DE102010024929A1

DE102010024929A1 - Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102010024929A1
Application number: DE102010024929A
Authority: DE
Inventors: Michael Reuschel; Georg Göppert
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2011-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung mit einer Schlupfregelung, die Fahrzustände, wie Fahrzeugstillstand, Gangwechsel und Anfahren, erfasst, und/oder mit einem Sensor zum Erfassen von Drehschwingungen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kupplung in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs bei deutlich niedrigeren Drehzahlen als in einem Stadtverkehrsbetriebszustand des Kraftfahrzeugs geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung mit einer Schlupfregelung, die Fahrzustände, wie Fahrzeugstillstand, Gangwechsel und Anfahren, erfasst, und/oder mit einem Sensor zum Erfassen von Drehschwingungen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 37 793 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden Betriebszustandsgrößen des Antriebsstrangs erfasst und die Kupplung derart gesteuert, dass sie ein Kupplungsmoment überträgt, das sich aus einem im Wesentlichen von dem Motormoment abhängigen Anteil und einem schlupfabhängigen Anteil zusammensetzt. Dabei wird eine vom Schlupf der Kupplung abhängige Störgröße erfasst und ein die Kupplung betätigender Aktor derart gesteuert, dass die Kupplung ein aus Betriebsgrößen des Antriebsstrangs errechnetes Kupplungsmoment überträgt und abhängig von der Störgröße derart geöffnet wird, dass die Störgröße unter einem vorbestimmten Schwellwert bleibt. Ein Schlupfregelschalter schaltet abhängig von bestimmten Betriebszustandsgrößen auf Regelbetrieb. Der Sollschlupf wird bei vorbestimmten Fahrzuständen in vorbestimmter Weise verändert. Die Reibungskupplung kann in einem schlupfenden oder einem nicht schlupfenden Zustand betrieben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, unnötigen Kupplungsschlupf und/oder unnötige Schwingungen im Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer automatisierten Reibungskupplung, die mit einer Schlupfregelung ausgestattet ist, zu vermeiden.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung mit einer Schlupfregelung, die Fahrzustände, wie Fahrzeugstillstand, Gangwechsel und Anfahren, erfasst, und/oder mit einem Sensor zum Erfassen von Drehschwingungen, dadurch gelöst, dass die Kupplung in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs bei deutlich niedrigeren Drehzahlen als in einem Stadtverkehrsbetriebszustand des Kraftfahrzeugs geschlossen wird. Durch das frühere Schließen der Kupplung kann die Schlupfleistung deutlich reduziert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfregelung in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird. Dadurch kann der Energieverbrauch gesenkt werden, ohne dass der Fahrkomfort beeinträchtigt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs in einen schlupffreien Betriebsmodus umgeschaltet wird. Dadurch kann die Schlupfregelstrategie, wie sie aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 37 793 A1 bekannt ist, weiter optimiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs und/oder die Lastprofile des Motors erfasst und verwendet werden, um einen Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erkennen. Die Fahrgeschwindigkeiten beziehungsweise Lastprofile können zum Beispiel durch eine fahrzeuginterne Funktionssoftware erfasst und ausgewertet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Standortdaten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs verwendet werden, um einen Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erkennen. Mit Hilfe des Navigationssystems kann auf einfache Art und Weise festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug in einer Stadt oder außerhalb einer geschlossenen Ortschaft befindet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung geschlossen wird, wenn in einem Schlupfregelungsbetrieb eine Rupfschwingung erkannt wird. Im Schlupfregelungsbetrieb der Kupplung können Schwingungen auftreten, die durch die Kupplung erzeugt werden und als Rupfschwingungen bezeichnet werden. Diese Schwingungen werden auch als Kupplungsrupfen bezeichnet. Durch das Schließen der Kupplung können diese Rupfschwingungen reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Triebstrangeigenfrequenzen erfasst und verwendet werden, um eine Rupfschwingung zu erkennen. Dadurch wird die Rupfschwingungserkennung verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandpass verwendet wird, um die Triebstrangeigenfrequenzen zu erfassen. Als Bandpass wird ein Filter bezeichnet, mit dem nur Frequenzen eines bestimmten Bereichs erfasst werden. Die Frequenzbereiche unterhalb oder oberhalb eines Durchlassbereichs werden gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Betriebssituationen, in denen eine Rupfschwingung erkannt wird, gespeichert werden. Die Betriebssituationen werden zum Beispiel durch die jeweilige Motordrehzahl, Übersetzung oder Last definiert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung geschlossen wird, wenn eine einer gespeicherten Betriebssituation ähnliche Betriebssituation auftritt. Dadurch kann das Auftreten von unerwünschten Rupfschwingungen weiter reduziert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 102 37 793 A1 ausführlich beschrieben sind.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 37 793 A1 sind in den Spalten 4 bis 18 unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Verfahrens und eines Systems zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung ausführlich beschrieben. Auf diese Beschreibung wird hiermit Bezug genommen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der Schlupfregelungsbetrieb bei dem aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 37 793 A1 bekannten Verfahren optimiert.
Die Erfindung betrifft insbesondere Kraftfahrzeuge mit einem Doppelkupplungsgetriebe, zum Beispiel einem Parallelschaltgetriebe, mit einer automatisierten Kupplung. Ein derartiges Kraftfahrzeug befindet sich im normalen Betrieb überwiegend in einem Fahrzustand, in welchem die Kupplung nur geringen oder keinen Kupplungsschlupf aufweist. In einer herkömmlichen Schlupfregelungsstrategie wird der Bereich mit geringen Schlupfwerten über einen Modus Schlupfregelung generiert. Wenn kein Schlupf gewünscht wird, dann wird der Modus Schlupfregelung ausgeschaltet und ein anderer Modus aktiviert.
Das Umschalten zwischen dem schlupffreien und dem schlupfbehafteten Modus erfolgt in herkömmlichen Strategien in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Last des Motors, um unerwünschte Triebstranggeräusche zu reduzieren. Das kann dazu führen, dass bei einer Langstreckenfahrt auf einer Autobahn bei niedrigen Drehzahlen der Modus Schlupfregelung aktiviert wird, was zu einem leicht erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Darüber hinaus können sich über die Lebensdauer der Kupplung im Schlupfbetrieb in bestimmten Fahrsituationen Kupplungsrupfschwingungen einstellen, die den Fahrkomfort stören und durch ein Schließen der Kupplung vermieden werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Kraftfahrzeug in energetisch möglichst günstigen Betriebsbereichen betrieben werden, wobei ein unnötiger Kupplungsschlupf vermieden wird. Darüber hinaus wird über die Betriebslebensdauer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Kupplung sichergestellt, dass keine unnötigen Schwingungen durch das Kupplungssystem erzeugt werden.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird bei einem Fahrbetrieb, der das Fahren einer längeren Strecke erwarten lässt, wie zum Beispiel auf Autobahnen beziehungsweise Landstraßen, die Kupplung bereits bei deutlich niedrigeren Drehzahlen als im Stadtverkehr geschlossen. Dadurch kann die Schlupfleistung deutlich reduziert werden. Für die Erkennung eines solchen Betriebszustands werden charakteristische Merkmale, wie Geschwindigkeits- und/oder Lastprofile durch eine fahrzeuginterne Funktionssoftware erfasst und ausgewertet. Gemäß einem weiteren Aspekt werden die Profildaten eines fahrzeuginternen Navigationssystems verwendet, um zu erkennen, dass sich das Fahrzeug außerhalb einer geschlossenen Ortschaft befindet. Dann kann, gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Betriebsparameter, in einen schlupffreien Modus geschaltet werden.
Über die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Kupplung kann in bestimmten Fahrsituationen im Schlupfregelungsbetrieb eine komfortmindernde Rupfschwingung auftreten. Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine derartige Rupfschwingung durch eine Schwingungsdetektion in der fahrzeuginternen Funktionssoftware erkannt und durch Schließen der Kupplung sicher vermieden. Die Schwingungserkennung ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese nur sensitiv auf Triebstrangeigenfrequenzen reagiert, was zum Beispiel durch Verwendung eines Bandpasses sichergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Betriebssituationen, in denen Rupfschwingungen aufgetreten sind, gespeichert. Dabei können zum Beispiel die Motordrehzahl, die Übersetzung oder die Last in der betreffenden Betriebssituation gespeichert werden. Sobald sich das Kraftfahrzeug im Betrieb einem gespeicherten Betriebspunkt der Kupplung nähert, wird die Kupplung geschlossen. Durch das gezielte Schließen der Kupplung in ausgewählten beziehungsweise gespeicherten Fahrsituationen kann der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs im Betrieb vermindert beziehungsweise der Fahrkomfort erhöht werden.
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 10237793 A1 [0002, 0006, 0014, 0015, 0015]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Reibungskupplung mit einer Schlupfregelung, die Fahrzustände, wie Fahrzeugstillstand, Gangwechsel und Anfahren, erfasst, und/oder mit einem Sensor zum Erfassen von Drehschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs bei deutlich niedrigeren Drehzahlen als in einem Stadtverkehrsbetriebszustand des Kraftfahrzeugs geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfregelung in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs in einen schlupffreien Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs und/oder die Lastprofile des Motors erfasst und verwendet werden, um einen Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erkennen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Standortdaten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs verwendet werden, um einen Langstreckenbetriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erkennen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung geschlossen wird, wenn in einem Schlupfregelungsbetrieb eine Rupfschwingung erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Triebstrangeigenfrequenzen erfasst und verwendet werden, um eine Rupfschwingung zu erkennen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandpass verwendet wird, um die Triebstrangeigenfrequenzen zu erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebssituationen, in denen eine Rupfschwingung erkannt wird, gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung geschlossen wird, wenn eine einer gespeicherten Betriebssituation ähnliche Betriebssituation auftritt.