DE102010031036A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kupplungssteuerung im Segelbetrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, bei dem während des Fahrbetriebs – der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und wenigstens einer Antriebsachse unterbrochen wird und – der Fahrzeugmotor ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung eines Bedienelements durch den Fahrer der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und der wenigstens einen Antriebsachse wiederhergestellt wird, wobei der Fahrzeugmotor im ausgeschalteten Zustand verbleibt.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus der DE 102 21 701 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs im Segelbetrieb bekannt. Dabei wird die Kupplung bei eingelegtem Gang durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert geöffnet und der Motor gegebenenfalls abgeschaltet, so dass das Fahrzeug rollt, ohne dabei kinetische Energie durch die Bremswirkung des Motors zu verlieren. Der Segelmodus wird üblicherweise durch Betätigen einer Bremse und/oder des Gaspedals beendet.
  • Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 102 21 701 A1 entnommen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, bei dem während des Fahrbetriebs
    • – der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und wenigstens einer Antriebsachse unterbrochen wird und
    • – der Fahrzeugmotor ausgeschaltet wird. Ein solcher Betriebszustand des Kraftfahrzeugs wird auch als „Segeln” oder „Segelbetrieb” bezeichnet.
    Der Kern der Erfindung besteht darin, dass durch Betätigung eines Bedienelements durch den Fahrer der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und der wenigstens einen Antriebsachse wiederhergestellt wird, wobei der Fahrzeugmotor im ausgeschalteten Zustand verbleibt. Beispielsweise kann durch den nun vorhandenen Kraftschluss der Fahrzeugmotor Aggregate wie z. B. einen Generator oder eine Vakuumpumpe antreiben. Der Begriff „Fahrbetrieb” bedeutet dabei, dass sich das Fahrzeug im fahrenden Zustand mit einer von Null verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeit befindet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und allen Antriebsachsen wiederherzustellen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bedienelement um ein Bremsbedienelement handelt, insbesondere handelt es sich bei dem Bremsbedienelement um das Bremspedal. Dadurch wird es ermöglicht, den Fahrzeugmotor ohne Kraftstoffverbrauch in einen Bremsvorgang einzubeziehen. Für den Fall, dass das Fahrzeug einen Unterdruckbremskraftverstärker mit einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen Vakuumpumpe aufweist, wird in diesem Fall die Vakuumpumpe angetrieben und der Unterdruck im Bremskraftverstärker aufrechterhalten. Dies beugt einem langsamen Absinken des Unterdrucks im Bremsfall vor und sichert damit jederzeit die Verfügbarkeit der vollen Bremsstärke.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei betätigtem Bremsdienelement der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und der wenigstens einen Antriebsachse nur dann wiederhergestellt wird, wenn zusätzlich der Unterdruck im Bremskraftverstärker eine vorgegebene Intensität unterschreitet. Dadurch werden eine Wiederherstellung des Kraftschlusses und damit verbundene komfortmindernde Ruckelbewegungen des Fahrzeugs bei noch hinreichend starkem Unterdruck vermieden. Der Unterdruck im Bremskraftverstärker unterschreitet dann einen vorgegebenen Unterdruckintensitätswert, wenn der Druck, welcher z. B. in bar angegeben wird, einen Schwellenwert überschreitet. Es handelt sich bei einem Druckwert von 0.1 bar um einen stärkeren Unterdruck als bei einem Druckwert von 0.2 bar. Bei einem Druck von 1 bar ist kein Unterdruck mehr vorhanden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass neben der Wiederherstellung des Kraftschlusses wenigstens ein Ventil des Verbrennungsmotors geöffnet wird. Dadurch findet eine weitere Minimierung von Ruckelbewegungen des Fahrzeugs beim Schließen des Kraftschlusses statt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss nach Beendigung der Betätigung des Bedienelements wieder unterbrochen wird. Insbesondere wird ein wiederhergestellter Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und der wenigstens einen Antriebsachse dann beendet wird, wenn der Unterdruck im Bremskraftverstärker einen vorgegebenen Intensitätswert überschreitet, d. h. wenn der Unterdruck wieder stark genug ist. In diesem Fall ist die volle Verfügbarkeit der Bremskraft sichergestellt und die Vakuumpumpe des Bremskraftverstärkers muss nicht weiter angetrieben werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss durch Schließen einer Kupplung hergestellt bzw. wiederhergestellt wird und durch Öffnen der Kupplung unterbrochen wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung des Fahrpedals der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und der wenigstens einen Antriebsachse wiederhergestellt wird und der Fahrzeugmotor wieder gestartet wird.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
  • Die Zeichnung besteht aus den 1 und 2.
  • 1 zeigt den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • Eine mögliche Strategie zur Kraftstoffeinsparung bei einem Kraftfahrzeug ist das sogenannte „Segeln”, welches bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen und auch bei Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen kann. Beim Segeln wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet und das Getriebe ausgekuppelt, wenn die aktuelle Fahrsituation es erlaubt. Beispielsweise kann bei einer Fahrt mit minimaler Verzögerung und nichtbetätigtem Fahrpedal fahrerunabhängig in den Segelbetrieb geschaltet werden. Dadurch wird der Schleppwiderstand des Fahrzeugs minimiert, das Fahrzeug „rollt” dann ohne Kraftstoff zu verbrauchen.
  • Die meisten Fahrzeuge haben heute für die Bremskraftverstärkung einen Unterdruckverstärker. Der dafür notwendige Unterdruck wird in den allermeisten Fällen vom Verbrennungsmotor erzeugt. Oft wird dabei der notwendige Unterdruck durch eine mechanische Vakuumpumpe erzeugt, die direkt an den Verbrennungsmotor angeflanscht ist.
  • Beim Bremsen des Kraftfahrzeugs wird Unterdruck „verbraucht”, d. h. das Unterdruckniveau im Bremskraftverstärker nimmt ab. Diesem Mangel an Unterdruck kann aber im Segelbetrieb nicht wieder entgegengewirkt werden, da der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und somit auch die mechanisch angetriebene Vakuumpumpe den Unterdruckverstärker nicht mehr evakuiert. Insbesondere durch mehrmaliges Bremsen innerhalb des Segelbetriebs kann das Unterdruckniveau bzw. der Unterdruckintensität im Bremskraftverstärker so absinken, dass keine oder nur noch eine ungenügende Bremskraftverstärkung vorhanden ist.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass bei einem während eines Segelvorgangs detektierten Verzögerungswunsch des Fahrers die Kupplung automatisch geschlossen wird. Dadurch wird der Verbrennungsmotor mit angetrieben, die mechanische Vakuumpumpe wird ebenfalls mit angetrieben und evakuiert den Bremskraftverstärker während der Bremsung. Somit herrscht nach der Bremsung im Allgemeinen wieder das gleiche Unterdruckniveau im Vakuumverstärker wie vor der Bremsung. Ein Verbrennungsmotorstart kann dadurch vermieden werden und es wird kein Kraftstoff verbraucht.
  • Da der Fahrer sowieso bremsen möchte, ist das zusätzliche Bremsmoment durch das Einkuppeln nicht unerwünscht. Störende Rucke können durch ein sanftes Regeln der Kupplung, insbesondere einen geregelten Schließvorgang der Kupplung, vermieden werden. Eine weitere Reduzierung von Rucken kann bei modernen Motoren durch das Öffnen der Ventile mittels variabler Ventilsteuerung erfolgen. Durch die geöffneten Ventile, z. B. die Auslassventile, erfolgt keine Kompression im Verbrennungsmotor. Da keine Kompressionsarbeit zu verrichten ist, kann der Verbrennungsmotor mit sehr geringen Momenten angetrieben werden. Dadurch werden eventuelle Rucke weiter minimiert.
  • Es ist natürlich auch möglich, das oben beschriebene Verfahren erst ab einem bestimmten Unterdruckniveau anzuwenden. Im Segelbetrieb bei einem hinreichend hohen Unterdruck erfolgen die Bremsungen aus dem im Unterdruckverstärker gespeicherten Unterdruck, die Kupplung bleibt zunächst geöffnet. Erst wenn ein definierter Druckwert überschritten wird, d. h. der Unterdruck wird zu gering, wird die Kupplung geschlossen und das oben beschriebene Verfahren durchgeführt. Dies kann z. B. ab der dritten Bremsung innerhalb des Segelbetriebs erfolgen. Durch dieses Verfahren wird die Kupplung geschont, da die Einkuppelvorgänge minimiert werden. Weiter sind eventuelle Komfortanforderungen einfacher zu erfüllen, da während der Bremsung nicht eingekuppelt werden muss.
  • Die erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und mechanisch angetriebener Vakuumpumpe. Es ist aber auch denkbar, dieses Verfahren bei Fahrzeugen mit Saugrohrunterdruck einzusetzen. Bei zwangsgesteuerten Ventilen wird dann im unbefeuerten Schubbetrieb während des Segelns ebenfalls der Unterdruckverstärker evakuiert. Die Erfindung ist auch für Hybridfahrzeuge anwendbar, die streckenweise elektrisch fahren können und lässt sich auch während der elektrisch gefahrenen Strecken anwenden.
  • Der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Das Verfahren läuft ab, wenn sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb bei unterbrochenem Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und wenigstens einer Antriebsachse sowie ausgeschaltetem Motor befindet. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 101 die Betätigung eines Bedienelements durch den Fahrer abgefragt, insbesondere kann es sich dabei um das Bremspedal handeln. Findet keine Bremspedalbetätigung statt, dann wird zu Block 100 zurückverzweigt. Findet dagegen eine Bremspedalbetätigung statt, dann wird in Block 102 in einer einfachen Ausführungsform der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und wenigstens einer Antriebsachse wiederhergestellt. In einer anderen Ausführungsform wird in Block 102 der Kraftschluss nur dann wiederhergestellt, wenn zugleich der Druckwert im Bremskraftverstärker einen vorgegebenen Wert unterschreitet, d. h. in anderen Worten wenn der Unterdruck zu schwach wird. In Block 103 wird anschließend abgefragt, ob das Bedienelement noch betätigt wird. Ist dies der Fall, dann wird zu Block 102 zurückverzweigt. Wird dagegen das Bedienelement nicht mehr betätigt, dann wird in Block 104 der Kraftschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und wenigstens einer Antriebsachse wieder unterbrochen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Kraftschluss auch dann unterbrochen werden, wenn der Druckwert im Bremskraftverstärker einen vorgegebenen Wert überschreitet, d. h. wieder stark genug ist. In Block 105 endet das Verfahren.
  • Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Dabei kennzeichnet 200 den Fahrzeugmotor und 202 eine Antriebsachse. Selbstverständlich kann 202 auch mehrere Antriebsachsen umfassen, insbesondere alle Antriebsachsen. 203 kennzeichnet ein Bedienelement bzw. eine Vorrichtung zur Herstellung eines mechanischen Kraftschlusses zwischen 200 und 202, wobei es sich bei 203 insbesondere um eine Kupplung handeln kann. 203 wird von einem Steuergerät 204 angesteuert, welches wiederum Eingangssignale z. B. vom Bremspedal 205, dem Gas- bzw. Fahrpedal 206 und dem Kupplungspedal 207 erhält. 208 kennzeichnet die vom Motor 200 angetriebene Vakuumpumpe des Unterdruckbremskraftverstärkers.
  • 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 10221701 A1 [0001, 0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, bei dem während des Fahrbetriebs – der Kraftschluss (203) zwischen dem Fahrzeugmotor (200) und wenigstens einer Antriebsachse (202) unterbrochen wird und – der Fahrzeugmotor (200) ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung eines Bedienelements (205) durch den Fahrer der Kraftschluss (203) zwischen dem Fahrzeugmotor (200) und der wenigstens einen Antriebsachse (202) wiederhergestellt wird (102), wobei der Fahrzeugmotor (200) im ausgeschalteten Zustand verbleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bedienelement (205) um ein Bremsbedienelement handelt,
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremsbedienelement (205) um das Bremspedal handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – dass das Kraftfahrzeug einen Unterdruckbremskraftverstärker mit einer vom Fahrzeugmotor (200) angetriebenen Vakuumpumpe (208) aufweist – und bei betätigtem Bremsdienelement (205) der Kraftschluss (203) zwischen dem Fahrzeugmotor (200) und der wenigstens einen Antriebsachse (202) nur dann wiederhergestellt wird (102), wenn zusätzlich der Unterdruck im Bremskraftverstärker eine vorgegebene Intensität unterschreitet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Wiederherstellung des Kraftschlusses (203) wenigstens ein Ventil des Verbrennungsmotors geöffnet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss (203) nach Beendigung der Betätigung des Bedienelements (205) wieder unterbrochen wird (104).
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein wiederhergestellter Kraftschluss (203) zwischen dem Fahrzeugmotor (200) und der wenigstens einen Antriebsachse (202) dann beendet wird, wenn der Unterdruck im Bremskraftverstärker eine vorgegebene Intensität überschreitet.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss (203) durch Schließen einer Kupplung wiederhergestellt wird und durch Öffnen der Kupplung unterbrochen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung des Fahrpedals (206) der Kraftschluss (203) zwischen dem Fahrzeugmotor (200) und der wenigstens einen Antriebsachse (202) wiederhergestellt wird und der Fahrzeugmotor (200) wieder gestartet wird.
  10. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
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