WO2008107309A1 - Verfahren zur steuerung eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Werner Wolfgang
Maik WÜRTHNER
Ingo Sauter
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive train of a motor vehicle, comprising a drive motor, an automated transmission and an arranged in the power flow between the drive motor and the transmission automated clutch, and in which the drive motor by means of an engine control unit and the transmission together with the clutch means a transmission control unit are controllable, and both control units via data and sensor lines with each other and at least with a speed sensor, an actuation sensor of an accelerator pedal and an actuation sensor of a brake pedal are connected, wherein in overrun at least as a function of the current vehicle speed and the current engine speed automatic push downshifts performed be made, and at the latest with the operation of the accelerator pedal a matching circuit for the transition to train operation.
  • Automated clutches and automated manual transmissions are increasingly being used in modern motor vehicles in the drivetrain, since this, on the one hand, achieves a reduction in fuel consumption and pollutant emissions and, on the other hand, an increase in the driving comfort of the relevant motor vehicles.
  • the control of the clutch and the gearbox is usually carried out in each case via an electronic transmission control unit, the information of current driving and operating parameters of the motor vehicle, such as the engine speed and the engine load of the drive motor, the rotational speeds of the input shaft and the output shaft and the engaged gear of the gearbox, the Einschungsgrad the clutch and the degrees of actuation of the accelerator pedal and the brake pedal are fed and processed there to control commands, which are used to carry out starting and switching operations to the gear selector of the gearbox, to the clutch the clutch and be passed to the engine control unit of the drive motor.
  • the information of current driving and operating parameters of the motor vehicle such as the engine speed and the engine load of the drive motor, the rotational speeds of the input shaft and the output shaft and the engaged gear of the gearbox, the Einschungsgrad the clutch and the degrees of actuation of the accelerator pedal and the brake pedal are fed and processed there to control commands, which are used to carry out starting and switching operations to the gear selector of the gearbox, to the clutch the clutch and be passed to the engine control
  • Corresponding drive trains are known, for example, from DE 197 23 393 A1, DE 199 52 623 A1, DE 101 21 389 C1, and DE 102 21 701 A1.
  • DE 197 23 393 A1 such a drive train and a control method of this drive train is described in which the clutch plate for engaging and disengaging the clutch and / or the gear plate for engaging and disengaging the gears of the gearbox are designed as electric motor.
  • DE 199 52 623 A1 has a method for controlling a corresponding drive train to the object in which the engagement of the clutch is delayed until the speed of the drive motor is adjusted independently of the operation of the accelerator pedal to the speed of the input shaft of the gearbox.
  • DE 101 21 389 C1 In another method for controlling such a drive train according to DE 101 21 389 C1, a load shock in the drive train caused by disengaging under load is avoided by disengaging the clutch by adjusting the engine torque of the drive motor, thus making disengaging more comfortable.
  • DE 102 21 701 A1 discloses a method for controlling a corresponding drive train is described with a hydraulic clutch actuator, according to the engagement of the clutch to terminate a sailing operation by a prior adjustment of the engine speed of the drive motor to the speed of the input shaft of the gearbox particularly fast and low-jerk is carried out.
  • the present invention is now based on a pushing operation of a motor vehicle provided with such a drive train.
  • the driver has released the accelerator pedal and optionally actuates the brake pedal below an actuation limit, from which an emergency braking would take place with an automatic opening of the clutch.
  • the fuel supply or fuel injection at the drive motor of the vehicle is in Pushing operation completely switched off (fuel cut-off) or at least greatly reduced, so that there is a high drag torque of the drive motor, by which the motor vehicle is decelerated except by the driving resistance of the motor vehicle and possibly the braking torque of the service brake.
  • the high number of circuits and the high switching sequence are also disadvantageously associated with high wear of the clutch and the gear clutches of the gearbox.
  • a matching circuit in the form of a downshift is required to the drive motor in conjunction with a connection or increase the fuel injection to a higher speed and to deliver a correspondingly high engine torque. Due to the decreasing driving speed increasing switching frequency of the target gear of the matching circuit often can not be determined fast enough, whereby the matching circuit is done with noticeable delay.
  • the present invention has the object to provide a method for controlling a drive train of the type mentioned, with a low-wearer and more comfortable overrun operation and a more spontaneous transition to the train operation is possible with a corresponding motor vehicle.
  • a method for controlling a drive train of a motor vehicle comprising a drive motor, an automated transmission and an arranged in the power flow between the drive motor and the transmission automated clutch, and in which the drive motor by means of a motor control unit and the manual transmission can be controlled together with the clutch by means of a transmission control unit, and both control units via data and sensor lines with each other and at least with a speed sensor, an actuation sensor of an accelerator pedal and an actuation sensor of a brake pedal are in communication, in overrun at least as a function of the current driving speed v F and the current engine speed n M automatic boost downshifts are performed, and at the latest with the actuation of the accelerator pedal x F p> 0 Anpa Switching to the transition to train operation takes place.
  • a first variant of the method it is provided that upon reaching the respective switching speed n s in the currently determined target gear G z of the respective matching circuit is switched, the clutch respectively only partially engaged and until the transition to train operation in the slip mode is kept (0 ⁇ x ⁇ ⁇ 1, where x ⁇ is the degree of engagement of the clutch).
  • the target gear intended for a transition to train operation is already engaged, so that the transition to the traction mode can be carried out quickly and conveniently at any time by the complete engagement of the clutch and the control of the drive motor in the traction mode.
  • the chronological course of the engagement of the clutch and the torque buildup of the drive motor takes place in a generally known manner as a function of the deflection of the accelerator pedal and optionally of the deflection speed of the accelerator pedal.
  • the gear Gj last engaged in overrun mode remains engaged until a deflection of the accelerator pedal from the rest position x F p> 0, ie an actuation of the driving gear.
  • the drive clutch is permanently closed, so that a larger drag torque of the drive motor can be transferred to the drive wheels and the drive train is in a safe operating state when a fault occurs. Due to the reduced compared to the first method variant switching frequency, the switching elements of the gearbox, such as speed clutches and gear shifter, spared and thus increases the life of the gearbox.
  • a disadvantage is taken into account that the transition to the train operation, a full matching circuit must be performed, which is associated with a delayed implementation of the transition to train operation.
  • there is a harmonious transition from the second method variant to the first method variant. Accordingly, from the release of the brake pedal as long as a gear track in the respective current target gear Gz the relevant matching circuit for the transition to train operation until the driver actuates the accelerator pedal (x F p> 0) and thus the complete engagement of the clutch (x ⁇ 1) and triggers the transition to train operation.
  • One possible variation for this purpose is a one-time gear tracking circuit triggered by the release of the brake pedal.
  • the clutch completely disengaged, if necessary, switched to the current target gear of the relevant matching circuit and the fuel supply of the drive motor is turned on or increased as soon as the overrun a predetermined Auslenkungsgrenzhongs by the brake pedal (x F p> x FP _ G ⁇ ) and / or a predetermined braking pressure threshold value of the service brake (per> PBI _GI-) is detected by sensors. Alternatively or additionally, this can also take place as soon as the response of an antilock braking system (ABS) is triggered by corresponding sensor signals from wheel speed sensors.
  • ABS antilock braking system
  • FIG. 2 shows a flow chart of a second variant of the control method according to the invention.
  • step S9 If, on the other hand, neither of the two conditions of S4 and S5 is fulfilled, it is checked in step S9 whether the current engine speed n M has reached or fallen below the shift speed n s previously determined in step S 3. If this is true, in step S10 in the target gear Gz the matching circuit is switched, the clutch but after step S1 1 initially only partially engaged (0 ⁇ x " ⁇ 1) to continue to drag torque of the drive motor for the deceleration of the motor vehicle use.
  • step S1 branches back to step S1

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen Antriebsmotor, ein automatisiertes Schaltgetriebe sowie eine im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe angeordnete automatisierte Kupplung umfasst. Um einen verschleißarmen und komfortablen Schubbetrieb und einen spontanen Übergang in den Zugbetrieb zu erreichen, ist vorgesehen, dass weitere Schubrückschaltungen verhindert werden, sobald die Fahrgeschwindigkeit (vF) des Kraftfahrzeugs eine vorab festgelegte Grenzgeschwindigkeit (vGr) für Schubrückschaltungen erreicht oder unterschritten hat (vF <= vGr) oder der aktuell eingelegte Gang (Gi) einem vorab festgelegten Grenzgang (GGr) für Schubrückschaltungen entspricht (Gi = GGr), und dass nach der Unterschreitung der Grenzgeschwindigkeit (vGr) oder nach dem Einlegen des Grenzgangs (GGr) ein Übergang in den Zugbetrieb vorbereitet wird, indem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (vF) des Kraftfahrzeugs und/oder von der Motordrehzahl (nM) des Antriebsmotors jeweils ein aktueller Zielgang (Gz) und eine zugeordnete Schaltdrehzahl (ns) einer Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb ermittelt wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranαs eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen Antriebsmotor, ein automatisiertes Schaltgetriebe sowie eine im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe angeordnete automatisierte Kupplung umfasst, und bei dem der Antriebsmotor mittels einer Motorsteuerungseinheit sowie das Schaltgetriebe zusammen mit der Kupplung mittels einer Getriebesteuerungseinheit steuerbar sind, und beide Steuerungseinheiten über Daten- und Sensorleitungen untereinander sowie zumindest mit einem Geschwindigkeitssensor, einem Betätigungssensor eines Fahrpedals und einem Betätigungssensor eines Bremspedals in Verbindung stehen, wobei im Schubbetrieb zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit und der aktuellen Motordrehzahl automatische Schubrückschaltungen durchgeführt werden, und bei dem spätestens mit der Betätigung des Fahrpedals eine Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb erfolgt.
Bei modernen Kraftfahrzeugen werden im Antriebsstrang zunehmend automatisierte Kupplungen und automatisierte Schaltgetriebe eingesetzt, da hierdurch einerseits eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie der Schadstoffemissionen und andererseits eine Erhöhung des Fahrkomforts der betreffenden Kraftfahrzeuge erzielbar ist. Die Steuerung der Kupplung und des Schaltgetriebes erfolgt jeweils zumeist über eine elektronische Getriebesteuerungseinheit, der Informationsdaten aktueller Fahr- und Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, wie der Motordrehzahl und der Motorlast des Antriebsmotors, der Drehzahlen der Eingangswelle und der Ausgangswelle sowie der eingelegte Gang des Schaltgetriebes, der Einrückungsgrad der Kupplung und die Betätigungsgrade des Fahrpedals und des Bremspedals zugeleitet und dort zu Steuerkommandos verarbeitet werden, die zur Durchführung von Anfahr- und Schaltvorgängen an die Gangsteller des Schaltgetriebes, an den Kupplungs- steller der Kupplung und an die Motorsteuerungseinheit des Antriebsmotors geleitet werden.
Entsprechende Antriebsstränge sind beispielsweise aus der DE 197 23 393 A1 , der DE 199 52 623 A1 , der DE 101 21 389 C1 , und der DE 102 21 701 A1 bekannt. In der DE 197 23 393 A1 ist ein derartiger Antriebsstrang und ein Steuerungsverfahren dieses Antriebsstrangs beschrieben, bei dem der Kupplungssteller zum Ein- und Ausrücken der Kupplung und/oder die Gangsteller zum Ein- und Auslegen der Gänge des Schaltgetriebes als Elektromotor ausgebildet sind. Die DE 199 52 623 A1 hat ein Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Antriebsstrangs zum Gegenstand, bei dem das Einrücken der Kupplung solange verzögert wird, bis die Drehzahl des Antriebsmotors unabhängig von der Betätigung des Fahrpedals an die Drehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes angeglichen ist. In einem anderen Verfahren zur Steuerung eines derartigen Antriebsstrangs gemäß der DE 101 21 389 C1 wird vor einem Ausrücken der Kupplung durch eine Anpassung des Motormomentes des Antriebsmotors ein durch das Auskuppeln unter Last bedingter Laststoß im Antriebsstrang vermieden und das Auskuppeln somit komfortabler gestaltet. In der DE 102 21 701 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Antriebsstrangs mit einem hydraulischen Kupplungssteller beschrieben, gemäß dem das Einrücken der Kupplung zur Beendigung eines Segelbetriebs durch eine vorherige Anpassung der Motordrehzahl des Antriebsmotors an die Drehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes besonders schnell und ruckarm durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung geht nun aus von einem Schubbetrieb eines mit einem derartigen Antriebsstrang versehenen Kraftfahrzeugs. In dieser Betriebsphase hat der Fahrer das Fahrpedal losgelassen und betätigt gegebenenfalls das Bremspedal unterhalb einer Betätigungsgrenze, ab der eine Notbremsung mit einer automatischen Öffnung der Kupplung erfolgen würde. Die Kraftstoffzufuhr bzw. Kraftstoffeinspritzung am Antriebsmotor des Fahrzeugs wird im Schubbetrieb vollständig abgeschaltet (Schubabschaltung) oder zumindest stark reduziert, so dass sich ein hohes Schleppmoment des Antriebsmotors ergibt, durch welches das Kraftfahrzeug außer durch den Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs und gegebenenfalls das Bremsmoment der Betriebsbremse abgebremst wird.
Durch das Schaltprogramm der Getriebesteuerungseinheit werden im Schubbetrieb zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit und von der aktuellen Motordrehzahl automatische Schubrückschaltungen ausgelöst und durchgeführt. Aufgrund der zu kleineren Gängen immer größer werdenden Übersetzungssprünge erfolgen diese Schubrückschaltungen jeweils mit einem zunehmend stärkeren Schaltruck und werden somit immer unkomfortabler. Wegen der mit absinkender Fahrgeschwindigkeit, insbesondere bei einer Betätigung der Betriebsbremse, immer weiter ansteigenden Verzögerung erhöht sich zudem die Schaltfolge der Schubrückschaltungen, so dass die Kupplung kaum noch geschlossen ist und somit die Bremswirkung durch das Schleppmoment des Antriebsmotors schließlich gegen Null geht.
Die hohe Anzahl von Schaltungen und die hohe Schaltfolge sind außerdem nachteilig mit einem hohen Verschleiß der Kupplung und der Gangkupplungen des Schaltgetriebes verbunden. Des Weiteren ist zum Übergang von dem Schubbetrieb in den Zugbetrieb, der von dem Fahrer durch die Betätigung des Fahrpedals ausgelöst werden kann, zumeist eine Anpassschaltung in Form einer Rückschaltung erforderlich, um den Antriebsmotor in Verbindung mit einer Zuschaltung oder Erhöhung der Kraftstoffeinspritzung auf eine höhere Drehzahl und zur Abgabe eines entsprechend hohen Motormomentes zu bringen. Aufgrund der mit absinkender Fahrgeschwindigkeit zunehmenden Schalthäufigkeit kann der Zielgang der Anpassschaltung häufig nicht schnell genug ermittelt werden, wodurch die Anpassschaltung mit spürbarer zeitlicher Verzögerung erfolgt. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bei einem entsprechenden Kraftfahrzeug ein verschleißärmerer und komfortablerer Schubbetrieb sowie ein spontanerer Übergang in den Zugbetrieb möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen Antriebsmotor, ein automatisiertes Schaltgetriebe sowie eine im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe angeordnete automatisierte Kupplung umfasst, und bei dem der Antriebsmotor mittels einer Motorsteuerungseinheit sowie das Schaltgetriebe zusammen mit der Kupplung mittels einer Getriebesteuerungseinheit steuerbar sind, und beide Steuerungseinheiten über Daten- und Sensorleitungen untereinander sowie zumindest mit einem Geschwindigkeitssensor, einem Betätigungssensor eines Fahrpedals und einem Betätigungssensor eines Bremspedals in Verbindung stehen, wobei im Schubbetrieb zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit vF und der aktuellen Motordrehzahl nM automatische Schubrückschaltungen durchgeführt werden, und bei dem spätestens mit der Betätigung des Fahrpedals xFp > 0 eine Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb erfolgt.
Außerdem ist bei diesem Verfahren gemäß der Erfindung vorgesehen, dass weitere Schubrückschaltungen verhindert werden, sobald die Fahrgeschwindigkeit vF des Kraftfahrzeugs eine vorab festgelegte Grenzgeschwindigkeit vGr für Schubrückschaltungen erreicht oder unterschritten hat (vF <= vGr) oder der aktuell eingelegte Gang Gi einem vorab festgelegten Grenzgang GGΓ für Schubrückschaltungen entspricht Gj = GGr, und dass nach der Unterschreitung der Grenzgeschwindigkeit vGr oder nach dem Einlegen des Grenzgangs GGr ein Übergang in den Zugbetrieb vorbereitet wird, indem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit vF des Kraftfahrzeugs und/oder der Motordrehzahl nM des Antriebsmotors jeweils ein aktueller Zielgang Gz und eine zugeordnete Schaltdrehzahl ns einer Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb ermittelt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass ab dem Unterschreiten der für Schubrückschaltungen festgelegten Grenzgeschwindigkeit vGr oder ab dem Einlegen des für Schubrückschaltungen festgelegten Grenzgangs keine weiteren Schubrückschaltungen mehr durchgeführt werden, entfallen die mit hohen Übersetzungssprüngen verbundenen Schubrückschaltungen zwischen den kleineren Gängen. Demzufolge werden auch die damit verbundenen Laststöße im Antriebsstrang bzw. längere Schlupfphasen der Kupplung vermieden. Der Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs erfolgt somit materialschonender und komfortabler. Durch die frühzeitige Ermittlung eines jeweils aktuellen Zielgangs und einer zugeordneten Schaltdrehzahl einer Anpassschaltung für einen Übergang in den Zugbetrieb kann der Wechsel vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb bei einer entsprechenden Betätigung eines Fahrbedienungselementes, wie des Brems- oder Fahrpedals, durch den Fahrer jederzeit spontan und mit relativ schnell sowie stoßarm gesteuertem Lastwechsel erfolgen.
Für die konkrete Steuerung des Schubbetriebs nach dem Unterschreiten der Grenzgeschwindigkeit oder nach dem Einlegen des Grenzgangs und des bedarfsweisen Übergangs in den Zugbetrieb sind erfindungsgemäß zwei Verfahrensvarianten vorgesehen.
In einer ersten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass mit Erreichen der jeweiligen Schaltdrehzahl ns in den aktuell ermittelten Zielgang Gz der betreffenden Anpassschaltung geschaltet wird, wobei die Kupplung jeweils nur teilweise eingerückt und bis zum Übergang in den Zugbetrieb im Schlupfbetrieb gehalten wird (0 < xκ < 1 , wobei xκ der Einrückgrad der Kupplung ist). Durch eine derartige Gangnachführung ist der für einen Übergang in den Zugbetrieb bestimmte Zielgang bereits eingelegt, so dass der Übergang in den Zugbetrieb durch das vollständige Einrücken der Kupplung und die Steuerung des Antriebsmotors in den Zugbetrieb jederzeit schnell und komfortabel durchführbar ist.
Dabei wird in Kauf genommen, dass über den Schlupfbetrieb der Kupplung bei vertretbarer thermischer Belastung nur ein relativ kleines Schleppmoment des Antriebsmotors auf die Antriebsräder übertragen werden kann. Ebenfalls wirkt sich die durch die ständige Gangnachführung bedingte Schalthäufigkeit nachteilig auf die Lebensdauer der Schaltelemente des Schaltgetriebes, wie Gangkupplungen und Gangsteller, aus. Beim Auftreten einer Störung in der Getriebe- und Kupplungssteuerung wird eine passiv schließbare Kupplung selbsttätig geschlossen, wogegen eine aktiv schließbare Kupplung gegebenenfalls geöffnet wird und im Notbetrieb über einen Energiespeicher geschlossen sowie zumindest über einen begrenzten Zeitraum geschlossen gehalten werden muss, um z.B. einen Gefahrenbereich sicher verlassen zu können.
Der Übergang in den Zugbetrieb erfolgt bevorzugt derart, dass die Kupplung vollständig eingerückt (xκ = 1 ) und die Kraftstoff zufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald eine Auslenkung des Fahrpedals aus der Ruheposition (xFp > 0), also eine Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer, sensorisch erfasst wird. Der zeitliche Verlauf des Einrückens der Kupplung und des Drehmomentaufbaus des Antriebsmotors erfolgt in allgemein bekannter Weise in Abhängigkeit von der Auslenkung des Fahrpedals und gegebenenfalls von der Auslenkungsgeschwindigkeit des Fahrpedals.
In einer zweiten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass der im Schubbetrieb zuletzt eingelegte Gang Gj solange eingelegt bleibt, bis eine Auslenkung des Fahrpedals aus der Ruheposition xFp > 0, also eine Betätigung des Fahr- pedals durch den Fahrer sensorisch erfasst wird, und dass dann in den aktuell ermittelten Zielgang Gz der betreffenden Anpassschaltung geschaltet wird, die Kupplung vollständig eingerückt (x« = 1 ) und die Kraftstoffzufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird.
Bei dieser Verfahrensvariante ist die Fahrkupplung permanent geschlossen, so dass ein größeres Schleppmoment des Antriebsmotors auf die Antriebsräder übertragen werden kann und sich der Antriebsstrang bei Auftreten einer Störung in einem sicheren Betriebszustand befindet. Aufgrund der im Vergleich zur ersten Verfahrensvariante reduzierten Schalthäufigkeit werden die Schaltelemente des Schaltgetriebes, wie Gangkupplungen und Gangsteller, geschont und somit die Lebensdauer des Schaltgetriebes erhöht. Als Nachteil wird dabei in Kauf genommen, dass beim Übergang in den Zugbetrieb eine vollständige Anpassschaltung durchgeführt werden muss, welches mit einer zeitlich verzögerten Umsetzung des Übergangs in den Zugbetrieb verbunden ist.
Eine Beschleunigung des Übergangs in den Zugbetrieb ist bei dieser Verfahrensvariante jedoch dadurch erzielbar, dass bei einer vorhergehenden Betätigung der Betriebsbremse (xBp > 0) in den aktuellen Zielgang der betreffenden Anpassschaltung geschaltet und die Kupplung zumindest teilweise eingerückt wird, sobald das Erreichen der Ruheposition durch das Bremspedal (xBP = 0), also das Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer, sensorisch erfasst wird. Auf diese Art und Weise erfolgt ein harmonischer Übergang von der zweiten Verfahrensvariante zu der ersten Verfahrensvariante. Demzufolge erfolgt ab dem Loslassen des Bremspedals so lange eine Gangnachführung in den jeweils aktuellen Zielgang Gz der betreffenden Anpassschaltung für den Übergang in den Zugbetrieb, bis der Fahrer das Fahrpedal betätigt (xFp > 0) und damit das vollständige Einrücken der Kupplung (xκ = 1 ) und den Übergang in den Zugbetrieb auslöst. Eine Variationsmöglichkeit hierzu stellt eine einmalige Gangnachführschaltung, ausgelöst durch das Loslassen des Bremspedals, dar.
Um innerhalb des Schubbetriebs auch eine stärkere Verzögerung mittels der Betriebsbremse (Notbremsung) zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, dass die Kupplung vollständig ausgerückt, bedarfsweise in den aktuellen Zielgang der betreffenden Anpassschaltung geschaltet und die Kraftstoff zufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald die Überschreitung eines vorab festgelegten Auslenkungsgrenzwertes durch das Bremspedal (xFp > XFP_GΓ) und/oder eines vorab festgelegten Bremsdruckgrenzwertes der Betriebsbremse (per > PBI-_GI-) sensorisch erfasst wird. Alternativ oder ergänzend kann dies auch erfolgen, sobald durch entsprechende Sensorsignale von Raddrehzahlsensoren das Ansprechen eines Antiblockiersystems (ABS) ausgelöst wird. Durch das vollständige Öffnen der Kupplung wird das Schleppmoment des Antriebsmotors von den Antriebsrädern genommen und somit eine bessere Dosierung der Bremskraft über das Bremspedal und die volle Funktion eines ABS-Systems ermöglicht. Sofern dies nicht ohnehin schon geschieht, wird laufend geschwindigkeitsabhängig in den Zielgang einer Anpassschaltung für einen Übergang in den Zugbetrieb geschaltet, wobei es sich bei dem Zielgang bei Fahrzeugstillstand oder bei sehr geringer Fahrgeschwindigkeit um einen Anfahrgang handelt. Durch das Einschalten oder Erhöhen der Kraftstoffzufuhr wird der zuvor durch das übertragene Schleppmoment getriebene Antriebsmotor am Laufen gehalten, also ein Absterben des Antriebsmotors verhindert.
In diesem Sinn ist es auch vorteilhaft, wenn die Kupplung vollständig ausgerückt, bedarfsweise in einen Anfahrgang geschaltet und die Kraftstoffzufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald die Unterschreitung einer vorab festgelegten Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (vF < vMin) und/oder einer vorab festgelegten Mindestdrehzahl des Antriebsmotors (nM < nMin) sensorisch erfasst wird. Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens.
In einer ersten Verfahrensvariante gemäß Fig. 1 wird innerhalb des Steuerungsablaufs eines Schubbetriebs, vorzugsweise nach der Durchführung einer Schubrückschaltung oder einer Schubhochschaltung, in Schritt S1 geprüft, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit vF des Kraftfahrzeugs eine vorab festgelegte Grenzgeschwindigkeit vGr für Schubrückschaltungen erreicht oder unterschritten hat (vF <= vGr)- Falls dies nicht der Fall ist, wird an den Beginn der Schubsteuerung zurück verzweigt. Falls die Bedingung gemäß Schritt S1 erfüllt ist, wird in Schritt S2 der zur aktuellen Fahrsituation passende Zielgang Gz einer Anpassschaltung für einen Übergang in den Zugbetrieb und in Schritt S3 die diesem Gang zugeordnete Schaltdrehzahl ns zur Auslösung der betreffenden Anpassschaltung bestimmt.
Daraufhin wird in Schritt S4 geprüft, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit vF eine vorab festgelegte Mindestgeschwindigkeit vMin unterschritten hat und somit das Kraftfahrzeug mit geringer Fahrgeschwindigkeit fährt bzw. einem Stillstand nahe ist. Falls diese Bedingung erfüllt ist, wird in den Schritten S6 bis S8 der zuvor ermittelte Zielgang Gz eingelegt, jedoch zur Vermeidung eines Abwürgens des Antriebsmotors die Kupplung vollständig ausgerückt, was einem Einrückungsgrad xκ der Kupplung von Null entspricht (xκ = 0), und die Kraftstoffzufuhr zum Antriebsmotor eingeschaltet bzw., wenn diese zuvor nicht vollständig abgeschaltet war, entsprechend erhöht. Dasselbe erfolgt ebenfalls, wenn in dem Schritt S5 eine als Notbremsung angesehene Überschreitung eines vorab festgelegten Auslenkungsgrenzwertes XBP_GΓ an dem Bremspedal festgestellt wird (xBp > XBP_GΓ)-
Ist dagegen keine der beiden Bedingungen von S4 und S5 erfüllt, so wird in Schritt S9 geprüft, ob die aktuelle Motordrehzahl nM die zuvor in Schritt S3 bestimmte Schaltdrehzahl ns erreicht oder unterschritten hat. Falls dies zutreffend ist, wird in Schritt S10 in den Zielgang Gz der Anpassschaltung geschaltet, die Kupplung dabei nach Schritt S1 1 zunächst aber nur teilweise eingerückt (0 < x« < 1 ), um weiterhin ein Schleppmoment des Antriebsmotors für die Verzögerung des Kraftfahrzeugs zu nutzen.
Danach wird in Schritt S12, der auch bei noch nicht erreichter oder unterschrittener Schaltdrehzahl ns, bei unterschrittener Mindestgeschwindigkeit vMin, und bei überschrittener Grenzstellung xBp_Gr des Bremspedals durchgeführt wird, geprüft, ob eine Betätigung des Fahrpedals vorliegt (XFP > 0). Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 13, sofern dies zuvor noch nicht geschehen ist, in den Zielgang Gz der Anpassschaltung geschaltet, und nachfolgend in Schritt S14 die Kupplung vollständig eingerückt, welches einem Einrückungs- grad XK der Kupplung von Eins entspricht (x« = 1 ), und die Kraftstoffzufuhr zum Antriebsmotor entsprechend der Fahrpedalauslenkung xFp erhöht bzw., wenn diese zuvor vollständig abgeschaltet war, eingeschaltet und danach entsprechend erhöht.
Daraufhin wird in die Steuerung des Zugbetriebs bzw. bei geringer Fahrgeschwindigkeit in die Anfahrsteuerung übergegangen. Solange das Fahrpedal jedoch nicht betätigt wird (xFp = 0), wird jeweils zu Schritt S1 zurück verzweigt, so dass bei einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit vGr laufend in den jeweils aktuellen Zielgang Gz der jeweiligen Anpassschaltung geschaltet wird, und die Kupplung im Schlupfbetrieb (0 < xκ < 1 ) gehalten wird, sofern eine ausreichend hohe Fahrgeschwin- digkeit (vF >= vMm) und eine mäßige Betätigung der Betriebsbremse (xBp <= XBP_GΓ) vorliegen.
In einer zweiten Verfahrensvariante gemäß Fig. 2 wird anstelle der Unterschreitung einer Grenzgeschwindigkeit vGr in Schritt S1 geprüft, ob in der vorhergehenden Schubrückschaltung ein vorab festgelegter Grenzgang GGr für Schubrückschaltungen eingelegt wurde (Gi = GGΓ)- Falls dies nicht der Fall ist, wird an den Beginn der Schubsteuerung zurück verzweigt. Falls die Bedingung erfüllt ist, wird in Schritt S2 der zur aktuellen Fahrsituation passende Zielgang Gz einer Anpassschaltung für einen Übergang in den Zugbetrieb und in Schritt S3 die diesem Gang zugeordnete Schaltdrehzahl ns zur Auslösung der betreffenden Anpassschaltung bestimmt.
Daraufhin wird in Schritt S4 geprüft, ob die aktuelle Motordrehzahl nM eine vorab festgelegte Mindestdrehzahl nMin unterschritten hat und somit der Antriebsmotor abzusterben droht. Falls diese Bedingung erfüllt ist, wird in den Schritten S6 bis S8 der zuvor ermittelte Zielgang Gz eingelegt, jedoch zur Vermeidung eines Absterbens des Antriebsmotors die Kupplung vollständig ausgerückt (XK = 0) und die Kraftstoff zufuhr zum Antriebsmotor eingeschaltet bzw., wenn diese zuvor nicht vollständig abgeschaltet war, entsprechend erhöht. Dasselbe erfolgt ebenfalls, wenn in dem Schritt S5 eine als Notbremsung angesehene Überschreitung eines vorab festgelegten Bremsdruckgrenzwertes Pßr_Gr der Betriebsbremse festgestellt wird (per > PBI-_GI-)-
Ist dagegen keine der beiden Bedingungen von S4 und S5 erfüllt, so wird in Schritt S9 geprüft, ob keine Betätigung des Bremspedals vorliegt (XBP = 0). Wenn dies der Fall ist, wird in dem nachfolgenden Schritt S10 geprüft, ob die aktuelle Motordrehzahl nM die zuvor bestimmte Schaltdrehzahl ns erreicht oder unterschritten hat. Falls dies zutreffend ist, wird in Schritt S1 1 in den Zielgang Gz der Anpassschaltung geschaltet, die Kupplung dabei nach Schritt S12 zunächst aber nur teilweise eingerückt (0 < x« < 1 ), um weiterhin ein Schleppmoment des Antriebsmotors für die Verzögerung des Kraftfahrzeugs zu nutzen. Falls das Bremspedal jedoch noch betätigt wird (xBp > 0), unterbleibt die Schaltung in den Zielgang Gz der Anpassschaltung und das teilweise Einrücken der Kupplung zunächst.
In allen Fällen wird nachfolgend in Schritt S13 geprüft, ob eine Betätigung des Fahrpedals vorliegt (XFP > 0). Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 14, sofern dies zuvor noch nicht geschehen ist, in den Zielgang Gz der Anpasschal- tung geschaltet, und nachfolgend in Schritt S15 die Kupplung vollständig eingerückt (xκ = 1 ) und die Kraftstoff zufuhr zum Antriebsmotor entsprechend der Fahrpedalauslenkung xFp erhöht beziehungsweise, wenn diese zuvor vollständig abgeschaltet war, eingeschaltet und dann entsprechend erhöht. Daraufhin wird in die Steuerung des Zugbetriebs bzw. bei geringer Fahrgeschwindigkeit in die Anfahrsteuerung übergegangen.
Solange das Fahrpedal jedoch nicht betätigt wird (xFp = 0), wird jeweils zu Schritt S1 zurück verzweigt, so dass bei einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit vGr eine Schaltung in den Zielgang Gz der Anpassschaltung solange vermieden wird, wie die Motordrehzahl nM die Mindestdrehzahl nMm nicht unterschreitet (nM >= nMin), wie der Bremsdruck pBr der Betriebsbremse den Bremsdruckgrenzwert pBr_Gr nicht überschreitet (pBr <= PBI-_GI-), wie das Bremspedal betätigt wird (xBP > 0) und wie das Fahrpedal nicht betätigt wird (XFP = 0).
Anders ausgedrückt wird in der zweiten Verfahrensvariante nach dem Einlegen des Grenzgangs GGr oder, was gleichwertig ist, nach dem Unterschreiten der Grenzgeschwindigkeit vGr innerhalb der festgelegten Betriebsgrenzen vor einer Betätigung des Fahrpedals nur dann in den zuvor bestimmten Zielgang Gz der Anpassschaltung geschaltet, wenn der Fahrer bei betätigter Betriebsbremse das Bremspedal loslässt oder wenn er die Betriebsbremse in dieser Phase gar nicht benutzt. Hierdurch werden gegenüber der ersten Verfahrensvariante nach Fig. 1 häufige Schaltvorgänge und längere Schlupfphasen der Kupplung vermieden. Beide Verfahrensvarianten führen jeweils zu einem relativ verschleißarmen und komfortablen Schubbetrieb und ermöglichen einen spontanen Übergang in den Zugbetrieb.
Bezuqszeichen
GGr Grenzgang
Gi Aktuell eingelegter Gang
Gz Zielgang nM Motordrehzahl des Antriebsmotors nMin Mindestdrehzahl des Antriebsmotors ns Schaltdrehzahl
Per Bremsdruck der Betriebsbremse
Pßr_Gr Bremsdruckgrenzwert der Betriebsbremse
S1 - S16 Verfahrensschritte vF Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vGr Grenzgeschwindigkeit
VMin Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs xBp Bremspedalweg, Auslenkung des Bremspedals
Xßp_Gr Auslenkungsgrenzwert des Bremspedals xFp Fahrpedalweg, Auslenkung des Fahrpedals
XK Einrückungsgrad der Kupplung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen Antriebsmotor, ein automatisiertes Schaltgetriebe sowie eine im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe angeordnete automatisierte Kupplung umfasst, und bei dem der Antriebsmotor mittels einer Motorsteuerungseinheit sowie das Schaltgetriebe zusammen mit der Kupplung mittels einer Getriebesteuerungseinheit steuerbar sind, und beide Steuerungseinheiten über Daten- und Sensorleitungen untereinander sowie zumindest mit einem Geschwindigkeitssensor, einem Betätigungssensor eines Fahrpedals und einem Betätigungssensor eines Bremspedals in Verbindung stehen, wobei im Schubbetrieb zumindest in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit (VF) und der aktuellen Motordrehzahl (nM) automatische Schubrückschaltungen durchgeführt werden, und bei dem spätestens mit der Betätigung des Fahrpedals (xFp > 0) eine Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb erfolgt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass weitere Schubrückschaltungen verhindert werden, sobald die Fahrgeschwindigkeit (vF) des Kraftfahrzeugs eine vorab festgelegte Grenzgeschwindigkeit (vGr) für Schubrückschaltungen erreicht oder unterschritten hat (vF <= vGr) oder der aktuell eingelegte Gang (Gj) einem vorab festgelegten Grenzgang (GGr) für Schubrückschaltungen entspricht (Gj = GGr), und dass nach der Unterschreitung der Grenzgeschwindigkeit (vGr) oder nach dem Einlegen des Grenzgangs (GGΓ) ein Übergang in den Zugbetrieb vorbereitet wird, indem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (VF) des Kraftfahrzeugs und/oder von der Motordrehzahl (nM) des Antriebsmotors jeweils ein aktueller Zielgang (Gz) und eine zugeordnete Schaltdrehzahl (ris) einer Anpassschaltung zum Übergang in den Zugbetrieb ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit Erreichen der jeweiligen Schaltdrehzahl (ns) in den aktuell ermittelten Zielgang (Gz) der betreffenden Anpassschaltung geschaltet wird, wobei die Kupplung jeweils nur teilweise eingerückt und bis zum Übergang in den Zugbetrieb im Schlupfbetrieb gehalten wird (O < x« < 1).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung vollständig eingerückt (xκ = 1 ) und die Kraftstoffzufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald eine Auslenkung des Fahrpedals aus der Ruheposition (XFP > 0) sensorisch erfasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der im Schubbetrieb zuletzt eingelegte Gang (Gi) solange eingelegt bleibt, bis eine Auslenkung des Fahrpedals aus der Ruheposition (XFP > 0) sensorisch erfasst wird, und dass dann in den aktuell ermittelten Zielgang (Gz) der betreffenden Anpassschaltung geschaltet wird, die Kupplung vollständig eingerückt (XK = 1) wird und die Kraftstoff zufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorhergehenden Betätigung der Betriebsbremse (xBp > 0) in den aktuellen Zielgang der betreffenden Anpassschaltung geschaltet und die Kupplung zumindest teilweise eingerückt wird, sobald das Erreichen der Ruheposition durch das Bremspedal (xBp = 0) sensorisch erfasst wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung vollständig ausgerückt, bedarfsweise in den aktuellen Zielgang der betreffenden Anpassschaltung geschaltet und die Kraftstoffzufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald die Überschreitung eines vorab festgelegten Auslenkungsgrenzwertes durch das Bremspedal (xBp > XBP_GΓ) und/oder eines vorab festgelegten Bremsdruckgrenzwertes der Betriebsbremse (pBr > PBI-_GI-) sensorisch erfasst wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung vollständig ausgerückt, bedarfsweise in den aktuellen Zielgang der betreffenden Anpassschaltung geschaltet und die Kraftstoffzufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald durch entsprechende Sensorsignale von Raddrehzahlsensoren das Ansprechen eines Antiblockiersystems (ABS) ausgelöst wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung vollständig ausgerückt, bedarfsweise in einen Anfahrgang geschaltet und die Kraftstoff zufuhr des Antriebsmotors eingeschaltet oder erhöht wird, sobald die Unterschreitung einer vorab festgelegten Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (vF < vMin) und/oder einer vorab festgelegten Mindestdrehzahl des Antriebsmotors (nM < nMin) sensorisch erfasst wird.
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