WO2015014614A2 - Verfahren und vorrichtung zur ankupplung eines verbrennungsmotors bei einem verzögerungsvorgang - Google Patents

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WO2015014614A2
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Manuel Schnitzer
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16D2500/70402—Actuator parameters
    • F16D2500/70408—Torque

Definitions

  • the invention relates generally to the field of propulsion systems, and more particularly to methods of operating clutch trains in powertrains of
  • a function must be used, eg. B. by a driver assistance function, the internal combustion engine to be connected to the drive train again.
  • the clutch When sailing the vehicle, the clutch is open and the engine speed of the engine is independent of and generally deviates from the transmission input speed. After coupling the internal combustion engine, the clutch is closed and the engine speed corresponds to the transmission input speed.
  • the triggering of Einkuppeins the internal combustion engine for example, after pressing the brake pedal by the driver or due to a request for braking by a driver assistance system or the like, as a closing of the drive train and a subsequent co-rotating or entrainment of the internal combustion engine in overrun, for example, to support the braking process may be desired.
  • the internal combustion engine may be coupled according to a requirement and additional energy may be provided for charging a battery.
  • engagement of the internal combustion engine may be required in that an additional drive torque is required for establishing a negative pressure for a brake booster or the like.
  • the coupling of the internal combustion engine to the drive train is perceived by the driver as a jerking in a non-optimal control, which is usually an impairment of ride comfort.
  • a control method for automobiles with an automated clutch device may be provided.
  • An engagement from a sailing operation of the motor vehicle takes place by detecting the speed of the output shaft of the transmission and closing the engine speed in such a way that the two speeds coincide or are aligned with one another before the clutch is released to leave the sailing mode.
  • a method for operating a motor vehicle is known from DE 10 2010 003 673 A1, in which a gear recommendation is provided during a freewheeling operation and a current rotational speed of the drive motor is accelerated to a recommended rotational speed, which corresponds to the gear recommendation in a current speed situation of the motor vehicle.
  • a method for coupling a drive motor, in particular an internal combustion engine, to a drive train according to claim 1 and the device, the drive system and the computer program according to the independent claims are provided.
  • a method of engaging a drive motor to a drive train comprising the steps of:
  • the towing the internal combustion engine according to a controlled
  • the above method provides to specify the transmission torque based on a specification of a speed gradient and based on a controller intervention.
  • specifying the speed gradient instead of the speed a high level of comfort is achieved while driving, since no jerking or sudden change in the speed gradient can occur.
  • the driving of the clutch can be performed depending on the speed difference above a predetermined lower speed threshold.
  • the activation of the clutch is carried out in accordance with a predetermined constant desired clutch torque.
  • the driving of the clutch can be performed depending on the speed difference below a predetermined upper speed threshold, which depends in particular on a speed on the output side of the clutch.
  • the activation of the clutch can be carried out in accordance with a continuously increasing nominal clutch torque.
  • the driving of the clutch is performed depending on the speed difference according to a predetermined, dependent on the speed difference gradient of the engine speed, wherein the gradient of the engine speed requires an inertia of the drive motor caused additional torque required by the target clutch torque becomes. It may be provided a control to compensate for deviations of an actual engine speed gradient of a target engine speed gradient, which is predetermined by the gradient of the engine speed.
  • an apparatus for engaging a drive motor to a drive train, the apparatus being designed to:
  • a drive system comprising:
  • Figure 1 is a schematic representation of a drive system with a
  • FIG. 2 shows a flowchart for illustrating a method for
  • Figure 3 is a schematic functional representation for determining a desired transmission torque of the clutch; and a speed torque diagram illustrating the Verläu fe of clutch torque, speed, requested braking torque and engine torque.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive system 1 for a motor vehicle.
  • the drive system 1 comprises an internal combustion engine 2 as a drive motor, which via a drive shaft 3 with a clutch 4 and a
  • the drive system 1 can be operated in different operating modes depending on the operating state of the motor vehicle.
  • the clutch 4 In normal operation, the clutch 4 is closed, so that the internal combustion engine 2 via the gear 5 and the drive shaft 6, the drive wheels 7 drives.
  • the engine 2 In an idle sailing operation, the engine 2 is idling and the clutch 4 is open. In this case, the vehicle rolls on its own kinetic energy in the
  • Idle sailing mode In a start / stop sailing operation, the engine 2 is turned off and opened at a standstill and the clutch 4, so that the vehicle also rolls due to its kinetic energy. If a brake intervention by pressing a brake pedal 8 requested by a driver or a braking intervention is automatically requested by a driver assistance system, so in a start / stop sailing operation in which the engine 2 is turned off, a part of the braking torque by towing the engine. 2 or be provided by a coasting operation of the internal combustion engine 2. This allows brake pads of the
  • Vehicle brakes (not shown) are spared. Also, it may be necessary for other reasons to leave the sailing operation and close the clutch 4. When closing the clutch 4, it is necessary during a transition the
  • Tnebe speed of the engine 2 to the transmission input speed n Ge on the input side of the transmission 5 to match.
  • the adjustment of the speed as smooth as possible, ie with a high level of comfort for the driver it is necessary to specify the clutch torque of the clutch 4, that is, the torque that is transmitted through the clutch 4.
  • a control unit 9 is provided, which the clutch 4 according to a predetermined target
  • step S1 is checked whether the clutch 4 is to be engaged during a sailing operation to z. B. to achieve a braking torque by a coasting operation of the engine 2. If a request for a drive train engagement is detected in step S1 (alternative: yes), the method is continued with step S2; otherwise (alternative: no) returns to step S1.
  • step S2 is queried whether the internal combustion engine 2 is idling or at a standstill. If the internal combustion engine 2 is idling (alternative: 1), the method is continued with step S5; otherwise, d. H. if the engine is at a standstill (alternative: 2), the procedure continues with step S3.
  • step S3 it is provided that the internal combustion engine 2 is turned on by a partial closing of the clutch 4.
  • a constant setpoint For this purpose, a constant setpoint
  • step S5 Dead center in one of the cylinders and the predetermined lower speed threshold lenwert is reached (alternative: Yes), the method is continued with step S5; otherwise (alternative: no) returns to step S3. Alternatively, only reaching or exceeding the speed threshold value can be queried.
  • Exceeding the first top dead center of a cylinder of the internal combustion engine 2 is critical, since a high clutch torque is required due to the high compression torque and the low kinetic energy of the internal combustion engine 2.
  • This process can be assisted in motor vehicles with direct injection of fuel into the combustion chamber or by fuel pre-storage during engine run-off.
  • a lower target clutch torque M K uiung_soii can be specified, since the time-based combustion supports the exceeding of the first top dead center in the respective cylinder.
  • this phase by an additional starter unit (not shown), such.
  • As a starter supported or without specification of the desired clutch torque MKu iung . Soii, ie at a target clutch torque M K up iung_soii of zero, are performed.
  • step S5 the process proceeds to step S5 as provided in step S2.
  • step S5 in a second phase, the target clutch torque M K up iung_soii is set according to the functional diagram of FIG.
  • the base of the adjusted target clutch torque M K up iung_soii forms a calculated or predetermined drag torque M sch iepp of the engine 2.
  • the drag torque Mschiepp can be calculated by a moment structure which is provided in the motor control. This z. B. the engine friction and coupled ancillaries are taken into account.
  • the drag torque M sch is iepp corrected and a corrected drag torque M sch iepp provided '. Furthermore, an additional torque M z is provided which corresponds to the moment of inertia of the internal combustion engine 2 when it is accelerated with a predetermined rotational speed gradient dn / dt. The additional torque M z is added to the corrected drag torque M sch ie 'in an addition element 12. The additional torque M z is obtained by multiplying a predetermined moment of inertia J M motor of the internal combustion engine 2 with a desired speed gradient dn so n / dt in a multiplier 14.
  • the target speed gradient dn so n / dt results from a predetermined acceleration map 13, the Depending on the speed difference n d iff between an engine speed of the internal combustion engine 2 and a transmission input speed n Ge transmission of the transmission 5 the setpoint
  • Speed gradient dn so n / dt pretends. It can be provided that the predetermined target speed gradient dn decreases as n / dt when the speed difference ridiff decreases. It is further provided a control unit 15 which is adapted to the
  • the control element 17 may comprise a proportional proportional controller and an integral component controller.
  • Output variable of the control element 17 is fed to a second addition element 18, in which the output variable S of the control element 17 is added to the sum of the additional torque M z and the corrected drag torque M sch ie '.
  • the target clutch torque M Ku ppiung_soii is obtained, in accordance with which the actuator in the clutch 4 is actuated in order to set the corresponding transmission torque in the clutch 4 there.
  • the control unit 15 is provided to compensate for inaccuracies of the modeling.
  • the control member 17 provides a contribution of torque as a function of the deviation of the target and actual speed gradients.
  • step S6 it is checked whether a speed difference between the engine speed and the transmission input speed n Ge transmission has fallen below a certain predetermined speed difference threshold (or has exceeded a predetermined upper speed threshold). If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S7; otherwise (alternative: no) returns to step S5. Furthermore, it is checked in step S7, whether the falling below the predetermined speed threshold value has occurred during a predetermined period. If this is the case (alternative: yes), then in step S8 by continuous predetermined increase of the desired clutch torque M K u iung_soii or by specifying a gradient of the desired clutch torque M Ku ppiung_soii, z. B. a constant gradient, the remaining speed difference eliminated in a third phase. Otherwise (alternative: no), the program jumps back to step S5.
  • the requested desired clutch torque M Ku is ppiung_soii rapidly increased to a constant value M Ku ppiungsoii * of the target clutch torque M Ku ppiung_soii until a piston has reached the top dead center in a cylinder of the internal combustion engine 2 n is an engine speed Mo has achieved tor, which is equal to or greater than a predetermined engine speed threshold. If this is achieved, the rotational speed gradient dn / dt is controlled in accordance with a predetermined course or regulated by the control unit 15 in the phase P2 in accordance with the method described in the functional diagram of FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einkuppeln eines Antriebsmotors (2) an einen Antriebsstrang, umfassend die folgenden Schritte: -Ermitteln eines Drehzahlunterschieds (ndiff) zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplung (4); und -Ansteuern der Kupplung (4) durch Vorgabe eines zu übertragenden Soll-Kupplungsmoments (MKupplung_soll)abhängig von dem Drehzahlunterschied (ndiff).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Ankupplung eines Verbrennungsmotors bei einem Verzögerungsvorgang
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Antriebssystemen, insbesondere Verfahren zum Betreiben von Kupplungsvorgängen in Antriebssträngen von
Kraftfahrzeugen.
Stand der Technik
Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung vieler Funktionen in Kraftfahrzeugen kann auch die Funktion des Ankuppeins eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang mithilfe einer Kupplung automatisch gesteuert durchgeführt werden. Dies ist insbesondere bei automatischen oder teilautomatisierten Getrie- ben in Kraftfahrzeugen der Fall.
Befindet sich ein Fahrzeug im Segelbetrieb, d. h. das Fahrzeug rollt bei abgekuppeltem Verbrennungsmotor, so muss bei entsprechendem Trigger durch eine Funktion, z. B. durch eine Fahrerassistenzfunktion, der Verbrennungsmotor wie- der mit dem Antriebsstrang verbunden werden. Beim Segeln des Fahrzeugs ist die Kupplung geöffnet und die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors ist von der Getriebeeingangsdrehzahl unabhängig und weicht im Allgemeinen von dieser ab. Nach dem Ankuppeln des Verbrennungsmotors ist die Kupplung geschlossen und die Motordrehzahl entspricht der Getriebeeingangsdrehzahl. Das Triggern des Einkuppeins des Verbrennungsmotors kann beispielsweise nach dem Betätigen des Bremspedals durch den Fahrer oder aufgrund einer Anforderung eines Bremsvorgangs durch ein Fahrerassistenzsystem oder dergleichen erfolgen, da ein Schließen des Antriebsstrangs sowie ein anschließendes Mitdrehen bzw. Mitschleppen des Verbrennungsmotors im Schubbetrieb beispielsweise zur Unterstützung des Bremsvorgangs gewünscht sein kann. Auch kann der Verbrennungsmotor entsprechend einer Anforderung angekuppelt und zusätzliche Energie für das Laden einer Batterie bereitgestellt werden.
Weiterhin kann ein Einkuppeln des Verbrennungsmotors dadurch gefordert sein, dass ein zusätzliches Antriebsmoment zum Aufbau eines Unterdrucks für einen Bremskraftverstärker oder dergleichen benötigt wird.
Das Ankuppeln des Verbrennungsmotors an den Antriebsstrang wird bei nicht optimaler Regelung vom Fahrer als Ruckeln wahrgenommen, was in der Regel eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts darstellt.
Beispielsweise kann ein Steuerverfahren für Kraftfahrzeuge mit automatisierter Kupplungsvorrichtung vorgesehen werden. Ein Einkuppeln aus einem Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs erfolgt, indem vor dem Schließen der Kupplung zum Verlassen des Segelbetriebs die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes de- tektiert und die Motordrehzahl so geregelt wird, dass die beiden Drehzahlen übereinstimmen bzw. aneinander angeglichen werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2010 003 673 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, in dem bei einem Freilaufbetrieb eine Gangempfehlung bereitgestellt und eine aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors auf eine empfohlene Drehzahl beschleunigt wird, die bei einer aktuellen Geschwindigkeitssituation des Kraftfahrzeugs der Gangempfehlung entspricht.
Man kann weiterhin zum Einkuppeln eines Verbrennungsmotors an einen Abtriebsstrang aus einem Segelzustand vorsehen, die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors gemäß einem vom Fahrer vorgegebenen Antriebsenergieverlauf zu erhöhen. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Einkuppeln eines Antriebsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, an einen Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung, das Antriebssystem und das Computerprogramm gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Einkuppeln eines Antriebsmotors an einen Antriebsstrang vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst:
- Ermitteln eines Drehzahlunterschieds zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplung; und
- Ansteuern der Kupplung durch Vorgabe eines zu übertragenden Soll-Kupplungsmoments abhängig von dem Drehzahlunterschied.
Beim Einkuppeln eines Verbrennungsmotors (Antriebsmotors) wird dieser durch die Kupplung angeschleppt bzw. von einer Leerlaufdrehzahl beschleunigt, so dass sich die Motordrehzahl der Getriebeeingangsdrehzahl angleicht. Das anliegende Kupplungsmoment ist für den Fahrer als Verzögerung des Kraftfahrzeugs spürbar. Daher darf aus Komfortgründen zum einen das Kupplungsmoment nicht zu hoch werden und zum anderen sollte es keine Momentensprünge geben, da diese als ruckartige Änderung der Längsbeschleunigung wahrgenommen werden. Momentensprünge entstehen durch schlagartige Sollwertänderungen sowie durch einen nicht stetigen Übergang von Kupplungsmoment zu
Verbrennerschleppmoment.
Gemäß dem obigen Verfahren ist vorgesehen, das Anschleppen bzw. Beschleunigen des Verbrennungsmotors gemäß einem gesteuerten
Drehzahlgradientenverlauf vorzunehmen, um dadurch ein komfortables und ruckfreies Schließen des Antriebsstranges aus einem Segelbetrieb, d. h. bei abgekuppelten Verbrennungsmotor, zu ermöglichen. Insbesondere wird dadurch das komfortable und ruckfreie Anschleppen des Verbrennungsmotors aus einem Stillstand ermöglicht, wie es beispielsweise in der Regel bei einem Start/Stopp- Segelbetrieb vorkommt. Auch wenn sich der Verbrennungsmotor bei abgekup- peltem Antriebsstrang im Leerlauf befindet, ermöglicht das obige Verfahren ein verbessertes Einkuppeln, bei dem Ruckeln bzw. signifikante Änderungen der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs vermieden werden können.
Das obige Verfahren sieht vor, das Übertragungsmoment basierend auf einer Vorgabe eines Drehzahlgradienten sowie basierend auf einem Reglereingriff vorzugeben. Durch die Vorgabe des Drehzahlgradienten anstelle der Drehzahl wird ein hoher Komfort im Fahrbetrieb erreicht, da kein Ruckeln bzw. keine sprunghafte Änderung des Drehzahlgradienten auftreten kann.
Weiterhin kann das Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Drehzahlunterschied oberhalb eines vorgegebenen unteren Drehzahlschwellenwerts durchgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass unterhalb des vorgegebenen unteren Drehzahlschwellenwerts das Ansteuern der Kupplung gemäß einem vorgegebenen konstanten Soll-Kupplungsmoment durchgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Drehzahlunterschied unterhalb eines vorgegebenen oberen Drehzahlschwellenwerts, der insbesondere von einer Drehzahl an der Ausgangsseite der Kupplung abhängt, durchgeführt werden.
Weiterhin kann oberhalb des vorgegebenen oberen Drehzahlschwellenwerts das Ansteuern der Kupplung gemäß einem kontinuierlich steigenden Soll-Kupplungsmoment durchgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Drehzahlunterschied gemäß einem vorgegebenen, von dem Drehzahlunterschied abhängigen Gradientenverlauf der Motordrehzahl durchgeführt wird, wobei der Gradientenverlauf der Motordrehzahl ein durch ein Trägheitsmoment des Antriebsmotors bewirktes Zusatzmoment erfordert, das durch das Soll-Kupplungsmoment angefordert wird. Es kann eine Regelung vorgesehen sein, um Abweichungen eines Ist-Motordrehzahlgradienten von einem Soll-Motordrehzahlgradienten, der durch den Gradientenverlauf der Motordrehzahl vorgegeben ist, auszugleichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit, zum Einkuppeln eines Antriebsmotors an einen Antriebsstrang vorgese hen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- einen Drehzahlunterschied zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplung zu ermitteln; und
- die Kupplung abhängig von dem Drehzahlunterschied so anzusteuern, dass ein Soll-Kupplungsmoment übertragen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebssystem vorgesehen, umfassend:
- einen Antriebsmotor;
- einen Antriebsstrang;
- eine Kupplung zum Kuppeln des Antriebsmotors an den Antriebsstrang, um ein Kupplungsmoment zu übertragen; und
- die obige Vorrichtung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einem
Antriebsstrang mit einer Kupplung zur automatischen Einkupplung eines Verbrennungsmotors; Figur 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum
Einkuppeln eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang;
Figur 3 eine schematische Funktionsdarstellung zur Ermittlung eines Soll- Übertragungsmoments der Kupplung; und ein Drehzahlmomentdiagramm zur Veranschaulichung der Verläu fe von Kupplungsmoment, Drehzahl, angefordertem Bremsmoment und Verbrennungsmotormoment.
Beschreibung von Ausführungsformen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Antriebssystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 als Antriebsmotor, der über eine Antriebswelle 3 mit einer Kupplung 4 und einem
Getriebe 5, die zusammen einen Antriebsstrang bilden, verbunden ist.
Abtriebsseitig des Getriebes 5 ist dieses über eine Antriebsachse 6 mit Antriebsrädern 7 verbunden. Das Antriebssystem 1 kann je nach Betriebszustand des Kraftfahrzeugs in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden. Im Normalbetrieb ist die Kupplung 4 geschlossen, so dass der Verbrennungsmotor 2 über das Getriebe 5 und die Antriebsachse 6 die Antriebsräder 7 antreibt. In einem Leerlaufsegelbetrieb befindet sich der Verbrennungsmotor 2 im Leerlauf und die Kupplung 4 ist geöffnet. In diesem Fall rollt das Fahrzeug aufgrund seiner eigenen kinetischen Energie im
Leerlauf-Segelmodus. In einem Start/Stopp-Segelbetrieb ist der Verbrennungsmotor 2 abgeschaltet und im Stillstand und die Kupplung 4 geöffnet, so dass das Fahrzeug ebenfalls aufgrund seiner kinetischen Energie rollt. Wird ein Bremseingriff durch Betätigen eines Bremspedals 8 von einem Fahrer angefordert oder wird ein Bremseingriff von einem Fahrerassistenzsystem automatisch angefordert, so kann bei einem Start/Stopp-Segelbetrieb, in dem der Verbrennungsmotor 2 abgeschaltet ist, ein Teil des Bremsmoments durch ein Anschleppen des Verbrennungsmotors 2 bzw. durch einen Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 2 bereitgestellt werden. Dadurch können Bremsbeläge der
Fahrzeugbremsen (nicht gezeigt) geschont werden. Auch kann es aus anderen Gründen erforderlich sein, den Segelbetrieb zu verlassen und die Kupplung 4 zu schließen. Beim Schließen der Kupplung 4 ist es notwendig, während eines Übergangs die
Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 an die Getriebeeingangsdrehzahl nGetnebe eingangsseitig des Getriebes 5 anzugleichen. Damit das Angleichen der Drehzahl möglichst ruckelfrei, d. h. mit einem hohen Komfort für den Fahrer erfolgt, ist es notwendig, das Kupplungsmoment der Kupplung 4, d. h. das Moment, das durch die Kupplung 4 übertragen wird, vorzugeben. Dazu ist eine Steuereinheit 9 vorgesehen, die die Kupplung 4 entsprechend einem vorgegebenen Soll-
Kupplungsmoment MKu iung_soii mithilfe eines (nicht gezeigten) Aktuators in der Kupplung 4 ansteuert.
Anhand des Flussdiagramms der Figur 2 wird nachfolgend ein Verfahren zum Ermitteln des Soll-Kupplungsmoments MKup iung_soii ausführlich beschrieben. Das Funktionsdiagramm der Figur 3 verdeutlicht die Ermittlung des Soll-Kupplungsmoments MKu iung.soii, um einen möglichst ruckelfreien Übergang von einem Segelbetrieb zu einem Normalbetrieb des Antriebssystems 1 zur Verfügung zu stellen.
In einem ersten Abfrageschritt S1 wird überprüft, ob die Kupplung 4 während eines Segelbetriebs eingekuppelt werden soll, um z. B. ein Bremsmoment durch einen Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 2 zu erreichen. Wird in Schritt S1 eine Anforderung für ein Einkuppeln des Antriebsstrangs festgestellt (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt; andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
In dem Abfrageschritt S2 wird abgefragt, ob sich der Verbrennungsmotor 2 im Leerlauf oder im Stillstand befindet. Befindet sich der Verbrennungsmotor 2 im Leerlauf (Alternative: 1 ), so wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt; andernfalls, d. h. wenn sich der Motor im Stillstand befindet (Alternative: 2), wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgesetzt.
In Schritt S3 wird vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor 2 durch ein teilwei- ses Schließen der Kupplung 4 angedreht wird. Dafür wird ein konstantes Soll-
Kupplungsmoment MKuppiung_soii gestellt, bis einer der Zylinder den oberen Totpunkt erreicht und ein unterer Drehzahlschwellenwert, z. B. eine Drehzahl zwischen 100 und 200 U/min, insbesondere 150 U/min, erreicht ist. Dies wird in Schritt S4 abgefragt. Wird in Schritt S4 festgestellt, dass der obere
Totpunkt in einem der Zylinder sowie der vorgegebene untere Drehzahlschwel- lenwert erreicht ist (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt; andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S3 zurückgesprungen. Alternativ kann auch nur das Erreichen oder Überschreiten des Drehzahlschwellenwerts abgefragt werden.
Das Überschreiten des ersten oberen Totpunkts eines Zylinders des Verbrennungsmotors 2 ist kritisch, da aufgrund des hohen Verdichtungsmoments und der geringen kinetischen Energie des Verbrennungsmotors 2 ein hohes Kupplungsmoment benötigt wird. Dieser Vorgang kann bei Kraftfahrzeugen mit einer Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum oder durch eine Kraftstoffvorlagerung während des Motorauslaufs unterstützt werden. Dies hat den Effekt, dass in der ersten Phase ein niedrigeres Soll-Kupplungsmoment MKu iung_soii vorgegeben werden kann, da die zeitbasierte Verbrennung das Überschreiten des ersten oberen Totpunkts in dem betreffenden Zylinder unterstützt. Alternativ kann diese Phase auch durch eine zusätzliche Startereinheit (nicht gezeigt), wie z. B. einen Anlasser, unterstützt bzw. ohne Vorgabe des Soll-Kupplungsmoments MKu iung.soii, d. h. bei einem Soll-Kupplungsmoment MKup iung_soii von Null, durchgeführt werden.
Befindet sich das Antriebssystem 1 in einem Leerlaufsegelbetrieb, so befindet sich der Verbrennungsmotor 2 im Leerlauf, so dass die vorgegebene Drehzahlschwelle bereits überschritten ist. In diesem Fall wird das Verfahren, wie in Schritt S2 vorgesehen, mit Schritt S5 fortgesetzt.
Im Schritt S5 wird in einer zweiten Phase das Soll-Kupplungsmoment MKup iung_soii gemäß dem Funktionsdiagramm der Figur 3 eingestellt. Die Basis des einzustellenden Soll-Kupplungsmoments MKup iung_soii bildet ein errechnetes bzw. vorgegebenes Schleppmoment Mschiepp des Verbrennungsmotors 2. Das Schleppmoment Mschiepp kann durch eine Momentenstruktur berechnet werden, die in der Motorsteuerung vorgesehen ist. Dabei können z. B. die Motorreibung und angekuppelte Nebenaggregate berücksichtigt werden.
Mithilfe eines Korrekturkennfelds 1 1 wird das Schleppmoment Mschiepp korrigiert und ein korrigiertes Schleppmoment Mschiepp' bereitgestellt. Weiterhin wird ein Zusatzmoment Mz bereitgestellt, das dem Trägheitsmoment des Verbrennungsmotors 2 entspricht, wenn dieser mit einem vorbestimmten Drehzahlgradienten dn/dt beschleunigt wird. Das Zusatzmoment Mz wird dem korrigierten Schleppmoment Mschie ' in einem Additionsglied 12 hinzuaddiert. Das Zusatzmoment Mz ergibt sich durch Multiplikation eines vorgegebenen Trägheitsmoments JMotor des Verbrennungsmotors 2 mit einem Soll-Drehzahlgradienten dnson/dt in einem Multiplikationsglied 14. Der Soll-Drehzahlgradient dnson/dt ergibt sich aus einem vorgegebenen Beschleunigungskennfeld 13, das abhängig von der Drehzahldifferenz ndiff zwischen einer Motordrehzahl des Verbrennungsmo- tors 2 und einer Getriebeeingangsdrehzahl nGetriebe des Getriebes 5 den Soll-
Drehzahlgradienten dnson/dt vorgibt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der vorgegebene Soll-Drehzahlgradienten dnson/dt abnimmt, wenn die Drehzahldifferenz ridiff abnimmt. Es ist weiterhin eine Regeleinheit 15 vorgesehen, die ausgebildet ist, um den
Soll-Drehzahlgradienten dnson/dt einzuregeln. Dazu wird ein Ist-Drehzahlgradient dnist/dt bereitgestellt und eine Differenz dn^ dt zwischen dem Soll-Drehzahlgradienten dnson/dt und dem Ist-Drehzahlgradienten dnist/dt aus einem Differenzglied 16 einem Regelungsglied 17 bereitgestellt. Das Regelungsglied 17 kann ei- nen proportionalen Anteilregler und einen Integralanteilregler umfassen. Die
Ausgangsgröße des Regelungsglieds 17 wird einem zweiten Additionsglied 18 zugeführt, in dem die Ausgangsgröße S des Regelungsglieds 17 der Summe aus Zusatzmoment Mz und dem korrigierten Schleppmoment Mschie ' hinzuaddiert wird. Als Ergebnis erhält man das Soll-Kupplungsmoment MKuppiung_soii, gemäß dem der Aktuator in der Kupplung 4 angesteuert wird, um dort das entsprechende Übertragungsmoment in der Kupplung 4 einzustellen. Die Regeleinheit 15 wird vorgesehen, um Ungenauigkeiten der Modellierung auszugleichen. Das Regelungsglied 17 liefert einen Drehmomentenbeitrag in Abhängigkeit von der Abweichung der Soll- und Ist-Drehzahlgradienten.
In einem nächsten Schritt S6 wird überprüft, ob eine Drehzahldifferenz zwischen der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl nGetriebe einen bestimmten vorgegebenen Drehzahldifferenzschwellenwert unterschritten hat (bzw. einen vorgegebenen oberen Drehzahlschwellenwert überschritten hat). Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S7 fortgesetzt; andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S5 zurückgesprungen. Weiterhin wird in Schritt S7 überprüft, ob das Unterschreiten des vorgegebenen Drehzahlschwellenwerts während einer vorgegebenen Dauer erfolgt ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird in Schritt S8 durch kontinuierliche vorgegebene Erhöhung des Soll-Kupplungsmoments MKu iung_soii bzw. durch Vorgabe eines Gradientenverlaufs des Soll-Kupplungsmoments MKuppiung_soii, z. B. eines konstanten Gradienten, die restliche Drehzahldifferenz in einer dritten Phase eliminiert. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S5 zurückgesprungen.
In Figur 4 sind die Verläufe des Soll-Kupplungsmoments MKuppiung_soii, des Motormoments MMotor, der Motordrehzahl nMotor, der Getriebeeingangsdrehzahl nGetriebe, des vom Fahrer angeforderten Bremsmomentes MBrems während einer
Einkupplung bzw. eines Schließens der Kupplung 4 und des Schubmoments MMotor des Verbrennungsmotors 2 über der Zeit t aufgetragen. Ausgehend von einem Segelbetrieb (Phase SB) des Kraftfahrzeugs, in dem sich der Verbrennungsmotor 2 im Stillstand befindet, fordert der Fahrer durch Betätigen des Bremspedals 8 ein Bremsmoment MBrems an, das durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.
In der ersten Phase P1 wird das angeforderte Soll-Kupplungsmoment MKuppiung_soii schnell auf einen konstanten Wert MKuppiungsoii* des Soll-Kupplungsmoments MKuppiung_soii erhöht, bis ein Kolben in einem Zylinder den oberen Totpunkt erreicht hat und der Verbrennungsmotor 2 eine Motordrehzahl nMotor erreicht hat, die gleich oder größer als ein vorgegebener Motordrehzahl-Schwellenwert ist. Ist dies erreicht, so wird in der Phase P2 entsprechend dem in dem Funktionsdiagramm der Figur 3 beschriebenen Verfahren der Drehzahlgradient dn/dt gemäß einem vorgegebenen Verlauf gesteuert bzw. durch die Regeleinheit 15 eingeregelt. Man erkennt, dass sich während der zweiten Phase P2 der Verlauf der Motordrehzahl nMotor an die Getriebeeingangsdrehzahl nGetnebe annähert und gegen Ende der zweiten Phase P2 sich an diese asymptotisch annähert. Hat die Drehzahldifferenz einen vorgegebenen Drehzahldifferenzschwellenwert unterschritten, so wird gemäß einem vorgegebenen Gradienten das Soll- Kupplungsmoment MKuppiung_soii in der dritten Phase P3 erhöht, bis die Kupplung 4 vollständig geschlossen ist.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Einkuppeln eines Antriebsmotors (2) an einen Antriebsstrang,
umfassend die folgenden Schritte:
- Ermitteln eines Drehzahlunterschieds (ndiff) zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplung (4); und
- Ansteuern der Kupplung (4) durch Vorgabe eines zu übertragenden Soll- Kupplungsmoments (MKup iung_soii) abhängig von dem Drehzahlunterschied (ndiff).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Ansteuern der Kupplung (4) abhängig
von dem Drehzahlunterschied (ndiff) oberhalb eines vorgegebenen unteren
Drehzahlschwellenwerts durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei unterhalb des vorgegebenen unteren
Drehzahlschwellenwerts das Ansteuern der Kupplung (4) gemäß einem vorgegebenen konstanten Soll-Kupplungsmoment (MKuppiung_soii* ) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ansteuern der Kupplung (4) abhängig von dem Drehzahlunterschied (ndiff) unterhalb eines vorgegebenen oberen Drehzahlschwellenwerts, der insbesondere von einer Drehzahl an der Ausgangsseite der Kupplung (4) abhängt, durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei oberhalb des vorgegebenen oberen Drehzahlschwellenwerts das Ansteuern der Kupplung (4) gemäß einem kontinuierlich steigenden Soll-Kupplungsmoment (MKup iung_soii) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ansteuern der Kupplung (4) abhängig von dem Drehzahlunterschied (ndiff) gemäß einem vorgegebenen, von dem Drehzahlunterschied (ndiff) abhängigen Gradientenverlauf der Motordrehzahl durchgeführt wird, wobei der Gradientenverlauf der Motordrehzahl ein durch ein Trägheitsmoment des Antriebsmotors (2) bewirktes Zu- satzmoment erfordert, das durch das Soll-Kupplungsmoment (MKup iung_soii) angefordert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Regelung vorgesehen ist, um Abweichungen eines Ist-Motordrehzahlgradienten (dnist/dt )von einem Soll- Motordrehzahlgradienten (dnson/dt), der durch den Gradientenverlauf der Motordrehzahl vorgegeben ist, auszugleichen.
8. Vorrichtung (9), insbesondere Steuereinheit, zum Einkuppeln eines Antriebsmotors (2) an einen Antriebsstrang, wobei die Vorrichtung (9) ausgebildet ist, um:
- einen Drehzahlunterschied (ndiff) zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer Kupplung (4) zu ermitteln; und
- die Kupplung (4) abhängig von dem Drehzahlunterschied so anzusteuern, dass ein Soll-Kupplungsmoment (MKuppiung_soii) übertragen wird.
9. Antriebssystem (1 ) umfassend:
- einen Antriebsmotor (2);
- einen Antriebsstrang;
- eine Kupplung (4) zum Kuppeln des Antriebsmotors (2) an den Antriebsstrang, um ein Kupplungsmoment zu übertragen; und
- eine Vorrichtung (9) nach Anspruch 8.
10. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
1 1 . Elektronisches Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach
Anspruch 10 gespeichert ist.
12. Elektronische Steuereinheit, welche ein elektronisches Speichermedium nach Anspruch 1 1 aufweist.
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