WO2002078997A1 - Verfahren zum steuern und/oder regeln einer automatisierten kupplung und/oder eines automatisierten getriebes eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum steuern und/oder regeln einer automatisierten kupplung und/oder eines automatisierten getriebes eines fahrzeuges Download PDF

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Martin Zimmermann
Martin Vornehm
Alexander Schweizer
Klaus Henneberger
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and / or regulating an automated clutch and / or an automated transmission of a vehicle, in particular a motor vehicle, in which an engine intervention is carried out.
  • Automated clutches and / or automated transmissions are known from vehicle technology, with which automation of a drive train of a vehicle, in particular a motor vehicle, is made possible.
  • engine intervention is used.
  • the engine intervention is provided after opening the clutch and removing the gear. This is intended to match the engine speed to a target speed in lower gear.
  • a discontinuity in the course of the engine speed can occur, which can lead to a so-called spitting in the engine.
  • a drive train tension can be generated, which can lead to a so-called slight clicking of the drive train. As a result, the entire drive train is exposed to increased loads.
  • an applied thrust torque of the engine can be reduced in an advantageous manner by an engine intervention, in order to thereby relieve tension in the drive train without the engine Opening the clutch, i.e. during the gear change, shows a drop in the speed curve.
  • This measure according to the invention can, for example, advantageously support an additionally provided engine intervention during the gear change.
  • the engine behavior before and during the gear change is thus optimized and clutch disengagements avoided in an advantageous manner. The loads on the drive train of the vehicle are thus minimized overall by the method according to the invention.
  • the engine torque can be increased appropriately in order to prepare the gear change appropriately and to optimize the engine behavior of the vehicle.
  • the engine torque can also be influenced in other ways in order to optimize the engine and transmission behavior of the vehicle.
  • Another development of the invention can provide that the engine intervention is provided when the clutch is still slip-free and a gear change is not provided. For example, a command or an intention to change gear may have already been generated, but no activities have yet been started with regard to a corresponding clutch and transmission actuation.
  • the engine intervention is carried out when the clutch is slip-free and the gear change has already been initiated.
  • the gear may be the case that the gear has already been pulled out.
  • the engine intervention is carried out when the clutch is already essentially open.
  • the engine intervention could also be carried out if the clutch is at least slipping.
  • this could be at the beginning of the opening phase of the clutch, in which the clutch is not yet essentially open but, for example, partially open.
  • the engine intervention in the method according to the invention can preferably be carried out during downshifts. It is particularly advantageous in the present invention if the engine intervention is used in overrun downshifts.
  • a reducing engine intervention can also be provided in the method according to the invention in order to relieve tension in the drive train.
  • the reducing engine intervention z. B. be carried out before upshifts. In the method according to the invention, this can prevent a so-called touring of the motor.
  • disengagement shocks when opening the clutch and / or pulling out the gear can be avoided.
  • Another embodiment of the present invention can provide that the engine torque is suitably influenced by the provided engine intervention.
  • the upper limit of the engine torque can be limited.
  • load change reactions in certain driving situations can be reduced or avoided in the method according to the invention. This can be observed advantageously in the vehicle, in particular in the case of the so-called tip-in and also the so-called back-out.
  • Torque tracking for the clutch has the function, on the one hand, that the shortest possible travel paths of the gearbox are in the event of an intention to shift and that load change reactions, in particular during tip-in, are minimized by premature slippage on the clutch.
  • the first-mentioned torque tracking function is irrelevant.
  • the load change reaction of the vehicle is optimized by the method according to the invention, so that the second-mentioned also Function is irrelevant and thus the clutch is advantageous during the journey
  • a clutch protection function can be implemented in the vehicle by the engine intervention in the method according to the invention.
  • the engine torque for example, an adverse destruction of the clutch can be avoided.
  • the clutch due to wear or a low coefficient of friction which, for. B. due to excessive heating, is no longer able to transmit the applied engine torque to the drive train even in the closed state
  • the engine torque to be transmitted is reduced according to the invention in such a way that the clutch no longer slips even in the closed state arises.
  • the clutch can thereby be advantageously protected against faster wear, since the clutch is cooled accordingly by the engine intervention.
  • the friction coefficient of the clutch can be increased again.
  • the transmitted engine torque can be increased again.
  • the method according to the invention can be used both in automated transmissions (ASG) and in automated clutches (EKM). Of course, this method can also be used with other clutch and / or transmission systems.
  • Figure 2 curves of the transmission speed, the engine speed and the engine torque in the engine intervention according to the inventive method. 1 and 2, the period during the gear change GW is shown with a gray background. In FIG. 1, an excessive engine intervention is provided during the gear change in a thrust downshift.
  • Reference number 1 denotes the step-like course of the transmission speed N_ transmission. This course causes a so-called clicking of the drive train of the vehicle.
  • Reference number 2 denotes the excessive engine torque intervention in the known method.
  • the increase in the engine torque M_Motor which is shown by the dashed curve in FIG. 1, is only carried out during the gear change in the known method.
  • the reference number 3 denotes different courses of the engine speed N_Motor with and without engine intervention, the course of the engine speed N_Motor with engine intervention being dashed and the course of the engine speed N_Motor without engine intervention being shown as a solid line. In the course of the engine speed N_Motor with engine intervention, the increase in engine speed N_Motor becomes clear through the engine intervention.
  • FIG. 2 shows the excessive engine intervention according to the method according to the invention, the course of the engine torque M_Motor and the course of the engine speed N_Motor each being indicated by a dashed line and the course of the transmission speed N_Gearbox by a solid line.
  • the engine intervention is carried out before the gear change. This makes the transition more steady when disengaging or removing the gear. In particular, the clicking of the drive train can be avoided.
  • the decrease in engine speed N_Motor at time 1 is also significantly reduced in the method according to the invention.
  • the engine speed N_Motor can be increased more evenly.
  • the intermediate gas does not cause the engine to spit.
  • gentle sporty character appears earlier in the method according to the invention in an advantageous manner.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorgeschlagen, bei dem ein Motoreingriff durchgefuhrt wird, wobei der Motoreingriff zumindest vor und/oder unmittelbar nach dem Öffnen der Kupplung bei einem Gangwechsel durchgeführt wird. Figur 1: Verläufe der Getriebedrehzahl (N-Getriebe), der Motordrehzahl (N-Motor) und des Motormomentes (M-Motor) bei einem Motoreingriff während eines Gangwechsels gemäss eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens; und Figur 2: Verlaüfe der Getriebdrehzahl (N-Getriebe), der Motordrehzahl (N-Motor) und des Motormomentes (M-Motor) bei dem Motoreingriff gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren.

Description

Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Motoreingriff durchgeführt wird.
Aus der Fahrzeugtechnik sind automatisierte Kupplungen und/oder automatisierte Getrie- be bekannt, mit denen eine Automatisierung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges ermöglicht wird.
Bei dem bekannten Verfahren wird ein Motoreingriff angewendet. Im Schubbetrieb des Motors wird der Motoreingriff nach dem Öffnen der Kupplung und dem Herausnehmen des Ganges vorgesehen. Dadurch soll die Motordrehzahl an eine Zieldrehzahl im niedrigeren Gang angeglichen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dabei eine Unstetigkeit im Verlauf der Motordrehzahl auftreten kann, welches bei dem Motor zu einem sogenannten Spucken führen kann. Darüber hinaus kann bei dieser Art des Motoreingriffes bei dem bekannten Verfahren eine Triebstrangverspannung erzeugt werden, welche zu ei- nem sogenannten leichten Schnalzen des Antriebsstranges führen kann. Dadurch wird der gesamte Antriebsstrang erhöhten Belastungen ausgesetzt.
Der Er indung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeu- ges zu schaffen, bei dem das Motorverhalten beim Gangwechsel optimiert und Auskuppelschläge aufgrund von Verspannungen in dem Antriebsstrang vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Demgemäß kann insbesondere vor einem Gangwechsel z.B. ein anliegendes Schubmoment des Motors durch einen Motoreingriff in vorteilhafter Weise reduziert werden, um dadurch Verspannungen des Antriebsstranges abzubauen, ohne dass der Motor beim Öffnen der Kupplung, also während des Gangwechsels, einen Einbruch im Drehzahlverlauf aufweist. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann beispielsweise ein zusätzlich vorgesehener Motoreingriff während des Gangwechsels in vorteilhafter Weise unterstützt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird damit das Motorverhalten vor und während des Gangwechsels optimiert und Auskuppelschläge in vorteilhafter Weise vermieden. Somit werden insgesamt die Belastungen auf den Antriebsstrang des Fahrzeuges durch das erfindungsgemäße Verfahren minimiert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann z.B. ein überhöhender Motoreingriff vor- zugsweise bei Schubrückschaltvorgängen vorgesehen werden. Dabei kann das Motormoment geeignet erhöht werden, um den Gangwechsel geeignet vorzubereiten und das Motorverhalten des Fahrzeuges zu optimieren. Selbstverständlich kann das Motormoment auch auf andere Art und Weise beeinflußt werden, um das Motor- und das Getriebeverhalten des Fahrzeuges zu optimieren.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass der Motoreingriff vorgesehen wird, wenn die Kupplung noch schlupffrei ist und ein Gangwechsel nicht vorgesehen ist. Beispielsweise kann zwar ein Kommando bzw. eine Absicht zum Gangwechsel bereits generiert worden sein, jedoch sind noch keinerlei Aktivitäten hinsichtlich einer entspre- chenden Kupplungs- und Getriebebetätigung gestartet worden.
Es ist auch gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Motoreingriff durchgeführt wird, wenn die Kupplung schlupffrei ist und der Gangwechsel bereits eingeleitet worden ist. Beispielsweise kann der Fall vorliegen, dass bereits begonnen wurde den Gang herauszuziehen. Des weiteren kann auch eine sogenannte Vorspannphase vorliegen.
Nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist auch denkbar, dass der Motoreingriff durchgeführt wird, wenn die Kupplung bereits im wesentlichen geöffnet ist. Der Motoreingriff könnte jedoch auch schon durchgeführt werden, wenn die Kupplung zumin- dest schlupfend ist. Beispielsweise könnte dies zu Beginn der Öffnungsphase der Kupplung sein, bei der die Kupplung noch nicht im wesentlichen sondern z.B. teilweise geöffnet ist. Der Motoreingriff bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorzugsweise bei Rückschaltvorgängen durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es bei der vorliegenden Erfindung, wenn der Motoreingriff bei Schubrückschaltvorgängen eingesetzt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein reduzierender Motoreingriff vorgesehen werden, um Verspannungen in dem Antriebsstrang abzubauen. Beispielsweise kann der reduzierende Motoreingriff z. B. vor Hochschaltvorgängen durchgeführt werden. Dadurch kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein sogenanntes Wegtouren des Motors verhindert werden. Darüber hinaus können auch Auskuppelschläge beim Öffnen der Kupplung und/oder beim Herausziehen des Ganges vermieden werden.
Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass durch den vorgesehenen Motoreingriff das Motormoment geeignet beeinflusst wird. Beispielsweise kann dabei das Motormoment nach oben hin begrenzt werden. Durch diesen vorbestimmten Motoreingriff können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Lastwechselreaktionen bei bestimmten Fahrsituationen reduziert bzw. vermieden werden. Insbesondere bei dem sogenannten Tip-in als auch bei dem sogenannten Back-out kann dies in vorteilhafter Weise bei dem Fahrzeug beobachtet werden.
Bei der Begrenzung des Motormomentes kann gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die gewählte Grenze bei dem Motormoment z. B. über dem vom Fahrer eingestellten bzw. gewünschten Moment liegt. Selbstverständlich können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere Grenzen bzw. Grenzwerte des Motormomentes vorgesehen werden, um das Verfahren weiter zu optimieren. Die Momentennachführung bei der Kupplung hat zum einen die Funktion, dass möglichst kurze Stellwege des Getriebes bei einer Schaltabsicht vorliegen und dass Lastwechselreaktionen, insbesondere bei dem Tip-in, durch vorzeitigen Schlupf an der Kupplung minimiert werden.
Bei dem automatisierten Getriebe ist im sogenannten Drive-mote die erstgenannte Funktion der Momentennachführung ohne Bedeutung. Durch das erfindungsgemäßen Verfahren wird die Lastwechselreaktion des Fahrzeuges optimiert, sodass auch die zweitgenannte Funktion ohne Bedeutung ist und somit die Kupplung während der Fahrt in vorteilhafter
Weise geschlossen bleiben kann.
Des weiteren kann durch den Motoreingriff bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Kupplungsschutzfunktion bei dem Fahrzeug realisiert werden .Dadurch, dass das Motormoment beispielsweise nach oben hin begrenzt wird, kann bei der Kupplung eine nachteilige Zerstörung vermieden werden. Sobald die Kupplung aufgrund von Verschleiß oder einem niedrigen Reibwert, welche z. B. aufgrund übermäßiger Erhitzung vorliegen kann, nicht mehr in der Lage ist, auch im geschlossenen Zustand das anstehende Mo- tormoment auf den Antriebsstrang zu übertragen, wird das zu übertragende Motormoment erfindungsgemäß derart reduziert, dass an der Kupplung auch im geschlossenen Zustand kein Schlupf mehr entsteht. Die Kupplung kann dadurch in vorteilhafter Weise vor einer schnelleren Abnutzung geschützt werden, da die Kupplung durch den Motoreingriff entsprechend abgekühlt wird. Dadurch kann der Reibwert der Kupplung wieder erhöht wer- den, sodass z. B. das übertragene Motormoment wieder erhöht werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei automatisierten Getrieben (ASG) als auch bei automatisierten Kupplungen (EKM) eingesetzt werden. Selbstverständlich kann dieses Verfahren auch bei anderen Kupplungs- und/oder Getriebesystemen verwendet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Zeichnung. Es zeigen:
Figur 1 Verläufe der Getriebedrehzahl, der Motordrehzahl und des
Motormomentes bei einem Motoreingriff während eines Gangwechsels gemäß eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens; und
Figur 2 Verläufe der Getriebedrehzahl, der Motordrehzahl und des Motormomentes bei dem Motoreingriff gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. ln den Figuren 1 und 2 wird der Zeitraum während des Gangwechsels GW grau unterlegt dargestellt. In Figur 1 ist bei einer Schubrückschaltung ein überhöhender Motoreingriff während des Gangwechsels vorgesehen. Mit der Bezugszahl 1 wird der stufenförmige Verlauf der Getriebedrehzahl N_ Getriebe gekennzeichnet. Durch diesen Verlauf wird ein sogenanntes Schnalzen des Antriebsstranges des Fahrzeuges verursacht.
Mit der Bezugszahl 2 ist der überhöhende Motormomenteneingriff bei dem bekannten Verfahren gekennzeichnet. Die Erhöhung des Motormoments M_Motor, welche durch den gestrichelten Verlauf in Figur 1 dargestellt ist, wird bei dem bekannten Verfahren erst während des Gangwechsels durchgeführt. Mit der Bezugszahl 3 sind unterschiedliche Verläufe der Motordrehzahl N_Motor mit und ohne Motoreingriff gekennzeichnet, wobei der Verlauf der Motordrehzahl N_Motor mit Motoreingriff gestrichelt und der Verlauf der Motordrehzahl N_Motor ohne Motoreingriff durchgezogen dargestellt ist. Bei dem Verlauf der Motordrehzahl N_Motor mit Motoreingriff wird die Erhöhung der Motordrehzahl N_Motor durch den Motoreingriff deutlich.
In Figur 2 ist der überhöhende Motoreingriff gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, wobei der Verlauf des Motormoments M_Motor und der Verlauf der Motor- drehzahl N_Motor jeweils mit einer gestrichelten Linie sowie der Verlauf der Getriebedrehzahl N_Getriebe mit einer durchgezogenen Linie angedeutet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Motoreingriff im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren schon vor dem Gangwechsel durchgeführt. Dadurch ist der Übergang beim Auskuppeln bzw. beim Herausnehmen des Ganges stetiger. Insbesondere kann das Schnalzen des Antriebsstranges vermieden werden. Darüber hinaus wird auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Absinken der Motordrehzahl N_Motor zum Zeitpunkt 1 deutlich reduziert.
Die Erhöhung der Motordrehzahl N_Motor kann, wie aus dem gestrichelten Verlauf in Figur 2 hervorgeht, gleichmäßiger erfolgen. Dadurch führt das Zwischengas nicht zu einem sogenannten Spucken des Motors. Der durch die Akustik der Drehzahlerhöhung verur- sachte sportliche Charakter tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise früher in Erscheinung.
Aus dem gestrichelten Verlauf des Motormomentes M_Motor in Figur 2 wird deutlich, dass das Motormoment M_Motor zeitlich vor dem Gangwechsel erhöht wird, welches eine bessere Anpassung an die Motordrehzahl N_Motor bewirkt, weil das Momentenintegral durch die zeitliche Ausweitung größer ist. Dadurch kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch das Einkuppeln hinsichtlich der zeitlichen Abfolge komfortabler gestaltet 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 Merkmalskombination 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 Ge- genständen 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 einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines
Kraftfahrzeuges, bei dem ein Motoreingriff durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff zumindest vor und/oder unmittelbar nach dem Öffnen der Kupplung bei einem Gangwechsel durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein überhöhender
Motoreingriff durchgeführt wird, bei dem das Motormoment geeignet erhöht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff durchgeführt wird, wenn die Kupplung schlupffrei und der Gangwechsel noch nicht eingeleitet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff durchgeführt wird, wenn die Kupplung schlupffrei ist und der Gangwechsel eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff durchgeführt wird, wenn die Kupplung zumindest teilweise geöffnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff bei einem Rückschaltvorgang durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff bei einem Schubrückschaltvorgang durchgeführt wird, um Auskuppelschläge zu vermeiden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bei dem Motoreingriff der verlauf des Motormomentes beeinflusst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment zum Vermeiden von Lastwechselreaktionen geeignet begrenzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Motormomentes als Kupplungsschutzfunktion vorgesehen wird.
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