DE10127760A1 - Verfahren zur Begrenzung der Motordrehzahl für eine Fahrzeugkupplung - Google Patents

Verfahren zur Begrenzung der Motordrehzahl für eine Fahrzeugkupplung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Motordrehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeuges.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung der Motordrehzahl für eine Fahrzeugkupplung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im Zusammenhang mit Fahrzeugkupplungen kann je nach Konstruktion das Problem bestehen, daß das Ausrückkraftminimum, d. h. also das Minimum der Kraft, die zum Ausrücken der Fahrzeugkupplung erforderlich ist, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl sinkt. Sobald das Ausrückkraftminimum einen bestimmten Wert unterschreitet, kann die Rückstellkraft der Kupplung, d. h. also die Kraft, die zum Einrücken der Kupplung erforderlich ist, nicht mehr ausreichen, um die im Ausrücksystem vorhandene Reibung schnell genug zu überwinden. Die genannte Reibung ist der Fluidreibung des Nehmer- bzw. Zentralausrückers, den mechanischen Reibungen und der Vorlastfeder zuzuschreiben.
Wenn der Kupplungssteller mit einer ausreichend schnellen Bewegung geschlossen wird, saugt der Geberzylinder über ein Nachsaugventil Fluid nach. Dies hat zur Folge, daß sich die hydraulische Strecke aufpumpen kann. Letztlich kann dies zum Ausfall des gesamten Kupplungssystems führen.
Im Zusammenhang mit dem geschilderten Problem ist es bekannt, die Motordrehzahl in Abhängigkeit vom Kupplungszustand "Offen/Schlupfend" zu begrenzen. Ein Nachteil dieser Lösung besteht jedoch darin, daß z. B. bei schnellen Schaltungen die Drehzahlgrenze überschritten ist, bevor die Begrenzung wirken kann. Dies hat zur Folge, daß die Motordrehzahl zu langsam abfällt. Es kann dennoch der Fall eintreten, dass bei einer vollständig abgekühlten Hydraulikstrecke die Kupplung bei einer kritischen Drehzahl hängen bleibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Begrenzung der maximal zulässigen Motordrehzahl zu schaffen, durch die sicher gestellt wird, dass bei einer vollständig abgekühlten hydraulischen Strecke der kritische Drehzahlbereich nicht erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Begrenzung der maximal zulässigen Motordrehzahl mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine zusätzliche Begrenzung der Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur des Motors auf einen bestimmten Wert erfolgt. Dadurch wird vorteilhafterweise sicher gestellt, daß bei einer vollständig abgekühlten hydraulischen Strecke der kritische Drehzahlbereich nicht erreicht wird. Nach einem kurzen Betrieb des Fahrzeuges erwärmt sich die hydraulische Strecke zumindest partiell, wobei die Fluidreibung, die Ursache dafür ist, daß die Rückstellkraft der Kupplung nicht ausreicht, um die im Ausrücksystem vorhandene Reibung schnell genug zu überwinden, absinkt. Die Drehzahlbegrenzung kann dann bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturwertes wieder aufgehoben werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Begrenzung der Drehzahl des Motors automatisch aufgehoben wird, wenn die Betriebstemperatur des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet, der insbesondere 20°C beträgt.
Als Betriebstemperatur wird besonders bevorzugt die Wassertemperatur oder die Öltemperatur des Motors gemessen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung das Blockschaltbild eines Fahrzeuges, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Begrenzung der maximal zulässigen Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur angewendet wird; und
Fig. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeiten zwischen dem Weg des Geberzylinders und den zum Ein- und Ausrücken der Kupplung erforderlichen Kräften in Abhängigkeit von der Drehzahl zeigt.
In der Fig. 1 ist der Motor eines Kraftfahrzeuges mit 1 bezeichnet. Die Ausgangswelle 3 des Motors 1 ist über eine Kupplung 5 mit dem Getriebe 7 verbindbar. Der Ausgang des Getriebes 7 ist beispielsweise über ein Kardanwelle 9 mit den Antriebsrädern 11 des Kraftfahrzeuges mechanisch verbunden. Die Kupplung 5 wird durch eine Vorlastfeder 13 eingerückt und bei Betätigung eines Ausrückers 15 ausgerückt. Dabei ist der Ausrücker 15 über eine Hydraulikleitung 17 mit einem Geberzylinder 19 verbunden, der durch eine Elektronik 21 in Abhängigkeit von verschiedenen Kriterien (Drosselklappenstellung, Motordrehzahl, Gangstellung etc.) betätigbar ist.
Es kann, wie dies eingangs erläutert wurde, die Motordrehzahl in Abhängigkeit vom Kupplungszustand: "Offen/Schlupfen" begrenzt werden.
Vorzugsweise zusätzlich hierzu wird erfindungsgemäß die maximale Motordrehzahl generell bei Unterschreiten einer bestimmten Betriebstemperatur des Motors auf einen bestimmten Wert begrenzt. Hierzu wird die Betriebstemperatur des Motors 1 mit der Hilfe eines Motortemperatursensors 23 erfaßt, dessen diese Betriebstemperatur anzeigendes Ausgangssignal der Elektronik 21 zugeführt wird.
Beispielsweise wird mit dem Motortemperatursensor 23 die Wassertemperatur/Öltemperatur des Motors erfaßt und solange diese kleiner als 20°C ist, wird die maximale Motordrehzahl generell auf den bestimmten Wert von beispielsweise 6200 U/min. bei nominell maximaler Drehzahl von 6500 U/min. begrenzt. Dadurch wird sicher gestellt, daß bei einer vollständig abgekühlten hydraulischen Strecke der kritische Drehzahlbereich nicht erreicht wird. Nach einem kurzen Betrieb des Fahrzeuges erwärmt sich die hydraulische Strecke zumindest partiell, wobei die Fluidreibung sinkt. Die Drehzahlbegrenzung kann dann beispielsweise nach Erreichen einer Betriebstemperatur des Motors, die beispielsweise größer als 20°C ist, wieder aufgehoben werden.
Die Fig. 2 zeigt für verschiedene Drehzahlen Abhängigkeiten des Weges des Geberzylinders 19 beim Aus- und Einrücken von der Ausrückkraft bzw. von der Rückstellkraft. Die Kurve I zeigt die Kupplungsausrückkraft bei einer Motordrehzahl von beispielsweise 6500 U/min. Für diese Drehzahl zeigt die Kurve III die Rückstellkraft der Kupplung. Die Kurve II zeigt die Rückstellkraft bei einer Motordrehzahl von 6200 U/min. Es ist erkennbar, daß die Kupplungsrückstellkraft bei der höheren Motordrehzahl niedriger liegt als bei der kleineren Drehzahl und die Kurve IV unterschreitet, die die im Ausrücksystem (Ausrücker 15, Hydraulikleitung 17, Geberzylinder 19) bei niedrigen Temperaturen, z. B. bei -20°C auftretende Verlustkraft darstellt, die im wesentlichen auf die erhöhte Fluidreibung bei niedrigen Temperaturen zurückzuführen ist. Wenn die Rückstellkraft der Kupplung (Kurve III) bei höheren Drehzahlen kleiner wird als die zu überwindende Verlustkraft IV bleibt die Kupplung hängen. Um dies zu vermeiden, wird, da die Verlustkraft IV bei einer Erwärmung des Systems abnimmt, die maximale Motordrehzahl generell auf den bestimmten Wert (z. B. 6200 U/min.) begrenzt, solange die Verlustkraft bis zur Linie IV reicht, so daß der kritische Drehzahlbereich nicht erreicht wird. Erst wenn die Verlustkraft IV bei steigender Motortemperatur so abfällt, dass die nach unten verschobene neue Linie IV' die Kurve III nicht mehr schneiden würde, kann die Motordrehzahl wieder auf ihren maximalen Wert der Kurven I und III angehoben werden, da dann ein Hängenbleiben der Kupplung nicht mehr zu befürchten ist.
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 Merkmalskombination zu beanspruchen. In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teil­ ungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen­ stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Begrenzung der Motordrehzahl eines Motors für eine Fahr­ zeugkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal zulässige Drehzahl des Motors auf einen bestimmten Wert begrenzt wird, solange die Betriebstemperatur des Motors einen bestimmten Temperaturwert unterschreitet, so die Verlustkraft im Ausrücksystem.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begren­ zung der Drehzahl des Motors aufgehoben wird, wenn die Betriebstempe­ ratur des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebstemperatur die Wassertemperatur gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebstemperatur die Öltemperatur des Motors gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Temperaturwert der Betriebstemperatur bei etwa 20°C liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Wert in der Größenordnung von 6200 U/min liegt.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer eine mechanische Verbindung zwischen einem Motor eines Fahrzeuges und dem Getriebe des Fahrzeuges herstellenden Kupplung, wobei ein Motortemperatursensor zur Erfassung der Betriebs­ temperatur des Motors vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ei­ ne Elektronik vorgesehen ist, die die Begrenzung der Drehzahl des Mo­ tors auf einen vorbestimmten Wert bewirkt, solange die vom Motortempe­ ratursensor gemessene Betriebstemperatur einen bestimmten Tempera­ turwert unterschreitet.
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