DE102012015291A1

DE102012015291A1 - Kraftfahrzeug mit einer aktuatorbetätigten Kupplung

Info

Publication number: DE102012015291A1
Application number: DE102012015291.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Rübsam; Michael Selinger
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-06
Also published as: CN103573863A; US20140067214A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Brennkraftmaschine (1), einer damit verbindbaren Antriebsradanordnung (2), einer Kupplung (3) zum wahlweisen Verbinden und Trennen von Brennkraftmaschine (1) und Antriebsradanordnung (2), einem Aktuator (4) zum Betätigen dieser Kupplung (3), sowie einem Steuermittel (5) zum Steuern dieses Aktuators (4), wobei dieses Steuermittel (5) ein Vergleichsmittel (5.1) zum Vergleichen einer Soll-(xs) und einer Ist-Größe (x) und ein Stellmittel (5.2) aufweist, das dazu eingerichtet ist, auf Basis dieses Vergleichs von Soll- und Ist-Größe (x – xs) die Kupplung (3), insbesondere teilweise (0 < Z < 1), zu schließen oder zu öffnen, sowie ein Verfahren zum automatischen Betätigen der Kupplung (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer aktuatorbetätigten Kupplung, ein Verfahren zum automatischen Betätigen dieser Kupplung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE 10 2008 029 453 A1 ist bei Kraftfahrzeugen einerseits ein sogenannter Segelmodus, der sich durch Einlegen der Position „N” am Wählhebel eines Automatikfahrzeugs bzw. durch Treten der Kupplung oder Einlegen des Leerganges bei einem Handschalter herstellen lässt, so dass das Kraftfahrzeug beim Rollen nicht durch das Schleppmoment des Motors gebremst wird, und andererseits ein sogenannter Schubbetrieb bekannt, in dem der Motor mit dem Antriebsstrang verbunden ist.
Durch eine sogenannte Schubabschaltung („Deceleration Fuel Cut Off DFCO) kann in einem Schubbetrieb die Treibstoffzufuhr zum Motor unterbrochen und damit sein Verbrauch minimiert werden.
Es kann in bestimmten Fahrsituationen günstiger sein, die Schubabschaltung zu nutzen, beispielsweise bei Befahren starker Gefällestrecken, bei denen die Bremswirkung des nicht treibstoffversorgten Motors zudem vorteilhaft sein kann. In anderen Fahrsituationen kann der Segelmodus gesamtenergetisch günstiger sein, zum Beispiel beim Befahren leichter Gefällestrecken, bei denen der Verlust an kinetischer Energie durch das Schleppmoment des Motors die Treibstoffeinsparung des Schubbetriebs überwiegen kann.
Die DE 10 2008 029 453 A1 schlägt ein Verfahren zum Einstellen des Segelmodus bei einem Kraftfahrzeug vor, wobei der Fahrer durch eine haptisch spürbare Fahr- oder Bremspedalstellung oder das Betätigen eines Tempomaten in den Segelmodus schalten kann. Gleichermaßen kann eine Sensorik vorgesehen sein, welche erkennt, dass die momentane Leistungs- bzw. Geschwindigkeitsanforderung auch ohne Motor erfüllbar ist, und dann selbsttätig in den Segelmodus schaltet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 9 stellt ein Verfahren zum automatischen Betätigen einer Kupplung eines solchen Kraftfahrzeugs, Anspruch 14 ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Otto- oder Dieselmotor, eine damit verbindbare Antriebsradanordnung, die insbesondere eine angetriebene Vorder- und/oder Hinterachse aufweisen kann, und eine Kupplung zum wahlweisen Verbinden und Trennen von Brennkraftmaschine und Antriebsradanordnung auf. Ein manuell, semi- bzw. halbautomatisch oder vollautomatisch schaltbares Getriebe kann brennkraft- und/oder antriebsradanordnungsseitig der Kupplung in einem Antriebsstrang zwischen Brennkraftmaschine und Antriebsradanordnung angeordnet sein.
Zum Betätigen dieser Kupplung ist gemäß einer Ausführung ein Aktuator sowie ein Steuermittel zum Steuern dieses Aktuators vorgesehen. Der Aktuator kann in einer Weiterbildung die Kupplung elektromotorisch, elektromagnetisch, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigen und hierzu insbesondere einen oder mehrere Elektromotoren, Elektromagnete und/oder hydraulische und/oder pneumatische Fördermittel, insbesondere Pumpen, Druckreservoirs und/oder Stellglieder, insbesondere Ventile, aufweisen. Das Stellmittel ist gemäß einer Weiterbildung elektrisch, insbesondere über einen Bus, oder kabellos mit dem Aktuator signalverbunden. Somit weist ein Kraftfahrzeug nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine sogenannte „clutch-by-wire”-Kupplung auf, die nicht mechanisch mit einem Kupplungsbetätigungsmittel, insbesondere Kupplungshand- oder -fußpedal, gekoppelt bzw. verbunden ist. Auf diese Weise kann, insbesondere zusätzlich zu manuellen Kupplungsbetätigungen durch den Fahrer, die Kupplung durch das Steuermittel (auch) automatisch betätigt werden, wobei eine solche automatische Kupplungsbetätigung vorzugsweise gegenüber einer manuellen Betätigung nachrangig priorisiert sein kann:
betätigt der Fahrer ein Kupplungsbetätigungsmittel, setzt das Steuermittel dies in eine entsprechende Kupplungsbetätigung durch den Aktuator um, unabhängig von einer eventuellen automatischen Kupplungsbetätigung, die demgegenüber zurückgestellt bzw. ignoriert oder zeitlich verschoben werden kann.
Nach einem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung weist das Steuermittel ein Vergleichsmittel zum Vergleichen einer Soll- und einer Ist-Größe und ein Stellmittel auf, das dazu eingerichtet ist, auf Basis dieses Vergleichs von Soll- und Ist-Größe die Kupplung, insbesondere teilweise, zu schließen oder zu öffnen. Nach einem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum automatischen Betätigen der Kupplung die Schritte des Vergleichens einer Soll- und einer Ist-Größe, insbesondere durch das Vergleichsmittel, und des, insbesondere teilweisen, Schließens oder Öffnens der Kupplung auf Basis dieses Vergleichs von Soll- und Ist-Größe, insbesondere durch das Stellmittel, auf.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Steuer-, Vergleichs- und/oder Stellmittel, kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) oder -teileinheit und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Aktuator steuern kann. Entsprechend können nachfolgende Ausführungen gleichermaßen für den Vorrichtungs- und/oder Verfahrensaspekt gelten.
Nach einem Aspekt wird die Kupplung durch den Aktuator wahlweise geschlossen oder geöffnet. Das Steuermittel kann das Fahrzeug damit gemäß einer Ausführung automatisch in einen Segelmodus, in dem die Kupplung vollständig geöffnet ist bzw. Brennkraftmaschine und Antriebsradanordnung mechanisch vollständig voneinander getrennt sind, und von diesem wieder zurück in einen Schubmodus schalten, in dem die Kupplung, insbesondere vollständig, geschlossen ist bzw. Brennkraftmaschine und Antriebsradanordnung mechanisch, insbesondere – wenigstens im Wesentlichen – schlupffrei, miteinander verbunden bzw. gekoppelt sind.
Auf diese Weise kann, in einer Ausführung insbesondere auch bei einer manuell betätigbaren „clutch-by-wire”-Kupplung, automatisch in den jeweils vorteilhafteren von dem Segel- und dem Schubmodus bzw. -betrieb geschaltet werden. Insbesondere kann von einem Segel- automatisch in einen Schubbetrieb mit Schubabschaltung bzw. Unterbrechung der Treibstoffzufuhr geschaltet werden, wenn dieser günstiger ist, beispielsweise auf einer starken Gefällstrecke.
Nach einem Aspekt wird die Kupplung durch den Aktuator teilweise geschlossen oder geöffnet. Unter einer teilweise geschlossenen bzw. geöffneten Kupplung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Kupplung bzw. ein Kupplungszustand verstanden, bei dem eine Antriebskraft im Vergleich zu einer vollständig geschlossenen Kupplung nur zu einem geringeren Teil bzw. Prozentsatz, insbesondere zu höchstens 90%, vorzugsweise höchstens 75%, insbesondere höchstens 50% und vorzugsweise höchstens 45%, und/oder zu mindestens 10%, zwischen Brennkraftmaschine und Antriebsanordnung übertragen wird, wobei zur kompakteren Darstellung vorliegend auch antiparallele Kräftepaare, d. h. Drehmomente, verallgemeinernd als Kräfte im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Eine im Sinne der vorliegenden Erfindung teilweise geschlossene bzw. geöffnete Kupplung kann auch als „schleifende” Kupplung bezeichnet werden und beispielsweise durch eine gegenüber einer vollständig geschlossenen Kupplung reduzierte Anpress- oder Reibkraft zwischen Kupplungsgliedern, insbesondere -belägen, ausgebildet sein. Gleichermaßen kann eine teilweise geschlossene bzw. geöffnete Kupplung beispielsweise durch einen Drehmomentwandler mit getrennter Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet sein.
Die Kupplung kann insbesondere, wenigstens im Wesentlichen, kontinuierlich oder diskretisiert teilweise geschlossen oder geöffnet werden, beispielsweise in vorgegebenen Stufen, wobei zwischen vollständig geöffneter und vollständig geschlossener Kupplung in einer Weiterbildung wenigstens zwei, insbesondere wenigstens 5 Stufen vorgesehen sein können. In einer Ausführung kann eine Schließzeit der Kupplung, insbesondere kennfeldbasiert, auf Basis einer Fahrsituation, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeit, Getriebestufe bzw. eines Ganges, einer Gaspedalstellung und/oder eine Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder der Antriebsradanordnung, variiert werden.
Durch ein teilweises Öffnen bzw. Schließen der Kupplung kann in vorteilhafter Weise eine hybride Mischung aus Segel- und Schubmodus dargestellt werden. Im Segelmodus wird die Brennkraftmaschine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bei Leerlaufdrehzahl betrieben und verbraucht Treibstoff. Im Schubmodus kann in einer Weiterbildung die Treibstoffzufuhr, wenigstens im Wesentlichen, unterbrochen werden, so dass der Treibstoffverbrauch minimiert wird.
Das sogenannte Schleppmoment einer Brennkraftmaschine, d. h. die Widerstandskraft, die diese einem Mitdrehen durch die Antriebsradanordnung entgegensetzt, welche zwangsweise, beispielsweise durch Herabrollen eines starken Gefälles oder Ausrollen unter Trägheit, gedreht wird, hängt unter anderem von der aufgeprägten Drehzahl der Brennkraftmaschine ab. Durch eine schleifende Kupplung kann das Schleppmoment der Brennkraftmaschine den Anforderungen angepasst werden. Beispielsweise kann durch zunehmendes Schließen der Kupplung ein zunehmendes Schleppmoment aufgeprägt werden, um bei einem Herabrollen des Fahrzeugs bei zunehmendem Gefälle seine Geschwindigkeit, wenigstens im Wesentlichen, konstant zu halten. Umgekehrt kann durch zunehmendes Öffnen der Kupplung ein abnehmendes Schleppmoment aufgeprägt werden, um bei einem Herabrollen des Fahrzeugs bei abnehmendem Gefälle seine Geschwindigkeit, wenigstens im Wesentlichen, konstant zu halten. Diese Anpassung des Schleppmoments, das im Schubbetrieb aufgeprägt wird, kann vorteilhafterweise bis in den Segelmodus hinein erfolgen, in dem das Schleppmoment, wenigstens im Wesentlichen, vollständig entfällt.
Nach einem Aspekt wird die Kupplung auf Basis eines Vergleichs kinematischer Soll- und Ist-Größen betätigt. Insbesondere kann eine Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit ermittelt werden, vorzugsweise aus einer oder mehreren Raddrehzahlen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Fahrzeug-Ist-Beschleunigung ermittelt werden, vorzugsweise durch zeitliche Differentiation einer ermittelten Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit und/oder mittels wenigstens eines Beschleunigungssensors. Eine Fahrzeug-Soll-Geschwindigkeit und/oder -Beschleunigung kann insbesondere durch einen Tempomat vorgegeben oder aus einer Betätigung einer Pedalanordnung, insbesondere einer Betätigung eines Gas- und/oder eines Bremspedals, ermittelt werden, wobei zur kompakteren Darstellung jedwede manuell betätigbare Eingabemittel zum Betätigen einer Fahrzeugbremse bzw. dem Einstellen einer Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine, insbesondere entsprechende bewegliche Fuß- und Handpedale bzw. -hebel, verallgemeinernd als Brems- bzw. Fußpedal im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet werden.
In einer Ausführung kann in den Segelmodus geschaltet bzw. die Kupplung automatisch vollständig geöffnet werden, wenn eine kinematische Soll-Größe eine kinematische Ist-Größe um einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert unter- oder überschreitet, das Fahrzeug beispielsweise langsamer wird oder fährt als vorgegeben, oder eine Differenz zwischen einer kinematischen Soll- und Ist-Größe betragsmäßig einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert über- oder unterschreitet, das Fahrzeug beispielsweise mit – wenigstens im Wesentlichen – konstanter Geschwindigkeit fährt. Zusätzlich oder alternativ kann die Kupplung geschlossen werden, wenn eine kinematische Soll-Größe eine kinematische Ist-Größe um einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert über- oder unterschreitet, das Fahrzeug beispielsweise schneller wird oder fährt als vorgegeben, oder eine Differenz zwischen einer kinematischen Soll- und Ist-Größe betragsmäßig einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert unter- oder überschreitet, sich beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit über einen Grenzwert hinaus verändert. Wie vorstehend beschrieben, kann insbesondere die Kupplung vollständig geschlossen werden, wenn eine kinematische Soll-Größe eine kinematische Ist-Größe um einen vorgegebenen Grenzwert über- oder unterschreitet oder eine Differenz zwischen einer kinematischen Soll- und Ist-Größe betragsmäßig einen vorgegebenen Grenzwert unter- oder überschreitet. Gleichermaßen kann die Kupplung entsprechend einer Differenz zwischen einer kinematischen Soll- und Ist-Größe zunehmend geöffnet bzw. geschlossen werden, beispielsweise proportional zu dieser Differenz oder deren Betrag.
In einer Ausführung kann in den Segelmodus geschaltet bzw. die Kupplung automatisch vollständig geöffnet oder in den Schubbetrieb geschaltet bzw. die Kupplung automatisch vollständig geschlossen werden, wenn eine thermische Soll-Größe eine thermische Ist-Größe um einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert überschreitet, insbesondere die Temperatur der Kupplung oder deren zeitlicher Gradient einen Grenzwert überschreitet. Insbesondere, wenn länger mit schleifender Kupplung gefahren wird, kann diese überhitzen. Um dies zu vermeiden, kann sie bei entsprechender Temperaturentwicklung vollständig geöffnet werden, um sie zu kühlen, oder vollständig geschlossen werden, um den Schlupf und damit die Dissipationswärme zu reduzieren.
Die Temperatur der Kupplung kann in einer Ausführung direkt, beispielsweise über einen Sensor, erfasst werden. Gleichermaßen kann sie auch beispielsweise über einen Energieeintrag abgeschätzt werden. Allgemein kann in einer Ausführung die Kupplung automatisch vollständig oder teilweise geöffnet oder geschlossen werden, wenn eine dynamische Soll-Größe eine dynamische Ist-Größe um einen vorgegebenen, insbesondere variabel vorgebbaren, Grenzwert unter- oder überschreitet. Eine dynamische Größe im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine Antriebskraft und/oder -leistung umfassen, insbesondere sein. Beispielsweise kann die Kupplung (zunehmend) geschlossen werden, um ein (zunehmendes) Schleppmoment aufzuprägen, wenn eine Ist-Antriebskraft und/oder -leistung eine Soll-Antriebskraft bzw. -leistung übersteigt, um diese Differenz auszugleichen oder wenigstens zu verringern. Zusätzlich oder alternativ kann die Kupplung automatisch vollständig geöffnet oder geschlossen werden, wenn die, über einen Zeitraum integrierte, Antriebskraft oder -leistung betragsmäßig einen Soll- bzw. Grenzwert übersteigt, da hieraus ein übermäßiger Energieeintrag in die Kupplung und damit eine entsprechende Wärmeentwicklung abgeschätzt werden kann.
Die Wahl zwischen Segel-, Schub- und gegebenenfalls einer hybriden Mischung aus Segel- und Schubmodus kann insbesondere von einer zukünftigen Fahrstrecke des Fahrzeugs abhängen. So kann es bei Abfahren einer Gefällstrecke mit anschließendem Halt zweckmäßig sein, in den Schubmodus zu schalten, um das Schleppmoment zu nutzen und, bei Schubabschaltung, den Treibstoffverbrauch zu minimieren. Soll das Fahrzeug hingegen nach Abfahren einer Gefällstrecke weiterrollen, kann es zweckmäßig sein, in den Segelmodus zu schalten, um seine kinetische Energie zu konservieren.
Daher ist in einer Weiterbildung ein Abschätzmittel bzw. ein Abschätzen einer, insbesondere zukünftigen, kinematischen Größe, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung, vorgesehen, wobei die Kupplung auf Basis dieser Abschätzung, insbesondere teilweise, geschlossen oder geöffnet wird. Ein Abschätzen kann insbesondere anhand einer Routenplanung, eines Navigationssystems, einer Umgebungserkennung oder dergleichen erfolgen. So kann beispielsweise in den Schubbetrieb geschaltet werden, wenn eine Umgebungserkennung ein Stop-Schild, eine rote Ampel oder dergleichen erkennt und so ein zukünftiger bzw. bevorstehender Halt des Fahrzeugs abgeschätzt werden kann, oder in den Segelmodus, wenn auf Basis eines Navigationssystems und/oder einer Umgebungserkennung ein freies Rollen nach einer Gefällestrecke abgeschätzt werden kann.
In einer Ausführung weist das Kraftfahrzeug eine Pedalanordnung mit einem Gas- und einem Bremspedal, vorzugsweise auch einem Kupplungspedal, auf, wobei die Kupplung auf Basis einer Betätigung dieser Pedalanordnung geschlossen oder geöffnet werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass nur in den Segelmodus geschaltet bzw. die Kupplung vollständig geöffnet wird, wenn kein Pedal der Pedalanordnung manuell betätigt ist, und/oder dass in den Schubmodus geschaltet bzw. die Kupplung teilweise oder vollständig geschlossen wird, wenn irgendein Pedal der Pedalanordnung manuell betätigt wird.
Insbesondere im Schubbetrieb bzw. bei vollständig oder teilweise geschlossener Kupplung kann eine Schubabschaltung (DFCO) bzw. Unterbrechung einer Treibstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann im Segelmodus bzw. bei vollständig geöffneter Kupplung eine Unterbrechung der Treibstoffzufuhr vorgesehen sein, wobei in einer Weiterbildung Fahrzeugaggregate, insbesondere eine brems- und/oder Lenkunterstützung, dann batterieversorgt werden können. Die Unterbrechung kann insbesondere auf Basis einer Betätigung der Pedalanordnung und/oder des Vergleichs von Soll- und Ist-Größe erfolgen, beispielsweise bei Betätigung eines Bremspedals.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 ein Kraftfahrzeug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
2 ein Verfahren zum automatischen Betätigen einer Kupplung des Kraftfahrzeugs der 1.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einer Brennkraftmaschine 1, einer damit verbindbaren Antriebsradanordnung 2, einer Kupplung 3 zum wahlweisen Verbinden und Trennen von Brennkraftmaschine 1 und Antriebsradanordnung 2, einem Aktuator 4 zum Betätigen dieser Kupplung, sowie einem Steuermittel 5 zum Steuern dieses Aktuators 4, wobei dieses Steuermittel 5 ein Vergleichsmittel 5.1 zum Vergleichen einer Soll-Größe x_s und einer Ist-Größe x (vgl. 2) und ein Stellmittel 5.2 aufweist, das dazu eingerichtet ist, auf Basis dieses Vergleichs (x – x_s) von Soll- und Ist-Größe die Kupplung 3, insbesondere teilweise, zu schließen oder zu öffnen. Das Steuermittel 5 kann beispielsweise in einer ECU des Kraftfahrzeugs integriert bzw. implementiert und über ein Bussystem mit der Brennkraftmaschine 1, dem Aktuator 4, Radgeschwindigkeitssensoren 9 und einem Stellwegsensor eines Gaspedals 6, Bremspedals 7 und Kupplungspedals 8 daten- bzw. signalverbunden sein, wie in 1 strichpunktiert angedeutet.
Die Kupplung 3 ist als automatisch betätigbare „clutch-by-wire”-Kupplung ausgebildet: betätigt der Fahrer das Kupplungspedal 8, erfasst dies das Steuermittel 5 und betätigt mittels des Aktuators 4 die Kupplung 3. Zusätzlich kann das Steuermittel 5, insbesondere sein Stellmittel 5.2, mittels des Aktuators 4 die Kupplung 3 auch automatisch entsprechend eines Verfahrens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung betätigen, das beispielhaft durch das Steuermittel 5, insbesondere dessen Vergleichsmittel 5.1 und Stellmittel 5.2, implementiert sein bzw. ausgeführt werden kann, und das nachfolgend mit Bezug auf 2 erläutert wird:
In einem Schritt S10 vergleicht das Vergleichsmittel 5.1 eine Soll-Größe x_s und eine Ist-Größe x. Diese Größe kann beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder -beschleunigung sein. Dabei kann eine Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit x auf Basis der Sensorsignale der Radgeschwindigkeitssensoren 9, eine Fahrzeug-Ist-Beschleunigung x auf Basis einer zeitlichen Differentiation dieser Sensorsignale ermittelt werden. Eine Fahrzeug-Soll-Geschwindigkeit bzw. -Beschleunigung x_s kann insbesondere auf Basis einer Betätigung der Pedalanordnung 6–8 ermittelt werden. Insbesondere kann eine Soll-Beschleunigung = 0 vorgegeben bzw. ermittelt werden, wenn weder Gas- noch Bremspedal 6, 7 betätigt sind.
Im Ausführungsbeispiel weist das Stellmittel 5.2 einen Proportional- oder Differentialregler auf, der aus der mit einer Proportionalitätskonstanten P multiplizierten Differenz x – x_s zwischen Ist- und Soll-Wert eine Regelgröße k bestimmt und hieraus in einem Schritt S20 eine Stellgröße Z für die Kupplung 3 bzw. deren Aktuator 4 ermittelt. Diese ist im Ausführungsbeispiel, wie in 2 angedeutet, für negative Werte k < 0 gleich 0 und steigt für positive zunehmende Werte von k linear bis auf 1 an. Die Stellgröße Z ∊ [0, 1] stellt im Ausführungsbeispiel einen normierten Kupplungszustand dar, wobei Z = 0 einer vollständig geöffneten Kupplung 3, Z = 1 einer vollständig geschlossenen Kupplung 3, und 0 < Z < 1 einer teilweise geöffneten bzw. geschlossene Kupplung 3 entspricht.
Betätigt der Fahrer weder Gas- noch Bremspedal 6, 7, so wird hieraus auf eine Soll-Beschleunigung = 0 bzw. den Wunsch nach einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit geschlossen. Diese Anforderung wird mit dem Ist-Zustand des Fahrzeugs verglichen. Fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit oder wird das Fahrzeug langsamer (x ≤ x_s), so ergibt sich eine Stellgröße Z = 0 und das Stellmittel 5.2 öffnet mittels Aktuator 4 die Kupplung 3 vollständig, d. h. schaltet das Fahrzeug bzw. dessen Kupplung 3 in den Segelmodus. In diesem bremst kein Schleppmoment der kupplungsmäßig von der Antriebsradanordnung 2 entkoppelten Brennkraftmaschine 1 das freie Rollen des Fahrzeugs. Wird das Fahrzeug hingegen (ungewollt) schneller, beispielsweise beim Abfahren einer stärkeren Gefällestrecke, so ergibt sich eine Stellgröße 0 < Z ≤ 1 und das Stellmittel 5.2 schließt mittels Aktuator 4 die Kupplung 3 zunehmend, insbesondere vollständig (Z = 1), d. h. lässt die Kupplung schleifen bzw. schaltet das Fahrzeug in den Schubmodus, in dem das Steuermittel 5 eine Treibstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 1 unterbricht. Auf diese Weise kann durch das (zunehmende) Schleppmoment der Brennkraftmaschine 1 das Fahrzeug gebremst und so die gewünschte konstante Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht werden.
Insbesondere bei schleifender Kupplung 3 kann diese überhitzen. Daher kann vorgesehen sein, dass zusätzlich oder alternativ die Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur verglichen und die Kupplung 3 durch das Stellmittel 5.2 mittels des Aktuators 4 automatisch vollständig geöffnet (Z = 0) bzw. geschlossen (Z = 1) wird, sobald die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur(grenze) ausreichend übersteigt.
Zusätzlich oder alternativ zu einer Ermittlung einer Soll-Geschwindigkeit oder -Beschleunigung auf Basis einer Betätigung der Pedalanordnung kann gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass bei einer Betätigung wenigstens eines Pedals 6, 7 und 8 der Pedalanordnung die Kupplung 3 durch das Stellmittel 5.2 mittels des Aktuators 4 automatisch vollständig geschlossen (Z = 1) wird.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

1	Brennkraftmaschine
2	Antriebsrad(anordnung)
3	Kupplung
4	Aktuator
5	Steuermittel
5.1	Vergleichsmittel
5.2	Stellmittel
6	Gaspedal
7	Bremspedal
8	Kupplungspedal
9	Radgeschwindigkeitssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008029453 A1 [0002, 0005]

Claims

Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Brennkraftmaschine (1), einer damit verbindbaren Antriebsradanordnung (2), einer Kupplung (3) zum wahlweisen Verbinden und Trennen von Brennkraftmaschine (1) und Antriebsradanordnung (2), einem Aktuator (4) zum Betätigen dieser Kupplung (3), sowie einem Steuermittel (5) zum Steuern dieses Aktuators (4), wobei dieses Steuermittel (5) ein Vergleichsmittel (5.1) zum Vergleichen einer Soll-(x_s) und einer Ist-Größe (x) und ein Stellmittel (5.2) aufweist, das dazu eingerichtet ist, auf Basis dieses Vergleichs von Soll- und Ist-Größe (x – x_s) die Kupplung (3), insbesondere teilweise (0 < Z < 1), zu schließen oder zu öffnen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Vergleichsmittel (5.1) zum Vergleichen thermischer Größen, insbesondere Kupplungstemperaturen, dynamischer Größen, insbesondere Antriebskräften und/oder -leistungen, und/oder kinematischer Größen, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen (x, x_s) eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Abschätzmittel (5) zum Abschätzen einer kinematischen Größe, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung, wobei das Stellmittel (5.2) dazu eingerichtet ist, auf Basis dieser Abschätzung die Kupplung (3), insbesondere teilweise (0 < Z < 1), zu schließen oder zu öffnen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Pedalanordnung (6–8) mit einem Gas-(6) und einem Bremspedal (7), wobei das Stellmittel (5.2) dazu eingerichtet ist, auf Basis einer Betätigung der Pedalanordnung (6–8) die Kupplung (3), insbesondere teilweise (0 < Z < 1), zu schließen oder zu öffnen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stellmittel (5.2) dazu eingerichtet ist, die Kupplung (3) kontinuierlich oder diskretisiert teilweise zu schließen oder zu öffnen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Treibstoffsteuermittel (5) zum wahlweisen Unterbrechen einer Treibstoffzufuhr der Brennkraftmaschine (1), das dazu eingerichtet ist, die Treibstoffzufuhr auf Basis einer Betätigung einer Pedalanordnung (6–8) mit einem Gas-(6) und einem Bremspedal (7) und/oder auf Basis des Vergleichs von Soll- und Ist-Größe zu unterbrechen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stellmittel (5.2) elektrisch, insbesondere über einen Bus, oder kabellos mit dem Aktuator (4) signalverbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktuator (4) dazu eingerichtet ist, die Kupplung (3) elektromotorisch, -magnetisch, hydraulisch und/oder pneumatisch zu betätigen.
Verfahren zum automatischen Betätigen der Kupplung (3) eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch dessen Steuermittel (5), mit den Schritten: (S10) Vergleichen einer Soll- und einer Ist-Größe (x – x_s); und (S20), insbesondere teilweises, Schließen oder Öffnen der Kupplung (3) auf Basis dieses Vergleichs von Soll- und Ist-Größe.
Verfahren nach Anspruch 9, mit dem Schritt: Vergleichen thermischer Größen, insbesondere Kupplungstemperaturen, dynamischer Größen, insbesondere Antriebskräften und/oder -leistungen, und/oder kinematischer Größen, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen (x, x_s).
Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, mit den Schritten: Abschätzen einer kinematischen Größe, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung; und, insbesondere teilweises, Schließen oder Öffnen der Kupplung (3) auf Basis dieser Abschätzung.
Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, mit dem Schritt: insbesondere teilweises, Schließen oder Öffnen der Kupplung auf Basis einer Betätigung einer Pedalanordnung (6–8) mit einem Gas-(6) und einem Bremspedal (7).
Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, mit dem Schritt: kontinuierliches oder diskretisiertes teilweises Schließen oder Öffnen der Kupplung (3).
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche.