EP1444448A1 - Verfahren zum steuern und/oder regeln eines anfahrvorganges eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum steuern und/oder regeln eines anfahrvorganges eines fahrzeuges

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Publication number
EP1444448A1
EP1444448A1 EP02754328A EP02754328A EP1444448A1 EP 1444448 A1 EP1444448 A1 EP 1444448A1 EP 02754328 A EP02754328 A EP 02754328A EP 02754328 A EP02754328 A EP 02754328A EP 1444448 A1 EP1444448 A1 EP 1444448A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starting
factor
clutch
starting characteristic
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02754328A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Zimmermann
Johannes Moosheimer
Jürgen EICH
Georg Schneider
Alexander Schweizer
Martin Vornehm
Guilliano Carl Jesus Rua da Patria 2637 PEREIRA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
Publication of EP1444448A1 publication Critical patent/EP1444448A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/706—Strategy of control
    • F16D2500/70668—Signal filtering

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling and / or regulating a transmission of a vehicle, in particular an automated transmission and / or an automated clutch, in which a starting characteristic is used to set a desired clutch torque.
  • Engine speed control can be performed. Depending on the
  • Standard characteristic curve or nominal starting characteristic curve can be used.
  • the starting motor speed cannot be changed sufficiently. Furthermore, in the case of the known starting processes, insufficient consideration is given to whether the starting is carried out with a warm or a cold motor.
  • the present invention has for its object to propose a method for controlling and / or regulating a transmission, in which in particular Starting process, the respective driver request and the respective operating state are sufficiently taken into account.
  • the starting characteristic curve is adapted to adapt to different operating states of the vehicle in such a way that the driver's request is taken into account when starting the vehicle.
  • a method for controlling and / or regulating a transmission is proposed, in which the starting characteristic can be adapted to different operating states and also to the driver's wishes.
  • the starting characteristic is influenced in particular by at least one suitable factor in order to improve the starting process.
  • a time-dependent change in the factor can also be provided. It is therefore very easy to implement certain starting requests of the respective driver in the starting characteristic or in the starting function.
  • the factor is weighted depending on the accelerator pedal and / or gear.
  • the factor can be brought up to a final value via the temporal function.
  • a linear function with a predetermined slope, such as about 1% per interrupt or the like, is selected. This means that the final value is reached about a second after the start of the journey.
  • B. can be used in first gear.
  • a timer can preferably be started at the value zero as soon as the driver actuates the so-called idle switch (LL) in order to specify his request to start.
  • the time counter is preferably decremented at approximately 0.5% per interrupt when the LL switch is actuated, i.e. H. the driver gives z. B. no gas if the journey is canceled.
  • the weighting factor or factor can be built up from zero on each start-up, even if the vehicle is only stopped for a short time, since the factor is reset to zero in the neutral position.
  • a short-term acceleration increase can be achieved.
  • the starting function can be suitably coordinated so that the clutch is not subjected to excessive loads.
  • the change can take place via a time ramp or the like, so that the course of the desired clutch torque advantageously has no jump.
  • Other time functions can also be used.
  • the factor used can preferably be reduced during the transition to the kickdown operating state.
  • a further embodiment of the invention presented here can provide, if necessary, that the starting strategy according to the invention enables maximum engine speeds and maximum engine torques. This can be realized by the factor which is preferably dependent on the throttle valve angle signal or the accelerator pedal angle signal or the like during a starting process. This allows both the engine speed and the engine torque at high throttle valve z. B. be increased, whereby the driver's request is taken into account.
  • at least one suitable filter can be used in order to vary the torque in particular when the throttle valve angle changes rapidly, such as, for example, B. in the so-called tip-in operating state and the so-called back-out operating state.
  • two filters can be used, which have different timing elements in phases of positive and negative gradients of the throttle valve course.
  • a so-called PT-1 filter of the first order or the like can preferably be used.
  • the filter can have an exponential timer or the like.
  • the starting strategy can be positively influenced by using the factor for the starting characteristic.
  • the engine speed and engine torque, as well as the energy flowing into the clutch, can be significantly increased during a full load start.
  • This changed start-up strategy according to the method according to the invention advantageously increases the power consumption during full-load start-up operations, whereas, in known start-up strategies, the power consumption is increased for every type of start-up operation.
  • a course of the clutch torque over the engine speed during a starting process can be specified.
  • the throttle valve-dependent factor can cause the starting characteristic curve to be multiplied, which is dependent on corresponding changes in the throttle valve angle.
  • the starting characteristic can advantageously be changed by the factor at least at a predetermined section, as a result of which the starting characteristic is suitably adapted by the changeable factor in different operating states.
  • the clutch torque M k can be determined by the following function:
  • the function of the starting characteristic which is represented by the right-hand side of the above equation, can be determined here by evaluating the nominal starting characteristic, preferably by means of interpolation.
  • the argument of the characteristic curve evaluation can be corrected using the accelerator pedal-dependent term K ⁇ * .
  • the factor K ⁇ preferably refers to a constant value which, for. B. 10 can be selected. Other values for the factor K ⁇ are also possible.
  • the starting characteristic can be adapted to different operating conditions. It is possible that a gradient limitation is used in the correction term K ⁇ * in order to prevent an undesired course of the clutch torque, e.g. B. to avoid rapid accelerator pedal changes while driving.
  • the starting characteristic curve can be suitably shifted in the direction of the engine speed using the correction term. Other suitable measures are also possible in order to optimize the starting process of the vehicle.
  • Start-up functions of this type with corresponding correction terms can be used in particular in the case of automated clutches in electronic clutch management (EKM) and / or in automated manual transmissions and also in the case of CVT transmissions.
  • a further embodiment of the present invention relates to the change in the starting characteristic, for example at an increased idling speed.
  • the start-up characteristic curve can be shifted at least in sections by controlling the electronic clutch management and / or controlling the automated manual transmission, in particular via the idling speed.
  • the speed and / or slip-dependent moments in the clutch strategy are suitably changed, which means that the starting speed for a vehicle in the cold state, for. B. can increase and the slip is reduced more slowly during switching operations. In the area of engine idling, this shift may be necessary in order not to incorrectly attribute the increased speed to the driver.
  • the driving behavior at an increased idling speed that is to say generally when the engine is cold, can advantageously be matched to the warmed-up state of the vehicle.
  • the starting characteristic curve can be shifted towards the higher engine speeds by the difference between the idling speed when the engine is warm and the current idling speed.
  • the shift in the starting characteristic curve can decrease linearly with increasing engine speed until the shift has reached a predetermined engine speed. It is possible that the starting characteristic curves for increased idling speeds and for normal idling speeds at engine speeds that are greater than the predetermined engine speed are identical. It is also conceivable that the starting characteristic is changed in a different way.
  • a next embodiment of the invention presented here relates to an improvement in the control, in particular of an automated clutch, in terms of comfort and availability, preferably when driving uphill.
  • a z. B. driving state-dependent or operating state-dependent closing function can be provided. This allows the clutch z. B. after a predetermined waiting time can be closed at a predetermined speed. As a result, the availability of the system is advantageously increased. It is particularly advantageous if this closing function is not activated in predetermined driving situations in order to advantageously increase driving comfort even in these driving situations. For example, the closing function z. B. deactivated when engaging reverse gear to give the driver the opportunity to have the same maneuvering comfort in reverse gear in difficult situations.
  • the closing function is changed in such a way that in reverse gear only z. B. above a predetermined temperature threshold, such as. B. 200 ° C, the closing function can be activated so as to prevent misuse of this function in unsuitable driving situations.
  • Another possibility according to the invention presented here can consist of the closing function z. B. to prevent during a predetermined number of the first start-up situations during a driving cycle lake.
  • the procedure can preferably be as follows:
  • a counter is initialized with the value 0 at the beginning of the driving cycle.
  • the counter can be incremented.
  • the closing function can remain inactive. 4. If the counter reading exceeds a predetermined threshold value, the closing function can be activated. 5.
  • the counter can preferably be incremented by the same amount in each case with a detected continuous slip, it also being possible for the counter to e.g. B. is incremented proportionally to the duration of the clutch slip.
  • Another embodiment of the present invention can provide that the clutch is closed earlier and / or faster if the gradient of the clutch temperature exceeds a certain value.
  • Other suitable vehicle data can also be used for earlier and / or quicker engagement of the clutch. If the gradient of the coupling temperature is used for this, it can e.g. B: be determined by preferably measuring or calculating the temperature of the clutch every ten seconds and using the value of the measurement or calculation of e.g. B. is compared 10 seconds before. Other methods of calculating and comparing the clutch temperature are also possible.
  • the method according to the invention for controlling and / or regulating a transmission can be used in any system, in particular in automated clutches and / or in automated transmissions of any type, wherein calibrations are advantageously possible in order to optimally adapt the starting strategy to certain situations. Accordingly, a driver's request can be sufficiently taken into account in the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows two starting characteristics weighted with a time-dependent factor in different operating states
  • FIG. 3 shows several starting characteristic curves, the target clutch torque being shown as a function of the engine speed and the time factor;
  • FIG. 4 shows three start-up characteristics, an original course (triangles) and two courses according to the invention (rhombus and square) being shown;
  • FIG. 5 shows a course of the factor as a function of the throttle valve angle
  • FIG. 6 shows a starting process at full load
  • FIG. 7 shows a starting process at full load, taking into account the factor according to the invention.
  • FIG. 8 shows a possible starting strategy in a back-out operating state
  • FIG. 9 shows an improved starting strategy in a back out operating state according to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a signal curve filtered with an exponential timing element
  • Figure 11 filtered waveforms with a time constant of 170
  • FIG. 12 shows a possible starting strategy for a tip in the operating state
  • FIG. 13 shows an improved starting strategy for a tip in the operating state according to FIG. 12;
  • FIG. 14 filtered signal profiles with a time constant of 17;
  • FIG. 15 shows a full-load starting process with a starting strategy according to FIG. 7;
  • FIG. 16 another possible full-load starting process
  • FIG. 17 another possible full-load starting process
  • FIG. 18 shows an original starting process in a back out operating state
  • FIG. 19 shows a starting process according to the invention in a back out operating state
  • FIG. 20 shows an engine map of a vehicle and start-up curves
  • FIG. 21 shows an engine map of a vehicle and start-up curves with changed parameters
  • FIG. 22 shows a starting characteristic curve with a normal idling speed and a starting characteristic curve with an increased idling speed
  • FIG. 23 shows two starting characteristic curves, the courses of which are identical at the engine speed Nj d .
  • FIG. 1 shows several starting characteristic curves for different gears for starting a vehicle.
  • the starting characteristic for the first gear is shown by a course marked with diamonds.
  • a course marked with squares is indicated for a starting process in reverse gear.
  • the starting characteristic for the second gear is represented by a curve marked with triangles.
  • the starting characteristic curve is indicated with an increased factor by a course marked with crosses.
  • a so-called standard characteristic curve can preferably be used for the approach in first gear.
  • Characteristic can z. B. in reverse with a suitable weighting factor z. B. 0.75 can be applied in order to thus be able to set smaller clutch torques and thus in turn to ensure a start with higher engine speeds.
  • This procedure can also be provided when starting in second gear, with an increased factor such. B. 1, 5 a starting process is made possible.
  • the starting characteristics shown in FIG. 1 thus result, the clutch target torque being indicated as a function of the engine speed for different starting processes.
  • two starting characteristics are shown schematically as a function of time, with a time-dependent starting characteristic for the pedal position 0 to 90 ° (diamonds) and the other for the kickdown position (square) indicated when starting in first gear.
  • the clutch torque is dependent on the engine speed and on the time factor, the time factor also being dependent on the pedal position and / or the selected gear stage. For the sake of simplicity, only the time dependency is shown in FIG.
  • a starting process can be adapted to predetermined driving situations. For example, in maneuvering operation, starting with a small load at a low engine speed can be carried out. The driver can z. B. go slowly on the accelerator pedal to move the vehicle in maneuvering mode. In this case, it has the full clutch setpoint torque after just one second, i.e. that is, he has the option of setting a starting speed which is only slightly above the idling speed.
  • the driver wishes to drive in, for example, medium or high load ranges, the driver will set the corresponding pedal position more quickly. However, since the clutch did not reach the maximum of the characteristic in the first second If the corresponding torque is set, the motor can move up to its starting speed relatively freely in order to be limited there by the clutch torque that builds up. With this special starting process, the above-described measure makes the starting process significantly smoother, especially after the moments in the lower speed range have been increased.
  • the starting characteristics are an original starting characteristic (diamonds), a starting characteristic (quadrilaterals) multiplied by a factor (0.277) and, in addition, the course of the engine torque during a full load approach (triangles).
  • the method according to the invention can be used to determine when the factor should be used and how high the factor should be selected. It is important that the starting characteristic is adjusted accordingly even at low throttle valve angles so that the modulation of the starting characteristic is not worsened in this area. Accordingly, up to a throttle valve angle of 45 ° the factor z. B. assume the value 1 to realize the desired characteristic in the starting characteristic. On the other hand, when driving at full load, the factor should be around 0.277. This value can also be used if the throttle valve angle is greater than 70 °. For values of the throttle valve angle between 45 ° and 70 °, the factor z. B. can be determined by means of a linear interpolation. Other values for the factor are also possible. For a predetermined vehicle, the values for the factor are shown schematically in FIG. 5. The value of the factor is shown via the throttle valve angle.
  • MRJST the currently transmitting clutch torque
  • Me_0 the effective engine torque
  • MR the effective clutch torque
  • n_mot_0 the initial engine speed
  • n_Get_0 the initial transmission input speed
  • a_fzg the vehicle acceleration
  • FIG. 6 simulates a full-load approach using software in which the starting strategy is not multiplied by a factor.
  • a full-load approach is simulated in FIG. 7, in which a corresponding factor is taken into account.
  • the values of the engine speed (n_MOT_neu), the engine torque (MM_ANSAUG) and the clutch torque (MRJST) reach at the same time (one second after
  • the method according to the invention according to FIG. 7 can reach a vehicle in a very short time 17 km / h, which at a speed of 3000 revolutions per minute at the
  • Gearbox input shaft (n_GET_neu) corresponds and forms a comparison parameter between the strategies.
  • the power consumption during a full-load starting process can be used as the most important aspect when stimulating different starting processes.
  • a higher power consumption can be used
  • Full-load start-up processes can be determined while according to the start-up strategy
  • Figure 6 is a high power consumption in all types of start-up operations, so that a calibration should also be carried out to the maximum
  • the factor is shown schematically.
  • the clutch torque is reduced in the range from 45 ° to 70 ° of the throttle valve angle, because the starting characteristic curve drops in accordance with the factor equal to 0.277 if there is a positive value of the gradient of the throttle valve. If, on the other hand, there is a negative value for the gradient of the throttle valve in the same interval, the starting characteristic curve returns to its original position and the clutch torque increases again. This increase is particularly pronounced in start-up processes in which a predetermined vehicle reaches an engine speed that is greater than 1600 revolutions per minute. Starting from this engine speed, the starting characteristic curve has a higher gradient and thus the variation of the torque is also more pronounced, as is also indicated in FIG. 4.
  • the starting characteristic changes during a so-called backout, with the engine speed remaining approximately the same.
  • the clutch torque curve thus has a high and approximately constant slope. This can mean a dangerous situation for the driver because the vehicle is suddenly moved forward when the driver stops the start-up process.
  • a so-called back-out during a full-load starting process is therefore the most difficult case for a starting strategy because there is a considerable variation in the values of the throttle valve and therefore there is a high engine speed.
  • FIG. 9 shows the same situation with an improved starting strategy (according to FIG. 7).
  • the increase in torque is caused by a change in the throttle valve angle, it is e.g. B. possible that a delay is provided for this signal. In this way, if a full-load start-up process is aborted the value of the throttle valve can be delayed accordingly until the engine speed has reached a safe value, e.g. B. if the course of the clutch torque changes and the torque increases significantly.
  • the throttle valve signal can be suitably filtered.
  • at least one so-called PT-1 filter of the first order can be used.
  • Other filters can also be used.
  • the filter can attenuate the throttle valve signal appropriately to achieve a reduction in the variation of the torque, especially when the engine speed drops.
  • a suitable timing element for the filter (PT-1) can satisfy the following differential equation:
  • the PT-1 filter can be used with a constant of approximately 170. It has been shown that this value is advantageous for the constant. Other values for the time constant can also be used. By delaying the filtered throttle valve value, a steady, smooth course can be made possible in an interval of approximately 45 ° to 70 °, the increase in clutch torque being delayed while the engine speed is falling.
  • the time constant of the filter is greater than 170, it can be ensured that the clutch torque does not increase during a so-called back-out. This can also be seen in FIG. 11, the filtered throttle valve signal (DKLW_FILT) and the clutch torque (MRJST) likewise no longer increasing.
  • FIGS. 12 and 13 each show the two starting strategies described with one tip.
  • different time constants can be used for a tip. It is possible that different time constants are provided during a positive and a negative value of the gradient of the throttle valve.
  • the time constant of the filter can assume approximately the value 17 in order to ensure the smoothest possible transition of the throttle valve angle (DKLW_FILT) at the values between 45 and 70 °. This can also be seen from the courses in FIG. 14.
  • the reduction in the clutch torque (MRJST) is insignificant
  • the time constant of the filter can be set to the value 170 for all throttle valve values and with positive gradients the time constant can take the value 17.
  • Other values for the time constant of the filter are also possible.
  • FIGS. 16 and 17 The full-load starting processes according to the two starting strategies presented are shown in FIGS. 16 and 17. The relevant aspects are as follows: In the steady state, the engine speed (in the second starting strategy (FIG. 7) is 3037 revolutions per minute, while in the first starting strategy one)
  • Vehicle acceleration (a zg) serves as a comparison parameter.
  • the power consumption can be reduced by modifying the course of the throttle valve factor, but the starting speed can be negatively influenced.
  • An appropriate calibration can improve this relationship.
  • the starting process can be suitably influenced by introducing a factor which is dependent on the throttle valve value (FIG. 19).
  • the engine speed and torque are significantly increased during the start-up process, as is the power consumption at the clutch.
  • the method according to the invention reduces the time in which the vehicle reaches the speed of 20 km / h. This can be seen from a comparison of FIGS. 18 and 19. The time can be reduced from 250 ms (FIG. 18) to 170 ms (FIG. 19).
  • the filter can e.g. B. a so-called PT-1 filter of the first order with different time constants with positive and negative values of the gradient of the throttle valve angle. This allows variations in the course of the throttle valve angle to be changed. For example, an improved calibration can be carried out. Other measures are also possible in order to further optimize the overall starting strategy according to the present invention.
  • the starting process of a vehicle can, for. B. with a nominal starting characteristic, as shown in Figure 20, are carried out.
  • FIG. 20 schematically indicates an engine map and various start-up characteristics with nominal parameters.
  • the starting speed changes depending on the accelerator pedal or throttle valve angle. It is possible that this effect is achieved in that a flatter characteristic curve is provided, as is e.g. B. is shown in Figure 20 as a reduced approach curve (see point C for a full load approach).
  • the characteristic curve can in principle also be flattened or reduced by a factor dependent on the throttle valve angle.
  • the function of the starting characteristic which is represented by the right-hand side of the above equation, can be determined here by evaluating the nominal starting characteristic, preferably by means of interpolation.
  • the factor K ⁇ preferably refers to a constant value which, for. B. 10 can be selected. Other values for the factor K ⁇ are also possible.
  • the correction term K ⁇ * is provided with a gradient limitation in order to prevent an undesired course of the clutch torque, e.g. B. to avoid rapid accelerator pedal changes while driving.
  • Other suitable measures are also possible here in order to optimize a starting process.
  • the starting characteristic curve 1 represents a characteristic curve at normal idling speed, i. H. the engine is warm.
  • the starting speed N1 which is shown in FIG. 22, results from the assumed course of the engine torque.
  • the starting characteristic curve 2 is shown schematically in FIG. 22, this characteristic curve being characterized by a high idling speed, i. H. the engine is cold.
  • the characteristic curve is shifted on the speed axis by the difference between the idling speed with cold and warm engine to higher speeds. This results in the characteristic curve of the starting speed N2. It should be noted that the starting speed also shifts by 400 revolutions per minute when the idle speed increases by 400 revolutions per minute.
  • the starting characteristic z. B. is only shifted in sections. For example, this can be done in that the characteristic curve by the difference between the warm idling speed L and the current idling speed LL 2 z. B. is shifted to higher speeds when z. B. the engine speed is equal to the current idle speed.
  • Other possibilities are also conceivable in order to suitably shift the starting characteristic in sections.
  • the shift can decrease linearly until the shift at engine speed Ni d reaches zero.
  • the difference in the starting speed decreases the higher the starting speed. This advantageously makes the behavior when the engine is cold and warm more similar.
  • the characteristic curves for increased and normal idling speeds can be identical.
  • Such a shift in the starting characteristic curve is shown schematically in FIG. It is clear that the lower the engine speed Nj d is chosen, the lower the effect the shift to the starting speed.
  • the engine speed i d should preferably not be chosen to be arbitrarily low, since with the partial displacement of the starting characteristic curve at an increased idling speed, the gradient of the starting characteristic curve changes accordingly, which may have an effect on comfort. For example, the value of 3000 revolutions per minute can be selected for the engine speed Nj d . Any other values for this engine speed can also be used.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Getriebes und/oder einer automatisierten Kupplung, bei dem zum Einstellen eines Kupplungssollmomentes eine Anfahrkennlinie verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie zum Anpassen an unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeuges derart verändert wird, dass der Fahrerwunsch beim Anfahren des Fahrzeuges berücksichtigt wird.

Description

VERFAHREN ZUM STEUERN UND/ODER REGELN EINES*ANFAHRVORGANGES EINES FAHRZEUGES
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Getriebes und/oder einer automatisierten Kupplung, bei dem zum Einstellen eines Kupplungssollmomentes eine Anfahrkennlinie verwendet wird.
Insbesondere bei einem Anfahrvorgang eines Fahrzeuges mit einem automatisierten Schaltgetriebe oder mit einer automatisierten Kupplung kann z.B. eine
Motordrehzahlsteuerung durchgeführt werden. Dabei wird in Abhängigkeit der
Motordrehzahl über eine Anfahrkennlinie ein entsprechendes Kupplungsmoment an der
Kupplung eingestellt. Für den Anfahrvorgang kann vorzugsweise eine sogenannte
Normkennlinie bzw. nominelle Anfahrkennlinie verwendet werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Fahrerwunsch bei dem bekannten Verfahren mit der nominellen Anfahrkennlinie nicht in einem ausreichenden Maß berücksichtigt wird.
Insbesondere bei unterschiedlichen Betriebs- bzw. Fahrzuständen des Fahrzeuges, wie z.
B. einer Vollastanfahrt oder einer Teillastanfahrt, kann die Anfahrmotordrehzahl nicht ausreichend verändert werden. Ferner wird bei den bekannten Anfahrvorgängen unzureichend berücksichtigt, ob das Anfahren mit einem warmen oder einem kalten Motor durchgeführt wird.
Darüber hinaus hat sich bei den bekannten Verfahren zum Ansteuern eines Getriebes gezeigt, dass bei einem Anfahrvorgang an einem Berg bzw. an einer Steigung die Gefahr besteht, dass der Fahrer aufgrund einer unzureichenden Berücksichtigung bei der Anfahrkennlinie das Fahrzeug nur durch Erhöhen des Fahrpedalwinkels in einem Betriebszustand versucht zu halten. In diesem Fall kann es in nachteiliger Weise zu einer Überhitzung der Kupplung kommen, wodurch Beschädigungen an der Kupplung auftreten können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes vorzuschlagen, bei dem insbesondere beim Anfahrvorgang der jeweilige Fahrerwunsch und der jeweilige Betriebszustand ausreichend berücksichtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anfahrkennlinie zum Anpassen an unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeuges derart verändert wird, dass der Fahrerwunsch beim Anfahren des Fahrzeuges berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes vorgeschlagen, bei dem die Anfahrkennlinie an unterschiedliche Betriebszustände und auch an den jeweiligen Fahrerwunsch anpassbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, gemäß der hier vorgestellten Erfindung, dass die Anfahrkennlinie insbesondere durch zumindest einen geeigneten Faktor beeinflusst wird, um den Anfahrvorgang zu verbessern. Beispielsweise kann auch eine zeitabhängige Veränderung des Faktors vorgesehen sein. Somit ist eine Umsetzung von bestimmten Anfahrwünschen des jeweiligen Fahrers bei der Anfahrkennlinie bzw. bei der Anfahrfunktion auf einfachste Weise möglich.
Eine andere mögliche Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Faktor fahrpedalabhängig und/oder gangabhängig gewichtet wird. Bevorzugt kann z. B. der Faktor über die zeitliche Funktion an einen Endwert herangeführt werden. Es ist z. B. möglich, dass dabei eine lineare Funktion mit einer vorbestimmten Steigung, wie beispielsweise von etwa 1 % pro Interrupt oder dergleichen, gewählt wird. Dies bedeutet, dass der Endwert nach etwa einer Sekunde nach Beginn der Anfahrt erreicht wird, wobei eine Anfahrt z. B. im ersten Gang zugrunde gelegt werden kann. Bevorzugt kann ein Zeitzähler bei dem Wert Null gestartet werden, sobald der Fahrer den sogenannten Leerlauf (LL)-Schalter betätigt, um seinen Anfahrwunsch vorzugeben. Es ist auch denkbar, dass der Zeitzähler vorzugsweise mit etwa 0,5 % pro Interrupt dekrementiert wird, wenn der LL-Schalter betätigt wird, d. h. der Fahrer gibt z. B. bei abgebrochener Anfahrt kein Gas. Damit kann der Gewichtungsfaktor bzw. Faktor bei jeder Anfahrt, selbst auch bei nur kurzem Stillstand, von Null an aufgebaut werden, da der Faktor in der Neutralstellung auf Null zurückgesetzt wird.
Bei einem Anfahrvorgang mit einem Kickdown geht der Fahrer in der Regel sehr schnell auf das Gaspedal. Da aber der Gewichtungsfaktor und damit das Kupplungsmoment erst allmählich aufgebaut wird, kann der Motor über die Anfahrdrehzahl hinaus drehen, wodurch die Motordrehzahl erst durch das sich verzögert aufbauende Kupplungsmoment wieder begrenzt wird. Auf diese Weise kann mit der erfindungsgemäß vorgesehenen
Anfahrkennlinie, beispielsweise für die Kickdown-Anfahrt, eine kurzfristige Beschleunigungserhöhung erzielt werden. Dabei kann die Anfahrfunktion geeignet abgestimmt werden, sodass die Kupplung nicht übermäßig belastet wird.
Es ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung möglich, dass bei einem Übergang von dem normalen Fahrzustand zu dem Kickdown-Betriebszustand die Änderung über eine zeitliche Rampe oder dergleichen erfolgen kann, sodass der Verlauf des Kupplungssollmomentes in vorteilhafter Weise keinen Sprung aufweist. Es sind auch andere zeitliche Funktionen dabei einsetzbar. Bei dem Übergang zum Kickdown- Betriebszustand kann der verwendete Faktor vorzugsweise verringert werden.
Es ist auch denkbar, dass insbesondere bei hoher Last zum Schutz der Kupplung z.B. die Temperatur der Kupplung oder dergleichen als Parameter für die Ermittlung der Anfahrfunktion berücksichtigt wird. Es können auch noch andere geeignete Parameter, wie z. B. Motor- und/oder Getriebegrößen, berücksichtigt werden.
Auf diese Weise kann das Anfahren bei einem Fahrzeug mit einer automatisierten Kupplung oder mit einem automatisierten Schaltgetriebe in stärkerem Maß den aktuellen Fahrerwunsch widerspiegeln, ohne dass dabei Einbussen hinsichtlich der Robustheit des Systems hingenommen werden müssen.
Eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung kann bei Bedarf vorsehen, dass mit der erfindungsgemäßen Anfahrstrategie maximale Motordrehzahlen und maximale Motordrehmomente ermöglicht werden. Dies kann durch den Faktor realisiert werden, welcher bevorzugt von dem Drosselklappenwinkelsignal bzw. dem Fahrpedalwinkelsignal oder dergleichen während eines Anfahrvorganges abhängig ist. Dadurch kann sowohl die Motordrehzahl als auch das Motormoment bei hohen Drosselklappenwinkeln z. B. erhöht werden, wodurch der Fahrerwunsch berücksichtigt wird. Vorzugsweise kann wenigstens ein geeigneter Filter verwendet werden, um Variationen des Momentes insbesondere bei schnellen Änderungen des Drosselklappenwinkels, wie z. B. bei dem sogenannten Tip-in Betriebszustand und dem sogenannten Back-out Betriebszustand zu verhindern. Beispielsweise können zwei Filter verwendet werden, welche unterschiedliche Zeitglieder bei Phasen von positiven und negativen Gradienten des Drosselklappenverlaufs aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann bevorzugt ein sogenannter PT-1 -Filter erster Ordnung oder dergleichen verwendet werden. Beispielsweise kann der Filter ein exponentielles Zeitglied oder dergleichen aufweisen.
Es ist denkbar, dass zum Vermeiden von starken Schwankungen des Momentes eine Begrenzung des Gradienten des Drosselklappenfaktors vorgesehen wird, sodass die Änderungen der Drosselklappenfaktors nicht einen vorbestimmten Grenzwert übersteigen. Durch die Verwendung des Faktors bei der Anfahrkennlinie kann die Anfahrstrategie positiv beeinflusst werden. Die Motordrehzahl und das Motormoment kann genauso wie die in die Kupplung einfließende Energie während einer Volllastanfahrt signifikant erhöht werden. Durch diese veränderte Anfahrstrategie gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Leistungsaufnahme bei Volllastanfahrvorgängen in vorteilhafter Weise erhöht werden, während bei bekannten Anfahrstrategien dagegen bei jeder Art von Anfahrvorgängen die Leistungsaufnahme erhöht wird.
Bei einer automatisierten Kupplung kann z. B. ein Verlauf des Kupplungsmoments über die Motordrehzahl während eines Anfahrvorganges angegeben werden. Der drosselklappenabhängige Faktor kann eine Multiplikation der Anfahrkennlinie bewirken, welche von entsprechenden Änderungen des Drosselklappenwinkels abhängig ist.
In vorteilhafter Weise kann die Anfahrkennlinie zumindest an einem vorbestimmten Abschnitt durch den Faktor verändert wird, wodurch die Anfahrkennlinie bei unterschiedlichen Betriebszuständen durch den veränderbaren Faktor geeignet angepasst wird. Im Rahmen einer nächsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass eine Berücksichtigung des Fahrerwunsches dadurch erreicht wird, dass eine abweichende Realisierung der Fahrpedal- bzw. Drosselklappenabhängigkeit vermieden wird. Dazu kann das Kupplungsmoment Mk durch folgende Funktion ermittelt werden:
Mk = Anfahrkennlinie(nMotor - kα«) wobei MK = Kupplungsollmoment Motordrehzahl kα. = Korrekturterm und α = Fahrpedalwinkel/Drosselklappenwinkel sind.
Die Funktion der Anfahrkennlinie, welche durch die rechte Seite der obigen Gleichung dargestellt ist, kann hier durch eine Auswertung der nominellen Anfahrkennlinie, vorzugsweise mittels Interpolation, ermittelt werden.
Demzufolge kann das Argument der Kennlinienauswertung mit dem fahrpedalabhängigen Term Kα * korrigiert werden. Der Faktor Kα bezieht sich dabei vorzugsweise auf einen konstanten Wert, welcher z. B. gleich 10 gewählt werden kann. Es sind auch andere Werte für den Faktor Kα möglich.
Auf diese Weise kann die Anfahrkennlinie an unterschiedliche Betriebszustände angepasst werden. Es ist möglich, dass bei dem Korrekturterm Kα * eine Gradientenbegrenzung verwendet wird, um einen unerwünschten Verlauf des Kupplungsmoments z. B. bei schnellen Fahrpedaländerungen während der Anfahrt zu vermeiden. Durch den Korrekturterm kann die Anfahrkennlinie in Richtung der Motordrehzahl geeignet verschoben werden. Es sind auch andere geeignete Maßnahmen möglich, um den Anfahrvorgang des Fahrzeuges zu optimieren.
Derartige Anfahrfunktionen mit entsprechenden Korrekturtermen können insbesondere bei automatisierten Kupplungen im elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) und/oder bei automatisierten Schaltgetrieben sowie auch bei CVT-Getrieben zum Einsatz kommen. Eine weitere Ausgestaltung der hier vorliegenden Erfindung betrifft die Veränderung der Anfahrkennlinie beispielsweise bei erhöhter Leerlaufdrehzahl. Die Anfahrkennlinie kann durch die Steuerung des elektronischen Kupplungsmanagements und/oder durch die Steuerung des automatisierten Schaltgetriebes insbesondere über die Leerlaufdrehzahl zumindest abschnittsweise verschoben werden. Hierdurch werden Drehzahl und/oder schlupfabhängige Momente in der Kupplungsstrategie geeignet verändert, wodurch die Anfahrdrehzahl bei einem Fahrzeug im kalten Zustand z. B. ansteigen kann sowie der Schlupf bei Schaltvorgängen langsamer abgebaut wird. Im Bereich des Motorleerlaufes kann diese Verschiebung erforderlich sein, um die erhöhte Drehzahl nicht fälschlicherweise dem Fahrer zuzuschreiben.
Demzufolge kann eine Angleichung des Fahrverhaltens bei erhöhter Leerlaufdrehzahl, also in der Regel bei kaltem Motor, an den warmgefahrenen Zustand des Fahrzeuges in vorteilhafter Weise erfolgen.
Beispielsweise kann die Anfahrkennlinie um die Differenz zwischen der Leerlaufdrehzahl bei einem warmen Motor und der aktuellen Leerlaufdrehzahl zu höheren Motordrehzahlen hin verschoben werden. Dabei kann die Versschiebung der Anfahrkennlinie mit steigender Motordrehzahl linear abnehmen, bis die Verschiebung eine vorbestimmte Motordrehzahl erreicht hat. Es ist möglich, dass die Anfahrkennlinienverläufe für erhöhte Leerlaufdrehzahlen und für normale Leerlaufdrehzahlen bei Motordrehzahlen, welche größer als die vorbestimmte Motordrehzahl sind, identisch verlaufen. Es ist auch denkbar, dass die Anfahrkennlinie auf andere Art und Weise verändert wird.
Eine nächste Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung betrifft eine Verbesserung der Steuerung insbesondere einer automatisierten Kupplung hinsichtlich des Komforts und der Verfügbarkeit vorzugsweise bei Berganfahrten.
Um eine Überhitzung der Kupplung insbesondere bei Berganfahrten zu vermeiden, kann eine z. B. fahrzustandsabhängige bzw. betriebszustandsabhängige Zuziehfunktion vorgesehen werden. Dadurch kann die Kupplung z. B. nach einer vorbestimmten Wartezeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit geschlossen werden. Demzufolge wird in vorteilhafter Weise die Verfügbarkeit des Systems erhöht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Zuziehfunktion bei vorbestimmten Fahrsituationen nicht aktiviert wird, um den Fahrkomfort auch bei diesen Fahrsituationen in vorteilhafter Weise zu steigern. Beispielsweise könnte die Zuziehfunktion z. B. beim Einlegen des Rückwärtsgangs deaktiviert werden, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, auch im Rückwärtsgang in schwierigen Situationen den gleichen Rangierkomfort zu haben.
Es könnte auch vorgesehen werden, dass die Zuziehfunktion derart geändert wird, dass im Rückwärtsgang erst z. B. oberhalb einer vorbestimmten Temperaturschwelle, wie z. B. 200°C, die Zuziehfunktion aktivierbar ist, um somit einen Missbrauch dieser Funktion bei ungeeigneten Fahrsituationen zu unterbinden.
Eine andere Möglichkeit gemäß der hier vorgestellten Erfindung kann darin bestehen, die Zuziehfunktion z. B. während einer vorbestimmten Anzahl der ersten Anfahrsituationen während eines Fahrzyklussees zu unterbinden. Die Anzahl N der ersten Anfahrsituationen kann z. B. einen Wert N = 3 aufweisen. Es können auch andere Werte für die Anzahl N verwendet werden.
Zur Realisierung der vorgeschlagenen Maßnahmen kann vorzugsweise wie folgt vorgegangen werden:
1. Ein Zähler wird zu Beginn des Fahrzyklus mit dem Wert 0 initialisiert.
2. Wenn in einer Anfahrsituation erkannt wird, dass der Kupplungsschlupf nach einer bestimmten Zeitdauer, z. B. 3 Sekunden, immer noch nicht abgebaut ist, kann der Zähler imkrementiert werden.
3. Wenn der Zähler einen vorbestimmten Zählerstand noch nicht überschritten hat, kann die Zuziehfunktion inaktiv bleiben. 4. Wenn der Zählerstand einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann die Zuziehfunktion aktiviert werden. 5. Der Zähler kann vorzugsweise pro Anfahrt mit erkanntem Dauerschlupf um jeweils das gleiche Maß inkrementiert werden, wobei es auch möglich ist, dass der Zähler z. B. proportional zur Zeitdauer des Kupplungsschlupfes inkrementiert wird. Die vorgenannten Maßnahmen können durch andere Maßnahmen ergänzt und auch beliebig miteinander kombiniert werden.
Eine andere Ausgestaltung der hier vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass das Zuziehen der Kupplung früher und/oder schneller durchgeführt wird, falls der Gradient der Kupplungstemperatur einen gewissen Wert überschreitet. Zum früheren und/oder schnelleren Zuziehen der Kupplung können auch andere geeignete Fahrzeugdaten verwendet werden. Wenn der Gradient der Kupplungstemperatur dazu verwendet wird, kann dieser z. B: dadurch ermittelt werden, dass vorzugsweise alle zehn Sekunden die Temperatur der Kupplung gemessen bzw. berechnet wird und mit dem Wert der Messung oder Berechnung von z. B. 10 Sekunden davor verglichen wird. Es sind auch andere Methoden zum Berechnen und Vergleichen der Kupplungstemperatur möglich.
Die erfindungsgemäßen vorgenannten Maßnahmen zur Verbesserung der Steuerung der automatisierten Kupplung bzw. des automatisierten Schaltgetriebes können auch beliebig miteinander kombiniert werden, um die Ansteuerung insbesondere einer Trockenkupplung bei Berganfahrten weiter zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes kann bei jedem System, insbesondere bei automatisierten Kupplungen und/oder bei automatisierten Getrieben jeder Art, eingesetzt werden, wobei in vorteilhafter Weise Kalibrierungen möglich sind, um die Anfahrstrategie an bestimmte Situationen optimal anzupassen. Demzufolge kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Fahrerwunsch ausreichend berücksichtigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 verschiedene Anfahrkennlinien für unterschiedliche Gänge;
Figur 2 zwei mit einem zeitabhängigen Faktor gewichtete Anfahrkennlinien bei unterschiedlichen Betriebszuständen; Figur 3 mehrere Anfahrkennlinien, wobei das Kupplungssollmoment in Abhängigkeit der Motordrehzahl und des zeitlichen Faktors dargestellt ist;
Figur 4 drei Anfahrkennlinien, wobei ein ursprünglicher Verlauf (Dreiecke) und zwei erfindungsgemäße Verläufe (Raute und Quadrat) dargestellt sind;
Figur 5 einen Verlauf des Faktors in Abhängigkeit des Drosselklappenwinkels;
Figur 6 einen Anfahrvorgang bei Vollast;
Figur 7 einen Anfahrvorgang bei Vollast unter Berücksichtigung des erfindungsgemäßen Faktors;
Figur 8 eine mögliche Anfahrstrategie bei einem Back out Betriebszustand;
Figur 9 eine verbesserte Anfahrstrategie bei einem Back out Betriebszustand gemäß Figur 8;
Figur 10 einen mit einem exponentiellen Zeitglied gefilterten Signalverlauf;
Figur 11 gefilterte Signalverläufe mit einer Zeitkonstante von 170;
Figur 12 eine mögliche Anfahrstrategie bei einem Tip in Betriebszustand
Figur 13 eine verbesserte Anfahrstrategie bei einem Tip in Betriebszustand gemäß Figur 12;
Figur 14 gefilterte Signalverläufe mit einer Zeitkonstante von 17;
Figur 15 einen Volllastanfahrvorgang mit einer Anfahrstrategie gemäß Figur 7;
Figur 16 einen anderen möglichen Vollastanfahrvorgang; Figur 17 einen weiteren möglichen Vollastanfahrvorgang;
Figur 18 einen ursprünglichen Anfahrvorgang bei einem Back out Betriebszustand;
Figur 19 einen erfindungsgemäßen Anfahrvorgang bei einem Back out Betriebszustand;
Figur 20 ein Motorkennfeld eines Fahrzeuges und Anfahrkennlinien;
Figur 21 ein Motorkennfeld eines Fahrzeuges und Anfahrkennlinien mit veränderten Parametern;
Figur 22 eine Anfahrkennlinie mit normaler Leerlaufdrehzahl und eine Anfahrkennlinie mit erhöhter Leerlaufdrehzahl; und
Figur 23 zwei Anfahrkennlinien, deren Verläufe bei der Motordrehzahl Njd identisch sind.
In Figur 1 sind mehrere Anfahrkennlinien für unterschiedliche Gänge zum Anfahren eines Fahrzeuges dargestellt. Die Anfahrkennlinie für den ersten Gang ist durch einen mit Rauten gekennzeichneten Verlauf dargestellt. Für einen Anfahrvorgang im Rückwärtsgang ist ein mit Vierecken gekennzeichneter Verlauf angedeutet. Die Anfahrkennlinie für den zweiten Gang ist durch einen mit Dreiecken gekennzeichneten Verlauf dargestellt. Schließlich ist die Anfahrkennlinie mit erhöhtem Faktor durch einen mit Kreuzen gekennzeichneten Verlauf angedeutet.
Auf diese Weise kann für die Anfahrt im ersten Gang vorzugsweise eine sogenannte Normkennlinie verwendet werden. Diese. Kennlinie kann z. B. beim Rückwärtsgang mit einem geeigneten Gewichtungsfaktor z. B. 0,75 beaufschlagt werden, um somit kleinere Kupplungsmomente einstellen zu können und dadurch wiederum auch eine Anfahrt mit höheren Motordrehzahlen zu gewährleisten. Diese Vorgehensweise kann auch beim Anfahren im zweiten Gang vorgesehen sein, wobei hier mit einem erhöhten Faktor z. B. 1 ,5 ein Anfahrvorgang ermöglicht wird. Somit ergeben sich die in Figur 1 dargestellten Anfahrkennlinien, wobei jeweils das Kupplungssollmoment als Funktion der Motordrehzahl für verschiedene Anfahrvorgänge angedeutet ist. In Figur 2 sind zwei Anfahrkennlinien als Funktion über die Zeit schematisch dargestellt, wobei eine zeitabhängige Anfahrkennlinie für die Pedalstellung 0 bis 90° (Rauten) und die andere für die Kickdownstellung (Viereck) bei einer Anfahrt im ersten Gang angedeutet sind.
Für das Kupplungsmoment hat dies zur Folge, dass nicht sofort der durch die Kennlinie vorbestimmte Wert an der Kupplung eingestellt wird, sondern das Kupplungsmoment über einen entsprechenden Zeitwert allmählich an die eigentliche Kennlinie herangeführt wird.
In Figur 3 sind mehrere Anfahrkennlinien schematisch dargestellt, bei denen das Kupplungssollmoment als Funktion über die Motordrehzahl und über den Gewichtungsfaktor angedeutet ist. Der mit Rauten gekennzeichnete Verlauf zeigt die Anfahrkennlinie im ersten Gang nach einer Sekunde. Der mit Vierecken gekennzeichnete Verlauf zeigt die Anfahrkennlinie im ersten Gang nach 100 ms und der mit Dreiecken gekennzeichnete Verlauf zeigt die Anfahrkennlinie im ersten Gang nach 500 ms .
Das Kupplungsmoment ist von der Motordrehzahl und von dem zeitlichen Faktor abhängig, wobei der zeitliche Faktor zusätzlich von der Pedalstellung und/oder der gewählten Gangstufe abhängig ist. Der Einfachheit halber ist in Figur 3 nur die zeitliche Abhängigkeit dargestellt.
Durch die zeitabhängige Veränderung der Anfahrkennlinie kann ein Anfahrvorgang an vorbestimmte Fahrsituationen angepasst werden. Beispielsweise kann im Rangierbetrieb ein Anfahren mit kleiner Last bei niedriger Motordrehzahl vorgenommen werden. Der Fahrer kann dabei z. B. langsam auf das Gaspedal gehen, um das Fahrzeug im Rangierbetrieb zu bewegen. In diesem Fall hat er bereits nach einer Sekunde das volle Kupplungssollmoment, d. h., er hat dadurch die Möglichkeit über die Kennlinie eine Anfahrdrehzahl, welche nur geringfügig über der Leerlaufdrehzahl liegt, einzustellen.
Wenn der Fahrer eine Anfahrt beispielsweise in mittleren oder hohen Lastbereichen wünscht, wird der Fahrer die entsprechende Pedalstellung schneller einstellen. Da aber an der Kupplung in der ersten Sekunde noch nicht das maximale der Kennlinie entsprechende Moment eingestellt wird, kann der Motor relativ frei bis an seine Anfahrdrehzahl heranfahren, um dort durch das sich aufbauende Kupplungsmoment begrenzt zu werden. Bei diesem speziellen Anfahrvorgang kann durch die vorbeschriebene Maßnahme der Anfahrvorgang deutlich ruckfreier gestaltet werden, insbesondere nach dem Anheben der Momente im unteren Drehzahlbereich.
In Figur 4 sind verschiedene Anfahrkennlinien schematisch dargestellt. Als Anfahrkennlinien sind eine ursprüngliche Anfahrkennlinie (Rauten), eine mit einem Faktor (0,277) multiplizierte Anfahrkennlinie (Vierecke) und darüber hinaus der Verlauf des Motormomentes während einer Voll lastanfahrt (Dreiecke) angedeutet.
Daraus ist ersichtlich, dass bei einem vorbestimmten Fahrzeug ein Motormoment von über 58 Nm bei 3000 Umdrehungen pro Minute erreicht wird. Eine bessere Anfahrkennlinie kann erreicht werden, wenn das Kupplungsmoment ebenfalls diesen Wert bei 3000 Umdrehungen pro Minute annimmt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Anfahrkennlinie nach unten verschoben wird, wie dies durch den mit den Vierecke gekennzeichneten Verlauf angedeutet wird. Diese Transformation bzw. Verschiebung wird durch den Faktor von 0,277 ermöglicht. Bei einer Standardanfahrstrategie wird bei einer Drehzahl von 3000 Umdrehungen pro Minute ein Kupplungsmoment von etwa 204,65 Nm erreicht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bestimmt werden, wann der Faktor eingesetzt und wie hoch der Faktor gewählt werden soll. Es ist dabei wichtig, dass die Anfahrkennlinie auch bei geringen Drosselklappenwinkeln entsprechend angepasst wird, sodass die Modulation der Anfahrkennlinie nicht in diesem Bereich verschlechtert wird. Demzufolge kann bis zu einem Drosselklappenwinkel von 45° der Faktor z. B. etwa den Wert 1 annehmen, um die gewünschte Charakteristik bei der Anfahrkennlinie zu realisieren. Bei Volllastanfahrten sollte dagegen der Faktor etwa bei 0,277 liegen. Dieser Wert kann auch verwendet werden, wenn der Drosselklappenwinkel größer als 70° ist. Bei Werten des Drosselklappenwinkels zwischen 45° und 70° kann der Faktor z. B. mittels einer linearen Interpolation bestimmt werden. Es sind auch andere Werte für den Faktor möglich. Für ein vorbestimmtes Fahrzeug werden die Werte für den Faktor in Figur 5 schematisch dargestellt. Dabei wird der Wert des Faktors über den Drosselklappenwinkel dargestellt.
Daraus ergibt sich eine Beziehung zwischen dem Drosselklappenwinkel und dem Faktor, mit dem die Anfahrkennlinie multipliziert wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Bestimmung des Faktors hinsichtlich der drei folgenden
Aspekte mit der Standardsoftware verglichen werden kann:
1. Vollastanfahrt 2. Back-out während der Anfahrt
3.Tip-in während der Anfahrt
In den Figuren 6 bis 9 und 11 bis 19 werden die dargestellten Verläufe mit folgenden
Abkürzungen bezeichnet, wobei DKLW = der Drosselklappenwinkel;
MRJST = das aktuell übertragende Kupplungsmoment;
MM_ANSAUG = das Motormoment gemäß Kennfeld i. Abhängig, des Ansaugdruckes; n_MOT_neu = die neu eingestellte Motordrehzahl; n_G.ET_neu = die neu eingestellte Getriebeeingangsdrehzahl; DKLW_FILT = das gefilterte Drosselklappenwinkelsignal;
Me_0 = das effektive Motormoment;
MR = das effektive Kupplungsmoment; n_mot_0 = die anfängliche Motordrehzahl; n_Get_0 = die anfängliche Getriebeeingangsdrehzahl; und a_fzg = die Fahrzeugbeschleunigung ist.
Bezüglich der Figuren 6 und 7 kann ein erheblicher Unterschied zwischen den verschiedenen Anfahrstrategien festgestellt werden. In Figur 6 ist eine Volllastanfahrt mit einer Software simuliert, bei der die Anfahrstrategie nicht mit einem Faktor multipliziert wird. In Figur 7 ist dagegen eine Volllastanfahrt simuliert, bei der ein entsprechender Faktor berücksichtigt wird. Die Werte der Motordrehzahl (n_MOT_neu), des Motormomentes (MM_ANSAUG ) und des Kupplungsmomentes (MRJST ) erreichen zur gleichen Zeit (eine Sekunde nach
Beginn der Anfahrt) bessere Werte als bei der Anfahrstrategie gemäß Figur 6. Bei dem
Verfahren nach der Erfindung gemäß Figur 7 kann ein Fahrzeug in kürzester Zeit 17 km/h erreichen, welches etwa einer Drehzahl von 3000 Umdrehungen pro Minute an der
Getriebeeingangswelle (n_GET_neu ) entspricht und einen Vergleichsparameter zwischen den Strategien bildet. Die Werte der beiden unterschiedlichen Anfahrstrategien nach einer
Sekunde während eines Volllastanfahrvorganges werden in den folgenden Tabellen gezeigt und verglichen.
Anfahrstrateαie gemäß Fig. 6:
Motordrehzahl 2100/min
Motormoment 50 Nm
Kupplungsmoment 50 Nm
Zeit zum Erreichen von 17 Km/h 1 ,94s
Energieverbrauch 9,1 kJ
Anfahrstrategie gemäß Fig. 7:
Motordrehzahl 3224/min Motormoment 58 Nm
Kupplungsmoment 57 Nm
Zeit zum Erreichen von 17 Km/h 1 ,80s
Energieverbrauch 17,1 kJ
Unterschiede der beiden Anfahrstrategien: Motordrehzahl 53 % höher
Motormoment 15 % höher
Kupplungsmoment 16 % höher
Zeit zum Erreichen von 17 Km/h 8% niedriger
Die Leistungsaufnahme während eines Volllastanfahrvorganges kann als wichtigster Aspekt bei der Stimulation verschiedener Anfahrvorgänge verwendet werden. Bei der Anfahrstrategie gemäß Figur 7 kann eine höhere Leistungsaufnahme bei Volllastanfahrvorgängen festgestellt werden, während bei der Anfahrstrategie gemäß
Figur 6 eine hohe Leistungsaufnahme bei allen Arten von Anfahrvorgängen erfolgt, sodass zusätzlich eine Kalibrierung vorgenommen werden sollte, um das maximale
Motormoment erreichen zu können.
In Figur 5 wird die Beziehung zwischen dem Drosselklappenwinkel (DKLW) und dem
Faktor schematisch dargestellt. Im Bereich von 45° bis 70° des Drosselklappenwinkels wird das Kupplungsmoment verringert, weil die Anfahrkennlinie in Übereinstimmung mit dem Faktor gleich 0,277 abfällt, wenn ein positiver Wert des Gradienten der Drosselklappe vorliegt. Wenn auf der anderen Seite ein negativer Wert des Gradienten der Drosselklappe im selben Intervall vorliegt, kehrt die Anfahrkennlinie in ihre ursprüngliche Position zurück und das Kupplungsmoment steigt wieder an. Diese Steigerung ist bei Anfahrvorgängen besonders ausgeprägt, bei denen ein vorbestimmtes Fahrzeug eine Motordrehzahl erreicht, die größer als 1600 Umdrehungen pro Minute ist. Ab dieser Motordrehzahl weist die Anfahrkennlinie einen höheren Gradienten auf und somit ist auch die Variation des Momentes stärker ausgeprägt, wie dies auch in Figur 4 angedeutet ist.
Während eines sogenannten Back outs verändert sich die Anfahrkennlinie, wobei die Motordrehzahl etwa gleich bleibt. Somit weist der Kupplungsmomentenverlauf eine hohe und etwa gleichbleibende Steigung auf. Dies kann eine Gefahrensituation für den Fahrer bedeuten, weil das Fahrzeug plötzlich vorwärts bewegt wird, wenn der Fahrer den Anfahrvorgang abbricht. Ein sogenannter Back-out während eines Volllastanfahrvorganges ist somit der schwierigste Fall für eine Anfahrstrategie, weil eine erhebliche Variation der Werte der Drosselklappe gegeben ist und deshalb eine hohe Motordrehzahl vorliegt.
In Figur 8 wird eine derartige Situation mit einer möglichen Anfahrstrategie schematisch dargestellt. In Figur 9 wird dagegen dieselbe Situation mit einer verbesserten Anfahrstrategie (gemäß Figur 7) dargestellt.
Wenn der Anstieg des Momentes durch eine Änderung des Drosselklappenwinkels verursacht wird, ist es z. B. möglich, dass eine Verzögerung bei diesem Signal vorgesehen wird. Auf diese Weise kann bei einem Abbruch eines Volllastanfahrvorganges der Wert der Drosselklappe entsprechend verzögert werden, bis die Motordrehzahl einen sicheren Wert erreicht hat, z. B. wenn der Verlauf des Kupplungsmomentes sich verändert und das Moment signifikant ansteigt.
Es ist auch möglich, dass das Drosselklappensignal geeignet gefiltert wird. Beispielsweise kann zumindest ein sogenannter PT-1 -Filter erster Ordnung verwendet werden. Es sind auch andere Filter einsetzbar. Der Filter kann das Drosselklappensignal geeignet abschwächen, um eine Reduzierung der Variation des Momentes zu erreichen, insbesondere wenn die Motordrehzahl abfällt. Ein geeignetes Zeitglied für den Filter (PT- 1) kann folgender Differentialgleichung genügen:
. ,. Konsty(n) + u(n) y = (n + ϊ) = J-:- —
Konst + 1
wobei u(n) = Drosselklappensignal y(n) = gefiltertes Drosselklappensignal Konstante = Zeitkonstante des Filters.
Nachfolgend wird eine entsprechende Übertragungsfunktion dargestellt:
y(s) =
75 + 1
In Figur 10 wird z. B. ein exponentielles Verhalten des Filter gezeigt, wobei der verzögerte Verlauf zwischen dem Eingang- (a) und dem Ausgangssignal (b) angedeutet ist. Dabei wird ein geeignetes Stufensignal während einer vorbestimmten Zeit dargestellt, welches für eine Darstellung des Drosselklappenwertes als Signal geeignet ist. Folgende Gleichung liegt dieser Darstellung zugrunde:
Wenn der Drosselklappenfaktor konstant bei 0,277 in dem Intervall von 70° bis 90° ist, kann der PT-1 -Filter mit einer Konstante mit dem Wert von etwa von 170 verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass dieser Wert für die Konstante vorteilhaft ist. Es können auch andere Werte für die Zeitkonstante verwendet werden. Durch die Verzögerung des gefilterten Drosselklappenwertes kann in einem Intervall von etwa 45° bis 70° ein stetiger, sanfter Verlauf ermöglicht werden, wobei der Anstieg des Kupplungsmomentes verzögert wird, während die Motordrehzahl sinkt.
Bei einem sogenannten Back-out während einer Volllastanfahrsituation kann bei höchsten Drehzahlen eine erhebliche Variation des Drosselklappenwertes festgestellt werden. Es konnte darüber hinaus festgestellt werden, dass diese Situation durch einen Filter geeignet bewertet werden kann, wie dies auch in Figur 11 angedeutet ist.
Wenn die Zeitkonstante des Filters größer als 170 ist, kann sichergestellt werden, dass das Kupplungsmoment während eines sogenannten Back-outs nicht ansteigt. Dies kann auch aus der Figur 11 entnommen werden, wobei ebenfalls das gefilterte Drosselklappensignal (DKLW_FILT) wie auch das Kupplungsmoment (MRJST) nicht mehr ansteigt.
Es ist auch möglich, einen Filter während eines sogenannten Tip ins einzusetzen. Das Kupplungsmoment fällt bei dem Tip in, wenn der Drosselklappenwinkel in einem Intervall von etwa 45° bis 70° ansteigt. In den Figuren 12 und 13 werden die beiden beschriebenen Anfahrstrategien bei einem Tip in jeweils dargestellt.
Wie auch bei einem Back out können bei einem Tip in unterschiedliche Zeitkonstanten verwendet werden. Es ist möglich, dass unterschiedliche Zeitkonstanten während eines positiven und eines negativen Wertes des Gradienten der Drosselklappe vorgesehen sind.
Es hat sich gezeigt, dass bei einem positiven Wert des Gradienten der Drosselklappe die Zeitkonstante des Filters etwa den Wert 17 annehmen kann, um einen möglichst stetigen, sanften Übergang des Drosselklappenwinkels (DKLW_FILT) bei den Werten zwischen 45 und 70° zu gewährleisten. Dies kann auch den Verläufen in Figur 14 entnommen werden. Die Verringerung des Kupplungsmomentes (MRJST) weist dabei einen unbedeutenden
Abfall auf.
Während eines negativen Gradienten kann für alle Drosselklappenwerte die Zeitkonstante des Filters auf den Wert 170 gesetzt werden und bei positiven Gradienten kann die Zeitkonstante den Wert 17 annehmen. Es sind auch andere Werte für die Zeitkonstante des Filters möglich.
In Figur 15 ist der Volllastanfahrvorgang mit der Anfahrstrategie gemäß Figur 7 simuliert, wobei folgende Daten dabei vorliegen:
- Motordrehzahl 3224 Umdrehungen pro Minute
- Motormoment = 58,3 nm
- Kupplungsmoment = 57,9 nm - Zeit zum Erreichen von 17 km/h = 1 ,89 Sekunden
- Energieverbrauch: 16,6 kJ
Bei einem Vergleich der Ergebnisse zwischen den beiden Anfahrstrategien kann festgestellt werden:
- Die Motordrehzahl (n_MOT_neu), das Kupplungsmoment (MRJST) und das
Motormoment (MM_ANSAUG) wird so hoch, wie bei der Anfahrstrategie gemäß Figur 7.
- Die Zeit zum Erreichen von 17 km/h liegt zwischen den Zeiten der beiden
Anfahrstrategien.
- Der Energieverbrauch während des Anfahrvorganges ist um 2,57 % geringer als bei der Anfahrstrategie mit verwendeten Faktor.
Die Volllastanfahrvorgänge gemäß den beiden vorgestellten Anfahrstrategien sind in den Figuren 16 und 17 dargestellt. Die relevanten Aspekte sind folgende: Im stationären Zustand liegt die Motordrehzahl (bei der zweiten Anfahrstrategie (Fig. 7) bei 3037 Umdrehungen pro Minute, während bei der ersten Anfahrstrategie eine
Motordrehzahl von 2172 Umdrehungen pro Minute vorliegen. Dies ist eine Steigerung von über 40 %. Die Zeit zum Erreichen von 20 km/h ist bei der zweiten Anfahrstrategie um ' 0,25 Sekunden kürzer. Bei der zweiten Anfahrstrategie ist die Leistungsaufnahme 87 % höher. Der Komfort während des Anfahrvorganges wird nicht verringert, wobei die
Fahrzeugbeschleunigung (a zg) als Vergleichsparameter dient.
Durch die Modifikation des Verlaufes des Drosselklappenfaktors kann die Leistungsaufnahme verringert werden, aber die Anfahrdrehzahl kann dabei negativ beeinflusst werden. Eine Verbesserung dieser Beziehung kann durch eine geeignete Kalibrierung erreicht werden.
Hinsichtlich des Back out Betriebszustandes in den Figuren 18 und 19 kann festgestellt werden, dass der sanfte Anstieg des Momentes nicht mehr existiert. Durch die Einführung eines Faktors, welcher abhängig von dem Drosselklappenwert ist, kann der Anfahrvorgang geeignet beeinflusst werden (Figur 19). Die Motordrehzahl und das Moment werden während des Anfahrvorganges signifikant erhöht, ebenso wie auch die Leistungsaufnahme an der Kupplung. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass mit den Anfahrstrategien durch das erfindungsgemäße Verfahren die Zeit, in der das Fahrzeug die Geschwindigkeit von 20 km/h erreicht, reduziert wird. Dies ist aus einem Vergleich der Figuren 18 und 19 ersichtlich. Die Zeit kann von 250 ms (Figur 18) auf 170 ms (Figur 19) reduziert werden.
Mögliche Probleme, die bei einem Tip-in und bei einem Back-out vorliegen, können in vorteilhafter Weise durch die Verwendung eines Filters vermieden werden. Der Filter kann z. B. ein sogenannter PT-1 -Filter erster Ordnung mit verschiedenen Zeitkonstanten bei positiven und negativen Werten des Gradienten des Drosselklappenwinkels sein. Dadurch können Variationen bei dem Verlauf des Drosselklappenwinkels verändert werden. Beispielsweise kann eine verbesserte Kalibrierung vorgenommen werden. Es sind auch andere Maßnahmen möglich, um insgesamt die Anfahrstrategie gemäß der vorliegenden Erfindung weiter zu optimieren. Der Anfahrvorgang eines Fahrzeuges kann z. B. mit einer nominellen Anfahrkennlinie, wie sie in Figur 20 dargestellt ist, durchgeführt werden. In Figur 20 ist ein Motorkennfeld und verschiedene Anfahrkennlinien mit nominellen Parametern schematisch angedeutet. Allerdings zeigt sich dabei, dass die Anfahrdrehzahl bzw. die Motordrehzahl während eines Anfahrvorganges quasi stationär einstellt ist und sich nur geringfügig ändert, da sich das Motormoment bei größeren Drosselklappenwinkeln (α) auch nur in geringem Maße ändert. Eine Änderung des Drosselklappenwinkels von 30° (Teillastanfahrt, siehe Punkt A) r auf 90° (Volllastanfahrt, siehe Punkt B) hat nur einen geringen Einfluss auf die Anfahrdrehzahl, welche durch die Schnittpunkte der Anfahrkennlinie mit den den verschiedenen Drosselklappenwinkeln entsprechenden Linien des Motorkennfeldes definiert werden.
Um eine stärkere Berücksichtigung des Fahrerwunsches zu erreichen, kann deshalb vorgesehen werden, dass sich die Anfahrdrehzahl in Abhängigkeit vom Fahrpedal bzw. Drosselklappenwinkel ändert. Es ist möglich, dass dieser Effekt dadurch erzielt wird, dass eine flachere Kennlinie vorgesehen wird, wie dies z. B. in Figur 20 als reduzierte Anfahrkennlinie eingezeichnet ist (siehe Punkt C für eine Volllastanfahrt). Eine Abflachung bzw. Reduktion der Kennlinie kann grundsätzlich auch durch einen drosselklappenwinkelabhängigen Faktor erfolgen.
Allerdings weist das System eine geringere Robustheit gegenüber Parameterschwankungen auf, wenn eine abgeflachte Kennlinie verwendet wird. Derartige Parameterschwankungen können sowohl am Motor z. B. aufgrund der Höhe über dem Meeresspiegel als auch an der Kupplung, z. B. aufgrund eines durch Temperatureinfluss ändernden Reibwertes, auftreten. Dies wird in Figur 21 verdeutlicht, indem die Motor- und die Anfahrkennlinie relativ zueinander um 30 % skaliert sind. Der neue Schnittpunkt der abgeflachten Anfahrkennlinie verschiebt sich gegenüber Punkt C des nominellen Zustandes um ca. 400 Umdrehungen pro Minute, d. h. die Parameteränderungen besitzen einen hohen Einfluss auf die Anfahrfunktion.
Erfindungsgemäß kann das Kupplungsmoment Mk durch folgende Funktion ermittelt werden: M = Anfahrkennlinie(nMotor- kα ) wobei MK = Kupplungsollmoment Motordrehzahl kα. = Korrekturterm und α = Fahrpedalwinkel/Drosselklappenwinkel sind.
Die Funktion der Anfahrkennlinie, welche durch die rechte Seite der obigen Gleichung dargestellt ist, kann hier durch eine Auswertung der nominellen Anfahrkennlinie, vorzugsweise mittels Interpolation, ermittelt werden.
Demzufolge kann vorgesehen werden, dass das Argument der Kennlinienauswertung mit dem fahrpedalabhängigen Term Kα * α korrigiert wird. Der Faktor Kα bezieht sich dabei vorzugsweise auf einen konstanten Wert, welcher z. B. gleich 10 gewählt werden kann. Es sind auch andere Werte für den Faktor Kα möglich.
Unter dieser Bedingung wird beispielsweise bei einer Volllastanfahrt (α = 90°) gegenüber Punkt B (aus der herkömmlichen Anfahrfunktion) eine Erhöhung der Anfahrdrehzahl um ca. 900 Umdrehungen pro Minute erreicht. Dieser Zusammenhang wird in Figur 20 durch die verschobene Anfahrkennlinie angedeutet.
Es ist möglich, dass für die Realisierung der vorgenannten Maßnahmen im Fahrzeug der Korrekturterm Kα * mit einer Gradientenbegrenzung versehen wird, um einen unerwünschten Verlauf des Kupplungsmoments z. B. bei schnellen Fahrpedaländerungen während der Anfahrt zu vermeiden. Es sich auch hier andere geeignete Maßnahmen möglich, um einen Anfahrvorgang zu optimieren.
Besonders vorteilhaft ist es bei einer Anfahrfunktion mit einem entsprechenden Korrekturterm, dass das gesamte System wesentlich robuster gegenüber Parameterschwankungen ist. Dies ist insbesondere aus Figur 21 ersichtlich. Da die Steigung der verschobenen Kennlinie deutlich steiler verläuft als die der abgeflachten Kennlinie bzw. reduzierten Kennlinie, wirken sich die veränderten Parameterverhältnisse nur unwesentlich aus. Denn die sich einstellende Anfahrdrehzahl weicht vom nominellen Fall (Figur 20 bzw. Punkt C) nur um ca. 100 Umdrehungen pro Minute ab, während bei einer abgeflachten Kennlinie eine Abweichung um ca. 400 Umdrehungen pro Minute möglich ist.
In Figur 22 sind zwei Anfahrkennlinien 1 und 2 schematisch dargestellt. Die Anfahrkennlinie 1 stellt eine Kennlinie bei normaler Leerlaufdrehzahl dar, d. h. der Motor befindet sich im warmen Zustand. Dabei ergibt sich bei dem angenommenen Verlauf des Motormomentes die Anfahrdrehzahl N1 , welche in Figur 22 gezeigt ist.
Des weiteren ist in Figur 22 die Anfahrkennlinie 2 schematisch dargestellt, wobei diese Kennlinie durch eine hohe Leerlaύfdrehzahl gekennzeichnet ist, d. h. der Motor befindet sich im kalten Zustand. Die Kennlinie wird auf der Drehzahlachse um die Differenz zwischen der Leerlaufdrehzahl bei kaltem und warmen Motor zu höheren Drehzahlen hin verschoben. Daraus ergibt sich der charakteristische Verlauf der Anfahrdrehzahl N2. Dabei ist zu beachten, dass sich die Anfahrdrehzahl bei einer Leerlaufdrehzahlerhöhung von 400 Umdrehungen/Minute ebenfalls um 400 Umdrehungen pro Minute verschiebt.
Es hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn die Anfahrkennlinie z. B. lediglich abschnittsweise verschoben wird. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass die Kennlinie um die Differenz zwischen der warmen Leerlaufdrehzahl L und der aktuellen Leerlaufdrehzahl LL2 z. B. zu höheren Drehzahlen hin verschoben wird, wenn z. B. die Motordrehzahl gleich der aktuellen Leerlaufdrehzahl ist. Es sind auch andere Möglichkeiten denkbar, um die Anfahrkennlinie abschnittsweise geeignet zu verschieben.
Mit steigender Motordrehzahl kann jedoch die Verschiebung linear abnehmen bis die Verschiebung bei der Motordrehzahl Nid den Wert Null erreicht. Bei dieser Vorgehensweise nimmt die Differenz der Anfahrdrehzahl um so mehr ab, je höher die Anfahrdrehzahl ist. Dadurch wird das Verhalten bei kaltem und warmen Motor in vorteilhafter Weise ähnlicher. Bei Drehzahlen, die größer als die Motordrehzahl Nid sind, können die Kennlinien für erhöhte und normale Leerlaufdrehzahlen identisch sein.
In Figur 23 ist eine derartige Verschiebung der Anfahrkennlinie schematisch dargestellt. Es wird deutlich, dass je niedriger die Motordrehzahl Njd gewählt wird, desto geringer wirkt sich die Verschiebung auf die Anfahrdrehzahl aus. Vorzugsweise sollte die Motordrehzahl id nicht beliebig gering gewählt werden, da sich mit der partiellen Verschiebung der Anfahrkennlinie bei erhöhter Leerlaufdrehzahl die Steigung der Anfahrkennlinie entsprechend ändert, welches eventuell Einflüsse auf den Komfort haben kann. Beispielsweise kann für die Motordrehzahl Njd etwa der Wert von 3000 Umdrehungen pro Minute gewählt werden. Es können auch andere beliebige Werte für diese Motordrehzahl verwendet werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen 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 Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen 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. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar 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

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Getriebes und/oder einer automatisierten Kupplung, bei dem zum Einstellen eines Kupplungssollmomentes eine Anfahrkennlinie verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie zum Anpassen an unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeuges derart verändert wird, dass der Fahrerwunsch beim Anfahren des Fahrzeuges berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie mittels eines geeigneten Faktors verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor f ah rpedalwert- und/oder gangabhängig gewichtet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor über eine zeitliche Funktion verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktion eine lineare Funktion mit einer vorbestimmten Steigerung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem Übergang von einem normalen Fahrzustand zu einem Kickdown- Betriebszustand die zeitliche Änderung des Faktors über eine zeitliche Rampenfunktion durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Kupplung als Parameter für die Ermittlung des Faktors berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie in Abhängigkeit eines Faktors bestimmt wird, wobei der Faktor zumindest von den Signalen, wie dem Drosselklappenwinkelsignal oder dem Fahrpedalwinkelsignal des Fahrzeuges, abhängig ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselklappenwinkelsignal oder das Fahrpedalwinkelsignal zumindest mit einem geeigneten Filter gefiltert wird, um erhebliche Schwankungen des Motormomentes bei schnellen Änderungen des Drosselklappenwinkels oder des Fahrpedalwinkels zu verhindern.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Filter verwendet werden, welche unterschiedliche Zeitglieder aufweisen.
11.Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal durch einen PT-1 -Filter erster Ordnung gefiltert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Filter ein exponentielles Zeitglied vorgesehen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Filter mehrere unterschiedliche Zeitglieder verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Faktor der Gradient des drosselklappenabhängigen Faktors verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie zumindest an einem vorbestimmten Abschnitt durch den Faktor verändert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie bei unterschiedlichen Betriebszuständen durch den veränderbaren Faktor geeignet angepasst wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie zumindest bei Betriebszuständen, wie Volllastanfahrt, Back-out während der Anfahrt und/oder der Tip-in während der Anfahrt geeignet verändert wird.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment (MK) nach folgender Funktion berechnet wird:
Mκ = Anfahrkennlinie (nMotor- α.α) ; wobei MK = Kupplungsollmoment Motordrehzahl kα.α = Korrekturterm α = Fahrpedalwinkel/Drosselklappenwinkel sind.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie durch den Korrekturterm zum Anpassen an unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeuges verändert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturterm mit einer Gradientenbegrenzung versehen wird, um ungewünschte Verläufe des Kupplungsmomentes zu vermeiden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrdrehzahl des Fahrzeuges bei einer Volllastanfahrt um etwa 900 Umdrehungen/min. erhöht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie durch den Korrekturterm geeignet verschoben wird.
24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie in Abhängigkeit der aktuellen Motordrehzahl zumindest abschnittsweise verschoben wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie in Richtung höherer Motordrehzahlen verschoben wird, wenn die Motordrehzahl etwa gleich der aktuellen Leerlaufdrehzahl ist.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkennlinie um die Differenz zwischen der Leerlaufdrehzahl (LL-i) bei einem warmen Motor und der aktuellen Leerlaufdrehzahl (LL2) zu höheren Motordrehzahlen hin verschoben wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Versschiebung der Anfahrkennlinie mit steigender Motordrehzahl linear abnimmt, bis die Verschiebung eine vorbestimmte Motordrehzahl (Nid) erreicht.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verläufe der Anfahrkennlinien für erhöhte Leerlaufdrehzahlen und normale Leerlaufdrehzahlen im Bereich von Motordrehzahlen, welche größer als die vorbestimmte Motordrehzahl
(Njd)sind, identisch sind.
29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung der Kupplung bei vorbestimmten Betriebszuständen eine Zuziehfunktion verwendet wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuziehfunktion beim Einlegen des Rückwärtsganges nicht aktiviert wird.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuziehfunktion im Rückwärtsgang erst oberhalb einer vorbestimmten Temperaturschwelle verwendet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuziehfunktion während einer bestimmten Anzahl von Anfahrsituationen während eines Fahrzyklusses unterbunden wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zähler zu Beginn des Fahrzyklusses auf den Wert 0 initialisiert wird, dass, wenn bei einer Anfahrsituation erkannt wird, dass der Kupplungsschlupf nach einer vorbestimmten Zeitdauer noch nicht abgebaut ist, der Zähler inkrementiert wird, dass, wenn der Zähler einen vorbestimmten Zählerstand noch nicht überschritten hat, die Zuziehfunktion der Kupplung inaktiv gehalten wird, dass, wenn der Zählerstand eine vorbestimmte
Schwelle überschreitet, die Zuziehfunktion aktiviert wird, und dass der Zähler bei jeder Anfahrt des Fahrzeuges mit erkanntem Dauerschlupf um jeweils das gleiche Maß inkrementiert wird oder der Zähler proportional zur Zeitdauer des Kupplungsschlupfes inkrementiert wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuziehen der Kupplung beschleunigt wird und/oder zu einem früheren Zeitpunkt durchgeführt wird, wenn der Gradient der Kupplungstemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet..
35. Verfahren nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient der
Kupplungstemperatur derart ermittelt wird, dass in einem vorbestimmten Zeitintervall die Temperatur der Kupplung gemessen oder berechnet wird und dass der ermittelte
Wert mit einem Wert eines in einem vorherigen Zeitintervall ermittelten Wertes verglichen wird.
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