.) Ladung zu. Bei einem optionalen über einen Riemen integrierten Anlasser/Generator (belt integrated starter/generator - BISG) 220 handelt es sich um eine elektrische Maschine, die über einen Riemen 222 selektiv positives oder negatives Drehmoment auf den Motor 10 aufbringen kann. Der BISG 220 kann ein positives Drehmoment zuführen, um den Motor 10 zu starten oder das Antriebsstrang-Drehmoment zu erhöhen, wenn das Ausgabedrehmoment des Motors 10 begrenzt ist oder nicht ausreicht, um ein Fahrerbedarfsdrehmoment zu decken.
Ein Motorausgabedrehmoment kann von der Kurbelwelle 40 auf eine manuell betätigte Kupplung 206 übertragen werden. Die Kurbelwelle 40 ist direkt an das Schwungrad 97 gekoppelt und die manuell betätigte Kupplung 206 nimmt selektiv das Schwunggrad 97 in Eingriff, um Motordrehmoment auf die Getriebeeingangswelle 270 zu übertragen. Eine Ausgabeseite 260 der manuell betätigten Kupplung 206 ist direkt an die Eingangswelle 270 des Getriebes 208 gekoppelt. Ein Aktor 205 bewegt eine Scheibe 206a der manuell betätigten Kupplung in einer Längsrichtung, um die Getriebeeingangswelle 270 mit dem Motorschwungrad 97 in Eingriff zu bringen oder von diesem zu lösen. Der Kupplungsaktor 205 kann aus einer Kombination aus mechanischen, elektrischen und hydraulischen Komponenten bestehen. In einem Modus ist eine Stellung des Aktors 205 so eingestellt, dass er sich derart proportional mit einer Stellung des Kupplungspedals 234 bewegt, dass die Kupplung 206 betätigt oder gelöst werden kann. Eine Stellung des Kupplungspedal 234 wird über den Sensor 232 an die Steuerung weitergeleitet. Das Kupplungspedal 234 befindet sich in einer Grundstellung, wenn ein menschlicher Fahrer 132 das Kupplungspedal 234 nicht berührt. Der menschliche Fahrer 132 übt Kraft aus, um das Kupplungspedal aus der Grundstellung zu bewegen, sodass die manuell betätigte Kupplung 206 geöffnet werden kann, wenn das Kupplungspedal 234 betätigt wird. Die manuell betätigte Kupplung 206 kann geschlossen werden, wenn das Kupplungspedal 234 freigegeben wird.
Die Eingangswelle 270 des manuell betätigten Getriebes 208 kann selektiv mit Zahnrädern (z.B. Gang 1-6) 215 gekoppelt werden. Die Zahnräder 215 sind Zahnräder mit festem Übersetzungsverhältnis, die unterschiedliche Verhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 270 und der Ausgangswelle 262 bereitstellen. Die Zahnräder 215 können sich frei um die Ausgangswelle 262 drehen und es können Synchronisierungsvorrichtungen 216 verwendet werden, um die Zahnräder an der Ausgangswelle 262 zu sperren. Die Zahnräder 215 können manuell in Eingriff genommen und gelöst werden, indem eine Kupplung 206 geöffnet wird und ein menschlicher Fahrer 132 den manuellen Gangwahlhebel 217 bewegt, um Zahnräder 215 über Schaltgabeln 213 und Synchronisierungsvorrichtungen 216 individuell in Eingriff zu nehmen. Demnach werden die Gänge des manuellen Getriebes 208 nicht automatisch gewechselt oder über nichtmenschliche Aktoren, wie etwa Magnetspulen, gewechselt. Ein Schließen der Kupplung 206 überträgt Leistung vom Motor 10 auf die Räder 218, wenn über den manuellen Gangwahlhebel oder die manuelle Gangschaltung 217 eines der Zahnräder 215 in Eingriff genommen wird. Gangstellungen werden der Steuerung 12 über Gangstellungssensoren 275 gemeldet. Die Ausgangswelle 262 verbindet das manuelle Getriebe 208 mit den Rädern 218. Die Drehzahl der Ausgangswelle 262 kann über einen Ausgangswellen-Drehzahlsensor 235 bestimmt werden. In einigen Beispielen kann eine Achse und ein Differential 219 mit Zahnrädern zwischen dem manuellen Getriebe 208 und den Rädern 218 positioniert sein.
Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Motor 10 zu empfangen, wie in 1 genauer gezeigt, und eine Drehmomentausgabe des Motors und/oder des BISG 220 und den Betrieb der Lichtmaschine 202 entsprechend zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem Drosselöffnung und/oder Ventilsteuerzeiten, Ventilhub und Aufladung für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Die BISG-Ausgabe kann durch Zuführen von elektrischem Strom zum BISG 220, einschließlich des Steuerns des Feldstroms des BISG 220, gesteuert werden. Die Steuerung 12 kann zudem Eingaben von einem Fahrer empfangen und einem Fahrer einen Status und Daten über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 299 bereitstellen. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 299 kann es sich um eine Tastatur oder eine Touchscreen-Vorrichtung und einen Lautsprecher für eine akustische Benachrichtigung des Fahrers handeln.
Nun ist unter Bezugnahme auf 3 ein Blockdiagramm eines alternativen Fahrzeugantriebsstrangs 200 gezeigt. Der Antriebsstrang aus 3 beinhaltet viele der gleichen Komponenten, wie sie in 2 beschrieben sind. Die Komponenten aus 3, welche die gleichen Bezugszeichen aufweisen wie die Komponenten, die in 2 gezeigt sind, entsprechen den in 2 beschriebenen und arbeiten in gleicher Weise. Daher wird der Kürze halber eine Beschreibung der in 2 gezeigten Komponenten weggelassen.
In diesem beispielhaften Antriebsstrang 200 ist der Darstellung nach eine elektrische Maschine in Form eines integrierten Anlassers/Generators (integrated starter/generator - ISG) 240 zwischen der manuell betätigten Kupplung 206 und der Getriebeeingangswelle 270 positioniert. Der ISG 240 ist direkt an eine Ausgabeseite 260 der manuell betätigten Kupplung 206 gekoppelt. Der ISG 240 ist zudem direkt an die Getriebeeingangswelle 270 gekoppelt. Der ISG 240 kann über einen Wechselrichter 241 elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 242 empfangen. Die Steuerung 12 kann den Wechselrichter 241 anweisen, dem ISG 240 elektrische Leistung zuzuführen, sodass der ISG 240 dem Antriebsstrang 200 positives Drehmoment bereitstellen kann. Alternativ kann die Steuerung 12 den Wechselrichter anweisen, den ISG 240 in einem Generatormodus zu betreiben, sodass die Traktionsbatterie 242 geladen werden kann. Der ISG 240 bringt ein negatives Drehmoment auf den Antriebsstrang 200 auf, wenn der ISG 240 als Generator betrieben wird.
In einer ersten alternativen beispielhaften Konfiguration (nicht gezeigt) kann der ISG 240 direkt an einer Seite an die Kurbelwelle 40 und an der gegenüberliegenden Seite an das Schwungrad 97 gekoppelt sein. Das Schwungrad 97 kann durch die Kupplungsscheibe 206a der manuell betätigten Kupplung 206 selektiv in Eingriff genommen werden. Die Ausgabeseite 260 der manuell betätigten Kupplung 206 ist direkt an die Eingangswelle 270 des manuellen Getriebes 208 gekoppelt. Die hierin beschriebenen Verfahren können selbstverständlich auch auf anderen Antriebsstrangkonfigurationen angewendet werden, die nicht gezeigt sind.
Somit stellen die Systeme aus den 1-3 ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; ein manuelles Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das manuelle Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die sich als Reaktion auf ein Kupplungspedal bewegt; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Bereitstellen einer Angabe an einen menschlichen Fahrer zum Freigeben des Kupplungspedals, wenn eine Drehzahl des Motors innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt, beinhaltet. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner eine zusätzliche Anweisung zum Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl des Motors über die Steuerung während einer Gangschaltung des manuellen Getriebes als Reaktion auf einen Anstieg einer Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch den menschlichen Fahrer. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Anweisen einer Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Steuerung auf einen ersten Schätzwert einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass die Kupplung des manuellen Getriebes durch einen Menschen betätigt wird, wobei der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem ersten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, und auf einem zweiten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug abbremst. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors bis zu einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes zuzüglich einer Versatzdrehzahl während der Gangschaltung des manuellen Getriebes. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors bis zu einer ersten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem Gang beruht, der erwartungsgemäß eingelegt wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors bis zu einer zweiten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem eingelegten Gang beruht.
Nun unter Bezugnahme auf 4 ist eine beispielhafte Schaltfolge für ein manuelles Getriebe gezeigt. Die Schaltfolge aus 4 gilt für die in den 2 und 3 gezeigten Antriebsstrangkonfigurationen.
Der erste Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Kurve 402 gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle während der Abfolge wieder.
Der zweite Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Getriebeschaltzustands gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt den Getriebeschaltzustand wieder und das manuelle Getriebe wird geschaltet, wenn die Kurve 404 bei einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Das manuelle Getriebe wird nicht geschaltet, wenn die Kurve 404 nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 404 gibt den Schaltzustand des manuellen Getriebes während der Abfolge wieder.
Der dritte Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf des Vorzeichens der Fahrzeugbeschleunigung gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Vorzeichen der Fahrzeugbeschleunigung gegenüber der Zeit wieder. Die Fahrzeugbeschleunigung ist positiv, wenn Kurve 406 über der horizontalen Achse liegt und die Fahrzeugbeschleunigung ist negativ, wenn die Kurve 406 unterhalb der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 406 gibt das Vorzeichen der Fahrzeugbeschleunigung wieder.
Bei Zeitpunkt t0 nimmt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ab, was angibt, dass das Fahrzeug abbremst. Das manuelle Getriebe wird nicht geschaltet und die Fahrzeugbeschleunigung ist negativ, was angibt, dass das Fahrzeug abbremst.
Bei Zeitpunkt t1 wird durch einen menschlichen Fahrer eine Getriebeschaltung eingeleitet und das Vorzeichen der Fahrzeugbeschleunigung wechselt zu null, wenn der menschliche Fahrer die Getriebekupplung auskuppelt, um ein Herunterschalten (z. B. Schalten aus einem höheren numerischen Gang in einen niedrigeren numerischen Gang 6-5) zu starten. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist konstant oder kann in geringem Maße abnehmen.
Zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 verändert der Fahrer die Stellung der manuellen Gangschaltung, um einen höheren Gang herauszunehmen und einen niedrigeren Gang einzulegen. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt zu, nachdem der niedrigere Gang eingelegt wurde, da sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Fahrzeugrädern verändert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant bleibt oder sich nur in geringem Maße ändert. Daher wird die Eingangswelle beschleunigt, wenn der niedrigere Gang eingelegt wird. Die manuell betätigte Kupplung bleibt ausgekuppelt.
Bei Zeitpunkt t2 gibt der Fahrer das Kupplungspedal frei und die manuelle Kupplung wird wiedereingekuppelt. Der Fahrzeugbeschleunigungszustand ändert sich, um eine negative Fahrzeugbeschleunigung anzugeben (z. B. nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit ab). Das Herunterschalten ist abgeschlossen, wenn die manuelle Kupplung gelöst wird. Das Fahrzeug bremst weiter ab.
Bei Zeitpunkt t3 wird durch einen menschlichen Fahrer erneut eine Getriebeschaltung eingeleitet und das Vorzeichen der Fahrzeugbeschleunigung wechselt von negativ zu null, wenn der menschliche Fahrer die Getriebekupplung auskuppelt, um ein Herunterschalten (z. B. Schalten aus einem höheren numerischen Gang in einen niedrigeren numerischen Gang 5-4) zu starten. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist konstant oder kann in geringem Maße abnehmen.
Zwischen Zeitpunkt t3 und Zeitpunkt t4 verändert der Fahrer die Stellung der manuellen Gangschaltung, um einen höheren Gang herauszunehmen und einen niedrigeren Gang einzulegen. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt zu, nachdem der niedrigere Gang eingelegt wurde, da sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Fahrzeugrädern verändert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant bleibt oder sich nur in geringem Maße ändert. Die Eingangswelle wird beschleunigt, wenn der niedrigere Gang eingelegt wird. Die manuell betätigte Kupplung bleibt ausgekuppelt.
Bei Zeitpunkt t4 gibt der Fahrer das Kupplungspedal frei und die manuelle Kupplung wird wiedereingekuppelt. Der Fahrzeugbeschleunigungszustand ändert sich, um eine negative Fahrzeugbeschleunigung anzugeben (z. B. nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit ab). Das Herunterschalten ist abgeschlossen, wenn die manuelle Kupplung gelöst wird. Das Fahrzeug bremst weiter ab.
Bei Zeitpunkt t5 betätigt der menschliche Fahrer das Gaspedal, um zusätzliches Drehmoment anzufordern (nicht gezeigt). Das Fahrzeug wechselt von einer negativen Beschleunigung zu einer positiven Beschleunigung und die Drehzahl der Eingangswelle beginnt zuzunehmen.
Bei Zeitpunkt t6 erreicht die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ein höheres Niveau und der menschliche Fahrer leitet ein Hochschalten der Getriebegänge ein (z. B. Schalten des Getriebes aus einem niedrigeren numerischen Gang, wie etwa den 4. Gang, in einen höheren numerischen Gang, wie etwa den 5. Gang), indem er die manuelle Kupplung des Getriebes auskuppelt. Der Beschleunigungszustand des Fahrzeugs wechselt von positiv zu null, um anzugeben, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt oder abbremst.
Zwischen Zeitpunkt t6 und Zeitpunkt t7 verändert der Fahrer die Stellung der manuellen Gangschaltung, um einen niedrigeren Gang herauszunehmen und einen höheren Gang einzulegen. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt ab, nachdem der höhere Gang eingelegt wurde, da sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Fahrzeugrädern verändert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant bleibt oder sich nur in geringem Maße ändert. Daher wird die Eingangswelle abgebremst, wenn der höhere Gang eingelegt wird. Die manuell betätigte Kupplung bleibt ausgekuppelt.
Bei Zeitpunkt t7 gibt der Fahrer das Kupplungspedal frei und die manuelle Kupplung wird wiedereingekuppelt. Der Fahrzeugbeschleunigungszustand wechselt, um eine positive Fahrzeugbeschleunigung anzugeben (z. B nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit zu), da Drehmoment vom Motor auf die Räder des Fahrzeugs übertragen wird. Das Hochschalten ist abgeschlossen, wenn die manuelle Kupplung gelöst wird. Das Fahrzeug beschleunigt zwischen Zeitpunkt t7 und Zeitpunkt t8 weiter.
Bei Zeitpunkt t8 erreicht die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ein höheres Niveau und der menschliche Fahrer leitet ein Hochschalten der Getriebegänge ein (z. B. Schalten des Getriebes aus einem niedrigeren numerischen Gang, wie etwa den 5. Gang, in einen höheren numerischen Gang, wie etwa den 6. Gang), indem er die manuelle Kupplung des Getriebes auskuppelt. Der Beschleunigungszustand des Fahrzeugs wechselt von positiv zu null, um anzugeben, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt oder abbremst.
Zwischen Zeitpunkt t8 und Zeitpunkt t9 verändert der Fahrer die Stellung der manuellen Gangschaltung, um einen niedrigeren Gang herauszunehmen und einen höheren Gang einzulegen. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt ab, nachdem der höhere Gang eingelegt wurde, da sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Fahrzeugrädern verändert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant bleibt oder sich nur in geringem Maße ändert. Daher wird die Eingangswelle abgebremst, wenn der höhere Gang eingelegt wird. Die manuell betätigte Kupplung bleibt ausgekuppelt.
Bei Zeitpunkt t9 gibt der Fahrer das Kupplungspedal frei und die manuelle Kupplung wird wiedereingekuppelt. Der Fahrzeugbeschleunigungszustand wechselt, um eine positive Fahrzeugbeschleunigung anzugeben (z. B nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit zu), da Drehmoment vom Motor auf die Räder des Fahrzeugs übertragen wird. Das Hochschalten ist abgeschlossen, wenn die manuelle Kupplung gelöst wird. Das Fahrzeug beschleunigt nach Zeitpunkt t9 weiter.
Somit kann das Getriebe durch den menschlichen Fahrer hochgeschaltet und heruntergeschaltet werden, indem eine manuell betätigte Kupplung gelöst und ein Gangschalthebel bewegt wird. Durch Schalten des Getriebes kann der Motor effizienter betrieben werden, während das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst.
Nun unter Bezugnahme auf 5 ist ein Beispiel für eine Drehzahlsteuerung einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle während eines Herunterschaltens eines manuellen Getriebes gezeigt. Die Drehzahlsteuerungsabfolge aus 5 gilt für die in den 2 und 3 gezeigten Antriebsstrangkonfigurationen. Ferner kann die in 5 gezeigte Abfolge über das Verfahren aus den 7A und 7B bereitgestellt werden.
Der erste Verlauf von oben aus 5 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle oder die Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle (z. B. Motor und/oder elektrische Maschine) wieder und die Drehzahl nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Kurve 502 (durchgezogene Linie) gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder und Kurve 504 (gestrichelte Linie) gibt die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wieder. Wenn nur Kurve 502 zu sehen ist, sind die Drehzahl der Getriebeeingangswelle und die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle gleich.
Der zweite Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf des Getriebeschaltzustands gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt den Getriebeschaltzustand wieder und das manuelle Getriebe wird geschaltet, wenn Kurve 506 bei einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Das manuelle Getriebe wird nicht geschaltet, wenn die Kurve 506 nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 506 gibt den Schaltzustand des manuellen Getriebes während der Abfolge wieder.
Der dritte Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf eines Zustands des Drehzahlsteuermodus der Antriebsstrang-Drehmomentquelle während des Schaltens des mechanisch betätigten Getriebes gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt den Zustand des Drehzahlsteuermodus der Antriebsstrang-Drehmomentquelle gegenüber der zeit wieder und die Antriebsstrang-Drehmomentquelle wird in einem Drehzahlsteuermodus betrieben, wenn Kurve 508 bei einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Die Antriebsstrang-Drehmomentquelle befindet sich nicht im Drehzahlsteuermodus, wenn die Kurve 508 nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 508 gibt den Betriebszustand der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wieder.
Bei Zeitpunkt t20 nimmt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ab, was angibt, dass das Fahrzeug abbremst. Es findet keine Gangschaltung statt und die Antriebsstrang-Drehmomentquelle wird nicht in einem Drehzahlsteuermodus betrieben.
Bei Zeitpunkt t21 wird durch den menschlichen Fahrer eine Getriebeschaltung eingeleitet und der Getriebeschaltungszustand wechselt das Niveau, um anzugeben, dass eine Schaltung stattfindet. Der Getriebeschaltungszustand kann angeben, dass eine Getriebegangschaltung stattfindet, wenn die manuell betätigte Kupplung geöffnet ist. Die Antriebsstrang-Drehmomentquelle wechselt in einen Drehzahlsteuermodus, in dem das Drehmoment des Antriebsstrangs so gesteigert oder gesenkt wird, dass die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle mit einer gewünschten Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle übereinstimmt oder dieser folgt. Bei der gewünschten Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle kann es sich um einen Wert handeln, der im Speicher der Steuerung gespeichert ist. In einem Beispiel entspricht die gewünschte Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle einer geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle zuzüglich einer Versatzdrehzahl (z. B. 200 Umdrehungen pro Minute (RPM)).
Zwischen Zeitpunkt t21 und Zeitpunkt t22 nimmt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ab, wenn der niedrigere Getriebegang durch den menschlichen Fahrer eingelegt wird. Die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wird auf Grundlage einer geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle erhöht. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle kann geschätzt werden wie in dem Verfahren aus den 7A und 7B beschrieben. Die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wird bis zu einem Niveau erhöht, das über der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt, kurz bevor bei Zeitpunkt t22 die Getriebekupplung gelöst wird. Dies kann als Drehzahlaufweitung der Antriebsstrang-Drehmomentquelle bezeichnet werden. Durch Erhöhen der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Drehzahl der Getriebeeingangswelle während eines Hochschaltens des Getriebes kann dem Fahrer eine akustische Reaktion bereitgestellt werden, was eine verbesserte Steuerung beim Überschreiten von Flankenspielen und Steuerung von Schwingungen des Antriebsstrang-Drehmoments angeben kann. Die Drehzahl der Drehmomentquelle wird auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle zuzüglich einer Versatzdrehzahl eingestellt. Nachdem die Drehzahl der Drehmomentquelle die Drehzahl der Getriebeeingangswelle zuzüglich der Versatzdrehzahl erreicht, wird die Drehzahl der Drehmomentquelle auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle eingestellt, sodass die Drehzahl der Drehmomentquelle nach der Drehzahlaufweitung reduziert wird. Wenn es sich bei der Antriebsstrang-Drehmomentquelle um eine Brennkraftmaschine handelt, ikann die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle erhöht werden, indem eine Drossel geöffnet wird und der Kraftstoffstrom zum Motor erhöht wird. Wenn es sich bei der Antriebsstrang-Drehmomentquelle um eine elektrische Maschine handelt, kann die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle erhöht werden, indem eine Menge an Strom erhöht wird, die der elektrischen Maschine zugeführt wird.
Bei Zeitpunkt t22 gibt der menschliche Fahrer das Kupplungspedal frei, was dazu führt, dass die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entspricht. Der Schaltzustand geht zu einem niedrigeren Niveau über, um anzugeben, dass die Gangschaltung des manuellen Getriebes abgeschlossen ist.
Auf diese Weise kann die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle bis zu einem Niveau erhöht werden, das über der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt, wenn ein manuelles Getriebes herunterschaltet wird. Anschließend wird die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle bis zur Drehzahl der Getriebeeingangswelle reduziert, sodass die Wahrscheinlichkeit von Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments reduziert werden kann.
Nun ist unter Bezugnahme auf 6 eine beispielhafte Gangschaltfolge des manuellen Getriebes gemäß dem Verfahren aus den 7A und 7B gezeigt. Die Gangschaltfolge des manuellen Getriebes aus 6 gilt für die in den 2 und 3 gezeigten Antriebsstrangkonfigurationen. Die vertikalen Markierungen bei t40-t46 geben relevante Zeitpunkte während der Abfolge wieder.
Der erste Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf des Prozentsatzes der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt den Prozentsatz der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung wieder und der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Kurve 602 gibt den Prozentsatz der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung wieder. Die Getriebeeingangskupplung (z. B. 206 aus 2) ist vollständig ausgekuppelt und kann kein Drehmoment übertragen, wenn der Prozentsatz der Einkupplung bei 0 % liegt. Die Horizontale Linie 650 gibt ein Niveau des Schwellenwerts 651 der Wiedereinkupplung der Kupplung wieder, bei dem die Kapazität der Kupplung zum Übertragen von Drehmoment die Drehmomentausgabe der Antriebsstrang-Drehmomentquelle erreicht, bei der es sich um einen vorher festgelegten geschätzten Wert handeln kann.
Der zweite Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Drehzahl wieder und die Drehzahl nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Beim Niveau der horizontalen Achse liegt die Drehzahl bei null. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Kurve 604 gibt die Drehzahl der Eingangswelle des manuellen Getriebes wieder. Kurve 606 gibt die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wieder (z. B. Motor und/oder elektrische Maschine).
Der dritte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der angewiesenen Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt den Änderungsratenbefehl der Drehzahl der Drehmomentquelle gegenüber der Zeit wieder und der Änderungsratenbefehl der Drehzahl der Drehmomentquelle nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Kurve 608 gibt die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle wieder (z. B. 200 RPM/Sekunde).
Bei Zeitpunkt t40 ist die manuell betätigte Kupplung des Getriebes vollständig geschlossen und zu 100 % eingekuppelt. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt ab, was angibt, dass das Fahrzeug abbremst. Die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle beträgt null. Diese Bedingungen geben an, dass das Fahrzeug abbremst, während im Getriebe ein Gang eingelegt ist.
Bei Zeitpunkt t41 beginnt der menschliche Fahrer des Fahrzeugs (nicht gezeigt) die Kupplung des manuellen Getriebes zu lösen, indem er das Kupplungspedal herunterdrückt. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt weiter ab und die Änderungsrate der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle beträgt null.
Zwischen Zeitpunkt t41 und Zeitpunkt t42 nimmt der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebekupplung weiter ab, da der menschliche Fahrer das Kupplungspedal weiter herunterdrückt. Des Weiteren nimmt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle weiter ab. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt weiter ab und die Änderungsrate der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle wird nicht angewiesen, einer gewünschten Drehzahl (z. B. der Drehzahl der Getriebeeingangswelle) zu folgen. Stattdessen kann sich die Antriebsstrang-Drehmomentquelle in einem Drehmomentsteuermodus befinden.
Bei Zeitpunkt t42 erreicht der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebekupplung einen Wert von null und die manuelle Kupplung des Getriebes ist vollständig gelöst. Für die Antriebsstrang-Drehmomentquelle ist eine konstante vorher festgelegte Drehzahl angewiesen (z. B. Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine zuzüglich einer Schwellenwert-RPM). Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt weiter ab, während das Fahrzeug in dem derzeit eingelegten Gang abbremst. Die Änderungsrate der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle beträgt null.
Bei Zeitpunkt t43 hat der menschliche Fahrer einen zuvor eingelegten höheren Gang (z. B. den 3. Gang) herausgenommen und einen neuen niedrigeren Gang (z. B. den 2. Gang) eingelegt. Das Einlegen des niedrigeren Gangs startet ein Beschleunigen der Getriebeeingangswelle. Die Getriebekupplung bleibt ausgekuppelt und die Änderungsrate der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle beträgt null. Die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle bleibt konstant.
Zwischen Zeitpunkt t43 und Zeitpunkt t44 wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bis zu einem Wert beschleunigt, bei dem es sich um eine Funktion der Getriebeausgangsdrehzahl handelt, bei der es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle erreicht den Wert, bei dem es sich um die Funktion der Drehzahl der Getriebeausgangswelle handelt, sobald der neue Gang eingelegt ist. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt ab, während das Fahrzeug abbremst, nachdem die Drehzahl der Getriebeeingangswelle gleich der Drehzahl der Getriebeausgangswelle multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des eingelegten Gangs ist. Die Drehzahl der Drehmomentquelle bleibt weiter bei ihrer vorherigen konstanten Drehzahl. Die Änderungsrate der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle beträgt null.
Bei Zeitpunkt t44 beginnt der menschliche Fahrer die manuell betätigte Kupplung des Getriebes zu lösen (nicht gezeigt) und die Einkupplung der Getriebekupplung beginnt zuzunehmen, da das manuell betätigte Kupplungspedal freigegeben wird. Die Steuerung bestimmt eine Einkupplungsrate der Kupplung, wie in der Beschreibung der 7A und 7B genauer beschrieben wird. Die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle wird als Reaktion auf die Einkupplungsrate der Kupplung eingestellt (z. B. erhöht) und die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle dient dazu, sicherzustellen, dass die Drehzahl der Drehmomentquelle der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entspricht, wenn der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebekupplung das Niveau des Schwellenwerts 651 der Wiedereinkupplung der Kupplung erreicht. Auf diese Weise kann die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle mit der Drehzahl der Getriebeeingangswelle übereinstimmen, wenn die Getriebekupplung eine Kapazität aufweist, die ausreicht, um das durch die Antriebsstrang-Drehmomentquelle ausgegebene Drehmoment zu übertragen. Anders ausgedrückt kann die Getriebekupplung das durch die Antriebsstrang-Drehmomentquelle ausgegebene Drehmoment an die Räder des Fahrzeugs übertragen, wenn die Drehzahl der Drehmomentquelle im Wesentlichen der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entspricht (z. B. die Drehmomentquellen-RPM innerhalb von 100 RPM zur Getriebeeingangswellen-RPM liegt). Dies kann dabei helfen, die Wahrscheinlichkeit von Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments zu reduzieren.
Zwischen Zeitpunkt t44 und Zeitpunkt t45 nimmt der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung weiter zu und die Drehzahl der Drehmomentquelle nimmt zu. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle bleibt weiter bei ihrem vorherigen Niveau.
Bei Zeitpunkt t45 stimmt die Einkupplung der Getriebeeingangskupplung mit dem Niveau 650 des Schwellenwerts der Wiedereinkupplung der Kupplung überein. Zudem entspricht die Drehzahl der Drehmomentquelle der Drehzahl der Getriebeeingangswelle. Die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle wird nicht länger zum Zweck des Synchronisierens der Drehzahl der Drehmomentquelle und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle gesteuert. Zusätzlich kann der menschliche Fahrer des Fahrzeugs bei Zeitpunkt t45 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle dazu aufgefordert werden, die Kupplung vollständig zu lösen.
Bei Zeitpunkt t46 liegt der Prozentsatz der Einkupplung der Getriebeeingangskupplung bei 100 %, sodass die Getriebekupplung vollständig eingekuppelt ist. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle und die Drehzahl der Drehmomentquelle sind gleich und die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle wird nicht länger zum Zweck des Synchronisierens der Drehzahl der Drehmomentquelle und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle gesteuert.
Auf diese Weise kann ein menschlicher Fahrer eines Fahrzeugs mit manuellem Getriebe beim Schalten eines manuellen Getriebes unterstützt werden. Durch Einstellen der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle kann übermäßiger Kupplungsschlupf vermieden werden. Außerdem können größere Drehmomentstörungen im Antriebsstrang reduziert werden.
Nun ist unter Bezugnahme auf die 7A und 7B ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gezeigt. Das Verfahren aus den 7A und 7B kann zumindest teilweise als in dem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeicherte ausführbare Anweisungen umgesetzt sein. Das Verfahren aus den 7A und 7B kann mit dem System aus den 1-3 zusammenwirken und Teil von diesem sein. Zumindest Teile des Verfahrens aus den 7A und 7B können Handlungen sein, die in der physischen Welt über die Steuerung 12 vorgenommen werden, um Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs zu verändern. Außerdem kann das Verfahren aus den 7A und 7B zusammen mit dem System aus den 1-3 die in 6 gezeigte Abfolge bereitstellen.
Bei 702 bestimmt das Verfahren 700 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können über Daten bestimmt werden, die von Sensoren und Aktoren des Fahrzeugs an eine Steuerung eingegeben werden. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können unter anderem Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, aktuell ausgewählten Gang, Gaspedalstellung, Kupplungspedalstellung, Fahrerbedarfsdrehmoment und Bremspedalstellung beinhalten. Das Verfahren 700 geht zu 704 über, nachdem die Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt wurden.
Bei 704 entscheidet das Verfahren 700, ob die Kupplung des manuellen Getriebes ausgekuppelt ist. In einem Beispiel kann das Verfahren 700 auf Grundlage einer Ausgabe eines Kupplungspedalstellungssensors entscheiden, dass die Kupplung des manuellen Getriebes ausgekuppelt ist. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass die manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 706 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 geht zu 730 über.
Bei 730 stellt das Verfahren 700 das Drehmoment des Antriebsstrangs so ein, dass es das Fahrerbedarfsdrehmoment deckt. Das Fahrerbedarfsdrehmoment wird anhand der Gaspedalstellung bestimmt. Die Gaspedalstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit werden verwendet, um eine Tabelle oder Funktion zu referenzieren oder zu indexieren. Die Tabelle oder Funktion gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment aus. Das Drehmoment der Antriebsstrang-Drehmomentquelle or -quellen (z. B. Motor, Elektromotor oder Elektromotor und Motor) wird so eingestellt, dass das Fahrerbedarfsdrehmoment bereitgestellt wird. Das Motordrehmoment kann über Einstellen einer Stellung eines Drehmomentaktors, wie etwa einer Drossel, einer Nockenwelle, und/oder des Zündzeitpunkts eingestellt werden. Das Elektromotordrehmoment kann über Einstellen einer Spannung und/oder eines Stroms eingestellt werden, die/der dem Elektromotor über einen Wechselrichter zugeführt wird. Das Verfahren 700 geht zum Ende über, nachdem das Antriebsstrang-Drehmoment eingestellt wurde.
Bei 706 entscheidet das Verfahren 700, ob während eines Schaltens eine vom menschlichen Fahrer abhängige Drehmomentquellensteuerung angewendet werden soll. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 708 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 geht zu 740 in 7B über. Vom menschlichen Fahrer abhängige Drehmomentquellensteuerung während eines Schaltens stellt eine Erhöhungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer ein. Ein derartiger Vorgang ist darauf ausgerichtet, eine Drehzahl der Drehmomentquelle bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Kupplungspedal eine Stellung erreicht, bei der die manuell betätigte Kupplung die Kapazität zum Übertragen des durch die Antriebsstrang-Drehmomentquelle ausgegebenen Drehmoment aufweist, an eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle für den ausgewählten Gang anzupassen. Somit kann die manuell betätigte Kupplung unabhängig davon, ob der Fahrer das Kupplungspedal mit schneller Rate oder langsamer Rate freigibt, das Drehmoment von der Antriebsstrang-Drehmomentquelle reibungslos ohne übermäßigen Kupplungsschlupf oder eine abrupte Drehmomentänderung im Fahrzeugantriebsstrang an die Getriebeeingangswelle übertragen.
Bei 708 weist das Verfahren 700 die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle oder Drehmomentquellen auf eine vorher festgelegte Drehzahl an oder stellt sie darauf ein. Die vorher festgelegte Drehzahl kann auf dem Gang, der herausgenommen wird, und dem Gang, der eingelegt wird, beruhen. Wenn beispielsweise das Fahrzeug beschleunigt und das Getriebe aus dem 3. Gang in den 4. Gang geschaltet wird, kann die vorher festgelegte Drehzahl 1000 RPM betragen. Wenn jedoch das Fahrzeug abbremst und das Getriebe aus dem 3. Gang in den zweiten Gang geschaltet wird, kann die vorher festgelegte Drehzahl 1200 RPM betragen. Die vorher festgelegten Drehzahlwerte können empirisch bestimmt werden, während das Fahrzeug gefahren wird. Die vorher festgelegten Drehzahlwerte können im nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeichert sein und können während der Getriebeschaltung abgerufen werden. Das Verfahren 700 stellt die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquellen auf die vorher festgelegte Drehzahl ein und geht zu 710 über.
Bei 710 entscheidet das Verfahren 700, ob die Gangschaltung des Getriebes in eine Stellung für einen neuen Gang geschaltet wurde. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Gangschaltung des Getriebes in eine Stellung für einen neuen Gang geschaltet wurde, wenn sich der Wahlhebel des Getriebes in der Stellung für den 2. Gang befand, bevor das Kupplungspedal betätigt wurde, und sich der Gangwahlhebel derzeit in der Stellung für den 3. Gang befindet. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass die Gangschaltung des Getriebes in eine Position für einen neuen Gang geschaltet wurde, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 712 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 kehrt zu 704 zurück.
Bei 712 entscheidet das Verfahren 700, ob das Kupplungspedal freigegeben wird. Das Verfahren 700 kann anhand einer Ausgabe des Kupplungspedalsstellungssensors entscheiden, dass das Kupplungspedal freigegeben wird. Das Verfahren 700 geht zu 714 über, wenn bestimmt wird, dass das Kupplungspedal freigegeben wird. Das Verfahren 700 kehrt zu 708 zurück, wenn bestimmt wird, dass das Kupplungspedal nicht freigegeben wird.
Bei 714 bestimmt das Verfahren 700 die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle (z. B. Beschleunigungsrate der Drehmomentquelle) auf Grundlage der Freigaberate des Kupplungspedals und beschleunigt die Antriebsstrang-Drehmomentquelle oder -quellen bis zur gewünschten Drehzahl der Drehmomentquelle. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 700 die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle auf Grundlage der folgenden Gleichungen: $Clutch_engage_rate = \frac{P_{1} - P_{0}}{t_{1} - t_{0}}$
$t_{ce} = \frac{Clutch_engage_thld}{Clutch_engage_rate} + t_{0}$
$Tis_rpm_rate = \frac{Tis_rpm (t_{1}) - Tis_rpm (t_{0})}{t_{1} - t_{0}}$
$Tis_rpm (t_{ce}) = Tis_rpm (t_{0}) + (Tis_rpm_rate \cdot t_{ce})$
$Ts_rpm_rate = \frac{Tis_rpm (t_{ce}) - Ts_rpm (t_{0})}{t_{ce} - t_{0}}$
wobei Clutch_engage_rate die Einkupplungsrate der Kupplung ist, P₁ die Kupplungspedalstellung bei t₁ ist, wobei t₁ ein Zeitpunkt nach dem Beginn der Freigabe des Kupplungspedals und vor dem Zeitpunkt ist, an dem die Kupplung eingekuppelt ist, t₀ der Zeitpunkt des Beginns der Freigabe des Kupplungspedals ist, tce der Zeitpunkt ist, an dem die Kupplung eingekuppelt ist, Clutch_engage-thld ein Prozentsatz des Kupplungspedals ist, bei dem die Kupplung eingekuppelt ist (z. B. 651 in 6), Tis_rpm_rate die Änderungsrate der Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist, Ts_rpm_rate die Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle ist und Tis-rpm (t) die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei Zeitpunkt t ist.
Das Verfahren 700 weist die Antriebsstrang-Drehmomentquelle (z. B. Motor und/oder Elektromotor) auf die gewünschte Drehzahl Tis-rpm (tce) der Drehmomentquelle an, bei der es sich um die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei Zeitpunkt tee handelt. Die Drehmomentquelle wird mit der Änderungsrate Ts_rpm_rate der Drehzahl der Drehmomentquelle auf Tis_rpm (t_ce) angewiesen. Das Verfahren 700 geht zu 716 über.
Bei 716 entscheidet das Verfahren 700, ob eine Drehzahldifferenz zwischen der Drehzahl der Drehmomentquelle und einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle unterhalb einer Schwellenwertdrehzahl liegt. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 718 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 kehrt zu 716 zurück.
Bei 718 stellt das Verfahren 700 eine Angabe an den menschlichen Fahrer zum vollständigen Freigeben des Kupplungspedals bereit. Bei der Angabe kann es sich um eine optische Angabe handeln, die über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle präsentiert wird, oder alternativ kann dem menschlichen Fahrer eine akustische Angabe bereitgestellt werden. Durch Angeben, dass das Kupplungspedal vollständig freigegeben werden kann, wird der Fahrer dazu aufgefordert, die Kupplung vollständig zu schließen, wodurch Kupplungsschlupf und -verschleiß reduziert werden kann. Das Verfahren 700 geht zum Ende über.
Bei 740 stellt das Verfahren 700 die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle oder Drehmomentquellen auf eine erwartete Drehzahl der Getriebeeingangswelle ein, die auf einem Gang beruht, der erwartungsgemäß durch den Fahrer eingelegt wird. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, ist der erwartete Gang die Zahl des derzeitigen Gangs plus eins. Demnach ist, wenn das Fahrzeug im 1. Gang beschleunigt, der erwartete Gang der 2. Gang. Wenn das Fahrzeug abbremst, ist der erwartete Gang die Zahl des derzeitigen Gangs minus eins. Dann kann die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf Grundlage des erwarteten Gangs geschätzt werden, indem die Drehzahl der Getriebeausgangswelle mit dem Übersetzungsverhältnis des erwarteten Gangs multipliziert wird. Anschließend wird die Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle angewiesen, die auf dem erwarteten Gang beruht. Das Verfahren 700 geht zu 742 über.
Bei 742 entscheidet das Verfahren 700, ob die Gangschaltung des Getriebes in eine Stellung für einen neuen Gang geschaltet wurde. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Gangschaltung des Getriebes in eine Stellung für einen neuen Gang geschaltet wurde, wenn sich der Wahlhebel des Getriebes in der Stellung für den 2. Gang befand, bevor das Kupplungspedal betätigt wurde, und sich der Gangwahlhebel derzeit in der Stellung für den 3. Gang befindet. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass die Gangschaltung des Getriebes in eine Position für einen neuen Gang geschaltet wurde, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 744 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 kehrt zu 704 zurück.
Bei 744 entscheidet das Verfahren 700, ob das Getriebe heruntergeschaltet wird. In einem Beispiel kann das Verfahren 700 ein Herunterschalten entscheiden, wenn die manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt ist oder wird und das Fahrzeug abbremst. Das Verfahren 700 kann ein Hochschalten entscheiden, wenn die manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt ist oder wird und das Fahrzeug beschleunigt. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass das Getriebe herunterschaltet wird, ist die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 760 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 geht zu 746 über.
Bei 746 stellt das Verfahren 700 einen Versatzwert der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf null ein. Durch Einstellen des Versatzwerts der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf null kann eine Drehzahlaufweitung der Drehmomentquelle über die Drehzahl der Getriebeeingangswelle hinaus vermieden werden. Dies kann während Hochschaltungen von Vorteil sein, bei denen die Drehzahl der Getriebeeingangswelle während des Hochschaltens reduziert wird, wenn ein Gang eines höheren numerischen Werts eingelegt wird. Verfahren 700 geht zu 748 über, nachdem der Versatzwert der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf null eingestellt wurde.
Bei 760 stellt das Verfahren 700 einen Versatzwert der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf einen vorher festgelegten Wert (z. B. 200 RPM) ein. Durch Einstellen des Versatzwerts der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf einen vorher festgelegten Wert kann eine Drehzahlaufweitung der Drehmomentquelle über die Drehzahl der Getriebeeingangswelle hinaus umgesetzt werden, sodass Überschreitung von Flankenspielen vermieden werden kann und sodass ein menschlicher Fahrer die Änderung der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle akustisch wahrnehmen kann. Der vorher festgelegte Wert kann auf dem Gang beruhen, der eingelegt wird. Das Verfahren 700 geht zu 748 über, nachdem der Versatzwert der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle auf den vorher festgelegten Wert eingestellt wurde.
Bei 748 bestimmt das Verfahren 700 eine gewünschte Drehzahl der Drehmomentquelle auf Grundlage der Stellung der Gangschaltung und des Versatzwerts. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf Grundlage des eingelegten Gangs kann geschätzt werden, indem die Drehzahl der Getriebeausgangswelle mit dem Übersetzungsverhältnis des eingelegten Gangs multipliziert wird. Das Verfahren 700 geht zu 750 über.
Bei 750 weist das Verfahren 700 die Drehmomentquelle auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle an, die auf dem eingelegten Gang zuzüglich der Versatzdrehzahl beruht. Das Verfahren 700 geht zu 751 über.
Bei 751 stellt das Verfahren 700 die Versatzdrehzahl auf null ein, wenn die Drehzahl der Drehmomentquelle der Drehzahl der Getriebeeingangswelle zuzüglich der Versatzdrehzahl entspricht. Anschließend wird die Drehzahl der Drehmomentquelle auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle eingestellt, sodass Drehmomentstörungen reduziert sein können, wenn die Kupplung geschlossen ist. Das Verfahren 700 geht zu 752 über.
Bei 752 entscheidet das Verfahren 700, ob eine Drehzahldifferenz zwischen der Drehzahl der Drehmomentquelle und einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle unterhalb einer Schwellenwertdrehzahl liegt. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 geht zu 754 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 kehrt zu 752 zurück.
Bei 754 stellt das Verfahren 700 eine Angabe an den menschlichen Fahrer zum vollständigen Freigeben des Kupplungspedals bereit. Bei der Angabe kann es sich um eine optische Angabe handeln, die über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle präsentiert wird, oder alternativ kann dem menschlichen Fahrer eine akustische Angabe bereitgestellt werden. Durch Angeben, dass das Kupplungspedal vollständig freigegeben werden kann, wird der Fahrer dazu aufgefordert, die Kupplung vollständig zu schließen, wodurch Kupplungsschlupf und -verschleiß reduziert werden kann. Das Verfahren 700 geht zum Ende über.
Auf diese Weise kann das Verfahren 700 einen menschlichen Fahrer eines Fahrzeugs mit manuellem Getriebe beim Schalten von Getriebegängen unterstützen. In einem Beispiel wird die Drehzahl einer Drehmomentquelle mit einer Rate eingestellt, die von einer Freigaberate eines Kupplungspedals abhängig ist, derart, dass die Drehzahl der Drehmomentquelle mit einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle übereinstimmt, wenn eine manuelle Kupplung eingekuppelt wird, sodass Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments reduziert werden können. In einem weiteren Beispiel kann die Drehzahl der Drehmomentquelle zunächst auf eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle angewiesen werden, die auf einem Getriebegang beruht, der erwartungsgemäß eingelegt wird. Sobald die Schaltung einen Gang einlegt, wird die Drehmomentquelle auf eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle angewiesen, die auf dem eingelegten Gang beruht. Somit kann, wenn sich der erwartete Gang von dem eingelegten Gang unterscheidet, die Drehzahl der Drehmomentquelle so eingestellt werden, dass die Wahrscheinlichkeit von Störungen des Antriebsstrang-Drehmoments reduziert wird.
Somit stellt das Verfahren aus den 7A und 7B ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Empfangen einer Sensoreingabe an eine Steuerung und Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl einer Drehmomentquelle eines Antriebsstrangs als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer über eine Steuerung während einer Gangschaltung eines manuellen Getriebes. Das Verfahren beinhaltet, dass es sich bei dem Schalten des manuellen Getriebes um ein Herunterschalten in einen niedrigeren Gang handelt. Das Verfahren beinhaltet, dass die Drehmomentquelle eine elektrische Maschine ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Erhöhen einer Drehzahl der Drehmomentquelle bis zu einer geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle zuzüglich einer Versatzdrehzahl. Das Verfahren beinhaltet, dass die Versatzdrehzahl von einem eingelegten Getriebegang abhängt. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen eines Drehzahlbefehls der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs auf eine vorher festgelegte Drehzahl als Reaktion darauf, dass eine manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt wird, vor dem Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs. Das Verfahren umfasst ferner ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs als Reaktion auf eine geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle. Das Verfahren umfasst ferner ein Bereitstellen einer optischen Angabe zum vollständigen Lösen einer betätigten Kupplung des manuellen Getriebes als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der Drehmomentquelle innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt.
Das Verfahren auf den 7A und 7B stellt zudem ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Anweisen einer Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle über eine Steuerung auf einen ersten Schätzwert einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle als Reaktion auf ein Betätigen einer Kupplung eines manuellen Getriebes durch einen Menschen, wobei der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem ersten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, und auf einem zweiten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug abbremst; und Anweisen der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Steuerung auf einen zweiten Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion auf ein Einlegen eines anderen Gangs als den ersten Getriebegang oder den zweiten Getriebegang während der Betätigung der Kupplung. Das Verfahren umfasst ferner ein Bereitstellen einer optischen oder akustischen Benachrichtigung an den Menschen zum Lösen der Kupplung. Das Verfahren beinhaltet, dass die optische oder akustische Benachrichtigung darauf beruht, dass die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt. Das Verfahren beinhaltet, dass der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle eine Versatzdrehzahl beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass die Antriebsstrang-Drehmomentquelle eine elektrische Maschine ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Gang, bei dem es sich nicht um den ersten Getriebegang oder den zweiten Getriebegang handelt, ein Gang ist, der numerisch niedriger als der zweite Getriebegang oder numerisch höher als der erste Getriebegang ist.
Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass das hierin beschriebenen Verfahren eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wiedergeben kann, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Außerdem kann es sich bei den in dieser Schrift beschriebenen Verfahren um eine Kombination von Handlungen, die durch eine Steuerung in der physischen Welt vorgenommen werden, und Anweisungen in der Steuerung handeln. Zumindest Teile der in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem ausgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die hierin beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern soll die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine/r oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Außerdem können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge, Verfahren und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist.
Hiermit ist die Beschreibung abgeschlossen. Ihre Lektüre wird dem Fachmann viele Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigen, ohne von Geist und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs ein Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl einer Drehmomentquelle eines Antriebsstrangs als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer über eine Steuerung während einer Gangschaltung eines manuellen Getriebes.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Schalten des manuellen Getriebes um ein Herunterschalten in einen niedrigeren Gang.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Drehmomentquelle eine elektrische Maschine.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl als Reaktion auf einen Schätzwert einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu einem Zeitpunkt, an dem die Kupplung eingekuppelt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl als Reaktion auf eine Änderungsrate der Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Einstellen eines Drehzahlbefehls der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs auf eine vorher festgelegte Drehzahl als Reaktion darauf, dass eine manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt wird, vor dem Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs als Reaktion auf eine geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Bereitstellen einer optischen Angabe zum vollständigen Lösen einer betätigten Kupplung des manuellen Getriebes als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der Drehmomentquelle innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Folgendes: Anweisen einer Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle über eine Steuerung auf einen ersten Schätzwert einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle als Reaktion auf ein Betätigen einer Kupplung eines manuellen Getriebes durch einen Menschen, wobei der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem ersten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, und auf einem zweiten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug abbremst; und Anweisen der Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Steuerung auf einen zweiten Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion auf ein Einlegen eines anderen Gangs als den ersten Getriebegang oder den zweiten Getriebegang während der Betätigung der Kupplung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Bereitstellen einer optischen oder akustischen Benachrichtigung an den Menschen zum Lösen der Kupplung.
Gemäß einer Ausführungsform beruht die optische oder akustische Benachrichtigung darauf, dass die Drehzahl der Antriebsstrang-Drehmomentquelle innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle eine Versatzdrehzahl.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsstrang-Drehmomentquelle eine elektrische Maschine.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Gang, bei dem es sich nicht um den ersten Getriebegang oder den zweiten Getriebegang handelt, ein Gang, der numerisch niedriger als der zweite Getriebegang oder numerisch höher als der erste Getriebegang ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor; ein manuelles Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das manuelle Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die sich als Reaktion auf ein Kupplungspedal bewegt; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Bereitstellen einer Angabe an einen menschlichen Fahrer zum Freigeben des Kupplungspedals, wenn eine Drehzahl des Motors innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine zusätzliche Anweisung zum Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl des Motors über die Steuerung während einer Gangschaltung des manuellen Getriebes als Reaktion auf einen Anstieg einer Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch den menschlichen Fahrer.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Anweisen einer Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Steuerung auf einen ersten Schätzwert einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass die Kupplung des manuellen Getriebes durch einen Menschen betätigt wird, wobei der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem ersten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, und auf einem zweiten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug abbremst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine elektrische Maschine und zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors oder der elektrischen Maschine bis zu einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes zuzüglich einer Versatzdrehzahl während der Gangschaltung des manuellen Getriebes.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine elektrische Maschine und zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors oder der elektrischen Maschine bis zu einer ersten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem Gang beruht, der erwartungsgemäß eingelegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors bis zu einer zweiten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem eingelegten Gang beruht.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl einer Drehmomentquelle eines Antriebsstrangs als Reaktion auf eine Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch einen menschlichen Fahrer über eine Steuerung während einer Gangschaltung eines manuellen Getriebes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Schalten des manuellen Getriebes um ein Herunterschalten in einen niedrigeren Gang handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentquelle eine elektrische Maschine ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl als Reaktion auf einen Schätzwert einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu dem Zeitpunkt, an dem eine Kupplung eingekuppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl als Reaktion auf eine Änderungsrate der Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Einstellen eines Drehzahlbefehls der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs auf eine vorher festgelegte Drehzahl als Reaktion darauf, dass eine manuell betätigte Kupplung ausgekuppelt wird, vor dem Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Erhöhen der Änderungsrate der Drehzahl der Drehmomentquelle des Antriebsstrangs als Reaktion auf eine geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Bereitstellen einer optischen Angabe zum vollständigen Lösen einer betätigten Kupplung des manuellen Getriebes als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der Drehmomentquelle innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt.
Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor; ein manuelles Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das manuelle Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die sich als Reaktion auf ein Kupplungspedal bewegt; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Bereitstellen einer Angabe an einen menschlichen Fahrer zum Freigeben des Kupplungspedals, wenn eine Drehzahl des Motors innerhalb einer Schwellenwertdrehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes liegt, beinhaltet.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine zusätzliche Anweisung zum Erhöhen einer Änderungsrate der Drehzahl des Motors über die Steuerung während einer Gangschaltung des manuellen Getriebes als Reaktion auf einen Anstieg einer Rate der Freigabe eines Kupplungspedals durch den menschlichen Fahrer.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anweisen einer Drehzahl einer Antriebsstrang-Drehmomentquelle über die Steuerung auf einen ersten Schätzwert einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass die Kupplung des manuellen Getriebes durch einen Menschen betätigt wird, wobei der erste Schätzwert der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem ersten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug beschleunigt, und auf einem zweiten Getriebegang beruht, wenn das Fahrzeug abbremst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine elektrische Maschine; und ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors oder der elektrischen Maschine bis zu einer Drehzahl einer Eingangswelle des manuellen Getriebes zuzüglich einer Versatzdrehzahl während der Gangschaltung des manuellen Getriebes.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine elektrische Maschine; und ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors oder der elektrischen Maschine bis zu einer ersten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem Gang beruht, der erwartungsgemäß eingelegt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Beschleunigen des Motors bis zu einer zweiten geschätzten Drehzahl der Getriebeeingangswelle, wobei die geschätzte Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einem eingelegten Gang beruht.