DE102019214517A1

DE102019214517A1 - Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019214517A1
Application number: DE102019214517.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Mühlfeld
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Getriebevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Getriebeeinrichtung (3), einen Verbrennungsmotor (4) und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung (5), die bei Betätigung einer Bedieneinrichtung (6), insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung (3) von dem Verbrennungsmotor (4) ausgebildet ist, welcher Antriebsstrang (2) eine Steuerungseinrichtung (10) aufweist, die dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung (2) bei Betätigung der Bedieneinrichtung (6) die Kupplungseinrichtung (5) in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Getriebeeinrichtung, einen Verbrennungsmotor und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung, die bei Betätigung einer Bedieneinrichtung, insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist.
Derartige Getriebevorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise weisen diese Getriebeeinrichtungen auf, die über Kupplungseinrichtungen mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt werden können, wobei die Kupplungseinrichtungen elektrisch gesteuert sind und somit, insbesondere unabhängig von einer Bedieneinrichtung, beispielsweise einem Kupplungspedal, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführt werden können. Derartige Systeme werden auch als „clutch-by-wire“-Systeme bezeichnet, bei denen letztlich keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Bedieneinrichtung, also beispielsweise dem Kupplungspedal, und der Kupplungseinrichtung besteht. Betätigt der Benutzer des Kraftfahrzeugs die Bedieneinrichtung, wird diese Betätigung nicht notwendigerweise direkt mechanisch an die Kupplungseinrichtung übertragen, sondern die Betätigung der Bedieneinrichtung wird erfasst und in Abhängigkeit einer definierten Steuerkurve bzw. in Abhängigkeit eines in einer Steuerungseinrichtung hinterlegten Algorithmus wird eine Ansteuerung der Kupplungseinrichtung durchgeführt.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass der Kopplungszustand der Getriebeeinrichtung an den Verbrennungsmotor einen Einfluss auf den Verbrauch des Kraftfahrzeugs, insbesondere den Treibstoffverbrauch und somit die dadurch verursachten Emissionen besitzt. Wird die Kupplungseinrichtung durch den Benutzer gesteuert, ist es möglich, dass in Abhängigkeit der Betätigung der Bedieneinrichtung eine Trennung der Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor durchgeführt wird, obwohl ein Betrieb der Getriebevorrichtung bei angekoppelter Getriebeeinrichtung an den Verbrennungsmotor in bestimmten Fahrsituationen effizienter wäre.
Liegt beispielsweise eine Fahrsituation vor, in der das Kraftfahrzeug zum Halten gebracht werden soll, beispielsweise bei einer Bewegung auf eine rote Ampel zu, kann durch vorzeitiges Trennen der Kopplung zwischen Getriebeeinrichtung und Verbrennungsmotor, also vorzeitiges Betätigen der Bedieneinrichtung und damit Öffnen der Kupplungseinrichtung der Verbrennungsmotor von der Getriebeeinrichtung getrennt werden, sodass der Verbrennungsmotor durch zusätzliches Einspritzen von Kraftstoff auf seiner Leerlaufdrehzahl gehalten werden muss, wohingegen dieser durch die Trägheit des Kraftfahrzeugs über die Getriebeeinrichtung weiter betrieben hätte werden können. Gleichzeitig wird aufgrund der wegfallenden Schleppwirkung des Verbrennungsmotors zusätzlich erforderlich, dass die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs durch zusätzlich aufzuwendende Bremswirkung verringert werden muss. Mit anderen Worten wird das Fahrzeug durch die Fahrzeugbremse abgebremst, anstatt die Fahrgeschwindigkeit durch das Schleppmoment des Verbrennungsmotors zu reduzieren und dabei gleichzeitig Kraftstoff zu sparen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die insbesondere einen effizienteren Fahrbetrieb ermöglicht.
Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche Getriebevorrichtung eine Getriebeeinrichtung, einen Verbrennungsmotor und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung aufweist. Die Kupplungseinrichtung ist bei Betätigung einer Bedieneinrichtung, insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor ausgebildet. Demnach kann bei Betätigung der Bedieneinrichtung der Benutzer in einem üblichen Fahrzustand die Kupplungseinrichtung öffnen und dadurch die Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor trennen bzw. entkoppeln, beispielsweise um einen anderen Gang einzulegen oder den Verbrennungsmotor bei abfallender Drehzahl, insbesondere einer Drehzahl der Getriebeeinrichtung unterhalb der Leerlaufdrehzahl, von der Getriebeeinrichtung zu entkoppeln.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung bei Betätigung der Bedieneinrichtung die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen zu halten. In Abhängigkeit des Schließkriteriums kann daher entschieden werden, ob die Betätigung der Bedieneinrichtung dazu führt, die Kupplungseinrichtung in den geöffneten Zustand zu überführen, oder ob trotz einer Betätigung der Bedieneinrichtung die Kupplungseinrichtung in dem geschlossenen Zustand gehalten wird. Dadurch ist es möglich, abweichend von der Betätigung durch den Benutzer die Kupplungseinrichtung nicht zu öffnen, sondern diese weiterhin im geschlossenen Zustand zu halten.
Bewegt sich das Kraftfahrzeug beispielsweise auf einen anstehenden Halt zu, beispielsweise in Richtung einer roten Ampel, kann die Betätigung der Bedieneinrichtung durch den Benutzer ignoriert werden und stattdessen die Kupplungseinrichtung weiterhin geschlossen gehalten werden. Tritt der Benutzer beispielsweise zu früh auf das Kupplungspedal, was üblicherweise zu einem Entkoppeln der Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor führen würde, wird stattdessen die Kupplungseinrichtung geschlossen gehalten, sodass die Kopplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebeeinrichtung aufrechterhalten bleibt. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs weiterhin durch das Schleppmoment des Verbrennungsmotors reduziert wird und der Verbrennungsmotor auf Drehzahl gehalten wird. Entsprechend muss kein Kraftstoff in den Verbrennungsmotor eingespritzt werden, um die Leerlaufdrehzahl zu halten. Weiterhin reduziert sich das von der Fahrzeugbremse aufzuwendende Moment bzw. die von der Fahrzeugbremse aufzuwendende Bremskraft, um die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren.
Mit anderen Worten wird die geschlossene Getriebevorrichtung dazu verwendet, den Motor bzw. den Verbrennungsmotor durch die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs auf Drehzahl zu halten. Wird die Getriebevorrichtung geöffnet, wird die Kupplungseinrichtung sonach in den geöffneten Zustand überführt und somit die Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor entkoppelt, muss der Verbrennungsmotor sich „selbst auf Drehzahl halten“, indem Kraftstoff eingespritzt wird und somit die Leerlaufdrehzahl erreicht wird. Im vorliegenden Fall bzw. im Sinne der folgenden Erfindung kann eine Schubabschaltung, also ein Ausbleiben der Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor möglichst lange ausgenutzt werden, da der Fahrer bzw. Nutzer trotz Betätigung der Bedieneinrichtung kein Trennen des Verbrennungsmotors von der Getriebeeinrichtung bewirkt, da die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit des Schließkriteriums geschlossen gehalten wird.
Für den Benutzer des Kraftfahrzeugs ändert sich somit an der Fahrzeugbedienung nichts, da der der Benutzer des Kraftfahrzeugs wie gewohnt die Kupplungseinrichtung bzw. die Bedieneinrichtung betätigen kann. Durch die elektrisch gesteuerte Kupplungseinrichtung kann abweichend von der Betätigung der Bedieneinrichtung die Schubabschaltung länger ausgenutzt werden, da die Kupplungseinrichtung im geschlossenen Zustand gehalten wird und somit die Kopplung zwischen Getriebeeinrichtung und Verbrennungsmotor aufrechterhalten bleibt. Dadurch ist insbesondere weniger Bremskraft notwendig, das Motorschleppmoment kann länger genutzt werden und weniger Kraftstoff wird eingespritzt, sodass letztlich ein effizienterer Fahrbetrieb erreicht wird.
Das Schließkriterium kann beispielsweise einen Betätigungszustand wenigstens einer Bremseinrichtung eines die Getriebevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs umfassen. Somit kann vorgesehen sein, dass das Schließkriterium dem Betätigungszustand der Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs betrifft. Beispielsweise kann, falls die Bremseinrichtung nicht betätigt wird, die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Betätigung der Bedieneinrichtung gesteuert werden, da unter Umständen davon ausgegangen werden kann, dass der Fahrer keine Verzögerung des Kraftfahrzeugs anstrebt, sondern lediglich einen Schaltvorgang ausführen möchte, und daher die Kupplungseinrichtung betätigt. Wird die Bremseinrichtung bei Betätigung der Bedieneinrichtung ebenfalls betätigt, kann davon ausgegangen werden, dass der Nutzer des Kraftfahrzeugs eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs anstrebt und in diesem Fall somit eine längere Kopplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebeeinrichtung ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann, in Abhängigkeit davon, ob die Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs betätigt wird oder nicht, die Kupplungseinrichtung geschlossen gehalten werden oder in Abhängigkeit der Betätigung der Bedieneinrichtung aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand überführt werden.
Das Schließkriterium kann insbesondere eine durch die Bremseinrichtung bewirkte Verzögerung der Getriebevorrichtung umfassen, insbesondere eine Verzögerung, die größer ist als ein durch ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors bewirktes Schleppmoment. Demzufolge ist es möglich, eine durch die Bremseinrichtung bewirkte Verzögerung zu erfassen, und, sofern diese größer ist als ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors bzw. allgemein größer als ein definierter Grenzwert, kann die Steuerung der Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit des Schließkriteriums erfolgen, wie zuvor beschrieben. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Fahrerwunsch umgesetzt wird, beispielsweise eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs auszuführen. Wie zuvor beschrieben, wird die durch den Fahrerwunsch angestrebte Verzögerung des Kraftfahrzeugs durch das Motorschleppmoment unterstützt, sodass zusätzlich zu dem eingesparten Treibstoff ein effizienterer Bremsvorgang erreicht wird.
Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass das Schließkriterium eine Drehzahl wenigstens einer Getriebeeingangswelle umfasst. Bei geschlossener Kupplungseinrichtung, also falls die Kupplungseinrichtung im geschlossenen Zustand vorliegt, ist die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ohnehin auf demselben Drehzahlniveau wie der Verbrennungsmotor, da diese entsprechend an den Verbrennungsmotor angekoppelt ist. Somit ist es ebenso möglich, anstatt der Drehzahl der Getriebeeingangswelle die Drehzahl des Verbrennungsmotors bzw. einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu erfassen oder die Getriebeeingangswellendrehzahl durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erfassen.
Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle kann insofern als Schließkriterium dienen, als diese anzeigt, ob die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ausreicht, um den Verbrennungsmotor zu betreiben. Beispielsweise kann, falls die Drehzahl der Getriebeeingangswelle unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors liegt oder unter dieses Niveaus fällt, die Kupplungseinrichtung in den geöffneten Zustand überführt werden und der Verbrennungsmotor entsprechend durch Einspritzen von Kraftstoff betrieben werden. Mit anderen Worten kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt sein, die Kupplungseinrichtung bei Betätigung der Bedieneinrichtung für einen definierten Zeitraum geschlossen zu halten, insbesondere solange die Drehzahl der Getriebeeingangswelle größer ist als eine definierte Drehzahl, insbesondere größer als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors.
Als Schließkriterium kann beispielsweise ein Leerlaufdrehzahlregler dienen bzw. kann der Betrieb des Leerlaufdrehzahlreglers in das Schließkriterium mit einfließen. Solange der Leerlaufdrehzahlregler nicht Kraftstoff einspritzt, kann die Kupplungseinrichtung geschlossen gehalten werden. Andernfalls würde das Abfallen der Drehzahl des Verbrennungsmotors unterhalb der Leerlaufdrehzahl dazu führen, dass der Leerlaufdrehzahlregler entsprechend regelt und Kraftstoff einspritzt. Durch das Halten der Kupplungseinrichtung im geschlossenen Zustand würde sonst der Verbrennungsmotor einen Vortrieb des Kraftfahrzeugs bewirken, was dem Fahrerwunsch nach einer Reduzierung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entgegen laufen würde.
In diesem Fall wird daher die Kupplungseinrichtung geöffnet bevor der Leerlaufdrehzahlregler beginnt, Kraftstoff einzuspritzen. Anschließend kann bei geöffneter Kupplungseinrichtung also bei Entkopplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebeeinrichtung der Leerlaufdrehzahlregler wie üblich betrieben werden, sodass der Verbrennungsmotor durch Einspritzen von Kraftstoff auf seiner Leerlaufdrehzahl gehalten werden kann.
In einer weiteren Alternative kann bei Ausführung eines Start-Stopp-Systems, bei Unterschreiten der entsprechenden Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmotor auch abgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, den Verbrennungsmotor bei Unterschreiten einer zweiten definierten Drehzahl in Abhängigkeit eines zweiten Kriteriums abzuschalten, insbesondere unterhalb einer definierten Geschwindigkeit. Wird sonach eine definierte Geschwindigkeit unterschritten, also allgemein ein zweites Kriterium erfüllt, kann bei Unterschreiten einer zweiten definierten Drehzahl der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden. Mit anderen Worten kann demnach vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor solange an die Getriebeeinrichtung angekoppelt bleibt, bis die Drehzahl unterhalb der Leerlaufdrehzahl sinkt, sodass üblicherweise der Leerlaufdrehzahlregler damit beginnt, Kraftstoff in den Verbrennungsmotor einzuspritzen, um diesen in Betrieb zu halten. Wird sonach die zweite definierte Drehzahl unterschritten, kann, bei Vorliegen eines zweiten Kriteriums, der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden. Rollt das Kraftfahrzeug beispielsweise auf eine rote Ampel zu, kann in einem solchen Fall unterhalb einer definierten Geschwindigkeit der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden und ein Start-Stopp-System initiiert werden. Dadurch kann das Motorschleppmoment ausgenutzt werden und anschließend der Verbrennungsmotor abgestellt werden um weiterhin Kraftstoff zu sparen und Emissionen zu reduzieren.
Die Steuerungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, als zweites Kriterium einen Fahrzustand und/oder eine Fahrsituation zu erfassen, insbesondere eine Verkehrssituation. Dabei können mehrere verschiedene Fahrzustände bzw. Fahrsituationen erfasst werden und als zweites Kriterium dienen, beispielsweise Fahrzustände, in denen das Kraftfahrzeug, beispielsweise bis zum Stillstand, abgebremst werden soll, insbesondere Bewegungen in Richtung roter Ampeln, Bahnübergänge und dergleichen, bei denen der Benutzer eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anstrebt.
Die Steuerungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit eines Schaltkriteriums bei Vorliegen des Schließkriteriums zu öffnen, insbesondere falls ein Schaltvorgang erfasst wird. Demzufolge kann auf spezielle Fahrsituationen Rücksicht genommen werden, beispielsweise, falls das Kraftahrzeug auf einen langsamer fahrenden vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer auffährt, wobei der Fahrer in Abhängigkeit der vorliegenden Verkehrssituation eine Möglichkeit zum Überholen abwartet. In diesem Fall kann das Motorschleppmoment zum Abbremsen auf den langsamer fahrenden vorausfahrenden Verkehr möglichst lange genutzt werden und bei Erfassen eines begonnenen Schaltvorgangs die Kupplungseinrichtung geöffnet werden, sodass der Benutzer bzw. Fahrer des Kraftfahrzeugs den entsprechenden Gangwechsel vornehmen kann.
Die Getriebevorrichtung kann dazu eine Erfassungsvorrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen Schaltvorgang mittels eines Sensors zu erfassen, insbesondere mittels eines zur Erfassung einer Position eines Wählelements ausgebildeten Positionssensors oder eines zur Erfassung einer auf ein Wählelement wirkenden Kraft ausgebildeten Kraftsensors. Mit anderen Worten ist es somit möglich, eine Erfassungsvorrichtung bereitzustellen, die wenigstens einen Sensor aufweist, mittels dem der Schaltvorgang erfasst werden kann. Beispielsweise kann ein Positionssensor verwendet werden, der die Position des Wählelements, beispielsweise eines Schalthebels oder Schaltknaufs, erfasst. Wird das Wählelement durch den Benutzer bewegt kann ein Schaltvorgang erfasst werden, sodass entsprechend die Kupplungseinrichtung geöffnet werden kann. Ebenso ist es möglich, den Schaltvorgang mittels eines Kraftsensors zu erfassen, durch den erfasst wird, ob der Nutzer eine Kraft auf das Wählelement ausübt, um dieses in verschiedene Schaltpositionen zu bewegen.
Entsprechend kann das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung abgebrochen werden, wenn festgestellt wird, dass der Benutzer des Kraftfahrzeugs einen anderen Gang einlegen will. Beispielsweise wenn sich des Kraftfahrzeug einem vorausfahrenden langsameren Verkehrsteilnehmer nähert, kann die Kupplungseinrichtung geöffnet werden, um einen Schaltvorgang zuzulassen und um den aktuellen Gang aus- und den neuen Gang einzulegen. Mit anderen Worten wird der Fahrerwunsch einen Gangwechsel vorzunehmen erfasst und die Kupplungseinrichtung kann geöffnet werden, damit der Fahrer den Gangwechsel vornehmen kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit eines Effizienzkriteriums geschlossen zu halten. Als Effizienzkriterium kann grundsätzlich jedweder Parameter erfasst werden, der angibt, ob es effizienter ist, die Kupplungseinrichtung gemäß der Betätigung der Bedieneinrichtung zu steuern oder ob es effizienter ist, die Kupplungseinrichtung länger als durch eine Betätigung der Bedieneinrichtung vorgegeben, geschlossen zu halten. Dabei können mehrere Einflussfaktoren bzw. Parameter berücksichtigt werden, die zu der Entscheidung beitragen, ob die Kupplungseinrichtung geöffnet oder geschlossen werden soll, da mehrere dieser Parameter die gesamte Effizienz bzw. beispielsweise den gesamten Kraftstoffverbrauch oder Emissionsausstoß beeinflussen.
Unter anderem ist es möglich, dass das Effizienzkriterium eine zu erwartende Dauer des Betriebs bei geschlossener Kupplungseinrichtung und betätigter Bedieneinrichtung und/oder eine durch das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung erreichte Energiebilanz betrifft. Insgesamt kann somit erfasst werden, ob in der vorliegenden Situation das Ausnutzen der Schubabschaltung die Energiebilanz positiv beeinflusst. Insbesondere kann ermittelt werden, wie lange die zu erwartende Schubabschaltung ausgenutzt werden kann, im Vergleich zu einer Steuerung der Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Betätigung der Bedieneinrichtung. Daher kann entschieden werden, ob die Kupplungseinrichtung länger geschlossen gehalten werden soll oder ob diese der Betätigung der Bedieneinrichtung entsprechend geöffnet werden soll. Insbesondere kann ermittelt werden, wie viel Treibstoff eingespart wird bzw. wie viel Treibstoff anschließend mehr aufgewendet wird, sodass bei positiver Energiebilanz die Schubabschaltung länger ausgenutzt und andernfalls die Kupplungseinrichtung geöffnet werden kann.
Daneben betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung für eine Getriebevorrichtung, wie zuvor beschrieben, und ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Getriebeeinrichtung, einen Verbrennungsmotor und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung, die bei Betätigung einer Bedieneinrichtung, insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung von dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist, wobei in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung bei Betätigung der Bedieneinrichtung die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen gehalten wird.
Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Getriebevorrichtung beschrieben wurden, vollständig auf die Steuerungseinrichtung und das Verfahren übertragbar. Insbesondere kann das Verfahren auf der Getriebevorrichtung, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Steuerungseinrichtung, ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. ist eine schematische Darstellung und zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang.
Die Fig. zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Getriebevorrichtung 2, welche Getriebevorrichtung 2 eine Getriebeeinrichtung 3, einen Verbrennungsmotor 4 und eine elektronisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung 5 aufweist. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner eine Bedieneinrichtung 6 auf, beispielsweise umfassend ein Kupplungspedal, wobei die Kupplungseinrichtung 5 in Abhängigkeit einer Betätigung der Bedieneinrichtung 6 in einen geschlossenen Zustand oder einen geöffneten Zustand bewegt werden kann, insbesondere bei Betätigung der Bedieneinrichtung 6 von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführt werden kann.
Mit anderen Worten, wenn der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 die Bedieneinrichtung 6 betätigt, wird die Kupplungseinrichtung 5 geöffnet. Dabei stellt beim Schließen der Kupplungseinrichtung 5 die Kupplungseinrichtung 5 eine Kopplung zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und der Getriebeeinrichtung 3 her, insbesondere zwischen einer Kurbelwelle 7 und einer Getriebeeingangswelle 8. Die Getriebeeinrichtung 3 ist ferner mit wenigstens einer Abtriebswelle 9 mit einem oder mehreren Rädern 10 des Kraftfahrzeugs 1 gekoppelt. Wie zuvor beschrieben, ist die Kupplungseinrichtung 5 elektronisch gesteuert, nämlich über eine Steuerungseinrichtung 10, der eine Erfassungsvorrichtung 11 zugeordnet ist.
Die Steuerungseinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung 2 bei Betätigung der Bedieneinrichtung 6 die Kupplungseinrichtung 5 in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen zu halten. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit oder bei Vorliegen des Schließkriteriums die Betätigung der Bedieneinrichtung 6 ignoriert, sodass diese nicht dazu führt, dass die Kupplungseinrichtung 5 von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand überführt wird. Dadurch kann trotz einer Betätigung der Bedieneinrichtung 6 die Kupplungseinrichtung 5 geschlossen gehalten werden, beispielsweise um das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 4 auszunutzen, um das Kraftfahrzeug 1 abzubremsen und gleichzeitig den Verbrennungsmotor 4 durch die Trägheit des Kraftfahrzeugs 1 über die Getriebeeingangswelle 8 zu betreiben und dadurch Kraftstoff einzusparen, der andernfalls bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor 4 zum Betreiben des Verbrennungsmotors 4 aufgewendet werden müsste.
Das Schließkriterium kann insbesondere den Betätigungszustand einer Bremseinrichtung der Getriebevorrichtung 2 (nicht dargestellt) umfassen, wobei bei Betätigung der Bremseinrichtung davon ausgegangen werden kann, dass der Nutzer des Kraftfahrzeug 1 eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs 1 bewirken möchte und somit durch das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung 5 das Motorschleppmoment des Verbrennungsmotors 4 ausgenutzt werden kann, um das Kraftfahrzeug 1 abzubremsen. Dadurch ist weniger Bremskraft erforderlich, die andernfalls über die Bremseinrichtung aufgewendet werden müsste.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das Schließkriterium eine durch die Bremseinrichtung bewirkte Verzögerung der Getriebevorrichtung 2 umfasst, insbesondere eine Verzögerung, die größer ist als ein durch den Verbrennungsmotor 4 bewirktes Schleppmoment. Ferner kann über die Erfassungsrichtung 11 erfasst werden, welche Drehzahl der Verbrennungsmotor 4 aufweist bzw. können die Drehzahlen der Räder 10 bzw. der Getriebeeingangswelle 8 erfasst werden. Das Schließkriterium kann dadurch auch auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 bzw. des Verbrennungsmotors 4 oder der Räder 10 abgestellt werden.
Die Steuerungseinrichtung 10 kann ferner dazu ausgebildet sein, die Kupplungseinrichtung 5 bei Betätigung der Bedieneinrichtung 6 für einen definierten Zeitraum geschlossen zu halten, insbesondere solange geschlossen zu halten, bis die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 größer ist als eine definierte Drehzahl, insbesondere größer als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 4. Solange demnach die Getriebeeingangswelle 8 eine höhere Drehzahl aufweist als die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 4, kann die Kopplung zwischen der Getriebeeingangswelle 8 und der Kurbelwelle 7 des Verbrennungsmotors 4 aufrechterhalten werden. Fällt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 unter die Drehzahl der Kurbelwelle 7 kann die Steuerungseinrichtung 10 die Kupplungseinrichtung 5 öffnen, um zu verhindern, dass bei einem Aufrechterhalten des Betriebs des Verbrennungsmotors 4 auf der Leerlaufdrehzahl eine Schuhbewegung erzeugt wird, die durch die Kurbelwelle 7 und die geschlossene Kupplungseinrichtung 5 über die Getriebeeingangswelle 8 und die Getriebeeinrichtung 3 letztlich auf die Räder 10 übertragen wird und somit zu einer weiteren Schubbewegung führt, die dem Fahrerwunsch nach einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs 1 entgegen läuft.
Anstatt den Verbrennungsmotor 4 von der Kupplungseinrichtung 5 zu trennen und diesen durch den Leerlaufdrehzahlregler in Betrieb zu halten, kann vorgesehen sein, den Verbrennungsmotor 4 bei Vorliegen eines zweiten Kriteriums und bei Unterschreiten einer zweiten definierten Drehzahl abzuschalten, insbesondere unterhalb einer definierten Geschwindigkeit. Mit anderen Worten, wenn die Drehzahlen des Verbrennungsmotors 4 eine zweite definierte Drehzahl unterschreitet und ein zweites Kriterium vorliegt, beispielsweise eine Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 unterhalb einer definierten Geschwindigkeit, kann der Verbrennungsmotor 4 abgeschaltet werden, beispielsweise in Form eines Start-Stopp-Systems.
Die Erfassungseinrichtung 11 bzw. die Steuerungseinrichtung 10 kann ferner dazu ausgebildet sein, das zweite Kriterium als Fahrzustand und/oder Fahrsituation zu erfassen, insbesondere können Verkehrssituationen erfasst werden, anhand deren entschieden werden kann, ob ein Öffnen der Kupplungseinrichtung 5 sinnvoll ist oder nicht.
Die Steuerungseinrichtung 10 kann außerdem dazu ausbildet sein, die Kupplungseinrichtung 5 in Abhängigkeit eines Schaltkriteriums bei Vorliegen des Schließkriteriums zu öffnen, insbesondere falls ein Schaltvorgang erfasst wird. Mit anderen Worten, falls in der Getriebeeinrichtung 3 erfasst wird, dass der Fahrer einen Schaltvorgang einleitet bzw. durchführen möchte, kann die Steuerungseinrichtung 10 die Kupplungseinrichtung 5 öffnen, sodass der bisherige Gang ausgelegt und der neue Gang eingelegt werden kann. Dies kann beispielsweise über wenigstens einen Sensor erfasst werden, der eine Bewegung oder eine auf ein Wählelement bzw. einen Wählhebel wirkende Kraft erfassen kann. Wird demnach erfasst, dass der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 eine Kraft auf den Wählhebel ausübt oder den Wählhebel bewegt, kann ein Schaltvorgang erfasst werden, sodass die Steuerungseinrichtung 10 die Kupplungseinrichtung 5 entsprechend öffnet.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung 10 die Kupplungseinrichtung 5 in Abhängigkeit eines Effizienzkriteriums geschlossen hält. Als Effizienzkriterium kann die zu erwartende Dauer des Betriebs bei geschlossener Kupplungseinrichtung 5 und betätigter Bedieneinrichtung 6 und/oder eine durch das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung 5 erreichte Energiebilanz herangezogen werden. Ergibt somit, dass die zu erwartende Dauer des Betriebs bei geschlossener Kupplungseinrichtung 5 einen definierten Wert übersteigt, sodass sich das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung 5 zu einer positiven Energiebilanz führt, kann die Kupplungseinrichtung 5 entsprechend durch die Steuerungseinrichtung 10 entgegen der Betätigung der Bedieneinrichtung 6 geschlossen gehalten werden..
Selbstverständlich kann das Verfahren auf der Getriebevorrichtung 2 ausgeführt werden, insbesondere mit der Steuerungseinrichtung 10.
Bezugszeichenliste

1: Getriebevorrichtung
2: Antriebsstrang
3: Getriebeeinrichtung
4: Verbrennungsmotor
5: Kupplungseinrichtung
6: Bedieneinrichtung
7: Kurbelwelle
8: Getriebeeingangswelle
9: Abtriebswelle
10: Steuerungseinrichtung
11: Erfassungsvorrichtung

Claims

Getriebevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Getriebeeinrichtung (3), einen Verbrennungsmotor (4) und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung (5), die bei Betätigung einer Bedieneinrichtung (6), insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung (3) von dem Verbrennungsmotor (4) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (10), die dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung (2) bei Betätigung der Bedieneinrichtung (6) die Kupplungseinrichtung (5) in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen zu halten.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließkriterium einen Betätigungszustand wenigstens einer Bremseinrichtung eines die Getriebevorrichtung (2) aufweisenden Kraftfahrzeugs (1) umfasst.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließkriterium eine durch die Bremseinrichtung bewirkte Verzögerung der Getriebevorrichtung (2) umfasst, insbesondere eine Verzögerung, die größer ist als ein durch ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors (4) bewirktes Schleppmoment.
Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließkriterium eine Drehzahl wenigstens einer Getriebeeingangswelle (8) umfasst.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (5) bei Betätigung der Bedieneinrichtung (6) für einen definierten Zeitraum geschlossen zu halten, insbesondere solange die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (8) größer ist als eine definierte Drehzahl, insbesondere größer als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors (4).
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, den Verbrennungsmotor (4) bei Unterschreiten einer zweiten definierten Drehzahl in Abhängigkeit eines zweiten Kriteriums abzuschalten, insbesondere unterhalb einer definierten Geschwindigkeit.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, als zweites Kriterium einen Fahrzustand und/oder eine Fahrsituation zu erfassen, insbesondere eine Verkehrssituation.
Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (5) in Abhängigkeit eines Schaltkriteriums bei Vorliegen des Schließkriteriums zu öffnen, insbesondere falls ein Schaltvorgang erfasst wird.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Erfassungsvorrichtung (11), die dazu ausgebildet ist, einen Schaltvorgang mittels eines Sensors zu erfassen, insbesondere mittels eines zur Erfassung der Position eines Wählelements ausgebildeten Positionssensors oder eines zur Erfassung einer auf ein Wählelement wirkenden Kraft ausgebildeten Kraftsensors.
Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (5) in Abhängigkeit eines Effizienzkriteriums geschlossen zu halten.
Getriebevorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Effizienzkriterium eine zu erwartende Dauer des Betriebs bei geschlossener Kupplungseinrichtung (5) und betätigter Bedieneinrichtung (6) und/oder eine durch das Geschlossenhalten der Kupplungseinrichtung (5) erreichte Energiebilanz betrifft.
Steuerungseinrichtung (10) für eine Getriebevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Getriebevorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), umfassend eine Getriebeeinrichtung (3), einen Verbrennungsmotor (4) und eine elektrisch gesteuerte, in einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand überführbare Kupplungseinrichtung (5), die bei Betätigung einer Bedieneinrichtung (6), insbesondere eines Kupplungspedals, zur Entkopplung der Getriebeeinrichtung (3) von dem Verbrennungsmotor (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung (2) bei Betätigung der Bedieneinrichtung (6) die Kupplungseinrichtung (5) in Abhängigkeit eines Schließkriteriums geschlossen gehalten wird.