DE102012109793A1

DE102012109793A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012109793A1
Application number: DE201210109793
Authority: DE
Inventors: Christian Koelen; Hans-Thomas Lehr; Volker Grimme
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor (4), ein manuell schaltbares Getriebe (5) und eine Kupplung (8) umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals (10) betätigbar ist, um den Antriebsmotor (4) durch die Kupplung (8) von einer Abtriebsseite zu trennen. Um ein wahrnehmbares Rucken im Antriebsstrang im Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu vermeiden oder zu reduzieren, wird die Motordrehzahl des Antriebsmotors (4) gezielt erhöht oder verringert, kurz bevor die Kupplung (8) getrennt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor, ein manuell schaltbares Getriebe und eine Kupplung umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals betätigbar ist, um den Antriebsmotor durch die Kupplung von einer Abtriebsseite zu trennen.
Aus der europäischen Patentschrift EP 1 101 651 B1 ist ein manuell geschaltetes Kraftfahrzeuggetriebesystem mit einer Reibungskupplung bekannt, die manuell steuerbar ist. Dabei sind Mittel vorgesehen, um einen Ausrückzustand der Reibungskupplung aus Drehzahlsignalen zu erkennen, wobei ein Mittel zur automatischen Beeinflussung der Kraftstofflieferung dazu dient, die Brennstoffbelieferung eines Motors gemäß einer Anforderung durch den Fahrer einzustellen, wenn die Reibungskupplung nicht eingerückt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein wahrnehmbares Rucken im Antriebsstrang im Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu vermeiden oder zu reduzieren.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor, ein manuell schaltbares Getriebe und eine Kupplung umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals betätigbar ist, um den Antriebsmotor durch die Kupplung von einer Abtriebsseite zu trennen, dadurch gelöst, dass die Motordrehzahl des Antriebsmotors gezielt erhöht wird, kurz bevor die Kupplung getrennt wird. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen Verbrennungsmotor. Durch das gezielte Erhöhen der Motordrehzahl des Antriebsmotors kurz bevor die Kupplung getrennt wird, können Verspannungen im Antriebsstrang abgebaut beziehungsweise gelöst werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Kupplungspedals überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist. Aus der Bewegung des Kupplungspedals kann relativ sicher und genau auf den Zeitpunkt geschlossen werden, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Kupplungspedals überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist. Die Position des Kupplungspedals wird zum Beispiel mit einer geeigneten Sensoreinrichtung überwacht beziehungsweise erfasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des Kupplungspedals überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist. Die Geschwindigkeit des Kupplungspedals kann mit einer geeigneten Sensoreinrichtung erfasst beziehungsweise überwacht werden. Die Geschwindigkeit des Kupplungspedals kann gegebenenfalls auch anderweitig ermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungspedalsensor verwendet wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist. Der Kupplungspedalsensor ist vorzugsweise dazu geeignet, die Position des Kupplungspedals und/oder die Geschwindigkeit des Kupplungspedals zu erfassen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungspedalsensor verwendet wird, um die Position des Kupplungspedals über der Zeit zu überwachen und/oder zu erfassen. Aus dem zeitlichen Positionsverlauf kann dann vorteilhaft die Bewegungsgeschwindigkeit des Kupplungspedals abgeleitet werden.
Bei einer Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor, ein manuell schaltbares Getriebe und eine Kupplung umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals betätigbar ist, um den Antriebsmotor durch die Kupplung von einer Abtriebsseite zu trennen, insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass dem Kupplungspedal eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, welche die Position des Kupplungspedals über der Zeit erfasst. Dabei kann die Sensoreinrichtung dem Kupplungspedal direkt zugeordnet sein. Die Sensoreinrichtung kann dem Kupplungspedal aber auch indirekt zugeordnet sein. So kann die Sensoreinrichtung zum Beispiel einem Gestänge zugeordnet sein, welches das Kupplungspedal mit einem Geberzylinder verbindet. Die Sensoreinrichtung kann gegebenenfalls auch dem Geberzylinder oder einem Nehmerzylinder zugeordnet sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung steuerungsmäßig mit einer Steuerung verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die Motordrehzahl des Antriebsmotors erhöht bzw. verringert werden, kurz bevor die Kupplung getrennt wird. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung, das insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren betrieben wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht dargestellt, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrieben wird.
In 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs vereinfacht dargestellt. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen Antriebsmotor 4, der als Verbrennungsmotor ausgeführt ist. Der Antriebsstrang 1 umfasst des Weiteren ein manuell schaltbares Getriebe 5.
Zwischen dem manuell schaltbaren Getriebe 5 und dem Antriebsmotor 4 ist eine Kupplung 8 angeordnet. Über die Kupplung 8 kann eine antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 4 und dem Getriebe 5 getrennt werden. Das Getriebe 5 ist mit einer Abtriebsseite des Antriebsstrangs 1 verbunden, die mindestens ein (nicht dargestelltes) Rad umfasst, das durch den Antriebsmotor 4 über die geschlossene Kupplung 8 und das Getriebe 5 antreibbar ist.
Die Kupplung 8 wird über ein Kupplungspedal 10 durch den Fuß eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betätigt. Das Kupplungspedal 10 ist über ein geeignetes Gestänge mit einem Geberzylinder 11 gekoppelt. Der Geberzylinder 11 ist über eine Hydraulikleitung 14 hydraulisch mit einem Nehmerzylinder 15 verbunden. Von dem Nehmerzylinder 15 wird eine Kupplungsbetätigungskraft über eine Hebeleinrichtung auf die Kupplung 8 übertragen. Dem Kupplungspedal 10 ist eine Sensoreinrichtung 20 zugeordnet. Die Sensoreinrichtung 20 umfasst zum Beispiel einen Sensor, mit dem die Position des Kupplungspedals 10 über der Zeit erfasst wird. Aus der Ableitung des zeitlichen Positionsverlaufs des Kupplungspedals 10 lässt sich die Geschwindigkeit der Veränderung oder Bewegung des Kupplungspedals 10 bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung 20 weitere Sensoren umfassen.
Die Sensoreinrichtung 20 ist über eine Steuerleitung 21 mit einer Steuerung 30 verbunden. Die Steuerung 30 ist über eine Steuerleitung 22 mit dem Antriebsmotor 4 verbunden.
Bei manuell schaltbaren Getrieben verspannt sich, insbesondere bei einer langsamen Bergab- beziehungsweise Berauffahrt, und zwar vornehmlich in niedrigen Gängen, bedingt durch das Anliegen eines positiven Schubmoments beziehungsweise negativen Drehmoments oder Schleppmoments der Antriebsstrang. Wird die Kupplung in einem derartig verspannten Zustand des Antriebsstrangs 1 durch den Fahrer getrennt, kommt es zu einer schlagartigen Entspannung des Antriebsstrangs. Das geht gewöhnlich mit einem für den Fahrer als unangenehm wahrgenommenen Ruck einher, der zudem den Verschleiß des Antriebsstrangs erhöht.
Zur Vermeidung des unerwünschten Rucks im Antriebsstrang kann die Sensoreinrichtung 20 vorteilhaft verwendet werden. Die Sensoreinrichtung 20 erfasst die Position des Kupplungspedals 10. Aus der Ableitung des zeitlichen Positionsverlaufs lässt sich die Geschwindigkeit des Kupplungspedals bei der Betätigung durch den Fahrer ermitteln.
Die erfasste Position und die ermittelte Geschwindigkeit des Kupplungspedals 10 werden zur Prädiktion des Kupplungstrennzeitpunkts herangezogen. Kurz bevor ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist, beziehungsweise bevor die Kupplung getrennt wird, wird eine Verspannung im Antriebsstrang durch eine gezielte Erhöhung bzw. Verringerung der Motordrehzahl gelöst. Dadurch kann der unerwünschte Ruck durch schlagartiges Entspannen des Antriebsstrangs vermieden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1101651 B1 [0002]

Claims

Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor (4), ein manuell schaltbares Getriebe (5) und eine Kupplung (8) umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals (10) betätigbar ist, um den Antriebsmotor (4) durch die Kupplung (8) von einer Abtriebsseite zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl des Antriebsmotors (4) gezielt erhöht oder verringert wird, kurz bevor die Kupplung (8) getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Kupplungspedals (10) überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung (8) zu erwarten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Kupplungspedals (10) überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des Kupplungspedals (10) überwacht, erfasst und/oder genutzt wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungspedalsensor (20) verwendet wird, um einen beziehungsweise den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem ein Trennen der Kupplung zu erwarten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungspedalsensor (20) verwendet wird, um die Position des Kupplungspedals (10) über der Zeit zu überwachen und/oder zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kupplungspedals (10) aus dem zeitlichen Positionsverlauf abgeleitet wird.
Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, der einen unter Motordrehzahl als Antrieb verwendbaren Antriebsmotor (4), ein manuell schaltbares Getriebe (5) und eine Kupplung (8) umfasst, die über eine Bewegung eines Kupplungspedals (10) betätigbar ist, um den Antriebsmotor (4) durch die Kupplung (10) von einer Abtriebsseite zu trennen, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kupplungspedal (10) eine Sensoreinrichtung (20) zugeordnet ist, welche die Position des Kupplungspedals (10) über der Zeit erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (20) steuerungsmäßig mit einer Steuerung (30) verbunden ist, die wiederum steuerungsmäßig mit dem Antriebsmotor (4) verbunden ist.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, das insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben wird.