DE4334210A1 - Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges in der Schwungnutzphase - Google Patents

Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges in der Schwungnutzphase

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Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges, vorzugsweise eines Kraft­ fahrzeuges gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.
Aus der DE-OS 27 48 697 der Patentanmelderin ist ein gattungsge­ mäßes Verfahren zum Betrieb eines derartigen Kraftfahrzeuges be­ kannt. Demnach wird in solchen Betriebszuständen, in denen der Antriebsmotor das Fahrzeug nicht antreibt und die Schwungmasse mit einer Mindestdrehzahl dreht, die Verbindung zwischen dem An­ triebsmotor und der Schwungmasse selbsttätig unterbrochen. Da­ durch wird der Antriebsmotor stillgesetzt und das Kraftfahrzeug kann so unter Ausnutzung seiner kinetischen Energie ohne Kraft­ stoffverbrauch antriebslos weiter fahren. Zur Beendigung dieses Betriebszustandes wird die Trennkupplung zwischen dem Antriebsmo­ tor und der Schwungmasse wieder geschlossen und dadurch der An­ triebsmotor angeworfen.
Während die Einleitung dieses als Schwungnutzbetrieb bekannt ge­ wordenen Fahrzustandes durch eine besondere Steuerungselektronik erfolgt, kann der Antriebsmotor am Ende der Schwungnutzphase durch den Fahrer aktiviert werden. Dies geschieht in der Regel durch eine Betätigung des Fahrpedalhebels und ein Überschreiten eines bestimmten Auslenkweges und/oder einer bestimmten Verstell­ geschwindigkeit des Fahrpedalhebels. Sind diese Signalwerte von der Steuerungselektronik erfaßt worden, kann durch sie die Trenn­ kupplung wieder eingerückt und der Motor in den Antriebsstrang eingekoppelt werden.
Beim Betrieb derartiger Antriebsanordnungen und Steuerungsverfah­ ren hat allerdings gezeigt, daß geübte Fahrer durch entsprechende Fahrpedalbetätigung bewußt den Fahrzeugschubbetrieb verkürzen, und den zugeschalteten und wieder gestarteten Motor bei einem niedrigen eingelegten Gang als "Motorbremse" benutzen.
Da durch ein derartiges Fahrverhalten die Phase des Motorschubbe­ triebes verkürzt und damit der Treibstoffverbrauch erhöht und die Lebensdauer der Antriebsaggregatteile verringert wird, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein gattungsgemäßes Steuerungs­ verfahren derart weiterzubilden, daß die Trennkupplung in der Schubbetriebsphase nur ohne Motorbremseffekt einrückbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine erste Kupplung zwischen dem Schwungrad und dem Getriebe sowie eine zweite Kupplung zwischen dem Schwungrad und dem An­ triebsmotor angeordnet ist aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Für ein Fahrzeug mit einer Kupplung zwischen dem Schwungrad des Antriebsmotors und dem Getriebe ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltun­ gen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 wird der Betrieb eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges, vor­ zugsweise eines Kraftfahrzeuges, gesteuert, das eine Brennkraft­ maschine als Antriebsmotor, ein dieser Brennkraftmaschine nachge­ ordnetes Schwungrad, ein Getriebe sowie zwei Kupplungen umfaßt. Die erste dieser beiden Kupplungen ist als Trennkupplung ausge­ bildet und zwischen dem Antriebsmotor und dem Schwungrad angeord­ net. Die zweite Kupplung ist als Anfahr- und Schaltkupplung vor­ gesehen und zwischen dem Schwungrad und dem Getriebe positio­ niert.
Für den Schwungnutzbetrieb des Fahrzeugen ist ein Steuerungscom­ puter vorhanden wie er beispielsweise aus der deutschen Patent­ anmeldung P 42 13 589.3 bekannt ist. Dieser ermittelt über geeig­ nete Sensoren (am Schalthebel, Motor, Bremslichtschalter, Fahrpe­ dal, Beschleunigungssensoren usw.) den aktuellen Fahrzustand. So­ bald der Steuerungscomputer eine Schubbetriebsphase erkennt, öff­ net er nach einer gewissen Zeitverzögerung die Trennkupplung des Antriebsaggregates. Dadurch wird der Antriebsmotor umgehend zum Stillstand gebracht und das Fahrzeug rollt antriebslos nur unter Ausnutzung seiner verbliebenden kinetischen Energie.
Zur Beendigung der Schubbetriebsphase hat der Fahrer eines sol­ chermaßen ausgestatteten Fahrzeuges wie gewohnt das Fahrpedal über einen bestimmten Wert und mit einer bestimmten Stellge­ schwindigkeit auszulenken. Zur fahrkomfortablen und verbrauchs­ optimalen Steuerung der Kupplungsbetätigung zum Verlassen dieses Schubbetriebes sorgt der Steuerungscomputer verfahrensgemäß da­ für, daß die Getriebeabtriebswellendrehzahl n, die Schalthebelpo­ sition G und die aktuelle Fahrpedalstellung α während des Schub­ betriebes ständig erfaßt werden. Aus den aktuellen Werten der Ge­ triebeabtriebswellendrehzahl und der Schalthebelposition wird ständig ein Kennwert KG,n für den aktuellen Fahrzustand ermit­ telt. Mit diesem Ist-Wert des Kennwertes KG,n wird ein im Compu­ terspeicher abgelegter Soll-Wert von KG,n aufgesucht und eine zu­ gehörige ebenfalls abgespeicherte Fahrpedalstellung αsoll ermit­ telt. Die so gefundene Fahrpedalstellung αsoll wird mit der aktu­ ellen am Fahrpedal ermittelten Fahrpedalstellung αist verglichen. Sobald die ermittelte Fahrpedalstellung αsoll mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist übereinstimmt wird von dem Steuerungscom­ puter die Trennkupplung wieder eingerückt und der Antriebsmotor durch ein Mitreißen durch das noch drehende Schwungrad angewor­ fen. Dadurch ist ein ruckfreies Zuschalten des Antriebsmotors möglich.
Dieses Steuerungsverfahren kann auch für den Betrieb eines An­ triebsaggregates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 ge­ nutzt werden. Eine solche Antriebsvorrichtung besteht im wesent­ lichen aus einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor, einem Elektromotor zum Starten der Brennkraftmaschine, einem dieser Brennkraftmaschine nachgeordneten Schwungrad und einer zwischen dem Schwungrad und dem nachfolgenden Getriebe angeordneten auto­ matisch betätigbaren Trennkupplung. Zudem ist ein Steuerungscom­ puter vorgesehen, mit dem die Betätigung des elektromotorischen Anlassers für den Antriebsmotor sowie für die Trennkupplung steu­ erbar ist.
Ermittelt der Steuerungscomputer wie oben ausgeführt einen Schub­ betrieb, wird die Trennkupplung ausgerückt und der Antriebsmotor in Stillstand gesetzt. Die Beendigung des Schubbetriebes erkennt der Steuerungscomputer daran, daß das Fahrpedal um einen bestimm­ ten Winkel α im Öffnungssinne ausgelenkt oder (mit diesen tech­ nisch äquivalent) die Drosselklappe um einen vorgegebenen Winkel geöffnet wird. Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Schubbe­ trieb vom Steuerungscomputer nur dann beendet wird, wenn die Fahrpedalstellungsänderung oder die Öffnungsgeschwindigkeit der Drosselklappe einen bestimmten im Computerspeicher abgelegten Wert überschreitet. Hat der Steuerungscomputer diese Grenzbedin­ gungen festgestellt, wird durch ihn mittels des elektromotori­ schen Anlassers der Antriebsmotor gestartet und nach einer gewis­ sen Wartezeit die Trennkupplung zugeschaltet.
Gemäß Anspruch 2 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Steuerungscomputer während des Schubbetriebes zur fahrkomforta­ blen und verbrauchsoptimalen Steuerung der Anlasser- und Kupp­ lungsbetätigung ständig die Getriebeabtriebswellendrehzahl n, die Schalthebelposition G und die aktuelle Fahrpedalstellung αist er­ faßt. Aus den ermittelten Werten für die Getriebeabtriebswellen­ drehzahl n und der Schalthebelposition G wird ein Kennwert KG,n für den aktuellen Fahrzustand ermittelt. Mit diesem Ist-Wert des Kennwertes KG,n wird ein Soll-Wert von KG,n aufgesucht, der in einer Tabelle im Computerspeicher abgelegt ist. Diesem abge­ speicherten Soll-Wert KG,n ist eine Fahrpedalsollstellung αsoll im Computerspeicher zugeordnet. Die so ermittelte Fahrpedalstel­ lung αsoll wird dann mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist verglichen. Frühestens dann, wenn der Steuerungscomputer erkennt, daß die ermittelte Fahrpedalstellung αsoll mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist übereinstimmt wird von diesem Steuerungs­ computer der elektromotorische Anlasser betätigt und so der An­ triebsmotor gestartet. Im Anschluß daran wird nach einer gewissen Wartezeit, in der der Motor hochläuft, die Kupplung eingerückt, so daß das Antriebsaggregat das Kraftfahrzeug wieder positiv be­ schleunigen kann.
Auch bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Antriebsanordnung mit nur einer Kupplung zwischen der Brennkraft­ maschine und dem Getriebe wird deutlich, daß es dem Fahrer eines derartigen Kraftfahrzeuges in der Schubbetriebsphase nicht mög­ lich ist den Antriebsmotor wieder zu starten, wenn die Fahrpedal­ stellung oder der Drosselklappenöffnungswinkel nicht den zur ge­ messenen Antriebsgeschwindigkeit (Getriebeabtriebswellendrehzahl) und dem gewählten Gang zugehörigen Wert erreicht hat. Auf diese Weise wird bei beiden vorgestellten Antriebsanordnungen außerdem vermieden, daß das Wiederzukuppeln des Antriebsmotors mit einem fahrunkomfortablen Ruck geschieht.

Claims (5)

1. Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor, einem dieser Brennkraft­ maschine nachgeordneten Schwungrad und einem Getriebe, sowie einer ersten zwischen dem Schwungrad und dem Getriebe angeord­ neten als Anfahrkupplung ausgebildeten automatisch betätigba­ ren Kupplung, und einer zweiten, zwischen dem Schwungrad und dem Antriebsmotor angeordneten automatisch betätigbaren Trenn­ kupplung sowie mit einem Steuerungscomputer, mit dem die Betä­ tigung der Kupplungen steuerbar ist, bei dem in einer Schubbe­ triebsphase des Fahrzeuges beide Kupplungen ausrückbar sind, und bei dem die Trennkupplung zur Beendigung der Schubbe­ triebsphase durch Betätigung des Fahrpedals wieder einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schubbetriebes zur fahrkomfortablen und verbrauchsoptimalen Steuerung der Kupplungsbetätigung von dem Steuerungscomputer die Getriebe­ abtriebswellendrehzahl n, die Schalthebelposition G und die aktuelle Fahrpedalstellung αist erfaßt wird, daß aus der Ge­ triebeabtriebswellendrehzahl n und der Schalthebelposition G ein Kennwert KG,n für den aktuellen Fahrzustand ermittelt wird, daß mit diesem Ist-Wert des Kennwertes KG,n ein in einer Tabelle im Computerspeicher abgelegter Soll-Wert von KG,n auf­ gesucht wird, dem eine Fahrpedalstellung αsoll zugeordnet ist, daß die so ermittelte Fahrpedalstellung αsoll mit der aktuel­ len Fahrpedalstellung αist verglichen wird und daß die Trenn­ kupplung in dieser Schubbetriebsphase frühestens dann wieder einrückbar ist, wenn die ermittelte Fahrpedalstellung αsoll mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist übereinstimmt.
2. Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor, einem elektromotorischen Anlasser für die Brennkraftmaschine, einem der Brennkraftma­ schine nachgeordneten Schwungrad und einem Getriebe, und einer zwischen dem Schwungrad und dem Getriebe angeordneten automa­ tisch betätigbaren Kupplung sowie einem Steuerungscomputer, mit dem die Betätigung des Anlassers und der Kupplung steuer­ bar sind, bei dem in einer Schubbetriebsphase des Fahrzeuges die Kupplung ausrückbar ist, und bei dem die Kupplung zur Be­ endigung der Schubbetriebphase durch Betätigung des Fahrpe­ dals wieder einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wäh­ rend des Schubbetriebes zur fahrkomfortablen und verbrauchs­ optimalen Steuerung der Anlasser- und Kupplungsbetätigung von dem Steuerungscomputer die Getriebeabtriebswellendrehzahl n, die Schalthebelposition G und die aktuelle Fahrpedalstellung αist erfaßt wird, daß aus der Getriebeabtriebswellendrehzahl n und der Schalthebelposition G ein Kennwert KG,n für den aktu­ ellen Fahrzustand ermittelt wird, daß mit diesem Ist-Wert des Kennwertes KG,n ein in einer Tabelle im Computerspeicher abge­ legter Soll-Wert von KG,n aufgesucht wird, dem eine Fahrpedal­ stellung αsoll zugeordnet ist, daß die so ermittelte Fahrpe­ dalstellung αsoll mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist verglichen wird, und daß in dieser Schubbetriebsphase der An­ triebsmotor frühestens dann wieder gestartet und die Kupplung frühestens dann wieder einrückbar ist, wenn die ermittelte Fahrpedalstellung αsoll mit der aktuellen Fahrpedalstellung αist übereinstimmt.
3. Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß anstelle der Information der Fahrpedalstel­ lung α der Drosselklappenstellwinkel verwendet wird.
4. Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach dem Wiederstart des Antriebsmotors und vor dem Schließen der Kupplung zur Beendigung der Schubbe­ triebsphase eine zeitliche Verzögerungsphase vorgesehen ist.
5. Steuerungsverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerungscomputer zusätzlich die Ände­ rungsgeschwindigkeit der Fahrpedal- oder Drosselklappenstel­ lung ermittelt und daß die Trennkupplung frühestens dann wieder einrückbar ist, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung oder der Drosselklappenstellung einem im Computerspeicher abgelegten Wert überschreitet und die ermit­ telte Fahrpedalstellung αsoll mit der gemessenen Fahrpedal­ stellung αist übereinstimmt.
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