DE102009031629B4

DE102009031629B4 - Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102009031629B4
Application number: DE102009031629.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Baur; Jan-Peter Hoffmeister; Jochen Möckl
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2029-07-04
Also published as: US8226530B2; DE102009031629A1; CN101943260B; US20110003662A1; CN101943260A

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Bereich eines Lenkrades angeordneten Betätigungseinrichtung zur Wahl der Gangstufe des Schaltgetriebes, die ein erstes und ein zweites Betätigungselement aufweist, welche bei einzelner Betätigung ein Hoch- oder Runterschalten des Schaltgetriebes bewirken und bei gleichzeitiger Betätigung das Schaltgetriebe in einen Leerlaufzustand überführen, wobei bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Betätigungselemente die Kraft übertragende Kupplung geschlossen und damit der gewählte Gang eingelegt bleibt und gleichzeitig ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment und damit ein auf ein angetriebenes Rad wirkendes Antriebsmoment auf ca. 0 Nm reduziert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges.
Beim Fahren an der Schlupfgrenze der Reifen von Kraftfahrzeugen, z. Bsp. bei hoher Querbeschleunigung in Kurvenfahrten, müssen die Reifen sehr hohe Querbeschleunigungskräfte ebenso wie Antriebskräfte übertragen. Eine optimale Kurvengeschwindigkeit kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn das jeweilige Rad ausschließlich Querbeschleunigungskräfte aufnehmen muss, nicht jedoch Antriebskräfte. Jedes zusätzliche Moment am Rad, insbesondere auch ein zusätzliches Antriebsmoment (Zug oder Schub) reduziert dabei die vom Reifen übertragbare Kraft und erhöht dadurch den Schlupf. Aus diesem Grund sind bereits Kraftfahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben bekannt, bei welchen der Fahrer insbesondere in Kurvenfahrten mit hohen Querbeschleunigungen ein Antriebsmoment auf die angetriebenen Fahrzeugräder senken oder aussetzen kann, indem er das automatisierte Schaltgetriebe in eine Neutralstellung überführt bzw. eine Kupplung öffnet.
Ein ähnliches Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges ist bspw. aus der DE 102 31 518 A1 bekannt. Hierbei ist eine im Bereich eines Lenkrades angeordnete Betätigungseinrichtung zur Wahl einer einzelnen Gangstufe des Schaltgetriebes vorgesehen, wobei die Betätigungseinrichtung ein erstes und ein zweites Betätigungselement zum Hoch- oder Runterschalten des Schaltgetriebes besitzt. Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Betätigungselemente kann das automatisierte Schaltgetriebe in einen Leerlaufzustand überführt und dadurch ein auf die angetriebenen Räder wirkendes Antriebsmoment auf Null reduziert werden.
Aus der DE 601 02 188 T2 ist eine weitere Gangschaltvorrichtung einer automatischen Schaltgetriebeeinheit mit einem Getriebe bekannt, die ebenfalls nach dem bekannten Prinzip arbeitet. Hierbei weist auch diese Gangschaltvorrichtung zwei Betätigungselemente auf, die im Bereich eines Lenkrades angeordnet sind und derart bewegt werden können, dass sie das Getriebe in die Leerlaufstellung überführen und damit eine Drehmomentübertragung an die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs unterbrechen können.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist jedoch, dass bei einer erneuten Übertragung von Drehmomenten an die angetriebenen Räder zunächst das Getriebe in eine Kraft übertragende Stellung verstellt und/oder die Kupplung geschlossen werden muss, was insbesondere eine schnelle Kraftübertragung an die Räder behindert.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere eine schnelle Kraftübertragung an angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs nach einem zuvor erfolgten Überführen eines Schaltgetriebes in einen Leerlaufzustand ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem automatisierten Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Ermöglichung von schnellen Kurvenfahrten ein Antriebsdrehmoment auf angetriebene Räder des Kraftfahrzeugs auf vorzugsweise null zu reduzieren, gleichzeitig aber einen zuvor gewählten Gang eingelegt und eine Kupplung geschlossen zu lassen, wodurch eine erneute Kraftübertragung, dass heißt eine erneute Drehmomentübertragung, an die angetriebenen Kraftfahrzeugräder besonders schnell erfolgen kann. Hierzu ist vorzugsweise im Bereich eines Lenkrads eine Betätigungseinrichtung zur Wahl der Gangstufen des Schaltgetriebes angeordnet, die zumindest ein erstes und ein zweites Betätigungselement umfasst. Bei einzelner Betätigung der beiden Betätigungselemente erfolgt dabei in gewohnter Weise ein Hoch- oder Runterschalten des Doppelkupplungsgetriebes, wogegen bei gleichzeitiger Betätigung beider Betätigungselemente das Doppelkupplungsgetriebe in einen Leerlaufzustand überführt wird und in diesem keine Antriebsmomente an die Kraftfahrzeugräder übertragen werden, so dass sich diese ausschließlich auf die Aufnahme von Querbeschleunigungskräften beschränken können und dadurch eine schnellere und zugleich sichere Kurvenfahrt ermöglicht wird. Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Betätigungselemente bleibt die Kraft übertragende Kupplung der Doppelkupplung geschlossen und damit der zuvor gewählte Gang eingelegt, gleichzeitig aber ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment und damit ein auf die angetriebenen Räder wirkendes Antriebsdrehmoment, auf vorzugsweise null reduziert. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Steuerung von automatisierten Schaltgetrieben, bei welchen eine Kupplung geöffnet bzw. ein zuvor eingelegter Gang ausgelegt wird, ist dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht der Fall, so dass einem erneuten Kraftübertragungs- bzw. Beschleunigungswunsch deutlich schneller entsprochen werden kann. Hierdurch ist insbesondere eine sportliche Fahrweise möglich, die aufgrund der bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen benötigten Zeit zum Schließen der Kupplung bzw. zum Einlegen des Gangs nicht möglich ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird bei einem Loslassen zumindest eines der beiden Betätigungselemente wieder ein Antriebsmoment an die angetriebenen Räder übertragen. Zum Verlassen des antriebsdrehmomentenlosen Zustands ist somit einfach das Loslassen zumindest eines der beiden Betätigungselemente erforderlich, so dass ein Fahrer bei einer schnellen Kurvenfahrt ein Absenken des Antriebsdrehmoments auf vorzugsweise null dadurch erreichen kann, dass er beide Betätigungselemente gleichzeitig betätigt, wogegen er diesen Zustand wieder aufheben kann, indem er zumindest eines der beiden Betätigungselemente loslässt. Letzteres kann bspw. bei einem Ausfahren aus einer Kurve erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, wird zur Beendigung des Leerlaufzustandes bei einem Betätigen des Gaspedals über einen vordefinierten Schwellwert hinaus wieder ein Antriebsmoment an die anzutreibenden Räder übertragen. In diesem Fall kann der Fahrer den für eine Kurvenfahrt vorteilhaften Leerlaufzustand des Schaltgetriebes dadurch beenden, dass er kurz das Gaspedal betätigt bzw. antippt, wobei optional ein vordefinierter Schwellwert vorgegeben werden kann, so dass eine erneute Drehmomentübertragung an die Antriebsräder lediglich dann erfolgt, sofern dieser Schwellwert überschritten ist, nicht jedoch, sofern der Fahrer lediglich, bspw. durch ein Muskelticken, das Gaspedal leicht berührt. Auch diese Ausführungsvariante begünstigt eine besonders sportliche Fahrweise, bei welcher der Fahrer zur erhöhten Aufnahme von Querbeschleunigungskräften bei einer Kurvenfahrt das Doppelkupplungsgetriebe zunächst in einen Leerlaufzustand überführt und anschließend diesen beendet, indem er bspw. bei einer Kurvenausfahrt, das Gaspedal erneut betätigt. Der Schwellwert kann dabei konstant oder aber abhängig von anderen Parametern sein.
Zweckmäßig wird bei einem Lastwechsel von Schub auf Zug wieder ein Antriebsdrehmoment an die angetriebenen Räder übertragen. Bei einem schnellen Einfahren in eine Kurve ist es günstig, dass durch ein gleichzeitiges Betätigen der beiden Betätigungselemente das Antriebsmoment an die angetriebenen Räder reduziert, vorzugsweise auf ca. null reduziert wird, wobei bei einer Kurvenausfahrt wieder ein Antriebsmoment an die anzutreibenden Räder übertragen wird, insbesondere dann, sofern sich ein Lastwechsel von Schub auf Zug einstellt. Dies ermöglicht insbesondere ein sportliches Ausfahren aus der Kurve, wobei zuvor das Antriebsdrehmoment an die angetriebenen Räder so stark reduziert wurde, dass sich diese im Wesentlichen voll der Übertragung von Querbeschleunigungskräften widmen können. Eine maximale Kurvengeschwindigkeit kann nämlich genau dann erreicht werden, wenn die einzelnen Räder ausschließlich Querbeschleunigungskräfte übertragen müssen, gleichzeitig jedoch keine Antriebskräfte auf die jeweiligen Räder wirken. Jedes zusätzliche Moment an den angetriebenen Rädern, so auch ein zusätzliches Antriebsmoment (Zug oder Schub) würde die von einem Reifen übertragbaren Querbeschleunigungskräfte reduzieren und den Schlupf erhöhen, wodurch die von den Reifen übertragbaren Kräfte wiederum sinken würden.
Bei einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, erfolgt bei einem Betätigen eines Gangwählhebels im Anschluss an ein zuvor erfolgtes Überführen des Doppelkupplungsgetriebes in den Leerlaufzustand, bspw. durch Betätigen der beiden Betätigungselemente am Lenkrad, eine erneute Übertragung von Antriebsmomenten an die angetriebenen Räder. Dies ermöglicht eine erneute Drehmomentübertragung an die Antriebsräder durch ein einfaches Betätigen des Gangwählhebels, so dass der Leerlaufzustand des Schaltgetriebes durch den jeweiligen Fahrer einfach dadurch beendet werden kann, dass er den Gangwählhebel bspw. von D (Drive) nach N (Neutral) und wieder zurück nach D überführt. Gleichzeitig oder alternativ dazu kann der Leerlaufzustand des Schaltgetriebes nach einer Kurvenfahrt auch dadurch beendet werden, dass der Fahrer bspw. eines der beiden Betätigungselemente erneut antippt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes, ist somit eine schnelle Kraft übertragende Drehmomentanbindung an den Motor möglich, da sowohl die jeweilige Kupplung geschlossen als auch ein zuvor gewählter Gang eingelegt bleiben. Dies ermöglicht insbesondere ein deutlich verbessertes Ansprechverhalten des Kraftfahrzeugs hinsichtlich nach dem Leerlaufzustand gewünschter Beschleunigungsvorgänge im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen der Leerlaufzustand zunächst dadurch beendet werden muss, dass bspw. die Kupplung wieder geschlossen bzw. ein zuvor ausgelegter Gang wieder eingelegt werden muss. Dies kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alles entfallen, da bei diesem der zur Aufnahme erhöhter Querbeschleunigungskräfte erforderliche Leerlaufzustand ausschließlich dadurch erreicht wird, dass ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment und damit ein auf die angetriebenen Räder wirkendes Antriebsdrehmoment auf vorzugsweise null reduziert werden, wogegen die Kraft übertragende Kupplung geschlossen und damit der zuvor gewählte Gang eingelegt bleibt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt einen möglichen Verfahrensablauf zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges.
Entsprechend der 1, ist ein Verfahrensablauf zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges mit unterschiedlichen Verfahrensschritten bzw. Verfahrenszuständen 1 bis 11 dargestellt. Im Zustand 1 befindet sich das nicht näher beschriebene Kraftfahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe in einem normalen Fahrzustand, in welchem die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges hauptsächlich Antriebsmomente auf eine Fahrbahn übertragen. Dies entspricht im Wesentlichen einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges. Bei einer Kurvenfahrt müssen die Räder jedoch zusätzlich zu den Antriebsmomenten auch Querbeschleunigungskräfte aufnehmen bzw. an die Fahrbahn übertragen. Im Verfahrenszustand 2 befindet sich das Kraftfahrzeug in einer derartigen Kurvenfahrt, bei welcher die angetriebenen Räder sowohl Längs- als auch Querbeschleunigungen aufnehmen müssen. Eine maximale Kurvengeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges hängt dabei unmittelbar von den von den angetriebenen Rädern auf die Fahrbahn zu übertragenden Kräfte ab, wobei die maximale Kurvengeschwindigkeit üblicherweise nur dann erreicht werden kann, wenn das jeweils angetriebene Rad ausschließlich Querbeschleunigungskräfte aufnehmen muss, nicht jedoch zusätzlich Antriebsmomente.
Aus diesem Grund ist in dem Kraftfahrzeug eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise im Bereich eines Lenkrades angeordnet ist und welche ebenfalls beispielsweise ein erstes und ein zweites Betätigungselement aufweist, die bei einzelner Betätigung ein Hoch- oder Runterschalten des Doppelkupplungsgetriebes bewirken. Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Betätigungselemente wird das Doppelkupplungsgetriebe in einen Leerlaufzustand 4 überführt, wobei dieser Leerlaufzustand 4 erfindungsgemäß durch die beiden folgenden Merkmale gekennzeichnet ist. Zum Einen bleibt in diesem Leerlaufzustand 4 des Doppelkupplungsgetriebes eine Kraftübertragende Kupplung desselben geschlossen und damit der zuvor gewählte Gang eingelegt, und zum Anderen wird ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment und damit wird ein auf ein angetriebenes Rad wirkendes Antriebsmoment auf vorzugsweise null reduziert. In diesem Leerlaufzustand 4 wird somit kein Antriebsmoment mehr an die angetriebenen Räder übertragen, so dass sich diese voll und ganz auf die Aufnahme von Querbeschleunigungskräften konzentrieren können.
Neigt sich die Kurvenfahrt dem Ende zu, kann es für eine sportliche Fahrweise bereits wünschenswert sein, ein erneutes Antriebsmoment an die angetriebenen Räder zu übertragen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Leerlaufzustand 4 im Verfahrensschritt 5 beendet wird, so dass die angetriebenen Räder ab diesem Verfahrensschritt 5 nicht mehr ausschließlich Querbeschleunigungskräfte, sondern zusätzlich auch Längsbeschleunigungskräfte, hervorgerufen durch entsprechende Antriebsmomente, auf die Fahrbahn übertragen müssen. Zur Beendigung des Leerlaufzustandes 4 können dabei alternativ die Verfahrensschritte 6 bis 10 durchgeführt werden, welche nachfolgend im Einzelnen erläutert werden:
Im Verfahrensschritt 6 wird der Leerlaufzustand 4 dadurch beendet, dass zumindest eines der beiden Betätigungselemente losgelassen und dadurch wiederum ein Antriebsmoment an das angetriebene Kraftfahrzeugrad übertragen wird. Der Leerlaufzustand 4 wird in diesem Fall also lediglich so lange aufrecht erhalten, so lange beide Betätigungselemente der Betätigungseinrichtung gedrückt bzw. gezogen sind.
Alternativ hierzu kann ein Beendigen des Leerlaufzustandes 4 auch dadurch erfolgen, dass zumindest eines der beiden Betätigungselemente losgelassen wird, was dem Verfahrensschritt 6 und anschließend zumindest eines der beiden Betätigungselemente im Verfahrensschritt 7 erneut betätigt, d. h. gedrückt bzw. gezogen wird.
Im Verfahrensschritt 8 wird der erfindungsgemäße Leerlaufzustand 4 dadurch beendet, dass der Fahrer ein Gaspedal des Kraftfahrzeuges über einen vordefinierten Schwellwert hinaus betätigt. Der Schwellwert hat dabei die Aufgabe zu verhindern, dass der Leerlaufzustand 4 auch dann beendet wird, sofern der Fahrer das Gaspedal lediglich leicht berührt und ein Beenden des Leerlaufzustandes 4 überhaupt nicht wollte.
Im Verfahrensschritt 9 kann der Leerlaufzustand 4 dadurch beendet werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeuges einen Gangwählhebel betätigt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das angetriebene Kraftfahrzeugrad übertragen wird. Selbstverständlich kann hier analog zu dem Beendigen mittels des Berühren des Gaspedals ein vordefinierter Schwellwert vorgesehen sein.
Im Verfahrensschritt 10, als letzter Alternative zur Beendigung des Leerlaufzustandes 4, kann ein Beendigen des Leerlaufzustands 4 automatisch durch einen Lastwechsel von Schub auf Zug erfolgen. Ein derartiger Lastwechsel kann beispielsweise einen entsprechenden Sensor im Doppelkupplungsgetriebe ermittelt werden. Generell stellen dabei die Verfahrensschritte 6 bis 10 Unterschritte zum Verfahrensschritt 5 dar, welcher übergeordnet für das Beenden des Leerlaufzustandes 4 steht.
Im Verfahrenszustand 11, der im Wesentlichen dem Verfahrenszustand 1 entspricht, können dann vom angetriebenen Rad des Kraftfahrzeuges wiederum Längs- als auch Querbeschleunigungen an die Fahrbahn übertragen werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Bereich eines Lenkrades angeordneten Betätigungseinrichtung zur Wahl der Gangstufe des Schaltgetriebes, die ein erstes und ein zweites Betätigungselement aufweist, welche bei einzelner Betätigung ein Hoch- oder Runterschalten des Schaltgetriebes bewirken und bei gleichzeitiger Betätigung das Schaltgetriebe in einen Leerlaufzustand überführen, wobei bei gleichzeitiger Betätigung der beiden Betätigungselemente die Kraft übertragende Kupplung geschlossen und damit der gewählte Gang eingelegt bleibt und gleichzeitig ein Kupplungsmoment und/oder ein Motormoment und damit ein auf ein angetriebenes Rad wirkendes Antriebsmoment auf ca. 0 Nm reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beendigen des Leerlaufzustandes durch ein Loslassen zumindest eines der beiden Betätigungselemente erfolgt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das Rad übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beendigen des Leerlaufzustandes durch ein Loslassen und ein erneutes Betätigen zumindest eines der beiden Betätigungselemente erfolgt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das Rad übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beendigen des Leerlaufzustandes durch ein Betätigen eines Gangwählhebels erfolgt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das Rad übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beendigen des Leerlaufzustandes durch ein Betätigen eines Gaspedals über einen vordefinierten Schwellwert hinaus erfolgt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das Rad übertragen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beendigen des Leerlaufzustandes durch einen Lastwechsel von Schub auf Zug erfolgt und dadurch wieder ein Antriebsmoment an das Rad übertragen wird.