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Die Erfindung betrifft eine manuell betätigbare Kopplungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben dieser Kopplungsanordnung.
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Stand der Technik
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Der Triebstrang in einem Kraftfahrzeug dient zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und den angetriebenen Rädern. In diesem Triebstrang ist in der Regel eine Kopplungsanordnung vorgesehen, die diese Verbindung bereitstellen und trennen kann. Hierzu wird die Kopplungsanordnung betätigt. Im eingekuppelten Zustand besteht die Verbindung, im entkoppelten Zustand ist die Verbindung getrennt. Als Kopplungsanordnung kann grundsätzlich jedes Maschinenelement eingesetzt werden, mit dem eine gezielt beeinflussbare Entkopplung von Drehmoment und Drehzahl des Verbrennungsmotors von dem Triebstrang möglich ist. Auf diese Weise kann auch ein Freilauf realisiert werden. In vielen Fällen ist die Kopplungsanordnung als Kupplung eines Fahrzeuggetriebes ausgebildet.
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Ein Fahrzeuggetriebe stellt das Getriebe im Antriebsstrang bzw. Triebstrang eines Fahrzeugs dar, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl übersetzt. In vielen Fällen wird das Fahrzeuggetriebe als Verstell- bzw. Wechselbetriebe ausgeführt. Es ist erforderlich, um mit dem schmalen, nutzbaren Drehzahlband des Verbrennungsmotors alle Geschwindigkeitsbereiche zu Verfügung stellen zu können.
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Ein manuelles Getriebe bzw. Schaltgetriebe ist ein Wechselgetriebe, bei dem mehrere Zahnradsätze unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse ermöglichen. Beim Wechseln der Übersetzungen ist jedoch eine Unterbrechung des Kraftflusses erforderlich. Dies wird durch eine Kupplung ermöglicht. Dabei wird üblicherweise vom Fahrer ausgekuppelt, dann der neue Gang eingelegt und wieder eingekuppelt. Eine Kupplung ist dabei ein Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Wellen.
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In Kraftfahrzeugen findet die fußbetätigte Fahrzeugkupplung als Betätigungselement weite Verbreitung. Diese dient dazu, die Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Fahrzeuggetriebe zu trennen. Üblicherweise handelt es sich um durch Federkraft gegeneinander gedrückte, topfförmige Scheiben, die mit dem Antriebsmotor verbunden sind. Zwischen diesen Scheiben liegt eine weitere beidseitig mit ringförmigen Reibbelegen versehene Scheibe, die mit der Getriebewelle verbunden ist.
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Der Fahrzustand Segeln ist bei Hybridfahrzeugen (Parallelhybrid mit Trennkupplung zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Antriebsmaschine) bekannt, der auch bei konventionellen Fahrzeugen Sinn macht und momentan bei vielen OEMs diskutiert wird.
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Beim Segeln, was auch als freewheeling, high speed free rolling, coasting usw. bezeichnet wird, wird der Triebstrang geöffnet, also die kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbrennungs-Motor und Rädern gelöst. Durch das fehlende Motor-Schleppmoment rollt das Fahrzeug antriebslos deutlich weiter als mit Schubabschalten im höchsten Gang aus. Um Kraftstoff zu sparen, kann der Motor im Leerlauf weiter betrieben werden, was als Leerlauf-Segeln bezeichnet wird, oder in letzter Konsequenz ausgeschaltet werden, was als Motorstopp-Segeln bezeichnet wird. Mit einem entsprechenden Bedienkonzept springt der Motor automatisch wieder an.
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Leerlauf-Segeln ist ohne großen Mehraufwand umzusetzen, lässt aber nur geringe Verbrauchseinsparungen erwarten. Motorstopp-Segeln zeigt im Fahrbetrieb unter realen Bedingungen, regelmäßig fahrzeug- und fahrerabhängig, ein Verbrauchseinsparpotential zusätzlich zu einer Start/Stopp-Funktion von bis zu 10 %.
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Ein Hybridfahrzeug verfügt bereits über die notwendigen Voraussetzungen zum Segeln. Bei einem konventionellen Fahrzeug müssen Starter-System, Bordnetz, Lenkung, Bremssystem und Getriebe an die zusätzlichen Anforderungen angepasst werden.
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Einige Getriebetypen sind für den Segelbetrieb bereits ohne weitere Maßnahmen verwendbar, wie z.B. elektro-mechanisch bzw. elektro-hydraulisch aktuierte Doppelkupplungsgetriebe (DCT) oder automatisierte manuelle Getriebe (AMT). Konventionelle Stufen-Automaten (AT) und CVT (Continuously Variable Transmission: stufenloses Getriebe) mit Wandler sind in der Regel mit einer mechanisch angetriebenen Pumpe zur Versorgung der hydraulischen Ansteuerung der Stellelemente bzw. zum Schmieren, Kühlen usw. ausgestattet. Während Motorstopp-Segel-Phasen erzeugt die mechanische Pumpe keinen Druck/Volumenstrom, daher muss mit Zusatzmaßnahmen die Ölversorgung gewährleistet werden. Hier stellt die elektrische Ölpumpe (ELOP) eine Möglichkeit dar, ein Segeln auch mit diesen Getrieben zu ermöglichen. Mit automatischen Getrieben ist eine komfortable Bedienung möglich.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 029 453 A1 beschreibt, wie bei einem Kraftfahrzeug die kinetische Energie genutzt werden kann, damit das Fahrzeug möglichst weit rollt, ohne dass das Schleppmoment des Motors das Kraftfahrzeug abbremst. In der Druckschrift wird ein Segelbetrieb bei Automatikgetrieben als selten anzutreffen und bei Kraftfahrzeugen mit manuellem Getriebe als nicht genutzt beschrieben.
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Bei manuellen Getrieben ist Segeln zwar grundsätzlich möglich. Es bedarf jedoch eines als umständlich empfundenen Bedienkonzepts. Zur Verdeutlichung wird nachfolgend ein mögliches, zu Testzwecken in einem Versuchsfahrzeug umgesetztes Bedienkonzept vorgestellt:
Der Fahrer muss, um Segeln zu initiieren, die Kupplung drücken, das Getriebe in Neutral stellen und die Kupplung wieder frei geben. Um den Motor erneut zu starten, muss die Kupplung wieder gedrückt werden. Anschließend muss, um wieder einen Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe herzustellen, ein der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angemessener Gang eingelegt und die Kupplung wieder frei gegeben werden. Unterstützend kann der Verbrennungsmotor eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige und ggf. gangabhängige Drehzahlanhebung durchführen, wobei die Drehzahl am Getriebeeingang und die Motordrehzahl möglichst ähnlich sein sollten.
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Es wird angestrebt, das vorstehend dargestellte Szenario zu vereinfachen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden eine Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Es wird somit ein Verfahren zur Implementierung eines Segelns bei einem Kraftfahrzeug mit einer manuell betätigbaren Kopplungsanordnung, bspw. eines manuellen Getriebes vorgestellt, bei dem das Segeln komfortabel realisiert werden kann. Hierzu wird bspw. vorgeschlagen, bei Handschaltern neben einem vom Fahrer zu betätigenden Betätigungselement, üblicherweise dem Kupplungspedal, zusätzlich ein Steuergerät als Betätigungselement vorzusehen und ggf. mit einer geeigneten Mensch-Maschine-Schnittstelle zu verknüpfen. Dabei soll das Steuergerät nicht das Kupplungspedal ersetzen, sondern parallel zur manuellen Bedingung durch den Fahrer eine Eingriffsmöglichkeit durch das Motorsteuergerät bereitstellen, um ein automatisiertes, komfortables Segeln einleiten und beenden zu können.
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Dies kann mittels zweier unabhängiger Aktuatoren bzw. Eingriffsmöglichkeiten zur Aktuierung von zwei Trennelementen erfolgen, wobei der Fahrer ein Trennelement über das manuell betätigbare Betätigungselement, regelmäßig das Kupplungspedal, aktuiert, während das koordinierende Steuergerät das andere Trennelement aktuiert. Alternativ kann dies mittels eines Aktuators bzw. einer Eingriffsmöglichkeit zur Aktuierung eines Trennelements erfolgen, das sowohl vom Fahrer unabhängig vom koordinierenden Steuergerät als auch vom koordinierenden Steuergerät betätigt werden kann. Weiterhin kann dies mittels eines Aktuators bzw. einer Eingriffsmöglichkeit zur Aktuierung eines Trennelements, das vom Fahrer durch Ansteuerung des koordinierenden Steuergeräts betätigt werden kann, durchgeführt werden.
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Bei der vorgestellten Kopplungsanordnung und dem beschriebenen Verfahren kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät den Fahrerwunsch vom Kupplungspedal kennt, das Trennelement bzw. das Trennelement über einen Aktor aber ggf. anders ansteuert, regelmäßig einer „höheren“ Strategie folgend. Diese höhere Strategie kann sein: Abwürgeschutz, Segeln, Kupplungsstart, Hill-Holder (Halten am Berg), elektrisches Fahren usw. Das bedeutet bspw., dass das Trennelement nicht eins-zu-eins der Pedalvorgabe folgt, sondern derart arbeitet, dass der Motor nicht abgewürgt wird.
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In Ausgestaltung erfolgt eine Ansteuerung der Kopplungsanordnung durch eine zusätzliche Ansteuerlogik von einem koordinierenden Steuergerät getrennt oder durch eine integrierte Ansteuerlogik in einem koordinierenden Steuergerät integriert.
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Weiterhin kann die Kopplungsanordnung bei Vorliegen zumindest einer bestimmten, vorgegebenen Bedingung durch das Motorsteuergerät angesteuert werden. Solche Bedingungen können sein:
- – Fuß vom Gas
- – Segelfunktion nicht deaktiviert
- – Temperatur des Motors und/oder des Katalysators
- – Bedingungen wie bei einer Start/Stopp-Funktion
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Mit der vorgestellten Kopplungsanordnung, die durch das Motorsteuergerät angesteuert wird, kann bspw. auch ein Abwürgeschutz, eine Hilfestellung beim Anfahren, ein Halten am Berg, ein Kriechbetrieb, ein Rangieren mit Schrittgeschwindigkeit, ggf. mit zusätzlicher E-Maschine, und ein Öffnen der Kupplung beim ABS-Eingriff realisiert werden.
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Die Kopplungsanordnung wiederum kann ein Trennelement, das von dem Betätigungselement und dem Steuergerät zu betätigen ist, oder auch zwei Trennelemente umfassen. In dem erstgenannten Fall kann das Trennelement zwei Pfade zur Betätigung aufweisen, die unabhängig voneinander benutzt werden können, um die Kopplungsanordnung zu betätigen. Alternativ kann auch nur ein Pfad vorgesehen sein, so dass eine Abhängigkeit zwischen Betätigungselement und Steuergerät besteht. Im zweit genannten Fall sind zwei Trennelemente vorgesehen, die die Kopplungsanordnung bilden und unabhängig voneinander zu betätigen sind. Hierzu weist jedes Trennelement einen Pfad auf, der jeweils einem von dem Steuergerät und dem Betätigungselement zugeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehenden genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform der vorgestellten Kopplungsanordnung.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorgestellten Kopplungsanordnung.
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3 zeigt noch eine mögliche Ausführungsform der vorgestellten Kopplungsanordnung.
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4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der vorgestellten Kopplungsanordnung.
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5 zeigt in einem Diagramm Rolldistanzen in unterschiedlichen Fahrzuständen.
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6 zeigt eine Ausführung eines Getriebes gemäß dem Stand der Technik.
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7 zeigt eine Ausführung des vorgestellten Getriebes.
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8 zeigt unterschiedliche Betätigungsprinzipien für eine Kupplungsaktuierung.
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9 zeigt eine Wirkkette.
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10 zeigt in einem schematischen Darstellung eine mögliche Ansteuerung eines Kupplungsaktuators.
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11 zeigt eine weitere mögliche Ansteuerung eines Kupplungsaktuators.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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In 1 ist eine mögliche Ausführung der beschriebenen Kopplungsanordnung, insgesamt mit der Bezugsziffer 400 bezeichnet, dargestellt. Die Darstellung zeigt weiterhin einen Verbrennungsmotor 402 und angetriebene Räder 404, die über einen Triebstrang 406 verbunden sind.
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Die Kopplungsanordnung 400 umfasst ein erster Trennelement 410, ein zweites Trennelement 412, ein vom Fahrer betätigbares Betätigungselement 414, in diesem Fall ein Fußpedal, und ein Steuergerät 416. Das Steuergerät 416 steuert über einen ersten Pfad 420 das erste Trennelement 410, ggf. über einen (nicht dargestellten) Aktor bzw. Kupplungsaktuator, an. Entsprechend steuert das Betätigungselement 414 über einen zweiten Pfad 422 das zweite Trennelement 412 an. Bei der gezeigten Ausführung ist es somit möglich, über zwei getrennte, voneinander unabhängige Pfade 420, 422 die Verbindung zwischen Verbrennungsmotor 402 und Rädern 404 über den Triebstrang 406 zu entkoppeln.
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In 2 sind wiederum der Verbrennungsmotor 402, die Räder 404 und der Triebstrang 406 dargestellt. Eine weitere Ausführung der Kopplungsanordnung 500 umfasst ein erstes Trennelement 510, ein zweites Trennelement 512, ein Betätigungselement 514 und ein Steuergerät 516. In diesem Fall steuert das Betätigungselement 514 das erste Trennelement 510 über einen ersten Pfad 520 an. Das zweite Trennelement 512 ist von dem Steuergerät 516 über einen zweiten Pfad 522 anzusteuern.
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3 zeigt eine weite Ausführung der Kopplungsanordnung 600 in dem Triebstrang 406, der den Verbrennungsmotor 402 mit den Rädern 404 verbindet, Die Kopplungsanordnung 600 umfasst ein Trennelement 610, ein Betätigungselement 614 und ein Steuergerät 616. Das Betätigungselement 614 steuert über einen ersten Pfad 620 das Trennelement 610 an. Parallel dazu kann das Trennelement 610 über einen zweiten Pfad 622 von dem Steuergerät 616 angesteuert werden.
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In 4 ist eine Kopplungsanordnung 700 in dem Triebstrang 406 zwischen Verbrennungsmotor 402 und Rädern 404 vorgesehen. Die Kopplungsanordnung 700 umfasst ein Trennelement 710, ein Betätigungselement 714 und ein Steuergerät 716. Das Trennelement 710 ist über einen Pfad 720 anzusteuern. An diesem einen Pfad 720 sind sowohl das Betätigungselement 714 als auch das Steuergerät 716 angeschlossen.
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Das Steuergerät 716 kann somit den Fahrerwunsch unmittelbar an das Trennelement 710 weitergeben. Alternativ kann das Steuergerät 716 einer höheren Strategie folgend den Fahrerwunsch vor dem Hintergrund der äußeren Bedingungen überprüfen bzw. interpretieren und das Trennelement 710 unabhängig vom Fahrerwunsch oder auch unter Berücksichtigung des Fahrerwunsches, diesen ggf. abändernd, ansteuern.
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In 5 sind in einem Diagramm unterschiedliche Rolldistanzen in Abhängigkeit des Fahrzustands eines Beispielfahrzeugs gezeigt. An einer Ordinate 10 ist dabei die Fahrgeschwindigkeit in km/h und an einer Abszisse 12 die Rolldistanz in % bezüglich Rollen im 3. Gang aufgetragen. Ausgehend von einer Geschwindigkeit von 100 km/h ist ein erster Verlauf 14 bei Schubabschaltung im 3. Gang, ein zweiter Verlauf 16 bei Schubabschaltung im 6. Gang und ein dritter Verlauf 18 beim Segeln gezeigt.
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In der Darstellung verdeutlicht ein erster Pfeil 20, dass die Rolldistanz bei Schubabschaltung im 3. Gang 100 % beträgt, ein zweiter Pfeil 22, dass die Rolldistanz bei Schubabschaltung im 6. Gang 200 % beträgt, und ein dritter Pfeil 24, dass die Rolldistanz beim Segeln 425 % beträgt.
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In 6 ist ein Getriebe 50 gemäß dem Stand der Technik mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang wiedergegeben. Die Darstellung zeigt einen Ganghebel 52, ein Betätigungselement 54, das in diesem Fall als Fußpedal ausgebildet ist, eine Kupplung 56, Synchroringe 58, eine Getriebeeingangswelle 60, eine Getriebeausgangswelle 62 und eine Feststellbremse 64.
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Die Kupplung 56 unterbricht die Verbindung zwischen Motor und Getriebeausgangswelle 62. Ein Pfeil 66 zeigt die Wirkverbindung zwischen der Getriebeausgangswelle 62 und einem Abtrieb (Reifen).
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In 7 ist eine Ausführung des vorgestellten Getriebes, insgesamt mit der Bezugsziffer 100 versehen, mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang wiedergegeben. Die Darstellung zeigt einen Ganghebel 102, einen Betätigungselement 104, das in diesem Fall als Fußpedal ausgebildet ist, eine Kupplung 106, Synchroringe 108, eine Getriebeeingangswelle 110, eine Getriebeausgangswelle 112 und eine Feststellbremse 114.
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Die Kupplung 106 unterbricht die Verbindung zwischen Motor und Getriebeausgangswelle 102. Ein Pfeil 116 zeigt die Wirkverbindung zwischen der Getriebeausgangswelle 112 und einem Abtrieb (Reifen). Weiterhin zeigt die Darstellung einen Kupplungssensor 120, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 122 und einen zweiten Kupplungsaktuator 124, der von einem Steuergerät 126 angesteuert wird.
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In der Darstellung ist verdeutlicht, dass in diesem Fall der 5. Gang eingelegt bleibt, während der Fahrer oder das Steuergerät 126 den Segelbetrieb aktiviert. Hierzu öffnet der zweite Kupplungsaktuator 124 die Kupplung 106, die Getriebeeingangswelle 110 bleibt angetrieben. Sobald der Triebstrang wieder geschlossen wird, erfolgt in Ausgestaltung eine Gang- bzw. Schaltempfehlung.
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Es wurde erkannt, dass es ausreichend ist, nur die Kupplung 106 zu automatisieren, was zu geringen Kosten führt. Die Kupplung 106 trennt den Verbrennungsmotor vom restlichen Antriebsstrang. Dabei dreht bei eingelegtem Gang die Getriebeausgangswelle 112 (Fahrzeug bewegt sich vorwärts, Räder werden mit gedreht) und die Getriebeeingangswelle 110, die über Synchroeinheiten bzw. Synchroringe 108 und Zahnräder der eingelegten Fahrstufe verbunden ist. Der zu erwartende Verbrauchsvorteil, wenn das Getriebe 100 zusätzlich noch in die Stellung Neutral gebracht wird, also die Getriebeeingangswelle 110 von der Getriebeausgangswelle 112 getrennt ist, und somit die Getriebeeingangswelle 110 nicht mehr dreht, sind sehr gering, da der mechanische Wirkungsgrad manueller Getriebe bereits sehr gut (98 ... 99 %) ist und der Reibungsanteil, der durch die Getriebeeingangswelle verursacht wird, sehr niedrig ist. Zudem kann das häufige Gangeinlegen bei stehender Getriebeeingangswelle 110 zu erhöhtem Verschleiß der Synchroringe 108 führen. Dabei muss die rotierende Masse der Getriebeeingangswelle 110 beim Gangeinlegen jedes Mal über die Synchroringe 108 beschleunigt und auf Drehzahl gebracht werden.
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Die Aktuierung der Kupplung 106 erfolgt parallel zum bestehenden Betätigungselement 104, dem Kupplungspedal, um die gewohnte Bedienung des Fahrzeugs im Normalbetrieb nicht zu verändern.
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Es sind unterschiedliche Betätigungsprinzipien für eine Kupplungsaktuierung bekannt, wie diese in 8 dargestellt sind. Ein erstes Prinzip 150 wird als konventionell mechanisch bezeichnet und umfasst einen ersten mechanischen Pfad 152 und einen zweiten mechanischen Pfad 154.
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Ein zweites Prinzip 160 wird als semi-hydraulisch bezeichnet und umfasst einen hydraulischen Pfad 162 und einen mechanischen Pfad 164. Ein drittes Prinzip 170 wird als voll-hydraulisch bezeichnet und umfasst einen ersten hydraulischen Pfad 172 und einen zweiten hydraulischen Pfad 174. Ein viertes Prinzip 180 wird als elektrohydraulisch (clutch by wire) bezeichnet und umfasst einen elektrischen Pfad 182 und einen hydraulischen Pfad 184. Ein fünftes Prinzip 190 wird als voll-elektrisch (clutch by wire) bezeichnet und umfasst einen elektrischen Pfad 192.
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Bei Systemen mit Clutch-by-Wire (Prinzip el-hydr. 180 oder voll-elektr. 190) ist kein zusätzlicher Kupplungsaktuator notwendig, da eine vom Fahrerwunsch unabhängige Ansteuerung bereits durchführbar ist. Allerdings sind diese Systeme sehr kostenintensiv.
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Der zusätzliche Kupplungsaktuator, wie dieser in 7 mit Bezugsziffer 124 bezeichnet dargestellt ist, kann das gleiche Betätigungsprinzip haben, wie der vom Fahrer mechanisch betätigte Pfad. Es kann auch ein mittels Batterie gespeister Elektromotor sein, der direkt mechanisch oder über eine Pumpe und einen hydraulischen Umsetzer auf die Kupplung wirkt.
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In der Regel ergibt sich für die Wirkkette in einem Kupplungsaktuator bzw. Aktor eine Struktur, wie diese in 9 gezeigt ist. Die Darstellung zeigt eine Energiequelle 200, einen Krafterzeuger 202, eine Übertragungsstrecke 204, einen Umsetzer 206 und eine Kupplung 208. Durch geeignete Sensorik lässt sich ein geregelter Betrieb des Aktors darstellen. Ein optionaler Kupplungssensor, wie dieser in 7 mit Bezugsziffer 120 bezeichnet dargestellt ist, oder ein optionaler Gangsensor kann ins Bedienkonzept eingebunden werden.
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In 10 ist in einer schematischen Darstellung eine mögliche Ansteuerung eines Kupplungsaktuators verdeutlicht. Die Darstellung zeigt ein Steuergerät 250 und einen Kupplungsaktuator 252. Weiterhin sind eine Sensorik 254, eine Koordinationseinheit 256 des Steuergeräts 250, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 258, eine Kommunikationsschnittstelle 260 zwischen Steuergerät 250 und Kupplungsaktuator 252, eine optionale zusätzliche Sensorik 262 für eine Regelung eine Steuerung/Regelung 264, eine Energiequelle 266, ein Krafterzeuger 268, eine Übertragungsstrecke 270, ein Umsetzer 272 und eine Kupplung 274 dargestellt.
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In der gezeigten Ausführung erfolgt die Ansteuerung des Kupplungsaktuators 252 von dem koordinierenden Steuergerät 250 getrennt. Somit scheint, eine zusätzliche Ansteuerlogik erforderlich zu sein.
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Das die Betriebsart koordinierende Steuergerät 250, regelmäßig das Motorsteuergerät, ist über die geeignete Kommunikationsschnittstelle 260 mit der Steuerung/Regelung 264 verbunden und steuert den Kupplungsaktuator 252, der den aus der Energiequelle 266 gespeisten Krafterzeuger 268, die Übertragungsstrecke 270 und den Kraft-/Weg-/Energie-Umsetzer 272 zur Betätigung der Kupplung 274 umfasst.
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Softwarefunktionen zur Koordinierung des Segelbetriebs und zur Auswertung des Bedienkonzepts des Kupplungsaktuators 252 liegen in dem Steuergerät 250 vor. Hardwarenahe Treiber und die Auswertung der Sensorik 262 zur Regelung sowie Regelungsalgorithmen liegen in der Steuerung/Regelung 264 vor.
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In 11 ist eine weitere Möglichkeit zur Ansteuerung eines Kupplungsaktuators wiedergegeben. Die Darstellung zeigt ein Steuergerät 300 und einen Kupplungsaktuator 302. Weiterhin sind eine Sensorik 304, eine Koordinationseinheit 306 des Steuergeräts 300 einschließlich Steuerung/Regelung, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 308, optional eine zusätzliche Sensorik 310 für eine Regelung, eine Endstufe 312, eine Energiequelle 314, ein Krafterzeuger 316, eine Übertragungsstrecke 318, einen Umsetzer 320 und eine Kupplung 322 gezeigt.
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Somit ist bei dieser Ausführung die Ansteuerung des Kupplungsaktuators 302 in dem koordinierenden Steuergerät 300 integriert.
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Bei der Betriebsart ist das koordinierende Steuergerät 300, in der Regel das Motorsteuergerät, mit einer geeigneten Ansteuerung verbunden und steuert den Kupplungsaktuator 302, der den aus der Energiequelle 314 gespeisten Krafterzeuger 316, die Übertragungsstrecke 318 und den Kraft-/Weg-/Energie-Umsetzer 320 zur Betätigung der Kupplung 322 umfasst.
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Softwarefunktionen zur Koordinierung des Segelbetriebs und zur Auswertung des Bedienkonzepts sowie die Koordinierung des Kupplungsaktuators 302 liegen im Steuergerät 300 vor. Hier sind ebenfalls hardwarenahe Treiber vorgesehen. Es erfolgt hierbei auch die Auswertung der Sensorik 304 zur Regelung mittels Regelungsalgorithmen.
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Es sind durchaus auch weitere Varianten sind denkbar. So kann eine zusätzliche, geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle vorgesehen sein, um verschiedene Aspekte zu berücksichtigen:
- – Anzeigen einer Segelempfehlung;
- – Ermöglichung des Einleitens/Beendens von Segeln durch den Fahrer mittels alternativer Bedienelemente oder Bedienstrategien:
- a) Drücken/Ziehen eines Knopfs/Paddles am Lenkrad (alternativ griffgünstig am Schalthebel) leitet Segeln ein oder beendet dieses,
- b) kurzes Antippen der Kupplung (optionaler Kupplungssensor für leicht getretene Kupplung) leitet Segeln ein oder beendet dieses,
- c) kurzes Antippen der Kupplung (optionaler Kupplungssensor für leicht getretene Kupplung) leitet Segeln ein, Bremsen oder Kupplung ganz drücken beendet Segeln,
- d) Segeln, solange Kupplung leicht getreten bleibt (optionaler Kupplungssensor für leicht getretene Kupplung),
- – ggf. Anzeigen eines ECU-Wunsches zur Einleitung oder Beendigung von Segeln (und manuelle Unterbindung durch Fahrer);
- – Schaltempfehlung, sobald wieder eingekuppelt ist, ggf. mit Zielganganzeige.
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Weiterhin ist mit dem vorgestellten Getriebe mit dieser Konfiguration ein automatisierter Startvorgang möglich. Damit lässt sich bei verkleinerten Motoren, was ein geringes Anfahrdrehmoment von Motoren mit geringem Hubraum bzw. geringer Schwungmasse bedeutet und damit die Gefahr des Abwürgens mit sich bringt, die Fahrbarkeit verbessern, insbesondere dann, wenn ein automatisches Schließen der Kupplung im Funktionsumfang enthalten ist.
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Außerdem kann durch eine automatisierte Kupplung ein Kupplungsstart realisiert werden. Auch ein sogenannter Schlupfstart, bei dem die definiert schließende Kupplung schlupfend den Verbrennungsmotor auf Drehzahl zieht, ist möglich.
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Ebenfalls ist ein sogenannter angerissener Direkt-Start möglich. Bei einem Direkteinspritzer kann man in den ersten Zylinder, der sich im Kompressionstakt befindet, einspritzen. Dessen Position ist dabei durch eine Auslauferkennung bekannt. Mit entsprechend aufwendiger Steuerung der Kupplung kann man den Motor nur über den ersten OT drehen. Der Motor läuft dann von selbst an, die Kupplung kann wieder leicht geöffnet werden, damit die Rückwirkungen (Ruck, Drehmomentensprünge) auf den Antriebsstrang minimiert werden.
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Ein weiterer Vorteil ist durch die Reduzierung der Belastung (Startanzahl) des mechanischen Startersystems (konventionell, bürstenkommutierter Starter) gegeben. Damit werden Zusatzmaßnahmen, ein Servicekonzept oder der Einsatz alternativer Startsysteme (Riemenstarter-Generator) vermieden, wodurch Mehrkosten eingespart werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029453 A1 [0011]
