DE602005005789T2

DE602005005789T2 - Kupplungsschlupfschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE602005005789T2
Application number: DE602005005789T
Authority: DE
Inventors: Henrik Pettersson; Mats JÄRGENSTEDT
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: DK1710143T3; DE602005005789D1; ES2303183T3; EP1710143B1; EP1710143A1; ATE391060T1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Schutz vor Kupplungsschlupf für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt umfassend Programmanweisungen, um einen Computer dazu zu bringen, Schritte eines solchen Verfahrens zu veranlassen, ein Computerprogramm zum Ausführen des Kupplungsschlupfschutzes und eine elektronische Steuereinheit für eine solches System.
Bisheriger Stand der Technik
Normalerweise sind Kraftfahrzeuge mit einer mechanischen Reibschaltkupplung, beispielsweise des Scheibentyps, ausgestattet, die zwischen dem Motor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, und einem mechanischen Getriebe angeordnet ist. Beim Anlassen des Motors oder beim Wechseln der Gänge des Getriebes kuppelt der Fahrer eine Kupplung aus und ein.
Eine übermäßige Kupplungsabnutzung verursacht nicht zu vernachlässigende zusätzliche Kosten für den Fahrzeugeigentümer, nicht nur in Hinsicht auf direkte Kosten eines Kupplungsaustauschs und Reparaturen, sondern auch aufgrund der daraus folgenden indirekten Kosten des Fahrzeugstillstands. Kupplungsabnutzung wird zu einem großen Teil durch Kupplungsschlupf verursacht, d. h. die Beläge der Kupplung an der Eingangswelle, d. h. der Motorwelle, und der Ausgangswelle drehen sich mit unterschiedlichen Drehzahlen.
US 6 033 342 offenbart eine Anordnung für eine Schlupfkontrolle, bei der das Motordrehmoment während einer vorbestimmten Zeitperiode, die ein Zeitintervall über das Ende des vergangenen Schlupfzustands hinaus beinhaltet, verringert ist. Diese Anordnung umfasst einen Positionssensor, der an der Gangwechselkupplung angeordnet ist, um eine Einkuppelstellung der Kupplung zu erfassen, dessen Ergebnis bei der Bestimmung des Kupplungsschlupfs zusammen mit den Ausgangssignalen eines Drehzahlsensors zum Erfassen einer Motordrehzahl des Motors und eines Getriebedrehzahlsensors verwendet wird, der die Eingangsdrehzahl des Getriebes ermittelt. In einer alternativen Ausführungsform wird der Getriebedrehzahlsensor zu einem Gangstellungssensor verändert, der die aktuelle Gangstellung des Getriebes ermittelt.
Jedoch ist diese bekannte Anordnung oder dieses System durch ein ernstzunehmendes Problem dahingehend beeinträchtigt, dass es weitere Sensoren entlang des Antriebsstrangs benötigt, die unerwünscht sind, da sie das System verkomplizieren. Weiterhin werden sie gewöhnlich nicht in vielen heutigen Lastfahrzeugen verwendet. Dementsprechend ist es in vielen Fällen notwendig, um dieses bekannte System einzubauen, ebenfalls eine Vielzahl an Sensoren einzubauen. Die Zuverlässigkeit des Systems kann durch eine erhöhte Anzahl an Sensoren ebenfalls negativ beeinflusst werden, da die Anzahl möglicher Fehlerquellen in entsprechendem Maße ansteigt.
Somit besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren und einem System zur Handhabung von Kupplungsschlupf in Fahrzeugen, bei dem die Probleme des Stands der Technik im wesentlichen behoben werden können.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und ein System zum Schutz vor Kupplungsschlupf in Fahrzeugen bereitzustellen, bei dem die Probleme des Stands der Technik im wesentlichen behoben werden können.
Eine weitere Aufgabe in Zusammenhang mit der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zum Schutz vor Kupplungsschlupf bereitzustellen, das in einer im wesentlichen breiten Auswahl an Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann.
Noch eine weitere Aufgabe in Zusammenhang mit der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zum Schutz vor Kupplungsschlupf bereitzustellen, das bei Handschaltgetrieben genauso verwendet werden kann wie bei Automatik-Getrieben.
Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch Bereitstellen eines Verfahrens, eines Systems, eines Computerprogrammprodukts, einer elektronischen Steuereinheit und eines Computerprogramms gelöst, die die Merkmale haben, die in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schutz vor Kupplungsschlupf in einem von einem Motor, wie einem Verbrennungsmotor, angetriebenen Fahrzeug bereitgestellt, wobei die Kupplung in einem Drehmomentübertragungspfad des Motors zwischen dem Motor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei das Fahrzeug weiter ein Leistungseinstellmittel aufweist, das angeordnet ist, um die Ausgangsleistung des Motors einzustellen, wobei das Verfahren die Schritte des Erhaltens eines Werts aufweist, der der Motordrehzahl des Fahrzeugs entspricht, und dann, wenn das Auftreten von Kupplungsschlupf bestätigt ist, Steuern des gegenwärtigen Motordrehmoments, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfs zu erreichen. Das Verfahren weist ferner die Schritte auf: Erhalten eines Werts, der der Antriebswellendrehzahl entspricht; Bestimmen des Quotienten zwischen dem Wert, der der Motordrehzahl entspricht, und dem Wert, der der Antriebswellendrehzahl entspricht, als Getriebeübersetzungswert; Schätzen eines Getriebeübersetzungswertes des Getriebes durch im wesentlichen kontinuierliches Berechnen des gegenwärtigen Verhältnisses zwischen der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl; Ermitteln des Auftretens oder des Nicht-Auftretens von Kupplungsschlupf unter Verwendung des geschätzten Getriebeübersetzungswerts.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Schutz vor Kupplungsschlupf in einem von einem Motor, wie einem Verbrennungsmotor, angetriebenen Fahrzeug bereitgestellt, wobei die Kupplung in einem Drehmomentübertragungspfad des Motors zwischen dem Motor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ferner ein Leistungseinstellmittel umfasst, das angeordnet ist, um die Ausgangsleistung des Motors einzustellen, wobei das System ein Kupplungsschlupf-Schutzmittel aufweist, und ein Motordrehzahlerfassungsmittel, die angeordnet sind, um die Motordrehzahl des Fahrzeugs zu erfassen, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel angeordnet ist, um einen Wert entsprechend der Motordrehzahl des Kraftfahrzeugs zu ermitteln; und um bei Ermittlung des Auftretens von Kupplungsschlupf einen Steuerbefehl an das Leistungseinstellmittel auszusenden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erzielen. Das System weist ferner Ausgangswellendrehzahl-Erfassungsmittel auf, die angeordnet sind, um die Antriebswellendrehzahl zu erfassen, wobei die Drehzahlerfassungsmittel derart ausgebildet sind, dass sie mit dem Kupplungsschlupf-Schutzmittel kommunizieren, wobei das Kupplungs-Schlupfmittel angeordnet ist, um einen Wert zu erhalten, der der Antriebswellendrehzahl entspricht; um einen Quotienten zwischen der Motordrehzahl und der Antriebsdrehzahl als Übersetzungsverhältniswert zu bestimmen; und wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel Verarbeitungsmittel und Speichermittel aufweist, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel angeordnet ist, um: im wesentlichen kontinuierlich das gegenwärtige Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl zu berechnen, um einen Übersetzungsverhältniswert des Getriebes zu schätzen; um das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf unter Verwendung des geschätzten Übersetzungsverhältniswertes zu ermitteln.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computergramm für eine elektronische Steuereinheit eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Programm, welches dann, wenn es auf der elektronischen Steuereinheit läuft, die elektronische Steuereinheit dazu bringt, die Schritte von dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, umfasst Programmanweisungen.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das ein computerlesbares Medium aufweist und ein Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt, wobei das Computerprogramm auf dem computerlesbaren Medium gespeichert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektronische Steuereinheit eines Fahrzeugs bereitgestellt. Diese Steuereinheit weist ein Speichermittel auf, das ein Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt aufweist.
Die Erfindung basiert auf der Idee, den Kupplungsschlupf dadurch zu handhaben, dass in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs bestehende Signale oder Informationen, d. h. Sensoren, verwendet werden. Dies ist möglich, da das Auftreten von Kupplungsschlupf durch Schätzen eines Übersetzungsverhältniswertes des Getriebes ermittelt wird. Die Erfindung offenbart Vorteile im Vergleich zu der in US 6 033 342 offenbarten Lösung, bei der weitere Sensoren entlang des Antriebsstrangs benötigt werden, beispielsweise ein Gangstellungssensor, der die aktuelle Gangstellung des Schaltgetriebes ermittelt. Dies ist nicht wünschenswert, da es das System verkompliziert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Erfindung in einem Fahrzeug im wesentlichen ohne große Anpassungen der vorliegenden Steuereinheiten eingebaut werden kann, was notwendig ist, wenn das bekannte System eingebaut wird, da beispielsweise ein Gangstellungssensor zum Ermitteln der aktuellen Gangstellung des Schaltgetriebes eingebaut werden muss.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein vorab gespeicherter Übersetzungsverhältniswert, der einen aktuellen Übersetzungsverhältniswert des Fahrzeugs wiedergibt, ausgewählt und mit dem berechneten Übersetzungsverhältniswert während einer ersten Zeitperiode verglichen. Wenn der berechnete Übersetzungsverhältniswert im wesentlichen gleich zu dem gewählten Übersetzungsverhältniswert während der ersten Zeitperiode ist, wird der gewählte Übersetzungsverhältniswert als gegen wärtiger Übersetzungsverhältniswert bestimmt. Somit wird bestätigt, dass der geschätzte oder berechnete Übersetzungsverhältniswert ein gegenwärtiger Übersetzungsverhältniswert ist. Die Zuverlässigkeit wird durch Durchführen des Vergleichs während einer Zeitperiode erhöht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Motordrehmoment auf ein zweites geringeres Motordrehmomentniveau abgesenkt, wenn der gewählte Übersetzungsverhältniswert als der gegenwärtige Übersetzungsverhältniswert bestimmt wird, und das aktuelle Motordrehmoment wird bei dem wenigstens zweiten niedrigeren Niveau während einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne aufrechterhalten. Dadurch wird überprüft, ob das Übersetzungsverhältnis, das als ein aktuelles Übersetzungsverhältnis angenommen wird, berechtigt ist, d. h. ob das Übersetzungsverhältnis, das als ein aktuelles Übersetzungsverhältnis bestimmt worden ist, tatsächlich ein aktuelles Übersetzungsverhältnis ist, und das Risiko, dass das geschätzte Übersetzungsverhältnis ein feststehender Kupplungsschlupf ist, der einem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis entspricht, kann signifikant verringt werden, selbst wenn das geschätzte gegenwärtige Übersetzungsverhältnis dazu bestimmt wird, ein aktuelles Übersetzungsverhältnis zu sein. Weiterhin ermöglicht diese Zeitperiode mit reduziertem Motordrehmoment auch den Getriebebelägen, sich abzukühlen.
Wie ein Fachmann erkennt, sind das Verfahren der Erfindung wie auch die Ausführungsformen davon geeignet, um ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt umzusetzen oder zu implementieren.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend mittels der beispielhaften Ausführungsformen behandelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Modelldarstellung der Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 eine schematische Modelldarstellung der Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt.
3 die allgemeinen Grundbestandteile des Verfahrens zum Schutz vor Kupplungsschlupf in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt.
4 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schutz vor Kupplungsschutz zeigt.
5 die Grundbestandteile des Reduktionsverfahrens des Motordrehmoments des Schutzverfahrens vor Kupplungsschlupf gemäß der Erfindung zeigt.
Form(en) zum Ausführen der Erfindung
Unter Bezugnahme zuerst auf 1 wird die Antriebsstranganordnung für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug beschrieben. Ein Motor, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, wird durch das Referenzzeichen 1 bezeichnet, eine Kupplung durch 2 und ein Getriebe durch 3. Wie der Fachmann erkennt, kann die Erfindung ebenfalls mit beispielsweise einem elektrischen Motor verwendet werden. Ein Drehzahlsensor (Detektor) 4, der angeordnet ist, um die Drehzahl einer Welle zu ermitteln, die an der Ausgangsseite des Getriebes 3 angeordnet ist, z. B. der Antriebswelle 5 oder der Ausgangswelle des Getriebes, ist mit einem Kupplungsschlupf-Schutzmittel 6 verbunden. Das Kupplungsschlupf-Schutzmittel 6 kommuniziert mit einem Motorausgangsleistungseinstellmittel in der Form eines Motorsteuersystems 9, das angeordnet ist, um den Betrieb des Motors 1 zu steuern. Weiterhin ist das Kupplungsschlupf-Schutzmittel 6 angeordnet, um das Auftreten von Kupplungsschlupf zu ermitteln und das Motorsteuersystem 9 anzuweisen, um das Drehmoment des Motors 1 zu steuern, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erzielen. Dies wird nachfolgend detaillierter beschrieben. Signale von dem Drehzahlsensor 4 werden in dem Schutzmittel 6 zu Werten umgewandelt, die der unmittelbaren Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle entsprechen. Die Getriebeausgangswelle ist mit einem Abantriebsrad 7 verbunden, das seinerseits mit den Rädern 8 des Fahrzeugs verbunden ist.
Weiterhin kommuniziert das Schlupf-Schutzmittel 6 mit einem Motorausgangsleistungseinstellmittel oder einem Motorsteuersystem 9, das angeordnet ist, um den Betrieb des Motors 1 zu steuern. Ein Motordrehzahlsensor 10 ist angeordnet, um die Drehzahl des Motors zu ermitteln. Signale von dem Motordrehzahlsensor 10 werden in dem Motorsteuersystem 9 zu unmittelbaren Werten davon umgewandelt. Diese unmittelbaren Werte der Motordrehzahl werden an das Schlupf-Schutzmittel 6 weitergegeben zusammen mit Signalen, die das Motordrehmoment angeben, das in einer Ausführungsform auf der eingespritzten Kraftstoffmenge basiert. Die erhalte nen Werte der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl werden in einem Speichermittel gespeichert, in einer Ausführungsform in einem Zwischenspeicher 11, der mit dem Schlupf-Schutzmittel 6 verbunden ist. Ein zweites Speichermittel oder ein Speicher 12, der mit dem Schlupf-Schutzmittel 6 verbunden ist, ist mit Übersetzungsverhältniswerten für die verschiedenen möglichen Schaltkombinationen des Kraftfahrzeuggetriebes ausgestattet.
Das Schlupf-Schutzmittel 6 weist einen Prozessor 20 auf, mit dem ein drittes Speichermittel 21 zusätzlich zu dem ersten und zweiten Speichermittel 11 und 12 verbunden ist. In dieser Ausführungsform umfassen ein erstes und ein drittes Speichermittel 12 und 21 oder ein computerlesbares Medium einen Arbeitsspeicher (random access memory RAM) (nicht dargestellt) zusätzlich zu verschiedenen nichtflüchtigen Speichern, wie einem Festwertspeicher (read-only memory ROM) (nicht dargestellt) und einem batteriestrom-gestützten Speicher (keep-alive momory KAM) (nicht dargestellt). In dieser Ausführungsform weist der Festwertspeicher ein Computerprogramm 24 auf, das Anweisungen enthält, um einen Computer dazu zu bringen, dass er Verfahrensschritte gemäß der Erfindung veranlasst. Das computerlesbare Medium 21 kommuniziert mit dem Prozessor 20 über einen standardmäßigen Steuer/Adressbus (nicht dargestellt). Wie ein durchschnittlicher Fachmann erkennt, kann das computerlesbare Medium unterschiedliche Arten körperlicher Vorrichtungen zum temporären und/oder bleibenden Speichern von Daten aufweisen, die Festkörper, magnetische, optische und Kombinationsvorrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium dadurch implementiert sein, dass es einen oder mehrere körperliche Vorrichtungen wie beispielsweise ein Laufwerk, DRAM, PROMS, EPROMS, EEPROMS, einen Flash-Speicher und dergleichen verwendet. Abhängig von der jeweiligen Anwendung kann das computerlesbare Medium auch Disketten, CD ROMs und dergleichen aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Schlupf-Schutzmittel 6 und das Motorsteuersystem 9 innerhalb des Fassungsvermögens einer elektrischen Steuereinheit 25 umgesetzt, wie in 2 gezeigt.
Die allgemeinen Grundbestandteile des Verfahrens zum Schutz vor Kupplungsschutz in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Zuerst, bei Schritt 30, wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 geschätzt. Dann, bei Schritt 32, wird überprüft, ob Kupplungsschlupf des Getriebes ermittelt wird, wenn der geschätzte Übersetzungsverhältniswert verwendet wird. Wenn das Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt wird, so fährt der Algorithmus mit Schritt 34 fort, bei dem das gegenwärtige Motordrehmoment angepasst oder gesteuert wird, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erzielen. Das heißt, dass der Prozessor 20 angeordnet ist, um dann, wenn ein Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt wird, eine Steueranweisung an das Motorsteuersystem 9 zu übermitteln, die es anweist, das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erreichen. Dieses Steuerschema wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. Andererseits kehrt dann, wenn das Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf bei Schritt 32 ermittelt wird, der Algorithmus zu Schritt 30 zurück.
Wendet sich man sich nun den 4 und 5 zu, so wird eine Ausführungsform des Verfahrens zum Schutz vor Kupplungsschlupf im Detail erklärt. Zuerst, bei Schritt 40, wird die gegenwärtige Motordrehzahl mittels eines Motordrehzahlsensors 10 erfasst und die gegenwärtige Antriebswellendrehzahl wird mittels eines Drehzahlsensors 4 erfasst. Dann, bei Schritt 42, werden Signale von dem Drehzahlsensor 4 in dem Schlupf-Schutzmittel 6 zu Werten konvertiert, die der unmittelbaren Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle entsprechen und Signale von dem Motordrehzahlsensor 10 werden in dem Motorsteuersystem 9 zu unmittelbaren Werten davon umgewandelt, wobei die Werte an das Schlupf-Schutzmittel 6 weitergegeben werden. Diese unmittelbaren Werte der Motordrehzahl werden mit dem Schlupf-Schutzmittel 6 zusammen mit Signalen kommuniziert, die das Motordrehmoment angeben, das in einer Ausführungsform auf der eingespritzten Kraftstoffmenge basiert. Die erhaltenen Werte der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl werden in dem Zwischenspeicher 11 gespeichert, der mit dem Schlupf-Schutzmittel 6 verbunden ist. Bei Schritt 44 wird das gegenwärtige Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl in dem Schlupf-Schutzmittel 6 berechnet, wobei die folgende Gleichung verwendet wird:
(Gleichung 1), wobei n_Getriebe die Drehzahl der Antriebswelle und n_Motor die Motordrehzahl ist. Es sollte beachtet werden, dass das Erhalten der Drehzahlwerte und der folgenden Berechnung des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden kann. Infolgedessen wird, bei Schritt 46, basierend auf diesem Quotienten zwischen Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl ein Übersetzungsverhältniswert der verschiedenen möglichen Übersetzungskombinationen des Getriebes 3 in dem Speicher 12 abgelegt, wobei der Wert, der am nächsten an dem berechneten Quotienten ist, von dem Speicher 12 erfasst wird. Dieses erfasste Übersetzungsverhältnis wird dahingehend eingeschätzt, dass es das gegenwärtige Getriebeübersetzungsverhältnis G ist. In einer Ausführungsform wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3, das als das nächstniedrigere Getriebeübersetzungsverhältnis bezüglich des berechneten Quotienten ermittelt wird, als G gesetzt, d. h. als das gegenwärtige Getriebeübersetzungsverhältnis.
Dann, bei Schritt 48, wird das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf durch die folgende Gleichung ermittelt: Δn = nMotor – nGetriebe·G (Gleichung 2),wobei G das gegenwärtige aktuelle Getriebeübersetzungsverhältnis ist, wie vorstehend genannt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt, wenn Δn innerhalb eines Bereichs von +/– d ist, wobei d eine vorbestimmte Zahl ist, und wenn Δn nicht innerhalb dieses Bereichs ist, wird das Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt. In einer Ausführungsform liegt d innerhalb eines Bereichs von 50 rpm bis 150 rpm.
Somit kehrt der Algorithmus, falls kein Kupplungsschlupf ermittelt wird, zu Schritt 40 zurück, andernfalls fährt der Algorithmus mit Schritt 50 fort, bei dem das gegenwärtige Motordrehmoment von dem Motorsteuersystem 9 erfasst wird, das Motordrehmoment als Ausgangsmotordrehmoment gespeichert wird, beispielsweise in dem Speichermittel 11, und das gegenwärtige Motordrehmoment entsprechend der folgenden Gleichung abgesenkt wird: Mmax = ME – KΔn (Gleichung 3),wobei M_max das maximal erlaubte Motordrehmoment darstellt, M_E das gegenwärtige Motordrehmoment, K ein vorbestimmter Verringerungsfaktor ist, und Δn der berech nete Kupplungsschlupf aus der Gleichung 2 ist. Gemäß einer Ausführungsform wird K auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von 1 bis 3 gesetzt.
Danach, bei Schritt 52, wird geprüft, ob das geschätzte gegenwärtige Übersetzungsverhältnis einem aktuellen Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 entspricht. Zu diesem Zweck wird das abgesenkte Motordrehmoment während einer Zeitperiode t₁ aufrechterhalten, die eine vorbestimmte Länge hat, siehe 5. In einer Ausführungsform entspricht t₁ einer Zeitperiode in dem Bereich von 0 bis 1,5 Sekunden. Wenn Δn sich innerhalb des vorgegebenen vorstehend genannten Bereichs befindet, d. h. angenommen wird, dass der Kupplungsschlupf beendet wurde, so wird bestimmt, dass das geschätzte Übersetzungsverhältnis einem aktuellen Übersetzungsverhältnis entspricht. Wenn Δn nicht innerhalb des Bereichs liegt, d. h. der Kupplungsschlupf weiterhin besteht, kehrt der Algorithmus zu Schritt 50 zurück, bei dem eine neue Motorabsenkung entsprechend der Gleichung 3 unter Verwendung des gegenwärtigen Δn berechnet wird. Wenn bei Schritt 52 bestimmt wurde, dass das berechnete Übersetzungsverhältnis berechtigt ist, fährt der Algorithmus jedoch mit Schritt 54 fort, bei dem überprüft wird, ob das Übersetzungsverhältnis, das als ein aktuelles Übersetzungsverhältnis bestimmt worden ist, berechtigt ist, d. h. ob das Übersetzungsverhältnis, das als ein aktuelles Übersetzungsverhältnis bestimmt wurde, tatsächlich einem aktuellen Übersetzungsverhältnis entspricht. Das liegt daran, dass selbst dann, wenn das geschätzte gegenwärtige Übersetzungsverhältnis als ein aktuelles Übersetzungsverhältnis in Schritt 52 bestimmt wurde, das geschätzte Übersetzungsverhältnis ein festgelegter Kupplungsschlupf entsprechend einem aktuellen Übersetzungsverhältnis sein kann. Diese Überprüfung wird mittels einer weiteren Absenkung des Motordrehmoments durchgeführt, wobei das abgesenkte Motordrehmoment während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode t₂ aufrechterhalten wird, siehe 5. Diese Absenkung des Motordrehmoments ist gering, beispielsweise in etwa 10 bis 40 Nm. Diese zweite Zeitperiode liegt bei etwa 2 bis 20 Sekunden und in einer Ausführungsform wird t₂ auf etwa 5 Sekunden gesetzt. Wenn das Übersetzungsverhältnis während t₂ im Wesentlichen aufrechterhalten wird, wird bestätigt, dass das bestimmte Übersetzungsverhältnis einem aktuellen Übersetzungsverhältnis entspricht, der Kupplungsschlupf wurde entsprechend beendet und der Algorithmus fährt mit Schritt 56 fort, bei dem das Motordrehmoment erhöht wird. Die Zeitperiode t₂ ermöglicht auch, dass die Kupplungsbeläge sich abkühlen. Jedoch kehrt der Algorithmus zum Schritt 50 zurück, wenn ein Nein in Schritt 54 vorliegt, d. h. das Übersetzungsverhältnis nicht während der Zeitperiode t₂ aufrechterhalten wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Motordrehmoment während einer Zeitperiode t₃, die in einer Ausführungsform bei etwa 10 Sekunden liegt, linear um ein vorbe stimmtes Maß pro Sekunde erhöht. In einer anderen Ausführungsform wird das Motordrehmoment während der Zeitperiode t₃ schrittweise auf das ursprüngliche Motordrehmoment erhöht.
In 5 sind die Grundbestandteile des Motordrehmomentabsenkungsvorgangs des Kupplungsschlupfschutzprozesses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Motordrehmoment wird an der vertikalen Achse angegeben und die Zeit wird an der horizontalen Achse angegeben. Zu dem Zeitpunkt t₀ wird ein Kupplungsschlupf ermittelt, d. h. gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform liegt Δn nicht innerhalb des Bereichs +/– d und dementsprechend wird ein Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt. Dann wird das Motordrehmoment entsprechend Gleichung 3 abgesenkt und das abgesenkte Motordrehmoment wird während einer Zeitperiode t₁ aufrechterhalten. Wenn die Kupplung weiterhin unter Schlupf steht, wird das Motordrehmoment um eine weitere Stufe entsprechend Gleichung 3 abgesenkt. Wenn der Kupplungsschlupf beendet wurde, wird das Motordrehmoment ebenfalls um eine Stufe abgesenkt, um zu bestätigen, dass das geschätzte Übersetzungsverhältnis dem aktuellen Übersetzungsverhältnis entspricht. Wie vorstehend beschrieben, wird dieses abgesenkte Niveau während einer Zeitperiode t₂ aufrechterhalten und, wenn das geschätzte Übersetzungsverhältnis im Wesentlichen während dieser Zeitperiode aufrechterhalten wird, wird angenommen, dass das geschätzte Übersetzungsverhältnis einem aktuelles Übersetzungsverhältnis entspricht. Weiterhin können sich auch die Kupplungsbeläge während dieser Zeitperiode abkühlen. Dann wird das Motordrehmoment auf das ursprüngliche Motordrehmoment erhöht. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Motordrehmoment während einer Zeitperiode t₃, die bei einer Ausführungsform bei etwa 10 Sekunden liegt, linear um ein vorgegebenes Maß pro Sekunde erhöht. Zuletzt hat das Motordrehmoment zu dem Zeitpunkt t₄ das ursprüngliche Motordrehmoment erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Kupplungsschlupfbeendungsfunktion nicht aktiviert werden, wenn nicht wenigstens eine vorgegebene zusätzliche Bedingung erfüllt ist. Eine erste Bedingung kann darin bestehen, dass die Funktion nicht während eines Gangwechsels oder während einer auf einen Gangwechsel folgenden Zeitperiode aktiviert werden kann, die innerhalb des Bereichs von 10 bis 30 Sekunden liegen kann. Ein Gangwechsel ist als eine Bedingung definiert, bei der das Steuersystem 9 den Motor 1 steuert oder wenn das Kupplungspedal während einer Zeitperiode, die über t₃ hinausgeht, gedrückt ist. Eine zweite Bedingung kann darin bestehen, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über eine vorgegebene Geschwindigkeit v₁ hinausgehen muss, die innerhalb des Bereichs von 10 bis 30 km/h liegen kann. Eine dritte Bedingung kann darin bestehen, dass das Motordrehmoment nur auf einen geringeren Mindestwert abgesenkt werden kann. Selbstverständlich können diese zusätzlichen Bedingungen, wie der Fachmann erkennt, beliebig kombiniert werden.
Obwohl spezifische Ausführungsformen gezeigt worden sind und hierin zum Zwecke einer Erläuterung und beispielhaften Darstellung beschrieben worden sind, erkennen durchschnittliche Fachleute, dass spezifische Ausführungsformen, die gezeigt und beschrieben wurden, an die Stelle von einer großen Vielfalt an Alternativen und/oder äquivalenten Ausführungen gesetzt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Der Durchschnittsfachmann wird leicht erkennen, dass die Erfindung in einer großen Vielfalt an Ausführungsformen umgesetzt werden kann, die Hardware und Software-Ausführungen oder Kombinationen davon umfassen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der Ausführungsformen, die hierin diskutiert wurden, abdecken. Somit wird die Erfindung durch den Wortlaut der beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Verfahren zum Schutz vor Kupplungsschlupf in einem von einem Motor (1) angetriebenen Fahrzeug, wobei die Kupplung (2) in einem Drehmomentübertragungspfad des Motors (1) zwischen dem Motor (1) und einem Getriebe (3) angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ferner ein Leistungseinstellmittel (9) aufweist, das angeordnet ist, um die Ausgangsleistung des Motors (1) einzustellen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erhalten (42) eines Wertes, der der Motordrehzahl des Fahrzeugs entspricht; und dann, wenn das Auftreten von Kupplungsschlupf bestätigt ist, Steuern (34, 50) des gegenwärtigen Motordrehmoments, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erreichen, gekennzeichnet durch die Schritte: Erhalten (42) eines Werts, der der Antriebswellendrehzahl entspricht; Bestimmen (44) des Quotienten zwischen dem Wert, der der Motordrehzahl entspricht, und dem Wert, der der Antriebswellendrehzahl entspricht, als Getriebeübersetzungswert; Schätzen (30, 46) eines Getriebeübersetzungswerts des Getriebes durch im Wesentlichen kontinuierliches Berechnen (44) des gegenwärtigen Verhältnisses zwischen der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl; Ermitteln (32, 48) des Auftretens oder des Nicht-Auftretens von Kupplungsschlupf der Kupplung unter Verwendung des geschätzten Getriebeübersetzungswerts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schätzens ferner die Schritte umfasst: Auswählen (46) eines vorab gespeicherten Getriebeübersetzungswertes, der einen aktuellen Getriebeübersetzungswert des Fahrzeugs wiedergibt; Vergleichen (52) des berechneten Getriebeübersetzungswertes mit dem ausgewählten Getriebeübersetzungswert während einer ersten Zeitperiode; und dann, wenn der berechnete Getriebeübersetzungswert im Wesentlichen gleich dem ausgewählten Getriebeübersetzungswert während der ersten Zeitperiode ist, Bestimmen (52) des ausgewählten Getriebeübersetzungswerts als gegenwärtigen Getriebeübersetzungswert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt wird, wenn Δn > d, wobei Δn = |n_Motor – n_Getriebe·G|, wobei Δn der Kupplungsschlupf ist, n_Motor der Wert entsprechend der Motordrehzahl ist, n_Getriebe der Wert entsprechend der Antriebswellendrehzahl ist, d eine vorbestimmte Zahl ist und G der bestimmte gegenwärtige Getriebeübersetzungswert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, ferner umfassend die Schritte: dann, wenn das Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt ist (32, 48), Erhalten (50) eines Werts, der dem Motordrehmomentniveau entspricht; und Speichern (50) des Werts, der dem Motordrehmomentniveau entspricht, als Anfangs-Motordrehmomentniveau.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, wobei der Schritt des Steuerns die Schritte umfasst: Reduzieren (50) des gegenwärtigen Motordrehmomentniveaus auf ein erstes unteres Motordrehmomentniveau, wobei das erste untere Motordrehmomentniveau auf dem geschätzten Getriebeübersetzungswert basiert; und Aufrechterhalten (52) des ersten unteren Motordrehmoments während einer ersten Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, ferner umfassend den Schritt: Ermitteln (32, 48), ob ein Kupplungsschlupf unter Verwendung des geschätzten Getriebeübersetzungswerts endete.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Ermittelns, ob Kupplungsschlupf endete, die Schritte umfasst: dann, wenn der ausgewählte Getriebeübersetzungswert als gegenwärtige Getriebeübersetzung bestimmt wurde, Reduzieren des Motordrehmoments auf ein zweites unteres Motordrehmomentniveau; und Beibehalten (54) des aktuellen Motordrehmoments auf dem wenigstens zweiten unteren Niveau während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend den Schritt: dann, wenn ermittelt wurde, dass der Kupplungsschlupf endete, sukzessives Erhöhen (56) des gegenwärtigen Motordrehmomentniveaus auf das Anfangs-Motordrehmomentniveau.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend die Schritte: dann, wenn nicht ermittelt wurde, dass der Kupplungsschlupf endete, Reduzieren (50) des gegenwärtigen Motordrehmomentniveaus auf wenigstens ein zweites unteres Motordrehmomentniveau, wobei das erste untere Drehmomentniveau auf dem geschätzten Getriebeübersetzungsverhältniswert basiert; und Beibehalten (52) des zweiten Mo tordrehmomentniveaus während einer Zeitperiode, die im Wesentlichen gleich der ersten Zeitperiode ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Erhöhens den Schritt umfasst: rampenartiges Erhöhen (56) des aktuellen Motordrehmomentniveaus auf das gespeicherte Anfangs-Motordrehmomentniveau während einer zweiten Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 10, ferner umfassend den Schritt des Berechnens der unteren Motordrehmomentniveaus gemäß M_max = M_E – KΔn, wobei M_max das maximal zulässige Motordrehmoment ist, M_E ein Wert entsprechend dem aktuellen Motordrehmoment ist, K ein vorbestimmter Reduktionsfaktor ist und Δn der berechnete Kupplungsschlupf ist.
System zum Schutz vor Kupplungsschlupf in einem von einem Motor (1) angetriebenen Fahrzeug, wobei die Kupplung (2) in einem Drehmomentübertragungspfad des Motors (1) zwischen dem Motor (1) und einem Getriebe (3) angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ferner ein Leistungseinstellmittel (9) umfasst, das angeordnet ist, um die Ausgangsleistung des Motors (1) einzustellen, wobei das System ein Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) umfasst, und Motordrehzahlerfassungsmittel (10), die angeordnet sind, um die Motordrehzahl des Fahrzeugs zu erfassen, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) angeordnet ist, um einen Wert entsprechend der Motordrehzahl des Fahrzeugs zu ermitteln; und um bei Ermittlung des Auftretens von Kupplungsschlupf einen Steuerbefehl an das Leistungseinstellmittel (9) auszusenden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um eine Beendigung des Kupplungsschlupfes zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass das System Ausgangswellendrehzahl-Erfassungsmittel (4) umfasst, die angeordnet sind, um die Antriebswellendrehzahl zu erfassen, wobei die Erfassungsmittel (4, 10) derart ausgebildet sind, dass sie mit dem Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) kommunizieren, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen Wert zu erhalten, der der Antriebswellendrehzahl entspricht; um einen Quotienten zwischen der Motordrehzahl und der Antriebsdrehzahl als Übersetzungsverhältniswert zu bestimmen; und wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) Verarbeitungsmittel (20) und Speichermittel (12) umfasst, die ausgebildet sind, um den Übersetzungsverhältniswert zu speichern, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel ausgebildet ist, um im Wesentlichen kontinuierlich das gegenwärtige Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl zu berechnen, um einen Übersetzungsverhältniswert des Getriebes (3) zu schätzen, und um das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf unter Verwendung des geschätzten Übersetzungsverhältniswerts zu ermitteln.
System nach Anspruch 12, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen vorab gespeicherten Übersetzungsverhältniswert, der einen aktuellen Übersetzungsverhältniswert des Fahrzeugs repräsentiert, als gegenwärtigen Übersetzungsverhältniswert auszuwählen; um den berechneten Übersetzungsverhältniswert mit dem ausgewählten Übersetzungsverhältniswert während einer ersten Zeitperiode zu vergleichen; und dann, wenn der berechnete Übersetzungsverhältniswert im Wesentlichen gleich dem ausgewählten Übersetzungsverhältniswert während der ersten Zeitperiode ist, um den ausgewählten Übersetzungsverhältniswert als gegenwärtigen Übersetzungsverhältniswert zu bestimmen.
System nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Kupplungsschlupf ermittelt wird, wenn Δn > d, wobei Δn = |n_Motor – n_Getriebe·G|, wobei Δn der Kupplungsschlupf ist, n_Motor der Wert ist, der der Motordrehzahl entspricht, n_Getriebe der Wert ist, der der Antriebswellendrehzahl entspricht, d eine vorbestimmte Zahl ist und G der vorbestimmte gegenwärtige Übersetzungsverhältniswert ist.
System nach Anspruch 12 bis 14, wobei das Fahrzeug ferner Erfassungsmittel aufweist, die angeordnet sind, um im Wesentlichen kontinuierlich das gegenwärtige Motordrehzahlniveau zu erfassen, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) angeordnet ist, um einen Wert zu erhalten, der dem gegenwärtigen Motordrehzahlniveau entspricht.
System nach Anspruch 12 bis 15, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) angeordnet ist, um einen Steuerbefehl an das Ausgangsleistungs-Einstellmittel (9) auszusenden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um das gegenwärtige Motordrehmomentniveau auf ein erstes unteres Motordrehmomentniveau abzusenken, wobei das erste untere Motordrehmomentniveau auf dem geschätzten Übersetzungsverhältniswert basiert; und um das erste untere Motordrehmomentniveau während einer ersten Zeitperiode beizubehalten.
System nach Anspruch 12 bis 15, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um unter Verwendung des geschätzten Übersetzungsverhältniswerts zu ermitteln, ob der Kupplungsschlupf endete.
System nach Anspruch 17, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen Steuerbefehl an das Leistungs-Einstellmittel (9) auszusenden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um: dann, wenn der ausgewählte Übersetzungsverhältniswert als gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis bestimmt wurde, das Motordrehmoment auf ein zweites unteres Motordrehmomentniveau zu reduzieren; und um das aktuelle Motordrehmoment auf dem wenigstens einen zweiten unteren Niveau während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode zu halten.
System nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen Steuerbefehl an das Leistungs-Einstellmittel (9) zu senden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um: dann, wenn ermittelt wurde, dass Kupplungsschlupf endete, sukzessive das aktuelle Motordrehmomentniveau auf das Anfangs-Motordrehmomentniveau anzuheben.
System nach Anspruch 17, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen Steuerbefehl an das Leistungs-Einstellmittel (9) auszusenden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um: dann, wenn nicht ermittelt wurde, dass der Kupplungsschlupf endete, das gegenwärtige Motordrehmomentniveau auf wenigstens ein zweites unteres Motordrehmomentniveau abzusenken, wobei das erste untere Motordrehmomentniveau auf dem geschätzten Übersetzungsverhältniswert basiert; und um das zweite Motordrehmomentniveau während einer Zeitp eriode aufrechtzuerhalten, die im Wesentlichen gleich der ersten Zeitperiode ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Kupplungsschlupf-Schutzmittel (6) ausgebildet ist, um einen Steuerbefehl an das Leistungs-Einstellmittel (9) zu senden, um das gegenwärtige Motordrehmoment zu steuern, um das Motordrehmoment durch rampenartiges Erhöhen des aktuellen Motordrehmomentniveaus auf das gespeicherte Anfangs-Motordrehmomentniveau während einer zweiten Zeitperiode zu erhöhen.
System nach Anspruch 16 bis 21, wobei die unteren Drehmomentniveaus nach Maßgabe von M_max = M_E – KΔn berechnet werden, wobei M_max das maximal zulässige Motordrehmoment ist, M_E ein Wert ist, der dem gegenwärtigen Motordrehmoment entspricht, K ein vorbestimmter Reduktionsfaktor ist, und Δn der berechnete Kupplungsschlupf ist.
Computerprogramm (24) für eine elektronische Steuereinheit (25) eines Fahrzeugs zum Schutz vor Kupplungsschlupf, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm (24) Programmanweisungen aufweist, welches dann, wenn es auf der elektronischen Steuereinheit (25) läuft, die elektronische Steuereinheit (25) dazu veranlasst, die Schritte von einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein computerlesbares Medium (21) und ein Computerprogramm (24) nach Anspruch 23, wobei das Computerprogramm (24) auf dem computerlesbaren Medium (21) gespeichert ist.
Elektronische Steuereinheit (25) eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermittel (21) der Steuereinheit ein Computerprogramm (24) nach Anspruch 23 umfasst.