DE102015200202A1

DE102015200202A1 - Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102015200202A1
Application number: DE102015200202.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Baehr; Marco Grethel; Dominik Herkommer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei welchem eine nicht sicher selbsthaltende Kupplungsaktorik (12) eine aufzudrückende Kupplung (2) ansteuert. Bei einem Verfahren, bei welchem gefährliche Fahrsituationen in einem Segelbetrieb unterbunden werden können, wird eine aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung (2) mit einem gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen, wobei bei einer Überschreitung des Drehzahldifferenzschwellwertes durch die aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung (2) ein Segelbetrieb des Fahrzeuges verhindert oder abgebrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei welchem eine nicht sicher selbsthaltende Kupplungsaktorik eine aufzudrückende Kupplung ansteuert.
Aus der WO 2007/054051 A2 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Motorspannungsgrenze eines Kupplungsstellmotors bekannt, bei welchem ein Kupplungsaktor eines automatisierten Schaltgetriebes bewegungslos bleibt, was durch Anlegen einer Haltespannung an dem elektromotorischen Kupplungsaktor realisiert wird. Die Verwendung einer selbsthaltenden Kupplungsaktorik ist mit hohem Aufwand verbunden und somit sehr kostenintensiv. Zudem verursacht die Verwendung eines sicher selbsthaltenden Kupplungsaktors eine erhöhte Betätigungsleistung im Normalbetrieb der Kupplung.
Neben dieser aktiven Selbsthaltung der Kupplung ist auch eine passive Selbsthaltung bekannt, welche durch einen konstruktiv festgelegten Wirkungsgrad des elektromotorischen Kupplungsaktors erreicht wird. Allerdings kann eine Selbsthaltung durch den mechanischen Wirkungsgrad unter Vibration des Kraftfahrzeuges nicht immer sichergestellt werden.
Aus der WO 2014/094758 A1 ist eine Kupplungssteuerung bekannt, bei welcher bei Vorliegen einer Bedingung zur Einleitung eines Segelbetriebes des Kraftfahrzeuges ein Trennen der Kupplung zum Einleiten des Segelbetriebes ausgeführt wird, wobei das Trennen der Kupplung unabhängig von der Betätigung einer Betätigungseinheit erfolgt. Zusätzlich wird während des Segelbetriebes ein manueller Wechsel der Gangstufe des Getriebes verhindert. Ein solcher Segelbetrieb tritt auf, wenn das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, während der Antriebsmotor vom Antriebsstrang getrennt ist und im Leerlauf läuft bzw. abgestellt ist. Durch dieses Segeln wird Kraftstoff gespart. Allerdings kann es im Segelbetrieb des Fahrzeuges bei einem unkontrollierten Schließen der Kupplung infolge der Verwendung einer nicht sicher selbsthaltenden Kupplungsaktorik zu einer Beschleunigung der Motordrehzahl aus dem Triebstrang heraus kommen. Dies führt zu stark bremsenden Momenten an den Antriebsrädern, so dass es zum Radhaftungsabriss auf der Straße kommt. Durch dieses Fehlverhalten der Kupplungsaktorik sind gefährliche Situationen im Fahrzeugverkehr zu erwarten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem trotz Verwendung einer nicht sicher selbsthaltenden Kupplungsaktorik im Fahrzeugzustand Segeln Gefahrensituationen sicher unterbunden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung mit einem gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen wird, wobei bei einer Überschreitung des Drehzahldifferenzschwellwertes durch die aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung ein Segelbetrieb des Fahrzeuges verhindert oder abgebrochen wird. Somit ist ein Segelbetrieb nur dann erlaubt, wenn es beim ungewollten Schließen der Kupplung nicht zu gefährlichen Fahrzuständen infolge eines Radhaftungsabrisses kommen kann. Die Unterbindung des Segelbetriebes ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn durch den Fahrer die Gangwahl des Fahrzeuges verändert wird.
Vorteilhafterweise wird bei Vorliegen einer Bedingung zur Einleitung des Segelbetriebes die zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung bestimmt und mit dem gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen, wobei der Segelbetrieb nicht begonnen wird, wenn die zu erwartende Drehzahldifferenz den Drehzahldifferenzschwellwert überschreitet. Dazu werden die auf die Antriebsräder übertragenen Momente klein gehalten, so dass ein Radabriss zuverlässig verhindert wird.
In einer Alternative wird ein laufender Segelbetrieb des Fahrzeuges abgebrochen, wenn die aktuelle Drehzahldifferenz den Drehzahldifferenzschwellwert überschreitet. Auch hierdurch werden gefährliche Situationen während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges verhindert.
In einer Ausgestaltung wird zum Abbrechen des Segelbetriebes die Kupplung kontrolliert langsam geschlossen. Dadurch wird beim Schließen der Kupplung nur eine begrenzte Momentenrate übertragen, so dass der maximal erlaubte gangabhängige Drehzahldifferenzschwellwert nur in den kleinsten Gängen oder gar nicht erreicht werden kann. Das Fahren in kleinen Gängen impliziert eine langsame Geschwindigkeit, wodurch die Gefahr von kritischen Situationen weiter reduziert wird.
In einer Variante wird der Drehzahldifferenzschwellwert aus einer Schließgeschwindigkeit der Kupplung und einer Differenzdrehzahl der Kupplung zu Beginn des Schließvorganges der Kupplung in Abhängigkeit des Ganges ermittelt. Da die Schließgeschwindigkeit und die Differenzdrehzahl zu Beginn des Vorganges ein Schleppmoment an der Kupplung charakterisieren, lassen sich somit Rückschlüsse auf das Verzögerungsmoment der Antriebsräder des Fahrzeuges herstellen, woraus der Radhaftungsabriss unterbunden wird.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges dargestellt. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 1, dessen Antriebswelle mit einer Kupplung 2 verbunden ist. Über eine Getriebeeingangswelle 3 ist die Kupplung 2 mit einem Schaltgetriebe 4 gekoppelt, dessen Getriebeausgangswelle 5 auf die Antriebsräder 6 führt. Das Schaltgetriebe 4 wird durch ein Handschaltmodul 7 in Form eines Wählhebels betätigt, an welchem ein Gangwahlsensor 8 befestigt ist, der mit einem Kupplungssteuergerät 9 verbunden ist. An das Kupplungssteuergerät 9 ist weiterhin ein Motordrehzahlsensor 10 angeschlossen, welcher die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 detektiert. Die Kupplung 2 wird von einem Ausrücksystem 11 betätigt, welches von einem nicht selbsthaltenden Kupplungsaktor 12 betrieben wird, welcher das Kupplungssteuergerät 9 umfasst. Darüber hinaus wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 3 mittels eines Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensors 13 sensiert.
Befindet sich das Fahrzeug im Segelbetrieb, so rollt das Fahrzeug während der Verbrennungsmotor 1 durch die Kupplung 2 vom Antriebsstrang getrennt ist, um Kraftstoff einzusparen. In einer Ausführungsform kann während des Segelbetriebes des Fahrzeuges der Verbrennungsmotor 1 auch abgeschaltet sein.
Verändert nun während des Segelbetriebes des Fahrzeuges der Fahrer den Gang durch Betätigung des Handschaltmoduls 7, so wird eine Drehzahldifferenz, die sich an der Kupplung 2 zwischen der Antriebswelle 14 des Verbrennungsmotors 1 und der Getriebeeingangswelle 3 einstellt, erhöht. Eine Erhöhung der Drehzahldifferenz erfolgt auch, wenn das Fahrzeug beim Bergabrollen beschleunigt wird.
Da das Fahrzeug eine nicht sicher selbsthaltende Kupplungsaktorik 12 aufweist, wird die Drehzahldifferenz an der Kupplung 2 durch das Kupplungssteuergerät 9 überwacht. In dem Kupplungssteuergerät 9 ist ein Drehzahldifferenzschwellwert abgelegt, welcher gangabhängig bestimmt und errechnet wird. Dabei wird dieser gangabhängige Drehzahldifferenzschwellwert aus der Schließgeschwindigkeit der Kupplung 2 und einer Differenzdrehzahl zu Beginn des Schließens der Kupplung 2 bei jeweils eingelegtem Gang ermittelt. Es wird davon ausgegangen, dass oberhalb des jeweils gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwertes ein unbeabsichtigtes schnelles Schließen der Kupplung 2 zu kritischen Fahrsituationen infolge eines Radhaftungsabrisses führen kann. Aus diesem Grund wird während des Segelbetriebes die Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle 14 des Verbrennungsmotors 1 und der Getriebeeingangswelle 3 bestimmt und mit dem jeweiligen gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen. Überschreitet die aktuelle Drehzahldifferenz den gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert oder besteht die Gefahr, dass dieser demnächst überschritten wird, so wird die Kupplung 2 kontrolliert langsam geschlossen, so dass das Starten oder Beschleunigen des Verbrennungsmotors 1 keine zu hohen Momente auf die Antriebsräder 6 erzeugt und gefährliche Situationen unterbunden werden. Somit wird der Segelvorgang abgebrochen.
Alternativ dazu wird schon bei Vorliegen einer Bedingung zur Einleitung des Segelbetriebes geprüft, ob die aktuelle Drehzahldifferenz an der Kupplung 2 den gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird das Segeln nicht begonnen.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
2: Kupplung
3: Getriebeeingangswelle
4: Schaltgetriebe
5: Getriebeausgangswelle
6: Antriebsräder
7: Handschaltmodul
8: Gangwahlsensor
9: Kupplungssteuergerät
10: Motordrehzahlsensor
11: Ausrücksystem
12: Kupplungsaktor
13: Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor
14: Antriebswelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/054051 A2 [0002]
WO 2014/094758 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei welchem eine nicht sicher selbsthaltende Kupplungsaktorik (12) eine aufzudrückende Kupplung (2) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung (2) mit einem gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen wird, wobei bei einer Überschreitung des Drehzahldifferenzschwellwertes durch die aktuelle oder zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung (2) ein Segelbetrieb des Fahrzeuges verhindert oder abgebrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Bedingung zur Einleitung des Segelbetriebes die zu erwartende Drehzahldifferenz der Kupplung (2) bestimmt und mit dem gangabhängigen Drehzahldifferenzschwellwert verglichen wird, wobei der Segelbetrieb nicht begonnen wird, wenn die zu erwartende Drehzahldifferenz den Drehzahldifferenzschwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segelbetrieb des Fahrzeuges abgebrochen wird, wenn die aktuelle Drehzahldifferenz den Drehzahldifferenzschwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbrechen des Segelbetriebes die Kupplung (2) kontrolliert langsam geschlossen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahldifferenzschwellwert aus einer Schließgeschwindigkeit der Kupplung (2) und einer Differenzdrehzahl der Kupplung (2) zu Beginn des Schließvorganges der Kupplung (2) in Abhängigkeit des Ganges ermittelt wird.