DE102021206807A1 - Method of clutch engagement and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einkuppeln einer Kupplung, welche einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor verbindet, während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, wobei während eines Einkuppelns der Kupplung ein dadurch erzeugtes Verzögerungsmoment berechnet wird und eine am Antriebsstrang wirkende Bremskraft in Abhängigkeit davon verringert wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein zugehöriges Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for engaging a clutch which connects a drive train of a motor vehicle to an internal combustion engine while the motor vehicle is moving, with a deceleration torque generated thereby being calculated while the clutch is being engaged and a braking force acting on the drive train being reduced as a function thereof. The invention also relates to an associated motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einkuppeln einer Kupplung, welche einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor verbindet, sowie ein zugehöriges Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for engaging a clutch which connects a drive train of a motor vehicle to an internal combustion engine, and an associated motor vehicle.
Im Zuge einer höheren Kraftstoffeffizienz werden immer häufiger Verbrennungsmotoren mittels einer Kupplung vom Antriebsstrang entkoppelt, wenn diese keinen Vortrieb erzeugen sollen. Derartige Betriebsmodi können beispielsweise als Segeln bezeichnet werden. Das Einkuppeln eines Motors bei Änderung eines Fahrwunsches kostet typischerweise Zeit und Energie. Zudem kann dabei ein deutlich wahrnehmbarer Ruck entstehen.In the course of greater fuel efficiency, combustion engines are increasingly being decoupled from the drive train by means of a clutch if they are not intended to generate propulsion. Such operating modes can be referred to as coasting, for example. Engaging a motor when a driving request changes typically costs time and energy. In addition, a clearly perceptible jerk can occur.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Einkuppeln einer Kupplung bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, ein zugehöriges Kraftfahrzeug bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide a method for engaging a clutch which is alternative or improved compared to known designs. It is also an object of the invention to provide an associated motor vehicle.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.According to the invention, this is achieved by a method and a motor vehicle according to the respective main claims. Advantageous configurations can be found, for example, in the respective dependent claims. The content of the claims is made part of the content of the description by express reference.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einkuppeln einer Kupplung, welche einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor verbindet, während der Fahrt des Kraftfahrzeugs. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Einkuppeln der Kupplung, dabei Berechnen eines dadurch erzeugten Verzögerungsmoments, und
- - Verringern einer am Antriebsstrang wirkenden Bremskraft in Abhängigkeit von dem Verzögerungsmoment.
- - Engaging the clutch, thereby calculating a deceleration torque generated thereby, and
- - Reducing a braking force acting on the drive train as a function of the deceleration torque.
Mittels eines solchen Verfahrens kann ein Verzögerungsmoment, welches beim Einkuppeln aufgrund des nunmehr vorhandenen Kontakts zum Verbrennungsmotor entsteht, berücksichtigt und eine wirkende Bremskraft entsprechend verringert werden. Ein eventuelles Ruckeln kann dadurch verringert oder vermieden werden, da die zusätzliche vom Motor aufgebrachte Bremswirkung dadurch kompensiert wird, dass eine wirkende Bremskraft entsprechend verringert wird. Dies erlaubt ein Einkuppeln ohne störende Ruckbewegungen.By means of such a method, a deceleration torque, which occurs when the clutch is engaged because of the contact with the internal combustion engine that is now present, can be taken into account and an acting braking force can be correspondingly reduced. Any jerking can be reduced or avoided in this way, since the additional braking effect applied by the motor is compensated for by an acting braking force being correspondingly reduced. This allows the clutch to be engaged without disruptive jerks.
Unter einer Kupplung kann insbesondere ein betätigbares Element verstanden werden, welches in einem Zustand eine rotatorische Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsstrang darstellt, wohingegen es in einem anderen Zustand Verbrennungsmotor und Antriebsstrang rotatorisch entkoppelt. Zwischen den beiden Endstellungen sind auch Übergänge möglich, in welchen eine teilweise Kraftübertragung stattfinden kann. Unter einem Verzögerungsmoment ist insbesondere ein Moment zu verstehen, welches beim Einkuppeln aufgrund der dann vorhandenen Verbindung zwischen Antriebsstrang und Verbrennungsmotor vom Verbrennungsmotor auf den Antriebsstrang wirkt, und welches typischerweise zunächst eine bremsende Wirkung hat. Eine Bremskraft ist typischerweise eine Kraft, welche von einer Bremse, beispielsweise einer Radbremse, aufgebracht wird, um das Fahrzeug zu verzögern. Diese kann entsprechend dem Verzögerungsmoment verringert werden. Dies kann insbesondere über einen vorbestimmten Zeitraum erfolgen, wobei innerhalb dieses Zeitraums auch mehrfach das Verzögerungsmoment berechnet werden kann.A clutch can be understood in particular as an actuable element which in one state represents a rotational connection between the internal combustion engine and the drive train, whereas in another state it rotationally decouples the internal combustion engine and the drive train. Transitions are also possible between the two end positions, in which a partial power transmission can take place. A deceleration torque is to be understood in particular as a torque which acts on the drive train when the clutch is engaged due to the then existing connection between the drive train and the combustion engine, and which typically initially has a braking effect. A braking force is typically a force which is applied by a brake, for example a wheel brake, in order to decelerate the vehicle. This can be reduced according to the deceleration torque. This can take place in particular over a predetermined period of time, it also being possible for the deceleration torque to be calculated several times within this period of time.
Der Verbrennungsmotor kann insbesondere durch das Einkuppeln gestartet werden. Dies erlaubt die Einsparung von ansonsten notwendiger elektrischer Energie zum Betreiben eines Anlassers.The internal combustion engine can be started in particular by engaging the clutch. This allows the electrical energy otherwise required to operate a starter to be saved.
Das Einkuppeln kann insbesondere ausgehend von einem deaktivierten Verbrennungsmotor ausgeführt werden. Der Verbrennungsmotor kann dadurch während eines Segelvorgangs abgeschaltet werden, so dass Kraftstoff eingespart wird. Unter einem deaktivierten Verbrennungsmotor kann insbesondere ein Verbrennungsmotor verstanden werden, zu welchem im deaktivierten Zustand kein Kraftstoff zugeführt wird und/oder dessen Kurbelwelle sich nicht dreht.The engagement can be carried out in particular from a deactivated internal combustion engine. The internal combustion engine can be switched off during coasting, so that fuel is saved. A deactivated internal combustion engine can be understood in particular as an internal combustion engine to which no fuel is supplied in the deactivated state and/or whose crankshaft is not rotating.
Das Einkuppeln kann insbesondere entsprechend einem vorgegebenen Verlauf erfolgen. Ein solcher Verlauf kann beispielsweise als Kraft-Zeit-Kurve vorgegeben werden.The coupling can take place in particular according to a predetermined course. Such a course can be specified, for example, as a force-time curve.
Das Verzögerungsmoment kann insbesondere basierend auf Fahrparametern und/oder Motorparametern berechnet werden. Unter Fahrparametern können insbesondere Parameter bezüglich einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs wie Geschwindigkeit oder Beschleunigung verstanden werden. Unter Motorparametern können beispielsweise Leistungsdaten des Motors oder aktuelle Werte von Sensoren des Verbrennungsmotors verstanden werden.The deceleration torque can be calculated in particular based on driving parameters and/or engine parameters. Driving parameters can be understood in particular as parameters relating to driving a motor vehicle, such as speed or acceleration. Engine parameters can be understood, for example, as performance data of the engine or current values from sensors in the internal combustion engine.
Das Verringern der Bremskraft kann insbesondere mittels eines Bremssystems erfolgen, welches einen fahrerunabhängigen Bremskraftaufbau ermöglicht. Es kann sich beispielsweise um ein By-Wire-System handeln. Dies erlaubt eine besonders individuelle Steuerung des Bremssystems.The braking force can be reduced, in particular, by means of a braking system that enables the braking force to be built up independently of the driver. For example, it can be a by Trade wire system. This allows a particularly individual control of the braking system.
Die Bremskraft kann insbesondere so verringert werden, dass das Verzögerungsmoment kompensiert wird. Dies erlaubt ein besonders ruckfreies Einkuppeln.In particular, the braking force can be reduced in such a way that the deceleration torque is compensated for. This allows particularly jerk-free engagement.
Das Einkuppeln kann insbesondere ausgehend von einer bereits wirkenden Bremskraft ausgeführt werden. Dies erfolgt typischerweise während einer Verzögerung des Fahrzeugs, welche beispielsweise von einem Fahrer oder einem Fahrdynamikregelsystem angefordert werden kann. Der Verbrennungsmotor steht dann, wenn er durch das Einkuppeln angelassen wurde, nachfolgend wieder für das Erzeugen von Vortrieb zur Verfügung.The engagement can be carried out in particular starting from a braking force that is already in effect. This typically takes place while the vehicle is being decelerated, which can be requested, for example, by a driver or a driving dynamics control system. If the internal combustion engine was started by engaging the clutch, it is subsequently available again for generating propulsion.
Das Einkuppeln kann insbesondere ausgehend von einem vollständig ausgekuppelten Zustand erfolgen. Ein solcher vollständig ausgekuppelter Zustand kann beispielsweise bedeuten, dass keine kraftmäßige Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsstrang mehr besteht.In particular, the engagement can take place starting from a completely disengaged state. Such a completely disengaged state can mean, for example, that there is no longer a power connection between the internal combustion engine and the drive train.
Der Antriebsstrang kann insbesondere auf eines oder mehrere Antriebsräder wirken. Beispielsweise kann eine Achse angetrieben werden, oder es können auch beide Achsen angetrieben werden. Auch mehr Achsen können entsprechend verwendet werden, welche angetrieben werden können oder nicht angetrieben werden können. Der Verbrennungsmotor erzeugt im eingekuppelten Zustand typischerweise Vortrieb, welcher auf die Antriebsräder wirkt und somit ein Fahrzeug vortreibt.In particular, the drive train can act on one or more drive wheels. For example, one axle can be driven, or both axles can be driven. Also more axes can be used accordingly, which can be driven or not driven. When engaged, the internal combustion engine typically generates propulsion, which acts on the drive wheels and thus propels a vehicle.
Insbesondere kann während des Einkuppelns kein elektrischer Anlasser zum Anlassen des Verbrennungsmotors verwendet werden. Dadurch wird elektrische Energie für den Anlasser eingespart. Der Anlasser kann insbesondere abgeschaltet bleiben. Ein Anlassen des Elektromotors kann trotzdem durch die am Antriebsstrang vorhandene Drehbewegung erfolgen.In particular, no electric starter can be used to start the internal combustion engine during clutch engagement. This saves electrical energy for the starter. In particular, the starter can remain switched off. The electric motor can still be started by the rotary motion present in the drive train.
Das Verfahren kann insbesondere ansprechend auf einen Fahrerbremswunsch ausgeführt werden. Nach einem solchen Bremswunsch wird typischerweise Motorleistung benötigt, welche durch das Einkuppeln dann zur Verfügung steht.The method can be carried out in particular in response to a driver braking request. After such a braking request, engine power is typically required, which is then available through the engagement of the clutch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird vor dem Einkuppeln ein Zielgang eines Getriebes, mit welchem die Kupplung verbunden ist, eingestellt. Ein solcher Zielgang kann beispielsweise vorgegeben sein oder kann anhand von diversen Parametern berechnet werden. Ein Zielgang kann beispielsweise ein Gang unter mehreren Gängen eines Getriebes sein, wobei der Verbrennungsmotor über die Kupplung und das Getriebe auf Antriebsräder wirken kann. Durch das Einstellen eines Zielgangs kann insbesondere erreicht werden, dass der Verbrennungsmotor nach dem Einkuppeln unmittelbar in einem idealen Gang auf den Antriebsstrang wirken kann. Der Zielgang kann fest vorgegeben sein, oder er kann bei jedem Einkuppeln berechnet werden.According to a preferred embodiment, before the clutch is engaged, a target gear of a transmission to which the clutch is connected is set. Such a target gear can be specified, for example, or can be calculated using various parameters. A target gear can be, for example, one gear among several gears of a transmission, in which case the internal combustion engine can act on the drive wheels via the clutch and the transmission. By setting a target gear, it can be achieved in particular that the internal combustion engine can act on the drive train in an ideal gear immediately after the clutch is engaged. The target gear can be fixed, or it can be calculated each time the clutch is engaged.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsstrang und eine Kupplung auf, welche den Antriebsstrang mit dem Verbrennungsmotor verbindet. Das Kraftfahrzeug weist ferner ein Bremssystem auf. Außerdem weist es eine Steuerungsvorrichtung auf, welche dazu konfiguriert ist, ein hierin beschriebenes Verfahren auszuführen. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.The invention also relates to a motor vehicle. The motor vehicle has an internal combustion engine, a drive train and a clutch which connects the drive train to the internal combustion engine. The motor vehicle also has a braking system. It also has a control device configured to carry out a method described herein. With regard to the method, all of the versions and variants described herein can be used.
Mittels eines solchen Kraftfahrzeugs kann das hierin beschriebene Verfahren vorteilhaft umgesetzt werden. Die weiter oben bereits beschriebenen Vorteile können erreicht werden.The method described herein can advantageously be implemented by means of such a motor vehicle. The advantages already described above can be achieved.
Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ferner einen Elektromotor zur Unterstützung des Verbrennungsmotors aufweisen. Dies erlaubt eine gemeinsame und/oder alternierende Krafterzeugung durch Verbrennungsmotor und Elektromotor. Beispielsweise kann es sich dabei um ein Mild-Hybridsystem handeln. Dies ist jedoch für ein Kraftfahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt, nicht zwingend erforderlich. Das Verfahren kann grundsätzlich für jede Art von Fahrzeugen mit den erwähnten Komponenten angewandt werden.The motor vehicle can in particular also have an electric motor to support the internal combustion engine. This allows power to be generated jointly and/or alternately by the internal combustion engine and the electric motor. For example, this can be a mild hybrid system. However, this is not absolutely necessary for a motor vehicle that carries out a method according to the invention. In principle, the method can be used for any type of vehicle with the components mentioned.
Es kann beispielsweise auch eine zusätzliche Spannungsquelle zusätzlich zu einer Lichtmaschine, welche von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, vorhanden sein. Diese zusätzliche Spannungsquelle kann beispielsweise ein Akkumulator sein. Dadurch kann eine Stromversorgung bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor sichergestellt werden.For example, there can also be an additional voltage source in addition to an alternator which is driven by an internal combustion engine. This additional voltage source can be an accumulator, for example. As a result, a power supply can be ensured when the internal combustion engine is switched off.
Mit anderen Worten kann beispielsweise, sobald ein Fahrer während eines Segelvorgangs auf das Bremspedal tritt, ein Zielgang in einem Doppelkupplungsgetriebe und/oder Automatikgetriebe gewählt werden. Anschließend kann die Kupplung mit einem vorgegebenen Verlauf geschlossen werden, um den Motor anzutreiben. Ein Motorsteuergerät und ein Getriebesteuergerät können ein Moment an der Kupplung berechnen und dieses beispielsweise via CAN/FlexRay an ein Bremsensteuergerät senden. In einem By-Wire-System kann insbesondere genau dieses Moment dynamisch kompensiert werden, wodurch sich auf Fahrzeuglevel ein konstantes Bremsmoment ergibt und somit eine konstante Verzögerung ergibt. Die Fahrzeugverzögerung ergibt sich insbesondere durch die Summe aus hydraulischem Bremsmoment und dem Schleppmoment des Motors in Abhängigkeit vom übertragenen Kupplungsmoment.In other words, for example, as soon as a driver steps on the brake pedal during coasting, a target gear can be selected in a dual clutch transmission and/or automatic transmission. The clutch can then be closed with a predetermined course in order to drive the engine. An engine control unit and a transmission control unit can calculate a torque on the clutch and send this to a brake control unit via CAN/FlexRay, for example. In a by-wire system, precisely this moment can be dynamically compensated, resulting in a constant braking moment at the vehicle level and thus a constant deceleration. The vehicle delays This results in particular from the sum of the hydraulic braking torque and the drag torque of the engine as a function of the transmitted clutch torque.
Dadurch ergibt sich insbesondere eine Einsparung einer Kohlendioxidemission in einem WLTP-Testzyklus sowie auch im Realbetrieb durch Kupplungsstart bei jedem Bremsmanöver. Es wird dabei kein Kraftstoff und keine elektrische Energie verbraucht. Ein schneller Motorstart ermöglicht ein schnelleres Triggern der Rekuperation beispielsweise bei Hybridarchitekturen. Außerdem wird ein spürbarer Ruck für den Fahrer vermieden. Der Verschleiß eines Ritzelstarters wird im Übrigen ebenfalls verringert.This results in particular in a saving in carbon dioxide emissions in a WLTP test cycle as well as in real operation by starting the clutch with each braking maneuver. No fuel or electrical energy is used in the process. A faster engine start enables faster triggering of recuperation, for example in hybrid architectures. In addition, a noticeable jerk for the driver is avoided. The wear of a pinion starter is also reduced.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
-
1 : ein Kraftfahrzeug.
-
1 : a motor vehicle.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ein Bremssystem 60 mit einer ersten Bremse 61 und einer zweiten Bremse 62 auf. Die erste Bremse 61 wirkt auf das linke Hinterrad 51, wohingegen die zweite Bremse 62 auf das rechte Hinterrad 52 wirkt.
Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 10 eine Steuerungsvorrichtung 70 auf. Diese ist dazu konfiguriert, ein erfindungsgemäßes, nachfolgend beschriebenes Verfahren auszuführen.Furthermore, the
In einem normalen Betrieb ist die Kupplung 30 eingekuppelt, so dass der Verbrennungsmotor 20 das Kraftfahrzeug 10 über die beiden Hinterräder 51, 52 antreiben kann. Diese sind somit Antriebsräder. Hierzu kann noch ein nicht dargestelltes Getriebe zwischengeschaltet sein. Wird für einen gewissen Moment kein Vortrieb benötigt, beispielsweise weil eine langsame Verzögerung erfolgen soll oder das Kraftfahrzeug 10 eine schiefe Ebene herabfährt, so kann der Verbrennungsmotor 20 mittels der Kupplung 30 ausgekuppelt werden. Er kann dabei auch abgeschaltet werden, um Kraftstoff einzusparen. Soll das Kraftfahrzeug 10 gebremst werden, so kann das Bremssystem 60 hierfür verwendet werden. Soll während eines solchen Bremsvorgangs der Verbrennungsmotor 20 wieder gestartet werden, so kann die Kupplung 30 entsprechend einem vorgegebenen Kraftverlauf einkuppeln, so dass der Verbrennungsmotor 20 ohne die Hilfe eines elektrischen Anlassers wieder gestartet werden kann. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung 70 ein Verzögerungsmoment berechnen, welches der Verbrennungsmotor 20 auf den Antriebsstrang 40 und damit auch auf die Hinterräder 51, 52 ausübt. Der Verbrennungsmotor 20 wirkt also bremsend, da er aus einem abgeschalteten Zustand heraus wieder anspringt. Ein entsprechendes Verzögerungsmoment, welches von der Steuerungsvorrichtung 70 berechnet wird, wird verwendet, um die vom Bremssystem 60 aufgebrachte Bremskraft zu korrigieren. Die von den beiden Bremsen 61, 62 erzeugte Bremskraft wird also dementsprechend verringert, so dass beim Einkuppeln der Kupplung 30 kein Rucken spürbar ist. Dadurch kann der Fahrkomfort deutlich erhöht werden.In normal operation, the clutch 30 is engaged so that the
Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.Mentioned steps of the method according to the invention can be carried out in the order given. However, they can also be executed in a different order, as far as this is technically reasonable. In one of its implementations, for example with a specific combination of steps, the method according to the invention can be carried out in such a way that no further steps are carried out. In principle, however, further steps can also be carried out, including those which are not mentioned.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.It should be noted that in the claims and in the description features can be described in combination, for example to facilitate understanding, although they can also be used separately. The person skilled in the art recognizes that such features can also be combined independently of one another with other features or combinations of features.
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.Back-references in dependent claims can identify preferred combinations of the respective features, but do not exclude other combinations of features.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 2020
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- 3030
- Kupplungcoupling
- 4040
- Antriebsstrangpowertrain
- 51,52,53,5451,52,53,54
- RäderWheels
- 6060
- Bremssystembraking system
- 6161
- erste Bremsefirst brake
- 6262
- zweite Bremsesecond brake
- 7070
- Steuerungsvorrichtungcontrol device
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Citations (4)
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