DE102011088361A1

DE102011088361A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011088361A1
Application number: DE102011088361A
Authority: DE
Inventors: Martin Klaffenböck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: DE102011088361B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, beispielsweise einer landwirtschaftlichen oder industriewirtschaftlichen Zugmaschine, mit einem Antriebsmotor (1), einem Getriebe (5) und einem Abtrieb (6), sowie mit einer als Reibungskupplung ausgebildeten, mit dem Antriebsmotor (1) triebverbundenen Hauptkupplung (2), die zum Anfahren in einem Anfahrgang und/oder zum Unterbrechen und Herstellen eines Kraftflusses im Antriebsstrang beim Wechseln von Gängen und/oder zum Regulieren einer Drehmomentübertragung zum Abtrieb (6) gesteuert betätigbar ist. Um die Hauptkupplung (2) zu schonen, erfolgt bei einem Betätigungsvorgang der Hauptkupplung (2), zumindest in bestimmten Betriebssituationen, eine Drehzahlregulierung des Antriebsmotors (1), bei der eine auf die Hauptkupplung (2) wirksame Motordrehzahl an ein aktuell durch die Hauptkupplung (2) übertragbares oder zu übertragendes Kupplungsdrehmoment angepasst wird, wobei das Kupplungsdrehmoment durch eine aktuelle Stellung eines Kupplungspedals (7) oder einer dazu äquivalenten Größe vorgegeben wird, und die Drehzahlregulierung unabhängig von einer aktuellen Stellung eines Fahrpedals oder einer dazu äquivalenten Größe erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Getriebe in landwirtschaftlichen oder industriewirtschaftlichen Zugmaschinen, beispielsweise Lastschaltgetriebe mit einem Lastschaltteil und einem Synchron-Teilgetriebe in Traktoren, weisen häufig eine mit einem Kupplungspedal betätigbare Hauptkupplung auf, die neben dem Unterbrechen des Kraftflusses beim Wechsel von Gängen auch ein sanftes Anfahren des Fahrzeugs ermöglichen soll. Insbesondere kann der Fahrer bedarfsweise, beispielsweise beim Arbeiten mit einem Frontlader oder beim langsamen Rangieren eines Hängers an einer Steigung oder auf schwierigem Untergrund, mit dem Kupplungspedal temporär das im Antriebsstrang übertragene Drehmoment bei rutschender Hauptkupplung dosieren.
In diesen Betriebssituationen entsteht an der Hauptkupplung oft eine hohe Reibleistung, da der Antriebsmotor durch Betätigen des Fahrpedals mit hoher Drehzahl läuft, während der Abtrieb, beispielsweise beim Einfahren in das Schüttgut oder beim Einschieben des Hängers in ein Fahrsilo, nahezu zum Stehen kommt. Wenn die durch das zu übertragende Drehmoment und eine hohe Differenzdrehzahl zwischen der antriebsseitigen Kupplungseingangsseite und der abtriebsseitigen Kupplungsausgangsseite erzeugte Reibleistung durch die vorhandene Schmier- bzw. Kühleinrichtung der Kupplung nicht mehr ausreichend abgeführt werden kann, ist eine thermische Überlastung mit dem vorzeitigen Verschleiß und schlimmstenfalls der Zerstörung der Kupplung die Folge.
Zur Vermeidung einer zu starken Belastung der Kupplung sind Überwachungsfunktionen, die während eines Betätigungsvorgangs einer Hauptkupplung die erzeugte Reibleistung aufsummieren und beim Überschreiten eines Grenzwerts ein Warnsignal ausgeben oder andere geeignete Maßnahmen zum Schutz der Hauptkupplung einleiten.
Aus der DE 10 2009 028 567 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs bekannt, bei dem eine Drehzahldifferenz an einer Anfahrkupplung eines Traktors bzw. eines Schleppers überwacht wird. Die Überwachungsfunktion wird durch eine Pedalbetätigung des Fahrers oder durch eine Steuerungseinrichtung, welche die Kupplung in einen Rutschbetrieb versetzt, ausgelöst. Aus der Drehzahldifferenz, die sich aus einer gemessenen oder errechneten antriebsseitigen Drehzahl sowie einer abtriebsseitigen Drehzahl an der Anfahrkupplung ergibt, und aus einem an der Anfahrkupplung anliegenden Kupplungsdruck wird ein zulässiger Rutschzeitraum bestimmt, bei dessen Überschreiten eine Warnmeldung ausgegeben wird und/oder ein weiteres Rutschen der Kupplung unterbunden wird. Mit zunehmender Differenzdrehzahl und mit zunehmendem Kupplungsdruck nimmt der zulässige Rutschzeitraum ab. Alternativ dazu wird abhängig von der anliegenden Drehzahldifferenz, dem anliegenden Kupplungsdruck bzw. dem übertragbaren Drehmoment sowie abhängig von bauartbedingten Parametern der Anfahrkupplung die Reibleistung an der Anfahrkupplung für jeden Rutschvorgang ermittelt. Überschreitet die Reibleistung eines Rutschvorgangs einen vorgegebenen Grenzwert, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder ein weiteres Rutschen der Kupplung unterbunden. Für jeden Rutschvorgang kann ein zulässiger individueller Grenzwert ermittelt werden, wobei vorhergehende Rutschvorgänge und die Dauer dazwischen liegender Abkühlphasen berücksichtigt werden können.
An sich wird dieses Verfahren als gut nutzbar beurteilt, jedoch kann es in den erwähnten Betriebssituationen vorkommen, dass der Motor vom Fahrer abgewürgt und neu gestartet wird. Die Überwachungsfunktion summiert dann möglicherweise ohne Kenntnis der vorherigen Belastung bei der nächsten Kupplungsbelastung die Reibleistung erneut auf oder bestimmt erneut eine zulässige Schleifzeit mit zu hohen Grenzwerten. Somit kann es beim nächsten Anfahrvorgang der Zugmaschine zur Überlastung der Kupplung kommen. In der Regel steht dem Fahrer auch kein Anzeigewert des thermischen Zustands der Kupplung zur Verfügung, so dass er nur schwer abschätzen kann, ob das gerade vorgesehene Fahrmanöver durchführbar ist oder zu einer Beschädigung führt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs anzugeben, dass eine effektive Schonung einer häufig im Rutschen betriebenen Kupplung des Antriebstrangs gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Antriebsmotor bei einem Anfahrmanöver eines Kraftfahrzeugs mit einer Reibungskupplung, insbesondere zu Beginn dieses Vorgangs beim langsamen Loslassen des Kupplungspedals, das von der Kupplung zu übertragende Drehmoment in der Regel bei deutlich niedrigeren Motordrehzahlen aufbringen kann, als dies meistens durch den Fahrer über eine Betätigung des Fahrpedals vorgegeben wird. Dadurch ergibt sich eine vergleichsweise einfache Steuerungsmöglichkeit, um den von der Rutschdrehzahl wesentlich beeinflussten Reibenergieeintrag in die Kupplung möglichst gering zu halten.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, beispielsweise einer landwirtschaftlichen oder industriewirtschaftlichen Zugmaschine, mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einem Abtrieb, sowie mit einer als Reibungskupplung ausgebildeten, mit dem Antriebsmotor antriebsverbundenen Hauptkupplung, die zum Anfahren in einem Anfahrgang und/oder zum Unterbrechen und Herstellen eines Kraftflusses im Antriebsstrang beim Wechseln von Gängen und/oder zum Regulieren einer Drehmomentübertragung zum Abtrieb, gesteuert betätigbar ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass bei einem Betätigungsvorgang der Hauptkupplung, zumindest in bestimmten Betriebssituationen, eine Drehzahlregulierung des Antriebsmotors erfolgt, bei der eine auf die Hauptkupplung wirksame Motordrehzahl an ein aktuell durch die Hauptkupplung übertragbares oder zu übertragendes Kupplungsdrehmoment angepasst wird, wobei das Kupplungsdrehmoment durch eine aktuelle Stellung eines Kupplungspedals oder einer dazu äquivalenten Größe vorgegeben wird, und die Drehzahlregulierung unabhängig von einer aktuellen Stellung eines Fahrpedals oder einer dazu äquivalenten Größe erfolgt.
Unter einem Betätigungsvorgang einer Hauptkupplung wird ein durch eine Kupplungspedalbetätigung eines Fahrers oder durch eine Steuerungsanweisung einer Steuerungseinrichtung an einen hilfskraftbetätigten Kupplungsaktuator ausgelöster Rutschbetrieb dieser Kupplung verstanden.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird demnach die Drehzahl des Antriebsmotors bei der Kupplungsbetätigung automatisch auf eine Mindestdrehzahl abgesenkt, bei welcher der Antriebsmotor das Drehmoment, welches dem momentanen Schließgrad der Kupplung entsprechend über die Kupplung übertragbar ist, zur Verfügung stellt. Durch ein fortlaufendes Anpassen der Motordrehzahl während des Betätigungsvorgangs der Kupplung, also außerhalb eines vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Kupplungszustands, wird somit die Reibarbeit an der Kupplung minimiert und die Kupplung permanent geschont, selbst wenn der Fahrer das Fahrpedal zwischenzeitlich in eine Vollgasstellung bringt. Die Fahrpedalstellung wird während des beschriebenen Vorgangs demnach ignoriert.
Die Drehzahlregulierung kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei einem drehzahlgeregelten Antriebsmotor durch einen Fahrregler erfolgen, indem eine Kupplungsgrenzlastkurve und eine Motorgrenzlastkurve derart miteinander korreliert werden, wobei aus der Kupplungsgrenzlastkurve jeweils zu einer aktuellen Kupplungspedalstellung ein übertragbares Kupplungsdrehmoment ermittelt wird, und indem anschließend aus der Motorgrenzlastkurve, zur Bereitstellung eines dem ermittelten Kupplungsdrehmoment entsprechenden Motordrehmoments, eine notwendige und hinreichende Motordrehzahl bestimmt wird, die an dem Antriebsmotor über ein Motorsteuergerät eingestellt wird, so dass durch Nachführen der Motordrehzahl mit der Kupplungspedalbewegung der Antriebsmotor während der Betätigung der Hauptkupplung stets an der Motorgrenzlastkurve mit der geringstmöglichen Motordrehzahl oder zumindest nahe der geringstmöglichen Motordrehzahl betrieben wird.
Wenn bei einem Kupplungsvorgang das Kupplungspedal vom Fahrer langsam losgelassen wird, erhöht sich das übertragbare Drehmoment entsprechend dem mit dem Kupplungsweg steigenden Kupplungsdruck bzw. Anpressdruck der Reibpartner der Kupplung. Um zu verhindern, dass der Fahrer dabei unverhältnismäßig viel Gas gibt, senkt der Fahrregler bei dem Kupplungsvorgang automatisch die Motordrehzahl soweit ab, bis die Grenzlastkurve des Motors erreicht ist. Beim weiteren Loslassen des Kupplungspedals wird die Motordrehzahl mit zunehmendem Kupplungsdruck angehoben, um die Drehzahl an der Grenzlastkurve entlang zu führen. Das Fahrzeug wird entsprechend der sich schließenden Kupplung und der höheren Motordrehzahl beschleunigt. Die Differenzdrehzahl an der Kupplung erhöht sich hingegen nicht oder nur in geringerem Maße.
Die Motorgrenzlastkurve kann als ein Kennfeld in einer Steuerungseinrichtung, beispielsweise in dem Fahrregler, abgelegt sein und rechnerisch mit der ebenfalls in Form eines Kennfeldes in einem elektronischen Speicher als Kupplungskennlinie abgelegten Kupplungsgrenzlastkurve in Verbindung gebracht werden. Aus der Kupplungskennlinie ist das über die Kupplung übertragbare Drehmoment bei vorgegebenem Kupplungsdruck abrufbar. Der Kupplungsdruck steht wiederum in direktem Zusammenhang mit dem Kupplungsbetätigungsweg, der durch die Kupplungspedalposition von dem Fahrer vorgegeben wird. Die Motordrehzahl wird somit in Abhängigkeit von der Kupplungsbetätigungsposition automatisch abgesenkt und gegenüber der Fahrpedalbetätigung des Fahrers priorisiert. Dadurch ist eine vergleichsweise einfache Drehzahlregulierung des Antriebsmotors zur Schonung der Hauptkupplung ermöglicht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Drehzahlregulierung bei einem drehmomentgeregelten Antriebsmotor durch einen Fahrregler erfolgen, in dem aus einer Kupplungsgrenzlastkurve jeweils zu einer aktuellen Kupplungspedalstellung ein übertragbares Kupplungsdrehmoment ermittelt und einem Motorsteuergerät zur Verfügung gestellt wird, welches zur Bereitstellung eines dem ermittelten Kupplungsdrehmoment entsprechenden Motordrehmoments eine notwendige und hinreichende Motordrehzahl an dem Antriebsmotor eingestellt, so dass durch Nachführen der Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Kupplungspedalbewegung der Antriebsmotor während der Betätigung der Hauptkupplung stets mit der geringstmöglichen Motordrehzahl oder zumindest nahe der geringstmöglichen Motordrehzahl betrieben wird.
Bei drehmomentgeregelten Antriebsmotoren in Zugmaschinen kann der Fahrregler einen Drehmomentwert entsprechend der Kupplungsbetätigung anfordern und einem Motorsteuergerät zur Verfügung stellen. Das Motorsteuergerät kann dann die Motordrehzahl so einstellen, dass das geforderte Drehmoment bei geringstmöglicher Motordrehzahl erreicht werden kann. Der Fahrregler kann demnach direkt den von der Kupplung aktuell in Abhängigkeit von der Kupplungspedalposition übertragbaren Drehmomentwert an das Motorsteuergerät weitergeben, wodurch unabhängig von der Fahrpedalposition die Motordrehzahl soweit wie möglich absenkt wird. Dadurch kann die Steuerung der Drehzahlregulierung weiter vereinfacht werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass bei einem Lastschaltgetriebe in Betriebssituationen mit kurz aufeinanderfolgenden Fahrtrichtungswechseln, in einem so genannten Shuttle-Betrieb, durch den Fahrer eine Richtungswechseldynamik vorgegeben wird, bei der die beschriebene Drehzahlregulierung des Antriebsmotors berücksichtigt wird.
Bei Traktoren oder Schleppern mit einem Lastschaltgetriebe kann meistens vorgegeben werden, wie schnell die Schaltkupplungen bei einem Richtungswechsel von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt gewechselt werden sollen und somit wie schnell der Reversiervorgang durchgeführt wird. Wenn beispielsweise eine geringe Shuttle-Dynamik gewünscht wird, schließt die jeweilige Richtungskupplung langsamer und rutscht somit länger. Wenn auch hierbei die Motordrehzahl automatisch an den Verlauf des Schließvorgangs der jeweiligen Richtungskupplung angepasst wird, kann die Dynamikeinstellung weiter verbessert werden, wodurch in der Folge auch die Belastung der Hauptkupplung weiter reduziert wird.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei der Drehzahlregulierung während des Betätigungsvorgangs der Hauptkupplung die aktuelle Reibleistung fortlaufend ermittelt und aufsummiert wird, und dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Reibarbeitsgrenzwerts ein Warnsignal ausgegeben wird und/oder Maßnahmen zur Entlastung der Hauptkupplung eingeleitet werden.
Die jeweilige Reibleistung kann aus der Differenzdrehzahl zwischen einer Kupplungseingangsseite und einer Kupplungsausgangsseite sowie dem jeweils übertragenen Kupplungsdrehmoment ermittelt werden, wobei das Kupplungsdrehmoment beispielsweise aus einem jeweiligen Kupplungsdruck bestimmt wird.
Geeignete Maßnahmen bei Überschreiten der thermischen Belastungsgrenze der Hauptkupplung können je nach Betriebssituation und Getriebebauart ein vollständiges Öffnen der Kupplung, ein vollständiges Schließen der Kupplung, ein Schalten des Getriebes in Neutral oder, wenn vorhanden, ein verstärkter bzw. gezielter Kühlölstrom an der Hauptkupplung sein.
Dadurch kann ein zu langes Rutschen der Hauptkupplung mit einer nachhaltigen Schädigung, beispielsweise bei feststeckendem Schlepper, sicher verhindert werden. Da sich durch das Verfahren gemäß der Erfindung schon durchschnittlich eine signifikant geringere Reibleistung ergibt, kann der Rutschvorgang der Kupplung vergleichsweise länger durchgeführt werden.
Eine weitere Verbesserung des Kupplungsschutzes kann erreicht werden, wenn parallel zur Durchführung der Drehzahlregulierung für jeden rutschrelevanten Betätigungsvorgang der Hauptkupplung ein Reibarbeitsgrenzwert individuell ermittelt wird, wobei vorhergehende rutschrelevante Betätigungsvorgänge der Hauptkupplung und/oder Abkühlphasen der Hauptkupplung berücksichtigt werden.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Drehzahlregulierung des Antriebsmotors in vorbestimmten Betriebssituationen des Fahrzeugs deaktiviert wird. Grundsätzlich kann das Verfahren bei jeder Betätigung der Hauptkupplung durchgeführt werden, um deren Belastung im Einsatz des Fahrzeugs möglichst weitgehend zu reduzieren. In bestimmten Betriebssituationen kann die Drehzahlabsenkung jedoch unerwünscht sein. Beim Anfahren mit einer aktivierten Zapfwelle des Fahrzeugs beispielsweise, wie etwa beim Betrieb eines Mähgeräts, wird der Fahrer in manchen Fällen die Motordrehzahl direkt von einem Handgashebel vorgeben und beim Mähen konstant halten wollen. Hierzu wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, die automatische Drehzahlregulierung zu deaktivieren bzw. die Handgaseinstellung zu priorisieren.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung die Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Antriebsstrangs einer landwirtschaftlichen Zugmaschine, und
2 ein Diagramm zum Ablauf einer erfindungsgemäßen Drehzahlregulierung eines Antriebsmotors des Antriebsstrangs.
Demnach umfasst ein in 1 schematisiert dargestellter Antriebsstrang, beispielsweise eines Schleppers, ein als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 1, ein Lastschaltgetriebe 5 und eine zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Lastschaltgetriebe 5 angeordnete Hauptkupplung 2, die als eine Reibungskupplung ausgebildet ist. Die Hauptkupplung 2 ist von einem Fahrer über ein Kupplungspedal 7 betätigbar.
Eine Eingangsseite 3 der Kupplung 2 ist mit dem Antriebsmotor 1 antriebsverbunden. Eine Ausgangsseite 4 der Kupplung 2 ist mit dem Getriebe 5 antriebsverbunden oder antriebsverbindbar. Ein von dem Antriebsmotor 1 über die Kupplung 2 und das Getriebe 5 übertragbares und wandelbares Antriebsmoment ist an einen Abtrieb bzw. eine Hinterachse 6 mit einem nicht dargestellten Achsdifferenzial zum Antrieb der ebenfalls nicht dargestellten Hinterräder des Schleppers weiterleitbar. Das Getriebe 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Zapfwelle 12 auf, an die über eine Kupplung eine Abtriebswelle 13 anschließbar ist. Diese Abtriebswelle 13 dient zum wahlweisen Antrieb eines am Fahrzeug angebauten Geräts, beispielsweise eines nicht dargestellten Mähwerks.
Weiterhin ist eine Steuerungseinrichtung 8 vorhanden, die einen Fahrregler 8a, ein Motorsteuergerät 8b und ein Getriebesteuergerät 8c umfasst. Die Steuerungseinrichtung 8 steht zur Signalerfassung und Signalausgabe mit dem Antriebsmotor 1, dem Kupplungspedal 7 sowie einem Kupplungssteuergerät 9 zur Ansteuerung der Hauptkupplung 2 über Sensoren und Aktuatoren in an sich bekannter Weise Verbindung. Die Steuerungseinrichtung 8 erfasst im Betrieb mittels eines Weg- oder Drehwinkelsensors 11 die aktuelle Kupplungspedalposition und gibt in Abhängigkeit davon über einen Steuerungsbefehl beispielsweise einen Hydraulikfluidstrom an einem nicht dargestellten Hydraulikventil vor. Der von dem Hydraulikventil durchgelassene Hydraulikfluidstrom ist proportional zu einem Kupplungsbetätigungsweg und damit zu einen Kupplungsdruck bzw. Anpressdruck, der über das Kupplungssteuergerät 9 und einem Kupplungsaktuator 10 an der Hauptkupplung 2 angelegt wird. Von diesem Kupplungsdruck hängt das übertragbare Kupplungsdrehmoment ab. Ferner wird die Motordrehzahl über den Fahrregler 8a und das Motorsteuergerät 8b geregelt.
Die 2 veranschaulicht das Verfahren anhand eines beispielhaften Ablaufs einer Motordrehzahlregelung des Antriebsmotors 1 bei einer Betätigung der Hauptkupplung 2 des Lastschaltgetriebes 5.
Darin zeigt das linke Diagramm eine Kupplungsgrenzlastkurve K_lim in einem Kupplungskennfeld, in dem das Kupplungsdrehmoment M_K gegen die Kupplungspedalposition s_K bzw. einen Kupplungsweg aufgetragen ist. Das rechte Diagramm zeigt eine Motorgrenzlastkurve M_lim in einem Motorkennfeld, in dem das Motordrehmoment M_M gegen die Motordrehzahl n_M aufgetragen ist. Bei dem Verfahren werden beide Diagramme in Beziehung zueinander gesetzt.
Demnach wird einer jeweiligen Kupplungspedalposition bzw. Kupplungswegposition s_x ein übertragbares Kupplungsdrehmoment M_x auf der Kupplungsgrenzlastkurve K_lim zugeordnet. Diesem angeforderten Kupplungsdrehmoment M_x entspricht ein notwendiges Motormoment M_M auf der Motorgrenzlastkurve M_lim, das der Antriebsmotor 1 zur Verfügung stellen soll. Dazu ist eine bestimmte Mindestmotordrehzahl n_x notwendig. Diese Drehzahl n_x wird über den Fahrregler 8a am Antriebmotor 1 eingestellt.
Bei einem Kupplungsbetätigungsvorgang wird auf diese Weise automatisch und unabhängig von einer Fahrpedalbetätigung des Fahrers, die Motordrehzahl n_M stets an die aktuelle Kupplungspedalposition s_K angepasst, und somit entlang der Motorgrenzlastkurve M_lim stets die geringstmögliche Motordrehzahl n_M eingestellt, die wiederum zu einer Minimierung der eingangs- und ausgangsseitigen Differenzdrehzahl an der Hauptkupplung 2 führt und damit zu einem verschleißarmen Kupplungsbetrieb führt.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: Hauptkupplung
3: Kupplungseingangsseite
4: Kupplungsausgangsseite
5: Getriebe, Lastschaltgetriebe
6: Hinterachse, Abtrieb
7: Kupplungspedal
8: Steuerungseinrichtung
8a: Fahrregler
8b: Motorsteuergerät
8c: Getriebesteuergerät
9: Kupplungssteuergerät
10: Kupplungsaktuator
11: Sensor Kupplungspedalposition
12: Zapfwelle
13: Abtriebswelle
K_lim: Kupplungsgrenzlastkurve
M_lim: Motorgrenzlastkurve
M_K: Kupplungsdrehmoment
M_M: Motordrehmoment
M_x: Beispielhaftes Kupplungsdrehmoment
n_M: Motordrehzahl
n_x: Beispielhafte Motordrehzahl
s_K: Kupplungspedalposition bzw. Kupplungswegposition
s_x: Beispielhafte Kupplungspedalposition bzw. Kupplungswegposition

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 102009028567 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, beispielsweise einer landwirtschaftlichen oder industriewirtschaftlichen Zugmaschine, mit einem Antriebsmotor (1), einem Getriebe (5) und einem Abtrieb (6), sowie mit einer als Reibungskupplung ausgebildeten, mit dem Antriebsmotor (1) antriebsverbundenen Hauptkupplung (2), die zum Anfahren in einem Anfahrgang und/oder zum Unterbrechen und Herstellen eines Kraftflusses im Antriebsstrang beim Wechseln von Gängen und/oder zum Regulieren einer Drehmomentübertragung zum Abtrieb (6) gesteuert betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betätigungsvorgang der Hauptkupplung (2), zumindest in bestimmten Betriebssituationen, eine Drehzahlregulierung des Antriebsmotors (1) erfolgt, bei der eine auf die Hauptkupplung (2) wirksame Motordrehzahl an ein aktuell durch die Hauptkupplung (2) übertragbares oder zu übertragendes Kupplungsdrehmoment angepasst wird, wobei das Kupplungsdrehmoment durch eine aktuelle Stellung eines Kupplungspedals (7) oder einer dazu äquivalenten Größe vorgegeben wird, und die Drehzahlregulierung unabhängig von einer aktuellen Stellung eines Fahrpedals oder einer dazu äquivalenten Größe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem drehzahlgeregelten Antriebsmotor (1) die Drehzahlregulierung durch einen Fahrregler (8a) erfolgt, indem eine Kupplungsgrenzlastkurve (K_lim) und eine Motorgrenzlastkurve (M_lim) derart miteinander korreliert werden, dass aus der Kupplungsgrenzlastkurve (K_lim) jeweils zu einer aktuellen Kupplungspedalstellung (s_x) ein übertragbares Kupplungsdrehmoment (M_x) ermittelt wird, und dass anschließend aus der Motorgrenzlastkurve (M_lim) zur Bereitstellung eines dem ermittelten Kupplungsdrehmoment (M_x) entsprechenden Motordrehmoments (M_M) eine notwendige und hinreichende Motordrehzahl (n_x) bestimmt wird, die an dem Antriebsmotor (1) über ein Motorsteuergerät (8b) eingestellt wird, so dass durch Nachführen der Motordrehzahl (n_M) mit der Kupplungspedalbewegung der Antriebsmotor (1) während der Betätigung der Hauptkupplung (2) stets an der Motorgrenzlastkurve (M_lim) mit der geringstmöglichen Motordrehzahl oder zumindest nahe der geringstmöglichen Motordrehzahl betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem drehmomentgeregelten Antriebsmotor (1) die Drehzahlregulierung durch einen Fahrregler (8a) erfolgt, indem aus einer Kupplungsgrenzlastkurve (K_lim) jeweils zu einer aktuellen Kupplungspedalstellung (s_x) ein übertragbares Kupplungsdrehmoment (M_x) ermittelt und einem Motorsteuergerät (8b) zur Verfügung gestellt wird, welches zur Bereitstellung eines dem ermittelten Kupplungsdrehmoment (M_x) entsprechenden Motordrehmoments (M_M) eine notwendige und hinreichende Motordrehzahl (n_x) an dem Antriebsmotor (1) eingestellt, so dass durch Nachführen der Motordrehzahl (n_M) in Abhängigkeit von der Kupplungspedalbewegung der Antriebsmotor (1) während der Betätigung der Hauptkupplung (2) stets mit der geringstmöglichen Motordrehzahl oder zumindest nahe der geringstmöglichen Motordrehzahl betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lastschaltgetriebe (5) in Betriebssituationen mit kurz aufeinanderfolgenden Fahrtrichtungswechseln durch den Fahrer eine Richtungswechseldynamik vorgegeben wird, und dass in diesen Betriebssituationen die Motordrehzahl automatisch an den Verlauf des Schließvorgangs der jeweiligen Richtungskupplung angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Drehzahlregulierung während des Betätigungsvorgangs der Hauptkupplung (2) die aktuelle Reibleistung fortlaufend ermittelt und aufsummiert wird, und dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Reibarbeitsgrenzwerts ein Warnsignal ausgegeben wird und/oder Maßnahmen zur Entlastung der Hauptkupplung (2) eingeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibleistung aus der Differenzdrehzahl zwischen einer Kupplungseingangsseite (3) und einer Kupplungsausgangsseite (4) und dem jeweils übertragenen Kupplungsdrehmoment (M_K) ermittelt wird, wobei das Kupplungsdrehmoment (M_K) aus einem jeweiligen Kupplungsdruck bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden rutschrelevanten Betätigungsvorgang der Hauptkupplung (2) ein Reibarbeitsgrenzwert ermittelt wird, wobei vorhergehende rutschrelevante Betätigungsvorgänge der Hauptkupplung (2) und/oder Abkühlphasen der Hauptkupplung (2) berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlregulierung des Antriebsmotors (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 in vorbestimmten Betriebssituationen deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlregulierung des Antriebsmotors (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 beim Anfahren des Fahrzeugs mit einem am Fahrzeug angebauten und von diesem angetriebenen Gerät deaktiviert wird.