DE112010003238B4 - Verfahren zur steuerung eines kriechvorgangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorgangs eines Kraftfahrzeuges mit zumindest einer zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe wirksam angeordneten, automatisiert betätigten Reibungskupplung, deren übertragbares Moment mittels eines Steuergeräts vorgegeben und von einem Kupplungsaktor eingestellt wird, einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer zweiten Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Betätigung einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und einer dritten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Betätigung eines die Antriebseinheit abhängig von einem Fahrerwunsch steuernden Lasthebels, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremse und nicht betätigtem Lasthebel ein mehrstufiger Kriechprozess mit einem an der Reibungskupplung eingestellten Kriechmoment gestartet wird, wobei in einer ersten Stufe das Kriechmoment lastabhängig zur Erzielung einer vorgegebenen Geschwindigkeit gegebenenfalls bis zu einem vorgegebenen, maximalen Grenzwert erhöht wird, bei einem Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit am maximalen Grenzwert des Kriechmoments in einer zweiten Stufe eine vorgegebene Zeitdauer abgewartet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer dritten Phase um einen vorgegebenen Wert erhöht wird und nach erneutem Ausbleiben des Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer vierten Stufe unter Ausgabe einer Fahrerwarnung abgebaut wird, wobei der maximale Grenzwert des Kriechmoments abhängig von der aktuell vorliegenden Kupplungstemperatur vorgegeben wird, wobei die Fahrerwarnung in Form einer Modulation des über die Reibungskupplung übertragbaren Moments erfolgt, wobei die Modulation mittels einer festen Frequenz unter kontinuierlichem Abbau des Kriechmoments auf Null erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorgangs eines Kraftfahrzeuges mit zumindest einer zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe wirksam angeordneten, automatisiert betätigten Reibungskupplung, deren übertragbares Moment mittels eines Steuergeräts vorgegeben und von einem Kupplungsaktor eingestellt wird, einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer zweiten Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Betätigung einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und einer dritten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Betätigung eines die Antriebseinheit abhängig von einem Fahrerwunsch steuernden Lasthebels, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremse und nicht betätigtem Lasthebel ein mehrstufiger Kriechprozess mit einem an der Reibungskupplung eingestellten Kriechmoment gestartet wird.
  • EP 1 403 547 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kriechmoments.
  • EP 1 616 770 A1 offenbart ein Verfahren zum Schutz einer automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs gegen Überlastung.
  • DE 198 18 809 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems.
  • Aus der DE 196 39 293 C1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines Kriechprozesses in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Kriechprozess bei eingelegter Fahrstufe, bei nicht betätigtem Lasthebel und bei nicht betätigter Bremse gestartet wird, indem zuerst ein hohes Kriechmoment zur Erzielung einer schnellen Anfahrbeschleunigung angelegt wird, das nach einer vorgegebenen Zeit verringert wird. Dies führt bei einem Ankriechen am Berg dazu, dass das Kraftfahrzeug zurückrollen kann und gegebenenfalls auf ein Hindernis rollt.
  • Weiterhin sind Verfahren zur Steuerung eines Kriechprozesses insbesondere für die Steuerung eines Kriechprozesses mit einer automatisierten Reibungskupplung bekannt, bei denen zum Schutz der Reibungskupplung vor Überwärmung bei nicht erfolgender Vorwärtsbewegung die Reibungskupplung geöffnet wird und das Kraftfahrzeug ebenfalls zurückrollen kann. Zur Verhinderung eines Rückrollens wurde weiterhin vorgeschlagen, die Reibungskupplung bei nicht erfolgendem Ankriechen zuzuziehen und die Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine damit abzuwürgen. Dies kann zu Irritationen des Fahrers führen, da er über den Grund nicht informiert ist.
  • Es ergibt sich daher die Aufgabe, den Kriechprozess eines Kraftfahrzeugs weiterzubilden und unter Vermeidung sicherheitsrelevanter Aktionen einen verbesserten Schutz der Reibungskupplung vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorgangs eines Kraftfahrzeuges mit zumindest einer zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe wirksam angeordneten, automatisiert betätigten Reibungskupplung, deren übertragbares Moment mittels eines Steuergeräts vorgegeben und von einem Kupplungsaktor eingestellt wird, einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer zweiten Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Betätigung einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und einer dritten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Betätigung eines die Antriebseinheit abhängig von einem Fahrerwunsch steuernden Lasthebels gelöst, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremse und nicht betätigtem Lasthebel ein mehrstufiger Kriechprozess mit einem an der Reibungskupplung eingestellten Kriechmoment gestartet wird, indem in einer ersten Stufe das Kriechmoment lastabhängig zur Erzielung einer vorgegebenen Geschwindigkeit gegebenenfalls bis zu einem vorgegebenen, maximalen Grenzwert erhöht wird, bei einem Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit am maximalen Grenzwert des Kriechmoments in einer zweiten Stufe eine vorgegebene Zeitdauer abgewartet wird, bei Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer dritten Phase um einen vorgegebenen Wert erhöht wird und nach erneutem Ausbleiben des Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer vierten Stufe unter Ausgabe einer Fahrerwarnung abgebaut wird. Durch diesen mehrstufigen Kriechprozess wird die Reibungskupplung langsam und schonend in den Grenzbereich gebracht, bei dem noch keine Schädigung auftritt aber in den ersten Stufen, die gegenüber der vorigen eine Steigerung der Intensität der Reibungskupplung beinhalten, eine Chance besteht, dass das Kraftfahrzeug ankriecht. Die vierte Stufe dient der Fahrerwarnung und der Erholung der Reibungskupplung bei unter diesen Umständen nicht möglicher Kriechfahrt, ohne die Reibungskupplung über Gebühr zu belasten.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der maximale Grenzwert des Kriechmoments abhängig von der aktuell vorliegenden Kupplungstemperatur vorgegeben wird. Auf diese Weise wird der Kupplungsschutz durch bei erwärmter Reibungskupplung geringere Grenzwerte des anzuwendenden Kriechmoments einer unter die Reibungskupplung belastenden Bedingungen noch möglichen Kriechfahrt wie beispielsweie Berganfahrt vorgezogen.
  • Die Fahrerwarnung kann ein optisches und/oder akustisches Signal sein. Ein entsprechender Sprachprozessor, eine optische Laufanzeige oder dergleichen können eine Klartextinformation oder Warnung ausgeben. Es hat sich jedoch insbesondere zur Vermeidung eines weiteren Aufwands und zur Verwendung einer vom Fahrer intuitiv einem Themenbereich einer betroffenen Reibungskupplung zugeordneten Fahrerwarnung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Fahrerwarnung erfindungsgemäß in Form einer Modulation des über die Reibungskupplung übertragbaren Moments erfolgt. Eine derartige Modulation kann stochastisch oder bezüglich ihres Modulus regelmäßig ausgeführt sein und kann beispielsweise sägezahnartig oder in Form von Momentensprüngen ausgebildet sein. Erfindungsgemäß wird die Modulation mittels einer festen Frequenz unter kontinuierlichem Abbau des Kriechmoments auf Null vorgegeben In besonderen Fällen kann eine Fahrerwarnung bereits in der dritten Stufe gestartet werden.
  • Erfolgt eine Reaktion des Fahrers auf die Fahrerwarnung kann die vierte abgebrochen werden, wobei der Fahrer aktiv in den Kriech- beziehungsweise Anfahrprozess eingreifen kann, indem er ein höheres Fahrerwunschmoment über den Lasthebel einstellt oder die durch Betätigung der Feststellbremse oder der Betriebsbremse den Kriechvorgang abbricht. Die Reaktion des Fahrers kann beispielsweise aus einer Betätigung der Betriebsbremse, des Lasthebels und/oder eines Wählhebels zur Einstellung des Getriebes abgeleitet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Kraftfahrzeug, das mit einem automatisierten Bremssystem, beispielsweise für ein elektronisches Fahrstabilisierungsprogramms (ESP) in der dritten Stufe durch das automatisierte Bremssystem abgebremst werden, indem ein initiierter Bremseingriff erfolgt. Hierbei können die verschiedenen Steuergeräte der Reibungskupplung und des Bremssystems mittels einer Datenleitung, beispielsweise CAN-Bus miteinander kommunizieren.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der mehrstufige Kriechprozess an spezielle Kriechsituationen angepasst werden. So kann beispielsweise bei bereits rollendem Kraftfahrzeug, das infolge sich erhöhender Fahrwiderstände abgebremst wird, die dritte Stufe des Kriechprozesses übersprungen werden.
  • Wird die Betriebsbremse betätigt, wird das Kriechmoment sofort abgebaut. Diese Wirkung kann auch eintreten, wenn eine Feststellbremse betätigt wird. Es hat sich allerdings aus Gründen der lediglich einfach über einen Feststellbremskontakt abgesicherten Feststellbremse sicherheitstechnisch als vorteilhaft erwiesen, wenn bei betätigter Feststellbremse und gelöster Betriebsbremse eine Detektion einer gelösten Feststellbremse nicht zu einer Initiierung des Kriechvorgangs verwendet wird, da der Feststellbremskontakt infolge seiner einfachen Absicherung ein fehlerhaftes Signal liefern könnte. Der Kriechvorgang wir daher bei einem Lösen einer Feststellbremse ausschließlich in Verbindung mit einer gelösten Betriebsbremse gestartet.
  • Es versteht sich, dass das Verfahren auch für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilantriebssträngen mit jeweils einer einem Teilantriebsstrang zugeordneten Reibungskupplung, von denen jede bei Einlegen eines Anfahrgangs im entsprechenden Teilantriebsstrang mittels eines entsprechenden Kriechprozesses betrieben werden kann.
  • Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt ein Diagramm eines mehrstufigen Kriechvorgangs über die Zeit.
  • Die Figur zeigt das Diagramm 1 über die Zeit t, wobei im oberen Teil des Diagramms die Drehzahl n gegen die Zeit t aufgetragen ist. Die Kurve 2 mit den Markierungen x gibt dabei die Drehzahl n(M) der Kurbelwelle und die mit den Markierungen + gekennzeichnete Kurve 3 die Drehzahl n(GE) der Getriebeeingangswelle wieder. Der untere Teil des Diagramms gibt in Form der Kurve 4 mit den Markierungen o das über die Reibungskupplung übertragene Kriechmoment M(RK) über die Zeit t wieder.
  • Bei gelöster Betriebsbremse und nicht betätigtem Lastpedal wird zu Beginn der Phase 1 die bei der Drehzahl n(M) im Leerlauf betriebene Brennkraftmaschine mit der Getriebeeingangswelle mittels der Reibungskupplung verbunden, wobei abhängig von der sich einstellenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ein Kriechmoment M(RK) bis zum maximalen Grenzwert 5 des Kriechmoments M(RK), beispielsweise 30 Nm eingestellt wird. Aus der Kurve 3 wird ersichtlich, dass beim eingestellten Kriechmoment die Drehzahl n(GE) der Getriebeeingangswelle nicht steigt, das Kraftfahrzeug infolgedessen beispielsweise wegen einer steilen Fahrbahn und/oder wegen eines stark belastenden Anhängerbetriebs nicht ankriecht. Das Kriechmoment M(RK) wird daher in Phase 2 am maximalen Grenzwert 5 gehalten, beispielsweise 3 bis 10 Sekunden. Bewegt sich das Kraftfahrzeug - wie anhand der Entwicklung der Drehzahl n(GE) in Kurve 3 gezeigt - immer noch nicht, wird in Phase 3 das Kriechmoment M(RK) um einen geringen Betrag, beispielsweise 5 Nm über den maximalen Grenzwert 5 hinaus gesteigert. Kriecht das Kraftfahrzeug immer noch nicht an, wird in Phase 4 das Kriechmoment M(RK) moduliert auf Null zurückgefahren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Diagramm
    2
    Kurve
    3
    Kurve
    4
    Kurve
    5
    maximaler Grenzwert des Kriechmoments
    n
    Drehzahl
    M(RK)
    Kriechmoment
    t
    Zeit

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Kriechvorgangs eines Kraftfahrzeuges mit zumindest einer zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe wirksam angeordneten, automatisiert betätigten Reibungskupplung, deren übertragbares Moment mittels eines Steuergeräts vorgegeben und von einem Kupplungsaktor eingestellt wird, einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer zweiten Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Betätigung einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und einer dritten Sensoreinrichtung zur Erfassung der Betätigung eines die Antriebseinheit abhängig von einem Fahrerwunsch steuernden Lasthebels, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremse und nicht betätigtem Lasthebel ein mehrstufiger Kriechprozess mit einem an der Reibungskupplung eingestellten Kriechmoment gestartet wird, wobei in einer ersten Stufe das Kriechmoment lastabhängig zur Erzielung einer vorgegebenen Geschwindigkeit gegebenenfalls bis zu einem vorgegebenen, maximalen Grenzwert erhöht wird, bei einem Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit am maximalen Grenzwert des Kriechmoments in einer zweiten Stufe eine vorgegebene Zeitdauer abgewartet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbleiben eines Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer dritten Phase um einen vorgegebenen Wert erhöht wird und nach erneutem Ausbleiben des Erreichens der vorgegebenen Geschwindigkeit das Kriechmoment in einer vierten Stufe unter Ausgabe einer Fahrerwarnung abgebaut wird, wobei der maximale Grenzwert des Kriechmoments abhängig von der aktuell vorliegenden Kupplungstemperatur vorgegeben wird, wobei die Fahrerwarnung in Form einer Modulation des über die Reibungskupplung übertragbaren Moments erfolgt, wobei die Modulation mittels einer festen Frequenz unter kontinuierlichem Abbau des Kriechmoments auf Null erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation sägezahnartig oder in Form von Momentensprüngen erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Stufe durch eine Fahrerreaktion abgebrochen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerreaktion aus einer Betätigung der Betriebsbremse, des Lasthebels und/oder eines Wählhebels zur Einstellung des Getriebes erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Stufe ein durch ein automatisiertes Bremssystem initiierter Bremseingriff erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerwarnung bereits in der dritten Stufe gestartet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei rollendem und sich infolge sich erhöhender Fahrwiderstände abbremsendem Kraftfahrzeug die dritte Stufe übersprungen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung einer Feststellbremse das Kriechmoment vermindert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kriechvorgang bei einem Lösen einer Feststellbremse ausschließlich in Verbindung mit einer gelösten Betriebsbremse gestartet wird.
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