DE102010060704A1

DE102010060704A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010060704A1
Application number: DE102010060704A
Authority: DE
Inventors: Serge Nassif; Peter Baur; Joachim Esser; Wolfgang Reisser
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) für ein Kraftfahrzeug (2), mit folgenden Verfahrensschritten: Befüllen einer eine Brennkraftmaschine (3) und ein Getriebe (4) des Antriebssystems (1) wirkverbindenden hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) mit Druckfluid bei einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes (4); Bewegen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) mittels des Druckfluides; und Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), mit: einer Brennkraftmaschine (3); einem Getriebe (4); einer die Brennkraftmaschine (3) und das Getriebe (4) wirkverbindenden hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6); und einer Hydraulikeinrichtung (7) zum Befüllen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) mit Druckfluid bei einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes (4), zum Bewegen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) und zum Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6). Die vorliegende Erfindung betrifft noch ferner ein Kraftfahrzeug (2) mit einem derartigen Antriebssystem (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug.
Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
Bei Kraftfahrzeugen mit einer hydraulisch betätigten Anfahrkupplung kann es nach einer längeren Stillstandzeit des Hydrauliksystems, insbesondere bei geringen Systemtemperaturen, sowohl zu erhöhten initialen Reibungskräften im Betätigungssystem der Kupplungseinrichtung bei der ersten Betätigung als auch zu erhöhten Hysteresen im Druckversorgungssystem des hydraulischen Steuergerätes kommen. Hierdurch wird die erste Anfahr- und Schaltqualität deutlich beeinträchtigt.
Die DE 10 2006 056 530 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe wirksamen Reibungskupplung nach Einleiten eines Anfahr- oder Gangschaltvorganges. Zur Vermeidung sicherheitskritischer Situationen wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Verfahrensschritt die Reibungskupplung in Schließrichtung bis zu einem von einer Steuereinrichtung gemäß einer Kennlinie vorgegebenen Arbeitspunkt betätigt wird, wenn der Steuereinrichtung ein eingelegter Gang signalisiert ist. Parallel dazu wird die Drehzahl einer dem Getriebe zugeordneten Getriebeeingangswelle ausgewertet. Die Betätigung der Reibungskupplung in Schließrichtung wird abgebrochen, wenn vor Erreichen des von der Kennlinie vorgegebenen Arbeitspunktes die Getriebeeingangswellendrehzahl einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Die DE 103 02 172 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem bei einem Anfahrvorgang geprüft wird, ob der Anfahrvorgang auch ohne schlupfende Kupplung dem Fahrerwunsch entsprechend ausführbar ist. Nur falls dies nicht der Fall ist, wird ein Schlupf an der Kupplung eingestellt. Damit wird die Häufigkeit eines Schlupfbetriebes der Kupplung deutlich reduziert.
Diese beschriebenen Anordnungen lösen allerdings nicht die Problematik, die wie oben beschrieben, auftritt, wenn eine hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtung insbesondere bei niedrigen Temperaturen, über einen längeren Zeitraum nicht betätigt wird. Ein Ruck bei einem ersten Anfahren ist durch diese Anordnungen daher nicht zu vermeiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Antriebssystem zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Demgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Verfahrensschritten vorgesehen: Befüllen einer eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe des Antriebssystems wirkverbindenden hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung mit Druckfluid bei einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes; Bewegen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung mittels des Druckfluides; und Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung.
Hierfür ist ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, mit: einer Brennkraftmaschine; einem Getriebe; einer die Brennkraftmaschine und das Getriebe wirkverbindenden hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung; und einer Hydraulikeinrichtung zum Befüllen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung mit Druckfluid bei einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes, zum Bewegen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung und zum Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Kupplungseinrichtung in einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes zu befüllen und zu bewegen, wobei vorzugsweise alle beweglichen Komponenten der Kupplungseinrichtung wie beispielsweise Kolben, Lamellen, Dichtungen, Steuereinrichtungen und dergleichen bewegt werden. Dadurch werden beispielsweise Auswirkungen von Reibung im Betätigungssystem der Kupplungseinrichtung sowie Hysteresen und Luft im Druckversorgungssystem eines entsprechenden Steuergerätes der Kupplungseinrichtung reduziert. Hierdurch ergibt sich ein optimales Drehmoment-Druckfolgeverhalten bereits bei einer ersten Anfahrt bzw. bei einem ersten Kriechvorgang eines Kraftfahrzeuges mit einem derartigen Antriebssystem.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird die hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtung von einer Neutralposition in eine Arbeitsposition oder über die Arbeitsposition hinaus und zurück in die Neutralposition bewegt. Hierdurch wird sichergestellt, dass sämtliche Komponenten der Kupplungseinrichtung sowie das entsprechende Betätigungssystem bewegt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Brennkraftmaschine vor oder während dem Befüllen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung gestartet. Hierdurch kann die Brennkraftmaschine beispielsweise zum Antreiben einer Fluidpumpe eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Getriebe nach oder während dem Starten der Brennkraftmaschine durch Auslegen einer vorgewählten Gangstufe des Getriebes in den kraftschlussfreien Betriebszustand verbracht. Hierdurch wird die Zeit zur Durchführung des Verfahrens reduziert, wodurch beispielsweise die Zeit bis zu einer Betriebsbereitschaft des Antriebssystems verringert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei oder nach Erreichen einer Mindestdrehzahl der Brennkraftmaschine das Getriebe in den kraftschlussfreien Betriebszustand verbracht. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Brennkraftmaschine ausreichend Druckfluid zum Auslegen des vorgewählten Ganges zur Verfügung stellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung das Getriebe durch Wiedereinlegen der ausgelegten Gangstufe in einen kraftschlüssigen Betriebszustand verbracht. Hierdurch wird der vorgewählte Gang unbemerkt von einem Fahrzeugführer wieder eingelegt, wodurch sich der Bedienkomfort erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Kühleinrichtung der Kupplungseinrichtung ausgeschaltet. Hierdurch werden Schleppmomente an der Kupplungseinrichtung reduziert, um Synchronzeiten beim Wiedereinlegen der vorgewählten Gangstufe gering zu halten. Hierdurch reduziert sich die Zeit zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtung mehrfach bewegt. Hierdurch werden sämtliche Komponenten der Kupplungseinrichtung ausreichend bewegt und sämtliche Leitungen zuverlässig entlüftet. Hierdurch erhöht sich vorteilhaft die Zuverlässigkeit des Verfahrens.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren durchgeführt, wenn sich ein Wählhebel des Getriebes in einer Neutralposition oder in einer Parkposition befindet. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Verfahren lediglich bei einem Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeuges durchgeführt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 ein Antriebssystem gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems nach 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein bevorzugtes Beispiel eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebssystem nach 1 gemäß dem Verfahren nach 2; und
4 ein weiteres bevorzugtes Beispiel eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebssystem nach 1 gemäß dem Verfahren nach 2.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die 1 illustriert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems 1 für ein Kraftfahrzeug 2. Das Antriebssystem 1 weist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine 3 und ein Getriebe 4 auf. Das Getriebe 4 ist vorzugsweise als Schaltgetriebe 4, insbesondere als sogenanntes Doppelkupplungsgetriebe 4, ausgebildet. Vorzugsweise ist das Getriebe 4 als hydraulisch betätigtes automatisiertes Schaltgetriebe 4 ausgebildet. Eine Kupplungseinrichtung 5 des Antriebssystems 1, insbesondere eine hydraulisch betätigte erste Kupplungseinrichtung 5, koppelt die Brennkraftmaschine 3, insbesondere eine Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine 3, vorzugsweise schaltbar mit dem Getriebe 4. Das Getriebe 4 ist beispielsweise mit einer ersten Antriebsachse 22 und/oder mit einer zweiten Antriebsachse 23 des Kraftfahrzeuges 2 wirkverbunden. Die erste Kupplungseinrichtung 5 kann integraler Bestandteil des Getriebes 4 sein. Vorzugsweise ist die erste Kupplungseinrichtung 5 als Anfahrkupplung 5 des Kraftfahrzeuges 2 ausgebildet. Beispielsweise ist die erste Kupplungseinrichtung 5 als nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet.
Das Antriebssystem 1 kann beispielsweise in einer Ausführungsform des Antriebssystems 1, bei der das Getriebe 4 als Doppelkupplungsgetriebe 4 ausgebildet ist, eine zweite, insbesondere hydraulisch betätigte, Kupplungseinrichtung 6 aufweisen. Die erste und die zweite Kupplungseinrichtung 5, 6 bilden beispielsweise gemeinsam eine Doppelkupplungseinrichtung 19, welche integraler Bestandteil des Getriebes 4 sein kann. Die zweite Kupplungseinrichtung 6 ist vorzugsweise analog der ersten Kupplungseinrichtung 5 hydraulisch zu betätigen. Eine Kühleinrichtung 28, insbesondere eine Kupplungskühlung 28, dient zum Temperieren der Kupplungseinrichtungen 5, 6.
Das Antriebssystem 1 weist insbesondere eine Hydraulikeinrichtung 7 zum Befüllen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtungen 5, 6 mit Druckfluid und zum Betätigen der Kupplungseinrichtungen 5, 6 mittels des Druckfluides auf. Das Druckfluid kann beispielsweise als Öl oder als Luft ausgebildet sein. Im Falle der Verwendung von Luft als Druckfluid sind die Kupplungseinrichtungen 5, 6 insbesondere als pneumatisch betätigte Kupplungseinrichtungen 5, 6 ausgebildet. Die Hydraulikeinrichtung 7 ist beispielsweise mittels Hydraulikleitungen 8, 20 mit den Kupplungseinrichtungen 5, 6 wirkverbunden. Die Hydraulikeinrichtung 7 kann integraler Bestandteil der Brennkraftmaschine 3 oder des Getriebes 4 sein. Die Hydraulikeinrichtung 7 dient weiterhin zum Betätigen von Gangstufen des Getriebes 4 mittels entsprechender Schaltkinematiken und Schalt- oder Steuerventile. Eine Steuereinrichtung 21, insbesondere eine Getriebesteuerung 21, ermöglicht eine Ansteuerung der Hydraulikeinrichtung 7 zum Befüllen und/oder Betätigen der Kupplungseinrichtungen 5, 6 und/oder zur Gangwahl des Getriebes 4. Die Steuereinrichtung 21 kann integraler Bestandteil der Hydraulikeinrichtung 7 sein. Die Steuereinrichtung 21 weist vorzugsweise eine Vielzahl nicht dargestellter Sensoren auf, beispielsweise zum Ermitteln eines Betriebszustandes und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 3, einer Temperatur des Druckfluides, einer Umgebungstemperatur, einer Position eines Wählhebels des Getriebes 4, einer Stillstandszeit des Kraftfahrzeuges 2 oder dergleichen.
Die Hydraulikeinrichtung 7 weist beispielsweise eine erste, insbesondere eine mechanische, Pumpeinrichtung 9 auf, welche vorzugsweise von der Brennkraftmaschine 3 angetrieben wird. Die erste Pumpeinrichtung 9 ist vorzugsweise als mechanische Ölpumpe 9 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Hydraulikeinrichtung 7 eine zweite, insbesondere eine elektrische Pumpeinrichtung 10 aufweisen, welche beispielsweise als elektrische Ölpumpe 10 ausgebildet ist. Vorzugsweise kann die zweite Pumpeinrichtung 10 unabhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 3 betrieben werden.
Die 2 illustriert in einem Flussdiagramm beispielhafte Verfahrenschritte einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems 1 gemäß 1. Zur Vereinfachung wird im Folgenden nur auf die erste Kupplungseinrichtung 5 Bezug genommen.
In einem Initialschritt S1 wird die Brennkraftmaschine 3 beispielsweise mittels eines Schlüsselstartes gestartet. Das Starten erfolgt insbesondere mittels eines elektrischen Ritzelstarters, welcher von einem Fahrzeuginsassen mittels einer Umdrehung eines Zündschlüssels des Kraftfahrzeuges 2 zum Losdrehen der Brennkraftmaschine 3 eingeschaltet wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 werden Eintrittsbedingungen EB_i zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben des Antriebssystems 1 überprüft. Mittels entsprechender Sensoren, welche insbesondere mit der Steuereinrichtung 21 gekoppelt sind, werden die im Folgenden nur beispielsweise aufgeführten Eintrittsbedingungen EB_i überprüft. Der Start der Brennkraftmaschine 3 kann beispielsweise in Form eines digitalen Signals als CAN-Botschaft mit einem CAN-Bus oder einem vergleichbaren Netzwerk an die Steuereinrichtung 21 weitergeleitet werden. Eine Eintrittsbedingung EB_Start ist erfüllt, wenn die Brennkraftmaschine 3 gestartet wird. Eine weitere Eintrittsbedingung EB_Drehzahl ist erfüllt, wenn die Brennkraftmaschine 3 mit einer Mindestdrehzahl läuft, welche größer oder gleich einer voreingestellten Drehzahlschwelle ist. Die Mindestdrehzahl der Brennkraftmaschine 3 wird beispielsweise über eine Auswertung der Brennkraftmaschinendrehzahl erkannt. Die Mindestdrehzahl der Brennkraftmaschine 3 wird beispielsweise als CAN-Botschaft weitergeleitet. Ist die Drehzahl der Brennkraftmaschine 3 größer als die vordefinierte Drehzahlschwelle, so ist die Eintrittsbedingung EB_Drehzahl erfüllt. Weiterhin wird überprüft, ob das Kraftfahrzeug 2 bzw. die Brennkraftmaschine 3 eine ausreichend lange Zeit außer Betrieb war. Eine Eintrittsbedingung EB_Zeit ist erfüllt, wenn eine Standzeit größer ist als eine vorgegebene Mindeststandzeit des Kraftfahrzeuges 2. Als eine weitere mögliche Eintrittsbedingung EB_Temperatur wird eine Temperatur des Druckfluides ermittelt. Liegt die Temperatur des Druckfluides unter einer vordefinieren Grenztemperatur ist die Eintrittsbedingung EB_Temperatur erfüllt. Eine noch weitere Eintrittsbedingung EB_Wählhebel ist die Position eines Wählhebels des Getriebes 4 oder die Bestimmung eines eingelegten Ganges des Getriebes 4. Befindet sich der Wählhebel beispielsweise in einer Parkstellung P oder in einer Neutralstellung N wird die Wählhebelstellung beispielsweise ausgewertet und mittels einer CAN-Botschaft an die Steuereinrichtung 21 weitergeleitet. Die Eintrittsbedingung EB_Wählhebel ist erfüllt, wenn die Wählhebelstellung gleich der Parkstellung oder der Neutralstellung entspricht. Es ist nicht erforderlich, dass alle aufgeführten Eintrittsbedingungen EB_i gleichzeitig erfüllt werden. Es kann die Erfüllung zusätzlicher Eintrittsbedingungen EB_i oder die Erfüllung einer geringeren Anzahl an Eintrittsbedingungen EB_i erforderlich sein.
Sind die geforderten Eintrittsbedingungen EB_i erfüllt, wird in einem weiteren Verfahrensschritt S3 überprüft, ob ein erster Gang oder ein Rückwärtsgang des Getriebes 4 eingelegt ist.
Ist der erste Gang oder der Rückwärtsgang des Getriebes 4 eingelegt, wird in einem Verfahrensschritt S4 der jeweilige Gang ausgelegt. Das Auslegen des Ganges erfolgt beispielsweise mittels eines Schaltventils oder Gangventils, welches beispielsweise von der Hydraulikeinrichtung 7 bzw. der Steuereinrichtung 21 angesteuert wird. Der Gang wird bevorzugt durch eine frühe Ansteuerung des entsprechenden Schaltventils, nach Möglichkeit bereits während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3, entsprechend ausgelegt.
Die Kupplungseinrichtung 5 wird nach dem Auslegen des entsprechenden Ganges im Verfahrensschritt S4 in einem weiteren Verfahrensschritt S5 mit Druckfluid befüllt. Wird im Verfahrensschritt S3 ermittelt, dass kein Gang eingelegt ist, wird die Kupplungseinrichtung 5 unter Überspringen des Verfahrensschrittes S4 ebenfalls in Verfahrensschritt S5 mit Druckfluid befüllt. In dem Verfahrensschritt S5 wird in der Wählhebelposition Parken oder Neutral die Kupplungseinrichtung 5 befüllt und mit Hydrauliköl beaufschlagt. Nach oder gleichzeitig mit dem Befüllen der Kupplungseinrichtung 5 wird diese bewegt oder gepulst. Vorzugsweise wird die Kupplungseinrichtung 5 von einer Neutralposition in eine Arbeitsposition oder über die Arbeitsposition hinaus und zurück in die Neutralposition bewegt. Durch einmaliges oder mehrmaliges Bewegen oder Pulsen, das heißt, kurzzeitiges Anheben des Betätigungsdruckes der Kupplungseinrichtung 5 auf ein hohes Druckniveau und anschließendes wieder Absenken des Betätigungsdruckes auf ein kleineres Druckniveau, werden vorzugsweise alle beweglichen Komponenten der Kupplungseinrichtung 5 wie beispielsweise Kolben, Lamellen, Dichtungen und Steuereinrichtungen oder dergleichen in ihre künftige Arbeitsposition und vorzugsweise darüber hinaus bewegt. Dadurch werden Auswirkungen von Reibung im Betätigungssystem, wie beispielsweise der Hydraulikeinrichtung 7 und der Hydraulikleitungen 8, 20, der Kupplungseinrichtung 5 reduziert. Weiterhin wird der Einfluss von Hysterese-Effekten auf das Betätigungssystem und das Vorhandensein von Luft im Betätigungssystem der Kupplungseinrichtung 5 reduziert. Die Kupplungseinrichtung 5 wird vorzugsweise einmal oder mehrmals gepulst.
Das Bewegen oder Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 wird in einem Verfahrensschritt S6 ordnungsgemäß beendet oder abgebrochen. Die Kupplungseinrichtung 5 kann insbesondere einmal oder mehrmals gepulst werden, beispielsweise dreimal. Weiterhin kann das Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 in dem Verfahrensschritt S6 durch entsprechende Abbruchbedingungen AB_i abgebrochen werden. Das Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 wird beispielsweise abgebrochen, wenn ein Fahrzeuginsasse einen Wählhebelwechsel durchführt. Die Information des Wählhebelwechsels wird der Steuereinrichtung 21 als Abbruchbedingung AB_Wählhebel zum Beispiel als Signal mittels eines CAN-Busses weitergeleitet. Eine weitere Abbruchbedingung AB_System ist beispielsweise ein Systemfehler. Liegt ein Systemfehler vor beendet die Steuereinrichtung 21 das Pulsen der Kupplungseinrichtung 5. Eine weitere Abbruchbedingung AB_Ende kann beispielsweise vorliegen, wenn das Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 beendet ist, beispielsweise nach einer vorbestimmten Anzahl an Pulsen.
Nach dem Beenden des Bewegens bzw. des Pulsens der Kupplungseinrichtung 5 wird in einem Verfahrensschritt S7 das Druckfluid aus der Kupplungseinrichtung 5 entleert.
Nach dem Entleeren der Kupplungseinrichtung 5 wird der zuvor im Verfahrensschritt S4 ausgelegte Gang, das heißt der erste Gang oder der Rückwärtsgang in einem Verfahrensschritt S8 wieder eingelegt.
Ist das Getriebe 4 des Antriebssystems 1 beispielsweise als Doppelkupplungsgetriebe 4 ausgebildet, kann die zweite Kupplung 6 beispielsweise gleichzeitig mit der ersten Kupplung 5 bewegt bzw. gepulst werden. Beispielsweise wird ein Pulsvorgang der zweiten Kupplung 6 beim Auftreten einer Abbruchbedingung im Verfahrensschritt S6 ebenfalls abgebrochen. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Antriebssystems 1 kann ein laufender Pulsvorgang der zweiten Kupplung 6, die nicht zum Anfahren des Kraftfahrzeuges 2 benötigt wird, komplett durchlaufen werden, auch wenn ein Anfahren des Kraftfahrzeuges 2 mittels der ersten Kupplung 5 bereits läuft. Vorzugsweise wird das Pulsen der zweiten Kupplung 6 fortgeführt, bis die zweite Kupplung 6 die vorgesehene Anzahl an Pulsvorgängen, beispielsweise einen oder mehrere Pulsvorgänge erreicht hat. Weiterhin kann das Pulsen der zweiten Kupplung 6 im Anschluss an das Pulsen der Anfahrkupplung 5 durchgeführt werden, solange bis eine erste Hochschaltung des Doppelkupplungsgetriebes 4 nach dem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges 2 angefordert wird oder eine ausreichende Anzahl von Pulsvorgängen an der zweiten Kupplung 6 erreicht ist.
Die 3 und 4 illustrieren beispielsweise Anfahrvorgänge eines Kraftfahrzeuges 2 mit einem Antriebssystem 1 nach 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Antriebssystems 1 nach 2. In den Diagrammen 24–27 der 3 und 4 illustriert die jeweilige Abszissenachse t den Verlauf der Zeit. In Diagramm 24 illustriert die Ordinatenachse eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine 3 und eines Starters der Brennkraftmaschine 3, in Diagramm 25 illustriert die Ordinatenachse einen Druck p in der Kupplungseinrichtung 5 bzw. einen Weg w eines Ganges des Getriebes 4, in Diagramm 26 illustriert die Ordinatenachse eine Wählhebelstellung WH eines Wählhebels des Getriebes 4 und in Diagramm 27 illustriert die Ordinatenachse einen Schaltzustand KE der Kühleinrichtung 28. Eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 3 wird im Diagramm 24 mittels der Kurve 29 und eine Antriebswellendrehzahl des Getriebes 4 mittels der Kurve 30 illustriert.
Der Anfahrvorgang gemäß dem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach 3 läuft wie folgt ab. Zu einem Zeitpunkt t₁ wird die Brennkraftmaschine 3 gestartet, dass heißt, die Brennkraftmaschine 3 wird gerade mittels eines Anlassers oder eines Starters losgedreht. Nach dem Losdrehen der Brennkraftmaschine 3 weist diese eine Anlasserdrehzahl n_A auf. Nach dem Anlassen weist die Brennkraftmaschine 3 eine Leerlaufdrehzahl n_L auf. Zum Zeitpunkt t₁ befindet sich ein Wählhebel des Getriebes beispielsweise in einer Wählhebelstellung P und die Kupplungskühlung 28 ist bevorzugt ausgeschaltet. Zum Zeitpunkt t₁ ist beispielsweise ein erster Gang des Getriebes 4 eingelegt. Eine Position des vorgewählten Ganges wird mittels der Kurve 12 illustriert.
Wenn die Brennkraftmaschine 3 nach dem Starten eine Mindestdrehzahl n_Min erreicht hat, wird der vorgewählte Gang des Getriebes 4 ausgelegt. Bei der Mindestdrehzahl n_Min weist die Brennkraftmaschine 3 beispielsweise eine ausreichend hohe Drehzahl und/oder ein ausreichen hohes Drehmoment zum Betreiben der mechanischen Pumpeinrichtung 9 auf.
Beispielsweise hat die Brennkraftmaschine 3 zum Zeitpunkt t₂ die Mindestdrehzahl n_Min erreicht. Das Auslegen des vorgewählten Ganges ist beispielsweise nach einer bestimmten Schaltzeit Δt₁ beendet. Nachdem der vorgewählte Gang ausgelegt ist, befindet sich das Getriebe 4 beispielsweise ab einem Zeitpunkt t₃ in einem kraftschlussfreien Zustand.
Sobald das Getriebe 4 zum Zeitpunkt t₃ kraftschlussfrei ist, oder ab einem Zeitpunkt t₄, wird die Kupplungseinrichtung 5 mit Druckfluid gefüllt. Der Zeitpunkt t₃ kann dem Zeitpunkt t₄ entsprechen, das heißt, die Kupplungseinrichtung 5 wird unmittelbar nach dem Auslegen des Ganges befüllt. Die Kurve 13 zeigt in Diagramm 25 den Sollwert des Druckverlaufes, d. h. des Kupplungsdruckes und die Kurve 14 den entsprechenden Istwert. Vorzugsweise wird die Kupplungseinrichtung 5 von einer Neutralposition in eine spätere Arbeitsposition oder vorzugsweise über diese Arbeitsposition hinaus und wieder zurück in die Ausgangsposition bewegt. Dieser Ablauf wird auch als Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 bezeichnet. Das Befüllen mit Druckfluid und das Pulsen mittels des Druckfluides kann in einem Schritt, das heißt, gleichzeitig, erfolgen. Die Kupplungseinrichtung 5 wird mit mindestens einem Druckpuls 15 beaufschlagt. Beispielsweise kann eine Vielzahl an Druckpulsen 15 durchgeführt werden. Ein Druckpuls weist jeweils vorzugsweise einen Maximaldruck P_Max und eine Pulsdauer t_P auf. Insbesondere weist die Sollkurve 13 des Kupplungsdruckes den Druckpuls 15 als Rechtecksignal auf.
Nachdem das Pulsen oder Bewegen der Kupplungseinrichtung 5 beendet ist, wird die Kupplungseinrichtung 5 von dem Hydraulikfluid entleert und der zunächst vorgewählte Gang des Getriebes 4 wird beispielsweise zum Zeitpunkt t₅ wieder eingelegt. Das Einlegen des Ganges erfordert eine Schaltzeit Δt₂. Nach oder gleichzeitig mit dem Wiedereinlegen des Ganges des Getriebes 4 wird die Kupplungskühlung beispielsweise zu einem Zeitpunkt t₆ eingeschaltet. Durch das Ausschalten der Kupplungskühlung während dem Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 werden Synchronzeiten beim Wiedereinlegen des vorgewählten Ganges des Getriebes 4 reduziert.
Schaltet ein Fahrzeugführer beispielsweise zum Zeitpunkt t₇ den Wählhebel des Getriebes 4 von der Wählhebelstellung P in eine Wählhebelstellung D wird die Kupplungseinrichtung 5 wieder mit Hydraulikfluid befüllt und in ihre Arbeitsposition bewegt. Ein Betätigungsdruck p_B ist vorzugsweise geringer als der Maximaldruck p_Max zum Pulsen der Kupplungseinrichtung 5. Mit dem Betätigen der Kupplungseinrichtung 5 wird ein Kraftschluss zwischen der Brennkraftmaschine 3 und Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges 2 hergestellt. Das Kraftfahrzeug 2 beginnt zum Zeitpunkt t₈ anzufahren.
Während dem Anfahren des Kraftfahrzeuges 2 kann beispielsweise die zweite Kupplungseinrichtung 6 des vorzugsweise als Doppelkupplungsgetriebe 4 ausgebildeten Getriebes 4 analog zu der Anfahrkupplung 5 gepulst werden. Weist das Antriebssystem 1 beispielsweise die optionale elektrische Pumpeinrichtung 10 auf, wird in einer Weiterbildung des Verfahrens der vorgewählte Gang des Getriebes 4 noch vor bzw. während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 ausgelegt. Hierdurch wird der Zeitverlust für das Pulsen verkleinert, da die Vorbereitung des Pulsens bzw. das Gangauslegens noch vor bzw. während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 erfolgt. Falls kein Gang des Getriebes 4 eingelegt ist, werden Steuerungsventile der Kupplungseinrichtung 5 vorzugsweise vor bzw. während der Anlassphase der Brennkraftmaschine so angesteuert, dass die Kupplungseinrichtung 5 mit Druck beaufschlagt wird. Der Zeitverlust für das Pulsen wird verkleinert, da die Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 bereits zum Befüllen und Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 genutzt wird.
In einer Weiterbildung des Antriebssystems 1 ohne die elektrische Pumpeinrichtung 10, bei der das Druckfluid, welches während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 gefördert wird, genutzt werden kann, wird vorzugsweise ein voreingelegter Gang ausgelegt, indem Steuerungsventile des Getriebes 4 schon mit dem Anlassvorgang der Brennkraftmaschine 3 so angesteuert werden, dass ein Systemdruckaufbau schon während des Anlassvorgangs der Brennkraftmaschine 3 den Gang auslegt. Hierdurch wird der Zeitverlust für das Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 verkleinert, da die Vorbereitung des Pulsens bzw. des Gangauslegens schon während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 erfolgt. Ist in dieser Ausbildungsform kein Gang eingelegt, werden die Steuerungsventile vorzugsweise schon vor bzw. während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 so angesteuert, dass ein Systemdruckaufbau schon während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 die Kupplungseinrichtung 5 mit Druck beaufschlagt. Ein Zeitverlust für das Pulsen wird verkleinert, da die Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 bereits zum Befüllen und Pulsen der Anfahrkupplung benutzt wird.
Ein Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach 4 erfolgt nahezu analog dem Ausführungsbeispiel gemäß 3. Der wesentliche Unterschied zu dem Anfahrvorgang nach 3 besteht darin, dass der voreingelegte Gang des Getriebes 4 bereits während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 ausgelegt wird und das Pulsen ebenfalls während der Anlassphase der Brennkraftmaschine 3 durchgeführt oder zumindest begonnen wird. Hierzu weist das Antriebssystem 1 insbesondere die elektrische Pumpeinrichtung 10 auf.
Die Brennkraftmaschine 3 wird beispielsweise zum Zeitpunkt t₁ von einem Anlasser losgedreht und auf eine Anlasserdrehzahl n_A gebracht. Zum Zeitpunkt t₁ ist beispielsweise in dem Getriebe 4 ein vorgewählter Gang eingelegt, beispielsweise ein erster Gang oder ein Rückwärtsgang. Während dem Anlassen der Brennkraftmaschine 3 wird der vorgewählte Gang ausgelegt. Ist der vorgewählte Gang zum Zeitpunkt t₂ ausgelegt befindet sich die Brennkraftmaschine 3 beispielsweise immer noch im Startvorgang. Nachdem der vorgewählte Gang ausgelegt ist, befindet sich das Getriebe 4 beispielsweise ab dem Zeitpunkt t₂ in einem kraftschlussfreien Zustand.
Sobald das Getriebe 4 zum Zeitpunkt t₂ kraftschlussfrei ist, oder ab einem Zeitpunkt t₃, wird die Kupplungseinrichtung 5 mit Druckfluid gefüllt. Der Zeitpunkt t₂ kann dem Zeitpunkt t₃ entsprechen, das heißt, die Kupplungseinrichtung 5 wird unmittelbar nach dem Auslegen des Ganges befüllt. Die Kupplungseinrichtung 5 wird mit Hydraulikfluid befüllt und zum Erzeugen eines Pulses 15 mit einem hohen Arbeitsdruck beaufschlagt. Das Füllen und Bewegen der Kupplungseinrichtung 5 kann gleichzeitig erfolgen. Bei dem Pulsvorgang, welcher einen Druckpuls 15 oder eine Vielzahl an Druckpulsen 15 aufweist, wird die Kupplungseinrichtung 5 insbesondere von einer Neutralposition in eine Arbeitsposition bzw. über diese Arbeitsposition hinaus und wieder zurück in die Neutralposition bewegt oder gepulst. Ein Druckverlauf der Kupplungseinrichtung 5 ist mittels einer Kurve 13 als Sollwert und mittels einer Kurve 14 als Istwert dargestellt. Der Druckpuls 15 weist in der Sollwertkurve 13 des Druckverlaufes vorzugsweise ein Rechtecksignal auf. Das Verfahren zum Betreiben des Antriebssystems 1 kann eine Vielzahl an Druckpulsen 15 aufweisen. Nach oder während dem Erzeugen des Druckpulses 15 ist die Brennkraftmaschine 3 gestartet und hat ihre Leerlaufdrehzahl n_L erreicht. Die Kupplungskühlung ist vorzugsweise während dem Erzeugen des Druckpulses 15 abgeschaltet.
Nach dem Pulsen der Kupplungseinrichtung 5 wird das Hydraulikfluid aus der Kupplungseinrichtung 5 entleert. Der zuvor ausgelegte vorgewählte Gang wird zu einem Zeitpunkt t₄ wieder eingelegt. Nach oder während dem Wiedereinlegen des vorgewählten Ganges wird zu einem Zeitpunkt t₅ die Kupplungskühlung 28 vorzugsweise eingeschaltet.
Schaltet ein Fahrzeugführer zum Zeitpunkt t₆ den Wählhebel des Ganggetriebes 4 von der Wählhebelstellung P auf die Wählhebelstellung D, wird die Kupplungseinrichtung 5 befüllt und in ihre Arbeitsposition betätigt. Es wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine 3 und Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges 2 hergestellt. Zum Zeitpunkt t₇ fährt das Kraftfahrzeug an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006056530 A1 [0004]
DE 10302172 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) für ein Kraftfahrzeug (2), mit folgenden Verfahrensschritten: Befüllen einer eine Brennkraftmaschine (3) und ein Getriebe (4) des Antriebssystems (1) wirkverbindenden hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) mit Druckfluid bei einem kraftschlussfreien Betriebszustand des Getriebes (4); Bewegen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) mittels des Druckfluides; und Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtung (5, 6) von einer Neutralposition in eine Arbeitsposition oder über die Arbeitsposition hinaus und zurück in die Neutralposition bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) vor oder während dem Befüllen der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) nach oder während dem Starten der Brennkraftmaschine (3) durch Auslegen einer vorgewählten Gangstufe des Getriebes (4) in den kraftschlussfreien Betriebszustand verbracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach Erreichen einer Mindestdrehzahl (n_Min) der Brennkraftmaschine (3) das Getriebe (4) in den kraftschlussfreien Betriebszustand verbracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entleeren des Druckfluides aus der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtung (5, 6) das Getriebe (4) durch ein Wiedereinlegen der ausgelegten Gangstufe in einen kraftschlüssigen Betriebszustand verbracht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (28) der Kupplungseinrichtung (5, 6) ausgeschaltet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtung (5, 6) mehrfach bewegt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, wenn sich ein Wählhebel des Getriebes (4) in einer Neutralposition (N) oder in einer Parkposition (P) befindet.