WO2004028845A1 - Verfahren, vorrichtung und deren verwendung zum betrieb eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und deren verwendung zum betrieb eines kraftfahrzeuges Download PDF

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Wolfgang Niessen
Markus Kneissler
Christoph Lindenschmidt
Reinhard Berger
Bard Vestgard
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method, a device and its use for operating a motor vehicle with a drive motor and a transmission in the drive train.
  • a vehicle 1 has a drive unit 2, such as an engine or an internal combustion engine. Furthermore, a torque transmission system 3 and a transmission 4 are arranged in the drive train of the vehicle 1.
  • the torque transmission system 3 is arranged in the power flow between the engine and the transmission, a drive torque of the engine being transmitted via the torque transmission system 3 to the transmission 4 and from the transmission 4 on the output side to an output shaft 5 and to a downstream axis 6 and to the wheels 6a becomes.
  • the torque transmission system 3 is a clutch, such as. B. designed as a friction clutch, multi-plate clutch, magnetic powder clutch or torque converter clutch, the clutch can be a self-adjusting or a wear-compensating clutch.
  • the transmission 4 is an uninterruptible manual transmission (USG).
  • the transmission can also be an automated manual transmission (ASG), which can be shifted automatically by means of at least one actuator.
  • An automated manual transmission is furthermore to be understood as an automated transmission which is shifted with an interruption in tractive force and in which the shifting operation of the transmission ratio is carried out in a controlled manner by means of at least one actuator.
  • an automatic transmission can also be used as the USG, an automatic transmission being a transmission essentially without interruption of tractive power during the switching operations and which is generally constructed by means of planetary gear stages.
  • a continuously variable transmission such as a conical pulley belt transmission
  • the automatic transmission can also be designed with a torque transmission system 3 arranged on the output side, such as a clutch or a friction clutch.
  • the torque transmission system 3 can furthermore be designed as a starting clutch and / or a reversing set clutch for reversing the direction of rotation and / or a safety clutch with a selectively controllable, transferable torque.
  • the torque transmission system 3 can be a dry friction clutch or a wet friction clutch that runs, for example, in a fluid. It can also be a torque converter.
  • the torque transmission system 3 has a drive side 7 and an output side 8, wherein a torque is transmitted from the drive side 7 to the output side 8 by z.
  • the release lever 20 is actuated by means of an actuating device, e.g. an actuator.
  • the torque transmission system 3 is controlled by means of a control unit 13, such as, for. B. a control unit, which may include the control electronics 13a and the actuator 13b.
  • a control unit which may include the control electronics 13a and the actuator 13b.
  • the actuator 13b and the control electronics 13a can also be in two different structural units, such as Housing, be arranged.
  • the control unit 13 can contain the control and power electronics for controlling the drive motor 12 of the actuator 13b. In this way it can advantageously be achieved, for example, that the system, as the only installation space, requires the installation space for the actuator 13b with electronics.
  • the actuator 13b consists of the drive motor 12, such as an electric motor, the electric motor 12 via a gear, such as a worm gear, a spur gear, a crank gear or a Threaded spindle gear, acts on a master cylinder 11. This effect on the master cylinder 11 can take place directly or via a linkage.
  • the movement of the output part of the actuator 13b, such as. B. the master cylinder piston 11a is detected with a clutch travel sensor 14 which detects the position or position or the speed or the acceleration of a variable which is proportional to the position or engagement position or the speed or acceleration of the clutch.
  • the master cylinder 11 is connected via a pressure medium line 9, e.g. a hydraulic line, connected to the slave cylinder 10.
  • the output element 10a of the slave cylinder is connected to the disengaging means 20, e.g. a release lever, operatively connected, so that a movement of the output part 10a of the slave cylinder 10 has the effect that the release means 20 is also moved or tilted in order to control the torque that can be transmitted by the clutch 3.
  • the actuator 13b for controlling the transferable torque of the torque transmission system 3 can be actuatable by pressure medium, i.e. it can have a pressure medium transmitter and slave cylinder.
  • the pressure medium can be, for example, a hydraulic fluid or a pneumatic medium.
  • the actuation of the pressure transmitter cylinder can be done by an electric motor, the as
  • Drive element 12 provided electric motor can be controlled electronically.
  • the drive element 12 of the actuator 13b can in addition to an electromotive
  • Another drive element for example pressure-operated
  • Magnetic actuators can also be used to adjust a position of an element.
  • the transferable torque is controlled in that the friction linings of the clutch disc are pressed in a targeted manner between the flywheel 3d and the pressure plate 3b.
  • the application of force to the pressure plate 3b or the friction linings can be controlled in a targeted manner via the position of the disengagement means 20, such as a release fork or a central release device, the pressure plate 3b being between two End positions can be moved and set and fixed as desired.
  • End position corresponds to a fully engaged clutch position
  • a position of the pressure plate 3b can be controlled, for example, that in an intermediate area between the two
  • the clutch can by means of the targeted control of the
  • Disengaging means 20 are fixed in this position. But it can also be transferable
  • Coupling torques are controlled that are defined above the current engine torque. In such a case, the currently occurring engine torques can be transmitted, the torque
  • Torque peaks are damped and / or isolated.
  • sensors are also used which at least temporarily monitor the relevant variables of the entire system and deliver the state variables, signals and measured values necessary for control, which are processed by the control unit, with a signal connection to other electronic units, such as, for example Engine electronics or an electronics of an anti-lock braking system (ABS) or an anti-slip control (ASR) can be provided and can exist.
  • the sensors detect speeds such as wheel speeds, engine speeds, the position of the load lever, the throttle valve position, the gear position of the transmission, an intention to shift and other vehicle-specific parameters.
  • the electronic unit, such as a computer unit, of the control electronics 13a processes the system input variables and forwards control signals to the actuator 13b.
  • the transmission is designed as a step change transmission, for example, the gear ratios being changed by means of a shift lever 18 or the transmission being actuated or operated by means of this shift lever 18.
  • at least one sensor 19b is arranged on the shift lever 18 of the manual transmission, which detects the intention to shift and / or the gear position and forwards it to the control unit 13.
  • the sensor 19a is articulated on the transmission and detects the current gear position and / or an intention to shift.
  • the intention to shift is detected using at least one of the two sensors 19a, 19b in that the sensor is a force sensor which detects the force acting on the shift lever 18. Furthermore, the sensor can also be designed as a displacement or position sensor, the control unit recognizing an intention to switch from the change in the position signal over time.
  • the control unit 13 is at least temporarily in signal connection with all sensors and evaluates the sensor signals and system input variables in such a way that the control unit issues control or regulation commands to the at least one actuator 13b as a function of the current operating point.
  • the drive motor 12 of the actuator 13b e.g. an electric motor receives from the control unit, which controls the clutch actuation, a manipulated variable as a function of measured values and / or system input variables and / or signals from the connected sensors.
  • a control program is implemented in the control unit 13 as hardware and / or as software, which evaluates the incoming signals and calculates or determines the output variables on the basis of comparisons and / or functions and / or characteristic maps.
  • the control unit 13 has advantageously implemented a torque determination unit, a gear position determination unit, a slip determination unit and / or an operating state determination unit or is in signal connection with at least one of these units.
  • These units can be implemented by control programs as hardware and / or as software, so that by means of the incoming sensor signals, the torque of the drive unit 2 of the vehicle 1, the gear position of the transmission 4 and the slip that prevails in the area of the torque transmission system 3 and the current one Operating state of the vehicle 1 can be determined.
  • the gear position determination unit determines the currently engaged gear on the basis of the signals from the sensors 19a and 19b.
  • the sensors 19a, 19b are articulated on the shift lever and / or on gearbox-internal adjusting means, such as a central shift shaft or shift rod, and detect them, for example the position and / or the speed of these components.
  • a load lever sensor 31 can be arranged on the load lever 30, such as on an accelerator pedal, which detects the load lever position.
  • Another sensor 32 can act as an idle switch, ie when the load lever 30 or accelerator pedal is actuated, this idle switch 32 is switched on and when the load lever 30 is not actuated, it is switched off, so that digital information can be used to identify whether the load lever 30 is actuated.
  • the load lever sensor 31 detects the degree of actuation of the load lever 30.
  • a brake actuating element 40 for actuating the service brake or the parking brake, such as e.g. a brake pedal, a hand brake lever or a hand or foot operated actuator of the parking brake.
  • At least one sensor 41 is arranged on the actuating element 40 and monitors its actuation.
  • the sensor 41 is, for example, a digital sensor, such as. B. designed as a switch, which detects that the brake actuator 40 is operated or not.
  • a signaling device e.g. a brake light
  • the sensor 41 can also be designed as an analog sensor, such a sensor, such as a potentiometer, determining the degree of actuation of the brake actuating element 41. This sensor can also be in signal connection with a signal device.
  • a possible embodiment of the present invention is described below, in which active braking, in particular in shifting operations in overrun mode, is proposed for a vehicle. It is an object of the present invention to improve comfort, particularly in downshifts when driving downhill.
  • an active braking system such as. B. an ESP system, an electro-hydraulic brake, a brake-by-wire system or the like
  • the engine braking effect can be replaced for a short time.
  • the missing engine braking effect can be applied by the active brake to the level that is to be expected after re-engagement on the wheel. It is conceivable that this procedure is also modified appropriately in order to obtain further improvements in comfort. It is possible that this procedure is also implemented for other switching operations.
  • the present invention can preferably be used in all vehicles with automatic or automated transmissions.
  • the parking lock should be able to be both engaged and disengaged through the gear actuator.
  • FIG. 2 shows an exploded view of a possible automatically operated parking lock without the use of a holding magnet. The functioning of this parking lock is similar to the functioning of a ballpoint pen.
  • FIGS. 3 to 5 show further views of the proposed solution according to the invention.
  • the parking lock according to the invention essentially consists of an actuating sleeve 51, preferably with a pointed, wedge-shaped or similar toothing.
  • An actuating bolt 52 is also provided, a bearing cap 53 also being provided with a wedge-shaped toothing between the actuating bolt and the actuating sleeve.
  • the parking lock is installed in a gearbox .54.
  • the pawl 55 is outside the ratchet wheel.
  • a return spring 56 or the like is preferably provided on the actuating bolt 52.
  • the parking lock according to the invention is shown in FIG. 4 in a state in which it is actuated by a switching element.
  • the state of the parking lock in FIG. 4 is changed. It is an intermediate stage.
  • FIG 5 shows the parking lock in an inserted state.
  • the locking wheel 57 of the parking lock is blocked by the pawl 55.
  • the ratchet wheel 57 is firmly connected to the transmission countershaft.
  • the force FA indicated by an arrow in FIG. 4 represents the force of the shift finger which acts on the actuating sleeve 51 when the state of the parking lock is to be changed. Due to the pointed toothing on the end of the actuating sleeve 51 facing the bearing cap 53, the bearing cap 53 and thus also the actuating bolt 52 of the parking lock can be displaced in the direction of the force FA. The parking lock in FIG. 4 or FIG. 5 is thus shifted to the right.
  • the actuating sleeve 51 and the bearing cap 53 or bearing cap can be guided, for example, by suitable grooves in the gear housing bore. A pointed or similar toothing is also provided on the bearing cap 53.
  • the bearing cap 53 with the actuating sleeve 51 and the switching element of the gear actuator is moved such that the teeth of the bearing cap are outside the grooves of the gear housing bore, the bearing cap can be rotated approximately 45 °, which due to the tips on the teeth of the actuating sleeve , the bearing caps and the grooves of the gearbox housing bore.
  • the actuating sleeve cannot twist because it does not leave the area of the grooves, so that an anti-twist device for the actuating sleeve is realized.
  • a total of 8 grooves can preferably be provided, for example, at a distance of 45 ° on the circumference of the gear housing bore.
  • 4 grooves allow displacement of the bearing cap 53 and thus also the actuating bolt 51 into a position as shown in FIG. 3.
  • the other 4 grooves can allow the parking lock to be moved into the position shown in FIG. 5.
  • the parking lock is in a disengaged state.
  • the pawl 55 is not in engagement with the ratchet wheel of the pawl.
  • the parking lock is in an inserted state. In this case, the locking wheel of the parking lock is locked by the pawl 55.
  • the spring ensures that the actuating bolt is moved as far as possible to the left until it lies against the end of the bore in the bearing cap. This is particularly shown in Figure 2. In this way, possible tooth-tooth positions of the pawl 55 and the ratchet wheel 57 are avoided. It is particularly advantageous in the design according to the invention that the parking lock is actuated by the shift finger only in one direction.
  • Another further development of the present invention can provide that the proposed automatically operated parking lock is modified such that an emergency release device is preferably additionally provided. This means that the parking lock can be released as quickly as possible in an emergency.
  • the parking lock according to the invention can preferably be used in parallel gearboxes (PSG).
  • PSG parallel gearboxes
  • the transferable target clutch torque T c ⁇ , d is a function of the engine speed n e . This follows from the following equation:
  • Coupling target torque is reduced accordingly to a smooth transition
  • a control strategy is proposed in which the control unit is able at any time to calculate the torque T * c ⁇ .
  • the moment T * c ⁇ is the moment which is transmitted from the clutch immediately after the slip has been reduced.
  • N g denotes the transmission input speed and f () denotes a monotonically increasing function, the value of which is 0 at f (0).
  • f () denotes a monotonically increasing function, the value of which is 0 at f (0).
  • Equation 2 ensures that the desired clutch torque T c ⁇ , d is greater than the torque T * c ⁇ as long as the clutch slips. In this way, the slip can be reduced. Equation 2 also ensures that the course of the desired clutch torque T c ⁇ , d is smooth or steady, that is, there are no jumps in the course of the torque T * c ⁇ . In this way, the two speeds merge with each other with the same gradients. This avoids a jerky transition from slipping to sticking.
  • the torque T * c ⁇ to be transmitted can be calculated in advance even during the slip phase, since the sum of all driving resistances T r does not change during the transition from slip to sticking. However, knowledge of the sum of all driving resistances T r is required. As an approximation, the value of T r can be used during the slip phase, which results from the equation of motion of the vehicle:
  • T r J v - ⁇ v ⁇ i -T c! , (8) where T c ⁇ indicates the torque of the slipping clutch.
  • the value of vehicle acceleration ⁇ v can be used to evaluate equation 8.
  • the vehicle acceleration ⁇ v should be determined relatively precisely.
  • the wheel speeds supplied by the ABS system can preferably be supplemented by an additional tachometer at the transmission input for determining the vehicle acceleration.
  • FIG. 6 shows the time profiles of different sizes during the start-up process.
  • the upper diagram shows the engine speed with a dotted line and the speed of the transmission input shaft with a solid line.
  • the engine torque is shown with a dotted line and the transferable clutch torque with a solid line.
  • the diagram below shows the vehicle speed with a solid line and the vehicle acceleration with a dotted line.
  • the vertical dashed line which runs through the three diagrams shown shows the
  • FIG. 7 shows a flow chart which realizes the calculation of the desired clutch torque T c ⁇ , d during the start-up according to the strategy according to the invention.
  • a further embodiment of the present invention is described below, in which a strategy is proposed by which in particular the creeping torque is built up more slowly depending on certain consumers and other factors.
  • a so-called creep function can be implemented in electronic clutch management (EKM) and in automated transmissions (ASG), i.e. the vehicle can crawl as soon as a gear is engaged and the vehicle brake is not applied.
  • EKM electronic clutch management
  • ASG automated transmissions
  • Realizing the creep function is relatively complicated because the engine can only provide the idling torque.
  • This creep function is particularly difficult to implement in vehicles with a small cubic capacity, in which precontrol may not be possible, since the engine's speed is limited in such a way that slight loss of comfort is possible. The engine may even stall if the clutch torque builds up too quickly and / or too strongly.
  • An object of the present invention is to further improve this creep function so that the aforementioned disadvantages from the prior art are avoided. Accordingly, it can be proposed according to the present invention that the
  • Speed can e.g. can be varied in several stages.
  • any other function between the consumer and the slope of the ramps can be used to build up the clutch torque.
  • a linear relationship can be particularly advantageous, i.e. the more moment a consumer needs, the flatter the slope of the ramp.
  • the torque signal can preferably be used directly, if available.
  • digital information e.g. "Air conditioning switched on” or “Air conditioning switched off” can be used. If the moment signal is not available, a temperature signal or the like can possibly be used, because at a high temperature the air conditioning system is more likely to be switched on.
  • the slope of the ramp is adapted to previous conditions.
  • the creep function has stall protection, i.e. if the engine speed falls below a predetermined limit, the clutch is suddenly opened to prevent the engine from stalling. If, for example, this stall protection intervenes several times when the creep function is activated, this can indicate that the clutch was closed too quickly when it crept. For example, the slope of the ramp can be reduced.
  • the value can, for example, be stored in a non-volatile memory or the like (EProm).
  • EProm non-volatile memory or the like
  • the driver can perceive an adaptation of the slope of the ramp function by different creeping. However, this represents a lower loss of comfort than the stalling of the vehicle engine.
  • the motor does not have to be stalled in an advantageous manner, because the slope of the ramp can be influenced beforehand if the
  • Clutch control recognizes that the engine is being reduced too much with regard to its engine speed (nMot ⁇ nNo idling - offset). It can be useful for the offset
  • Value can be selected in the range from 0 to 300 rpm. As soon as a reduction in engine speed is detected, the slope of the ramp cannot be influenced as much as when the stall protection is activated, since the reduction in the
  • Engine speed does not represent a major loss of comfort for the driver.
  • the slope of the ramp function when the clutch torque is built up can preferably be influenced if it is recognized in some way that consumers have been switched on.
  • the slope of the ramp can also be influenced if previous conditions of the vehicle, e.g. by intervening in the stall protection, reducing the engine speed or the like.
  • the amount of creep torque is influenced.
  • the amount of creep torque is preferably reduced, i.e. When the consumers are switched on, the vehicle acceleration has less torque available, so that the maximum creep torque can be adjusted, ie reduced. If, for example, the stall protection has intervened or the engine speed has been greatly reduced, the level of the maximum clutch torque can also be reduced. The reduction can also be carried out in stages or depending on any function.
  • the proposed strategies can preferably be used in an electronic clutch management (EKM) or an automated manual transmission (ASG).
  • EKM electronic clutch management
  • ASG automated manual transmission
  • a further embodiment of the invention is described below, in which a strategy is proposed in order to avoid stopping a vehicle on a mountain.
  • the clutch can be pulled in via the path control if, among other things, the following conditions are met:
  • the driver accelerates AND the engine speed n M ot> 500 AND the transmission input speed nGet ⁇ ebe> a limit value of the transmission speed n ge tGrenzwe.t
  • the limit value of the gearbox speed can be gear and / or country dependent.
  • the limit for the second gear is higher than for the first and the reverse gear.
  • the limit value of the transmission speed can take the sum of the idle speed and 200 rpm, in Brazil, for example, the limit value for the first and reverse gear can take the value that results from the difference between the idle speed and 200 rpm. In Europe, the gearbox speed limit corresponds to the idle speed.
  • the limit value, the transmission speed nget G Limit value to the value 0 are set, and in addition the engine speed nmot be monitored.
  • the clutch is closed more slowly when the vehicle is stopped on the mountain. As a result, the vehicle either starts to move or the engine is pressed accordingly. If the engine falls below a threshold value of e.g. (idle speed - 100 rpm), the clutch can be opened again at a predetermined speed to prevent the engine stalling on the mountain.
  • This proposed strategy can preferably be used in vehicles with electronic clutch management (EKM), an automated manual transmission (ASG), an uninterruptible manual transmission (USG), a parallel manual transmission (PSG) or the like.
  • EKM electronic clutch management
  • ASG automated manual transmission
  • USG uninterruptible manual transmission
  • PSG parallel manual transmission
  • a further embodiment of the present invention is described below, in which undesired acceleration of the vehicle is to be prevented, in particular when driving downhill.
  • a low gear is shifted in both a manual and an automatic transmission, in order to brake the vehicle by the engine and relieve the brakes.
  • the engine is switched off and the starter generator is used in generator mode in order to use the drive torque of the vehicle to generate electricity.
  • the vehicle can be accelerated on a steep downhill run. This will u. This may not be desired by the driver who, in this situation, wishes to shift into a lower gear in order to use the motor for braking, so that the brakes do not overheat.
  • the starter generator (SG) can be used, in particular in combination with the internal combustion engine (CE) can be used to avoid the unwanted acceleration of the vehicle preferably when driving downhill.
  • ESG electric manual transmission
  • the vehicle takes countermeasures so that the use of brakes is avoided or reduced. This can e.g. be carried out automatically and / or according to driver requests.
  • Speed must not increase uncontrollably. It is important that the brakes are not used too much, and it is not necessary to use the brakes in such a way that the vehicle is stopped, only to reduce the speed. At the same time, it would be advantageous if the vehicle were able to utilize or convert the potential energy of the vehicle as much as possible, for example into electrical energy. 2.
  • the vehicle is traveling downhill, but the road is designed in such a way that the driver does not want the speed to be reduced. The vehicle should then react so intelligently that the driver is not confused.
  • an increased regeneration of the energy can be provided in order to keep the vehicle acceleration at a predetermined level.
  • the vehicle can select a reverse cruise control mode, which guarantees that the acceleration is kept within certain limits, in particular approximately 0. This can be done, for example, by braking with the starter generator or, if necessary, additionally with the engine.
  • the latter measure can also be understood as a global measure, which can always be chosen. However, this can cause the vehicle to behave strangely when the driver wishes the potential energy of the vehicle to be used to accelerate the vehicle.
  • a first way can e.g. B. the regeneration of energy e.g. be in generator mode by the starter generator, but if this is not sufficient, the engine can also be started to additionally use the engine brake. Both the engine and the starter generator deliver a negative torque to brake the vehicle. By choosing the right gear in the engine, the negative torque on the engine can be set, the starter generator z. B. picks up a maximum negative moment. An important point is that the combination of the starter generator and the motor makes it possible to set exactly the desired braking torque. This distinguishes the concept according to the invention particularly, since this procedure is not possible with normal automatic transmissions.
  • a driver's wish to reduce the speed which he expresses by pressing the brake pedal, can be realized in that the speed is realized by the combination of engine brake and starter generator regeneration.
  • FIG. 8 in which various moments are shown over time.
  • the desired braking torque is represented by a diamond shape, the engine torque by a square shape and the starter generator torque by a triangular shape. Since these are negative values for the moments shown, these are braking torques. If the driver indicates by accelerating the accelerator pedal that he wants the vehicle to accelerate, the regeneration and the engine braking torque are stopped or switched off. In this way the vehicle can then be accelerated again.
  • the advantages of the second proposal which provides both regeneration and an engine brake by downshifting, lie in particular in the better control of the vehicle speed, in particular on steep downhill runs.
  • This proposed system works much more efficiently and reliably than standard solutions in automatic vehicles, in which the transmission is only between shifting between different gears, e.g. can choose between 1st and 2nd or 1st, 2nd and 3rd gear.
  • the problem here is that the acceleration is either too high or too low and the driver has to constantly use the brakes or accelerate to get the vehicle to the right speed.
  • the second proposal can preferably be used after the driver explicitly requests it; for example, by selecting the driving mode with the gear selector lever or by pressing a button or the like. This can ensure that the driver wants the engine to take over the braking.
  • negative braking of the vehicle can be achieved by the engine brake, in particular by selecting an appropriate gear, so that a desired braking torque is also advantageously achieved in this situation, which is derived from the difference from the positive Moment of the starter generator and the negative
  • Torque of the engine brake results.
  • the acceleration of the vehicle is therefore approximately 0.
  • torque profiles are plotted over time, the diamond profile characterizing the desired braking torque, the square profile the engine braking torque and the triangle profile the positive torque of the starter generator.
  • FIGS. 10 and 11 show the two proposals according to the invention for preventing undesired acceleration when driving downhill in the form of flow diagrams.
  • FIG. 10 shows the first proposal, which only provides for regeneration by the starter generator.
  • FIG. 11 shows the second proposal, which suggests both regeneration and the engine brake to reduce acceleration of the vehicle.
  • the proposed strategy can preferably be used in electric manual transmissions as well as in hybrid vehicles.

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Abstract

Es wird ein Verfahren, eine Vorrichtung und deren Verwendung zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, mit einem Schaltgetriebe und einer in Wirkverbindung mit dem Schaltgetriebe angeordneten elektrischen Maschine vorgeschlagen, wobei in Abhängigkeit von einem bestimmten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs eine Schutzmassnahme zur Aufrechterhaltung eines sicheren und komfortablen Betriebs des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.

Description

Verfahren, Vorrichtung und deren Verwendung zum Betrieb eines
Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und deren Verwendung zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe im Antriebsstrang.
Gemäß Figur 1 weist ein Fahrzeug 1, eine Antriebseinheit 2, wie einen Motor oder eine Brennkraftmaschine, auf. Weiterhin sind im Antriebsstrang des Fahrzeuges 1 ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im Kraftfluss zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment des Motors über das Drehmomentübertragungssystem 3 an das Getriebe 4 und von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nachgeordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.
Das Drehmomentübertragüngssystem 3 ist als Kupplung, wie z. B. als Reibungskupplung, Lamellenkupplung, , Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung, ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende oder eine verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG). Entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken kann das Getriebe auch ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert geschaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im Weiteren ein automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und bei dem der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird.
Weiterhin kann als USG auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Automatgetriebe ein Getriebe im Wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen aufgebaut ist. Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe kann auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungssystem 3, wie eine Kupplung oder eine Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann eine Trόckenreibungskupplung oder eine nass laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann es ein Drehmomentwandler sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem z. B. die Kupplungsscheibe 3a mittels der Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, z.B. einem Aktor, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie z. B. einem Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung können der Aktor 13b und die Steuerelektronik 13a auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie z.B. Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Antriebsmotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, dass das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor 13b mit Elektronik benötigt. Der Aktor 13b besteht aus dem Antriebsmotor 12, wie z.B. einem Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie z.B. ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Kurbelgetriebe oder ein Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder 11 kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors 13b, wie z. B. des Geberzylinderkolbens 11a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11 ist über eine Druckmittelleitung 9, wie z.B. eine Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückmittel 20, z.B. einem Ausrückhebel, wirkverbunden, so dass eine Bewegung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, dass das Ausrückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3 übertragbare Drehmoment anzusteuern.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., er kann einen Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder aufweisen. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch erfolgen, wobei der als
Antriebselement 12 vorgesehene Elektromotor elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement 12 des Aktors 13b kann neben einem elektromotorischen
Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes
Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um eine Position eines Elementes einzustellen.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes dadurch, dass die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt. Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie z.B. einer Ausrückgabel oder eines Zentralausrückers, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte 3b respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte 3b dabei zwischen zwei Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die eine
Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die andere
Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteuerung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist als das momentan anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Position der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwischen den beiden
Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten Ansteuerung des
Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es können aber auch übertragbare
Kupplungsmomente angesteuert werden, die definiert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem solchen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden, wobei die Drehmoment-
Ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von beispielsweise
Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.
Zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steuerung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Messwerte liefern, die von der Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen Elektronikeinheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes, eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.
Die Fig. 1 zeigt, dass ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor 16 sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden können und Messwerte bzw. Informationen an das Steuergerät 13 weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie z.B. eine Computereinheit, der Steuerelektronik 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter. Das Getriebe ist als z.B. Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Übersetzungsstufen mittels eines Schalthebels 18 gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels 18 betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Schalthebel 18 des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das Steuergerät 13 weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltabsicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, dass der Sensor ein Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel 18 wirkende Kraft detektiert. Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignals eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät 13 steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor 13b ausgibt. Der Antriebsmotor 12 des Aktors 13b, z.B. ein Elektromotor, erhält von der Steuereinheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhängigkeit von Messwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät 13 ein Steuerprogramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungseinheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungseinheit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder es steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einheiten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software implementiert sein, so dass mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmoment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1, die Gangposition des Getriebes 4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssystems 3 herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges 1 bestimmt werden können. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren 19a, 19b am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Stellmitteln, wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese detektieren, beispielsweise die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie z.B. an einem Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Lasthebel 30 bzw. Gaspedal ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei nicht betätigtem Lasthebel 30 ist er ausgeschaltet, so dass durch diese digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel 30 betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels 30.
Die Fig. 1 zeigt neben dem Lasthebel 30 und den damit in Verbindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie z.B. ein Bremspedal, einen Handbremshebel oder ein hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststellbremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist beispielsweise als digitaler Sensor, wie z. B. als Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, dass das Bremsenbetätigungselement 40 betätigt oder nicht betätigt ist. Mit dem Sensor 41 kann eine Signaleinrichtung, wie z.B. eine Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche signalisiert, dass die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor 41 kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Bremsenbetätigungselementes 41 ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in Signalverbindung stehen.
Nachfolgend wird eine mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der ein aktives Bremsen, insbesondere bei Schaltvorgängen im Schubbetrieb, bei einem Fahrzeug vorgeschlagen wird. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Komfortverbesserung insbesondere bei Rückschaltvorgängen bei einer Bergabfahrt zu realisieren.
Demnach kann z. B. durch die Verwendung eines aktiven Bremssystems, wie z. B. einem ESP-System, einer elektrohydraulischen Bremse, einem Brake-by-wire-System oder dgl., kurzzeitig die Motorbremswirkung ersetzt werden.
Während z. B. einer ASG-Schaltung im Schubbetrieb kann auf diese Weise die fehlende Motorbremswirkung durch die aktive Bremse bis zu dem Niveau aufgebracht werden, welches nach dem Wiedereinkuppeln am Rad zu erwarten ist. Es ist denkbar, dass diese Vorgehensweise auch noch geeignet modifiziert wird, um weitere Komfortverbesserungen zu erhalten. Es ist möglich, dass diese Vorgehensweise auch bei anderen Schaltvorgängen realisiert wird.
Bevorzugt kann die vorliegende Erfindung bei sämtlichen Fahrzeugen mit automatischem oder automatisierten Getrieben zum Einsatz kommen.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung beschrieben, bei der eine automatisch betätigte Parksperre ohne Haltemagnet vorgeschlagen wird.
Es ist bekannt, das bei einer automatisch betätigten Parksperre, welche durch das aktive Interlock betätigt wird, jeweils ein Elektromagnet vorgesehen ist, um die Parksperre im geöffneten Zustand zu blockieren.
Um den zusätzlichen Aufwand für diesen Elektromagnet zu vermeiden, können auch rein mechanische Lösungen für eine Parksperre vorgesehen werden. Hierzu sollte die Parksperre durch die Getriebeaktorik sowohl ein als auch ausgelegt werden können.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Bewegung des Schaltfingers zur Betätigung der Parksperre nur in eine Richtung zu nutzen, um so die andere Gasse im H Schaltbild für einen weiteren Gang oder Anschlag nutzen zu können. ln Figur 2 ist eine Explosionsdarstellung einer möglichen automatisch betätigten Parksperre ohne die Verwendung eines Haltemagnets dargestellt. Die Funktionsweise dieser Parksperre ist ähnlich der Funktionsweise eines Kugelschreibers.
In den Figuren 3 bis 5 sind weitere Ansichten des erfindungsgemäßen Lösungsvorschlages dargestellt. Die erfindungsgemäße Parksperre besteht im Wesentlichen aus einer Betätigungshülse 51 bevorzugt mit einer spitzen, keilförmigen oder dergleichen Verzahnung. Femer ist ein Betätigungsbolzen 52 vorgesehen, wobei zwischen dem Betätigungsbolzen und der Betätigungshülse eine Lagerkappe 53 ebenfalls mit einer keilförmigen Verzahnung vorgesehen ist.
In Figur 3 ist die Parksperre in einem Getriebegehäuse .54 eingebaut. Bei dieser Darstellung ist die Sperrklinke 55 außerhalb des Sperrrades. Zur Rückstellung ist bevorzugt eine Rückstellfeder 56 oder dergleichen an dem Betätigungsbolzen 52 vorgesehen.
In Figur 4 ist die erfindungsgemäße Parksperre in einem Zustand gezeigt, in dem diese mit einem Schaltelement betätig ist. Im Gegensatz zu Figur 3 ist somit der Zustand der Parksperre in Figur 4 verändert. Es handelt sich hierbei um eine Zwischenstufe.
In Figur 5 ist die Parksperre in einem eingelegten Zustand gezeigt. In diesem Zustand wird das Sperrrad 57 der Parksperre durch die Sperrklinke 55 blockiert. Auf diese Weise wird das Sperrrad 57 fest mit der Getriebevorgelegewelle verbunden.
Die in Figur 4 durch einen Pfeil angedeutete Kraft FA repräsentiert die Kraft des Schaltfingers, welcher auf die Betätigungshülse 51 wirkt, wenn der Zustand der Parksperre verändert werden soll. Durch die spitze Verzahnung an dem der Lagerkappe 53 zugewandten Ende der Betätigungshülse 51 kann die Lagerkappe 53 und somit auch der Betätigungsbolzen 52 der Parksperre in die Richtung der Kraft FA verschoben werden. Somit wird die Parksperre in Figur 4 bzw. Figur 5 nach rechts verschoben. Die Betätigungshülse 51 und die Lagerkappe 53 bzw. Lagerungskappe können beispielsweise durch geeignete Nuten in der Getriebegehäusebohrung geführt werden. An der Lagerkappe 53 ist ebenfalls eine spitze oder dergleichen Verzahnung vorgesehen. Wenn die Lagerkappe 53 mit der Betätigungshülse 51 und dem Schaltelement der Getriebeaktorik derart verschoben wird, dass sich die Verzahnung der Lagerkappe außerhalb der Nuten der Getriebegehäusebohrung befinden, kann die Lagerkappe etwa um 45° gedreht werden, welches auf Grund der Spitzen an der Verzahnung der Betätigungshülse, der Lagerkappen und der Nuten der Getriebegehäusebohrung erfolgen kann. Die Betätigungshülse kann sich jedoch nicht verdrehen, da diese den Bereich der Nuten nicht verlässt, so dass eine Verdrehsicherung für die Betätigungshülse realisiert wird.
Gemäß einer Weiterbildung können bevorzugt insgesamt 8 Nuten beispielsweise in einem Abstand von jeweils 45° am Umfang der Getriebegehäusebohrung vorgesehen sein. Davon können z. B. 4 Nuten ein Verschieben der Lagerkappe 53 und damit auch des Betätigungsbolzens 51 in eine Position ermöglichen, wie sie in Figur 3 gezeigt ist. Die anderen 4 Nuten können ein Verschieben der Parksperre in die Position zulassen, welche in Figur 5 dargestellt ist.
Wenn sich die 4 Zähne der Lagerkappe 53 innerhalb der Nuten befinden, die ein Verschieben der Lagerkappe 53 bis nach ganz links verhindern, wie dies in Figur 3 dargestellt ist, befindet sich die Parksperre in einem ausgelegten Zustand. Die Sperrklinke 55 steht in diesem Fall nicht mit dem Sperrrad der Sperrklinke in Eingriff.
Wenn sich die 4 Zähne der Lagerkappe 53 innerhalb der Nuten befinden, welche ein Verschieben der Lagerkappe 53 bis nach ganz links zulassen, wie dies in Figur 5 dargestellt ist, befindet sich die Parksperre in einem eingelegten Zustand. In diesem Fall wird das Sperrrad der Parksperre durch die Sperrklinke 55 gesperrt.
Die Feder sorgt in jeder Stellung der Lagerkappe dafür, dass der Betätigungsbolzen jeweils soweit wie möglich nach links verschoben wird, bis dieser an dem Ende der Bohrung in der Lagerkappe anliegt. Dies ist insbesondere in Figur 2 dargestellt. Somit werden auch mögliche Zahn-Zahn-Stellungen von der Sperrklinke 55 und dem Sperrrad 57 vermieden. Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Konzeption, dass die Betätigung der Parksperre durch den Schaltfinger nur in eine Richtung erfolgt.
Eine andere Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass die vorgeschlagene automatisch betätigte Parksperre derart modifiziert wird, dass bevorzugt zusätzlich eine Notlöseeinrichtung vorgesehen wird. Somit kann die Parksperre im Notfall möglichst schnell gelöst werden.
Die erfindungsgemäße Parksperre kann bevorzugt bei Parallelschaltgetrieben (PSG) eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine möglichst einfache Anfahrstrategie für automatische bzw. automatisierte Getriebe vorgeschlagen wird.
Die bereits bekannten Strategien zum Anfahren sind relativ kompliziert und benötigen auf Grund der verwendeten Anfahrkennlinien einen relativ hohen Speicherbedarf. Darüber hinaus muss die jeweilige Kennlinie für jeden Fahrzeugtyp entsprechend abgestimmt werden.
Demnach liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, eine einfache Strategie zum Anfahren zu realisieren, welche mit geringem Aufwand bei verschiedenen Fahrzeugen eingesetzt werden kann und zudem wenig Speicherplatz im Fahrzeugrechner benötigt.
Wie bereits erwähnt wird das Anfahren derzeit bei EKM- und ASG-Fahrzeugen über Anfahrkennlinien gesteuert. Dabei ist das übertragbare Kupplungssollmoment Tcι,d eine Funktion der Motordrehzahl ne. Dies ergibt sich aus der folgenden Gleichung:
rrf = /(«.) (1)
Es ist jedoch möglich, das zu Beginn des Anfahrens diese Strategie modifiziert wird, indem das Kupplungssollmoment Tcι,d unter den in Gleichung 1 berechneten Wert gesenkt wird. Auf diese Weise kann ein schnelles Ansteigen des Kupplungssollmomentes Tcι,d und ein mögliches Abwürgen des Motors vermieden werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass zum Ende des Anfahrvorganges das
Kupplungssollmoment entsprechend reduziert wird, um einen sanften Übergang der
Kupplung ins Haften zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird eine Steuerstrategie vorgeschlagen, bei der die Steuereinheit jederzeit in der Lage ist, das Moment T*cι zu berechnen. Bei dem Moment T*cι handelt es sich um das Moment, welches unmittelbar nach dem Abbau des Schlupfes von der Kupplung übertragen wird. Das Kupplungssollmoment Tcι,d kann dann bevorzugt durch folgende Gleichung gesteuert werden: Tcl,d = τ; (l + f(ne -ng)) (2)
Dabei wird mit ng die Getriebeeingangsdrehzahl und mit f() eine monoton steigende Funktion bezeichnet, deren Wert bei f(0) gleich 0 ist. Ein mögliches Beispiel für eine derartige Funktion kann wie folgt beschrieben werden:
Figure imgf000013_0001
wobei k und c positive Konstanten sind, die auf das jeweilige Fahrzeug abgestimmt werden können. Die Berechnung von T*cι wird im weiteren Verlauf beschrieben.
Durch die Beziehung in Gleichung 2 wird gewährleistet, dass das Kupplungssollmoment Tcι,d größer als das Moment T*cι ist, solange die Kupplung schlupft. Auf diese Weise kann der Schlupf abgebaut werden. Ferner wird durch die Gleichung 2 gewährleistet, dass der Verlauf des Kupplungssollmomentes Tcι,d glatt bzw. stetig ist, also keine Sprünge in dem Verlauf des Momentes T*cι auftreten. Auf diese Weise gehen auch die beiden Drehzahlen mit gleichen Steigungen ineinander über. Somit kann ein ruckhafter Übergang vom Schlupfen zum Haften vermieden werden.
Sobald der Kupplungsschlupf ne - ng unter eine vorbestimmte Grenze sinkt, wie z.B. 10 U/min., kann der Anfahrvorgang als beendet angesehen werden und die Kupplung im Modus „Fahren" gesteuert werden.
Nachfolgend wird das zu übertragene Drehmoment T*C| nach dem Anfahren bestimmt. Nach dem Anfahren haftet die Kupplung. Der Motor und das Getriebe sind dann fest miteinander verbunden bzw. gekoppelt. Die Bewegungsgleichung für den Motor lautet dann:
Je -ώe = Te -τ;, , (4)
wobei Je das Trägheitsmoments des Motors, ω- die Winkelbeschleunigung des Motors und Te das Drehmoment des Motors sind. Die Bewegungsgleichung für das Fahrzeug lautet: χ, -ώv = τr +i - τ , (5)
wobei Jv das Trägheitsmoment des Fahrzeuges, ωv die Winkelbeschleunigung des Fahrzeuges, Tr die Summe aller Fahrwiderstände des Fahrzeuges und i das Übersetzungsverhältnis des übertragenen Ganges sind. Da der Motor und das Fahrzeug bzw. das Getriebe starr miteinander verbunden sind, gilt: ώ. X i (6) durch das Einsetzen der Gleichung 6 in die Gleichung 5 und durch das Auflösen nach der Winkelbeschleunigung des Motors ώe kann eine Gleichung für die Winkelbeschleunigen des Motors ώe angegeben werden. Wenn die
Winkelbeschleunigung des Motors in Gleichung 2 eingesetzt wird und danach nach dem zu übertragenen Drehmoment T*cι aufgelöst wird, ergibt sich folgende Gleichung:
Figure imgf000014_0001
Mit dieser Gleichung kann das zu übertragene Moment T*cι schon während der Schlupfphase vorausberechnet werden, da sich die Summe aller Fahrwiderstände Tr beim Übergang vom Schlupfen zum Haften nicht verändert. Dabei ist jedoch die Kenntnis von der Summe aller Fahrwiderstände Tr erforderlich. Als Näherung kann als Wert von Tr der Wert während der Schlupfphase verwendet werden, der sich aus der Bewegungsgleichung des Fahrzeuges ergibt:
Tr = Jv -ώv ~i -Tc! , (8) wobei mit Tcι das Moment der schlupfenden Kupplung angegeben ist. Zur Auswertung der Gleichung 8 kann der Wert der Fahrzeugbeschleunigung ώv verwendet werden.
Dieser kann durch Differenzieren der Raddrehzahl oder der Getriebeeingangsdrehzahl (ωg = i ■ ωv ) berechnet werden. Insgesamt ergeben sich erhebliche Vorteile gegenüber der bekannten Anfahrstrategie. Insbesondere dadurch, dass das Kupplungssollmoment Tcι,d eine Funktion der Schlupfdrehzahl und nicht der Motordrehzahl ist. Somit kann während des gesamten Anfahrvorganges eine einzige Formel zur Berechnung des Kupplungssollmomentes Tcι,d verwendet werden. Ferner sind keine Modifikationen für den Beginn und das Ende des Anfahrens bei der erfindungsgemäßen Anfahrstrategie erforderlich. Darüber hinaus kann die Funktion Tcι.d (ne-ng) auf einfachste Weise dargestellt werden. Deren Abstimmung auf das jeweilige Fahrzeug kann mit einem oder zwei Parameter auf einfachste Weise durchgeführt werden. Dies ist besonders zeitsparend.
Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Strategie sollte die Fahrzeugbeschleunigung ώv relativ genau bestimmt werden. Bevorzugt können die von dem ABS-System gelieferten Raddrehzahlen zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung durch einen zusätzlichen Drehzahlmesser am Getriebeeingang ergänzt werden.
Zur Veranschaulichung der vorgestellten erfindungsgemäßen Strategie ist in Figur 6 ein
Simulationsbeispiel gezeigt. Dabei werden bevorzugt die folgenden Parameter verwendet:
Je = 0,25 kg * m2
Jv= 70 kg * m2
Tr = - 5 Nm - 10 Nmh/km*V
Radradius = 0,3 m i = 14 k = 0,014min/U c = 0,6
Bei dieser Simulation wurde ein realistisches Motorkennfeld verwendet. In Figur 6 sind die zeitlichen Verläufe verschiedener Größen während des Anfahrvorganges dargestellt. In dem oberen Diagramm ist die Motordrehzahl mit einer gepunkteten Linie und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. In dem mittleren Diagramm ist das Motormoment mit einer gepunkteten Line und das übertragbare Kupplungsmoment mit einer durchgezogenen Linie gezeigt. In dem unteren Diagramm ist die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer durchgezogenen Linie und die Fahrzeugbeschleunigung mit einer gepunkteten Linie gekennzeichnet. Die vertikal gestrichelte Linie, welche durch die drei dargestellten Diagramme verläuft, zeigt den
Übergang der Kupplung vom Schlupfen zum Haften.
Insgesamt ist aus Figur 6 ersichtlich, dass der kleine Ruck beim Übergang vom Schlupfen zum Haften daher kommt, dass nicht erst nach dem vollständigen Abbau des Schlupfes in den Modus Fahren gewechselt worden ist, sondern erst bei der Differenz von neund ng bei einem Wert von 10 U/min.
In Figur 7 ist ein Flussdiagramm gezeigt, welches die Berechnung des Kupplungssollmomentes Tcι,d während des Anfahrens gemäß der erfindungsgemäßen Strategie realisiert.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der voriiegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Strategie vorgeschlagen wird, durch die insbesondere das Kriechmoment in Abhängigkeit von bestimmten Verbrauchern und weiteren Faktoren langsamer aufgebaut wird.
Bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) und bei automatisierten Getrieben (ASG) kann eine sogenannte Kriechfunktion implementiert werden, d.h. das Fahrzeug kann Ankriechen, sobald ein Gang eingelegt ist und die Fahrzeugbremse nicht betätigt wird. Die Realisierung der Kriechfunktion ist relativ kompliziert, weil der Motor nur das Leerlaufmoment zur Verfügung stellen kann. Bei Fahrzeugen mit wenig Hubraum, bei denen eventuell zusätzlich keine Vorsteuerung möglich ist, ist diese Kriechfunktion besonders schwer zu realisieren, da der Motor bezüglich seiner Drehzahl derart begrenzt wird, dass geringe Komforteinbußen möglich sind. Eventuell kann der Motor sogar abgewürgt werden, wenn das Kupplungsmoment zu schnell und/oder zu stark aufgebaut wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Kriechfunktion weiter zu verbessern, so dass die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden. Demnach kann gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen werden, dass der
Aufbau des Kupplungsmomentes in Abhängigkeit eingeschalteter Verbraucher, wie z. B. der Klimaanlage, der Lichtmaschine oder dgl., entsprechend reduziert wird. Die
Geschwindigkeit kann z.B. in mehreren Stufen variiert werden. Des weiteren kann jede andere Funktion zwischen dem Verbraucher und der Steigung der Rampen zum Aufbau des Kupplungsmomentes verwendet werden. Ein linearer Zusammenhang kann besonders vorteilhaft sein, d.h. je mehr Moment ein Verbraucher benötigt, desto flacher ist die Steigung der Rampe.
Um zu erkennen, ob ein Verbraucher eingeschaltet ist, kann bevorzugt, so fern vorhanden, direkt das Momentensignal verwendet werden.
Es ist auch möglich, dass digitale Information, wie z.B. „Klimaanlage eingeschaltet" oder „Klimaanlage ausgeschaltet" herangezogen werden. Wenn das Momentensignal nicht zur Verfügung steht, kann eventuell ein Temperatursignal oder dgl. herangezogen werden, denn bei einer hohen Temperatur ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Klimaanlage eingeschaltet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steigung der Rampe an vorhergehende Zustände angepasst wird.
Beispielsweise existiert bei der Kriechfunktion ein Abwürgeschutz, d.h., wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmte Grenze unterschreitet, wird die Kupplung schlagartig geöffnet, um zu vermeiden, dass der Motor abgewürgt wird. Wenn beispielsweise dieser Abwürgeschutz bei aktivierter Kriechfunktion mehrmalig eingreift, kann dies ein Indiz dafür sein, dass die Kupplung beim Kriechen zu schnell geschlossen worden ist. Somit kann beispielsweise die Steigung der Rampe verringert werden.
Um eine langfristige Adaption der Steigung der Rampe zu realisieren, kann der Wert beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher oder dgl. (EProm) gespächert werden. Eine Adaption der Steigung der Rampenfunktion kann durch unterschiedliches Kriechen von dem Fahrer wahrgenommen werden. Dies stellt aber eine geringere Komforteinbuße als das Abwürgen des Fahrzeugmotors dar. Um die Steigung der Rampe beim Aufbau des Kriechmomentes zu beeinflussen, muss es in diesem Fall in vorteilhafter Weise nicht erst zum Abwürgen des Motors kommen, denn die Steigung der Rampe kann schon vorher beeinflusst werden, wenn die
Kupplungssteuerung erkennt, dass der Motor zu sehr hinsichtlich seiner Motordrehzahl reduziert wird (nMot < nLeerlauf - Offset). Dabei kann für den Offset sinnvollerweise ein
Wert etwa im Bereich von 0 bis 300 U/min gewählt werden. Sobald eine Reduzierung der Motordrehzahl erkannt wird, kann die Steigung der Rampe nicht so stark beeinflusst werden, wie bei dem Eingreifen des Abwürgeschutzes, da das Reduzieren der
Motordrehzahl keine starke Komforteinbuße für den Fahrer darstellt.
Insgesamt kann die Steigung der Rampenfunktion beim Aufbau des Kupplungsmomentes bevorzugt beeinflusst werden, wenn auf irgendeine Weise erkannt wird, dass Verbraucher eingeschaltet worden sind. Femer kann die Steigung der Rampe beeinflusst werden, wenn vorhergehende Zustände des Fahrzeuges, wie z.B. durch das Eingreifen des Abwürgeschutzes, die Reduzierung der Motordrehzahl oder dgl. festgestellt worden sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen werden, dass bei beiden Eingriffen neben der Beeinflussung der Steigung der Rampe auch z.B. die Höhe des Kriechmomentes beeinflusst wird. Dabei kann z.B. die Höhe des Kriechmomentes bevorzugt reduziert werden, d.h. bei eingeschalteten Verbrauchern steht der Fahrzeugbeschleunigung weniger Moment zur Verfügung, so dass das maximale Kriechmoment angepasst, also reduziert werden kann. Wenn beispielsweise der Abwürgeschutz eingegriffen hat oder die Motordrehzahl stark reduziert worden ist, kann ebenfalls die Höhe des maximalen Kupplungsmomentes reduziert werden. Die Reduzierung kann ebenfalls in Stufen oder in Abhängigkeit einer beliebigen Funktion durchgeführt werden.
Die vorgeschlagenen Strategien können bevorzugt bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) oder einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) zum Einsatz kommen. Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der eine Strategie vorgeschlagen wird, um ein Anhalten eines Fahrzeuges an einem Berg zu vermeiden.
Nach einer bestimmten Zeit insbesondere in den Anfahrgängen 1 , R und 2 kann die Kupplung über die Wegsteuerung zugezogen werden, wenn unter anderem folgende Bedingungen erfüllt sind: Fahrer gibt Gas UND Motordrehzahl nMot> 500 UND Getriebeeingangsdrehzahl nGetπebe> einem Grenzwert der Getriebedrehzahl ngetGrenzwe.t
Dabei kann der Grenzwert der Getriebedrehzahl gang- und/oder länderabhängig sein. Der Grenzwert für den zweiten Gang ist höher als für den ersten und den Rückwärtsgang. Beispielsweise kann der Grenzwert der Getriebedrehzahl die Summe aus der Leeriaufdrehzahl und 200 U/min annehmen, in Brasilien beispielsweise kann der Grenzwert für den ersten und den Rückwärtsgang den Wert annehmen, welcher sich aus der Differenz der Leeriaufdrehzahl und 200 U/min ergibt. In Europa entspricht der Grenzwert der Getriebedrehzahl der Leeriaufdrehzahl.
Die Länderabhängigkeit hinsichtlich der Getriebeeingangsdrehzahl ergibt sich beispielsweise aus dem Umstand, dass in Europa auch Diesel- Fahrzeuge eingesetzt werden. Bei diesen Fahrzeugen wäre ein Grenzwert, welcher 200U/min unterhalb der Leeriaufdrehzahl liegt nachteilig, da bei dieser Drehzahl der erforderliche Öldruck nicht aufrecht erhalten bleibt.
Aus dem vorgenannten ergibt sich, dass zum Vermeiden des Anhaltens des Fahrzeuges an einem Berg es vorteilhaft ist, wenn der Grenzwert der Getriebedrehzahl nGetGrenzwert etwa den Wert 0 annimmt.
Demnach kann der Grenzwert der Getriebedrehzahl nGetGrenzwert auf den Wert 0 gesetzt werden und zusätzlich die Motordrehzahl nMot überwacht werden. Auf diese Weise wird beim Halten des Fahrzeuges am Berg die Kupplung langsamer geschlossen. Dadurch setzt sich das Fahrzeug entweder in Bewegung oder der Motor wird entsprechend gedrückt. Unterschreitet der Motor eine Grenzwertschwelle von z.B. (Leeriaufdrehzahl - 100 U/min), so kann die Kupplung wieder mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit geöffnet werden, um ein Abwürgen des Motors am Berg zu verhindern.
Die vorgenannten Bedingungen können geeignete ergänzt und auch beliebig miteinander kombiniert werden, um die erfindungsgemäße Strategie weiter zu verbessern.
Diese vorgeschlagene Strategie kann bevorzugt bei Fahrzeugen mit einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM), einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG), einem unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG), einem Parallelschaltgetriebe (PSG) oder dgl. zum Einsatz kommen.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine unerwünschte Beschleunigung des Fahrzeuges insbesondere bei Bergabfahrten verhindert werden soll.
Bei einer Bergabfahrt kann es vorkommen, dass das Fahrzeug eine höhere Beschleunigung durchführt, als vom Fahrer gewünscht wird. Wenn ein Berg sehr steil ist, sollte eine starke Verwendung der Bremsen verhindert werden, um ein Überhitzen der Bremsen zu vermeiden. Um dieses Ziel zu erreichen, wird sowohl bei einem manuellen als auch bei einem Automatikgetriebe ein niedriger Gang geschaltet, um somit das Fahrzeug durch den Motor abzubremsen und die Bremsen zu entlasten.
Bei einem Fahrzeug mit einem elektrischen Schaltgetriebe ESG wird der Motor abgeschaltet und der Startergenerator wird im Generatormodus verwendet, um das Antriebsmoment des Fahrzeuges zum Stromerzeugen zu nutzen. Bei einer starken Bergabfahrt kann das Fahrzeug beschleunigt werden. Dies wird u. U. von dem Fahrer nicht gewünscht, welcher in dieser Situation einen niedrigeren Gang einlegen möchte, um somit den Motor zum Bremsen zu verwenden, sodass ein Überhitzen der Bremsen vermieden wird.
Um die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden, kann der Startergenerator (SG), insbesondere in Kombination mit der Verbrennungskraftmaschine (CE) verwendet werden, um die ungewünschte Beschleunigung des Fahrzeuges bevorzugt bei Bergabfahrten zu vermeiden.
Insbesondere beim elektrischen Schaltgetriebe (ESG) ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug Gegenmaßnahmen durchführt, sodass die Verwendung von Bremsen vermieden bzw. reduziert wird. Dies kann z.B. automatisch und/oder nach Fahrerwünschen durchgeführt werden.
Dabei sollten zwei unterschiedliche Fahrsituationen bevorzugt behandelt werden: 1. Das Fahrzeug fährt einen steilen Berg auf einer schmalen Straße herunter und die
Geschwindigkeit darf nicht unkontrolliert ansteigen. Es ist wichtig, dass die Bremsen nicht zu stark verwendet werden, wobei es nicht notwendig ist, die Bremsen derart zu verwenden, dass das Fahrzeug angehalten wird, sondern nur um die Geschwindigkeit zu reduzieren. Gleichzeitig wäre es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug in der Lage wäre die potenzielle Energie des Fahrzeuges soweit wie möglich zu verwerten bzw. umzuwandeln, beispielsweise in elektrische Energie. 2. Das Fahrzeug fährt bergab, jedoch die Straße ist derart ausgestaltet, dass der Fahrer keine Geschwindigkeitsreduzierung wünscht. Das Fahrzeug sollte dann so intelligent reagieren, dass der Fahrer nicht irritiert ist.
Bei der ersten Situation sollte demnach eine Fahrzeugbeschleunigung auf jeden Fall verhindert werden, wobei in der zweiten Situation die Fahrzeugbeschleunigung akzeptiert werden kann, also kein Eingriff erfolgt.
Demnach können folgende Gegenmaßnahmen vorgeschlagen werden. Beispielsweise kann eine erhöhte Regeneration der Energie vorgesehen werden, um die Fahrzeugbeschleunigung bei einem vorbestimmten Level zu halten.
Ferner kann vorgesehen sein, dass, wenn der Fahrer die Beschleunigung als zu hoch empfindet, ein Gang zurückschaltet wird, um die Beschleunigung des Fahrzeuges zu reduzieren. Das Fahrzeug kann nach dem Erhalten des Fahrerwunsches einen umgekehrten Tempomatmodus anwählen, welcher garantiert, dass die Beschleunigung in bestimmten Grenzen gehalten wird, insbesondere etwa 0 ist. Dies kann z.B. durch eine Bremsung mit dem Startergenerator oder wenn nötig zusätzlich mit dem Motor erreicht werden.
Die letztgenannte Maßnahme kann auch als globale Maßnahme verstanden werden, welche immer gewählt werden kann. Dies kann jedoch bewirken, dass sich das Fahrzeug seltsam verhält, wenn der Fahrer wünscht, dass die potenzielle Energie des Fahrzeuges zur Beschleunigung des Fahrzeuges verwendet werden soll.
Wenn bei einem Fahrmodus eine weitere Beschleunigung verhindert werden soll, oder wenn aufgrund einer globalen Strategie die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei einer Bergabfahrt nicht mehr erhöht werden soll, wenn kein Gas gegeben wird, oder wenn der Fahrer ein Herunterschalten des Ganges gewählt hat, ist es erforderlich, dass das Steuersystem eine Begrenzung der Beschleunigung realisiert. Ein erster Weg kann z. B. die Regeneration der Energie z.B. durch den Startergenerator im Generatormodus sein, jedoch wenn dies nicht ausreicht, kann auch der Motor gestartet werden, um zusätzlich die Motorbremse einzusetzen. Dabei liefern sowohl der Motor als auch der Startergenerator ein negatives Moment zum Abbremsen des Fahrzeuges. Durch die Wahl des richtigen Ganges bei dem Motor kann das negative Moment an dem Motor eingestellt werden, wobei der Startergenerator z. B. ein maximales negatives Moment aufnimmt. Ein wesentlicher Punkt ist dabei, dass durch die Kombination des Startergenerators und des Motors es möglich ist, exakt ein gewünschtes Bremsmoment einzustellen. Dies zeichnet die erfindungsgemäße Konzeption besonders aus, da diese Vorgehensweise bei den normalen Automatikgetrieben nicht möglich ist.
Auf diese Weise kann ein Wunsch des Fahrers die Geschwindigkeit zu reduzieren, welches er durch das Drücken des Bremspedals ausdrückt, dadurch realisiert werden, dass die Geschwindigkeit durch die Kombination von Motorbremse und Startergenerator Regeneration realisiert wird. Dies ist insbesondere aus Figur 8 ersichtlich, in dem verschiede Momente über die Zeit dargestellt sind. Zum einen ist das gewünschte Bremsmoment durch einen Rautenverlauf, das Motormoment durch einen Viereckverlauf und das Startergeneratormoment durch einen Dreieckverlauf dargestellt. Da es sich hier um negative Werte bei den dargestellten Momenten handelt, sind dies Bremsmomente. Wenn der Fahrer durch das Treten des Gaspedals anzeigt, dass er eine Beschleunigung des Fahrzeuges wünscht, wird die Regeneration und das Motorbremsmoment beendet bzw. abgeschaltet. Auf diese Weise kann dann das Fahrzeug wieder beschleunigt werden.
Die Vorteile bei dem ersten Vorschlag, bei dem die Regeneration durch den Startergenerator erhöht wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung etwa bei einem vorbestimmten Level gehalten werden soll, liegen im wesentlichen darin, dass die Benutzung der Bremsen erheblich reduziert wird, sowie die Möglichkeit der Regeneration von Energie gegeben sind, welche andernfalls durch das Bremsen verloren geht. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, wenn das Fahrzeug nicht in der Lage ist, während des Bremsens Energie zu regenerieren.
Die Vorteile bei dem zweiten Vorschlag, welcher sowohl eine Regeneration als auch eine Motorbremse durch Herunterschalten vorsieht, liegen insbesondere in der besseren Ansteuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere bei steilen Bergabfahrten. Dieses vorgeschlagene System arbeitet wesentlich effizienter und zuverlässiger als Standartlösungen bei automatischen Fahrzeugen, bei denen das Getriebe nur zwischen dem Schalten zwischen verschiedenen Gängen, wie z.B. dem 1. und dem 2 oder dem 1 , 2 und 3 Gang wählen kann. Das Problem hierbei liegt darin, dass die Beschleunigung entweder zu hoch oder zu niedrig ist und der Fahrer konstant die Bremsen benutzen muss oder Gas geben muss, um die richtige Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu erreichen.
Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Lösung wird bei dem bekannten Verfahren ein manueller Modus gewählt, in dem ein geringerer Gang gewählt werden muss.
Bevorzugt kann der zweite Vorschlag verwendet werden, nachdem der Fahrer dieses explizit wünscht; beispielsweise durch das Wählen des Fahrmodus mit dem Schaltwählhebel oder durch Drücken eines Knopfes oder dgl. Dadurch kann sicher gestellt werden, dass der Fahrerwünscht, dass der Motor das Bremsen übernimmt.
Ein mögliches Problem könnte auftreten, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist. Dann sollte keine weitere Energie regeneriert werden, um die Batterie nicht zu zerstören. Um die Beschleunigung des Fahrzeuges konstant bei einem Wert von etwa 0 zu halten, wird eine entsprechende Nutzung der Bremsmomente des Startergenerators und des
Motors vorgesehen. Da das Bremsmoment des Motors nur in bestimmten Schritten entsprechend des jeweiligen Ganges durchgeführt werden kann, ist es besonders vorteilhaft, wenn die elektrische Energie der Batterie benutzt wird, um ein positives
Moment aufzubringen. Damit wird zwar das Fahrzeug beschleunigt, jedoch kann durch die Motorbremse, insbesondere durch die Wahl eines entsprechenden Ganges eine negative Beschleunigung des Fahrzeuges erreicht werden, sodass in vorteilhafter Weise auch in dieser Situation ein gewünschtes Bremsmoment realisiert wird, welches sich aus der Differenz von dem positiven Moment des Startergenerators und dem negativen
Moment der Motorbremse ergibt. Somit liegt die Beschleunigung des Fahrzeuges etwa bei dem Wert 0.
Auf diese Weise kann auch bei geladener Batterie die erfindungsgemäße Strategie verwendet werden. Ein entsprechendes Diagramm welches diese Vorgehensweise zeigt, ist in Figur 9 dargestellt.
Dort sind, wie in Figur 8, Momentenverläufe über die Zeit aufgetragen, wobei der Rautenverlauf das gewünschte Bremsmoment, der Viereckverlauf das Motorbremsmoment und der Dreieckverlauf das positive Moment des Startergenerators kennzeichnet.
In den Figuren 10 und 11 sind die beiden erfindungsgemäßen Vorschläge zum Verhindern einer ungewünschten Beschleunigung bei Bergabfahrten in Form von Flussdiagrammen dargestellt. In Figur 10 ist der erste Vorschlag gezeigt, welcher lediglich die Regeneration durch den Startergenerator vorsieht. In Figur 11 ist der zweite Vorschlag gezeigt, welcher sowohl die Regeneration als auch die Motorbremse zum Reduzieren einer Beschleunigung de Fahrzeuges vorschlägt.
Insbesondere ist die vorgeschlagene Strategie bei elektrischen Schaltgetrieben als auch bei Hybridfahrzeugen bevorzugt einsetzbar.
Der mit der Anmeldung eingereichte Patentanspruch ist ein Formulierungsvorschlag ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
Da vorteilhafte Weiterbildungen im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, diese zum Gegenstand abhängiger und/oder unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Ausgestaltungen 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 dem Anspruch beschriebenen und in der Zeichnung 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 zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Brennkraftmaschine 2, mit einem Schaltgetriebe 4 und einer in Wirkverbindung mit dem Schaltgetriebe angeordneten elektrischen Maschine, die mittels zumindest einer
Kupplung zumindest einer der Wellen des Schaltgetriebes zuschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von zumindest einem bestimmten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs mindestens eine Schutzmaßnahme zur Aufrechterhaltung eines sicheren und komfortablen Betriebs des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorliegt, wenn sich das Kraftfahrzeug 1 in einer Bergabfahrt bei nicht betätigtem Gaspedal 40 befindet und gleichzeitig die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzmaßnahme die elektrische Maschine als Generator zugeschaltet wird, derart, dass die Bewegung das Kraftfahrzeugs 1 verzögert wird und dabei der Generator aus der Verzögerung der Bewegung des Kraftfahrzeugs elektrische Energie erzeugt und/oder unter bestimmten Bedingungen die Brennkraftmaschine über das Schaltgetriebe 4 derart zugeschaltet wird, dass das Kraftfahrzeug verzögert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, enthaltend einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Brennkraftmaschine und mit einem Schaltgetriebe 4 sowie einer in Wirkverbindung mit dem Schaltgetriebe angeordneten elektrischen Maschine mit zumindest einem Rotor und einem Stator, die mittels zumindest einer Kupplung zumindest einer der Wellen des Schaltgetriebes zuschaltbar und mit der im zugeschalteten Zustand das Kraftfahrzeug antreibbar ist oder die elektrische Maschine als Generator zuschaltbar und die Bewegung des Fahrzeugs dadurch verzögerbar und durch den Generator rekuperativ aus der Verzögerung der Bewegung des Kraftfahrzeugs elektrische Energie erzeugbar ist. Betätigungsvorrichtung 50, 50a, 50b, 50c für ein mittels einer Getriebeaktorik 13b automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe, mittels welcher bei einem bestimmten Betriebszustand zur Blockierung einer Fahrzeugbewegung mindestens eine Getriebewelle festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Betätigungseinrichtung durch die Getriebeaktorik betätigbar ist.
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