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Dokumentenidentifikation DE102005019789B4 03.05.2007
Titel Erkennung einer Lastanfahrt
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Philipp, Jan Boris, Dr., 80807 München, DE
DE-Anmeldedatum 28.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019789
Offenlegungstag 09.11.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B60W 40/10(2006.01)A, F, I, 20051223, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 48/08(2006.01)A, L, I, 20051223, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Obergriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.

In den vergangenen Jahren haben sich automatisierte Getriebe und automatisierte Kupplungen immer mehr verbreitet. Komfort und Sicherheit werden zunehmend durch den Einsatz von Sensorik und elektronisch initiierten Eingriffen in den Fahrverlauf erhöht.

In der DE 102 30 611 A1 wird neben der normalen Anfahrt eine weitere Anfahrtsvariante für Berganfahrten oder Volllastanfahrten vorgestellt. Um eine Überhitzung der Kupplung, insbesondere bei Berganfahrten zu vermeiden, ist eine z.B. fahrzustandsabhängige bzw. betriebszustandsabhängige Zuziehfunktion vorgesehen. Dadurch kann die Kupplung z.B. nach einer vorbestimmten Wartezeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit geschlossen werden. Wenn in einer Anfahrsituation erkannt wird, dass der Kupplungsschlupf nach einer bestimmten Zeitdauer, z.B. 3 Sekunden, immer noch nicht abgebaut ist, wird in die Lastanfahrt übergegangen.

In der DE 197 11 618 A1 wird eine Vorrichtung offenbart, welche in zumindest einem Betriebszustand, wie Anfahrt- oder Beschleunigungszustand, zwischen zumindest zwei Betätigungszuständen des Drehmomentübertragungssystems mit unterschiedlichen übertragbaren Drehmoment gezielt umgeschaltet, wobei in den jeweiligen Betätigungszuständen ein unterschiedliches, wie höheres oder geringeres, übertragbares Drehmoment ansteuerbar ist, so dass ein unterschiedliches wie höheres oder geringeres Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs resultiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem der Komfort beim Anfahrvorgang des Fahrzeugs weiter erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst.

Der Übergang von der normalen Anfahrt eines Fahrzeugs in der Ebene in eine spezielle Anfahrt der so genannten Lastanfahrt an Steigungen oder bei starker Beladung des Fahrzeugs oder beim Anfahren mit einem zusätzlichen schweren Anhänger wird erfindungsgemäß durch die Fahrzeugbeschleunigung bestimmt. Bei Anfahrbeginn ist die normale Anfahrvariante entweder voreingestellt oder wird aktiv aktiviert. Das Verfahren sieht vor, eine vorgegebene Wartezeit einzuhalten, so dass Größen zur Ermittlung der Beschleunigung wie beispielsweise Getriebedrehzahlen oder Raddrehzahlwerte auf dem CAN-Bus gültig und zuverlässig vorliegen. Aus den Raddrehzahlwerten werden Fahrzeugbeschleunigungswerte berechnet und zum Zwecke der Glättung der Werte gefiltert. Zu bestimmten Zeitpunkten, vorzugsweise periodisch, in Abständen von 50 bis 200 msec, wird der aktuell zu diesem Zeitpunkt erhaltene geglättete Fahrzeugbeschleunigungswert – im Folgenden Vergleichswert genannt – mit einem Mindestbeschleunigungswert verglichen. Sobald der Vergleichswert den Mindestbeschleunigungswert unterschreitet wird in die Lastanfahrt übergegangen und das Verfahren beendet.

Die Wartezeit zu Beginn der Anfahrt liegt unter einer Sekunde und beträgt vorteilhafterweise 300 msec. Der Mindestbeschleunigungswert ist mindestens vom eingelegten Gang und dem Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Rückschaltverhinderung abhängig, daher sind Mindestbeschleunigungswerte für unterschiedliche Gänge mit und ohne Rückschaltverhinderung hinterlegt. Ein Übergang in die Lastanfahrt kann nur im ersten Gang durchgeführt werden, außer wenn eine Rückschaltverhinderung in einem höheren Gang vorliegt. Eine solche Rückschaltverhinderung kann aus Sicherheitsüberlegungen aktiviert sein, beispielsweise wenn Raddrehzahlsignale potentiell fehlerhaft sind. Ist eine solche Rückschaltverhinderung aktiviert, muss der Fahrer beispielsweise im dritten Gang anfahren. Der Mindestbeschleunigungswert ist darüber hinaus eine Funktion des Wertes des Verhältnisses von Getriebeeingangsdrehzahl zu Motordrehzahl also abhängig vom Kupplungsschlupf. Unterhalb eines vorgegebenen Wertes für dieses Verhältnis ist der Mindestbeschleunigungswert konstant und entspricht dem hinterlegten Wert. Oberhalb dieses vorgegebenen Wertes ist der Mindestbeschleunigungswert kleiner. Entspricht am Ende des Anfahrvorganges die Getriebeeingangsdrehzahl der Motordrehzahl so erreicht der Mindestbeschleunigungswert seinen kleinsten Wert, der bevorzugt zwischen Null und der Hälfte des hinterlegten Wertes beträgt, aber auch negativ gewählt werden kann. Zwischen dem vorgegebenen Wert und dem Ende der Anfahrt fällt der Mindestbeschleunigungswert ab, beispielsweise linear.

Eine alternative Lösung der Aufgabe besteht darin, einen Zeitpunkt vorzugeben, der sich aus dem Beginn des Anfahrvorgangs und einem vorgegebenen Zeitraum ergibt, zu dem überprüft wird, ob sich der Kupplungsschlupf auf einen vorgegebenen Wert beispielsweise die Hälfte des Wertes, den er nach der Wartezeit hatte, reduziert hat. Hat sich der Kupplungsschlupf zu diesem Zeitpunkt nicht soweit reduziert, wird in die Variante Lastanfahrt übergegangen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.

Es zeigen im Einzelnen:

1: Schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensverlauf

2: Schematische Darstellung der zusammenwirkenden Komponenten

In 1 ist dargestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren mit Beginn eines Anfahrvorgangs im Verfahrensschritt 30 einsetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die normale Anfahrvariante voreingestellt. Im Warteschritt 34 wird eine Wartezeit von weniger als einer Sekunde insbesondere 300 msec überbrückt. Danach werden im Datenschritt 36, Raddrehzahlwerte die auf dem CAN-Bus mit jedem Takt neu zur Verfügung stehen, ermittelt und Fahrzeugsbeschleunigungswerte errechnet. Diese Fahrzeugsbeschleunigungswerte werden im Filterschritt 38 mit Hilfe eines PT1-Filters gefiltert, sodass ein geglätteter Wert als Vergleichswert vorliegt. Alternativ wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform durch gleitende Mittelwertbildung aus den Fahrzeugsbeschleunigungswerten der Vergleichswert errechnet. Im Schritt 40 wird überprüft ob ein vorgegebener Zeitpunkt vorliegt. Es versteht sich, dass unter einem Zeitpunkt aufgrund von Toleranzen in Strenge immer ein Zeitintervall zu verstehen ist. Ein solcher Zeitpunkt zeichnet sich dadurch aus, dass er in einer bevorzugten Ausführungsform, ein ganzzahliges Vielfaches eines vorgegebenen Zeitraums beginnend mit dem Ende der Wartezeit ist. Ein solcher vorgegebener Zeitraum, hat einen bestimmten Wert zwischen 50 und 200 msec. Wird im Schritt 40 festgestellt, dass ein solcher Zeitpunkt vorliegt, wird im Verfahrensschritt 42 der zu diesem Zeitpunkt gehörige Mindestbeschleunigungswert ermittelt. Der Mindestbeschleunigungswert ist vom eingelegten Gang, vom Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Rückschaltverhinderung und vom Verhältnis zwischen Getriebeeingangsdrehzahl und Motordrehzahl abhängig. Im Vergleichsschritt 44 wird bestimmt, ob der im Filterschritt 38 gewonnene Vergleichswert größer als der im Schritt 42 gewonnene Mindestbeschleunigungswert ist. Ist dies nicht der Fall, wird im Lastanfahrtschritt 48 zur Lastanfahrtsvariante gewechselt und das Verfahren kommt im Schritt 50 zum Ende. Ist der Vergleichswert größer dem Mindestbeschleunigungswert, so wird im Verfahrensschritt 46 überprüft, ob der Anfahrvorgang zu seinem Ende gekommen ist. Dazu wird abgefragt, ob die Getriebeeingangsdrehzahl mit der Motordrehzahl übereinstimmt. Ist dies der Fall, wird das Verfahren im Schritt 50 beendet. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zum Datenschritt 36 zurück und setzt hier fort. Wird im Schritt 40 festgestellt, dass ein derartiger Zeitpunkt nicht vorliegt, werden Verfahrensschritt 42 und Vergleichsschritt 44 übersprungen und es wird mit Verfahrensschritt 46 fortgefahren.

2 stellt schematisiert die Vorrichtung zur Erkennung eines Übergangs von der normalen Anfahrtsvariante zur Lastanfahrtsvariante dar. Stellt die Steuereinrichtung 60 den Beginn eines Anfahrvorgangs fest, so gelten bis auf weiteres die Regeln der normalen Anfahrtsvariante. Erfindungsgemäß wird durch die Steuereinrichtung 60 zu Beginn des Anfahrvorgangs eine Wartezeit von beispielsweise 300 msec eingehalten, während der die Steuereinrichtung 60 keine Aktionen hinsichtlich der Erkennung des Übergangs zur Lastanfahrt initiiert. Nach dieser Wartezeit ermittelt sie aus Raddrehzahlwerten, die vom CAN-Bus 62 zu Verfügung gestellt werden, Fahrzeugbeschleunigungswerte. Diese Fahrzeugbeschleunigungswerte werden von der Steuereinrichtung 60 gefiltert, indem die Werte in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines PT1-Filters geglättet werden, sodass ein gefilterter Fahrzeugbeschleunigungswert als Vergleichswert vorliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein PT1-Filter zur Filterung vorgesehen, es kann aber auch ein anderer Filter verwendet werden. Darüber hinaus sind in weiteren Ausführungsbeispielen auch Mittelwertbildungsverfahren zur Gewinnung eines solchen Vergleichswertes vorgesehen. Die Steuereinrichtung 60 überprüft anschließend, ob die aktuelle Zeit einem ganzzahligen Vielfachen des vorgegebenen Zeitraums beginnend mit dem Ende der Wartezeit entspricht. Liegt ein solcher Zeitpunkt vor, bestimmt die Steuereinrichtung einen Mindestbeschleunigungswert, der für verschiedene Gänge mit und ohne Rückschaltverhinderung in der Steuereinrichtung 60 hinterlegt ist. In Abhängigkeit von dem Verhältnis der Getriebeeingangsdrehzahl zur Motordrehzahl wird dieser Wert unkorrigiert übernommen oder verkleinert. Anschließend führt die Steuereinrichtung 60 einen Vergleich zwischen dem gewonnenen Vergleichswert der Fahrzeugbeschleunigung und dem Mindestbeschleunigungswert durch. Die Steuereinrichtung 60 veranlasst einen Übergang zur Lastanfahrtsvariante, sobald der Vergleichswert kleiner als der Mindestbeschleunigungswert ist. Hat die Steuereinrichtung 60 diesen Wechsel veranlasst, so hat die Vorrichtung ihre Aufgabe erfüllt. Wird durch die Steuereinrichtung 60 festgestellt, dass der Vergleichswert größer der Mindestbeschleunigung ist, klärt die Steuereinrichtung 60 ob der Anfahrvorgang abgeschlossen ist, indem sie prüft, ob Getriebeeingangsdrehzahl und Motordrehzahl übereinstimmen. Ist dies der Fall, wird angenommen, dass der Anfahrvorgang abgeschlossen ist und die Aufgabe der Vorrichtung ist beendet. Wird durch die Steuereinrichtung 60 festgestellt, dass der Anfahrvorgang noch nicht zu Ende ist, veranlasst die Steuereinrichtung 60 die Rückkehr zur Ermittlung von Fahrzeugbeschleunigungswerten aus Raddrehzahlwerten und die anschließende Filterung und der beschriebenen Vorgänge. Führt die Überprüfung, ob die aktuelle Zeit einem ganzzahligen Vielfachen des vorgegebenen Zeitraums beginnend mit dem Ende der Wartezeit entspricht, dazu, dass dies nicht der Fall ist, springt die Steuereinrichtung 60 direkt zur Abfrage ob der Anfahrvorgang abgeschlossen ist oder nicht und fährt dort fort.

30
Verfahrensschritt
34
Warteschritt
36
Datenschritt
38
Filterschritt
40
Verfahrensschritt
42
Verfahrensschritt
44
Vergleichsschritt
46
Verfahrensschritt
48
Lastanfahrtschritt
50
Verfahrensschritt
60
Steuereinrichtung
62
CAN-Bus


Anspruch[de]
Verfahren zur Erkennung eines Übergangs von einer ersten, normalen Anfahrtsvariante in eine zweite, sich davon unterscheidende Lastanfahrtsvariante bei einem Kraftfahrzeug mit mindestens einer Steuereinrichtung (60), die Fahrzeugbeschleunigungswerte ermittelt (36), dadurch gekennzeichnet, dass nach einer vorgegebenen Wartezeit (34) nach Beginn eines Anfahrvorganges (30), Fahrzeugbeschleunigungswerte gefiltert (38) und mit einem Mindestbeschleunigungswert (42) verglichen (44) werden und bei Unterschreiten des Mindestbeschleunigungswertes von der normalen Anfahrtsvariante in die Lastanfahrtsvariante (48) übergegangen wird, wobei der Mindestbeschleunigungswert (42) mindestens vom eingelegten Gang, vom Verhältnis von Getriebeeingangsdrehzahl zu Motordrehzahl und dem Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Rückschaltverhinderung abhängt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit (34) zwischen 50 Millisekunden und 1 Sekunde liegt und vorteilhafterweise 300 Millisekunden beträgt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung (38) durch einen PT1-Filter oder durch gleitende Mittelwertbildung der Fahrzeugbeschleunigungswerte stattfindet und einen Vergleichswert liefert. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch Filterung entstandener Vergleichswert mit einem Mindestbeschleunigungswert zu vorgegebenen Zeitpunkten verglichen wird (44). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Zeitpunkte (40) im Zeitraum zwischen dem Ende der Wartezeit und dem Ende der Anfahrt festgelegt sind. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Zeitpunkte (40) periodisch aufeinander folgen, also benachbarte Zeitpunkte gleichen zeitlichen Abstand aufweisen und dieser zeitliche Abstand zwischen 50 und 200 msec gewählt ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückschaltverhinderung bei Vorliegen übergeordneter Sicherheitsbedenken aktiviert wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestbeschleunigungswert oberhalb eines vorgegebenen Wertes des Verhältnisses von Getriebeeingangsdrehzahl zu Motordrehzahl kleiner ist als unterhalb dieses Wertes. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert des Verhältnisses größer 0,5 ist und vorzugsweise 0,6 beträgt. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestbeschleunigungswert sich linear verringert. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestbeschleunigungswert sich bis auf einen vorgegebenen Wert verringert. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei erstmaliger Unterschreitung des durch Filterung gewonnenen Fahrzeugbeschleunigungswertes unter den Mindestbeschleunigungswert während der Anfahrt die Lastanfahrtsvariante aktiviert wird. Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (60) vorgesehen ist, die veranlasst, dass nach einer vorgegebenen Wartezeit nach Beginn eines Anfahrvorgangs bei Unterschreiten eines Mindestbeschleunigungswertes durch einen durch Filterung erhaltenen Fahrzeugbeschleunigungswert, von der normalen Anfahrtsvariante in die Lastanfahrtsvariante übergegangen wird, wobei Mindestbeschleunigungswerte mindestens für unterschiedliche Gänge und diese in Abhängigkeit vom Verhältnis der Getriebeeingangsdrehzahl zur Motordrehzahl unkorrigiert übernommen oder verkleinert werden und mit und ohne Vorliegen einer Rückschaltverhinderung hinterlegt sind.






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