WO2018006895A1 - Verfahren zur steuerung eines segelbetriebes eines fahrzeuges mit einer automatisierten kupplung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a sailing operation of a vehicle with an automated clutch, in which the clutch is opened and closed again during a drive of the vehicle, wherein depending on a vehicle-specific parameters an entry into or an exit from the sailing operation is determined.
  • a control method for motor vehicles with automated coupling device is known in which the vehicle is placed in a sailing operation. Sailing is to be understood as a deliberate disengagement in deceleration phases of the vehicle, in which neither the accelerator pedal as the fuel supply control element nor the brake pedal is actuated.
  • This sailing mode essentially serves to save fuel. In this case, the vehicle rolls, wherein the vehicle driving the engine is either off or is operated at an idle speed.
  • the clutch is opened under control by the electronic control unit when the gear is engaged, so that the vehicle rolls without losing kinetic energy due to the braking effect of the engine.
  • the sailing mode is usually terminated by operation of a brake or the accelerator pedal.
  • DE 10 2013 219 178 A1 discloses a method and a device for evaluating the driving behavior of the driver of a vehicle, in which a current value of a variable characterizing the use of the sailing strategy during operation of the motor vehicle is determined, which compares with a reference value is evaluated, based on the comparison, the driving behavior of the driver is assessed.
  • the disadvantage here is that the driver's decision as to whether to enter or exit the sailing operation usually does not coincide with technically and economically sensible criteria.
  • the couplings used in the coupling devices are provided with organic pads, which are subjected to high thermal stress in a coupling process. In the mechanically unloaded state with the clutch open, these cool and begin to swell, causing them to increase in their strained thickness. This can lead to operating point shifts and force changes or a loss of power in the clutch system.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling a sailing operation of a vehicle with automated clutch, in which a swelling of the linings of the clutch in the open state of the clutch is largely prevented.
  • the object is achieved in that an entry into the sailing operation is prevented or the sailing operation is stopped when a temperature of the clutch exceeds a temperature threshold.
  • the temperature of the coupling is determined by means of a coupling temperature model.
  • a clutch temperature model calculates a more accurate clutch temperature than can be displayed by a temperature sensor.
  • a temperature sensor it is possible to dispense with a temperature sensor on the clutch, which reproduces the clutch temperature only locally.
  • the accuracy of the clutch temperature calculated by the clutch temperature model is ensured by the clutch temperature model calculating the clutch temperature based on parameters of an internal combustion engine and its surroundings.
  • 1 shows a schematic representation of a motor vehicle with an internal combustion engine
  • 2 shows an exemplary embodiment of a heat exchange at a coupling
  • Fig. 3 shows an embodiment of the method according to the invention.
  • the powertrain 1 includes an engine 2 and a clutch 3 for transmitting a torque provided by the engine 2.
  • the clutch 3 is connected to a transmission 4, via which the torque generated by the engine 2 is transmitted to an output shaft 5 and from there to drive wheels 6 of the vehicle.
  • the internal combustion engine 2 can be controlled by means of an engine control unit 7.
  • the engine control unit 7 may influence, for example, an injected fuel quantity and positions of one or more actuators for controlling a gas exchange of the internal combustion engine 2.
  • a temperature model of the clutch 3 is deposited in a clutch control unit 8, by means of which the current temperature of the clutch 3 is calculated during operation of the internal combustion engine 2. In the calculation of the current clutch temperature heat and cold flows are taken into account, which are exchanged between the clutch 3, the engine 2 and a transmission 4 and the ambient temperature Tu of the vehicle, as shown in Fig. 2. As a result, a particularly accurate clutch temperature is determined.
  • the clutch control unit 8 is connected to an engine control unit 7, which decides on the basis of vehicle-specific parameters via an entry or exit from a sailing operation of the vehicle.
  • the term "sailing” is to be understood below as meaning the automated opening of the clutch 3 while the vehicle is being driven, the additional option being to switch off the internal combustion engine during sail operation to avoid what leads to fuel savings.
  • the control strategy for the sailing operation stored in the engine control unit 8 globally regulates the opening and closing of the clutch 3 independently of the driver operation as well as the switching off or on of an internal combustion engine 2 driving the vehicle.
  • the clutch temperature model stored in the clutch control unit 8 calculates the current clutch temperature at predetermined intervals and compares this with a temperature threshold value. If the current clutch temperature exceeds this temperature threshold value, the clutch control unit 8 outputs a signal to the engine control unit 7 which, as a result of the high clutch temperature, a sailing operation is not possible.
  • a current engine torque is detected in block 101, while in block 102, the signal of the clutch control unit 8 is considered.
  • the engine torque is compared with an engine torque threshold. If the engine torque is less than the engine torque threshold, a sail operation is normally initiated in block 104. However, since the signal of the clutch control unit 8 signals overheating of the clutch 3, entry into the sailing mode in block 103 is not permitted.
  • the signals of blocks 101 and 102 are also forwarded to block 105, in which an exit from the sailing operation is checked. If the signal of the clutch control unit 8 indicates in block 102 that the clutch 3 is too hot, an existing sailing operation is aborted immediately (block 106).
  • the result of the clutch temperature model has a veto right in the execution of the sailboat drive. It is prevented that the clutch 3 opens and an uncontrolled swelling of the linings of the clutch 3 takes place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung, bei welchem während einer Fahrt des Fahrzeuges die Kupplung (3) geöffnet und wieder geschlossen wird, wobei in Abhängigkeit von einem fahrzeugspezifischen Parameter ein Einstieg in oder ein Ausstieg aus dem Segelbetrieb bestimmt wird. Bei einem Verfahren wird ein Einstieg in den Segelbetrieb verhindert oder der Segelbetrieb abgebrochen, wenn eine Temperatur der Kupplung (3) einen Temperaturschwellwert überschreitet.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung, bei welchem während einer Fahrt des Fahrzeuges die Kupplung geöffnet und wieder geschlossen wird, wobei in Abhängigkeit von einem fahrzeugspezifischen Parameter ein Einstieg in oder ein Ausstieg aus dem Segelbetrieb bestimmt wird. Aus der DE 102 21 701 A1 ist ein Steuerverfahren für Kraftfahrzeuge mit automatisierter Kupplungsvorrichtung bekannt, bei welchem das Fahrzeug in einen Segelbetrieb versetzt wird. Unter Segeln ist ein gezieltes Auskuppeln in Schubphasen des Fahrzeuges zu verstehen, in denen weder das Gaspedal als Kraftstoffzufuhr- Bemessungsglied noch das Bremspedal betätigt wird. Dieser Segelmodus dient im Wesentlichen der Kraftstoffeinsparung. Dabei rollt das Fahrzeug, wobei der das Fahrzeug antreibende Motor entweder ausgeschaltet ist oder mit einer Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Im Segelmodus wird die Kupplung bei eingelegtem Gang durch die elektronische Steuereinheit gesteuert geöffnet, so dass das Fahrzeug rollt, ohne dabei kinetische Energie durch die Bremswirkung des Motors zu verlieren. Der Segelmodus wird üblicherweise durch Betätigung einer Bremse oder des Gaspedals beendet.
Die DE 10 2013 219 178 A1 offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bewertung des Fahrverhaltens des Fahrers eines Fahrzeuges, bei welchem ein aktueller Wert einer für die im Betrieb des Kraftfahrzeuges erfolgende Nutzung der Segelstrategie charakterisierenden Größe bestimmt wird, die mit einem Referenzwert vergli- chen wird, wobei auf Basis des Vergleichs das Fahrverhalten des Fahrers bewertet wird. Nachteilig dabei ist, dass die Entscheidung des Fahrers, ob in den Segelbetrieb ein- oder ausgestiegen werden soll, meistens nicht mit technisch und wirtschaftlich sinnvollen Kriterien übereinstimmt.
Die in den Kupplungsvorrichtungen verwendeten Kupplungen sind mit organischen Belägen versehen, die bei einem Kupplungsvorgang thermisch stark beansprucht werden. Im mechanisch unbelasteten Zustand bei geöffneter Kupplung kühlen diese ab und beginnen zu quellen, wodurch diese in ihrer verspannten Dicke größer werden. Dadurch kann es zu Betriebspunktverschiebungen und Kraftveränderungen bzw. einem Kräfteverlust im Kupplungssystem kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeugs mit automatisierter Kupplung anzugeben, bei welchem ein Aufquellen der Beläge der Kupplung im geöffneten Zustand der Kupplung weitgehend unterbunden wird.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Einstieg in den Segelbetrieb verhindert oder der Segelbetrieb abgebrochen wird, wenn eine Temperatur der Kupplung einen Temperaturschwellwert überschreitet. Da durch die Unterbindung des Segelvorganges ein Öffnen der Kupplung und somit das Abkühlen und Aufquellen der Beläge der Kupplung unterbunden wird, werden Betriebspunktverschiebungen der Kupplung verhindert und die Kupplung verbleibt in einem zuverlässig Arbeitsbereich.
Vorteilhafterweise wird die Temperatur der Kupplung mittels eines Kupplungstemperaturmodells ermittelt. Ein solches Kupplungstemperaturmodell berechnet eine genaue- re Kupplungstemperatur als von einem Temperatursensor anzeigt werden kann. Somit kann auf einen Temperatursensor an der Kupplung verzichtet werden, welcher die Kupplungstemperatur nur lokal wiedergibt.
Die Genauigkeit der durch das Kupplungstemperaturmodell berechneten Kupplungstemperatur wird dadurch sichergestellt, dass das Kupplungstemperaturmodell die Kupplungstemperatur auf der Grundlage von Parametern eines Verbrennungsmotors und seiner Umgebung berechnet.
In einer Variante werden bei der Berechnung der Kupplungstemperatur durch das Kupplungstemperaturmodell Wärme- bzw. Kälteflüsse, die zwischen der Kupplung, dem Verbrennungsmotor, einem Getriebe und einer Umgebungstemperatur des Fahr- zeuges fließen, berücksichtigt. Dadurch wird die Genauigkeit der berechneten Kupplungstemperatur weiter erhöht.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsbeispiele zu. Eines davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für einen Wärmeaustausch an einer Kupplung,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges, das mittels eines An- triebsstranges 1 antreibbar ist. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und eine Kupplung 3 zur Übertragung eines durch den Verbrennungsmotor 2 bereitgestellten Drehmomentes. Die Kupplung 3 ist dabei mit einem Getriebe 4 verbunden, über welches das von dem Verbrennungsmotor 2 erzeugte Drehmoment auf eine Abtriebswelle 5 und von dieser auf Antriebsräder 6 des Fahrzeuges übertragen wird. Der Verbrennungsmotor 2 ist mittels eines Motorsteuergerätes 7 steuerbar. Das Motorsteuergerät 7 kann beispielsweise eine eingespritzte Kraftstoffmenge und Stellungen eines oder mehrerer Stellglieder zur Steuerung eines Gaswechsels des Verbrennungsmotors 2 beeinflussen. Darüber hinaus ist in einem Kupplungssteuergerät 8 ein Temperaturmodell der Kupplung 3 hinterlegt, mittels welcher die aktuelle Temperatur der Kupplung 3 während des Betriebes des Verbrennungsmotors 2 berechnet wird. Bei der Berechnung der aktuellen Kupplungstemperatur werden Wärme- und Kälteflüsse berücksichtigt, die zwischen der Kupplung 3, dem Verbrennungsmotor 2 und einem Getriebe 4 sowie der Umgebungstemperatur Tu des Fahrzeuges ausgetauscht werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dadurch wird eine besonders genaue Kupp- lungstemperatur ermittelt.
Das Kupplungssteuergerät 8 ist mit einem Motorsteuergerät 7 verbunden, welches in Abhängigkeit von fahrzeugspezifischen Parametern über einen Eintritt oder einen Austritt aus einem Segelbetrieb des Fahrzeuges entscheidet. Unter dem Begriff„Segeln" soll im Weiteren das automatisierte Öffnen der Kupplung 3 während der Fahrt des Fahrzeuges verstanden werden, wobei die Zusatzoption besteht, im Segelbetrieb den Verbrennungsmotor abzuschalten. Ziel des Segeins ist das Abkoppeln des Verbrennungsmotors vom Antriebsstrang, um dessen Schleppmoment als Verlustmoment zu vermeiden, was zu Kraftstoffeinsparungen führt.
Die in dem Motorsteuergerät 8 abgelegte Steuerungsstrategie für den Segelbetrieb regelt global das Öffnen und Schließen der Kupplung 3 unabhängig von der Fahrerbetätigung sowie das Ab- bzw. Anstellen eines des Fahrzeuges antreibenden Verbrennungsmotors 2. Während einer Fahrt des Fahrzeuges berechnet das in dem Kupplungssteuergerät 8 abgelegte Kupplungstemperaturmodell in vorgegebenen Abständen die aktuelle Kupplungstemperatur und vergleicht diese mit einem Temperaturschwellwert. Übersteigt die aktuelle Kupplungstemperatur diesen Temperaturschwellwert gibt das Kupp- lungssteuergerät 8 ein Signal an das Motorsteuergerät 7 aus, das infolge der hohen Kupplungstemperatur ein Segelbetrieb nicht möglich ist.
Dies soll anhand von Fig. 3 näher erläutert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel einer Segelstrategie wird im Block 101 ein aktuelles Motormoment detektiert, während im Block 102 das Signal des Kupplungssteuergerätes 8 betrachtet wird. Im Block 103 wird das Motormoment mit einem Motormoment-Schwellwert verglichen. Ist das Motormoment kleiner als der Motormomentschwellwert wird normalerweise im Block 104 ein Segelbetrieb ausgelöst. Da aber das Signal des Kupplungssteuergerätes 8 eine Überhitzung der Kupplung 3 signalisiert, wird der Eintritt in den Segelbetrieb im Block 103 nicht gestattet. Die Signale der Blöcke 101 und 102 werden auch an den Block 105 weitergeleitet, in welchem ein Austritt aus dem Segelbetrieb geprüft wird. Zeigt das Signal des Kupplungssteuergerätes 8 im Block 102 an, dass die Kupplung 3 zu heiß ist, wird ein bestehender Segelbetrieb sofort abgebrochen (Block 106). Somit besitzt das Ergebnis des Kupplungstemperaturmodells ein Veto-Recht bei der Ausführung des Segelbe- triebes. Es wird verhindert, dass sich die Kupplung 3 öffnet und ein unkontrolliertes Aufquellen der Beläge der Kupplung 3 erfolgt.
Bezuqszeichenliste Antriebsstrang
Verbrennungsmotor
Kupplung
Getriebe
Abtriebswelle
Antriebsräder
Motorsteuergerät
Kupplungssteuergerät
Umgebungstemperatur

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeuges mit einer automatisierten Kupplung, bei welchem während einer Fahrt des Fahrzeuges die Kupplung (3) geöffnet und wieder geschlossen wird, wobei in Abhängigkeit von einem fahrzeugspezifischen Parameter ein Einstieg in oder ein Ausstieg aus dem Segelbetrieb bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einstieg in den Segelbetrieb verhindert oder der Segelbetrieb abgebrochen wird, wenn eine Temperatur der Kupplung (3) einen Temperaturschwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Kupplung (3) mittels eines Kupplungstemperaturmodells ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungstemperaturmodell die Kupplungstemperatur auf der Grundlage von Parametern eines Verbrennungsmotors (2) und seiner Umgebung berechnet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Kupplungstemperatur durch das Kupplungstemperaturmodell Wärme- bzw. Kälteflüsse, die zwischen der Kupplung (3), dem Verbrennungsmotor (2), einem Getriebe (4) und einer Umgebungstemperatur (Tu) des Fahrzeuges fließen, berücksichtigt werden.
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