DE102019201711A1

DE102019201711A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102019201711A1
Application number: DE102019201711.8A
Authority: DE
Inventors: Rainer Hofmann; Peter Arnold
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei der Antriebsstrang einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, und eine funktional zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe angeordnete Kupplung aufweist, wobei das Automatikgetriebe in einem Automatik-Schaltmodus und in einem Halbautomatik-Schaltmodus betreibbar ist, wobei in dem Automatik-Schaltmodus die Gänge des Automatikgetriebes in Abhängigkeit mindestens eines Fahrparameters, insbesondere mehrerer Fahrparameter, mit Hilfe eines Steuergerätes automatisch geschaltet werden, wobei in dem Halbautomatik-Schaltmodus die Gänge des Automatikgetriebes manuell vom Fahrer geschaltet werden, und wobei der Schlupf der Kupplung, insbesondere auch mit Hilfe des Steuergerätes, steuerbar ist.Der Fahrkomfort ist dadurch erhöht, dass wenn das Automatikgetriebe im Halbautomatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal zumindest in einem bestimmten Mindest-Umfang betätigt, dann der Schlupf s der Kupplung derart eingestellt wird, so dass sich die Motordrehzahl nerhöht und/oder ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größerem Motor-Drehmoment Mangesteuert und/oder realisiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei der Antriebsstrang einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, und eine funktional zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe angeordnete Kupplung aufweist, gemäß der Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Antriebsstränge von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen sind in einer entsprechenden Vielzahl bekannt. Grundsätzlich weist der Antriebsstrang einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, auf sowie ein Automatikgetriebe. Das Automatikgetriebe kann insbesondere hier als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet sein, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird. Funktional zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe ist eine Kupplung angeordnet. Die Komponenten des Antriebsstranges werden insbesondere mit Hilfe eines Steuergerätes entsprechend angesteuert.
Derartige Automatikgetriebe, insbesondere automatisierte Schaltgetriebe, können in einem sogenannten Automatik-Schaltmodus und in einem sogenannten Halbautomatik-Schaltmodus betreibbar sein. Im Automatik-Schaltmodus werden die Gänge des Automatikgetriebes in Abhängigkeit mindestens eines Fahrparameters, insbesondere in Abhängigkeit mehrerer Fahrparameter wie beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrpedalbetätigung, der Steigung / des Gefälles der Fahrbahn oder dergleichen mit Hilfe eines vorgesehenen Steuergerätes automatisch geschaltet. Anders ausgedrückt, im sogenannten „D“-Modus werden die Gänge des Automatikgetriebes über entsprechende Schaltprogramme mit Hilfe des Steuergerätes automatisch ein- und/oder ausgelegt, insbesondere wird auch die Kupplung entsprechend gesteuert. In dem Halbautomatik-Schaltmodus können die Gänge des Automatikgetriebes manuell vom Fahrer geschaltet werden. Insbesondere ist der Schalthebel dann hierzu in eine sogenannte „Tipp-Gasse“ bewegbar und innerhalb der Tipp-Gasse dann auf „+“ beziehungsweise „-“ stellbar, wobei dadurch die Gänge des Automatikgetriebes manuell durch den Fahrer, insbesondere durch die Betätigung des Schalthebels entweder hoch- oder runtergeschaltet, also die Gänge entsprechend gewechselt beziehungsweise geschaltet werden können. Die entsprechenden manuellen Schaltvorgänge müssen nicht unbedingt über einen Schalthebel manuell vom Fahrer ausgelöst werden, sondern können beispielsweise über Wippenschalter am Lenkrad gesteuert werden. Letzteres ist abhängig von der jeweiligen Ausführungsform der Komponenten.
Die Kupplung wird nun, einerseits im Automatik-Schaltmodus, andererseits im Halbautomatik-Schaltmodus entsprechend auch insbesondere mit Hilfe des Steuergerätes gesteuert. Hierbei wird das Öffnen und das Schließen der Kupplung, insbesondere aber auch der Schlupf der Kupplung gesteuert beziehungsweise insbesondere mit Hilfe des Steuergerätes eingestellt. Vorzugsweise werden - im Stand der Technik - bei einer sogenannten Überschneidungsschaltung, wo beispielsweise bei einem als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführten Automatikgetriebe von der vierten in die fünfte Gangstufe geschaltet wird, dann die beiden Kupplungen der Doppelkupplung überschneidend und auch schlupfend angesteuert, um diese Schaltung entsprechend komfortabel zu realisieren.
Bei dem hier in Rede stehenden Automatikgetrieben insbesondere bei den entsprechenden Antriebssträngen mit Automatikgetrieben kann es nun dazu kommen, dass insbesondere im Halbautomatik-Schaltmodus, also wenn der Fahrer insbesondere im manuellen Fahrbetrieb die Tipp-Gasse benutzt, das Fahrzeug trotz hohem Fahrpedalwert beziehungsweise trotz hoher Fahrpedalauslenkung nicht beschleunigt. Dies kann insbesondere dann passieren, wenn das Fahrzeug einen Anhänger schleppt, beispielsweise im Anhängerbetrieb des Fahrzeugs ein Boots- oder Campinganhänger mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist. Insbesondere an Steigungen kann es bei niedrigen Motordrehzahlen daher passieren, dass der Fahrer ein Fahrpedal entsprechend betätigt, dass Fahrzeug aber nicht beschleunigt, was der Fahrer dann als unkomfortabel empfindet. Letzteres geschieht in der Praxis häufig dann, wenn die Motordrehzahl teilweise sehr nahe an der Lehrlaufdrehzahl des Motors liegt und der Motor dann in diesem Arbeitspunkt entsprechend wenig Motor-Drehmoment zur Verfügung stellen kann. Dies ist für den Fahrer umso „ärgerlicher“ beziehungsweise wird dies vom Fahrer als umso unkomfortabler empfunden, insbesondere wenn er bereits im Halbautomatik-Schaltmodus das Automatikgetriebe betreibt, insbesondere der Schaltwählhebel bereits in der Tipp-Gasse ist, und möglicherweise der Fahrer kurz vorher bereits einen Gang heruntergeschaltet hat, nun aber, in dem Augenblick wo er das Fahrpedal betätigt - aus welchen Gründen auch immer - nicht mehr weiter manuell herunterschalten kann und/oder herunterschalten möchte.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Steuerungsverfahren zur Steuerung von Antriebssträngen, insbesondere von Kupplungen und/oder Automatikgetrieben bereits bekannt. So ist beispielsweise aus der DE 10 2009 001 799 A1 ein Verfahren zum kontrollierten, langsamen Fahren im Zugbetrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei der Antriebsstrang ein Automatikgetriebe aufweist und wobei ein im Normalbetrieb geschlossenes Schaltelement hydraulisch, elektromagnetisch oder elektromechanisch geöffnet und zum Schlupfen gebracht wird. Hierdurch wird bei zunehmender Differenzdrehzahl die Getriebeabtriebsdrehzahl bei gleichbleibender Eingangsdrehzahl reduziert, und durch Regelung des schlupfenden Schaltelementes bei einer konstant gehaltenen Motordrehzahl eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Als Schaltelement wird hierbei insbesondere eine Bremse eingesetzt, die im Zusammenhang mit einem als Planetengetriebe ausgebildeten Stufen-Automatikgetriebe entsprechend verwendet wird.
Weiterhin darf auf den Stand der Technik gemäß der DE 10 2006 024 884 A1 verwiesen werden, wobei hier beispielhaft Verfahren angegeben sind, die insbesondere im Automatik-Schaltmodus eines Automatikgetriebes realisiert werden. Insbesondere wird aufgrund existierender beziehungsweise definierter Hochschalt- und Rückschaltschwellen in Abhängigkeit einer Fahrpedalauslenkung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit eine entsprechende Hoch- beziehungsweise Rückschaltung realisiert.
Den bisher im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Steuerung von Antriebssträngen ist im Wesentlichen gemeinsam, dass diese bezüglich der oben beschriebenen Problematik noch nicht optimal ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs anzugeben und/oder so auszugestalten und weiterzubilden, dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs und der Komfort für den Fahrer verbessert ist, insbesondere die in einem Anhänger-Betrieb des Fahrzeugs auftretenden unkomfortablen Fahrzustände verringert sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Grundsätzlich ist das Automatikgetriebe in einem Automatik-Schaltmodus oder in einem Halbautomatik-Schaltmodus betreibbar, wie zuvor beschrieben. Wenn nun das Automatikgetriebe im Halbautomatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal zumindest in einem bestimmten Mindest-Umfang betätigt, wird der Schlupf der Kupplung derart eingestellt, so dass sich die Motordrehzahl erhöht und/oder ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größeren Motor-Drehmoment angesteuert und/oder realisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere dann, wenn die Kupplung wieder geschlossen beziehungsweise der Schlupf vermindert wird, also zu einem geringfügig späteren Zeitpunkt eine größere Motordrehzahl und/oder ein größeres Motor-Drehmoment realisiert ist, so dass die Getriebeeingangswellendrehzahl des Getriebes schneller hochgezogen werden kann und das Fahrzeug daher entsprechend schneller beschleunigt, was vom Fahrer als sehr komfortabel empfunden wird. Die zuvor genannte Kupplung kann insbesondere als eine Überbrückungskupplung eines Wandlers für ein Automatikgetriebe ausgeführt sein. Hierdurch sind zunächst die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft, wenn bei oder vor der Betätigung des Fahrpedals die Motordrehzahl im Wesentlichen im Bereich der Lehrlaufdrehzahl des Motors, insbesondere nahe an der Lehrlaufdrehzahl des Motors liegt, insbesondere zur Leerlaufdrehzahl eine Differenzdrehzahl von weniger als insbesondere 250 Umdrehungen pro Minute (U/min) aufweist. Insbesondere dies ist der bevorzugte Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach der Betätigung des Fahrpedals zur Vergrößerung des Schlupfes der Kupplung die Kupplung zumindest teilweise geöffnet, insbesondere wird ein an der Kupplung anliegender größerer Schlupf (als zuvor) eingestellt, die Kupplung wird also insbesondere im schlupfenden Zustand entsprechend gesteuert. Hierbei kann der Schlupf der Kupplung in dieser Schlupfphase beziehungsweise im schlupfenden Zustand der Kupplung nach einer entsprechenden Funktion gesteuert werden, die entsprechend bestimmt beziehungsweise definiert ist. Insbesondere kann der Schlupf stetig bis zu einem bestimmten Maximalschlupf vergrößert werden, und wenn der Schlupf einen Maximalwert erreicht hat, der Schlupf entsprechend wieder insbesondere stetig verringert werden, bis die Kupplung wieder insbesondere vollständig geschlossen ist.
In dem bevorzugten Anwendungsbereich des Verfahrens beträgt nach der Beendigung des schlupfenden Zustandes der Kupplung die Differenzdrehzahl der Motordrehzahl zur Leerlaufdrehzahl insbesondere mindestens 500 Umdrehungen pro Minute (U/min).
Insbesondere wird der jeweilige Schlupf beziehungsweise die Steuerung des Schlupfes der Kupplung in Abhängigkeit der, insbesondere aktuellen Getriebeeingangswellendrehzahl, der Getriebeausgangswellendrehzahl, der Motordrehzahl und/oder gangabhängiger Fahrzeug-Geschwindigkeitsgrenzen vorgegeben und/oder bestimmt. Dies ist abhängig von einer jeweiligen Applikation eines bestimmten Getriebetypes, also abhängig vom jeweiligen spezifischen Anwendungsfall beziehungsweise von der entsprechenden Anwendung.
Vorzugsweise wird ein, insbesondere bestimmter, Schlupf und/oder ein, insbesondere bestimmter schlupfender Zustand an der Kupplung für eine maximale Dauer, insbesondere von maximal 5 Sekunden eingestellt, ansonsten würde der Fahrer die entsprechende Steuerung möglicherweise wieder als unkomfortabel empfinden. Anders ausgedrückt, der schlupfende Zustand an der Kupplung ist zeitlich begrenzt, insbesondere auf einen bestimmten maximalen zeitlichen Wert. Insbesondere wird die Dauer des Schlupfes so bemessen, dass der Energieeintrag in die Kupplung und die Temperatur eine gewisse Grenze bzw. einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
Dadurch, dass die Kupplung schlupfend angesteuert wird, wird ein Energieeintrag in die Kupplung realisiert. Dieser Energieeintrag in die Kupplung ist durch eine realisierte Kühlung abführbar und/oder wird in der Kupplung als Wärme gespeichert. Ein entsprechendes Kühlsystem für die Kupplung und/oder entsprechende Bauteilkomponenten sind angeordnet und/oder vorgesehen. Da der Energieeintrag und die Temperatur insbesondere permanent überwacht wird, kann ein relativ hoher Schlupf realisiert werden.
Für den Fall, dass die aktuelle Temperatur der Kupplung einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, wobei insbesondere die aktuelle Temperatur der Kupplung, insbesondere permanent ermittelt wird oder insbesondere eine definierte Bauteiltemperatur übersteigt, wird der Steuervorgang vorsorglich abgebrochen oder nicht mehr gestartet. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch einer Beschädigung der Komponenten vorgebeugt wird.
Der Mindest-Umfang der Betätigung des Fahrpedals beträgt beziehungsweise entspricht insbesondere mindestens 50% der in dem Zeitpunkt der Betätigung noch maximal möglichen Betätigung und/oder noch maximal möglichen Auslenkung.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere für den Halbautomatik-Schaltmodus eines Automatikgetriebes realisiert. Denkbar ist aber auch, dass, wenn das Automatikgetriebe im Automatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal betätigt, wobei dann der Abstand der aktuellen Fahrpedalposition zu der Position des Fahrpedals zu einer anstehenden Rückschaltung größer ist als ein bestimmter Mindest-Abstand, dann der Schlupf der Kupplung derart eingestellt wird, so dass sich die Motordrehzahl erhöht und/oder dadurch ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größeren Motor-Drehmoment angesteuert und/oder realisiert wird. Oder noch einmal anders ausgedrückt: Auch im Automatik-Schaltmodus kann das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden, was wiederum den Fahrkomfort für den Fahrer auch in diesem Betriebsmodus dann entsprechend erhöht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der nachfolgenden Zeichnungen und der dazugehörenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 in schematischer Darstellung einen exemplarischen Verlauf eines Motorkennfeldes, hier dargestellt das Motor-Drehmoment M_Mot über der Drehzahl n_Mot,
2 in schematischer Darstellung den Verlauf verschiedener Fahrzeugparameter insbesondere der Motordrehzahl, der Getriebeeingangsdrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie des Motor-Drehmomentes für eine Fahrzeugbeschleunigung, ohne die Realisierung eines Schlupfes also ohne die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die Darstellung der entsprechenden Fahrparameter, insbesondere die Darstellung der Motordrehzahl, der Getriebeeingangswellendrehzahl, des Schlupfes, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motor-Drehmomentes in jeweiliger schematischer Darstellung für einen an der Kupplung realisierten bestimmten ersten Schlupfverlauf, sowie
4 in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die Darstellung der entsprechenden Fahrparameter, insbesondere die Darstellung der Motordrehzahl, der Getriebeeingangswellendrehzahl, des Schlupfes, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motor-Drehmomentes in jeweiliger schematischer Darstellung für einen an der Kupplung realisierten bestimmten zweiten Schlupfverlauf.

Die 1 bis 4 zeigen zumindest teilweise ein Verfahren zur Steuerung eines hier nicht im Einzelnen dargestellten Antriebsstranges, eines hier nicht im Einzelnen dargestellten Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.
Der Antriebsstrang weist mindestens einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, und mindestens eine funktional zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe angeordnete Kupplung auf. Die zuvor genannte Kupplung kann insbesondere als eine Überbrückungskupplung eines Wandlers für ein Automatikgetriebe ausgeführt sein. Die zuvor genannten Komponenten sind hier in den 1 bis 4 nicht im Einzelnen dargestellt.
Das Automatikgetriebe ist insbesondere als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet.
Das Automatikgetriebe ist in einem Automatik-Schaltmodus und in einem Haltautomatik-Schaltmodus betreibbar. Insbesondere sind die entsprechenden Modi mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten Steuergerätes entsprechend steuerbar und/oder die Gänge im Automatikgetriebe ein- und auslegbar sowie die Kupplung insbesondere auch der Schlupf der Kupplung steuerbar ist.
In dem Automatik-Schaltmodus werden die Gänge des Automatikgetriebes in Abhängigkeit mindestens eines Fahrparameters, insbesondere mehrerer Fahrparameter, wie beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrpedalauslenkung (und/oder der Fahrpedalbetätigung) mit Hilfe eines Steuergerätes automatisch geschaltet, insbesondere daher ein- und/oder ausgelegt.
In dem Halbautomatik-Schaltmodus werden die Gänge des Automatikgetriebes manuell vom Fahrer geschaltet, insbesondere wird dann der Schalthebel vom Fahrer in die sogenannte „Tipp-Gasse“ bewegt und hier nach „+“ beziehungsweise nach „-“ bewegt um einen jeweils höheren oder niedrigeren Gang im Automatikgetriebe einzulegen. Auch diese Schaltvorgänge werden insbesondere mit Hilfe des Steuergerätes realisiert, wobei aber der Schlupf der Kupplung insbesondere auch mit Hilfe des Steuergerätes steuerbar ist.
1 zeigt den schematischen Verlauf eines hier schematisch dargestellten Motorkennfeldes, insbesondere hier das Motor-Drehmoment M_Mot über den Verlauf der Motordrehzahl n_Mot. Gut zu erkennen ist hier, dass die Lehrlaufdrehzahl des Motors im Wesentlichen im Bereich von 1000 bis 1100 Umdrehungen pro Minute (U /min) liegt und der Motor hier ein Motor-Drehmoment M_Mot bei einer Lehrlaufdrehzahl im Bereich von ca. 50 bis 60 Nm aufweist. Im Bereich von ca. 1300 U /min steigt das Motor-Drehmoment M_Mot stark an auf insgesamt ca. 360 Nm verläuft dann ab einer Motordrehzahl n_Mot von ca. 1500 U /min im Wesentlichen kontant bis ca. 3500 U /min und fällt dann erst leicht und hinterher bei höheren Motordrehzahlen n_Mot stärker ab, so wie schematisch in 1 dargestellt.
In 2 ist eine Fahrzeugbeschleunigung v eines Fahrzeugs dargestellt, dass ohne das erfindungsgemäße Verfahren betrieben wird. Dargestellt sind hier die Motordrehzahl n_Mot, die Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get, die Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie das Motor-Drehmoment M_Mot. Gut zu erkennen ist zu Beginn links in 2, dass die Drehzahl der Getriebeeingangswelle n_Get beziehungsweise die Motordrehzahl n_Mot im Bereich der Lehrlaufdrehzahl des Motors liegt beziehungsweise verläuft. Das Motor-Drehmoment M_Mot bewegt sich im Wesentlichen im Bereich um die 50 Nm und steigt mit der Zeit leicht an, wobei ein leichter Anstieg der Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get beziehungsweise auch der Motordrehzahl n_Mot erfolgt, so wie in 2 ersichtlich. 2 verdeutlicht daher, dass insbesondere bei Fahrzeugen im Anhängerbetrieb es bei einer größeren Fahrpedalauslenkung durchaus längere Zeit dauern kann, um eine Fahrzeugbeschleunigung entsprechend zu realisieren.
Die 3 und 4 zeigen nun das erfindungsgemäße Verfahren, hierauf darf im Folgenden näher eingegangen werden:

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun, wenn das Automatikgetriebe im Halbautomatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal zumindest in einem bestimmten Mindest-Umfang betätigt, dann der Schlupf der Kupplung derart eingestellt, so dass sich die Motordrehzahl n_Mot erhöht und/oder ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größeren Motor-Drehmoment M_Mot angesteuert und/oder realisiert wird. Hierdurch können die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile realisiert werden.

Die 3 und 4 zeigen nun das erfindungsgemäße Verfahren, 3 mit einem ersten bestimmten Schlupfverlauf der Kupplung und 4 mit einem zweiten bestimmten Schlupfverlauf der Kupplung.
Ansonsten zeigen die 3 und 4 die ähnlichen Parameter beziehungsweise auch ähnliche Verläufe der Parameter, nämlich die Darstellung der Motor-Drehzahl n_Mot, die Darstellung der Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get, die Darstellung des Schlupfes s der Kupplung, die Fahrzeuggeschwindigkeit v sowie das Motor-Drehmoment M_Mot in entsprechender Darstellung über der Zeit t (X-Achse) beziehungsweise auf den Y-Achsen die Darstellung der jeweiligen Drehzahlen n beziehungsweise des Drehmomentes in Nm.
Die 3 und 4 zeigen in schematischer Art deutlich, dass wenn der Fahrer in einem bestimmten Mindest-Umfang das Fahrpedal betätigt, also insbesondere die Fahrpedalauslenkung für eine Beschleunigung entsprechend in einem bestimmten Mindest-Umfang erhöht, dass - verglichen mit 2 - es zu einer größeren Beschleunigung des Fahrzeugs kommt. Dies ist gut zu erkennen an der Darstellung der Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get. Bei oder vor der Betätigung des Fahrpedals liegt die Motordrehzahl n_Mot im Wesentlichen im Bereich der Lehrlaufdrehzahl des Motors, verläuft im Wesentlichen im Bereich von 1000 U/min (in den 3 und 4 links außen dargestellt). Mit dem Ausdruck „im Wesentlichen“ im Bereich der Lehrlaufdrehzahl ist insbesondere gemeint, dass die Motordrehzahl n_Mot eine Differenzdrehzahl zur Lehrlaufdrehzahl von insbesondere weniger als 250 U/min aufweist.
Die 3 und 4 zeigen auch, dass vor der Betätigung des Fahrpedals die Motordrehzahl n_Mot im Wesentlichen der Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get entspricht.
Wird das Fahrpedal nun in einem bestimmten Mindest-Umfang betätigt, dies soll in den 3 und 4 im Wesentlichen im Zeitpunkt t₁ dargestellt sein, so wird die Kupplung zumindest teilweise geöffnet, insbesondere ein an der Kupplung anliegender größerer Schlupf (als vorher) eingestellt. Oder anders ausgedrückt, die Kupplung wird im schlupfenden Zustand entsprechend gesteuert. Dies ist in den 3 und 4 deutlich zu sehen, denn nach dem Zeitpunkt t₁ ist der jeweilige spezifische Verlauf des Schlupfes s ausgehend von im Wesentlichen dem Wert 0 bis zu einem maximalen Schlupfwert s_max und von hier aus wieder abnehmend in Richtung des Wertes 0 dargestellt.
Wie weiterhin aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist nach Beendigung des schlupfenden Zustandes der Kupplung, also hier insbesondere nach den jeweiligen Zeitpunkten t₃ die Differenzdrehzahl der Motordrehzahl n_Mot zur Leerlaufdrehzahl des Motors insbesondere mindestens 500 U/min, die Motordrehzahl n_Mot liegt insbesondere mindestens bei 1500 U/min.
Der jeweilige hier in den 3 und 4 dargestellte spezifische, insbesondere bestimmte Schlupfverlauf beziehungsweise der jeweilige Schlupf der Kupplung wird in Abhängigkeit der Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get, der Getriebeausgangswellendrehzahl, der Motordrehzahl n_Mot und/oder gangabhängiger Fahrzeug-Geschwindigkeitsgrenzen, insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit v vorgegeben und/oder bestimmt. Der spezifische Schlupfverlauf ist insbesondere auch abhängig von einem jeweiligen Automatikgetriebe und der realisierten jeweiligen Applikation für dieses jeweilige Automatikgetriebe.
Der an der Kupplung anliegende beziehungsweise zu realisierende Schlupf wird insbesondere nur für eine maximale Dauer, insbesondere nur für eine maximale Dauer von insbesondere 5 Sekunden eingestellt. In der sehr bevorzugten Ausführungsform ist die Einstellung der Schlupfdauer ca. 1 bis 2 Sekunden. Die Dauer des Schlupfes ist insbesondere abhängig von der in die Kupplung eingetragenen Energie und/oder der gemessenen und/oder modulierten Temperatur von Bauteilen, insbesondere wird abhängig hiervon die maximale Dauer des Schlupfes eingestellt.
Wie nun in den 3 und 4 deutlich wird, steigt durch das Öffnen der Kupplung, also durch die Realisierung des Schlupfes s das Motor-Drehmoment M_Mot nach dem Zeitpunkt t₁ entsprechend stark an, insbesondere von ca. 50 Nm auf ca. 350 Nm. Nach diesem starken Anstieg bleibt das Motor-Drehmoment M_Mot im Wesentlichen konstant. Auch die Motordrehzahl n_Mot des Motors steigt entsprechend im Zeitpunkt t₁ an und erreicht während der Schlupfphase der Kupplung insbesondere auch einen Maximalwert n_Motmax (vgl. 4), wobei dieser Maximalwert n_Motmax bei 3 dann im Wesentlichen konstant bleibt, aber in 4 die Motordrehzahl n_Mot wieder kurzzeitig während der Schlupfphase der Kupplung abfällt. Zum Zeitpunkt t₃, dies gilt für den Verlauf in den 3 und 4 erreicht die Motordrehzahl n_Mot im Wesentlichen dann die Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get, so wie in den 3 und 4 dargestellt.
Gut ersichtlich ebenfalls aus 3 und 4 ist, dass nach Realisierung des Schlupfes insbesondere die Getriebeeingangswellendrehzahl n_Get stärker ansteigt als vorher, da die entsprechende Steigung größer ist, das Fahrzeug beschleunigt entsprechend und zwar ohne das insbesondere im Automatikgetriebe ein Gangstufenwechsel stattgefunden hat. Damit ist der Fahrkomfort entsprechend erhöht und die eingangs genannten Nachteile sind vermieden beziehungsweise sind entsprechende eingangs erwähnte Vorteile erzielt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt in die Kupplung ein Energieeintrag. Dieser Energieeintrag ist durch eine Kühlung abführbar oder dieser Energieeintrag ist als Wärme in der Kupplung speicherbar. Insbesondere wird die aktuelle Temperatur der Kupplung insbesondere permanent ermittelt und wenn die Temperatur einen bestimmten Schwellenwert, insbesondere eine definierte Bauteiltemperatur übersteigt, wird der Steuervorgang beziehungsweise das Verfahren abgebrochen. Dies dient vorsorglich dazu einer Beschädigung der Komponenten vorzubeugen.
Der Mindest-Umfang der Betätigung des Fahrpedals entspricht insbesondere mindestens 50% der in dem Zeitpunkt der Betätigung noch maximalen möglichen Betätigung und/oder noch maximal möglichen Auslenkung.
Denkbar ist auch, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Automatikgetriebe im Automatik-Schaltmodus angewendet wird. Wenn der Fahrer das Fahrpedal hier dann entsprechend betätigt und dann der Abstand der aktuellen Fahrpedalposition zu der Position des Fahrpedals zu einer anstehenden Rückschaltung größer ist, als ein bestimmter Mindestabstand, wird dann der Schlupf der Kupplung derart eingestellt wird, so dass sich die Motordrehzahl erhöht und/oder dadurch ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größeren Motor-Drehmoment angesteuert und/oder realisiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher nicht unbedingt auf den Halbautomatik-Schaltmodus des Automatikgetriebes beschränkt.
Bezugszeichenliste

M_Mot: Motor-Drehmoment
n_Mot: Motordrehzahl
n_Get: Getriebeeingangswellendrehzahl
v: Fahrzeuggeschwindigkeit
s: Schlupf
s_max: Maximaler Schlupfwert
n_Motmax: maximale Motordrehzahl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009001799 A1 [0006]
DE 102006024884 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei der Antriebsstrang einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, und eine funktional zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe angeordnete Kupplung aufweist, wobei das Automatikgetriebe in einem Automatik-Schaltmodus und in einem Halbautomatik-Schaltmodus betreibbar ist, wobei in dem Automatik-Schaltmodus die Gänge des Automatikgetriebes in Abhängigkeit mindestens eines Fahrparameters, insbesondere mehrerer Fahrparameter, mit Hilfe eines Steuergerätes automatisch geschaltet werden, wobei in dem Halbautomatik-Schaltmodus die Gänge des Automatikgetriebes manuell vom Fahrer geschaltet werden, und wobei der Schlupf der Kupplung, insbesondere auch mit Hilfe des Steuergerätes, steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Automatikgetriebe im Halbautomatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal zumindest in einem bestimmten Mindest-Umfang betätigt, dann der Schlupf (s) der Kupplung derart eingestellt wird, so dass sich die Motordrehzahl (n_Mot) erhöht und/oder ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größerem Motor-Drehmoment (M_Mot) angesteuert und/oder realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder vor der Betätigung des Fahrpedals die Motordrehzahl (n_Mot) im Wesentlichen im Bereich der Leerlaufdrehzahl des Motors, insbesondere nahe an der Leerlaufdrehzahl des Motors liegt, insbesondere zur Leerlaufdrehzahl eine Differenzdrehzahl von weniger als 250 U/min aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Betätigung des Fahrpedals zur Vergrößerung des Schlupfes (s) der Kupplung die Kupplung zumindest teilweise geöffnet wird, insbesondere ein an der Kupplung anliegender größerer Schlupf (s) eingestellt wird, und die Kupplung im schlupfenden Zustand gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Beendigung des schlupfenden Zustandes der Kupplung die Differenzdrehzahl der Motordrehzahl zur Leerlaufdrehzahl mindestens 500 U/min beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schlupf (s) der Kupplung in Abhängigkeit der Getriebeeingangswellendrehzahl (n_Get), der Getriebeausgangswellendrehzahl, der Motordrehzahl (n_Mot) und/oder gangabhängiger Fahrzeug-Geschwindigkeitsgrenzen und/oder gangabhängiger Fahrzeug-Beschleunigungsgrenzen vorgegeben und/oder bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere bestimmter Schlupf (s) an der Kupplung für eine maximale Dauer, insbesondere von maximal 5 Sekunden, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Kupplung realisierte Energieeintrag durch eine Kühlung abführbar ist und/oder in der Kupplung als Wärme speicherbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Temperatur der Kupplung und/oder der Energieeintrag in die Kupplung ermittelt wird und wenn der Energieeintrag und/oder die Temperatur einen bestimmten jeweiligen Schwellenwert, insbesondere einen für definierte Bauteile kritischen Energiewert und/oder eine kritische definierte Bauteiltemperatur, übersteigt, der Steuervorgang abgebrochen wird oder der Start des Steuervorgangs verhindert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindest-Umfang der Betätigung des Fahrpedals mindestens 50% der in dem Zeitpunkt der Betätigung noch maximal möglichen Betätigung und/oder noch maximal möglichen Auslenkung entspricht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Automatikgetriebe im Automatik-Schaltmodus betrieben wird und der Fahrer das Fahrpedal betätigt, wobei dann der Abstand der aktuellen Fahrpedalposition zu der Position des Fahrpedals zu einer anstehenden Rückschaltung grösser ist als ein bestimmter Mindest-Abstand, dann der Schlupf der Kupplung derart eingestellt wird, so dass sich die Motordrehzahl erhöht und/oder dadurch ein größerer Arbeitspunkt des Motors mit einem größerem Motor-Drehmoment angesteuert und/oder realisiert wird.