EP2160524A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines ausrollens eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines ausrollens eines fahrzeuges

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EP2160524A1
EP2160524A1 EP08760048A EP08760048A EP2160524A1 EP 2160524 A1 EP2160524 A1 EP 2160524A1 EP 08760048 A EP08760048 A EP 08760048A EP 08760048 A EP08760048 A EP 08760048A EP 2160524 A1 EP2160524 A1 EP 2160524A1
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EP
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braking torque
clutch
combustion engine
internal combustion
vehicle
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EP08760048A
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Florian Schneider
Thomas JÄGER
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for controlling a drive train according to the preamble of the independent claims.
  • a powertrain of a vehicle includes an engine, a transmission, a clutch disposed between the engine and the transmission, and at least one wheel.
  • a transmission control is additionally available.
  • a communication bus is also provided to allow communication of the powertrain components.
  • at least one brake is present, which may be a service brake as well as an additional brake of some kind.
  • an additional braking torque is added to the braking torque of the drive train downstream of the clutch as soon as the clutch is opened.
  • the braking torque of the drive train downstream of the clutch is composed, for example, of the drag torques of the transmission, an axle and / or one or more brakes.
  • the added additional braking torque corresponds to the braking torque of the internal combustion engine to the wheel of the drive train at the moment or immediately before the moment in which the engine is decoupled from the clutch downstream powertrain by opening the clutch.
  • a communication bus transmits the instantaneous torque of the engine to the transmission control several times per second.
  • the last determined torque before the opening of the clutch is converted by means of the transmission control to a braking torque, which causes the internal combustion engine to the wheel.
  • the calculated value is used to be able to add an exact additional braking torque to the drive train downstream of the clutch.
  • the additional braking torque is generated by a service brake and / or a hydrodynamic brake and / or a hydrostatic brake and / or a transmission brake.
  • the additional braking torque is withdrawn when the vehicle is at a standstill so that an immediate onward movement is then made possible. Furthermore, the additional braking torque after a predetermined time function, such as a ramp, gradually be withdrawn.
  • the driver has time to respond appropriately to the elimination of the braking torque of the engine.
  • the additional braking torque is withdrawn at the latest when an acceleration request of the driver is detected, for example by a torque request from the internal combustion engine.
  • the additional braking torque is added only when a stop request of the driver is detected. This also allows a slow roll out of the vehicle can be realized.
  • Fig. 1 is a highly schematic representation of a drive train
  • FIG. 1 is a highly schematic representation of a drive train 1, comprising a clutch 3 between an internal combustion engine 2 and a transmission 4.
  • the transmission 4 is connected to two drive wheels 5 and a service brake 6 is disposed at the wheels 5.
  • the drive train 1 has a transmission control 8 and a communication bus 7, wherein the communication bus 7 connects the components of the drive train 1 and enables communication between them.
  • step 1 the question arises whether the minimum speed of the vehicle is reached at which a stalling of the internal combustion engine 2 threatens. If the minimum speed is not reached, step 1 repeats itself. If the question of step 1 1 is answered in the affirmative, steps 12, 13, 14 and 15, which take place within a narrow period of time, are triggered. At or shortly before reaching the minimum speed opening of the clutch 3 takes place in step 14 to avoid stalling of the internal combustion engine 2.
  • step 12 Through the communication bus 6, the torque of the internal combustion engine 2 is imparted to the transmission control 8 several times per second and is shown in step 12.
  • the last mediated torque of the internal combustion engine 2 before opening the clutch 3 is used by the transmission controller 8 to calculate the braking torque with which the internal combustion engine 2 acts on the wheels 4, the calculation is shown in step 13.
  • the calculated additional braking torque is added by the service brake 6 to the drive train 1 in step 15 such that no difference in the rolling resistance of the vehicle is detected by the driver.
  • the additional braking torque is canceled again if one of the criteria is fulfilled: • Step 16, vehicle is stationary, • Step 17, an acceleration request of the driver is detected or
  • Step 18 a time function has expired.
  • a service brake is used to add the additional braking torque.
  • Other powertrain brakes are not excluded from the spirit of the invention, for example, a hydrodynamic brake or a hydrostatic brake or a combination of several different brakes may be used.

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Abstract

Erfindungsgemäß wird ab Öffnen der Kupplung (3) ein zusätzliches Bremsmoment zu dem Bremsmoment des der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstranges zugefügt. Das Bremsmoment vom des Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrangs umfasst beispielsweise die Schleppmomente des Getriebes (4), einer Achse und/oder einer oder mehrerer Bremsen (6). Das zugefügte zusätzliche Bremsmoment entspricht dem Bremsmoment des Verbrennungsmotors (2) auf das Rad (5) des Antriebstranges (1) in dem Augenblick oder unmittelbar vor dem Augenblick, in dem der Verbrennungsmotor (2) vom der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrang durch das Öffnen der Kupplung (3) entkoppelt wird. Durch die Zufügung des zusätzlichen Bremsmoments zum der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrang wird das gesamte auf das Rad (5) wirkende Bremsmoment vor dem Öffnen sowohl als auch nach dem Öffnen der Kupplung (3) gleich gehalten. Somit ist eine Erhöhung des Fahrkomforts des Fahrzeugs erreicht sowohl als auch eine Erhöhung der Sicherheit, da keine abrupte Veränderung des Rollwiederstands des Fahrzeugs entsteht. Somit kann das Fahrzeug auf eine ruhige Art und Weise ausrollen bzw. anhalten.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Ausrollens eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
In der DE 198 07 095 wird ein Verfahren zum gesteuerten Bremseingriff bei einer automatischen Schaltung eines Kraftfahrzeugs im Schubbetrieb bei starkem Gefälle vorgeschlagen, damit Überdrehzahlen des Motors beim Einschalten eines niedrigen Ganges nicht auftreten. Ein drohendes Abwürgen wegen zu geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors wird nicht behandelt.
Beim Anhalten und Ausrollen eines Fahrzeuges sinkt die Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Bei einer vorbestimmten Drehzahl des Verbrennungsmotors wird die Kupplung geöffnet, um ein Abwürgen bzw. Drücken des Verbrennungsmotors zu verhindern. Dadurch fällt das Bremsmoment des Verbrennungsmotors weg, was für den Fahrer durch einen veränderten Rollwiderstand des Fahrzeugs oder in dem Falle einer Gefällefahrt sogar eine Beschleunigung des Fahrzeugs deutlich gemacht wird. Eine Lösung des beschriebenen Problems ist im Stand der Technik nicht zu finden. Die manchmal abrupte Veränderung des Rollwiderstands ist sowohl aus Komfort- als auch Sicherheitsgründen nicht wünschenswert.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verhinderung einer abrupten Veränderung des Rollwiderstands beim Ausrollen und/oder Anhalten eines Fahrzeugs aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst. Ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs weist einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe, eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung und mindestens ein Rad auf. Im Fall eines automatisierten Getriebes ist zusätzlich eine Getriebesteuerung vorhanden. Ein Kommunikationsbus ist auch vorhanden, um eine Kommunikation der Komponenten des Antriebsstranges zu ermöglichen. Ferner ist mindestens eine Bremse vorhanden, welche eine Betriebsbremse sowohl als auch eine zusätzliche Bremse von irgendwelcher Art sein kann.
Erfindungsgemäß wird ab Öffnen der Kupplung ein zusätzliches Bremsmoment zu dem Bremsmoment des der Kupplung nachgeordneten Antriebsstrangs zugefügt. Das Bremsmoment des der Kupplung nachgeordneten Antriebsstrangs setzt sich beispielsweise zusammen aus der Schleppmomenten des Getriebes, einer Achse und/oder einer oder mehrerer Bremsen. Das zugefügte zusätzliche Bremsmoment entspricht dem Bremsmoment des Verbrennungsmotors auf das Rad des Antriebstranges in dem Augenblick oder unmittelbar vor dem Augenblick, in dem der Verbrennungsmotor vom der Kupplung nachgeordneten Antriebsstrang durch das Öffnen der Kupplung entkoppelt wird. Durch die Zufügung des zusätzlichen Bremsmoments zum der Kupplung nachgeordneten Antriebsstrang wird das gesamte auf den Rad wirkende Bremsmoment vor dem Öffnen sowohl als auch nach dem Öffnen der Kupplung gleich gehalten. Somit ist eine Erhöhung des Fahrkomforts des Fahrzeugs erreicht sowohl als auch eine Erhöhung der Sicherheit, da keine abrupte Veränderung des Rollwiderstands des Fahrzeugs entsteht. Somit kann das Fahrzeug auf eine ruhige Art und Weise ausrollen bzw. anhalten.
Ein Kommunikationsbus übermittelt das momentane Drehmoment des Verbrennungsmotors zu der Getriebesteuerung mehrmals pro Sekunde. Das zuletzt ermittelte Drehmoment vor der Öffnung der Kupplung wird mittels der Getriebesteuerung umgerechnet zu einem Bremsmoment, welches der Verbrennungsmotor auf das Rad bewirkt. Der berechnete Wert wird benutzt, um ein exaktes zusätzliches Bremsmoment dem der Kupplung nachgeordneten Antriebsstrang zufügen zu können.
Ferner wird das zusätzliche Bremsmoment von einer Betriebsbremse und/oder einer hydrodynamischen Bremse und/oder einer hydrostatischen Bremse und/oder einer Getriebebremse erzeugt.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird das zusätzliche Bremsmoment beim Stillstand des Fahrzeugs zurückgenommen, damit dann ein unmittelbares Weiterfahren ermöglich wird. Des Weiteren kann das zusätzliche Bremsmoment nach einer vorbestimmten zeitlichen Funktion, beispielsweise einer Rampe, nach und nach zurückgenommen werden. Hierbei hat der Fahrer Zeit, auf das Wegfallen des Bremsmoments des Verbrennungsmotors geeignet zu reagieren. Jedoch wird das zusätzliche Bremsmoment spätestens dann zurückgenommen, wenn ein Beschleunigungswunsch des Fahrers erkannt wird, beispielsweise durch eine Drehmomentanforderung vom Verbrennungsmotor.
In einer weiteren Variante der Erfindung wird das zusätzliche Bremsmoment nur dann zugefügt, wenn ein Anhaltewunsch des Fahrers erkannt wird. Damit kann auch ein langsames Ausrollen des Fahrzeugs realisiert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark schematische Darstellung eines Antriebsstrangs und
Fig. 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 ist eine stark schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 1 dargestellt, aufweisend eine Kupplung 3 zwischen einem Verbrennungsmotor 2 und einem Getriebe 4. Das Getriebe 4 ist mit zwei Antriebsräder 5 verbunden und eine Betriebsbremse 6 ist bei den Rädern 5 angeordnet. Des Weiteren weist der Antriebsstrang 1 eine Getriebesteuerung 8 und einen Kommunikationsbus 7 auf, wobei der Kommunikationsbus 7 die Komponenten des Antriebsstrangs 1 verbindet und eine Kommunikation zwischen ihnen ermöglicht.
In Fig. 2 wird der Ablauf des Verfahrens deutlich gemacht. Das Verfahren fängt mit einem Ausrollen des Fahrzeugs im Schritt 10 an. Irgendwann der niedrigste Gang des Getriebes 4 eingelegt und im Schritt 1 1 stellt sich die Frage, ob die Minimaldrehzahl des Fahrzeugs erreicht ist, bei welcher ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 2 droht. Ist die Minimaldrehzahl nicht erreicht wiederholt sich der Schritt 1 1. Wird die Frage des Schritts 1 1 mit Ja beantwortet, löst sich die Schritte 12, 13, 14 und 15 aus, welche sich in einen engen Zeitraum abspielt. Bei oder kurz vor Erreichen der Minimaldrehzahl findet ein Öffnen der Kupplung 3 in den Schritt 14 statt, um ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 2 zu vermieden. Durch den Kommunikationsbus 6 wird mehrmals pro Sekunde das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 zu der Getriebesteuerung 8 vermittelt und ist im Schritt 12 dargestellt. Das letzte vermittelte Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 vor dem Öffnen der Kupplung 3 wird von der Getriebesteuerung 8 benutzt, um das Bremsmoment, mit welchem der Verbrennungsmotor 2 auf die Räder 4 wirkt zu berechnen, die Berechnung ist im Schritt 13 abgebildet.
Gleichzeitig mit dem Schritt 14, Öffnen der Kupplung 3 wird in Schritt 15 das berechnete zusätzliche Bremsmoment durch die Betriebsbremse 6 zu dem Antriebsstrang 1 derart zugefügt, dass kein Unterschied im Rollwiderstand des Fahrzeugs vom Fahrer erkannt wird. Das zusätzliche Bremsmoment wird wieder zurückgenommen, wenn eines von den Kriterien erfüllt ist: • Schritt 16, Fahrzeug steht still, • Schritt 17, ein Beschleunigungswunsch des Fahrers ist erkannt oder
• Schritt 18, eine zeitliche Funktion ist abgelaufen.
Wobei durch die zeitliche Funktion das zusätzliche Bremsmoment schrittweise zurückgenommen wird.
In Fig. 1 und 2 wird eine Betriebsbremse benutzt, um das zusätzliche Bremsmoment zuzufügen. Andere Bremsen im Antriebsstrang sind von dem Sinn der Erfindung nicht ausgenommen, beispielsweise kann eine hydrodynamische Bremse oder eine hydrostatischen Bremse oder eine Kombination von mehreren unterschiedlichen Bremsen benutzt werden.
Bezuqszeichen
1 Antriebsstrang
2 Verbrennungsmotor
3 Kupplung
4 Getriebe
5 Antriebsräder
6 Betriebsbremse
7 Kommunikationsbus
8 Getriebesteuerung
10 Ausrollen
1 1 Minimaldrehzahl des Verbrennungsmotors
12 Einlesen des Drehmoments des Verbrennungsmotors
13 Berechnung des zusätzlichen Bremsmoments
14 Öffnen der Kupplung
15 Zufügung des zusätzlichen Bremsmoment
16 Stillstand
17 Beschleunigungswunsch
18 Zeitliche Funktion abgelaufen
19 Zurücknehmen des zusätzlichen Bremsmoment
Nein
V Ja

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs (1) insbesondere für ein Fahrzeug, wobei der Antriebstrang (1) zumindest einen Verbrennungsmotor (2), ein Getriebe (4) und eine Kupplung (3) und mindestens ein Rad (5) aufweist, und die Kupplung (3) zwischen dem Getriebe (4) und dem Verbrennungsmotor (2) angeordnet ist und beim Ausrollen (19) des Fahrzeugs die Kupplung (3) bei Erreichen einer Minimaldrehzahl (11) des Verbrennungsmotors (2) die Kupplung (3) geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ab Öffnen (14) der Kupplung (3) ein zusätzliches Bremsmoment zu dem Bremsmoment des der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrangs zugefügt wird (15), wobei das zusätzliche Bremsmoment dem Bremsmoment des Verbrennungsmotors (2) auf das Rad (5) des Antriebsstrangs (1) entspricht in einem Augenblick oder unmittelbar vor dem Augenblick, in dem Verbren- nugnsmotor (2) vom der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrang durch das Öffnen (14) der Kupplung (3) entkoppelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Öffnen (14) oder unmittelbar vor dem Öffnen (14) der Kupplung (3) das Bremsmoment des Verbrennungsmotors (2) durch einen Kommunikationsbus (7) des Antriebsstrangs (1) zu einer Getriebesteuerung (8) übermittelt wird und die Wirkung des Bremsmoments auf das Rad (5) mittels der Getriebesteuerung (8) berechnet wird (13).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das zusätzliche Bremsmoment von einer Betriebsbremse (6) und/oder einer hydrodynamische Bremse und/oder einer hydrostatische Bremse und/oder eine Getriebebremse erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichn e t , dass bei einem Stillstand (16) des Fahrzeugs das zusätzliche Bremsmoment zurückgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, dass das zusätzliche Bremsmoment bei einem Beschleunigungswunsch (17) des Fahrers zurückgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, dass das zusätzliche Bremsmoment mittels einer zeitlichen Funktion (18) zurückgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, dass das zusätzliche Bremsmoment nur dann zugefügt wird, wenn ein Anhaltewunsch des Fahrers erkannt wird.
8. Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebsstrangs (1) insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend zumindest einen Verbrennungsmotor (2), ein Getriebe (4) und eine Kupplung (3) und mindestens ein Rad (5), wobei die Kupplung (3) zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und dem Getriebe (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (6) zum Aufbringen eines zusätzlichen Bremsmoments auf dem der Kupplung (3) nachgeordneten Antriebsstrang vorgesehen ist und das zusätzliche Bremsmoment dem Bremsmoment des Verbrennungsmotors (2) auf das Rad (5) des Antriebsstranges (1) vorder Kupplungsöffnung (14) entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Aufbringen des zusätzlichen Bremsmoment aus einer Betriebsbremse (6) und/oder einer hydrodynamischen Bremse und/oder einer hydrostatischen Bremse und/oder einer Getriebebremse besteht.
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