DE102008041397A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat durch Öffnen derselben vom Abtrieb abgekoppelt werden kann. Bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal wird die Anfahrkupplundes Antriebsaggregats und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und/oder eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats aktiv wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
  • Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe, wobei das Getriebe Drehmomente und Drehzahlen des Antriebsaggregats wandelt und an einem Abtrieb des Antriebsstrangs bereitstellt. Bei einem Nutzfahrzeug wie z. B. einem Lastkraftwagen ist das Antriebsaggregat vorzugsweise als Verbrennungsmotor und das Getriebe vorzugsweise als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet, wobei zwischen den Verbrennungsmotor und das automatisierte Schaltgetriebe eine Anfahrkupplung geschaltet ist. Bei geöffneter Anfahrkupplung ist der Verbrennungsmotor vom Abtrieb abgekoppelt. Bei geschlossener Anfahrkupplung hingegen ist der Verbrennungsmotor an den Abtrieb angekoppelt. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe werden Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung durchgeführt.
  • Um dann, wenn ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang verzögert bzw. abgebremst wird, ein Abwürgen des Antriebsaggregats zu verhindern, muss die Anfahrkupplung, die zwischen das Getriebe und das Antriebsaggregat geschaltet ist, geöffnet werden. Dies erfolgt üblicherweise derart, dass die Anfahrkupplung oberhalb der sogenannten Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats geöffnet wird. Bei einer Bergabfahrt eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Antriebsstrang wird bei unbetätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal nach der Praxis die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn die das Kraftfahrzeug beschleunigende Hangabtriebskraft kleiner ist als die Summe von das Kraftfahrzeug verzögernden Kräften, die vom angeforderten Bremsmoment und einem Schleppmoment des Antriebsaggregats abhängig sind.
  • Wird nach diesem Kriterium die Anfahrkupplung geöffnet, ist aber die Hangabtriebskraft größer als die vom geforderten Bremsmoment abhängige Kraft, so wird das Kraftfahrzeug wieder beschleunigt, was dann zu einem erneuten Schließen der Anfahrkupplung führen würde. Hieraus können sich den Fahrkomfort beeinträchtigende Zyklen aus Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeugs ergeben.
  • Aus der DE 102 23 467 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem beim Bergabrollen die Anfahrkupplung eines Antriebsstrangs dann automatisch geöffnet wird, wenn eine Getriebedrehzahl einen voreinstellbaren ersten Wert unterschreitet, wobei die Anfahrkupplung dann wieder geschlossen wird, wenn die Getriebedrehzahl einen voreinstellbaren zweiten Wert überschreitet, nämlich derart, dass die Anfahrkupplung mit einer Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen wird, deren Betrag kleiner als ein voreinstellbarer Wert ist.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
  • Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach wird bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn ein aktuelles Schleppmoment des Antriebsaggregats und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • Dieses Problem wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Hiernach wird bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats aktiv ist bzw. wird.
  • Sowohl mit dem ersten Aspekt der Erfindung als auch mit dem zweiten Aspekt der Erfindung, die entweder alleine oder in Kombination miteinander zum Betreiben eines Antriebsstrangs verwendet werden können, können als unkomfortabel empfundene Beschleunigungs- und Verzögerungszyklen, die sich durch wechselndes öffnen und Schließen der Anfahrkupplung ergeben, sicher vermieden werden. Mit der hier vorliegenden Erfindung lässt sich demnach der Fahrkomfort steigern.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstrangs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wird.
  • 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Antriebsstrangs eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eines Nutzfahrzeugs ein als Verbrennungsmotor 1 ausgebildetes Antriebsaggregat und ein zwischen den Verbrennungsmotor 1 und einen Abtrieb 3 geschaltetes, als automatisiertes Schaltgetriebe 2 ausgebildetes Getriebe umfasst. Zwischen den Verbrennungsmotor 1 und das automatisierte Schaltgetriebe 2 ist eine Anfahrkupplung 4 geschaltet, wobei bei geöffneter Anfahrkupplung 4 der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 3 abgekoppelt ist, und wobei bei geschlossener Anfahrkupplung 4 der Verbrennungsmotor 1 an den Abtrieb 3 angekoppelt ist.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für den Fall, dass das Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang eine Bergabfahrt unternimmt, nämlich eine Bergabfahrt bei unbetätigtem Gaspedal sowie bei betätigtem Bremspedal. Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, bei einer solchen Bergabfahrt ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 1 zu vermeiden, und zwar unter Aufrechterhaltung eines hohen Fahrkomforts unter Vermeidung unerwünschter Beschleunigungs- und Verzögerungszyklen.
  • Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird bei einer Bergabfahrt mit unbetätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 dann geöffnet, wenn ein aktuelles Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 und/oder eine aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Unter der Belastung eines Verbrennungsmotors wird das Verhältnis aus einem aktuellen, vom Verbrennungsmotor 1 bereitgestellten Motormoment und dem vom Verbrennungsmotor 1 maximal bereitstellbaren Motormoment verstanden.
  • Dann, wenn also das aktuelle Schleppmoment des Antriebsaggregats und/oder die aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen entsprechenden vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird bei einer Bergabfahrt bei unbetätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 geöffnet.
  • Der jeweilige vorgegebene Grenzwert für das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 sowie die aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 ist dabei abhängig vom Typ des Verbrennungsmotors 1. Weiterhin kann der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig vom Gradienten und damit der zeitlichen Änderung des Schleppmoments und/oder der zeitlichen Änderung der Belastung des Verbrennungsmotors 1 sein.
  • Ferner ist es möglich, dass der jeweilige Grenzwert abhängig von einer Bremskraft oder einem Bremsmoment oder einem Bremsdruck ist. Letztendlich kann der jeweilige Grenzwert auch abhängig von der Neigung des Kraftfahrzeugs, also vom Gefälle der Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs, sein.
  • Das aktuelle Schleppmoment wird vorzugsweise von einer Motorsteuerungseinrichtung 5 des Verbrennungsmotors 1 bereitgestellt. Ebenso kann die aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 von der Motorsteuerungseinrichtung 5 bereitgestellt werden. Dann, wenn die Motorsteuerungseinrichtung 1 bei Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs erkennt, dass bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1 den jeweiligen Grenzwert überschreiten, wird die zwischen den Verbrennungsmotor 1 und das automatisierte Schaltgetriebe 2 geschaltete Anfahrkupplung 4 geöffnet.
  • Der Grenzwert für das Schleppmoment des Antriebsaggregats, bei dessen Überschreiten die Anfahrkupplung 4 geöffnet wird, kann Null betragen, wobei dann die Anfahrkupplung 4 bei einem Übergang vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb des Verbrennungsmotors 1 geöffnet wird. Der Grenzwert für das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 kann jedoch auch kleiner als Null oder größer als Null sein, wobei dann, wenn der Grenzwert größer als Null ist, die Anfahrkupplung 4 auch bei Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 1 geschlossen bleibt.
  • Wie bereits ausgeführt, ist der jeweilige Grenzwert für das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1, bei Überschreiten dessen die Anfahrkupplung 4 geöffnet wird, vorzugsweise von einer Vielzahl von Parametern abhängig, so z. B. vom Gradienten des Schleppmoments und/oder vom Gradienten der Belastung des Verbrennungsmotors 1.
  • Wird z. B. festgestellt, dass sich das Schleppmoment bzw. die Belastung des Verbrennungsmotors 1 schnell und damit mit einem großen Gradienten ändert, wird der Grenzwert für z. B. das Schleppmoment werter ins Negative verschoben, um so zu gewährleisten, dass die Anfahrkupplung 4 schneller bzw. bei größeren Drehzahlen des Verbrennungsmotors 1 geöffnet wird.
  • Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs mit unbetätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 dann zu öffnen, wenn eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats bzw. Verbrennungsmotors 1 aktiv wird. Die Aktivierung der Leerlaufdrehzahlregelung gibt Aufschluss darüber, dass die aktuelle Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 gleich oder kleiner der Leerlaufdrehzahl desselben ist.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung beider Aspekte der hier vorliegenden Erfindung, die auch in Kombination miteinander zum Einsatz kommen können, wird vorgeschlagen, im Schubbetrieb des Antriebsaggregats bzw. des Verbrennungsmotors 1 die Anfahrkupplung 4 einer Voröffnung zu unterziehen. Für die Voröffnung der Anfahrkupplung 4 wird die Kupplungsposition derart bestimmt, dass ein von der Anfahrkupplung 4 übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 und einem Dauerbremsmoment des Verbrennungsmotors 1 und einem Massenträgheitsmoment des Verbrennungsmotors 1. in diesem Fall haftet die Anfahrkupplung 4 und schlupft demnach noch nicht. Durch eine solche Voröffnung der Anfahrkupplung 4 im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 1 vor dem Überschreiten des jeweiligen Grenzwerts für das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1 und/oder vor Aktivierung der Leerlaufdrehzahlregelung kann sichergestellt werden, dass auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs die Anfahrkupplung 4 schnell geöffnet werden kann, so dass letztendlich auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 1 verhindert werden kann.
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    automatisiertes Schaltgetriebe
    3
    Abtrieb
    4
    Anfahrkupplung
    5
    Steuerungseinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10223467 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat durch Öffnen derselben vom Abtrieb abgekoppelt wenden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet wird, wenn ein aktuelles Schleppmoment des Antriebsaggregats und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig vom Antriebsaggregat ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig vom Gradienten des Schleppmoments und/oder vom Gradienten der Belastung ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig von einer Bremskraft oder einem Bremsmoment oder einem Bremsdruck ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig von einer Neigung des Kraftfahrzeugs ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelles Schleppmoment und/oder die aktuelle Belastung von einer Motorsteuerungseinrichtung bereitgestellt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Überschreiten des jeweiligen Grenzwerts die Anfahrkupplung im Schubbetrieb des Antriebsaggregats vorgeöffnet wird, und zwar so weit, dass die Anfahrkupplung noch haftet und noch nicht schlupft.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsposition zum Voröffnen der Anfahrkupplung derart bestimmt wird, dass ein von der Anfahrkupplung übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Antriebsaggregats und einem Dauerbremsmoment des Antriebsaggregats und einem Massenträgheitsmoment des Antriebsaggregats.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat durch Öffnen derselben vom Abtrieb abgekoppelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet wird, wenn eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats aktiv ist bzw. wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung im Schubbetrieb des Antriebsaggregats vorgeöffnet wird, und zwar so weit, dass die Anfahrkupplung noch haftet und noch nicht schlupft, wobei die Kupplungsposition zum Voröffnen der Anfahrkupplung derart bestimmt wird, dass ein von der Anfahrkupplung übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Antriebsaggregats und einem Dauerbremsmoment des Antriebsaggregats und einem Massenträgheitsmoment des Antriebsaggregats.
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