DE19744051A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und
einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, wie beispielsweise
Kupplung, bei welchem die Getriebeübersetzung mittels eines Bedienelemen
tes, wie beispielsweise Schalthebel, manuell wählbar ist, wobei eine Sensor
einrichtung eine manuelle Betätigung des Bedienelementes detektiert und ein
eine Betätigung repräsentierendes Signal an eine Steuereinheit weiterleitet, die
Steuereinheit steht mit Sensoren und gegebenenfalls anderen
Elektronikeinheiten in Signalverbindung, wobei die Steuereinheit das
Motormoment bestimmt und ein Sensor eine Lasthebelstellung eines
Lasthebels, wie Gaspedal, detektiert, die Steuereinheit aus zumindest einem
Signal eine Kenngröße einer fahrerseitigen Betätigung eines Elementes
ermittelt und von der Steuereinheit ein Steuersignal erzeugbar ist, woraufhin
das Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des
Bedienelementes mittels eines Aktors ausgerückt wird.
Bei Fahrzeugen mit automatisiertem Drehmomentübertragungssystem, wie
Kupplung, sorgt die geschlossene Kupplung im Antriebsstrang bei eingelegtem
Gang für eine Kraftübertragung von dem Motor zu dem Getriebe und zu den
nachgeordneten antreibbaren Rädern. Wenn fahrerseitig eine Änderung einer
Getriebeübersetzung eingeleitet wird, wie dies mittels des Bedienelementes
durchgeführt werden kann, muß die Kupplung ausgerückt werden.
Bei einer Betätigung des Bedienelementes detektiert ein Sensor eine solche
Betätigung und leitet ein eine Betätigung repräsentierendes Signal an die
Steuereinheit weiter. Die Steuereinheit kann aufgrund einer detektierten
Betätigung die Kupplung ausrücken. Dieses Ausrücken kann bei einem
unbeabsichtigten Betätigen des Bedienelementes bei einem hohen anliegenden
Motormoment zu einem unkomfortablen Motorhochlauf führen. Bei solchen
Kraftfahrzeugen ist nach der US-PS 5099969 bekannt geworden, daß ein
fahrerseitig gewünschter Schaltvorgang durch eine Betätigung des
Bedienelementes nur dann zugelassen wird, wenn bei der Betätigung des
Bedienelementes das Motormoment unterhalb eines Grenzwertes ist. Wenn
das Motormoment über einem Grenzwert ist, wird der Schaltvorgang
verhindert und die Kupplung wird nicht ausgerückt.
Dies kann jedoch nachteilig sein, wenn bei einem schnellen Schaltvorgang
geschaltet werden soll, obwohl das Motormoment noch nicht unter den
Grenzwert abgesunken ist. Auch bei schnellen Schaltvorgängen mit einem
schnellen Freigeben des Lasthebels kann aufgrund von Trägheiten des
Systems und internen Zeitkonstanten das Motormoment nicht beliebig schnell
unter den Grenzwert absinken, obwohl der Fahrer die Betätigung des
Schalthebels in der Regel gleichzeitig mit der Entlastung des Lasthebels, wie
Gaspedales, beginnt oder durchführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei welchem bei
einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem schnelle Schalt
vorgänge durchgeführt werden können und die Nachteile des Standes der
Technik verringert oder beseitigt werden. Insbesondere soll ein Schaltvorgang
in Abhängigkeit der fahrerseitigen Betätigung von beispielsweise
Bedienelement zum Gangwechsel und/oder Lasthebel zugelassen werden oder
verhindert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein
Kraftfahrzeug mit automatisiertem Drehmomentübertragungssystem zu
schaffen, bei welchem die Getriebestufen des Getriebes sicher und
funktionstüchtig in im wesentlichen allen relevanten Betriebssituationen ge
schaltet werden können.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Steuersignal erzeugt
wird wenn bei einer Betätigung des Bedienelementes das Motormoment einen
vorgebbaren Grenzwert unterschreitet, wobei der Wert des vorgebbaren
Grenzwerts in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße veränderbar ist.
Zweckmäßig kann es erfindungsgemäß sein, wenn der vorgebbare Grenzwert
in Abhängigkeit der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße α
veränderbar ist.
Ebenfalls kann es vorteilhaft sein, wenn der vorgebbare Grenzwert als
Funktion einer Kenngröße, wie der Änderungsgeschwindigkeit der
Lasthebelstellung, veränderbar ist.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der vorgebbare Grenzwert innerhalb
vorgebbarer Schranken veränderbar ist.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der vorgebbare Grenzwert bei einer
fahrerseitigen Rücknahme der Lasthebelposition, wie bei einer fahrerseitigen
Freigabe des Lasthebels, als Funktion der Änderungsgeschwindigkeit einer
Kenngröße erhöht wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn bei einer Rücknahme der
Lasthebelposition, wie bei einer fahrerseitigen Freigabe des Lasthebels, der
vorgebbare Grenzwert als Funktion der Änderungsgeschwindigkeit der
Lasthebelstellung erhöht wird.
Zweckmäßig ist es, wenn der vorgebbare Grenzwert als Funktion einer
negativen Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße erhöht wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der vorgebbare Grenzwert bei einer
positiven Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße unverändert bleibt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn bei
einem fahrerseitigen Betätigen des Lasthebels, wie bei einer fahrerseitigen
Erhöhung der Lasthebelposition, der vorgebbare Grenzwert als Funktion der
Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße, wie der Lasthebelstellung,
reduziert wird.
Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn der vorgebbare Grenzwert
bei einer positiven Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße reduziert wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der vorgebbare Grenzwert MGrenz für
das Motormoment nach
MGrenz = M0 - k * dα/dt
verändert wird, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren Grenzwertes,
einer Konstanten k und der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße
α.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der vorgebbare Grenzwert MGrenz
für das Motormomentes nach
MGrenz- M0 - k(α, dα/dt,. . .) * dα/dt
veränderbar ist, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren
Grenzwertes, einer Funktion k(α, dα/dt,. . .) und der Änderungsgeschwindigkeit
dα/dt einer Kenngröße α, wobei die Variable k(. . .) eine Funktion von α, dα/dt
und/oder von gegebenenfalls anderen Größen, wie beispielsweise der Zeit t,
ist.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der vorgebbare Grenzwert nach einer
Erhöhung oder Reduzierung in Abhängigkeit einer Kenngröße als Funktion der
Zeit wieder auf einen vorgebbaren Sollwert M0 zurückgeführt wird.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der vorgebbare Grenzwert nach einer
Erhöhung oder Reduzierung in Abhängigkeit einer Kenngröße als Funktion der
Zeit mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung wieder auf einen vorgebbaren
Sollwert M0 zurückgeführt wird.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn eine Kenngröße beispielsweise eine
Lasthebelposition, eine Drosselklappenstellung, eine Einspritzzeit und/oder
eine Einspritzmenge ist.
Nach einem weiteren Gedanken kann es vorteilhaft sein, wenn statt des
Motormomentes eine das Motormoment repräsentierende Größe überwacht
wird und bei Unterschreitung dieser Größe unter einen Grenzwert bei einer
Betätigung des Bedienelementes die Kupplung ausgerückt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung eines
automatisierten Drehmomentübertragungssystems in Verwendung
beispielsweise innerhalb eines Kraftfahrzeuges.
Die Erfindung wird anhand der Fig. näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs,
Fig. 2 ein Blockschaltbild,
Fig. 3 ein Diagramm,
Fig. 4 ein Diagramm und
Fig. 5 ein Blockschaltbild.
Die Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 in einer schematischen Darstellung mit einem
Motor 2, wie Antriebseinheit, einem Drehmomentübertragungssystem 3, wie
Kupplung, und einem Getriebe 4. Dem Getriebe 4 ist eine Antriebswelle 5 und
ein Differential 6 sowie die angetriebenen Achsen 7a und 7b nachgeordnet,
wobei die Räder 8a, 8b mittels der angetriebenen Achsen 7a und 7b
angetrieben werden. Das Fahrzeug kann beispielsweise mit einem
zuschaltbaren Vierradantrieb versehen sein. Dies ist in der Fig. 1 jedoch nicht
dargestellt.
Das Drehmomentübertragungssystem 3, wie beispielsweise Reibungskupp
lung, Magnetpulverkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüber
brückungskupplung ist in der Fig. 1 als Drehmomentübertragungssystem 3
im Antriebsstrang zwischen Motor 2 und Getriebe 4 angeordnet dargestellt,
wobei das Drehmomentübertragungssystem 3 auch abtriebsseitig nach dem
Getriebe 4 angeordnet sein kann, wie dies beispielsweise bei stufenlos
einstellbaren Teilgetrieben (CVT) zweckmäßig sein kann.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 besteht in der Darstellung der Fig. 1
aus einer Kupplungsscheibe mit Reibbelägen 3b, einer Druckplatte 3c sowie
aus einem Kupplungsdeckel 3d und einer Tellerfeder 3e. Diese Teile des
Drehmomentübertragungssystems können auf ein Schwungrad 3a montiert
werden, wobei diese auch mit dem Schwungrad 3a als vormontierbare
Einheit zusammengebaut werden können. Das Schwungrad 3a kann auch ein
sogenanntes Zwei-Massen-Schwungrad sein, welches zwischen Primär- und
Sekundärmasse einen Torsionsdämpfer vorsieht. Die Tellerfeder 3e wird
mittels des Ausrücklagers 3f zum Einrücken oder zum Ausrücken der
Kupplung beaufschlagt, wobei durch die Beaufschlagung der Tellerfederzun
gen mittels des Ausrücklagers 3f die Kupplung in einen Zustand überführt
werden kann oder eingestellt werden kann, welcher beispielsweise der völlig
eingerückte oder der völlig ausgerückte Zustand oder ein Zustand zwischen
diesen beiden Grenzzuständen ist. Dadurch kann das von dem Drehmoment
übertragungssystem 3 übertragbare Drehmoment im Bereich zwischen null
und dem maximalen Wert beliebig eingestellt und fixiert werden.
Das Ausrücklager 3f wird im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mittels eines
Ausrückhebels 9 betätigt, wobei der Ausrückhebel über eine hydraulische
Strecke mit Nehmerzylinder 10, Hydraulikleitung 11 und Aktor 1 2 betätigt
wird. Der Aktor 12 enthält eine Stelleinrichtung 12a, welche im Falle einer
Verwendung einer hydraulischen Strecke einen Geberzylinder und eine
Antriebseinheit zur Betätigung des Geberzylinders enthält. Weiterhin enthält
der Aktor 12 eine elektronische Einrichtung 12b, wie Steuereinheit, welche
die einkommenden Signale von beispielsweise Sensoreinrichtungen, Sensoren
oder anderen Elektronikeinheiten empfängt, speichert, aus Speichern abruft
und/oder verarbeitet und welche Steuersignale erzeugt, um den Aktor
anzusteuern, damit das Drehmomentübertragungssystems ein- oder ausrückt
wird.
Das Getriebe 4 ist ein Getriebe bei welchem zwischen verschiedenen
Getriebeübersetzungen, wie Gängen, mittels eines Bedienelementes 13
unterschieden werden kann. Zur Wahl einer Getriebeübersetzung von einer
Mehrzahl von Getriebeübersetzungen wird das Bedienelement 13 in die dafür
vorgesehene Position gebracht oder in einer dafür vorgesehenen Art und
Weise betätigt. Diese Betätigung kann manuell oder automatisiert erfolgen.
Das Bedienelement zur manuellen, fahrerseitigen Betätigung kann als
Schalthebel oder als elektronisches Element ausgebildet sein.
Die Vorrichtung zum Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems kann,
wie oben dargestellt, mittels eines Druckmittelsystems erfolgen, wobei das
Druckmittelsystem ein Hydrauliksystem, ein pneumatisches System oder ein
anderes fluidbetätigtes System sein kann. Der Ausrücker kann in diesen Fällen
auch ein druckmittelbetätigter Zentralausrücker sein. Weiterhin kann die
Betätigung auch über mechanische Mittel erfolgen, wie beispielsweise
elektromotorisch über ein Gestänge.
Eine Sensoreinrichtung 14 kann an dem Bedienelement 13 angelenkt oder
angeordnet sein, wodurch eine Betätigung des Bedienelementes durch diese
Sensoreinheit 14 detektiert wird. Die Detektion einer Betätigung kann durch
eine Messung einer auf das Bedienelement einwirkenden Kraft oder durch eine
Messung einer Position, Positionsänderung oder einer Geschwindigkeit oder
Beschleunigung erfolgen. Weiterhin kann bei einer Überschreitung eines
Grenz- oder Schwellenwertes bei einer Bewegung oder Betätigung des
Bedienelementes die Betätigung detektiert werden.
Der Sensor oder die Sensoreinrichtung 14 kann ein weg- oder geschwindig
keits- oder beschleunigungs- oder kraftabhängiger Sensor sein, welcher eine
Bewegung des Bedienelementes oder eines damit verbundenen Elementes
oder eine Kraft auf das Bedienelement oder auf ein damit verbundenes
Element detektiert oder detektieren kann.
Weiterhin kann am Getriebe 4 ein Sensor 15 angeordnet sein, welcher die
Position des eingelegten Ganges detektiert, indem beispielsweise die Position
von getriebeinternen Schaltelementen sensiert wird.
Die Sensoren, wie Drosselklappensensor 16, wie Raddrehzahl- oder
Geschwindigkeitssensor 17 (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor), Motor
drehzahlsensor 18 und weitere Sensoren können im/am Fahrzeug vorgesehen
sein und mit der Steuereinheit über Signalleitungen verbunden sein. Ein
Türsensor, welcher detektiert, ob eine Tür geöffnet ist, kann ebenfalls am
Fahrzeug angeordnet sein.
Die Steuereinheit kann aus den Daten der Sensoren Kenngrößen ermitteln,
wobei diese Kenngrößen die Sensorsignale selbst oder von diesen abgeleitete
oder verarbeitete Größen oder Signale sind, wie beispielsweise eine
Änderungsgeschwindigkeiten von Kenngrößen oder von Sensorsignalen, wie
Gradienten, berechnen, die zur Bewertung einer fahrerseitigen Schaltabsicht
herangezogen werden können. Diese Änderungsgeschwindigkeiten oder
Gradienten können beispielsweise durch numerische Verfahren, wie durch
Differenzenquotienten, berechnet werden. Die Steuereinheit 12 ermittelt aus
diesen Sensordaten und anderen Daten sowie aus Systemeingangsgrößen den
Fahrzustand und generiert ein Steuersignal zur Betätigung des Drehmoment
übertragungssystems 3, falls eine Schaltabsicht als vorliegend gewertet wird.
Als Kenngröße werden Sensorsignale oder davon abgeleitete oder verarbeitete
Signale verwendet, wie beispielsweise die Lasthebelstellung, die
Änderungsgeschwindigkeit der Lasthebelstellung und/oder andere verarbeitete
oder gefilterte Signale. Die Kenngröße stellt somit eine Größe für eine
fahrerseitige Betätigung eines Betätigungselementes dar. Die
Änderungsgeschwindigkeit der Lasthebelstellung ist somit eine Kenngröße für
die fahrerseitige Gaspedalbetätigung.
Wird fahrerseitig das Bedienelement des Getriebes betätigt, so wird mittels der
Steuereinheit und des Aktors das Drehmomentübertragungssystem
ausgerückt, indem ein Steuersignal zum Öffnen des
Drehmomentübertragungssystems generiert wird. Dies erfolgt in der Regel
aber nur, wenn das berechnete oder bestimmte Motormoment kleiner oder
gleich einem vorgebbaren Grenzwert MGrenz des Motormomentes ist. Weiterhin
kann eine fahrerseitige Schaltabsicht unterdrückt oder als nicht abgegeben
gewertet werden, wenn das bestimmte Motormoment den Grenzwert MGrenz
überschreitet.
Das Kraftfahrzeug 1 verfügt weiterhin über ein Gaspedal 20, wie Lasthebel,
sowie über ein Betätigungselement einer Bremse 21, wie Betriebsbremse,
sowie über ein Betätigungselement 22 für eine Bremse, wie Feststellbremse.
An dem Lasthebel 20 ist zumindest ein Sensor 23 angeordnet, welcher die
Position oder die Betätigung α des Lasthebels ermittelt. Dadurch kann auch
ermittelt werden, ob eine vorhandene oder nicht vorhandene Betätigung
vorliegt. Als Sensor für die Ermittlung, ob das Pedal oder der Lasthebel
betätigt ist oder nicht, kommt weiterhin ein Leerlaufschalter in Frage, welcher
eingeschaltet ist, wenn das Pedal unbetätigt ist und welcher ausgeschaltet ist,
wenn das Pedal betätigt ist. Dieser Leerlaufschalter kann durch die von dem
Sensor ermittelten Betätigung elektronisch ersetzt werden, im dem ein
Betätigungsbit gesetzt werden kann, wenn der Sensor 23 eine nicht
verschwindende Betätigung detektiert.
An dem Betätigungselement der Betriebsbremse 21, wie Bremspedal, kann ein
Bremsschalter 24 angeordnet sein, welcher detektiert, ob die Bremse betätigt
ist. Ein solcher Bremsschalter kann ebenso an dem Betätigungselement 22
für die Feststellbremse angeordnet sein, wobei der Sensor 25 detektiert, ob
die Feststellbremse betätigt ist.
Die Sensorikeinrichtung 23 des Lasthebels 20 ist mit einer Motorelektronik 30
signalverbunden, so daß über eine Gaspedalbetätigung oder
Lasthebelbetätigung die Motordrehzahl und das Motormoment nach
vorgegebenen Verfahren von der Motorelektronik 30 gesteuert wird.
Anhand der in der Steuereinheit 12 eingehenden Signale, wie Meßdaten oder
Systemeingangsgrößen kann das anliegende Motormoment ermittelt werden.
Das an liegende Motormoment ist das aktuelle Motormoment abzüglich
/zuzüglich der Momente, die von Nebenaggregaten aufgenommen oder
abgegeben werden. Als Nebenaggregat sei beispielsweise die Klimaanlage
oder ein Schwungnutzspeicher genannt. Weiterhin können Schleppmomente
berücksichtigt werden.
Weiterhin kann ermittelt werden, ob eine Betätigung des Bedienelementes 13
vorliegt und es kann ermittelt werden, ob eine Bremse 21, 22 betätigt ist, und
ob das Gaspedal, wie Lasthebel, betätigt ist. Die Steuereinheit 12 erkennt eine
Schaltabsicht durch eine Betätigung des Bedienelementes 13 anhand der
eingehenden Signale der Sensoren 14 und/oder 15. Ob die Schaltabsicht als
Schaltwunsch von der Steuereinheit gewertet oder akzeptiert wird, und ein
Steuersignal zum Öffnen der Kupplung erzeugt wird, hängt von den
Systemparametern ab.
Es ist beispielsweise nicht in jeder Situation zweckmäßig, daß ein Schalt
absichtsignal auch derart bewertet wird, daß ein Schaltvorgang vorliegt. In
der Regel wird als Bedingung für einen gewünschten Gangwechsel oder für
ein Herausnehmen eines Ganges vorausgesetzt, daß das Motormoment kleiner
ist als ein vorgebbarer Grenzwert und/oder, daß die Betätigung des Lasthebels
kleiner ist als ein vorgebbarer Grenzwert, das heißt beispielsweise, daß der
Lasthebel unbetätigt ist und der Leerlaufschalter dies signalisiert.
Ermittelt die Steuereinheit 12 anhand ihrer Eingangssignale, wie Sensorwerte
und anderer Signale, eine fahrerseitige Betätigung des Bedienelementes, wie
Schaltabsicht, wird diese zunächst überprüft, bevor die Kupplung gesteuert
oder geregelt ausgerückt wird.
Es ist zweckmäßig, wenn die Schaltabsicht durch die Steuereinheit verhindert
wird, wenn das Motormoment einen bestimmten Grenzwert überschreitet,
wobei der Grenzwert in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße variierbar
ist. Das dazu bestimmte Motormoment abzüglich beispielsweise von Schlepp
momenten und Momenten aufgrund von Nebenverbrauchern wird von der
Steuereinheit mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen und im Falle der
Überschreitung des Motormomentes über den Grenzwert wird eine Schalt
absicht als unzulässig gewertet und das Drehmomentübertragungssystem
wird nicht ausgerückt. Dies soll Fehlauslösungen verhindern, da davon
ausgegangen wird, daß der Fahrer nicht schalten möchte während er ein
Moment (Leistung) fordert.
Bei fahrerseitig schnell durchgeführten Schaltvorgängen, bei welchen das
Bedienelement 13 schnell betätigt wird und der Lasthebel 20 fahrerseitig
relativ schnell freigegeben wird oder zurückgenommen wird, kann es unter
bestimmten Voraussetzungen vorkommen, daß das Motormoment Mmot nicht
schnell genug unter den Grenzwert MGrenz absinken kann und daraufhin die
Steuereinheit 12 die Schaltabsicht als nicht vorliegend wertet und die
Kupplung nicht ausrückt, obwohl der Fahrer gezielt einen Schaltvorgang durch
eine Betätigung des Bedienelementes einleitet.
Ursache für eine nicht instantane Reduzierung des Motormomentes Mmot bei
einer Lasthebelrücknahme ist beispielsweise die Massenträgheit der
rotierenden Massen des Motors. Weiterhin dauert es eine gewisse Zeit, bis
der Fahrer den Lasthebel zumindest soweit reduziert hat, damit das
resultierende Motormoment unterhalb des vorgebbaren Grenzwertes liegt.
Dies dauert eine gewisse Zeit, auch wenn die Motorelektronik und der Motor
sofort reagieren könnten.
Das Motormoment berechnet sich unter anderem aus der Position oder
Stellung des Lasthebels respektive aus der daraus resultierenden
Drosselklappenstellung und/oder der Einspritzzeit oder -menge. Es reagiert
jedoch mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung auf das Eingangssignal.
Reduziert also der Fahrer den Drosselklappenwinkel auf den Wert Null um eine
Schaltung vorzubereiten, dauert es eine gewisse Zeit, bis sich das
Motormoment unter den oben genannten Grenzwert reduziert. Während
dieser Zeit wird die Kupplung nicht geöffnet und ein Schaltvorgang wird
zumindest behindert.
Der Fahrer beginnt in der Regel die Betätigung des Bedienelementes im
wesentlichen zeitgleich mit des Reduzierung des Lasthebels. Somit wird der
Anfang der Betätigungsbewegung erschwert, da die Kupplung geschlossen
oder eingerückt ist.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild 100, in welchem in Block 101 die
fahrerseitige Betätigung oder Rücknahme eines Lasthebels oder eines anderen
Elementes angedeutet wird. Dieses Signal der Rücknahme wird in Block 102
durch systembedingte Totzeiten verzögert, bevor eine Reaktion seitens der
Motorelektronik oder des Motors erfolgen kann. In Block 103 erfolgt eine
Berechnung des Motormomentes, das ebenfalls Zeit in Anspruch nimmt.
Weiterhin müssen Trägheiten des Motors überwunden werden, bevor das
gewünschte fahrerseitig angeforderte Motormoment in Block 104 ausgegeben
wird.
Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm 200, in welchem die Lasthebelposition 201,
ein Schalthebelbetätigungssignal 202, ein Motormoment 203 und ein
Grenzwert für das Motormoment 204 als Funktion der Zeit dargestellt sind.
Zum Zeitpunkt t0, 205 wird der Lasthebel fahrerseitig zurückgenommen oder
die Betätigung reduziert und im wesentlichen gleichzeitig wird das
Bedienelement des Getriebes zur Schaltung der Gänge fahrerseitig betätigt,
wie dies durch die Reduzierung der Signale 201 und 202 ab dem Zeitpunkt
205 zu erkennen ist. Das Motormoment 203 ist bis zum Zeitpunkt 207 im
wesentlichen konstant und wird ab dem Zeitpunkt 207 reduziert. Die
Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt 205 und dem Zeitpunkt 207 ergibt sich
beispielsweise aus Trägheiten und Totzeiten.
Das Motormoment ist ab dem Zeitpunkt t1, 206 unterhalb des Grenzwertes
204 für das Motormoment und ab diesem Zeitpunkt gilt ein Schaltvorgang als
vorliegend. Zu diesem Zeitpunkt ist die Betätigung des Bedienelementes bei
dem Schaltvorgang jedoch aufgrund beispielsweise einer schnellen
Schaltgeschwindigkeit bereits fast vollständig durchgeführt obwohl die
Kupplung bislang geschlossen war. In diesem Beispiel wird deutlich, daß
hierbei eine Erhöhung des Grenzwertes auf beispielsweise den Wert 208
vorteilhaft sein würde.
Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm 300, in welchem eine Lasthebelposition 301
oder eine zu dieser äquivalente Größe als Funktion der Zeit t dargestellt ist.
Weiterhin ist der Grenzwert 302, MGGrenz für das Motormoment als Funktion
der Zeit dargestellt. Der Wert liegt bei kleinen Lasthebeländerungs
geschwindigkeiten bei dem Wert M0, wobei bei hohen Lasthebeländerungs
geschwindigkeiten der Wert von MGrenz anhand der Kurve 302a ansteigt. Bei
maximalen Lasthebeländerungsgeschwindigkeiten erreicht die Kurve 302a ihr
Maximum. Ist der Lasthebel im wesentlichen null, wird der erhöhte Wert von
MGrenz wieder auf den Wert M0 reduziert. Die Kurven 303 und 304 zeigen
einen Verlauf von MGrenzbei der Reduzierung. Die Kurve 303 entspricht einer
normalen Reduzierung und die Kurve 304 zeigt einen Verlauf einer
Reduzierung, bei welcher eine Filterfunktion eine Zeitverzögerung erbringt.
Wie bereits oben dargestellt, erfolgt eine Detektierung einer Schaltabsicht
mittels zumindest eines Sensors, welcher die Bewegung eines
Bedienelementes und/oder die Position eines Bedienelementes und/oder die
Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung eines Bedienelementes
dedektiert. Weiterhin kann ein solcher Sensor auch die Kraftwirkung auf das
Bedienelement direkt oder indirekt detektieren. Unter Verwendung eines
Wegsensors im Bereich des Bedienelementes und eines Wegsensors im
Bereich von getriebeinternen Schaltelementen kann bei einer Existenz von
Elastizitäten im Kraftweg zwischen dem Bedienelement und den
getriebeinternen Schaltelementen ebenfalls eine Differenzwegmessung
erfolgen um ein kraftproportionales oder kraftrepräsentierendes Signal zu
erhalten, welches zur Auswertung einer Schaltabsicht herangezogen werden
kann.
Das Schaltabsichtssignal, wie es bislang beschrieben wurde, ist ein digitales
Signal, das heißt, es liegt eine Schaltabsicht vor, oder sie wird als nicht
vorliegend gewertet oder sie liegt nicht vor. Weiterhin kann das
Schaltabsichtssignal als kontinuierliches Signal mit Werten zwischen einem
Minimalwert und einem Maximalwert bestimmt oder berechnet und verarbeitet
werden. Bereits vor Erreichen, Überschreiten oder Unterschreiten des Signales
bezüglich einer Auslöseschwelle oder eines vorgebbaren Grenzwertes zum
Auslösen einer Schaltabsicht kann das Kupplungsmoment reduziert werden.
Die Kupplung wird bei einer geringfügigen Betätigung unterhalb der
Schaltabsichtsschwelle bereits geringfügig geöffnet, so daß die Reaktion auf
ein Schaltabsichtssignal entsprechend der Betätigungsgeschwindigkeit des
Bedienelementes durch den Fahrer angepaßt werden kann.
Der Übergang vom "langsamen Öffnen" des Drehmoment
übertragungssystems zum "Schnellen Aufreißen" des Drehmoment
übertragungssystems wäre dann je nach Art der fahrerseitigen Betätigung des
Bedienelementes kontinuierlich. Auch im zeitlichen Ablauf des Öffnens bei
einer Schaltung wäre ein kontinuierlicher Übergang vorhanden.
Ein geringfügiges Öffnen der Kupplung müßte bei einer Unterschreitung eines
ersten Grenzwertes erfolgen, wobei ein vollständiges Öffnen der Kupplung
erst bei Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes erfolgen würde.
In diesem Betriebszustand kann eine kurzzeitige Schlupfphase vor dem Öffnen
des Drehmomentübertragungssystems auftreten, während der Triebstrang
spannungsfrei gestellt wird, so daß dem Aufbau einer Schwingung der
Getriebeeingangsseite dadurch entgegengewirkt wird. Dies bedeutet, daß ein
zumindest geringfügiges Öffnen des Drehmomentübertragungssystems bei
einer detektierten Bewegung des Bedienelementes bereits angesteuert wird,
obwohl der vorgebbare Schwellenwert zum Erkennen einer Schaltabsicht
noch nicht überschritten ist. Der Betrag dieses zumindest geringfügigen
Öffnens kann in Abhängigkeit von gefilterten oder verarbeiteten Signalwerten
gewählt werden, wobei die typischen Vibrationen des Schalthebels
unberücksichtigt bleiben sollten.
Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild 400 zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Verwendung innerhalb des
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges. In Block 400 wird das Verfahren
gestartet. In Block 402 wird abgefragt, ob eine fahrerseitige Betätigung des
Bedienelementes vorliegt. Ist dies der Fall, wird in Block 403 fortgefahren, ist
dies nicht der Fall, wird in Block 408 das Verfahren für diesen Zeitschritt oder
dieses Intervall beendet.
In Block 403 wird das Motormoment bestimmt oder ermittelt, wobei das
Motormoment aus Systemeingangsgrößen bestimmt werden kann oder
beispielsweise von einer anderen Elektronikeinheit über eine Signalleitung oder
einen Datenbus erhalten werden kann.
In Block 404 wird die Lasthebelposition α oder eine diese repräsentierende
Größe oder eine äquivalente Größe bestimmt. Weiterhin wird die
Änderungsgeschwindigkeit oder der Gradient dieser Größe bestimmt oder
berechnet. Diese Größen können gegebenenfalls auch von einer anderen
Elektronikeinheit über eine Signalleitung oder einen Datenbus erhalten werden.
In Block 405 wird der Grenzwert für das Motormoment oder eine dieses
repräsentierende Größe bestimmt, wobei dies vorzugsweise nach
MGrenz = M0 - k(α,dα/dt,. . .) * dα/dt
bestimmt wird, wobei M0 ein Anfangswert ist, k eine variable Größe ist, die
von α, dα/dt, oder anderen Größen abhängen kann und α eine die
Lasthebelposition zumindest repräsentierende Größe ist und dα/dt die
Änderungsgeschwindigkeit dieser Größe ist. k kann eine lineare, nichtlineare
oder beliebige Funktion der Parameter sein oder eine Konstante sein.
In Block 406 wird ermittelt ob das Motormoment Mmot kleiner ist als dieser
bestimmte Grenzwert MGrenz. Ist dies der Fall, wird in Block 407 die Kupplung
von der Steuereinheit mittels des Aktors gezielt ausgerückt, bevor in Block
408 das Verfahren beendet wird.
Dieses Verfahren kann zyklisch mit einer vorgebbaren Taktrate wiederholt
werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzie
lung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter
ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Be
schreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Ab
änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten,
Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der
allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen
beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elemen
ten oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare
Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten
bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und
Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (17)
1. Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem
automatisierten Drehmomentübertragungssystem, wie beispielsweise
Kupplung, bei welchem die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes, wie beispielsweise Schalthebel, manuell wählbar ist,
wobei eine Sensoreinrichtung eine manuelle Betätigung des
Bedienelementes detektiert und ein eine Betätigung repräsentierendes
Signal an eine Steuereinheit weiterleitet, die Steuereinheit steht mit
Sensoren und gegebenenfalls anderen Elektronikeinheiten in
Signalverbindung, wobei die Steuereinheit das Motormoment bestimmt
und ein Sensor eine Lasthebelstellung eines Lasthebels, wie Gaspedal,
detektiert, die Steuereinheit aus zumindest einem Signal eine Kenngröße
einer fahrerseitigen Betätigung eines Elementes ermittelt und von der
Steuereinheit ein Steuersignal erzeugbar ist, woraufhin das Drehmoment
übertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes mittels
eines Aktors ausgerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steuersignal erzeugt wird, wenn bei einer Betätigung des
Bedienelementes das Motormoment einen vorgebbaren Grenzwert
unterschreitet, wobei der Wert des vorgebbaren Grenzwerts in
Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße veränderbar ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
vorgebbare Grenzwert in Abhängigkeit der Änderungsgeschwindigkeit
dα/dt einer Kenngröße α veränderbar ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
vorgebbare Grenzwert als Funktion der Kenngröße, wie der
Änderungsgeschwindigkeit der Lasthebelstellung, veränderbar ist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert innerhalb vorgebbarer
Schranken veränderbar ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert bei einer fahrerseitigen
Rücknahme der Lasthebelposition, wie bei einer fahrerseitigen Freigabe
des Lasthebels, als Funktion der Änderungsgeschwindigkeit einer
Kenngröße erhöht wird.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Rücknahme der Lasthebelposition, wie bei
einer fahrerseitigen Freigabe des Lasthebels, der vorgebbare Grenzwert
als Funktion der Änderungsgeschwindigkeit der Lasthebelstellung erhöht
wird.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert als Funktion einer
negativen Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße erhöht wird.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert bei einer positiven
Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße unverändert bleibt.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
fahrerseitigen Betätigen des Lasthebels, wie bei einer fahrerseitigen
Erhöhung der Lasthebelposition, der vorgebbare Grenzwert als Funktion
der Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße, wie der
Lasthebelstellung, reduziert wird.
10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert bei einer positiven
Änderungsgeschwindigkeit einer Kenngröße reduziert wird.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert MGrenzfür das
Motormoment nach
MGrenz = M0 - k * dα/dt
verändert wird, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren Grenzwertes, einer Konstanten k und der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße α.
MGrenz = M0 - k * dα/dt
verändert wird, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren Grenzwertes, einer Konstanten k und der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße α.
12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert MGrenzfür das
Motormoment nach
MGrenz = M0 - k(α, dα/dt,. . .) * dα/dt
verändert wird, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren Grenzwertes, einer Funktion k(α, dα/dt,. . .) und der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße α.
MGrenz = M0 - k(α, dα/dt,. . .) * dα/dt
verändert wird, mit einem Anfangswert M0 des vorgebbaren Grenzwertes, einer Funktion k(α, dα/dt,. . .) und der Änderungsgeschwindigkeit dα/dt einer Kenngröße α.
13. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert nach einer Erhöhung
oder Reduzierung in Abhängigkeit einer Kenngröße als Funktion der Zeit
wieder auf einen vorgebbaren Sollwert M0 zurückgeführt wird.
14. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der vorgebbare Grenzwert nach einer Erhöhung
oder Reduzierung in Abhängigkeit einer Kenngröße als Funktion der Zeit
mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung, wie Filterung, wieder auf einen
vorgebbaren Sollwert M0 zurückgeführt wird.
15. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Kenngröße beispielsweise eine
Lasthebelposition, eine Drosselklappenstellung, eine Einspritzzeit
und/oder eine Einspritzmenge ist.
16. Kraftfahrzeug in Abänderung der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß statt des Motormomentes eine das Motormoment
repräsentierende Größe überwacht wird und bei Unterschreitung dieser
Größe unter einen Grenzwert bei einer Betätigung des Bedienelementes
die Kupplung ausgerückt wird.
17. Verfahren zur Ansteuerung eines automatisierten
Drehmomentübertragungssystems in Verwendung innerhalb eines
Kraftfahrzeuges insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.
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Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE LUK GETRIE |
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