DE102008034010B4

DE102008034010B4 - Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102008034010B4
Application number: DE102008034010.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Strack; Dr. Werner Olaf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: DE102008034010A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, einem Getriebe mit Getriebeeingangswelle und mehreren schaltbaren Gängen und einem zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle angeordneten Reibungskupplung, wobei ein Steuergerät für die Brennkraftmaschine diese stillsetzt, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle unter einen vorgegebenen Wert sinkt, wobei der vorgegebene Wert in Abhängigkeit von einem aus einer Differenzdrehzahl von Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle resultierenden Kupplungsschlupf und/oder gangabhängig vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annähern der Drehzahl der Brennkraftmaschine an den vorgegebenen Wert, die Reibungskupplung schlupfend betrieben und der vorgegebene Wert abgesenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges mit einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe sowie einer dazwischen angeordneten Reibungskupplung, wobei die Brennkraftmaschine bei Unterschreiten eines vorgegebenen Drehzahlwertes stillgesetzt wird, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die KR 10 2006 072 553 A offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine, wobei ein Steuergerät die Brennkraftmaschine stillsetzt, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle unter einen vorgegebenen Wert sinkt.
Die DE 60 2004 001 215 T2 offenbart eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem primären und einem sekundären koaxialen Schwungrad, die durch einen Torsionsdämpfer drehfest miteinander verbunden sind. Die DE 10 2005 026 463 A1 offenbart ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Wird bei einem Startvorgang der Startvorgang abgebrochen, bevor eine Brennkraftmaschine ihre Leerlaufdrehzahl erreicht hat, besteht die Gefahr, dass die Brennkraftmaschine zwar zündet, jedoch mit sehr wenig Überschussmoment den Resonanzfrequenzbereich eines Drehschwingungsdämpfers durchläuft. Dies kann dazu führen, dass die Brennkraftmaschine den Resonanzfrequenzbereich des Drehschwingungsdämpfers nicht überwinden kann, sondern darin hängen bleibt. Um dies zu verhindern müssen Vorrichtungen wie Reibsteuerscheiben in den Drehschwingungsdämpfer oder in das Zweimassenschwungrad eingebaut werden, um eine hohe Dämpfung zu erzeugen und eine sonst drohende mechanische Zerstörung des ZMS oder des Drehschwingungsdämpfers zu vermeiden. Ein Startvorgang der Brennkraftmaschine kann von einem Fahrer nicht abgebrochen werden, wenn sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einen kritischen Frequenzbereich bewegt, der dem Resonanzfrequenzbereich des Drehschwingungsdämpfers entspricht.
Die EP 657 418 A1 offenbart ein Verfahren zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine. Dazu wird das Schwungrad zum kontrollierten Abstellen der Brennkraftmaschine mit einer veränderbaren Schwungradmasse ausgebildet und beim Abstellen der Brennkraftmaschine nach abschalten der Zündung die Masse des Schwungrads verändert, so dass die Trägheit variiert wird, wodurch auf die Auslaufbewegung der Kurbelwelle Einfluss genommen wird.
Die DE 10 2007 032 996 A1 offenbart ein Verfahren zum begrenzen des von eine Brennkraftmaschine eines Antriebsstrangs abgegebenen Drehmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Übersetzung eines der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Getriebes.
Die DE10 2008 000 986 A1 offenbart ein Kraftmaschinenstoppsteuerungssystem, welches eine Drehzahl einer Kraftmaschine in einen Regelungsbetrieb steuert, um Kraftmaschinenbetrieb schnell zu stoppen. Wenn der Kraftmaschinenbetrieb gestoppt wird, wird eine Zielabnahmegeschwindigkeit eingestellt. Diese Zielabnahmegeschwindigkeit ist so eingestellt, das eine Abnahmegeschwindigkeit für die Drehzahl der Kraftmaschine in einem Drehzahlbereich der Kraftmaschine maximal wird, der zu einem Resonanzfrequenzbereich eines Schwungrads korrespondiert.
Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges, bei denen zum Schutz von Antriebsstrangkomponenten die Brennkraftmaschine unter gegebenen Voraussetzungen stillgesetzt werden kann, sind bekannt. Beispielsweise sind Zweimassenschwungräder bezüglich ihres Resonanzverhaltens so ausgelegt, dass deren Resonanz wesentlich unter der Leerlaufdrehzahl, beispielsweise 850 1/min liegt. Erreicht die Drehzahl der Brennkraftmaschine in besonderen Situationen, beispielsweise bei gedrücktem Fahren, wenn das Fahrzeug bei nicht betätigtem Fahrpedal durch einen zu hohen Gang betrieben und damit die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter die Leerlaufdrehzahl gedrückt wird. In diesem Falle wird bei manchen Fahrzeugen die Brennkraftmaschine stillgesetzt, indem beispielsweise die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird. Das Fahrzeug kann dann nur nach einem Neustart der Brennkraftmaschine weiterbewegt werden. Dies führt zu einer Komforteinbuße und kann bei dichtem Straßenverkehr zu Behinderungen anderer und zu gefährlichen Situationen infolge des stehenden Fahrzeuges führen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, diese Situation zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, einem Getriebe mit Getriebeeingangswelle und mehreren schaltbaren Gängen und einem zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle angeordneten Reibungskupplung, wobei ein Steuergerät für die Brennkraftmaschine diese stillsetzt, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle unter einen vorgegebenen Wert sinkt, gelöst, wobei der vorgegebene Wert in Abhängigkeit von einem aus einer Differenzdrehzahl von Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle resultierenden Kupplungsschlupf und/oder gangabhängig vorgegeben wird. Die Brennkraftmaschine kann dabei ein Verbrennungsmotor nach dem Otto- oder Diesel-Prinzip oder dergleichen sein. Die Reibungskupplung kann eine manuell oder automatisierte - diese kann in vorteilhafter Weise besser auf Kupplungsschlupf überprüft und beeinflusst werden - Trocken- oder Nasskupplung nach dem gezogenen oder gedrückten Prinzip sein, die im entspannten Zustand offen oder geschlossen ist. Weiterhin kann die Reibungskupplung als automatisierte Doppelkupplung für ein automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen sein. Das Getriebe kann manuell geschaltet oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein. Die Stillsetzung der Brennkraftmaschine kann mittels einer Sperre der Kraftstoffzufuhr, beispielsweise durch Stillsetzen der Einspritzventile, erfolgen. Das Steuergerät für die Brennkraftmaschine kann auch für die Steuerung der Reibungskupplung und gegebenenfalls für die Steuerung eines automatisierten Getriebes vorgesehen sein, alternativ können Reibungskupplung und automatisiertes Getriebe von einem weiteren Steuergerät gesteuert werden, wobei die einzelnen Steuergeräte mittels einer Signalverbindung, beispielsweise mittels eines Datenaustauschsystems wie CAN.Bus in Verbindung zueinander stehen, wobei über dieses Datenaustauschsystem Daten ausgetauscht und Steuerbefehle übermittelt werden können.
Der vorgegebene Wert kann als Grenzwert festgelegt sein, bei dem ein potentiell gefährdetes System wie beispielsweise ein Zweimassenschwungrad in den Resonanzzustand übergeht, um so genannte Impacts während eines Resonanzzustandes zu vermeiden wird bei diesem Grenzwert die Brennkraftmaschine stillgesetzt, da dies im allgemeinen eine schnellere und schwingungstechnisch günstigere Lösung zur Vermeidung einer Resonanz als andere Maßnahmen wie beispielsweise das Nachregeln der Leerlaufdrehzahl oder das Öffnen der Reibungskupplung. Es wurde jedoch festgestellt, dass sich die Resonanzbedingung eines Zweimassenschwungrades in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf und/oder dem im Getriebe eingelegten Gang ändern kann. So sind beispielsweise die auf die sekundäre, das heißt, der Abtriebsseite des Zweimassenschwungrads zugeordneten Schwungmasse des Zweimassenschwungrads wirkenden Trägheitsmomente des Getriebe bei schlupfender Reibungskupplung eher isoliert und der Antriebsstrang bei geschlossener Reibungskupplung die Steifigkeit des Zweimassenschwungrads erhöht. Die Steifigkeit wird weiter erhöht, wenn höhere Gänge eingelegt sind. Unter höheren Gängen ist eine mit zunehmender Gangnummerierung steigende Übersetzung ins Schnelle zu verstehen. Es wird in vorteilhafter Weise der vorgegebene Wert bei kleinen Gängen zu kleineren Werten und bei höheren Gängen zu größeren Werten erhöht. Beispielsweise kann in den Gängen 1 und 2 der Wert 300 1/min betragen während er bei den höheren Gängen 3 bis 6 auf 500 1/min angehoben wird. Es versteht sich, dass die Auswahl der Werte in Form einer Tabelle für jeden Fahrzeugtyp spezifisch hinterlegt sein kann oder mittels einer Formel berechnet wird. Dabei können die vorgegebenen Werte für jeden Gang separat oder für Gruppen von Gängen zu einem gleichbleibenden Wert zusammengefasst werden.
In ähnlicher Weise kann der vorgegebene Wert den Schlupf an der Reibungskupplung berücksichtigt werden, indem beispielsweise eine Differenzdrehzahl aus der Drehzahl der Kurbelwelle und einer Größe, aus der die Drehzahl der Getriebeeingangswelle abgeleitet werden kann, ermittelt wird. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle können Drehzahlsensoren an der Getriebeeingangswelle oder bei Kenntnis des eingelegten Gangs und dessen Übersetzung an der Getriebeausgangswelle oder ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren sein. Der vorgegebene Wert kann damit schlupf- oder differenzdrehzahlabhängig eingestellt werden. Dabei ist der vorgegebene Wert bei vorliegendem Kupplungsschlupf kleiner als bei nicht vorhandenem Kupplungsschlupf.
In vorteilhafter Weise können schlupfabhängige und gangabhängige Einflüsse im vorgegebenen Wert berücksichtigt werden, indem beispielsweise ein Kennfeld zur Bestimmung des vorgegebenen Wertes eingerichtet wird, das vom Schlupf und dem eingelegten Gang aufgespannt wird. Es versteht sich, dass die Abhängigkeit des vorgegebenen Wertes auch bei manuell geschalteten Getrieben vom eingelegten Gang abhängig gemacht werden kann, sofern eine Ganginformation, beispielsweise in Form eines Gangsensors vorliegt. Alternativ kann aus anderen im Fahrzeug erhältlichen Größen wie beispielsweise einer Kombination der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Geschwindigkeit bei angenommener geschlossener Reibungskupplung oder bei einer das Lastmoment der Brennkraftmaschine repräsentierenden Größe wie Luftmengenmesser, Einspritzmenge in Verbindung mit der Drehzahl und der Geschwindigkeit, so dass zumindest grob auf einen eingelegten Gang oder Zugehörigkeit zu einer entsprechend im vorgegebenen Wert berücksichtigen Ganggruppe geschlossen werden kann.
In vorteilhafter Weise kann bei einer automatisierten Reibungskupplung bei Erkennen einer Annäherung der Drehzahl der Brennkraftmaschine an den vorgegebenen Wert diese schlupfend betrieben werden und gegebenenfalls der vorgegebene Wert abgesenkt werden, so dass zusätzlich eine Art von Abwürgeschutz entsteht. Es kann vorteilhaft sein, wenn der vorgegebene Wert insbesondere dann abgesenkt wird, wenn die Reibungskupplung im so genannten Mikroschlupf betrieben wird, der zur Momentenbegrenzung des über die übertragbaren Moments im Bereich von Drehmomentspitzen angewendet wird. Weiterhin kann es aus Sicherheitsgründen vorteilhaft sein, wenn bei begrenzter Haftung der Fahrbahn bei vereister, nasser oder unbefestigter Fahrbahn der Schlupf erhöht und der vorgegebene Wert erniedrigt wird, um ein Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern, beziehungsweise ein Ansprechen des elektronischen Fahrstabilitätsprogramms nicht zu erzwingen, wenn bei geringer Drehzahl bei gedrücktem Fahren die Haftung der Reifen nachlässt.
Insbesondere bei automatisierten Systemen kann es vorteilhaft sein, wenn ein Steuergerät für die Reibungskupplung und/oder ein Steuergerät für ein automatisiertes Getriebe den Zustand der Reibungskupplung beziehungsweise des Getriebes an das Steuergerät für die Brennkraftmaschine übermittelt. Auf diese Weise stehen dem Steuergerät alle notwendigen Daten für eine schnelle Aktualisierung des vorgegebenen Wertes zur Verfügung. Dabei kann der vorgegebene Werte in einer Routine aktuell aus den notwendigen Daten ermittelt werden und mit dem aktuellen Drehzahlwert der Brennkraftmaschine verglichen werden und bei Absenken der Drehzahl unter den vorgegeben Wert die Brennkraftmaschine stillgelegt werden. Alternativ oder zusätzlich können alternative Maßnahmen wie Öffnen der Reibungskupplung und/oder Auslegen eines eingelegten Gangs vorgenommen werden, um ein Stillsetzen noch zu vermeiden. Dabei kann es vorteilhaft sein die Routine bereits in einem Steuergerät für die Reibungskupplung und/oder das Getriebe abzuarbeiten und lediglich ein Signal zu übertragen, ob die Brennkraftmaschine stillgesetzt werden soll. Alternativ kann das entsprechende Steuergerät sofort das Stilsetzen der Brennkraftmaschine bei Unterschreiten des vorgegebenen Wertes übernehmen, so dass eine direkte Wirkung bei Vorliegen der Stillsetzungsbedingungen ohne mehrmaliges Übertragen von Messsignalen, Berechnungsdaten und Steuerbefehlen erzielt werden kann.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, einem Getriebe mit Getriebeeingangswelle und mehreren schaltbaren Gängen und einem zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle angeordneten Reibungskupplung, wobei ein Steuergerät für die Brennkraftmaschine diese stillsetzt, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle unter einen vorgegebenen Wert sinkt, wobei der vorgegebene Wert in Abhängigkeit von einem aus einer Differenzdrehzahl von Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle resultierenden Kupplungsschlupf und/oder gangabhängig vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annähern der Drehzahl der Brennkraftmaschine an den vorgegebenen Wert, die Reibungskupplung schlupfend betrieben und der vorgegebene Wert abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert bei kleinen Gängen kleiner als bei höheren Gängen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert bei vorliegendem Kupplungsschlupf kleiner als bei nicht vorhandenem Kupplungsschlupf ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät für die Reibungskupplung und/oder ein Steuergerät für ein automatisiertes Getriebe den Zustand der Reibungskupplung beziehungsweise des Getriebes an das Steuergerät für die Brennkraftmaschine übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät für die Reibungskupplung und/oder für das automatisierte Getriebe den vorgegebenen Wert überwacht, anpasst und bei Unterschreiten des vorgegebenen Wertes die Brennkraftmaschine stillsetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stillsetzung der Brennkraftmaschine die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.