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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Antriebssysteme, insbesondere Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge, die mit einem Schaltgetriebe versehen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Betreiben des Antriebssystems während eines Schaltvorgangs.
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Stand der Technik
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Bei Kraftfahrzeugen mit manuellen Schaltgetrieben bedient ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das Antriebssystem so, dass zum Hochschalten in einen nächsthöheren Gang das Fahrpedal losgelassen wird, das Kupplungspedal betätigt wird, um die Kupplung auszukuppeln, und nach dem Einlegen des nächsthöheren Gangs die Kupplung durch langsames Loslassen des Kupplungspedals wieder eingekuppelt wird. Dabei passt sich die Motordrehzahl der durch die Vorwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs bewirkten Drehzahl der Kupplungsausgangsseite an. Passt der Fahrer beim Hochschalten zum Einkuppeln nicht die Motordrehzahl an die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit an oder gibt der Fahrer beim Rückschalten kein Zwischengas, so können dabei unangenehme Lastwechselreaktionen, wie z. B. Ruckeln und dergleichen entstehen. In Motorsteuergeräten mit E-Gas-Funktion wird versucht, diese Lastwechselreaktionen durch spezielle Funktionalitäten zu verringern. Dabei wird das zu stellende Sollmotormoment durch Eingriffe in die Zündwinkeleinstellung und die Luftfüllung gebildet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2007 060 216 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem manuell betätigbaren Schaltgetriebe bekannt, wobei ein bevorstehender Schaltvorgang des Schaltgetriebes, während dessen eine vorübergehende Absenkung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments erforderlich ist, erkannt und in Abhängigkeit von der Erkennung das Drehmoment verringert wird, indem mindestens eine Stellgröße des Kraftstoffpfads verändert wird.
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Beim Anpassen der Motordrehzahl während des Einkuppelns bzw. beim Schalten mit Zwischengas ist der Fahrer gefordert, die Drehzahl des Motors durch Betätigung des Fahrpedals während des Schattens so zu steuern, dass diese sich auf oder näherungsweise auf die Drehzahl der Kupplungsausgangsseite einstellt. Dies erfordert viel Geschick und Erfahrung mit dem individuellen Kraftfahrzeug. Insbesondere bei einer Rückschaltung in eine nächstniedrigere Fahrstufe kann es unter Umständen notwendig sein, dass der Fahrer zusätzlich zur Betätigung des Kupplungspedals und des Fahrpedals auch das Bremspedal bedienen muss, was ebenfalls Übung und Geschick erfordert.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, das es einem Fahrer ermöglicht, einen Wechsel der Fahrstufe bei einem manuellen Schaltgetriebe komfortabler durchzuführen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Antriebssystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem Antriebsmotor und einem Schaltgetriebe vorgesehen. Der Antriebsmotor ist über eine Kupplung mit dem Schaltgetriebe verbunden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Aktivieren einer Drehzahlregelung für den Antriebsmotor, wenn der Antriebsmotor von dem Schaltgetriebe entkoppelt wird;
- – Deaktivieren der Drehzahlregelung für den Antriebsmotor, wenn der Antriebsmotor mit dem Schaltgetriebe gekoppelt wird.
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Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, dass der Fahrer beim Schalten das Fahrpedal nicht loslassen muss, da die Motorsteuerung den Schaltvorgang automatisch erkennt und eine Drehzahlregelung in dem Zeitraum durchführt, während dessen die Kupplung ausgekoppelt ist. Dadurch ist es möglich, den Schaltvorgang für einen Fahrer komfortabler zu gestalten.
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Weiterhin kann die Drehzahlregelung eine Motordrehzahl des Antriebsmotors auf eine Sollmotordrehzahl regeln, die einer Zwischenmotordrehzahl zwischen einer Anfangsdrehzahl und einer Zieldrehzahl entspricht. Dabei entsprechen die Anfangsdrehzahl der Drehzahl beim Entkoppeln des Antriebsmotors von dem Schaltgetriebe und die Zieldrehzahl einer Drehzahl, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer zu wählenden Fahrstufe abhängt.
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Insbesondere kann die Zwischenmotordrehzahl von der Drehzahldifferenz zwischen der Zieldrehzahl und der Anfangsdrehzahl abhängen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Zwischenmotordrehzahl als Summe der Zieldrehzahl und einem vorgegebenen Anteil der Drehzahldifferenz bestimmt werden.
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Weiterhin kann die Zwischenmotordrehzahl, die der Sollmotordrehzahl für die Drehzahlregelung entspricht, periodisch oder regelmäßig aktualisiert werden, während der Antriebsmotor von dem Schaltgetriebe entkoppelt ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischenmotordrehzahl auf einen Mindestabstand zur Zieldrehzahl begrenzt wird, wobei ein Einkoppeln der Kupplung mit Hilfe einer Regelungsabweichung zwischen einer momentanen Istmotordrehzahl und der Sollmotordrehzahl erkannt wird.
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Die Drehzahlregelung kann aktiviert werden, wenn gemäß einer Aktivierungsbedingung eine Fahrstufenhochschaltung zu einer nächsthöheren Fahrstufe oder eine Fahrstufenrückschaltung zu einer nächstniedrigeren Fahrstufe erkannt wird.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Drehzahlregelung abgebrochen wird, während der Antriebsmotor von dem Schaltgetriebe entkoppelt ist, wenn eine Abbruchbedingung vorliegt.
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Insbesondere kann die Drehzahlregelung abgebrochen werden, wenn die Zeitdauer, während der der Antriebsmotor von dem Schaltgetriebe entkoppelt ist, einen Schwellenwert übersteigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem Antriebsmotor und einem Schaltgetriebe vorgesehen, wobei der Antriebsmotor über eine Kupplung mit dem Schaltgetriebe verbunden ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist,
- – um eine Drehzahlregelung für den Antriebsmotor zu aktivieren, wenn der Antriebsmotor von dem Schaltgetriebe entkoppelt wird; und
- – um die Drehzahlregelung für den Antriebsmotor zu deaktivieren, wenn der Antriebsmotor mit dem Schaltgetriebe gekoppelt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebssystem vorgesehen. Das Antriebssystem umfasst:
- – einen Antriebsmotor;
- – ein Schaltgetriebe;
- – eine Kupplung, über die der Antriebsmotor mit dem Schaltgetriebe koppelbar ist;
- – eine Motorsteuereinheit zum Ansteuern des Antriebsmotors;
- – die obige Vorrichtung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug;
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2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Verfahrens zum Wechseln einer Fahrstufe;
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3 eine schematische Darstellung eines Verlaufs der Motordrehzahl während eines Fahrstufenhochschaltens; und
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4 ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der Motordrehzahl während eines Fahrstufenrückschaltens.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Antriebssystem 1 umfasst einen Antriebsmotor 2, der z. B. als Verbrennungsmotor ausgebildet sein kann. Ein Abtriebsstrang 3 des Antriebsmotors 2 ist über eine manuell betätigbare Kupplung 4 mit einem Getriebe 5 verbunden. Die Kupplung 4 ist beispielsweise als herkömmliche Scheibenkupplung ausgebildet und z. B. mechanisch mit einem Kupplungspedal 6 gekoppelt, so dass die Kupplung 4 bei einer Betätigung des Kupplungspedals 6 auskuppelt und bei einem Loslassen des Kupplungspedals 6 einkuppelt.
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Das Getriebe 5 ist ein Schaltgetriebe, bei dem eine Wahl der Fahrstufe durch eine Betätigungseinheit 7, wie z. B. einen Schaltknüppel, vorgenommen werden kann. Das Schalten erfolgt in der Regel in einem momentenfreien Zustand des Abtriebsstrangs 3, d. h. im ausgekoppelten Zustand der Kupplung 4.
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Ausgangsseitig des Getriebes 5 führt der Abtriebsstrang 3 das bereitgestellte Drehmoment an die Antriebsräder 8 des Fahrzeugs. Der Antriebsmotor 2 wird von einem Motorsteuergerät 10 angesteuert, um ein Antriebsmoment auf der Abtriebswelle 3 bereitzustellen. Die Vorgabe des Antriebsmoments erfolgt über ein Fahrpedal 11, das dem Motorsteuergerät 10 ein Fahrerwunschmoment in Form einer Fahrpedalstellungsangabe vorgibt. Abhängig von dem Fahrerwunschmoment wird der Antriebsmotor 2 angesteuert und liefert ein dem Fahrerwunschmoment entsprechendes Antriebsmoment.
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Weiterhin ist ein Bremspedal 12 vorgesehen, das mit einem Bremssystem 13 gekoppelt ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern. Das Bremspedal 12 ist weiterhin ebenfalls mit dem Motorsteuergerät 10 verbunden, so dass dort eine Information über einen Bremseingriff vorliegt.
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In 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Wechseln einer Fahrstufe dargestellt.
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In Schritt S1 wird überprüft, ob eine Kraftschlussunterbrechung bzw. eine Kupplungsbetätigung vorliegt. Entsprechend wird eine Kupplungsinformation generiert, die dies angibt. Eine Kraftschlussunterbrechung bzw. eine Kupplungsbetätigung kann festgestellt werden, indem überprüft wird, ob das Kupplungspedal 6 von dem Fahrer betätigt worden ist. Dass der Fahrer das Kupplungspedal 6 betätigt hat, kann auf verschiedene Arten detektiert werden. In der einfachsten Ausführung kann das Kupplungspedal 6 mit einem Kupplungsschalter versehen sein, der die Betätigung des Kupplungspedals 6 signalisiert.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Kupplungspedal 6 mit einem Kupplungspedalweggeber versehen sein, der die Stellung des Kupplungspedals 6 angibt, so dass durch eine von dem Kupplungspedalweggeber detektierte Änderung der Stellungsangabe des Kupplungspedals 6 auf eine Betätigung des Kupplungspedals 6 bzw. eine Kraftschlussunterbrechung geschlossen werden kann.
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Alternativ kann die Betätigung der Kupplung durch Ermitteln eines Kupplungsschlupfes erkannt werden. Der Kupplungsschlupf bzw. die Kraftschlussunterbrechung durch die Kupplung 4 kann in bekannter Weise aus dem Verhältnis der Motordrehzahl zu den Radgeschwindigkeiten der Antriebsräder 8 berechnet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine von einem Sensor gemessene Getriebeeingangswellendrehzahl auf der Eingangsseite des Getriebes 5 mit der Motordrehzahl verglichen werden. Dazu kann die Motordrehzahl beobachtet werden, um die Kraftschlussunterbrechung zu detektieren. Steigt kurz nach der Betätigung des Kupplungspedals 6 die Motordrehzahl schneller an als kurz vor der Betätigung des Kupplungspedals 6, so ist eine Kraftschlussunterbrechung erkannt.
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Wird in Schritt S1 die Kraftschlussunterbrechung bzw. eine Kupplungsbetätigung erkannt (Alternative: Ja), so werden in Schritt S2 eine oder mehrere Aktivierungsbedingungen für eine Hochschaltung der Fahrstufe überprüft. Die Aktivierungsbedingung für eine Hochschaltung der Fahrstufe kann vorliegen, wenn eines oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Kriterien erfüllt sind:
- – Die eingelegte Fahrstufe ermöglicht ein Hochschalten zur nächsthöheren Fahrstufe. In der höchsten Fahrstufe, im Leerlauf und im Rückwärtsgang ist eine unterstützte Fahrstufenhochschaltung nicht sinnvoll anwendbar.
- – Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert. Der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert kann fahrstufenabhängig gewählt sein.
- – Eine Unterstützung des Fahrstufenwechsels ist von dem Fahrer gewünscht. Dies kann beispielsweise durch ein manuelles Vorgeben eines Sportmodus durch den Fahrer angegeben werden.
- – Die Drehzahl des Antriebsmotors 2, bei der die Kraftschlussunterbrechung bzw. die Kupplungsbetätigung erfolgt ist, liegt im Bereich des optimalen Schaltpunkts. Dies kann dem Fahrer zudem beispielsweise durch eine Hochschaltanzeige angezeigt werden.
- – Die Drehzahl des Antriebsmotors 2, bei der die Kraftschlussunterbrechung bzw. die Kupplungsbetätigung erfolgt ist, liegt im Bereich einer maximalen Motordrehzahl, so dass, wenn sich die Drehzahl in dem Bereich der maximalen Motordrehzahl befindet, von einem Hochschaltwunsch des Fahrers ausgegangen werden kann, wenn dieser die Kupplung 4 betätigt.
- – Weiterhin kann die Fahrpedalstellung ausgewertet werden. Ein Kriterium kann weiterhin darin bestehen, dass der Fahrer für eine vorgegebene Mindestzeitdauer das Fahrpedal so betätigt hat, dass eine Fahrpedalstellung über einem vorgegebenen ersten Fahrpedalschwellenwert liegt.
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Die Aktivierungsbedingung für die Fahrstufenhochschaltung hegt vor, wenn alle der vorgegebenen Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Liegt die Aktivierungsbedingung für die Fahrstufenhochschaltung vor (Alternative: Ja), so wird in Schritt S3 eine Abbruchbedingung überprüft, sobald erkannt wird, dass der Fahrer keine Leistung mehr fordert. Dies kann beispielsweise festgestellt werden, wenn eines oder mehrere der nachfolgenden Kriterien erfüllt sind:
- – Es liegt ein systemrelevanter Fehler vor, d. h. bei Feststellen eines Fehlers wird der unterstützende Fahrstufenwechsel abgebrochen.
- – Es wird festgestellt, dass das Bremspedal 12 betätigt worden ist bzw. der Bremsdruck über einen Bremsdruckschwellenwert ansteigt. Diese Information liegt in der Regel in dem Motorsteuergerät 10 vor.
- – Es wird festgestellt, dass die Zeitdauer, während der der Kupplungsschalter eine Betätigung des Kupplungspedals 6 feststellt, einen vorgegebenen Betätigungszeitschwellenwert überschreitet.
- – Es wird festgestellt, dass der Fahrer das Fahrpedal 11 nicht oder nur wenig betätigt, so dass die Stellung des Fahrpedals 11 unterhalb eines zweiten Fahrpedalschwellenwerts liegt.
- – Es wird festgestellt, dass die gemessene oder modellierte Abgastemperatur an kritischen Bauteilen, wie beispielsweise dem Turbolader oder dem Katalysator, eine vorgegebene Temperaturschwelle überschreitet.
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Die Abbruchbedingung liegt vor, wenn alle der vorgegebenen oben genannten Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Wird in Schritt S3 festgestellt, dass eine Abbruchbedingung vorliegt (Alternative: Ja), so wird zu Schritt S1 zurückgesprungen. Ansonsten (Alternative: Nein) wird mit Schritt S4 fortgefahren. In Schritt S4 wird eine Drehzahlregelung aktiviert und eine Sollmotordrehzahl festgelegt, auf die die Drehzahlregelung die Motordrehzahl einregelt. Die Drehzahlregelung kann als P-Regler, PI-Regler, PID-Regler oder dergleichen ausgebildet sein.
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Als Stellgröße der Regelung kann ein Eingriff in das vom Antriebsmotor bereitgestellte Drehmoment bestimmt werden. Insbesondere kann die Stellgröße der Regelung eine Solleinspritzausblendstufe oder Zündausblendstufe, die der Anzahl der auszublendenden Einspritzventile oder Zündungen entspricht, den Zündwinkelwirkungsgrad und dergleichen bestimmen. Bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor kann die Stellgröße zusätzlich einen Eingriff in das Aufladesystem, wie beispielsweise durch Einstellen eines Wirkungsgrads eines Turboladers, bestimmen.
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Die Drehzahlregelung des Schritts S4 wird so lange fortgesetzt, bis ein Beenden des Schaltvorgangs in Schritt S5 festgestellt wird. Dass der Schaltvorgang beendet ist, kann daran erkannt werden, dass die Differenzdrehzahl der Drehzahlregelung zwischen der Sollmotordrehzahl und einer Istmotordrehzahl einen vorgegebenen Drehzahlschwellenwert übersteigt. Das heißt die Drehzahlregelung ist aufgrund der Einkupplung der Kupplung 4 nicht in der Lage, die Motordrehzahl auf die vorgegebene Sollmotordrehzahl einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Einkuppeln des Fahrers durch Abfrage der Kupplungspedalweggeber oder Kupplungsschalter erkannt werden. Weiterhin kann die Drehzahlregelung abgebrochen werden, wenn eine Zeitdauer seit der Kraftschlussunterbrechung oder dem Auskuppeln der Kupplung 4 verstrichen ist, die größer ist als eine vorgegebene Auskupplungszeitdauer. Als ein weiteres Kriterium für einen Abbruch der Drehzahlregelung kann überprüft werden, ob der Absolutbetrag des Drehzahlgradienten einen vorgegebenen Gradientenschwellenwert übersteigt.
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Wird das Beenden des Schaltvorgangs festgestellt (Alternative: Ja), so wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
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Die Sollmotordrehzahl, auf die die Drehzahlregelung in Schritt S4 die Motordrehzahl regelt, kann abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der zu wählenden Fahrstufe ausgewählt werden. Alternativ kann die Sollmotordrehzahl auch in einem Bereich zwischen der Anfangsdrehzahl zu Beginn der Kraftschlussunterbrechung und einer Zieldrehzahl, die beim Hochschalten niedriger ist als die Anfangsdrehzahl, eingestellt werden. Die Zieldrehzahl entspricht einer Drehzahl, die von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der einzulegenden Fahrstufe abhängt. Insbesondere entspricht die Zieldrehzahl der Drehzahl des Antriebsmotors 2, die der Drehzahl bei der einzulegenden Fahrstufe im eingekuppelten Zustand entspricht.
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In einem Fall, in dem das Kupplungspedal 6 nur mit einem Kupplungsschalter versehen ist, ist es, wenn genau auf die Zieldrehzahl in der nächsten Fahrstufe geregelt wird, technisch schwierig, zu erkennen, dass der Schaltvorgang vom Fahrer beendet wird. Wie in Verbindung mit Schritt S5 erläutert, ist eines der Kriterien, die zum Erkennen des Beendens des Schaltvorgangs erfüllt sein müssen, dass eine Differenzdrehzahl zwischen der Sollmotordrehzahl und der Istmotordrehzahl einen vorgegebenen Drehzahlschwellenwert übersteigt. Damit wäre ein Erkennen des Beendens des Schaltvorgangs nur dadurch möglich, dass der Fahrer beim Loslassen des Kupplungspedals 6 den oberen Kupplungsschalter betätigt. Dies kann jedoch die Drehzahlregelung des Schritts S4 verlängern, was zu einer Verschlechterung des Fahrkomforts führt, da nach dem Schaltvorgang eine Beschleunigung des Fahrzeugs nur verzögert möglich wäre.
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Um diese Problematik zu umgehen und um die Leistungsausbeute insgesamt zu erhöhen, kann während der Fahrstufenhochschaltung auf eine Zwischenmotordrehzahl als Sollmotordrehzahl geregelt werden, wobei die Zwischenmotordrehzahl von der Zieldrehzahl der nächsthöheren Fahrstufe abweicht. Die Zwischenmotordrehzahl kann vorzugsweise zwischen der Anfangsdrehzahl zu Beginn des Fahrstufenwechsels, d. h. zu Beginn der Kraftschlussunterbrechung bzw. der Kupplungsbetätigung, und der Zieldrehzahl nach dem Einkuppeln in eine nächsthöhere Fahrstufe liegen. Die Zwischenmotordrehzahl kann abhängig von Einflussgrößen wie der aktuellen Fahrstufe, der Motordrehzahl, der Fahrpedalstellung, dem Motormoment sowie abhängig von einem vorgegebenen relativen und/oder absoluten Mindestabstand von der Anfangsdrehzahl und/oder der Zieldrehzahl gewählt werden. Insbesondere kann die Zwischenmotordrehzahl als Summe der Zieldrehzahl und einem Anteil der Differenz zwischen der Anfangsdrehzahl und der Zieldrehzahl als additiver Offset auf die Zieldrehzahl vorgegeben werden. Beispielsweise kann die Zwischenmotordrehzahl exakt mittig (Mittelwert) zwischen der Anfangsdrehzahl und der Zieldrehzahl vorgegeben werden.
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Durch die Regelung auf eine Zwischenmotordrehzahl, die nicht der Zieldrehzahl entspricht, kann die Trägheit des Motors genutzt werden, um so die Fahrzeugbeschleunigung zu verbessern. Weiterhin ermöglicht dies bei Systemen mit nur einem oberen und unteren Kupplungsschalter an dem Kupplungspedal 6 die Erkennung eines Einkuppelns durch eine Erkennung einer Regelabweichung der Differenzdrehzahl von dem vorgegebenen Drehzahlschwellenwert, wie oben in Verbindung mit Schritt S5 beschrieben, die als Kriterium für die Abbruchbedingung für den unterstützten Fahrstufenwechsel dienen kann. Der Drehzahlschwellenwert kann analog zur Zwischenmotordrehzahl mit absolut oder relativ definiertem Abstand von der Zwischenmotordrehzahl oder der Zieldrehzahl gebildet werden, jedoch mit anderen Applikationsgrößen. Der Drehzahlschwellenwert liegt, ebenso wie die Zwischenmotordrehzahl, immer zwischen der Anfangs- und der Zieldrehzahl. Damit eine sichere Erkennung der Abbruchbedingung gewährleistet werden kann, können zusätzlich absolute Mindestabstände zwischen der Zwischenmotordrehzahl und dem Drehzahlschwellenwert sowie zwischen dem Drehzahlschwellenwert und der Zieldrehzahl vorgegeben werden.
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Da die Zieldrehzahl von der Fahrzeuggeschwindigkeit (und der gewählten Fahrstufe) abhängt, kann es sinnvoll sein, die Zwischenmotordrehzahl kurz vor dem Ende der Kraftschlussunterbrechung erneut zu ermitteln und einzustellen. Die Zwischenmotordrehzahl kann auch während der Kraftschlussunterbrechung permanent an die entsprechende von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Zieldrehzahl angepasst werden. Der Verlauf der so ermittelten Zwischenmotordrehzahl kann, um schnelle Drehzahlschwankungen zu vermeiden, tiefpassgefiltert werden, so dass ein gemittelter Wert der Zwischenmotordrehzahl als Sollmotordrehzahl für die Drehzahlregelung des Schritts S4 vorliegt.
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In dem Diagramm der 3 ist der Drehzahlverlauf der Drehzahl n für eine Fahrstufenhochschaltung exemplarisch dargestellt.
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Wird in Schritt S2 die Aktivierungsbedingung für eine Fahrstufenhochschaltung nicht erfüllt (Alternative: Nein), so wird in Schritt S6 die Aktivierungsbedingung für eine Fahrstufenrückschaltung überprüft. Je nach Auslegung des Gesamtsystems können eines oder mehrere der folgenden Kriterien überprüft werden:
- – Die momentane Fahrstufe entspricht einer oder mehreren vorgegebenen Fahrstufen, die eine Rückschaltung ermöglichen. Insbesondere ist die momentane Fahrstufe nicht die erste Fahrstufe, ein Leerlauf oder eine Rückwärtsfahrt-Fahrstufe.
- – Eine Unterstützung des Fahrstufenwechsels ist vom Fahrer aktiv gewünscht. Dies kann beispielsweise durch ein manuelles Vorgeben eines Sportmodus durch den Fahrer angegeben werden.
- – Der Bremsdruck liegt oberhalb eines vorgegebenen Bremsdruckschwellenwerts.
- – Der Lenkwinkel, der von einem Lenksystem abgefragt werden kann, liegt innerhalb eines Bereichs um die Nulllage, die eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs angibt.
- – Es wird weiterhin die Motordrehzahl abgefragt Die Motordrehzahl muss zur Erfüllung des Kriteriums in einem vorgegebenen Drehzahlbereich liegen bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit muss in einem Geschwindigkeitsbereich liegen, in dem die Zieldrehzahl in der auszuwählenden niedrigeren Fahrstufe unterhalb der maximalen Motordrehzahl liegt.
- – Die Drehzahl, bei der das Kupplungspedal 6 betätigt wurde bzw. bei der eine Kraftschlussunterbrechung erkannt wurde, liegt oberhalb eines vorgegebenen weiteren Drehzahlschwellenwerts.
- – Der Fahrer hat das Bremspedal 12 für mindestens eine vorgegebene Bremszeitdauer betätigt.
- – Zwischen dem Loslassen des Fahrpedals 11 und der Betätigung des Bremspedals 12 ist maximal eine vorgegebene Pedalwechselzeitdauer vergangen. Die Betätigung des Bremspedals 12 kann festgestellt werden, wenn ein mit dem Bremspedal 12 gekoppelter Bremsschalter aktiviert wird und/oder der Bremsdruck einen vorgegebenen Bremsdruckschwellenwert übersteigt.
- – Es wird bei im Wesentlichen nicht betätigtem Fahrpedal 11 (Fahrpedalstellung kleiner als vorgegebener Fahrpedalschwellenwert) und betätigter Bremse eine Betätigung des unteren Kupplungspedalschalters erkannt.
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Die Aktivierungsbedingung für die Fahrstufenrückschaltung liegt vor, wenn alle der vorgegebenen Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Die Schritte S2 und S6 können auch in anderer Reihenfolge oder auch gleichzeitig und unabhängig voneinander vorgesehen sein.
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Ist die Aktivierungsbedingung für die Fahrstufenrückschaltung erfüllt (Alternative: Ja), so wird in Schritt S7 das Vorliegen einer Abbruchbedingung überprüft. Das Vorliegen einer Abbruchbedingung wird anhand eines oder mehrerer der folgenden Kriterien überprüft:
- – Es liegt ein systemrelevanter Fehler vor, der durch eine entsprechende Fehlerüberprüfung in dem Motorsteuergerät 10 erkannt werden kann.
- – Das Bremspedal 12 wird bei ebenfalls betätigtem Kupplungspedal 6 losgelassen, was über eine entsprechende Zustandsänderung eines Bremsschalters und/oder durch Überprüfen des Bremsdrucks feststellbar ist, wobei das Loslassen des Bremspedals 12 durch Unterschreiten des Bremsdrucks unter einen zweiten Bremsdruckschwellenwert erkannt werden kann.
- – Das Kupplungspedal 6 bleibt länger als eine vorgegebene Kupplungspedalbetätigungsdauer betätigt.
- – Das Bremspedal 12 und gleichzeitig das Fahrpedal 11 sind betätigt.
- – Die gemessene oder modellierte Abgastemperatur an kritischen Bauteilen, wie beispielsweise dem Turbolader oder dem Katalysator, überschreitet einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert.
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Die Abbruchbedingung liegt vor, wenn alle der vorgegebenen oben genannten Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Liegt keine Abbruchbedingung vor (Alternative: Nein), so wird in Schritt S8 eine Drehzahlregelung aktiviert, die die Motordrehzahl auf eine Zwischenmotordrehzahl einregelt. Die Zwischenmotordrehzahl kann entweder der Zieldrehzahl entsprechen, jedoch ist es zum Feststellen des Endes des Fahrstufenwechsels sinnvoll, dass die Zwischenmotordrehzahl auf eine Motordrehzahl zwischen der Anfangsdrehzahl, die zu Beginn des Fahrstufenwechsels vorgelegen hat, und der Zieldrehzahl, die sich aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der zu wählenden Fahrstufe ermitteln lässt, eingestellt wird. Die Wahl der Zwischenmotordrehzahl erfolgt im Wesentlichen wie bereits in Verbindung mit Schritt S4 beschrieben.
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In einem nachfolgenden Schritt S9 wird überprüft, ob der Schaltvorgang beendet werden soll. Dies wird anhand eines oder mehrerer der folgenden Kriterien durchgeführt:
- – Die Differenzdrehzahl zwischen der Zwischenmotordrehzahl, die als Sollvorgabe für die Drehzahlregelung dient, und der Istmotordrehzahl unterschreitet einen vorgegebenen Differenzdrehzahlschwellenwert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Differenzdrehzahlschwellenwert für eine vorgegebene Mindestzeitdauer unterschritten werden soll.
- – Das Kupplungspedal 6 wurde losgelassen. Dies kann durch Überprüfen der Kupplungspedalschalter oder der Kupplungspedalweggeber vorgenommen werden.
- – Es ist mindestens eine vorgegebene Mindestzeitdauer seit dem Auskuppeln vergangen, da ansonsten der Einschwingvorgang der Drehzahlregelung des Schritts S8 dazu führen kann, dass die Differenzdrehzahl den vorgegebenen Differenzdrehzahlschwellenwert betragsmäßig übersteigt.
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Die Beendigungsbedingung für das Feststellen des Beendens der Fahrstufenrückschaltung liegt vor, wenn alle der vorgegebenen Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Ist die Beendigungsbedingung erfüllt (Alternative: Nein), so wird zu Schritt S1 zurückgesprungen. Ansonsten (Alternative: Ja) wird zu Schritt S7 zurückgesprungen.
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In dem Diagramm der 4 ist der Drehzahlverlauf der Drehzahl n für eine Fahrstufenrückschaltung exemplarisch dargestellt.
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Wird in Schritt S6 festgestellt, dass keine Fahrstufenrückschaltung vorgenommen werden soll (Alternative: Nein), so werden in Schritt S10 Aktivierungsbedingungen für eine Komfortschaltung überprüft. Die Komfortschaltung sieht vor, dass bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen und niedriger bis mittlerer Last geschaltet wird. Dabei hält das Motorsteuergerät 10 die Anfangsdrehzahl bei Beginn der Kraftschlussunterbrechung konstant. Da die Drehzahl bei einer langsamen Schaltung während der Kraftschlussunterbrechung nicht unter die Anschlussdrehzahl abfällt, ist der Anschluss beim Einkuppeln deutlich komfortabler als dies bisher der Fall ist. In Schritt S10 werden zum Erfüllen der Aktivierungsbedingungen für die Komfortschaltung eines oder mehrere der folgenden Kriterien überprüft:
- – Eine Freigabe der Aktivierungsbedingung für die Komfortschaltung erfolgt nur in vorgegebenen Fahrstufen.
- – Die Last oder das vorgegebene Fahrerwunschmoment, das beispielsweise anhand einer Stellung des Fahrpedals 11 ermittelt werden kann, befinden sich für eine vorgegebene Mindestzeitdauer innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs.
- – Die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs.
- – Die Motordrehzahl, bei der ausgekuppelt wurde bzw. bei der eine Kraftschlussunterbrechung erkannt worden ist, liegt innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs.
- – Ein entsprechender Fahrmodus ist durch den Fahrer manuell aktiviert worden.
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Die Aktivierungsbedingung für die Komfortschaltung ist erfüllt, wenn alle der vorgegebenen Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Ist die Aktivierungsbedingung für die Komfortschaltung erfüllt (Alternative: Ja), so wird in Schritt S11 überprüft, ob eine Abbruchbedingung vorliegt. Ansonsten wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
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Das Vorliegen der Abbruchbedingung kann anhand folgender Kriterien durchgeführt werden:
- – Es liegen systemrelevante Fehler vor.
- – Das Kupplungspedal 6 bleibt länger als eine vorgegebene maximale Kupplungspedalbetätigungsdauer betätigt.
- – Die gemessene oder modellierte Abgastemperatur an kritischen Bauteilen überschreitet einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert.
- – Das Bremspedal 12 ist betätigt.
- – Der Fahrer hat wieder eingekuppelt.
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Die Abbruchbedingung liegt vor, wenn alle der vorgegebenen oben genannten Kriterien erfüllt sind. Die vorgegebenen Kriterien können ein oder mehrere der oben genannten Kriterien umfassen.
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Wenn die Abbruchbedingung des Schritts S11 nicht erfüllt ist (Alternative: Nein), so wird die Motordrehzahl zum Zeitpunkt des Beginns der Kraftschlussunterbrechung als Anfangsdrehzahl gespeichert. Die Anfangsdrehzahl wird dann anstelle der Zwischenmotordrehzahl als Sollvorgabe für dieselben Reglereingriffe wie bereits oben beschrieben verwendet. Die Drehzahlregelung erfolgt bei der Komfortschaltung gemäß Schritt S12.
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Dass der Schaltvorgang beendet werden soll, wird in Schritt S13 anhand der Bedingungen überprüft, die bereits in Verbindung mit Schritt S9 beschrieben wurden. Zusätzlich kann als Kriterium überprüft werden, ob der Absolutbetrag des Drehzahlgradienten einen vorgegebenen Gradientenschwellenwert übersteigt. Weiterhin kann überprüft werden, ob der Absolutbetrag der Differenzdrehzahl zwischen der Zwischenmotordrehzahl und der momentanen Motordrehzahl einen vorgegebenen weiteren Differenzdrehzahlschwellenwert unterschreitet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007060216 A1 [0003]
