DE19700325A1 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung im Fahr­ betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine und einem damit über eine Kupplung verbundenen Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus DE 44 19 701 A1 ist eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brenn­ kraftmaschine, einem Getriebe und einer dazwischen angeordneten Kupplung bekannt. Diese bekannte Antriebsanordnung weist ein Steuergerät auf, welch es unter anderem in Abhängigkeit eines einem Fahrpedal zugeordneten Sensors ein als Drosselklappe ausge­ bildetes Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine und in einem automatisierten Ver­ fahren die genannte Kupplung betätigt.

Zur Erzielung von geringen Kraftstoffverbräuchen bzw. Schadstoffemissionen wird diese bekannte Brennkraftmaschine in sogenannten Schwungnutzphasen, also antriebslosen Fahrbetriebsphasen immer dann abgeschaltet, wenn der dem Gaspedal zugeordnete Sensor für eine festgelegte Zeitspanne signalisiert, daß dieses Gaspedal nicht betätigt worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Antriebsanordnung anzugeben, mit welcher gegenüber konventionell betriebenen Antriebsanordnungen eine deutliche Kraftstoffverbrauchsreduzierung erzielbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht vor, daß ein derart ausgestattetes Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb inter­ mittierend betrieben wird, d. h. daß bei einer durch den Fahrer vorgegebenen Fahrge­ schwindigkeit in automatisierter Weise ohne weiteres Zutun des Fahrers durch das Steuergerät antriebslose Fahrbetriebsphasen eingeleitet werden, in welchen die Brenn­ kraftmaschinendrehzahl auf die dann aktuell notwendige Leerlaufdrehzahl zurückgeführt wird und anschließend, nachdem die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit um einen vorein­ stellbaren, vergleichsweise geringen Betrag abgefallen ist, die Brennkraftmaschine durch das Steuergerät erneut soweit hoch gedreht wird, daß ein ruckfreies automatisiertes Ankoppeln der Brennkraftmaschine an die angetriebenen Räder erneut möglich ist.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die in den antriebslosen Fahrbe­ triebsphasen ein gesparte Kraftstoffmenge größer ist als diejenige Kraftstoffmenge, die in den jeweils darauffolgenden Fahrbetriebsphasen erforderlich ist. Dieses ist im wesent­ lichen damit zu begründen, daß sich die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung ver­ gleichsweise häufig im Leerlaufbetrieb befindet, wobei die notwendige Schleppleistung beispielsweise für den Ventiltrieb und den Antrieb der Nebenaggregate vergleichsweise gering ist.

Das Hochdrehen der Brennkraftmaschine nach den antriebslosen Fahrbetriebsphasen kann mit relativ geringem Kraftstoffeinsatz erfolgen, da dieses lastfrei bis zum Zeitpunkt des Einkuppelns erfolgen kann.

Zusätzlicher Aufwand, wie es bei einem vollständigen Abschalten der Brennkraftma­ schine in den antriebslosen Fahrbetriebsphasen zum Aufrechterhalten des Antrieb es von Nebenaggregaten sowie zur Aufrechterhaltung des Bordnetzes erforderlich wäre, wird vorteilhafterweise vermieden.

Die Reduktion der aktuell eingestellten Fahrgeschwindigkeit während der antriebslosen Fahrbetriebsphasen ist im starken Maße von den äußeren, auf das Kraftfahrzeug ein­ wirkenden Widerständen abhängig. Die Erfindung ist also besonders vorteilhaft bei Kraftfahrzeugen mit vergleichsweise geringer Querschnittsfläche sowie mit geringem Rollwiderstand anwendbar. Zur Anpassung an individuelle Kraftfahrzeuge ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß in dem Steuergerät kraftfahrzeugindividuelle Werte für den Abfall der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit bzw. der damit korrespondierenden Ab­ triebsdrehzahl der Brennkraftmaschine einstellbar sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß in den angetriebenen Fahrbetriebsphasen die Fahrgeschwindigkeit jeweils um ein bestimmtes Maß über die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit erhöht wird, um so im Mittel aus den antriebslosen und den angetriebenen Fahrbetriebsphasen die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit zu erzielen.

Für eine besonders einfache Ausführungsvariante ohne automatisierten Kupplungs­ betrieb kann ein zusätzlich angeordneter Freilauf zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe für den notwendigen Abfall der Brennkraftmaschinendrehzahl während der antriebslosen Phasen sorgen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand einer Zeich­ nung näher erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In stark schematisierter Weise ist in der Zeichnung eine Brennkraftmaschine 1 gezeigt, welche über eine Kupplung 2 mit einem Getriebe 3 verbunden ist, welches wiederum über Halbwellen 4 auf angetriebene Räder 5 eines Kraftfahrzeuges wirkt.

Der Brennkraftmaschine 1 ist ein Leistungsstellglied in Form einer ansteuerbaren Drosselklappe 6 zugeordnet, alternativ dazu kann, wie gestrichelt gezeichnet, das Leistungsstellglied beispielsweise als regelbare Einspritzpumpe 7 ausgebildet sein.

Das gezeigte Getriebe 3 ist als Handschaltgetriebe ausgeführt, kann jedoch alternativ, in baulicher Vereinigung mit der Kupplung 2, auch als automatisches Getriebe ausgeführt sein.

Der Antriebsanordnung ist weiterhin ein Steuergerät 8 zugeordnet, welches über gestrichelt gezeichnete Steuer- und/oder Signalleitungen mit verschiedenen Kompo­ nenten dieser Antriebsanordnung zusammen wirkt.

Einem manuell zu betätigenden Fahrgeschwindigkeitseinstellglied in Form eines Fahr­ pedales 9 ist ein Pedalwinkelsensor 10 zugeordnet, dessen Sensorsignale dem Steuer­ gerät 8 zugeführt werden.

Als weiteres Fahrgeschwindigkeitseinstellglied kann zusätzlich ein Schalter 11 einer Geschwindigkeitsregelanlage vorgesehen sein, dessen Sensorsignale ebenfalls dem Steuergerät 8 zugeführt werden.

Dem Steuergerät 8 werden weiterhin Signale eines Brennkraftmaschinendrehzahlsensors 12, eines Eingangsdrehzahlsensors 13 des Getriebes 3 und eines Raddrehzahlsensors 14 zugeführt.

Der Fahrbetrieb eines mit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ausgerüsteten Kraftfahrzeuges gestaltet sich wie folgt.

Durch die manuell zu betätigenden Fahrgeschwindigkeitseinstellglieder Fahrpedal 9 oder Schalter 11 wird mittels Steuergerät 8 das Leistungsstellglied Drosselklappe 6 oder Einspritzpumpe 7 der Brennkraftmaschine 1 derart eingestellt, daß das Kraftfahrzeug eine der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit entsprechende Geschwindigkeit erreicht. Das Erreichen dieser vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit wird beispielsweise durch den Raddrehzahlsensor 14 signalisiert. Weist diese erzielte Fahrgeschwindigkeit für eine im Steuergerät voreingestellte Zeitspanne zwischen beispielsweise 0 und 3 Sekunden einen konstanten Wert auf, wird vom Steuergerät 8 in automatisierter Weise die Kupplung 2 geöffnet, so daß eine antriebslose Fahrbetriebsphase eingeleitet wird. Aufgrund der dann geöffneten Kupplung 2 sind die angetriebenen Räder 5 des Kraftfahrzeuges von der antreibenden Brennkraftmaschine 1 entkoppelt, alternativ über den bereits genannten Freilauf.

Aufgrund des nun weitgehend lastfreien Betriebes der Brennkraftmaschine 1 wird deren Drehzahl vom Steuergerät 8 auf den Wert der Leerlaufdrehzahl zurückgeregelt, welcher in Abhängigkeit von aktuell zu betreibenden Nebenaggregaten im Steuergerät 8 abgelegt ist.

In diesen antriebslosen Fahrbetriebsphasen kann der Kraftstoffverbrauch der Brennkraft­ maschine 1 auf ein Minimum eingestellt werden, da diese lediglich nicht absterben soll bzw. notwendige Nebenaggregate anzutreiben hat. Hierbei können zur weiteren Kraft­ stoffersparnis beispielsweise einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine abgeschaltet oderzyklisch ausgeblendet werden.

Im Steuergerät 8 sind kraftfahrzeugindividuelle und von der jeweils vorgegebenen Fahr­ geschwindigkeit abhängende Schwellwerte für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit ermit­ telt über den Raddrehzahlsensor 14 oder den Eingangsdrehzahlsensor 13, gespeichert. Wird dieser Schwellwert durch das Abfallen der aktuellen Fahrgeschwindigkeit erreicht, wechselt das Steuergerät 8 von der antriebslosen erneut in eine angetriebene Fahrbe­ triebsphase durch Einstellen des Leistungsstellgliedes derart, daß die Brennkraftma­ schinendrehzahl soweit erhöht wird, daß ein ruckfreies Schließen der Kupplung 2 möglich ist. Dieses kann in einfacher Weise durch Vergleich der Signale von Brenn­ kraftmaschinendrehzahlsensor 12 und Eingangsdrehzahlsensor 13 erfolgen.

Wird das Fahrpedal 9 beispielsweise bei einer Fahrgeschwindigkeit von 70 km/h für mehr als zwei Sekunden in einer konstanten Winkelposition gehaften, so öffnet das Steuergerät 8 automatisch die Kupplung 2. Vor dem Öffnen dieser Kupplung signalisiert sowohl Sensor 12 als auch Sensor 13 jeweils eine Drehzahl von 2000 U/Min. Die an­ triebslose Fahrbetriebsphase wird dann beispielsweise beendet, wenn Drehzahlsensor 13 das Erreichen des Schwellwertes von 1950 U/Min. signalisiert.

Die angetriebene Fahrbetriebsphase wird anschließend mindestens so lange bei konstan­ tem Pedalwinkel beibehaften, bis die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit erneut erreicht ist. Anschließend kann erneut eine antriebslose Fahrbetriebsphase eingeleitet werden.

Um eine der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit entsprechende mittlere Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges aus den antriebslosen und den angetriebenen Fahrbetriebsphasen zu erzielen, kann vorgesehen sein, daß in den angetriebenen Phasen die Fahrgeschwin­ digkeit über den vorgegebenen Wert erhöht wird.

Wird der vorbeschriebene Fahrbetrieb mit abwechselnden antriebslosen und angetriebe­ nen Phasen nicht gewünscht, kann dieser durch einen manuell zu betätigenden Schalter 15 abgeschaltet werden.

Durch Fahrbahnunebenheiten über das Fahrpedal 9 auf den Pedalwinkelsensor 10 über­ tragene, ungewollte schnelle Änderungen dieses Pedalwinkels können vom Steuergerät 8 ausgeblendet werden.

Der vorbeschriebene intermittierende Betrieb der Antriebsanordnung ist je derzeit mittels mehrerer Kriterien abbrechbar, beispielsweise durch das Betätigen einer Kraftfahrzeug bremse oder durch eine entsprechend große Auslenkung des Fahrpedales 9.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung im Fahrbetrieb eines Kraftfahr­ zeuges, mit einer Brennkraftmaschine (1) und einem damit über eine Kupplung (2) verbundenen Getriebe (3),
bei dem ein Steuergerät (8) in Abhängigkeit von Sensorsignalen eines manuell zu betätigen den Fahrgeschwindigkeitseinstellgliedes ein Leistungsstellglied (6; 7) der Brennkraftmaschine (1) zur Erzielung der durch das Signal vorgegebenen Fahrge­ schwindigkeit betätigt,
und bei dem das Steuergerät (8) antriebslose Fahrbetriebsphasen einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß diese antriebslosen Fahrbetriebsphasen eingeleitet werden, wenn nach dem Erreichen der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit diese für eine voreingestellte Zeitspanne einen konstanten Wert aufweist, und das während dieser Fahrbetriebsphasen die angetriebenen Räder (5) des Kraft­ fahrzeuges von der antreibenden Brennkraftmaschine (1) entkoppelt sind und das Steuergerät (8) mittels des Leistungsstellgliedes (6; 7) die Brennkraftmaschinendreh­ zahl auf einen voreinstellbaren Wert regelt,
und daß diese antriebslosen Fahrbetriebsphasen dann durch einen Wechsel in den angetriebenen Fahrbetrieb beendet werden, wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit oder eine Drehzahl des Getriebes (3) einen vorgebbaren Schwellwert erreicht, welcher unterhalb der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit oder der dieser ent­ sprechenden Abtriebsdrehzahl des Getriebes liegt, bis die vorgegebene Fahrge­ schwindigkeit zumindest erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten und das Beenden antriebsloser Fahrbetriebsphasen durch ein vom Steuergerät (8) ausgelöstes, automatisiertes Betätigen der Kupplung (2) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beenden der antriebslosen Fahrbetriebsphasen durch ein vom Steuergerät (8) ausgelöstes, auto­ matisiertes Schließen der Kupplung (2) erfolgt, nach dem das Steuergerät (8) das Leistungsstellglied (6; 7) derart verstellt hat, daß ein dem vorgegebenen Schwellwert zumindest weitgehend entsprechendes, ruckfreies Schließen der Kupplung erfolgen kann.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer antriebslosen Fahrbetriebsphase in einem ange­ triebenen Fahrbetrieb das Leistungsstellglied (6; 7) bis zum Erreichen einer oberhalb der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit betätigt wird, derart, daß sich im Mittel der im antriebslosen und im angetriebenen Fahrbetrieb erzielten Fahrgeschwindigkeiten die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit einstellt.