DE19725149A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems, die Steuereinheit steht im wesentlichen mit Sensoren und gegebenenfalls mit anderen Elektronikeinheiten in Signalverbindung, mit einer Motorsteuereinheit zur Ansteuerung des Motormomentes des Antriebsmotors, sowie mit einem fahrerseitig betätigbaren Geber, wie Gaspedal, zur fahrerseitigen Leistungsanforderung, wobei der Geber einen Geberwert zur Verfügung stellt.

Solche Kraftfahrzeuge können mit einem automatisiert oder manuell betätigbaren Getriebe ausgestattet sein. Bei solchen Getrieben kann mittels eines Getriebewahlelementes die Getriebeeinstellung gewählt werden oder die Getriebeeinstellung kann automatisiert erfolgen.

Ist beispielsweise ein Nichtfahrgang in Getriebe gewählt, so kann bei in diesem Zustand geöffnetem Drehmomentübertragungssystem bei einer fahrerseitigen Betätigung des Gaspedales eine zu starke Motordrehzahlerhöhung und die damit verbundenen unkomfortablen Motorgeräusche auftreten. Weiterhin kann ein solches Aufheulen des Motors zu einer ungewollten Lärmbelästigung führen. Ebenso kann eine eventuelle Schädigung des Motors auftreten.

Wird bei automatisierten Getriebe mit Zugkraftunterbrechung ein Gangwechsel durchgeführt, ist es nachteilig, wenn während des Gangwechsels die Motordrehzahl hochläuft, weil der Fahrer weiterhin das Gaspedal betätigt. Dies kann zu Komforteinbußen und zu Schädigungen des Motors und/oder des Getriebes führen.

Weiterhin kann bei einem im Getriebe gewählten Nichtanfahrgang bei einem Anfahrvorgang das Drehmomentübertragungssystem eine zumindest kurzzeitige übermäßige Belastung des Drehmomentübertragungssystemes auftreten, die in der Regel fahrerseitig nicht gewünscht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der oben beschriebenen Art zu schaffen, welches komfortabel und sicher betrieben werden kann. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und mit einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik zumindest im wesentlichen verringert oder vermeidet und einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Aufgabe ist es weiterhin, einen Schaltvorgang bei einem automatisierten Getriebe durchzuführen, bei dem das Gaspedal fahrerseitig betätigt ist und dennoch die Motordrehzahl nicht unbeabsichtigt hochläuft.

Die wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, in dem die Steuereinheit und/oder die Motorsteuereinheit mittels zumindest des Geberwerte jeweils einen Motormomentwert beispielsweise mittels Funktionsgeneratoren und/oder aus Kennfeldern ermittelt, und mittels eines Vergleichers ermittelt welcher Motormomentwert gesteuert wird. Dies ist vorteilhaft, wenn beispielsweise bei einem eingelegten Gang oder im Neutralbereich oder bei einem Gangwechsel von der Steuereinheit zur Steuerung der Kupplung oder des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes beispielsweise über den Einrückzustand der Kupplung ein geringerer Wert des Motormomentes, das gesteuert werden soll, bestimmt wird, als der Wert des Motormomentes der von der Motorsteuerung bestimmt wird. Dabei kann das Motormoment von der Steuereinheit reduziert werden und somit der geringere Wert des Motormomentes gesteuert werden. Dies ist zweckmäßig, wenn beim Gangwechsel das Gaspedal fahrerseitig betätigt bleibt und die Motorsteuerung somit einen Maximalwert des Motormomentes steuern würde, obwohl beispielsweise bei einem Gangwechsel ein reduziertes Motormoment vorteilhaft ist. Die Steuereinheit zur Kupplungssteuerung ermittelt dann bei einem Gangwechsel das reduzierte Motormoment anhand von Kennfeldern oder Funktionsgeneratoren und über einen Vergleicher wird ein Minimumwert ermittelt und gesteuert.

Weiterhin kann es bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems, die Betätigungseinheit weist zumindest einen Aktor zum Betätigen, wie beispielsweise zum Ein- und/oder Ausrücken des Drehmomentübertragungssystemes auf, die Steuereinheit steht im wesentlichen mit Sensoren und gegebenenfalls mit anderen Elek­ tronikeinheiten in Signalverbindung, mit einem Getriebeeinstellungssensor, welcher die Getriebeeinstellung detektiert, mit einer Motorsteuereinheit zur Ansteuerung des Motormomentes des Antriebsmotors, sowie mit einem fahrerseitig betätigbaren Geber, wie Gaspedal, zur fahrerseitigen Leistungsanforderung, vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit beispielsweise anhand von Funktionsgeneratoren oder Kennfeldern mittels zumindest des Geberwertes einen ersten Wert des Motormomentes bestimmt, die Motorsteuereinheit mittels zumindest des Geberwertes einen zweiten Wert des Motormomentes bestimmt und der erste und der zweite Wert von einem Vergleicher oder Ermittler verarbeitet werden und daraus ein Wert des Motormomentes ermittelt wird, welcher gesteuert wird. Der Vergleicher kann als gesonderte Elektronikeinheit oder innerhalb der Steuereinheit durch ein Steuerprogramm realisiert sein. Als Ermittler gilt ein Funktionsgenerator, welcher das Motormoment anhand von Fahrzeugparametern ermittelt. Diese sind beispielsweise der eingelegte Gang, die Motordrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gaspedalwert und andere Parameter.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der zu steuernden Motormomentenwert als Funktion der Getriebeeinstellung, beispielsweise aus Kennfeldern oder Funktionsgeneratoren, ermittelt wird. Dabei kann der Motormomentwert, welcher gesteuert wird, als Funktion des eingelegten Ganges beispielsweise auch motordrehzahlabhängig ermittelt werden. Die Steuereinheit oder eine Getriebesteuereinheit ermittelt beispielsweise mittels eines Gangerkennungssensors den eingelegten Gang und wählt eine Kennlinie für den jeweiligen Gang aus und bestimmt das zu steuernde Motormoment.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein, wenn der ersten Wert des Motormomentes mit dem zweiten Wert des Motormomentes verglichen wird und der kleinere Wert von beiden Werte angesteuert wird.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der ersten Wert des Motormomentes mit dem zweiten Wert des Motormomentes verglichen wird und der größere Wert von beiden Werte angesteuert wird. Der Vergleich kann beispielsweise von einer Steuereinheit oder Motorsteuereinheit durchgeführt werden.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der bestimmte oder ermittelte ansteuerbare Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten, im Getriebe eingelegten Nichtfahrgang auf einen vorgebbaren Maximalwert des Motormomentes begrenzt wird.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein, wenn der bestimmte oder ermittelte ansteuerbare Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten im Getriebe eingelegten Nichtfahrgang, derart ermittelt wird, daß ein vorgebbarer Maximalwert der Motordrehzahl nicht überschritten wird. Ebenso kann es bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, wen der vorgebbare Wert nicht erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorteilhaft vorsehen, daß der vorgebbare Wert der Motordrehzahl im Drehzahlbereich von 1500 1/min bis 6000 1/min, vorzugsweise im Drehzahlbereich von 2000 1/min bis 4000 1/min liegt.

Weiterhin kann der vorgebbare Wert der Motordrehzahl in vorteilhafter Art und Weise im wesentlichen gleich der Leerlaufdrehzahl sein.

Zweckmäßig kann es sein, wenn ein Nichtfahrgang oder eine Nichtfahrposition des Getriebes beispielsweise ein Neutralgang, eine Neutralposition des Getriebe oder eine Parkposition des Getriebes ist.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der bestimmte oder ermittelte ansteuerbare Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten im Getriebe eingelegten Nichtanfahrgang, derart ermittelt wird, daß ein vorgebbarer Maximalwert der Motordrehzahl bei einem Anfahrvorgang nicht überschritten wird.

Als Nichtanfahrgang oder eine Nichtanfahrübersetzung kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Gang oder eine Übersetzung gelten, in welcher das Fahrzeug üblicherweise nicht aus dem Stand angefahren wird. Als Anfahrgänge gelten insbesondere ein erster Gang, ein zweiter Gang oder ein Rückwärtsgang oder eine entsprechende Übersetzung.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der vorgebbare Wert der Motordrehzahl im Drehzahlbereich von 1500 1/min bis 6000 1/min, vorzugsweise im Drehzahlbereich von 2000 1/min bis 4000 1/min liegt.

Zweckmäßig kann es sein, wenn ein Nichtanfahrgang eines Getriebes ein Gang beispielsweise ungleich einem ersten Gang, einem zweiten Gang oder einem Rückwärtsgang ist.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das Fahrzeug eine Fahrprogramm­ wähleinrichtung aufweist, mittels welchem unterschiedliche Fahrprogramme wählbar sind. Solche Fahrprogramme können beispielsweise unterschiedliche Schaltkennlinien oder Kennlinien oder Funktionen zur Kupplungsbetätigung aufweisen, nach welchen eine sportliche oder eine komfortable oder eine besonders ökonomische Fahrweise oder eine Wintereinstellung realisiert werden kann. Diese Fahrprogramme können unterschiedliche Schaltkennlinien zum Schalten der Getriebegänge aufweisen. Ebenso kann ein unterschiedliches Steuerungsprogramm der Kupplung vorgesehen sein, so daß die Kupplung bei verschiedenen Programmen verschieden schnell einrückt. Im Sportprogramm soll so die Kupplung schneller schließen als im Normalprogramm und im Winterprogramm soll die Kupplung langsamer einrücken als im Normalprogramm. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Fahrprogramme automatisiert oder manuell wählbar sind. Eine automatisierte Wählbarkeit der Fahrprogramme kann beispielsweise eine Fahreradaption sein, bei welcher eine Steuereinheit anhand von Signalen aufgrund von fahrerseitigen Betätigungen beispielsweise des Gaspedals oder von Getriebewahlelementen oder anderen fahrerseitigen Betätigungen eine Fahrererkennung realisiert und anhand des erkannten Fahrertyps eine Wahl eines Fahrprogrammes durchführt.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der vorgebbare Wert der Motordrehzahl in Abhängigkeit der Fahrprogramme bestimmbar oder einstellbar ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe ein manuell schaltbares Getriebe ist. Nach dem erfinderischen Gedanken ist es zweckmäßig, wenn das Getriebe ein von zumindest einer Betätigungseinheit automatisiert schaltbares Getriebe ist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das automatisiert schaltbare Getriebe mittels einer Getriebesteuereinheit angesteuert wird.

Nach einem erfinderischen Gedanken ist es zweckmäßig, wenn die Getriebesteuereinheit mit der Steuereinheit des automatisierten Drehmomentübertragungssystems als Einheit ausgebildet ist.

Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es vorteilhaft sein, wenn ein Verfahren zur Ansteuerung zumindest einer Elektronikeinheit zur Verwendung in einem Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20 realisiert wird, wobei Verfahrenschritte zur Ermittlung von Motormomentwerten und Vergleichsschritte durchgeführt werden.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs,

Fig. 2 ein Blockschaltbild und

Fig. 3 ein Blockschaltbild.

Die Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 in einer schematischen Darstellung mit einem Antriebsmotor 2, einem Drehmomentübertragungssystem 3 und einem Getriebe 4. Dem Getriebe 4 ist eine Antriebswelle 5 und ein Differential 6 sowie die angetriebenen Achsen 7a und 7b nachgeordnet, wobei die Räder 8a, 8b mittels der angetriebenen Achsen 7a und 7b angetrieben werden. Das Fahrzeug kann auch mit einem Vierradantrieb versehen sein. Dies ist in der Fig. 1 jedoch nicht dargestellt.

Das Drehmomentübertragungssystem 3, wie beispielsweise Reibungskupplung, wie Trockenreibungskupplung oder naßlaufende Reibungskupplung, Magnetpulverkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüber­ brückungskupplung ist in der Fig. 1 als Drehmomentübertragungssystem 3 im Antriebsstrang zwischen Antriebsmotor 2 und Getriebe 4 angeordnet dargestellt, wobei das Drehmomentübertragungssystem 3 auch abtriebsseitig nach dem Getriebe 4 angeordnet sein kann, wie dies beispielsweise bei stufenlos einstellbaren Getrieben (CVT) zweckmäßig sein kann.

Das Drehmomentübertragungssystem 3 besteht in der Darstellung der Fig. 1 aus einer Kupplungsscheibe mit Reibbelägen 3b, einer Druckplatte 3c sowie aus einem Kupplungsdeckel 3d und einer Tellerfeder 3e. Diese Teile des Drehmomentübertragungssystems 3 können auf ein Schwungrad 3a montiert werden, wobei diese auch mit dem Schwungrad 3a als vormontierbare Einheit zusammengebaut werden können. Das Schwungrad kann auch ein sogenanntes Zwei-Massen-Schwungrad sein, welches zwischen Primär- und Sekundärmasse zumindest einen Torsionsdämpfer vorsieht. Die Tellerfeder 3e wird mittels des Ausrücklagers 3f zum Einrücken oder zum Ausrücken der Kupplung beaufschlagt, wobei durch die Beaufschlagung der Tellerfederzungen mittels des Ausrücklagers 3f die Kupplung in einen Zustand überführt werden kann oder eingestellt werden kann, welcher beispielsweise der völlig eingerückte oder der völlig ausgerückte Zustand oder ein Zustand zwischen diesen beiden Grenzzuständen ist. Dadurch kann das von dem Drehmomentübertragungssystem 3 übertragbare Drehmoment im Bereich zwischen null und dem maximalen Wert beliebig eingestellt und fixiert werden.

Das Ausrücklager wird im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mittels eines Ausrückhebels 9 betätigt, wobei der Ausrückhebel über eine hydraulische Strecke mit Nehmerzylinder 10, Hydraulikleitung 11 und Aktor 12 betätigt wird. Der Aktor 12 enthält eine Stelleinrichtung 12a, welche im Falle einer Verwendung einer hydraulischen Strecke einen Geberzylinder und eine Antriebseinheit zur Betätigung des Geberzylinders enthalten kann. Weiterhin enthält der Aktor 12 eine elektronische Einrichtung 12b, wie Steuereinheit, welche Signale von beispielsweise Sensoreinrichtungen, Sensoren oder anderen Elektronikeinheiten verarbeitet und welche Steuersignale erzeugt, um die Antriebseinheit des Aktors anzusteuern, zum Ein- oder Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems.

Das Getriebe 4 ist ein Getriebe bei welchem zwischen verschiedenen Getriebeübersetzungen, wie Gängen, mittels eines Bedienelementes 13 unterschieden werden kann. Zur Wahl einer Getriebeübersetzung von einer Mehrzahl von Getriebeübersetzungen wird das Bedienelement 13 in die dafür vorgesehene Position gebracht oder in einer dafür vorgesehenen Art und Weise betätigt. Diese Betätigung kann in diesem Falle manuell erfolgen. Weiterhin kann eine Betätigung eines Getriebes auch automatisiert erfolgen, wobei dabei zumindest ein Aktor die Betätigung des Getriebes automatisiert durchführt. Der Aktor kann das Schalten und/oder Wählen der Gänge gesteuert durchführen. Ein solcher Aktor kann elektromechanisch oder druckmittelbetätigt eine Getriebebetätigung oder einen Schaltvorgang durchführen.

Die Vorrichtung zum Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems kann, wie oben dargestellt, mittels eines Druckmittelsystems erfolgen, wobei das Druckmittelsystem ein Hydrauliksystem, ein pneumatisches System oder ein anderes fluidbetätigtes System sein. Der Ausrücker kann in diesen Fällen auch ein druckmittelbetätigter Zentralausrücker sein. Weiterhin kann die Betätigung auch über mechanische Mittel erfolgen, wie beispielsweise über ein Gestänge.

Eine Sensoreinrichtung 14 kann an dem Bedienelement 13 angelenkt oder angeordnet sein, wodurch eine Betätigung des Bedienelementes durch diese Sensoreinheit 14 detektiert wird. Die Detektion einer Betätigung kann durch eine Messung einer einwirkenden Kraft oder durch eine Messung einer Positionsänderung oder einer Geschwindigkeit- oder Beschleunigungsänderung erfolgen. Weiterhin kann bei einer Überschreitung eines Grenz- oder Schwellenwertes bei einer Bewegung oder Betätigung des Bedienelementes eine Detektion einer Betätigung erfolgen. Der Sensor 14 gilt als Getriebeeinstellungssensor, der die im Getriebe eingelegte Übersetzung oder eine im Getriebe eingelegte Position detektiert.

Der Sensor oder die Sensoreinrichtung 14 kann ein weg- oder geschwindigkeits- oder beschleunigungs- oder kraftabhängiger Sensor sein, welcher eine Bewegung des Bedienelementes oder eines damit verbundenen Elementes oder eine Kraft auf das Bedienelement oder auf ein damit verbundenes Element detektiert oder detektieren kann.

Weiterhin kann am Getriebe 4 ein Sensor 15 angeordnet sein, welcher die Position des eingelegten Ganges detektiert, indem beispielsweise die Position von getriebeinternen Schaltelementen sensiert wird. Ein solcher Sensor ist ein Gangerkennungssensor.

Die Sensoren, wie Drosselklappensensor 16, wie Raddrehzahl- oder Geschwin­ digkeitssensor 17 (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor), Motordrehzahlsensor 18 und weitere Sensoren können im/am Fahrzeug vorgesehen sein und mit der Steuereinheit über Signalleitungen verbunden sein. Ein Türsensor, welcher detektiert, ob eine Tür geöffnet ist, kann ebenfalls am Fahrzeug angeordnet sein. Ebenso ist ein Sensor zur Detektion des Drosselklappenwinkels zweckmäßig. Die Steuereinheit kann aus den Daten der Sensoren auch Gradienten berechnen, die zur Bewertung der Schaltabsicht herangezogen werden. Diese Gradienten können beispielsweise durch numerische Verfahren berechnet werden. Die Steuereinheit 12 ermittelt aus diesen Sensordaten und anderen Daten sowie aus Systemeingangsgrößen den Fahrzustand und generiert ein Steuersignal zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems 3, falls eine Schaltabsicht als vorliegend gewertet wird.

Das Kraftfahrzeug 1 verfügt weiterhin über ein Gaspedal 20, wie Lasthebel, sowie über ein Betätigungselement einer Bremse 21, wie Betriebsbremse, sowie über ein Betätigungselement 22 für eine Bremse, wie Feststellbremse. An dem Lasthebel 20 ist zumindest ein Sensor 23 angeordnet, welcher sowohl den Ausschlag α ermittelt, als auch eine vorhandene oder nicht vorhandene Betäti­ gung bestimmt. Als Sensor für die Ermittlung, ob das Pedal oder der Lasthebel betätigt ist oder nicht, kommt beispielsweise ein Leerlaufschalter in Frage, welcher beispielsweise eingeschaltet ist, wenn das Pedal unbetätigt ist und welcher ausge­ schaltet ist, wenn das Pedal betätigt ist. Eine umgekehrte Schaltung, wie Codierung, des Leerlaufschalters ist ebenso möglich. Der Sensor 23 ist als Gebersensor des Gaspedales, wie Gebers der fahrerseitigen Betätigung, vorgesehen. Die Motorsteuerung 103 aus Fig. 2 steuert anhand dieser Gaspedalbetätigungswerte die Motordrehzahl und/oder das Motormoment. Die Steuereinheit der Kupplungssteuerung und/oder Getriebesteuerung berechnet oder bestimmt ebenso ein zu steuerndes Motormoment und/oder eine Motordrehzahl anhand der Gaspedalbetätigung und anhand von Fahrzeug- und Getriebe- und/oder Kupplungsdaten, wie Drehzahlen, Geschwindigkeiten, Gangstufen etc.

An dem Betätigungselement der Betriebsbremse 21, wie Bremspedal, kann ein Bremsschalter 24 angeordnet sein, welcher detektiert, ob die Bremse betätigt ist. Ein solcher Bremsschalter kann ebenso an dem Betätigungselement 22 für die Feststellbremse angeordnet sein, wobei der Sensor 25 detektiert, ob die Feststellbremse betätigt ist.

Die Sensorikeinrichtung 23 des Lasthebels 20 kann weiterhin mit der Motorelek­ tronik 30 signalverbunden sein, so daß über eine Gaspedalbetätigung die Motor­ drehzahlen und das Motormoment entsprechend von der Motorelektronik 30 gesteuert wird.

Anhand der in der Steuereinheit 12 eingehenden Signale, wie Meßdaten oder Systemeingangsgrößen kann das anliegende Motormoment ermittelt werden. Das anliegende Motormoment ist das aktuelle Motormoment abzüglich zuzüglich der Momente, die von Nebenaggregaten aufgenommen oder abgegeben werden. Als Nebenaggregat sei beispielsweise die Klimaanlage oder ein Schwungnutzspeicher genannt. Weiterhin können Schleppmomente berücksichtigt werden. Das Motormoment kann aber auch von der Motorsteuereinheit 30 bestimmt werden und über eine Signalleitung der Steuereinheit übermittelt werden.

Weiterhin kann ermittelt werden, ob eine Betätigung des Bedienelementes 13 vorliegt und es kann ermittelt werden, ob eine Bremse 21, 22 betätigt ist, und ob das Gaspedal, wie Lasthebel, betätigt ist. Die Steuereinheit 12 erkennt eine Schaltabsicht durch eine Betätigung des Bedienelementes 13 anhand der eingehenden Signale der Sensoren 14 und/oder 15. Ob die Schaltabsicht als Schaltwunsch von der Steuereinheit gewertet oder akzeptiert wird, und ein Steuersignal zum Öffnen der Kupplung erzeugt wird, hängt von den Systemparametern ab.

Das Kraftfahrzeug kann mit einem manuell betätigten Getrieben und/oder mit einem automatisiert schaltenden Getrieben ausgerüstet sein.

Ein automatisiert schaltbares Getriebe kann ein separates Steuergerät aufweisen, welches die Schaltvorgänge des Getriebes ansteuert. Dieses Steuergerät kann mit der Steuereinheit in Signalverbindung stehen, wobei ebenfalls Sensoren mit diesem Steuergerät in Signalverbindung steht.

Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann ein integriertes Steuergerät oder eine integrierte Steuereinheit sowohl die Motorsteuerung, die Getriebesteuerung und/oder die Steuereinheit für die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems beinhalten. Eine solche integrierte Steuereinheit steht mit Sensoren und weiteren Elektronikeinheiten in Signalverbindung und steuert und/oder regelt die Betätigung des Getriebes, der Kupplung und die Ansteuerung des Motors.

Durch eine solche Integration der elektronischen Steuergeräte beispielsweise von Motor, Getriebe und Kupplung kann eine vorteilhafte funktionale und kostengünstige Einheit geschaffen werden. Es können beispielsweise alle Parameter der Systeme Motor, Getriebe und Kupplung im Sinne eines beispielsweise verbrauchsgünstigen und/oder sportlichen und/oder emissionsgünstigen Betriebsverhaltens aufeinander abgestimmt werden.

Neben dem Kupplungsmoment als berücksichtigter Parameter kann das Motormoment von der Motorsteuerung ebenfalls beispielsweise um die Momente von Nebenaggregaten, wie beispielsweise von einer Klimaanlage, korrigiert werden. In diesem Falle, kann bei einem Ein- oder Ausschalten des Nebenaggregats eine Erhöhung oder Reduzierung des Motormoments gezielt erfolgen.

Das Getriebe weist einem Getriebewahlschalter oder -hebel auf, mittels welchem die im Getriebe eingelegte Übersetzung oder einen Neutralgang oder eine Parkposition eingelegt werden kann. Weiterhin kann mittels eines weiteren Elementes ein Fahrprogramm gewählt werden. Ein solches Element ist in der Fig. 1 mit 40 gekennzeichnet. Mittels des Fahrprogrammwählelementes oder der -einrichtung kann beispielsweise zwischen eine sportlichen (s), einem ökonomischen (o), einem komfortablen Fahrprogramm (k) oder einem Winterprogramm (w) unterschieden werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm 100, welches einen Funktionsablauf darstellt. In Block 101 betätigt der Fahrer des Kraftfahrzeuges einen Lasthebel, wie ein Gaspedal. Diesem Pedal ist zumindest ein Sensor derart zugeordnet, daß er ein einen Pedalwert zumindest repräsentierendes Signal detektiert. Ein solches Signal kann beispielsweise der Pedalwert selbst oder einen Drosselklappenwinkel oder ein entsprechendes Signal sein.

In Block 102 wird der Pedalwert ermittelt und an die Motorsteuerung, wie Motorsteuerelektronik, weitergeleitet. Ebenso wird dieser Wert an die Kupplungssteuerung und/oder Getriebesteuerung 104, 105 weitergeleitet. Die Kupplungssteuerung steht mit der Getriebesteuerung zumindest in Signalverbindung, wobei diese beiden Steuereinheiten auch als integrierte Steuereinheit ausgebildet sein können. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn ebenfalls die Motorelektronik mit der einen und/oder anderen Steuereinheit als integrierte Einheit vorgesehen ist. Dies wird durch den unterbrochenen Rahmen 110 dargestellt.

Die Kupplungs- und/oder Getriebesteuerung 103, 104 ermittelt ein Motormoment und/oder eine Motordrehzahl in Abhängigkeit des Getriebewahlschalters respektive des Signales des Getriebewahlschaltersensars. Weiterhin ermittelt die Motorsteuerung einen Wert für ein Motormoment und/oder für eine Motordrehzahl. In Block 106 werden diese Werte zur Bestimmung des Motormomentes verarbeitet.

Liegt beispielsweise ein Nichtfahrgang, wie beispielsweise eine Neutralposition N oder ein Neutralgang oder eine Parkposition P vor, so kann das Motormoment bei einer Lasthebelbetätigung derart gesteuert werden, daß die Motordrehzahl n_mot beispielsweise begrenzt oder nicht begrenzt wird. Eine solche Begrenzung kann beispielsweise auf einen Maximalwert n_mot-max erfolgen. Eine Maximaldrehzahl als Grenzwert kann beispielsweise derart erfolgen, daß ein Motorüberdrehschutz realisiert ist. Weiterhin kann eine Begrenzung derart erfolgen, daß der Motor auf einen Punkt maximalen Motormomentes begrenzt oder festgelegt wird, in welchem ein Schnellstart bei eingelegtem Fahr- oder Startgang erfolgen kann.

Die Begrenzung der Motordrehzahl durch eine Steuerung oder Regelung der Motordrehzahl oder des Motormomentes kann in einem Nichtfahrgang P,N erfolgen, da die Steuereinheit des Drehmomentübertragungssystems in einem solchen Betriebspunkt das Drehmomentübertragungssystem vorzugsweise zumindest zeitweise geöffnet hält. Eine Begrenzung der Motordrehzahl kann zu einer Komfortverbesserung und zu einem Motorschutz eingesetzt werden. Eine solche Begrenzung kann durch

n_mot n_mot-max

erfolgen. Als Grenzwert n_mot-max kann ein Drehzahlwert im Bereich von 1000 1/min bis 6000 1/min verwendet werden, vorzugsweise von 2000 1/min bis 4000 1/min. Weiterhin kann eine Begrenzung der Motordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl erfolgen mit n_mot = n_Leerlauf. Eine, solche Begrenzung der Motordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl, in den Getriebestufen P oder N, führt beispielsweise zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauches des Fahrzeuges.

Mittels des in Block 106 ermittelten Motormoments wird der Motor in Block 107 angesteuert. Durch die Reaktion des Motors 107 auf die Ansteuerung erfolgt eine Rückkoppelung oder eine Rückmeldung der Motorreaktion oder Fahrzeugreaktion 108 zu dem Fahrer 101, der daraufhin seine Betätigung beispielsweise des Gaspedales anpassen oder verändern kann.

Die Steuereinheit des Drehmomentübertragungssystems, wie Kupplung, oder der Motorelektronik oder eine weitere Steuereinheit, wie beispielsweise eine Getriebesteuerelektronik, vergleicht die von der Motorelektronik bestimmten Werte für das Motormoment M_mot mit den von beispielsweise der Steuereinheit des Drehmomentübertragungssystems bestimmten Werten M_mot-kup des Motormomentes und bildet beispielsweise einen Minimumwert als Sollwert M_mot-soll, welcher angesteuert wird. Dies kann beispielweise mittels der Funktion

M_mot-soll = MIN(M_mot-kup, M_mot)

erfolgen, wobei MIN(x, y) das Minimum der Werte x, y bildet. Durch das sich so einstellende oder das einstellbare Motorsollmoment ergibt sich eine Fahrzeugreaktion und der Fahrer des Fahrzeuges stellt daraufhin wiederum den von ihm gewünschten Pedalwert ein.

Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Steuereinheit des Drehmomentübertragungssystems eine Vorgabe bezüglich des Grenzwertes der Motordrehzahl und/oder des Motormomentes durchführt und dies Motorelektronik diesen Wert als oberen Grenzwert verwendet und die Motordrehzahl und/oder das Motormoment nicht über diesen Grenzwert steigen läßt. Die Wahl der Grenzwerte kann von dem gewählten Fahrprogramm abhängen.

Eine Ansteuerung des Motormomentes und/oder der Motordrehzahl durch die Steuereinheit des Drehmomentübertragungssystemes ist vorzugsweise in einem Fahrzeug mit E-Gas-System realisierbar.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Signal 201 des Gaspedalgebers wird auf die Eingänge 202 und 203 der Motorsteuerung 204 und der Steuereinheit 205 der automatisierten Kupplung gegeben. Diese berechnen anhand von Kennlinien 204a, 205a die Sollwerte 204b, 205b des Motormomentes und/oder der Motordrehzahl. Diese werden auf den Eingang eines Vergleichers 206 gegeben und miteinander verglichen. Das geringere Signal oder der geringere Wert wird gesteuert, damit der Motor 207 diesen annimmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch das größere Signal der beiden Werte gesteuert werden. Ebenso kann auch der Vergleicher einen nachgeschalteten Funktionsgenerator enthalten, der den Ausgangswert noch einmal modifiziert.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung einer Motordrehzahl und/oder eines Motormomentes, wie Motorsteuerungsvorrichtung, mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit mit einem Gangerkennungssensor, welcher die im Getriebe eingelegten Gänge detektiert, zumindest aber einen im Getriebe eingelegten Neutralbereich detektiert, wobei bei ausgerückter Kupplung und/oder bei eingerückter Kupplung die Motorsteuerung bei im Getriebe eingelegtem Nichtfahrgang, wie Neutralbereich, den steuerbaren Maximalwert der Motordrehzahl absenkt. Die Steuereinheit kann mit einem Kupplungseinrückzustandsdetektor, wie Kupplungswegsensor, verbunden sein und den Maximalwert der Motordrehzahl beispielsweise nur bei ausgerückter Kupplung reduzieren. Die Kupplung kann dabei automatisiert oder per Pedalbetätigung betätigbar sein. Mit dem oben beschriebenen wird beispielsweise bei im Getriebeeingelegtem Neutralbereich die Motordrehzahl bei einer im Vergleich zum Betrieb (Drehzahl) bei eingelegtem Gang reduzierten Drehzahl abgeregelt, wobei die Reduzierung im Bereich von einigen hundert 1/min liegen kann. So kann beispielsweise bei eingelegtem Gang die Abregeldrehzahl, bei welcher die Motordrehzahl von der Steuereinheit nicht weiter gesteigert wird bei 6000 1/min liegen und bei eingelegtem Neutralbereich bei 5800 1/min liegen. Dies hat den Vorteil, daß die Fliehkräfte, die beispielsweise auf die Tellerfederzungen der ausgerückten Kupplung wirken reduziert werden. Dadurch kann ein negativer Effekt durch ein ausgerückt halten oder hängen bleiben der Kupplung aufgrund der Fliehkraft reduziert werden und die Kupplung rückt aufgrund der Federvorspannung der Tellerfeder wieder ein, wenn das Ausrücklager die Kupplung zum Einrücken freigibt. Die obige Vorrichtung vermeidet somit ein Hängenbleiben der Kupplung zumindest im ausgerückten Zustand bei eingelegtem Neutralbereich. Das Absenken der maximalen Motordrehzahl im Neutralbereich kann soweit durchgeführt werden, bis die Kupplung nicht mehr hängen bleibt. Dies kann bis zu einer Reduzierung der Motordrehzahl im wesentlichen auf die Leerlaufdrehzahl führen. Dabei kann sowohl der Neuzustand als auch der Verschleißzustand der Kupplung berücksichtigt sein, da bei einem Verschleißzustand der Kupplung die Tellerfederzungen, wie allgemein bekannt, eine steilere oder geneigtere Einbaulage aufweisen können. Die Reduzierung der maximalen Motodrehzahl kann während eines Schaltvorganges und/oder zumindest kurzfristig nach einem Schaltvorgang ebenfalls erfolgen. Die Reduzierung der maximalen Motodrehzahl im Neutralbereich weist weiterhin noch den Vorteil der Kraftstoffersparnis auf.

Die Signale des Gangerkennungssensors und gegebenenfalls des Einrückzustandes der Kupplung können von den Sensoren direkt an die Motorsteuerung oder über die Steuereinheit der automatisierten Kupplung an die Motorsteuerung übermittelt werden. Der Gangerkennungssensor kann ein Schalter sein, welcher den eingelegten Neutralbereich detektiert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann dieser Sensor zumindest einzelne oder alle im Getriebe eingelegten Gänge detektieren.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück­ bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter­ ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Beschrei­ bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens­ schritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (21)

1. Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems, die Steuereinheit steht im wesentlichen mit Sensoren und gegebenenfalls mit anderen Elek­ tronikeinheiten in Signalverbindung, mit einer Motorsteuereinheit zur Steuerung des Motormomentes des Antriebsmotors, sowie mit einem fahrerseitig betätigbaren Geber, wie Gaspedal, zur fahrerseitigen Leistungsanforderung, wobei der Geber einen Geberwert zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit und/oder die Motorsteuereinheit mittels zumindest des Geberwerte jeweils einen Motormomentwert beispielsweise mittels eines Funktionsgenerators und/oder aus einem Kennfeld ermittelt, und mittels eines Vergleichers ermittelt welcher Motormomentwert gesteuert wird.

2. Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystemes, die Betätigungseinheit weist zumindest einen Aktor zum Betätigen, wie beispielsweise zum Ein- und /oder Ausrücken des Drehmomentübertragungssystemes auf, die Steuereinheit steht im wesentlichen mit Sensoren und gegebenenfalls mit anderen. Elektronikeinheiten in Signalverbindung, mit einem Getriebeeinstellungssensor, welcher die Getriebeeinstellung detektiert, mit einer Motorsteuereinheit zur Ansteuerung des Motormomentes des Antriebsmotors, sowie mit einem fahrerseitig betätigbaren Geber, wie Gaspedal, zur fahrerseitigen Leistungsanforderung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit beispielsweise anhand von Funktionsgeneratoren oder Kennfeldern mittels zumindest des Geberwertes einen ersten Wert des Motormomentes bestimmt, die Motorsteuereinheit beispielsweise anhand von Funktionsgeneratoren oder Kennfeldern mittels zumindest des Geberwertes einen zweiten Wert des Motormomentes bestimmt und der erste und der zweite Wert von einem Vergleicher oder Ermittler, verarbeitet werden und daraus ein Wert des Motormomentes ermittelt wird, welcher gesteuert wird.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu steuernden Motormomentenwert als Funktion der Getriebeeinstellung, beispielsweise aus Kennfeldern oder Funktionsgeneratoren, ermittelt wird.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert des Motormomentes mit dem zweiten Wert des Motormomentes verglichen wird und der kleinere Wert von beiden Werten gesteuert wird.

5. Kraftfahrzeug nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert des Motormomentes mit dem zweiten Wert des Motormomentes verglichen wird und der größere Wert von beiden Werte gesteuert wird.

6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte oder ermittelte gesteuerte Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten, im Getriebe eingelegten Nichtfahrgang auf einen vorgebbaren Maximalwert des Motormomentes begrenzt wird.

7. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte oder ermittelte ansteuerbare Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten im Getriebe eingelegten Nichtfahrgang, derart ermittelt wird, daß ein vorgebbarer Maximalwert der Motordrehzahl nicht überschritten wird.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Wert der Motordrehzahl im Drehzahlbereich von 1500 1/min bis 6000 1/min, vorzugsweise im Drehzahlbereich von 2000 1/min bis 4000 1/min liegt.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Wert der Motordrehzahl im wesentlichen gleich der Leerlaufdrehzahl ist.

10. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nichtfahrgang beispielsweise ein Neutralgang, eine Neutralposition des Getriebe oder eine Parkposition des Getriebes ist.

11. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte oder ermittelte ansteuerbare Wert des Motormomentes bei einem von dem Getriebesensor detektierten im Getriebe eingelegten Nichtanfahrgang, derart ermittelt wird, daß ein vorgebbarer Maximalwert der Motordrehzahl bei einem Anfahrvorgang nicht überschritten wird.

12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Wert der Motordrehzahl im Drehzahlbereich von 1500 1/min bis 6000 1/min, vorzugsweise im Drehzahlbereich von 2000 1/min bis 4000 1/min liegt.

13. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nichtanfahrgang eines Getriebes ein Gang beispielsweise ungleich einem ersten Gang, einem zweiten Gang oder einem Rückwärtsgang ist.

14. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine Fahrprogramm­ wähleinrichtung aufweist, mittels welchem unterschiedliche Fahrprogramme wählbar sind.

15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrprogramme automatisiert oder manuell wählbar sind.

16. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Wert der Motordrehzahl in Abhängigkeit der Fahrprogramme mittels Funktionsgeneratoren oder Kennfelder bestimmbar oder einstellbar ist.

17. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein manuell schaltbares Getriebe ist.

18. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein von zumindest einer Betätigungseinheit automatisiert schaltbares Getriebe ist.

19. Kraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das automatisiert schaltbare Getriebe mittels einer Getriebesteuereinheit angesteuert wird.

20. Kraftfahrzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuereinheit mit der Steuereinheit des automatisierten Drehmomentübertragungssystems als Einheit ausgebildet ist.

21. Verfahren zur Ansteuerung zumindest einer Elektronikeinheit oder Steuereinheit zur Verwendung in einem Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei Verfahrenschritte zur Ermittlung von Motormomentwerten und Vergleichsschritte durchgeführt werden.