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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 101 05 322 C1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welchem eine Antriebsmaschine mittels einer mit Fußkraft betätigbaren Kupplung mit einem Getriebe koppelbar ist und die Ansteuerung der Antriebsmaschine mittels einer Steuerungseinrichtung erfolgt, wobei mindestens ein Sollwert für das abgegebene Drehmoment oder mindestens eine diese Größe repräsentierende Größe erzeugt und an die Antriebsmaschine ausgegeben wird. Weiterhin wird der Zustand der Kupplung überwacht und bei einem Öffnen der Kupplung erfolgt ein Eingriff in die Sollwertvorgabe für die Antriebsmaschine. Bei diesem Eingriff wird der Sollwert für das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine oder für mindestens die eine diese Größe repräsentierende Größe für eine erste Zeitspanne auf einen ersten, von einem Vorgabewert abweichenden Sollwert gesetzt. Dabei wird der Vorgabewert von einem Fahrzeugführer mittels eines Leistungsstellgliedes vorgegeben. Anschließend wird der Sollwert auf einen, vom ersten Sollwert und der Vorgabe des Fahrzeugführers unabhängigen, zweiten Sollwert gesetzt.
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Die
DE 10 2008 052 435 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, bei welchem mindestens eine Antriebsmaschine mittels einer Kupplung, insbesondere eine mit Fußkraft betätigbare Kupplung, mit einem Getriebe gekoppelt wird und eine Ansteuerung der Antriebsmaschine mittels einer Steuereinheit erfolgt. Dabei wird nach einer vollständigen Entkopplung der Antriebsmaschine vom Getriebe die Antriebsmaschine derart gesteuert und/oder geregelt, dass ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine geändert wird. Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges anzugeben, anhand dessen insbesondere ein Fahrkomfort weiter erhöht werden kann.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Untersprüche.
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Beim Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges wird mindestens eine Antriebsmaschine, auf welche zumindest ein Nebenaggregat einwirkt, mittels einer Kupplung, insbesondere einer mit Fußkraft betätigbaren Kupplung, mit einem Getriebe gekoppelt und eine Ansteuerung der Antriebsmaschine und/oder der Nebenaggregate erfolgt mittels einer Steuereinheit. Erfindungsgemäß werden beginnend mit einer Betätigung der Kupplung mittels eines Kupplungspedals die Antriebsmaschine und/oder zumindest ein Nebenaggregat derart gesteuert und/oder geregelt, dass ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine geändert wird. Dadurch kann ein im Antriebsstrang während des Betriebes mit geschlossener Kupplung aufgebautes Torsionsmoment ausgeglichen oder zumindest signifikant verringert werden. Daraus resultiert in vorteilhafter Weise, dass bei einer Entkopplung der Antriebsmaschine vom Getriebe auftretende Lastwechselschläge und/oder -schwingungen des Antriebsstranges, insbesondere ein so genannter Auskuppelschlag, vermieden oder zumindest vermindert werden, was zu einer Erhöhung des Fahrkomforts und zu einer Verringerung des Verschleißes des Antriebsstranges führt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein Nebenaggregat der Antriebsmaschine derart gesteuert und/oder geregelt, dass das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine verringert oder erhöht wird. Das Nebenaggregat kann beispielsweise als ein herkömmlicher Klimakompressor, eine herkömmliche Lenkhilfspumpe oder eine Elektromaschine ausgeführt sein. Die Elektromaschine kann beispielsweise als herkömmlicher Generator oder als Elektromotor betrieben werden und kann so das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine auch erhöhen. Die Elektromaschine kann beispielsweise als ein so genannter Starter-Generator ausgeführt sein. Eine Beeinflussung des abgegebenen Drehmomentes der Antriebsmaschine mittels zumindest eines Nebenaggregates weist vor allem den Vorteil auf, dass diese sehr schnell und flexibel ausführbar ist. Weiterhin kann sowohl eine schnelle Verringerung als auch eine schnelle Erhöhung des Drehmomentes der Antriebsmaschine erzeugt werden.
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Nachdem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde, ist der Antriebsstrang vorteilhafterweise nicht mehr verspannt. Dadurch kann die Antriebsmaschine von dem Getriebe entkoppelt werden, ohne dass ein Ruck oder ein Schlag vom Fahrzeugführer wahrnehmbar ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen Ausschnitt eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges und
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2 schematisch ein Diagramm des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Ausschnitt eines Antriebsstranges 1 eines nicht dargestellten Fahrzeuges dargestellt, welcher aus einer längs zur Fahrtrichtung eingebauten Antriebsmaschine 2, insbesondere einem Verbrennungsmotor, einem Getriebe 3, insbesondere einem manuell betätigbaren Schaltgetriebe, und einer mit diesem gekoppelten Kraftübertragungseinrichtung 4, insbesondere einer Kardanwelle, gebildet ist. An der Antriebsmaschine 2 ist zumindest ein Nebenaggregat 6 angeordnet, welches mit der Antriebsmaschine 2 mechanisch koppelbar ist. Eine Steuerung und/oder Regelung der Antriebsmaschine 2 und/oder der Nebenaggregate 6 erfolgt mittels einer Steuereinheit 8. Die Steuereinheit 8 ist dabei vorzugsweise als herkömmliches Motorsteuergerät oder als Teil eines herkömmlichen Motorsteuergeräts ausgebildet.
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Zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Getriebe 3 ist eine mit Fußkraft betätigbare Kupplung 5 angeordnet, mittels welcher die Antriebsmaschine 2 mit dem Getriebe 3 kraftschlüssig verbunden wird und, insbesondere zum Einlegen von verschiedenen Gängen, d. h. Getriebeübersetzungen, von dem Getriebe 3 getrennt wird, so dass ein Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine 2 und Getriebe 3 während eines solchen Schaltvorganges unterbrochen ist.
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Eine Betätigung der Kupplung 5 erfolgt mittels eines herkömmlichen Kupplungspedals 7, welches in mechanischer, hydraulischer, pneumatischer und/oder elektrischer Wirkverbindung mit der Kupplung 5 steht.
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Bei herkömmlichen Antriebssträngen 1 treten bei Betätigung der Kupplung 5, insbesondere beim Auskuppeln unter Last, also im Zugbetrieb, so genannte Lastwechselschläge und/oder -schwingungen, auch als Auskuppelschlag bezeichnet, auf. Diese Lastwechselschläge und/oder -schwingungen resultieren aus einem im Betrieb des Antriebsstrangs 1 aufgebauten Torsionsmoment MT. Bei einem Betätigen der Kupplung 5 und der daraus resultierenden Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Antriebsmaschine 2 und Getriebe 3 erfolgt ein schlagartiger Abbau des Torsionsmoments MT, welches auf die Antriebsmaschine 2 einwirkt und den Auskuppelschlag erzeugt.
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Da ein Gehäuse der Antriebsmaschine 2 und ein Gehäuse des Getriebes 3 miteinander verbunden sind, übertragen sich die Lastwechselschläge und/oder -schwingungen auf den gesamten Antriebsstrang 1.
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Um dem Torsionsmoment MT entgegenzuwirken, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beginnend mit einer Betätigung der Kupplung 5 mittels des Kupplungspedals 7 die Antriebsmaschine 2 und/oder zumindest ein Nebenaggregat 6 derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass ein abgegebenes Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 erhöht oder verringert wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden alternativ oder zusätzlich zur Antriebsmaschine 2 mittels der Steuereinheit 8 ein oder mehrere Nebenaggregate 6 derart geregelt und/oder aktiviert sowie deaktiviert, dass das abgegebene Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 verringert oder erhöht wird. Bei den Nebenaggregaten 6 kann es sich beispielsweise um einen herkömmlichen Klimakompressor einer Fahrzeugklimaanlage, einen Generator und/oder einen Elektromotor handeln, durch deren Aktivierung und/oder Deaktivierung eine Änderung des Drehmomentes MAB der Antriebsmaschine 2 erzielbar ist. Zur kurzfristigen Verringerung des abgegebenen Drehmoments MAB der Antriebsmaschine 2 kann beispielweise der Klimakompressor aktiviert werden und/oder eine Generatorerregungspannung auf einen Maximalwert erhöht werden.
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Nicht näher dargestellt wird das abgegebene Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 mittels der Steuereinheit 8 geregelt und/oder gesteuert. Dabei werden beispielweise zur Verringerung des abgegebenen Drehmoments MAB eine Drosselklappe einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine oder eine Ansaugluftdrossel einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine geschlossen. Weiterhin kann eine Kraftstoffzufuhr zur Antriebsmaschine 2 zumindest kurzfristig unterbrochen werden.
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Diese beschriebenen Maßnahmen führen zu einer Verringerung des abgegebenen Drehmoments MAB der Antriebsmaschine 2. Dieses Drehmoment MAB kann derart verringert werden, dass es negative Werte annimmt und wird dann auch als Motorschleppmoment bezeichnet. Das Motorschleppmoment ist ein Moment, welches aufgewendet wird, um die Antriebsmaschine 2 in Rotation zu versetzen oder rotieren zu lassen, wenn die Antriebsmaschine 2 nicht in Betrieb ist, der Antriebsmaschine 2 also kein Kraftstoff zugeführt wird.
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Mittels der Verringerung des abgegebenen Drehmoments MAB der Antriebsmaschine 2 werden ein Reaktionsmoment der Antriebsmaschine 2 und daraus folgend ein Stützmoment erzeugt, welches dem Torsionsmoment MT und somit den Lastwechselschlägen und/oder -schwingungen entgegenwirkt bzw. diese dämpft.
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Zur Erfassung der beginnenden Entkopplung der Antriebsmaschine 2 von dem Getriebe 3 ist vorzugsweise ein Kupplungsschalter 9 vorgesehen, welcher dem Kupplungspedal 7 zugeordnet ist und eine Öffnung der Kupplung 5 erfasst. Das Signal des Kupplungsschalters 9 wird mittels der Steuereinheit 8 überwacht und/oder ausgewertet.
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In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsvariante wird die Betätigung des Kupplungspedals 7 und die daraus resultierende Betätigung der Kupplung 5 mittels eines am Kupplungspedal 7 angeordneten Kupplungspedalwegsensors detektiert, wobei der Kupplungspedalwegsensor einen Betätigungsweg des Kupplungspedals kontinuierlich erfasst. Das Signal des Kupplungspedalwegsensors wird mittels der Steuereinheit 8 überwacht und/oder ausgewertet.
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In 2 ist schematisch ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs des abgegebenen Drehmoments MAB der Antriebsmaschine 2 dargestellt. Dabei ist ein Eingriff der Steuereinheit 8 zur Verringerung des abgegebenen Drehmoments MAB der Antriebsmaschine 2 abgebildet. Der Antriebsstrang 1 befindet sich im Zugbetrieb, wobei ein positives Drehmoment MAB von der Antriebsmaschine 2 auf das Getriebe 3 und somit den Antriebsstrang 1 aufgeprägt wird. Zu einem Zeitpunkt I wird mittels des Kupplungsschalters 9 oder des Kupplungspedalwegsensors eine beginnende Öffnung der Kupplung 5 detektiert. Als Reaktion darauf wird das abgegebene Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 in der beschriebenen Weise von der Steuereinheit 8 gesteuert und/oder geregelt verringert. Insbesondere erreicht das Drehmoment MAB einen negativen Wert, welcher vorzugsweise in seiner Höhe korrespondierend zum Torsionsmoment MT und somit den Lastwechselschlägen und/oder -schwingungen ausgebildet ist. Zum Zeitpunkt II ist die Kupplung 5 vollständig geöffnet und das abgegebene Drehmoment MAB wird einen Wert eingestellt, der einer Fahrervorgabe entspricht. In dem dargestellten Beispiel hat sich die Fahrervorgabe seit dem Zeitpunkt I nicht geändert, so dass das abgegebene Drehmoment MAB auf den ursprünglichen Wert erhöht wird, welcher vor dem Zeitpunkt I anlag.
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Der Wert, um welchen das abgegebene Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 verringert wird, ist vorzugsweise von der Höhe des Torsionsmoments MT abhängig. Beispielweise wird anhand des Werts des vor dem Zeitpunkt I anliegenden Drehmoments MAB mittels eines in der Steuereinheit 8 hinterlegten Kennfeldes auf ein zugeordnetes Torsionsmoment MT geschlossen und beim Öffnen der Kupplung 5 wird ein entsprechender Wert des Drehmoment MAB, vorzugsweise ein Schleppmoment, eingestellt. Dadurch heben sich Torsionsmoment MT und das zu diesem entgegengesetzt wirkende Drehmoment MAB auf oder zumindest nahezu auf, so dass die Lastwechselschläge und/oder -schwingungen im Antriebsstrang 1 ausgeglichen oder zumindest signifikant verringert sind.
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Befindet sich der Antriebsstrang 1 vor der Betätigung der Kupplung 5 im Schubbetrieb, wird nicht dargestellt ein negatives Drehmoment von der Antriebsmaschine 2 auf das Getriebe 3 und somit den Antriebsstrang 1 aufgeprägt. Wird nun eine beginnende Öffnung der Kupplung 5 detektiert, wird das abgegebene Drehmoment MAB der Antriebsmaschine 2 in der beschriebenen Weise von der Steuereinheit 8 gesteuert und/oder geregelt erhöht. Dies kann beispielweise durch einen Gasstoß oder das Abschalten von Nebenaggregaten erfolgen. Dabei erreicht das Drehmoment MAB einen positiven Wert, welcher vorzugsweise in seiner Höhe korrespondierend zum Torsionsmoment MT und somit den Lastwechselschlägen und/oder -schwingungen ausgebildet ist. Beim Schließen der Kupplung 5 wird das abgegebene Drehmoment MAB auf den ursprünglichen Wert verringert, welcher vor der Betätigung der Kupplung 5 anlag.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10105322 C1 [0002]
- DE 102008052435 A1 [0003]
