WO2010020470A1 - Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs - Google Patents

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WO2010020470A1
WO2010020470A1 PCT/EP2009/058712 EP2009058712W WO2010020470A1 WO 2010020470 A1 WO2010020470 A1 WO 2010020470A1 EP 2009058712 W EP2009058712 W EP 2009058712W WO 2010020470 A1 WO2010020470 A1 WO 2010020470A1
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drive
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Florian Schneider
Roland Mair
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16D2500/7044—Output shaft torque

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle.
  • the main components of a drive train of a motor vehicle are a drive unit and a transmission, wherein the transmission converts torques and speeds of the drive unit and provides an output of the drive train.
  • the drive unit is preferably designed as an internal combustion engine and the transmission preferably as an automated transmission, with a starting clutch is connected between the engine and the automated transmission. When the starting clutch is open, the combustion engine is decoupled from the output. When the clutch is closed, however, the engine is coupled to the output. In an automated manual transmission circuits are performed with traction interruption.
  • the start-up clutch which is connected between the transmission and the drive unit, must be opened. This is übiicherw ⁇ ise such that the starting clutch is opened above the so-called idle speed of the drive unit.
  • the starting clutch is opened when the motor vehicle accelerating downgrade force is smaller than the sum of the motor vehicle decelerating forces, the requested braking torque and a drag torque of the drive unit are dependent.
  • a method is known from DE 10223487 A1, in which the starting clutch of a drive train is automatically opened when a transmission speed falls below a presettable first value, wherein the starting clutch is closed again when the speed of the befiebed exceeds a presettable second value, namely such that the starting clutch is opened or closed at a speed whose magnitude is less than a pre-settable value
  • the present invention based on the problem to provide a novel method for operating a drive train.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a drive train to illustrate the method according to the invention.
  • the invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle, the invention being described below with reference to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive train of a motor vehicle, in particular of a drive train of a commercial vehicle, wherein the Arrrangsstrang a commercial vehicle designed as an internal combustion engine 1 drive unit and connected between the engine 1 and an output 3, designed as an automated transmission 2 transmission comprises between the Combustion engine 1 and the automated transmission 2 is a starting clutch 4 is connected, wherein when the starting clutch 4 of the internal combustion engine 1 is decoupled from the output 3, and wherein the combustion engine 1 is coupled to the output 3 when the starting clutch 4 is closed
  • the present invention now relates to a method for operating a drive train in the event that the motor vehicle undertakes a downhill drive with such a drive train, namely a downhill when the accelerator pedal is unactuated and when the brake pedal is actuated.
  • the aim of the method according to the invention is to avoid a stalling of the internal combustion engine 1 in such a downhill slope, while maintaining a high ride comfort while avoiding unwanted Be ⁇ chl ⁇ unists- and decel
  • the starting clutch 4 is then opened when a current drag torque of the internal combustion engine 1 and / or a current load of the engine 1 exceeds a predetermined limit in a downhill drive with unconfirmed accelerator pedal and brake pedal under the load of an internal combustion engine Ratio of a current, provided by the engine 1 engine torque and the maximum of the engine 1 can be provided Motormome ⁇ t understood.
  • the starting clutch 4 is opened at a downhill with unimpeded accelerator pedal and brake pedal actuated
  • the respective predetermined limit value for the drag torque of the internal combustion engine 1 and the current load of the internal combustion engine 1 is dependent on the type of internal combustion engine 1. Furthermore, the respective predetermined limit depending on the gradient and thus the time change of the drag torque and / or the time change of the load be of the internal combustion engine 1. Furthermore, it is possible for the respective limit value to be dependent on a braking force or a braking torque or a brake pressure. Ultimately, the respective limit value can also be dependent on the inclination of the motor vehicle, ie on the slope of the downhill of the motor vehicle.
  • the current drag torque is preferably provided by a motor control device 5 of the internal combustion engine 1.
  • the current load of the internal combustion engine 1 can be provided by the engine control device 5. Then, when the engine control device 1 detects when driving downhill of the motor vehicle that with unconfirmed accelerator pedal and the brake pedal the drag torque and / or the load of the engine 1 exceeds the respective limit, the switched between the engine 1 and the automated transmission 2 starting clutch 4 is opened
  • the limit value for the drag torque of the drive unit, in whose upper step the starting clutch 4 is opened can be zero, in which case the starting clutch 4 is opened in a transition from overrun to the traction operation of the internal combustion engine 1.
  • the limit value for the drag torque of the internal combustion engine 1 may also be less than zero or greater than zero, wherein when the limit value is greater than zero, the starting clutch 4 remains closed even when falling below the Le ⁇ rillerprintiere the internal combustion engine 1.
  • the respective limit value for the drag torque and / or the load of the internal combustion engine 1, at the top of which the starting clutch 4 is opened preferably depending on a variety of parameters, such.
  • the starting clutch 4 when the vehicle is traveling downhill with the accelerator pedal depressed and the brake pedal actuated, when an idle speed control of the drive unit or internal combustion engine 1 becomes active.
  • the activation of the idle speed control provides information that the current speed of the internal combustion engine 1 is equal to or less than the idling speed of the same
  • the starting clutch 4 Voröfmung in the overrun mode of the drive unit or the internal combustion engine 1.
  • the clutch position is determined such that a transferable from the starting clutch 4 clutch torque is greater than the sum of the drag torque of the engine 1 and a retarder torque of the internal combustion engine 1 and a Mas- sentragheitsmoment the internal combustion engine 1. in this case liable the starting clutch 4 and therefore does not slip.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat (l)und ein zwischen das Antriebsaggregat (l)und einen Antrieb geschaltetes Getriebe (2),. insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung (4) umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat (1) durch Öffnen derselben vom Abtrieb (2) abgekoppelt werden kann. Bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal wird die Anfahrkupplung (4) dann geöffnet, wenne ein aktuelles Schleppmoment des Antriebsaggregats (1) und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregats (1) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und/oder eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats (1) aktiv wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe, wobei das Getriebe Drehmomente und Drehzahien des Antriebsaggregats wandelt und an einem Abtrieb des Antriebsstrangs bereitstellt. Bei einem Nutzfahrzeug wie z. B. einem Lastkraftwagen ist das Antriebsaggregat vorzugsweise als Verbrennungsmotor und das Getriebe vorzugsweise als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet, wobei zwischen den Verbrennungsmotor und das automatisierte Schaltgetriebe eine Anfahrkupplung geschaltet ist. Bei geöffneter Anfahrkupplung ist der Verbrennungsmotor vom Abtrieb abgekoppelt. Bei geschlossener Anfahrkupplung hingegen ist der Verbrennungsmotor an den Abtrieb angekoppelt. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe werden Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung durchgeführt.
Um dann, wenn ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang verzögert bzw. abgebremst wird, ein Abwürgen des Antriebsaggregats zu verhindern, muss die Anfahrkupplung, die zwischen das Getriebe und das Antriebsaggregat geschaltet ist, geöffnet werden. Dies erfolgt übiicherwβise derart, dass die Anfahrkupplung oberhalb der sogenannten Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats geöffnet wird. Bei einer Bergabfahrt eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Antriebsstrang wird bei unbβtätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal nach der Praxis die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn die das Kraftfahrzeug beschleunigende Hangabtriebskraft kleiner ist als die Summe von das Kraftfahrzeug verzögernden Kräften, die vom angeforderten Bremsmoment und einem Schleppmoment des Antriebsaggregats abhängig sind. Wird nach diesem Kriterium die Anfahrkupplung geöffnet, ist aber die Hangabtriebskraft größer als die vom geforderten Bremsmoment abhängige Kraft, so wird das Kraftfahrzeug wieder beschleunigt, was dann zu einem erneuten Schließen der Anfahrkupplung führen würde. Hieraus können sich den Fahrkomfort beeinträchtigende Zyklen aus Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeugs ergeben,
Aus der DE 10223487 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem beim βergabroilen die Anfahrkupplung eines Antriebsstrangs dann automatisch geöffnet wird, wenn eine Getriebedrehzahl einen voreinstellbaren ersten Wert unterschreitet, wobei die Anfahrkupplung dann wieder geschlossen wird, wenn die Getfiebedrehzahl einen voreinstelibaren zweiten Wert Überschreitet, nämlich derart, dass die Anfahrkupplung mit einer Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen wird, deren Betrag kleiner als ein voreinsteilbarer Wert ist
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiemach wird bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei υnbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn ein aktuelles Schieppmoment des Antriebsaggregats und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Dieses Problem wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Hiemach wird bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätfcjtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet, wenn eine Leeriaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats aktiv ist bzw. wird. Sowohl mit dem ersten Aspekt der Erfindung ab auch mit dem zweiten Aspekt der Erfindung, die entweder alleine oder in Kombination miteinander zum Betreiben eines Antriebsstrangs verwendet werden können, können als unkomfortabel empfundene Beschleunigungs- und Verzögerungszyklen, die sich durch wechselndes Offnen und Schließen der Anfahrkupplung ergeben, sicher vermieden werden. Mit der hier vorliegenden Erfindung läset sich demnach der Fahrkomfort steigern.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschrankt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstrangs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wird.
Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Antriebsstrangs eines Nutzfahrzeugs, wobei der Arrtriebsstrang eines Nutzfahrzeugs ein als Verbrennungsmotor 1 ausgebildetes Antriebsaggregat und ein zwischen den Verbrennungsmotor 1 und einen Abtrieb 3 geschaltetes, als automatisiertes Schaltgetriebe 2 ausgebildetes Getriebe umfasst Zwischen den Verbrennungsmotor 1 und das automati- sierte Schaltgetriebe 2 ist eine Anfahrkupplung 4 geschaltet, wobei bei geöffneter Anfahrkupplung 4 der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 3 abgekoppelt ist, und wobei bei geschlossener Anfahrkupplung 4 der Verbrennungsmotor 1 an den Abtrieb 3 angekoppelt Ist Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für den Fall, dass das Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang eine Bergabfahrt unternimmt, nämlich eine Bergabfahrt bei unbetätigtem Gaspedal sowie bei betätigtem Bremspedal. Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens Ist, bei einer solchen Bergabfahrt ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 1 zu vermeiden, und zwar unter Aufrechterhaltung eines hohen Fahrkomforts unter Vermeidung unerwünschter Beβchlβunigungs- und Verzögerungszyklen.
Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird bei einer Bergabfahrt mit unbetätigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 dann geöffnet wenn ein aktuelles Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 und/oder eine aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet Unter der Belastung eines Verbrennungsmotors wird das Verhältnis aus einem aktuellen, vom Verbrennungsmotor 1 bereitgestellten Motormoment und dem vom Verbrennungsmotor 1 maximal bereitstellbaren Motormomeπt verstanden.
Dann, wenn also das aktuelle Schleppmoment des Antriebsaggregats und/oder die aktuelle Belastung des Antriebsaggregats einen entsprechenden vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird bei einer Bergabfahrt bei unbeta- tigtem Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 geöffnet
Der jeweilige vorgegebene Grenzwert für das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 sowie die aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 ist dabei abhängig vom Typ des Verbrennungsmotors 1. Weiterhin kann der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig vom Gradienten und damit der zeitlichen Änderung des Schleppmoments und/oder der zeitlichen Änderung der Belastung des Verbrennungsmotors 1 sein. Ferner ist es möglich, dass der jeweilige Grenzwert abhangig von einer Bremskraft oder einem Bremsmoment oder einem Bremsdruck ist. Letztendlich kann der jeweilige Grenzwert auch abhängig von der Neigung des Kraftfahrzeugs, also vom Gefalle der Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs, sein.
Das aktuelle Schleppmoment wird vorzugsweise von einer Motorsteue- rungseinrichtung 5 des Verbrennungsmotors 1 bereitgestellt Ebenso kann die aktuelle Belastung des Verbrennungsmotors 1 von der Motorsteuerungseinrichtung 5 bereitgestellt werden. Dann, wenn die Motorsteuerungseinrichtung 1 bei Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs erkennt, dass bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1 den jeweiligen Grenzwert Oberschreiten, wird die zwischen den Verbrennungsmotor 1 und das automatisierte Schaltgetriebe 2 geschaltete Anfahrkupplung 4 geöffnet
Der Grenzwert für das Schleppmoment des Antriebsaggregats, bei dessen Oberschreiten die Anfahrkupplung 4 geöffnet wird, kann Null betragen, wobei dann die Anfahrkupplung 4 bei einem Obergang vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb des Verbrennungsmotors 1 geöffnet wird. Der Grenzwert für das Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 kann jedoch auch kleiner als Null oder größer als Null sein, wobei dann, wenn der Grenzwert größer als Null ist, die Anfahrkupplung 4 auch bei Unterschreiten der Leβrlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 1 geschlossen bleibt.
Wie bereits ausgeführt, ist der jeweilige Grenzwert für das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1, bei Oberschreiten dessen die Anfahrkupplung 4 geöffnet wird, vorzugsweise von einer Vielzahl von Parametern abhängig, so z. B. vom Gradienten des Schleppmoments und/oder vom Gradienten der Belastung des Verbrennungsmotors 1. Wird z.B. festgestellt, dass sich das Schleppmoment bzw. die Belastung des Verbrennungsmotors 1 schnell und damit mit einem großen Gradienten ändert, wird der Grenzwert für z. B. das Schleppmoment werter ins Negative verschoben, um so zu gewährleisten, dass die Anfahrkupplung 4 schneller bzw. bei größeren Drehzahlen des Verbrennungsmotors 1 geöffnet wird.
Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs mit unbetätigtβm Gaspedal und betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung 4 dann zu öffnen, wenn eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats bzw. Verbrennungsmotors 1 aktiv wird. Die Aktivierung der Leerlaufdrehzahlregelung gibt Aufschluss darüber, dass die aktuelle Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 gleich oder kleiner der Leerlaufdrehzahl desselben ist
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung beider Aspekte der hier vorliegenden Erfindung, die auch in Kombination miteinander zum Einsatz kommen können, wird vorgeschlagen, im Schubbetrieb des Antriebsaggregats bzw. des Verbrennungsmotors 1 die Anfahrkupplung 4 einer Voröfmung zu unterziehen. FQr die Voröfmung der Anfahrkupplung 4 wird die Kupplungsposition derart bestimmt, dass ein von der Anfahrkupplung 4 übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors 1 und einem Dauerbremsmoment des Verbrennungsmotors 1 und einem Mas- sentragheitsmoment des Verbrennungsmotors 1. in diesem Fall haftet die Anfahrkupplung 4 und schlupft demnach noch nicht. Durch eine solche Voröfmung der Anfahrkupplung 4 im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 1 vordem Oberschreiten des jeweiligen Grenzwerts für das Schleppmoment und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors 1 und/oder vor Aktivierung der Leerlaufdrehzahlregelung kann sichergestellt werden, dass auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs die Anfahrkupplung 4 schnell geöffnet werden kann, so dass letztendlich auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein Abwürgen des Verbrennungsmotors 1 verhindert werden kann. Bezugszeichen
1 Verbrennungsmotor 2 automatisiertes Schaltgetriebe 3 Abtrieb 4 Anfahrkupplung 5 Steuerungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Aπtriebsstrang ein Aπtriebsag- gregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat durch Öffnen derselben vom Abtrieb abgekoppelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet wird, wenn ein aktuelles Schleppmoment des Antriebsaggregats und/oder eine aktuelle Belastung des Antriebsaggregate einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhangig vom Antriebsaggregat ist
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig vom Gradienten des Schleppmoments und/oder vom Gradienten der Belastung ist
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig von einer Bremskraft oder einem Bremsmoment oder einem Bremsdruck ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dasβ der jeweilige vorgegebene Grenzwert abhängig von einer Neigung des Kraftfahrzeugs ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelles Schleppmoment und/oder die aktuelle Belastung von einer Motorsteuerungseinrichtung bereitgestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g eken nze i c h net , dass vor dem Überschreiten des Jeweiligen Grenzwerts die Anfahrkupplung im Schubbetrieb des Antriebsaggregats vorgeöffnet wird, und zwar so weit, dass die Anfahrkupplung noch haftet und noch nicht schlupft.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g eken nzei ch net , dass die Kupplungsposition zum Voröffhen der Anfahrkupplung derart bestimmt wird, dass ein von der Anfahrkupplung übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Antriebsaggregats und einem Dauerbremsmoment des Antπebsaggregats und einem Massentragheitsmo- ment des Antiiebsaggregats.
9. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, sowie eine Anfahrkupplung umfasst, mit welcher das Antriebsaggregat durch Offnen derselben vom Abtrieb abgekoppelt werden kann, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Bergabfahrt des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Gaspedal und bei betätigtem Bremspedal die Anfahrkupplung dann geöffnet wird, wenn eine Leerlaufdrehzahlregelung des Antriebsaggregats aktiv ist bzw. wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g eke n n zei ch net , dass die Anfahrkupplung im Schubbetrieb des Antriebsaggregats vorgeöffnet wird, und zwar so weit, dass die Anfahrkupplung noch haftet und noch nicht schlupft, wobei die Kupplungsposition zum Voröffnen der Anfahrkupplung derart bestimmt wird, dass ein von der Anfahrkupplung übertragbares Kupplungsmoment größer ist als die Summe aus dem Schleppmoment des Antriebsaggregats und einem Dauerbremsmoment des Antriebsaggregats und einem Mas- senträgheitsmoment des Antriebsaggregats.
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