DE102009055832A1

DE102009055832A1 - Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung und elektronisch gesteuerte Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102009055832A1
Application number: DE102009055832A
Authority: DE
Inventors: Götz Hangen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung zumindest eine geöffnete, eine geschlossene und Zwischenstellungen zum Einstellen einer Kriechneigung aufweist, wobei eine Kriechfunktion aktiviert wird, wenn die Steuerungsvorrichtung festgestellt hat, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- die Fahrgeschwindigkeit v liegt nicht oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁;
- das Gaspedal wurde während der Fahrt mit einer Fahrgeschwindigkeit unterhalb des Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁ zumindest einmal in eine Gaspedalstellung bewegt, die einer Beschleunigung gleich einem oder oberhalb eines Schwellenwerts S₁ entspricht;
- das Gaspedal befindet sich aktuell in einer Stellung, die einer Beschleunigung unterhalb des Schwellenwerts S₁ entspricht und
- das Bremspedal ist nicht betätigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung, insbesondere einer Reibungskupplung. Sie betrifft ferner eine elektronisch gesteuerte Reibungskupplung mit einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens.
Kupplungsvorrichtungen in Fahrzeugen mit automatisch schaltbaren Getrieben, unter denen hier und im folgenden sowohl Automatikgetriebe als auch automatisierte Schaltgetriebe verstanden werden, werden heutzutage häufig mit einer Kriechfunktion ausgestattet, die ein Kriechen des Fahrzeugs erlaubt, wie es von Fahrzeugen mit Automatikgetrieben mit Drehmomentwandler bekannt ist. In bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise beim Einparken oder im Stop-and-go-Verkehr, stellt das Kriechen eine für den Fahrer komfortable Funktion dar. In anderen Situationen ist es eher störend und zwingt den Fahrer zum Betätigen der Fußbremse.
Aus der DE 102 00 991 A1 und aus der DE 100 29 618 A1 sind Kupplungsvorrichtungen mit Abschalteinrichtungen bekannt, wobei die Abschalteinrichtungen einen Kriechvorgang beenden oder eine Kriechfunktion deaktivieren können, wenn beispielsweise kein Fahrer im Fahrzeug anwesend oder eine Fahrzeugtür geöffnet ist.
Derartige Kupplungsvorrichtungen erlauben ein Abschalten der Kriechfunktion in Situationen, in denen auch eine langsame Bewegung des Fahrzeugs nicht erlaubt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung anzugeben, mit dem der Kriechvorgang eines Fahrzeugs in einer für den Fahrer komfortablen Weise gesteuert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung zumindest eine geöffnete, eine geschlossene und Zwischenstellungen zum Einstellen einer Kriechneigung (Kriechstellung) aufweist, ist die Kriechfunktion standardmäßig nicht aktiv. Die Kupplungsvorrichtung in die Kriechstellung überführt, wenn die Steuerungsvorrichtung festgestellt hat, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Die Fahrgeschwindigkeit v liegt nicht oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁, das heißt, das Fahrzeug bewegt sich verhältnismäßig langsam oder steht. Der Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ und damit der Kriechgeschwindigkeitsbereich sind maßgeblich von der Leerlaufdrehzahl des Motors und der Anfahrübersetzung abhängig.
Ferner wurde das Gaspedal während der Fahrt mit einer Fahrgeschwindigkeit nicht oberhalb des Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁ zumindest einmal in eine Gaspedalstellung bewegt, die einer Beschleunigung gleich einem oder oberhalb eines Schwellenwerts S₁ entspricht, das heißt, der Fahrer hat einen Wunsch nach einer Bewegung geäußert.
Ferner befindet sich das Gaspedal aktuell in einer Stellung, die einer Beschleunigung unterhalb des Schwellenwerts S₁ entspricht, ist also nicht oder nicht signifikant betätigt, und das Bremspedal ist nicht betätigt.
Diese Bedingungen kennzeichnen eine Fahrsituation, in der sich das Fahrzeug nur langsam bewegt, der Fahrer jedoch zumindest einmal durch die Betätigung des Gaspedals einen Wunsch nach Bewegung geäußert hat.
Die Kriechfunktion wird vorteilhafterweise nach Überschreiten eines oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts v₂ wieder deaktiviert.
Nach einer der Erfindung zugrundeliegenden Idee kann in einer solchen Fahrsituation davon ausgegangen werden, dass der Fahrer ein Kriechen des Fahrzeugs als komfortabel und vorteilhaft empfindet. Daher wird in dieser Fahrsituation ein Kriechvorgang eingeleitet.
Sind diese Bedingungen vor Einleiten eines Kriechvorganges nicht erfüllt, wird davon ausgegangen, dass ein Kriechen unerwünscht ist und der Fahrer sich beispielsweise mit einer höheren Geschwindigkeit bewegen oder stehen möchte.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine Kriechfunktion auf den Wunsch des Fahrers hin aktivierbar ist, ohne dass dieser die Aktivierung extra veranlassen muss. Vielmehr wird ein Kriechen dann in Betracht gezogen, wenn das Fahrzeug sehr langsam fährt, und der Fahrer gleichzeitig durch die Betätigung des Gaspedals den Wunsch nach Bewegung erkennen lässt.
Die Betätigung des Gaspedals ist ein unmissverständliches Anzeichen dafür, dass der Fahrer eine Bewegung wünscht, und somit als ein Kriterium für die Aktivierung des Kriechens besonders gut geeignet. Dabei ist im Prinzip eine auch noch so geringe Betätigung ausreichend, um den Wunsch des Fahrers nach Bewegung anzuzeigen.
So wird die Kriechfunktion insbesondere in Situationen wie Stop-and-Go-Verkehr oder Staus aktiviert, ist jedoch in anderen Situationen, insbesondere, wenn ein Stehen des Fahrzeugs. z. B. an einer Ampel gewünscht wird, nicht störend aktiv.
Ein wesentlicher Aspekt, beide Arten von Situationen voneinander zu unterscheiden, ist, dass der Fahrer im ersten Fall den Wunsch nach Bewegung durch Betätigung des Gaspedals äußert. Die Betätigung des Gaspedals ist daher ein geeignetes Kriterium zur Unterscheidung derartiger Situationen.
In ihrer Kriechstellung ist die Kupplung beispielsweise leicht angelegt, so dass aufgrund der Differenzdrehzahl zwischen Motor und Getriebe ein Kriechmoment vom Motor auf das Getriebe übertragen wird.
In einer Ausführungsform wird die Kupplungsvorrichtung aus der Kriechstellung in ihre geschlossene Stellung bewegt und der Kriechvorgang beendet, wenn das Gaspedal in eine Gaspedalstellung bewegt wird, die einer Beschleunigung über dem Schwellenwert S₁ entspricht.
In diesem Fall äußert der Fahrer den Wunsch nach einer höheren Geschwindigkeit, die durch das Kriechen nicht erreicht werden kann. Da die Kriechfunktion somit nicht mehr gewünscht wird, wird die Kupplungsvorrichtung wieder in ihre geschlossene Stellung bewegt.
In einer Ausführungsform wird die Kupplungsvorrichtung, wenn das Bremspedal betätigt wird, aus der Kriechstellung in ihre offene Stellung bewegt und der Kriechvorgang unterbrochen. Beim Lösen des Bremspedals wird die Kupplungsvorrichtung wieder in ihre Kriechstellung bewegt und der Kriechvorgang fortgesetzt. Die Kriechfunktion bleibt dabei die ganze Zeit aktiviert.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Kriechen nicht jedes Mal neu aktiviert werden muss, wenn das Fahrzeug, beispielsweise in einem Stau, kurz gestoppt wird. Es ist also nicht notwendig, dass der Fahrer nach einem kurzes Stoppen erneut das Gaspedal leicht betätigt, um die Kriechfunktion neu zu aktivieren.
Vielmehr bleibt die Kriechfunktion, wenn sie einmal aktiviert ist, auch beim Abbremsen aktiv und wird erst deaktiviert, wenn eine starke Beschleunigung oberhalb des Schwellenwertes S₁ und/oder eine erhöhte Fahrgeschwindigkeit oberhalb des Geschwindigkeitsschwellenwertes v₂ festgestellt wird.
Ein Überführen der Kupplungsvorrichtung aus der geöffneten Stellung in die Kriechstellung, beispielsweise, wenn der Kriechvorgang durch einen kurzen Stopp unterbrochen, die Kriechfunktion aber nicht deaktiviert war, erfolgt vorteilhafterweise derart, dass die zeitliche Änderung des übertragenen Kupplungsmoments kleiner als eine vorbestimmte Grenze ist. Somit ist ein sanftes und komfortables Ankriechen nach dem Stopp gewährleistet.
In einer Ausführungsform wird der Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ kleiner oder gleich 6 km/h, insbesondere kleiner oder gleich 4 km/h, gewählt. In diesem niedrigen Geschwindigkeitsbereich kann davon ausgegangen werden, dass grundsätzlich ein Kriechen gewünscht sein kann. Der obere Geschwindigkeitsschwellenwert v₂ kann beispielsweise kleiner oder gleich 40 km/h, insbesondere kleiner oder gleich 30 km/h, gewählt werden, so dass er höher liegt als typischerweise im Stop-und-go-Verkehr auftretende Geschwindigkeiten.
In einer Ausführungsform wird der Schwellenwert S₁ größer oder gleich 0,5%, insbesondere größer oder gleich 1% gewählt, wobei der Schwellenwert in Prozent der einer maximalen Beschleunigung entsprechenden Stellung bzw. Auslenkung des Gaspedals angegeben und abhängig von der Sensibilität des Gaspedals sind.
Ein derartig gewählter Schwellenwert erlaubt das Feststellen eines Bewegungswunsches des Fahrers.
Die Erfindung umfasst auch ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet zum Einsatz bei elektronisch gesteuerten, nassen oder trockenen Reibungskupplungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügte Figur näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt anhand eines Flussdiagramms den Ablauf eines Verfahrens zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Dabei handelt es sich bei dem verwendeten Getriebe des Fahrzeugs um ein automatisch schaltendes Getriebe. Die Erfindung ist jedoch auf alle Antriebssysteme anwendbar, die ein steuerbares Anfahrelement aufweisen.
In der Getriebeneutralstellung kann keine Kriechfunktion angeboten werden, daher wird erst in einem Zustand, in dem ein Gang eingelegt ist, geprüft, ob die Bedingungen erfüllt sind, die einen Fahrzustand charakterisieren, in dem ein Kriechen erwünscht sein kann.
Standardmäßig ist die Kriechfunktion nicht aktiv und ein Kriechstatus ist auf Null gesetzt.
Zunächst wird ermittelt, ob die Fahrgeschwindigkeit v oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁ liegt, wobei v₁ beispielsweise 4 km/h beträgt.
Der Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ beschreibt eine Geschwindigkeitsschwelle, unterhalb der es die Möglichkeiten gibt, entweder eine Kriechfunktion zu aktivieren und die Kupplung in eine Kriechstellung zu bewegen, oder die Kupplung vollständig zu öffnen und somit kein Kriechen bereitzustellen.
Falls die Fahrgeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ ist, wird im nächsten Schritt abgefragt, ob das Gaspedal betätigt wird und seine Stellung den Schwellenwert S₁ überschreitet. Dabei kann der Schwellenwert S₁ beispielsweise 1% der einer maximalen Beschleunigung entsprechenden Stellung des Gaspedals betragen.
Der Schwellenwert S₁ kann dabei so klein gewählt werden, wie es die technisch mögliche Unterscheidung, ob das Gaspedal betätigt wurde oder nicht, erlaubt. Auch eine noch so geringe Betätigung kann nämlich den Willen des Fahrers nach schnellerer Bewegung bzw. nach Bewegung überhaupt anzeigen.
Erst durch eine Gaspedalbetätigung im Kriechgeschwindigkeitsbereich, d. h. bei einer Fahrgeschwindigkeit v mit v ≤ v₁, wird der Kriechstatus auf 1 gesetzt als Zeichen, dass ein Kriechen grundsätzlich gewünscht sein kann. Dabei hat der Kriechstatus eine Merkfunktion und hält, bis er wieder zurückgesetzt wird, fest, dass in der Vergangenheit bei einer Fahrgeschwindigkeit v mit v ≤ v₁ das Gaspedal betätigt wurde. Dass der Kriechstatus 1 ist, ist in der beschriebenen Ausführungsform notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung für die Aktivierung der Kriechfunktion.
Findet keine Gaspedalbetätigung statt, bleibt der Kriechstatus auf Null und die Kriechfunktion deaktiviert, so dass im gesamten Kriechgeschwindigkeitsbereich die Kupplung geöffnet bleibt und die Steuervorrichtung keine Kriechfunktion bereitstellt.
Wird jedoch im Kriechgeschwindigkeitsbereich das Gaspedal einmal betätigt, wird der Kriechstatus auf 1 gesetzt und bleibt dies solange, wie die Fahrgeschwindigkeit nicht größer als ein oberer Geschwindigkeitsschwellenwert v₂ wird.
Falls die momentane Gaspedalstellung geringer als der Schwellenwert S₁ ist, wird in einer nächsten Abfrage der Kriechstatus überprüft. Ist der Kriechstatus 1, wurde also früher eine Betätigung des Gaspedals im Kriechgeschwindigkeitsbereich über dem Schwellenwert S₁ festgestellt, wird abgefragt, ob das Bremspedal betätigt ist.
Ist das Bremspedal nicht betätigt, wird die Kriechfunktion aktiviert und damit ein Kriechen des Fahrzeugs ermöglicht.
Ist das Bremspedal betätigt, bleibt die Kriechfunktion deaktiviert.
Dabei muss beim Abfragen der Bedingungen nicht notwendig die beschriebene Reihenfolge eingehalten werden. Vielmehr soll ermittelt werden, ob die Bedingungen erfüllt sind, die einen Fahrzustand kennzeichnen, in dem der Fahrer ein sehr langsames Rollen und damit eventuell ein Kriechen wünscht.
Ist die Kriechfunktion einmal aktiv, wird sie z. B. durch ein Abbremsen im Stop-and-Go-Verkehr nicht wieder deaktiviert. Erst, wenn eine Fahrgeschwindigkeit oberhalb des oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts v₂ festgestellt wird, wird der Kriechstatus zurück auf Null gesetzt. Der Kriechvorgang wird beendet und Normalfahrt wieder aufgenommen.
Er wird erneut eingeleitet, wenn die genannten Bedingungen wieder erfüllt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10200991 A1 [0003]
DE 10029618 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung zumindest eine geöffnete, eine geschlossene und Zwischenstellungen zum Einstellen einer Kriechneigung aufweist, wobei eine Kriechfunktion aktiviert wird, wenn die Steuerungsvorrichtung festgestellt hat, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind: – die Fahrgeschwindigkeit v liegt nicht oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁; – das Gaspedal wurde während der Fahrt mit einer Fahrgeschwindigkeit nicht oberhalb des Geschwindigkeitsschwellenwerts v₁ zumindest einmal in eine Gaspedalstellung bewegt, die einer Beschleunigung gleich einem oder oberhalb eines Schwellenwerts S₁ entspricht; – das Gaspedal befindet sich aktuell in einer Stellung, die einer Beschleunigung unterhalb des Schwellenwerts S₁ entspricht und – das Bremspedal ist nicht betätigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsvorrichtung aus der Kriechstellung in ihre geschlossene Stellung bewegt und die Kriechfunktion deaktiviert wird, wenn eine Fahrgeschwindigkeit oberhalb eines oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts v₂ festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei aktivierter Kriechfunktion die Kupplungsvorrichtung, wenn das Bremspedal betätigt wird, aus der Kriechstellung in ihre offene Stellung bewegt und der Kriechvorgang unterbrochen und beim Lösen des Bremspedals die Kupplungsvorrichtung wieder in ihre Kriechstellung bewegt und der Kriechvorgang fortgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Überführen der Kupplungsvorrichtung aus der geöffneten Stellung in die Kriechstellung derart erfolgt, dass die zeitliche Änderung des übertragenen Kupplungsmoments kleiner als eine vorbestimmte Grenze ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Geschwindigkeitsschwellenwert v₁ kleiner oder gleich 6 km/h, insbesondere kleiner oder gleich 4 km/h, gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der obere Geschwindigkeitsschwellenwert v₂ kleiner oder gleich 40 km/h, insbesondere kleiner oder gleich 30 km/h, gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schwellenwert S₁ größer oder gleich 0,5%, insbesondere größer oder gleich 1%, der einer maximalen Beschleunigung entsprechenden Stellung des Gaspedals gewählt wird.
Computerprogramm, das so ausgebildet ist, dass ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausführbar ist.
Computerprogrammprodukt, das so ausgebildet ist, dass ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführbar ist.
Elektronisch gesteuerte Reibungskupplung mit einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.