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WO2004082978A1 - Verfahren zum betrieb eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2004082978A1
WO2004082978A1 PCT/EP2004/000726 EP2004000726W WO2004082978A1 WO 2004082978 A1 WO2004082978 A1 WO 2004082978A1 EP 2004000726 W EP2004000726 W EP 2004000726W WO 2004082978 A1 WO2004082978 A1 WO 2004082978A1
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WO
WIPO (PCT)
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torque
friction clutch
drive machine
control device
setpoint
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2004/000726
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Heber
Jürgen Lang
Anton Rink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to JP2006504396A priority Critical patent/JP2006520441A/ja
Priority to US10/549,693 priority patent/US20070173375A1/en
Publication of WO2004082978A1 publication Critical patent/WO2004082978A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating a drive train of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 2.
  • DE 198 06 497 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle with a drive machine in the form of an internal combustion engine, a transmission in the form of a manually shiftable manual transmission and a friction clutch in the form of a friction-start clutch.
  • the friction clutch is arranged between the drive machine and the transmission and can be actuated by a vehicle driver by means of an actuation arrangement. If the friction clutch is completely closed, a control device ir i , E-Qrm of a slip control monitors a state of the friction clutch by comparing speeds before and after the friction clutch. If the control device detects a slip on the friction clutch, that is to say a speed difference between the speeds mentioned, it reduces a given torque of the drive machine for a limited time. This reduces the slip on the friction clutch.
  • the object of the invention is to propose a method for operating a drive train by means of which chem, taking into account as much as possible a torque specification by a vehicle driver, damage to the friction clutch and other components of the transmission are avoided and low-wear operation of the friction clutch is made possible.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and a method according to claim 4.
  • a friction clutch If a friction clutch is operated with slip, energy in the form of heat is released on the friction linings of the friction clutch. Part of the dissipated energy is released to the environment via the surface of the friction clutch; in the case of a so-called wet-running friction clutch, another part is released to an operating medium.
  • the energy not released leads to heating or heating of the friction clutch, in particular the friction linings. Excessive heating and thus an excessive temperature of the coupling can lead to damage and increased wear on the coupling. With increasing temperature, the energy radiation to the surroundings also increases, which can also lead to overheating of other components of the transmission which are arranged in the vicinity of the friction clutch.
  • the control device determines an amount of energy dissipated in the friction clutch and / or a temperature of the friction clutch.
  • the amount of energy is, for example, the slip at the friction clutch, that is, the speed difference between the speeds at the input and at the output the clutch, the output torque of the prime mover, the change in the speed of the prime mover and a moment of inertia of the prime mover.
  • the temperature of the coupling can either be measured using suitable sensors or calculated on the basis of a temperature model. With the temperature model, the temperature of the coupling can be determined, for example, depending on the amount of energy mentioned and on parameters for heat radiation. The determination of the amount of energy and / or the temperature is carried out in all operating areas of the friction clutch, when the friction clutch is completely closed, that is, no slippage should occur, and then when slippage is consciously set on the friction clutch.
  • the control device compares the amount of energy and / or the temperature with limit values. If the amount of energy dissipated and / or the temperature exceed the limit values, the control device reduces the torque delivered by the drive machine.
  • the control device can either directly control the drive machine or send a corresponding request to a further control device, which then implements the request. The control device thus either directly or indirectly reduces the torque delivered by the drive machine.
  • the method according to the invention thus prevents overheating and overstressing of the friction clutch in all operating areas of the friction clutch. This enables damage-free and low-wear operation of the drive train.
  • the drive machine can be designed, for example, as an internal combustion engine and the transmission as a manual transmission, an automated mechanical transmission, a stepped automatic transmission or a continuously variable transmission.
  • the friction clutch which serves in particular as a starting clutch can be designed as a foot-operated clutch or as an automated clutch.
  • the control device determines a desired torque value by subtracting a reduction value from a current torque of the drive machine.
  • the reduction value can depend on the slip on the friction clutch, a certain amount of energy and / or a certain temperature. In particular, the greater the slip, the amount of energy or the temperature, the greater the reduction value.
  • the control device sets this torque setpoint directly or indirectly on the drive machine.
  • the current torque can correspond to the currently delivered torque.
  • torque areas and a representative torque for each area can be stored in the control device.
  • the control device then checks in which area the output torque is and uses the associated representative torque as the current torque.
  • the state of the friction clutch is still monitored after the output torque of the drive machine has been reduced. In particular, it is checked whether there is still slippage at the friction clutch and / or whether the temperature is still above the limit value. On the basis of the result of the monitoring, in particular if one of the conditions mentioned is fulfilled, the torque setpoint is reduced again by a reduction value.
  • the torque setpoint can therefore be reduced in steps.
  • the reduction values of the various reductions can be the same size or different.
  • the torque setpoint could be reduced to a fixed value, which could be dependent, for example, on the amount of energy and / or the temperature.
  • the reduction value can be made significantly smaller compared to a one-time reduction in the torque output.
  • the method according to the invention offers the advantage that the output torque of the drive machine is reduced as little as possible.
  • the step-like reduction with multiple checks to determine whether a further reduction is necessary allows the torque to be reduced as little as possible.
  • the limit values mentioned depend on the operating variables of the motor vehicle and / or specifications of a vehicle driver and / or environmental variables.
  • Operating variables are, for example, a temperature of the transmission, an engaged gear of the transmission or a degree of actuation of the friction clutch.
  • the degree of actuation of the friction clutch indicates how far the clutch between the two extreme positions is fully open and fully closed.
  • the driver's specifications are, for example, a degree of actuation of a power control element or an actuation or a degree of actuation of a brake of the motor vehicle.
  • the brake can be designed as a service and / or parking brake.
  • Environmental variables describe the environment of the motor vehicle.
  • the outside temperature is an example of an environmental variable.
  • the limit values can thus be adapted to the currently prevailing conditions in and around the motor vehicle. The output torque of the drive machine is therefore only reduced if it is necessary for damage-free operation of the drive train.
  • the limit values mentioned are dependent on an actuation of a brake by the vehicle driver. If the conditions are otherwise the same, the limit values when the brake is applied are lower than when the brake is not applied. In addition to the dependence on this digital decision, the limit values can also depend on the degree of actuation of the brake. This reduces the torque when the brake is actuated with a smaller amount of dissipated energy and / or at a lower temperature of the clutch. The reduction therefore begins earlier.
  • the driver of the vehicle can simultaneously operate the brake and the power control element when the motor vehicle is operating.
  • the prime mover then delivers torque and power, possibly without the vehicle moving.
  • a high slip on the clutch is to be expected.
  • this mode of operation constitutes misuse of the motor vehicle.
  • the torque is reduced more quickly, thus preventing misuse and damage to the friction clutch or the transmission.
  • the limit values mentioned are dependent on the degree of actuation of a power control element. Under otherwise identical conditions, the limit values increase as the degree of actuation increases. The torque delivered by the drive machine also increases as the degree of actuation of the power control element increases. The degree of actuation represents a measure of the dynamics of the motor vehicle desired by the driver. In addition to the degree of actuation, The limit values also depend on variables that describe the driving style of the vehicle driver, for example sporty or calm.
  • the torque can thus be reduced later when the driver demands high dynamics of the motor vehicle, that is to say at higher dissipated amounts of energy and / or temperatures. This increases the driver's satisfaction.
  • the limit values are, of course, only changed to such an extent that damage to the clutch or the transmission can be reliably prevented.
  • a number of violations of the limit values mentioned is determined and stored in the control device.
  • the number or also further information such as, for example, the duration of the overshoot, the amount of energy dissipated, the temperature of the friction clutch or a ratio of the duration of the overshoots to the total time of operation of the motor vehicle can be stored.
  • the storage takes place in a non-volatile memory, that is to say that it is retained after the motor vehicle has been switched off.
  • the storage can also be carried out in connection with a method according to DE 198 06 497 AI.
  • This information can be read out when the motor vehicle is in the workshop. This makes it easier to diagnose any errors and can also provide information about the need to replace components. During operation of the motor vehicle, the information can be used to draw the driver's attention to the need to check the friction clutch or the transmission, for example by means of a display.
  • the drive machine is designed as an internal combustion engine and has a thrust circuit.
  • the overrun cut-off is activated, fuel is no longer injected and fuel is saved. In this state, the prime mover is driven by the vehicle wheels.
  • the overrun cutoff is activated when a setpoint value for the output torque of the drive machine is less than a overrun cutoff torque and other conditions, for example the speed of the drive machine is greater than a threshold value, are met.
  • the output torque of the drive machine is reduced, the torque setpoint is always greater than the aforementioned overrun fuel cutoff torque.
  • the control device determines at least one further torque setpoint.
  • a further torque setpoint can be dependent, for example, on an engaged gear in the transmission. Due to mechanical conditions in the transmission, the transmission may be able to transmit less torque in different gears than the drive machine can deliver.
  • a torque setpoint is stored in the control device for each gear and is selected depending on the gear.
  • Another possibility for a further torque setpoint is to determine a torque setpoint when starting, depending on the degree of actuation of the power control element and on a speed of the drive machine. This prevents small changes in the sizes mentioned from leading to large changes in the torque of the drive machine. This improves the controllability of the delivered torque and avoids uncomfortable switching.
  • the control device determines the minimum of the desired torque values and sets the determined minimum on the drive machine. This reliably prevents damage to the gearbox and at the same time enables the motor vehicle to be operated comfortably.
  • the torque setpoint is gradually increased. As soon as there is no more slip on the friction clutch, no further energy is dissipated. The temperature of the friction clutch no longer increases. The torque of the drive machine can thus be increased again. If the vehicle driver specifies an immediate increase, there is a risk that the friction clutch will immediately slip again.
  • the step-by-step increase which is particularly slower than the step-by-step reduction, makes it possible to check after each step whether slip occurs. Renewed slippage 'is therefore quickly recognized a lot and can be degraded by a repeated small reduction targeted again. Reduction of the new slip can take place in a targeted manner, since the slip limit of the friction clutch is therefore known very precisely.
  • the friction clutch is designed as an automated friction clutch.
  • the friction clutch is therefore actuated by an actuator in accordance with the control device. Simultaneously with a reduction in the torque delivered by the drive machine, the friction clutch is closed during a starting process due to an activation of the control device.
  • a starting process is recognized, for example, when a speed of the motor vehicle is below a limit value.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a drive train of a motor vehicle
  • Fig. 2 is a flowchart of a method for
  • 3a and 3b each show a diagram for the temporal representation of operating variables of the motor vehicle during a starting process with a reduction in the torque output of the drive machine.
  • a drive train 10 of a motor vehicle has a drive machine 11 designed as an internal combustion engine, which is controlled by a control device 12.
  • the control device 12 is in signal connection with actuators (not shown), such as a throttle valve actuator, and sensors, such as a speed sensor for determining the speed of the drive machine 11.
  • the control device 12 is also in signal connection with a power actuator 13 designed as an accelerator pedal, by means of which a vehicle driver can set an output torque of the drive machine 11.
  • the degree of actuation of the power control element 13 is a measure of the torque delivered by the drive machine 11. The greater the degree of actuation, the greater the torque output.
  • the control device 12 can calculate further operating variables of the drive machine 11, for example the output torque of the drive machine 11, from detected variables.
  • the Control device 12 can control the actuators of drive machine 11 in such a way that a certain torque is output by drive machine 11.
  • a fuel cut-off function is integrated in the control device 12.
  • the drive machine 11 is connected via an output shaft 14 to a transmission 15, which is designed as an automated mechanical transmission and is controlled by a control device 16.
  • the control device 16 has a signal connection with actuators (not shown), such as actuators for selecting and selecting the various gears, and sensors, such as a speed sensor for determining the speed of a transmission input shaft 25.
  • the control device 16 is also in signal connection with a shift lever 26, by means of which the vehicle driver can trigger gearshifts in the transmission 15.
  • the control device 16 is in signal connection with a clutch actuating element (not shown).
  • the control device 16 can open or close the friction clutch 17 by suitable actuation of the clutch actuating element.
  • the transmission 15 is connected by means of a drive shaft 18 to an axle drive 19, which transmits the output torque of the drive machine 11 via side shafts 20 to driven vehicle wheels 21 in a known manner.
  • Speed sensors 22 are arranged on the vehicle wheels 21, which have a signal connection to a control device 23 stand.
  • the control device 23 can use the speed sensors 22 to detect a speed of the vehicle wheels 21.
  • the speed of the motor vehicle can be determined from these speeds.
  • the control devices 12, 16 and 23 are connected to one another via a serial bus connection, for example via a CAN bus.
  • Detected variables such as the speed of the vehicle wheels 21, can thus be exchanged or requests to a control device, for example the setting of a desired torque value, can be sent from the control device 16 of the friction clutch 17 and the transmission 15 to the control device 12 of the drive machine 11.
  • the output torque of the drive machine 11 is controlled at least indirectly by the control device 16 of the friction clutch 17 and the transmission 15.
  • the control device 16 determines a slip on the friction clutch 17 from the speed of the drive machine 11 and the speed of the transmission input shaft 25. As soon as slip occurs and the friction clutch 17 is at least partially closed, the control device 16 determines the amount of energy dissipated. If the amount of energy exceeds a limit value, the control device 16 requests a reduction in the torque output of the drive machine 11, which is implemented by the control device 12. As soon as there is no more slip on the friction clutch 17, the reduction is withdrawn and the control device 12 again sets a torque corresponding to the degree of actuation of the power actuator 13.
  • a temperature sensor can also be arranged on the friction clutch, by means of which the control device of the Friction clutch can detect a temperature of the friction clutch. In addition to measuring the temperature, the control device can also calculate the temperature using a temperature model of the friction clutch. In accordance with the comparison of the dissipated energy with a limit value, the measured or calculated temperature of the coupling can also be compared with a limit value. The procedure for exceeding the limit is the same as for exceeding the limit due to the amount of energy.
  • the speed of the transmission input shaft can also be determined from the measured speeds of the vehicle wheels and the ratios in the axle transmission and in the transmission.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for operating the drive train 10.
  • the method is processed by the control device 16 in a fixed time cycle.
  • the method starts in block 30.
  • query block 31 it is checked whether there is any slip on the friction clutch 17.
  • the method is continued in block 32.
  • the method is continued downward if the result of the test is positive, corresponding to the exit of the query block, and if the result is negative, the exit to the side.
  • the amount of energy dissipated in the friction clutch is calculated. The amount of energy is calculated using the following formula: in which :
  • E M the amount of energy at time t-1 in [Joule], the amount of slip in [1 / s] at time t,
  • the kinetic energy is dependent on a moment of inertia of the drive machine 11 and on a change in the speed of the drive machine 11.
  • a limit value for the amount of energy is determined in the following block 33.
  • the limit value is read from tables depending on the actuation of the brake and the degree of actuation of the power control element 13. When the brake is applied, the limit is lower than when the brake is not applied. With a high degree of actuation of the power control element 13, the limit value is greater than with a small degree of actuation.
  • a counter stored in a non-volatile memory is increased by one in the following block 35. The increase is carried out only once when passing through several times during a hatching process. The counter indicates how often an energy threshold has been exceeded.
  • a desired torque value is determined by subtracting a reduction value from the torque currently being output. Since the method is carried out at a fixed time, block 36 can be run through several times. In the case of a second reduction, the torque setpoint is calculated by subtracting the reduction value from the current torque setpoint.
  • the minimum is determined from the torque setpoint determined in block 36, a gear-dependent torque setpoint and a torque setpoint dependent on the speed of the drive machine 11 and the degree of actuation of the power actuator 13.
  • the determined minimum is output in block 38 to the control device 12 of the drive machine 11, which implements the specification and sets the required torque. The method then jumps back to query block 31.
  • the torque setpoint can be reduced in steps.
  • query block 39 it is checked whether a torque reduction is active. For this purpose, it is checked whether there is a current torque setpoint from block 36 and whether this torque setpoint is less than the torque corresponding to the degree of actuation of the power control element 13. If this is the case, the torque setpoint is increased by an increase value in block 40 and the method is continued in block 37, which is followed by the described procedure. By repeatedly running through the block 40 during a slip operation, the desired torque can be increased in steps.
  • the torque setpoint is set to a negative inactive value in block 41 and thus the reduction due to excessive dissipated energy in the friction clutch 17 is deactivated. The other limits on the torque remain active, so that the method is also continued in block 37.
  • 3a and 3b show the time profiles of operating variables of the motor vehicle during a start-up process with a reduction in the torque delivered by the drive machine.
  • FIG. 3a shows the output torque of the drive machine 11 (solid line 52), a default torque of the vehicle driver (dashed line 53) and a desired torque value (dotted line 54) for reducing the output torque.
  • 3b shows the speed of the drive machine 11 (solid line 56), the speed of the transmission input shaft 25 (dash-dotted line 56) and the sum of the dissipated energy (dashed line 57).
  • the motor vehicle is at a standstill and the vehicle driver specifies a predetermined torque for the output torque of the drive machine 11 via the power actuator 13. Because of this, the torque and the rotational speed of the drive machine 11 increase.
  • the friction clutch 17 is slightly closed (not shown). Thus, slip occurs at the friction clutch 17 and energy is dissipated, so that the line 57 also rises. With a further brief delay, the speed of the transmission input shaft 25 also increases, the motor vehicle starts to move. supply. The slip continues, so that the sum of the dissipated energy increases further.
  • the energy exceeds a limit value 60, whereupon the desired torque value jumps from a negative inactive value to a value which is a reduction value smaller than the output torque of the drive machine 11 at time 59.
  • the torque setpoint is reduced further by the step-down reduction value.
  • the friction clutch 17 is completely closed, so that the slip is reduced and the rotational speeds of the drive machine 11 and the transmission input shaft 25 become the same.
  • the torque setpoint is again increased in steps by an increase value. As soon as the torque setpoint would become greater than the specified torque, the torque setpoint jumps back to the inactive value. The driver of the vehicle can then again specify the torque and further accelerate the motor vehicle.

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Abstract

Zum Vermeiden von Beschädigungen an der Reibungskupplung unter grösstmöglicher Beachtung einer Drehmomentvorgabe eines Fahrzeugführes wird von einer Steuerungseinrichtung (16) bei schlupfender Reibungskupplung (17) eine in der Reibungskupplung (17) dissipierte Energiemenge und/oder eine Temperatur der Reibungskupplung (17) bestimmt. Falls die dissipierte Energiemenge und/oder die Temperatur Grenzwerte überschreiten, reduziert die Steuerungseinrichtung (16) das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine (11). Gemäss einer zweiten Ausführungsform wird das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine (11) treppenförmig reduziert.

Description

DaimlerChrysler AG
Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
In der DE 198 06 497 AI ist ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftf hrzeugs mit einer Antriebsmaschine in Form eines Verbrennungsmotors, einem Getriebe in Form eines manuell zu schaltenden Schaltgetriebes und einer Reibungskupplung in Form einer Reibungs-Anfahr-Schaltkupplung beschrieben. Die Reibungskupplung ist zwischen Antriebsmaschine und Getriebe angeordnet und von einem Fahrzeugführer mittels einer Betätigungsanordnung betätigbar. Ist die Reibungskupplung vollständig geschlossen, so überwacht eine Steuerungseinrichtung iri,E-Qrm einer Schlupfregelung einen Zustand der Reibungskupplung, indem sie Drehzahlen vor und nach der Reibungskupplung vergleicht. Erkennt die Steuerungseinrichtung einen Schlupf an der Reibungskupplung, also eine Drehzahldifferenz zwischen den genannten Drehzahlen, reduziert sie zeitlich begrenzt ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine. Damit wird der Schlupf an der Reibungskupplung abgebaut .
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs vorzuschlagen, mittels wel- chem unter größtmöglicher Beachtung einer Drehmomentvorgabe eines Fahrzeugführers Beschädigungen an der Reibungskupplung und weiteren Komponenten des Getriebes vermieden und ein verschleißarmer Betrieb der Reibungskupplung ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ei Verfahren nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 4 gelöst .
Wenn eine Reibungskupplung mit Schlupf betrieben wird, so wird an Reibbelägen der Reibungskupplung Energie in Form von Wärme frei. Ein Teil der dissipierten Energie wird über die Oberfläche der Reibungskupplung an die Umgebung, im Falle einer sogenannten nasslaufenden Reibungskupplung wird ein weiterer Teil an ein Betriebsmedium abgegeben. Die nicht abgegebene Energie führt zu einer Erwärmung bzw. Aufheizung der Reibungskupplung, insbesondere der Reibbeläge. Zu starke Auf- heizung und damit eine zu hohe Temperatur der Kupplung kann zu Beschädigungen und zu erhöhtem Verschleiß an der Kupplung führen. Mit steigender Temperatur steigt auch die Energieab- strahlung an die Umgebung an, was auch zu einer Überhitzung von anderen Komponenten des Getriebes, welche in der Nähe der Reibungskupplung angeordnet sind, führen kann.
Durch das in der DE 198 06 497 AI beschriebene Verfahren wird eine Beschädigung der Reibungskupplung nur dann vermieden, wenn die Reibungskupplung vollständig geschlossen ist, also kein Schlupf an der Reibungskupplung auftreten dürfte . Die Gefahr einer Überhitzung ist aber gerade auch dann gegeben, wenn die Reibungskupplung bewusst mit Schlupf betrieben wird, also beispielsweise bei einem Anfahren des Kraftfahrzeugs o- der einem Gangwechsel .
Erfindungsgemäß wird von der Steuerungseinrichtung bei schlupfender Reibungskupplung eine in der Reibungskupplung dissipierte Energiemenge und/oder eine Temperatur der Reibungskupplung bestimmt. Die Energiemenge wird beispielsweise aus dem Schlupf an der Reibungskupplung, also der Drehzahl- differenz zwischen den Drehzahlen am Eingang und am Ausgang der Kupplung, dem abgegebenen Drehmoment der Antriebsmaschine, der Änderung der Drehzahl der Antriebsmaschine und einem Massenträgheitsmoment der Antriebsmaschine bestimmt. Die Temperatur der Kupplung kann entweder mittels geeigneter Sensoren gemessen oder auf Grund eines Temperaturmodells berechnet werden. Mit dem Temperaturmodell kann beispielsweise in Anhängigkeit von der genannten Energiemenge und von Kenngrößen zur Wärmeabstrahlung die Temperatur der Kupplung bestimmt werden. Die Bestimmung der Energiemenge und/oder der Temperatur wird in allen Betriebsbereichen der Reibungskupplung durchgeführt, dann wenn die Reibungskupplung vollständig geschlossen ist, also kein Schlupf auftreten sollte und dann wenn bewusst Schlupf an der Reibungskupplung eingestellt wird.
Die Steuerungseinrichtung vergleicht die Energiemenge und/oder die Temperatur mit Grenzwerten. Falls die dissipierte Energiemenge und/oder die Temperatur die Grenzwerte überschreiten, reduziert die Steuerungseinrichtung das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine. Die Steuerungseinrichtung kann dabei entweder die Antriebsmaschine direkt ansteuern o- der eine dementsprechende Anforderung an eine weitere Steuerungseinrichtung senden, welche die Anforderung dann umsetzt. Die Steuerungseinrichtung reduziert damit entweder direkt o- der indirekt das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine .
Damit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren in allen Betriebsbereichen der Reibungskupplung eine Überhitzung und Ü- berbeanspruchung der Reibungskupplung verhindert . Damit wird ein beschädigungsfreier und verschleißarmer Betrieb des Antriebsstrangs ermöglicht.
Die Antriebsmaschine kann beispielsweise als eine Brennkraftmaschine und das Getriebe als ein Handschaltgetriebe, ein automatisiertes mechanisches Getriebe, ein Stufenautomatikge- triebe oder ein stufenloses Getriebe ausgeführt sein. Die insbesondere als Anfahrkupplung dienende Reibungskupplung kann als fußkraftbetätigte Kupplung oder als eine automatisierte Kupplung ausgeführt sein.
Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 2 bestimmt die Steuerungseinrichtung einen Drehmoment-Sollwert, indem von einem aktuellen Drehmoment der Antriebsmaschine ein Reduktionswert abgezogen wird. Der Reduktionswert kann vom Schlupf an der Reibungskupplung, einer bestimmten Energiemenge und/oder einer bestimmten Temperatur abhängig sein. Der Reduktionswert ist insbesondere umso größer, je größer der Schlupf, die Energiemenge oder die Temperatur ist.
Die Steuerungseinrichtung stellt diesen Drehmoment-Sollwert direkt oder indirekt an der Antriebsmaschine ein. Das aktuelle Drehmoment kann dem aktuell abgegebenen Drehmoment entsprechen. Alternativ dazu können in der Steuerungseinrichtung Drehmomentbereiche und für jeden Bereich ein repräsentierendes Drehmoment abgespeichert sein. Die Steuerungseinrichtung prüft dann, in welchem Bereich das abgegebene Drehmoment liegt und benutzt das zugehörige repräsentierende Drehmoment als aktuelles Drehmoment.
Erfindungsgemäß wird nach erfolgter Reduktion des abgegebenen Drehmoments des Antriebsmaschine der Zustand der Reibungskupplung weiterhin überwacht . Es wird insbesondere geprüft , ob weiterhin Schlupf an der Reibungskupplung vorliegt und/oder ob die Temperatur immer noch über dem Grenzwert liegt. Auf Grund des Ergebnisses der Überwachung, ist insbesondere eine der genannten Bedingungen erfüllt, wird der Drehmoment-Sollwert nochmals um einen Reduktionswert reduziert. Der Drehmoment-Sollwert kann also treppenartig reduziert werden. Die Reduktionswerte der verschiedenen Reduktionen können dabei gleich groß oder unterschiedlich sein.
Alternativ dazu könnte der Drehmoment-Sollwert auf einen festen Wert, der beispielsweise von der Energiemenge und/oder der Temperatur abhängig sein könnte, reduziert werden. Durch die mehrmalige Reduktion des Drehmoment-Sollwerts kann der Reduktionswert im Vergleich zu einer einmaligen Reduktion des abgegebenen Drehmoments erheblich kleiner gemacht werden.
Demgegenüber bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine nur so wenig wie möglich reduziert wird. Durch die treppenartige Reduktion mit mehrfacher Prüfung, ob eine weitere Reduktion nötig ist, erlaubt es, das Drehmoment so wenig wie möglich zu reduzieren.
Jede Reduktion bewirkt, dass der Wunsch des Fahrzeugführers, welchen er mittels eines Leistungsstellorgans vorgibt, nicht umgesetzt werden kann. Jeder Eingriff in den Wunsch des Fahrzeugführers wird von diesem als unangenehm empfunden. Dieses ist umso stärker, je mehr sich das eingestellte Drehmoment vom Wunsch des Fahrzeugführers unterscheidet. Durch die minimal mögliche Reduktion des Drehmoments wird eine hohe Zufriedenheit des Fahrzeugführers erreicht und gleichzeitig ein beschädigungsfreien Betrieb des Antriebsstrangs gewährleistet.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Grenzwerte von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder Vorgaben eines Fahrzeugführers und/oder Umweltgrδßen abhängig. Betriebsgrößen sind beispielsweise eine Temperatur des Getriebes, ein eingelegter Gang des Getriebes oder ein Betätigungsgrad der Reibungskupplung. Der Betätigungsgrad der Reibungskupplung gibt an, wie weit die Kupplung zwischen den beiden Extremstellungen ganz offen und ganz geschlossen betätigt ist. Vorgaben des Fahrzeugführers sind beispielsweise ein Betätigungsgrad eines Leistungsstellorgans oder eine Betätigung o- der ein Betätigungsgrad einer Bremse des Kraftfahrzeugs. Die Bremse kann dabei als Betriebs- und/oder Feststellbremse ausgeführt sein. Umweltgrößen beschreiben die Umwelt des Kraftfahrzeugs. Die Außentemperatur ist ein Beispiel für eine Umweltgröße . Damit können die Grenzwerte an die aktuell vorherrschenden Bedingungen im und um das Kraftfahrzeug angepasst werden. Eine Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine wird also nur dann durchgeführt, wenn es für einen beschädigungsfreien Betrieb des Antriebsstrangs notwendig ist .
In Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Grenzwerte von einer Betätigung einer Bremse durch den Fahrzeugführer abhängig. Bei ansonsten gleichen Bedingungen sind die Grenzwerte bei betätigter Bremse kleiner als bei unbetätigter Bremse. Neben der Abhängigkeit von dieser digitalen Entscheidung können die Grenzwerte auch vom Betätigungsgrad der Bremse abhängig sein. Damit wird das Drehmoment bei betätigter Bremse bei einer kleineren dissipierten Energiemenge und/oder bei niedrigerer Temperatur der Kupplung reduziert . Die Reduktion setzt also früher ein.
Der Fahrzeugführer kann beim Betrieb des Kraftfahrzeugs gleichzeitig die Bremse und das Leistungsstellorgan betätigen. Damit gibt die Antriebsmaschine ein Drehmoment und eine Leistung ab, unter Umständen ohne dass das Fahrzeug sich fortbewegt. Auf jeden Fall ist mit einem hohen Schlupf an der Kupplung zu rechnen. Diese Betätigungsweise stellt in den meisten Fällen einen Missbrauch des Kraftfahrzeugs dar. Durch die Verringerung der Grenzwerte wird das Drehmoment schneller reduziert und damit der Missbrauch und Beschädigungen der Reibungskupplung oder des Getriebes verhindert .
In Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Grenzwerte von einem Betätigungsgrad eines Leistungsstellorgans abhängig. Bei ansonsten gleichen Bedingungen steigen die Grenzwerte bei steigendem Betätigungsgrad an. Das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine steigt ebenfalls mit steigendem Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans an. Der Betätigungs- grad stellt ein Maß für die vom Fahrzeugführer gewünschte Dynamik des Kraftfahrzeugs dar. Neben dem Betätigungsgrad kön- nen die Grenzwerte auch von Größen, welche die Fahrweise des Fahrzeugführers beschreiben, beispielsweise sportlich oder ruhig, abhängig sein.
Damit kann das Drehmoment bei einer Forderung des Fahrzeugführers nach hoher Dynamik des Kraftfahrzeugs später, also bei höheren dissipierten Energiemengen und/oder Temperaturen, reduziert werden. Dies erhöht die Zufriedenheit des Fahrzeugführers. Die Grenzwerte werden natürlich nur so weit verändert, dass weiterhin Beschädigungen der Kupplung oder des Getriebes sicher verhindert werden.
In Ausgestaltung der Erfindung wird eine Anzahl von Überschreitungen der genannten Grenzwerte bestimmt und in der Steuerungseinrichtung abgespeichert. Dabei kann lediglich die Anzahl oder auch weitere Informationen, wie beispielsweise die Dauer der Überschreitung, die dissipierte Energiemenge, die Temperatur der Reibungskupplung oder ein Verhältnis der Dauer der Überschreitungen zur Gesamtzeit des Betriebs des Kraftfahrzeugs abgespeichert werden. Die Speicherung erfolgt in einem nichtflüchtigen Speicher, also so, dass sie nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs erhalten bleibt.
Die Speicherung kann auch in Verbindung mit einem Verfahren nach der DE 198 06 497 AI durchgeführt.
Diese Informationen können bei einem Werkstattaufendhalt des Kraftfahrzeugs ausgelesen werden. Dies erleichtert eine Diagnose von etwaigen Fehlern und kann außerdem Hinweise auf einen notwendigen Austausch von Bauteilen geben. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs kann die Information dazu genutzt werden, um den Fahrzeugführer auf eine notwendige Überprüfung des Reibungskupplung oder des Getriebes, beispielsweise mittels einer Anzeige, aufmerksam zu machen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsmaschine als Brennkraftmaschine ausgeführt und verfügt über eine Schubab- schaltung. Bei Aktivierung der Schubabschaltung wird kein Kraftstoff mehr eingespritzt und damit Kraftstoff gespart. In diesem Zustand wird die Antriebsmaschine über die Fahrzeugräder angetrieben. Die Schubabschaltung wird aktiviert, wenn ein Sollwert für das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine kleiner ist als ein Schubabschaltmoment und weitere Bedingungen, beispielsweise Drehzahl der Antriebsmaschine ist größer als ein Schwellwert, erfüllt sind. Bei einer Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine ist der Drehmoment-Sollwert immer größer als das genannte Schubabschaltmoment .
Damit wird verhindert, dass bei einer Reduktion des Drehmoments ungewollt die Schubabschaltung aktiviert wird. Dies würde zu unangenehmen Rucken im Antriebsstrang führen. Somit wird auch während der Reduktion des Drehmoments ein komfortabler Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht .
In Ausgestaltung der Erfindung bestimmt die Steuerungseinrichtung wenigstens einen weiteren Drehmoment-Sollwert . Ein weiterer Drehmoment-Sollwert kann beispielsweise von einem eingelegten Gang im Getriebe abhängig sein. Auf Grund von mechanischen Gegebenheiten im Getriebe, kann das Getriebe unter Umständen in verschiedenen Gängen weniger Drehmoment übertragen, wie die Antriebsmaschine abgeben kann. In diesem Fall ist für jeden Gang ein Drehmoment-Sollwert in der Steuerungseinrichtung gespeichert und wird gangabhängig ausgewählt .
Eine andere Möglichkeit für einen weiteren Drehmoment- Sollwert ist es, beim Anfahren einen Drehmoment-Sollwert abhängig vom Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans und von einer Drehzahl der Antriebsmaschine bestimmen. Dadurch wird verhindert, dass kleine Änderungen der genannten Größen zu großen Änderungen des Drehmoments der Antriebsmaschine führen. Dies verbessert die Dosierbarkeit des abgegebenen Drehmoments und vermeidet unkomfortable Schaltungen. Die Steuerungseinrichtung ermittelt das Minimum der Drehmoment-Sollwerte und stellt das ermittelte Minimum an der Antriebsmaschine ein. Damit werden Beschädigungen am Getriebe sicher ausgeschlossen und gleichzeitig ein komfortabler Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
In Ausgestaltung der Erfindung wird, sobald der Schlupf an der Reibungskupplung abgebaut ist, der Drehmoment-Sollwert stufenweise erhöht. Sobald kein Schlupf an der Reibungskupplung mehr auftritt, wird keine weitere Energie mehr dissi- piert . Die Temperatur der Reibungskupplung steigt also nicht mehr weiter an. Damit kann das Drehmoment der Antriebsmaschine wieder erhöht werden. Bei einer sofortigen Erhöhung auf die Vorgabe des Fahrzeugführers ist die Gefahr gegeben, dass an der Reibungskupplung sofort wieder Schlupf auftritt . Durch die stufenweise Erhöhung, die insbesondere langsamer abläuft als die stufenweise Reduktion, kann nach jedem Schritt überprüft werden, ob Schlupf auftritt. Erneuter Schlupf ' wird damit sehr schnell erkannt und kann durch eine nochmalige geringe Reduktion gezielt wieder abgebaut werden. Der Abbau des erneuten Schlupfes kann gezielt erfolgen, da die Schlupfgrenze der Reibungskupplung damit recht genau bekannt ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist Reibungskupplung als automatisierte Reibungskupplung ausgeführt. Die Reibungskupplung wird also von einem Stellglied nach Maßgabe der Steuerungseinrichtung betätigt. Gleichzeitig mit einer Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine wird die Reibungskupplung bei einem Anfahrvorgang auf Grund einer Ansteu- erung der Steuerungseinrichtung geschlossen. Ein Anfahrvorgang wird beispielsweise erkannt, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unterhalb eines Grenzwertes liegt.
Damit wird auch bei missbräuchlicher Betätigung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrzeugführer ein Anfahren des Kraftfahrzeugs ohne Beschädigungen der Kupplung oder des Getriebes ermöglicht . Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum
Betrieb des Antriebsstrangs und
Fig. 3a und 3b" jeweils ein Diagramm zur zeitlichen Darstellung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einem Anfahrvorgang mit Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine .
Gemäß Fig. 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs über eine als Brennkraftmaschine ausgeführte Antriebsmaschine 11, welche von einer Steuerungsein- richtung 12 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 12 steht dazu mit nicht dargestellten Stellgliedern, wie beispielsweise einem Drosselklappensteller, und Sensoren, wie beispielsweise einem Drehzahlsensor zur Bestimmung der Drehzahl der Antriebsmaschine 11, in Signalverbindung. Die Steuerungseinrichtung 12 steht außerdem mit einem als Fahrpedal ausgeführten Leistungsstellglied 13 in SignalVerbindung, mittels welchem ein Fahrzeugführer ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine 11 einstellen kann. Der Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans 13 ist dabei ein Maß für das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11. Je größer der Betätigungsgrad ist, desto größer ist das abgegebene Drehmoment. Die Steuerungseinrichtung 12 kann aus erfassten Größen weitere Betriebsgrößen der Antriebsmaschine 11, beispielsweise das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 berechnen. Die Steuerungseinrichtung 12 kann die Stellglieder der Antriebsmaschine 11 so ansteuern, dass ein bestimmtes Drehmoment von der Antriebsmaschine 11 abgegeben wird. In der Steuerungseinrichtung 12 ist eine Schubabschaltfunktion integriert.
Die Antriebsmaschine 11 ist über eine Ausgangswelle 14 mit einem als ein automatisiertes mechanisches Getriebe ausgeführtem Getriebe 15 verbunden, welches von einer Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 16 steht dazu mit nicht dargestellten Stellgliedern, wie beispielsweise Stellgliedern zum Wählen und Auslegen der verschiedenen Gänge, und Sensoren, wie beispielsweise einem Drehzahlsensor zur Bestimmung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle 25, in SignalVerbindung. Die Steuerungseinrichtung 16 steht außerdem mit einem Schalthebel 26 in Signalverbindung, mittels welchem der Fahrzeugführer Schaltungen im Getriebe 15 auslösen kann.
Zwischen Antriebsmaschine 11 und Getriebe 15 ist eine automatisierte Reibungskupplung 17 angeordnet, welche ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 16 steht dazu mit einem nicht dargestellten Kupplungsbetätigungsglied in SignalVerbindung. Durch geeignete Ansteuerung des Kupplungsbetätigungsglied kann die Steuerungseinrichtung 16 die Reibungskupplung 17 öffnen oder schließen.
Das Getriebe 15 ist mittels einer Antriebswelle 18 mit einem Achsgetriebe 19 verbunden, welches auf bekannte Weise das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 über Seitenwellen 20 auf angetriebene Fahrzeugräder 21 überträgt.
An den Fahrzeugrädern 21 sind DrehzahlSensoren 22 angeordnet, welche mit einer Steuerungseinrichtung 23 in SignalVerbindung stehen. Mittels der Drehzahlsensoren 22 kann die Steuerungseinrichtung 23 eine Drehzahl der Fahrzeugräder 21 erfassen. Aus diesen Drehzahlen kann die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Die Steuerungseinrichtungen 12, 16 und 23 stehen untereinander über eine serielle Busverbindung, beispielsweise über einen CAN-Bus, in Signal erbindung. Damit können erfasste Größen, wie beispielsweise die Drehzahl der Fahrzeugräder 21, ausgetauscht oder Anforderungen an eine Steuerungseinrichtung, beispielsweise die Einstellung eines Drehmoment- Sollwerts von der Steuerungseinrichtung 16 der Reibungskupplung 17 und des Getriebes 15 an die Steuerungseinrichtung 12 der Antriebsmaschine 11, gesendet werden. Das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 wird dabei zumindest indirekt von der Steuerungseinrichtung 16 der Reibungskupplung 17 und des Getriebes 15 angesteuert .
Die Steuerungseinrichtung 16 bestimmt aus der Drehzahl der Antriebsmaschine 11 und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 25 einen Schlupf an der Reibungskupplung 17. Sobald Schlupf auftritt und die Reibungskupplung 17 zumindest teilweise geschlossen ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 16 die dissipierte Energiemenge. Übersteigt die Energiemenge einen Grenzwert, so fordert die Steuerungseinrichtung 16 eine Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine 11 an, welche von der Steuerungseinrichtung 12 umgesetzt wird. Sobald kein Schlupf mehr an der Reibungskupplung 17 vorhanden ist, wird die Reduktion zurückgenommen und die Steuerungseinrichtung 12 stellt wieder ein dem Betätigungsgrad des Leistungsstellglieds 13 entsprechendes Drehmoment ein.
An der Reibungskupplung kann auch ein Temperatursensor angeordnet sein, mittels welchem die Steuerungseinrichtung der Reibungskupplung eine Temperatur der Reibungskupplung erfassen kann. Neben einer Messung der Temperatur kann die Steuerungseinrichtung auch eine Berechnung der Temperatur mittels eines Temperaturmodells der Reibungskupplung durchführen. Entsprechend dem Vergleich der dissipierten Energie mit einem Grenzwert kann auch die gemessene oder berechnete Temperatur der Kupplung mit einem Grenzwert verglichen werden. Das Vorgehen bei einem Überschreiten des Grenzwerts ist identisch wie beim Überschreiten des Grenzwerts durch die Energiemenge.
Falls das Getriebe nicht über einen Drehzahlsensor verfügt, kann die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auch aus den gemessenen Drehzahlen der Fahrzeugräder und der Übersetzungen im Achsgetriebe und im Getriebe bestimmt werden.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des Antriebsstrangs 10 dargestellt. Das Verfahren wird von der Steuerungseinrichtung 16 in einem festen Zeittakt abgearbeitet. Das Verfahren startet im Block 30. Im folgenden Abfrageblock 31 wird geprüft, ob Schlupf an der Reibungskupplung 17 vorliegt. Dazu wird geprüft, ob die Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebsmaschine 11 und der Getriebeeingangswelle 25 größer als ein Grenzwert ist und die Reibungskupplung 17 zumindest teilweise geschlossen ist.
Fällt die Prüfung im Abfrageblock 31 positiv aus, liegt also Schlupf vor, so wird das Verfahren im Block 32 fortgesetzt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass bei allen Abfrageblöcken in der Fig. 2 das Verfahren bei einem positiven Ergebnis der Prüfung entsprechend dem Ausgang des Abfrageblocks nach unten und bei einem negativen Ergebnis entsprechend dem Ausgang zur Seite fortgesetzt wird. Im Block 32 wird die in der Reibungskupplung dissipierte E- nergiemenge berechnet . Die Energiemenge berechnet sich nach folgender Formel :
Figure imgf000016_0001
wobei :
Et der Energiemenge zum Zeitpunkt t in [Joule] ,
EM der Energiemenge zum Zeitpunkt t-1 in [Joule] , dem Betrag des Schlupfes in [1/s] zum Zeitpunkt t,
| | dem Betrag des abgegebenen Drehmoments der Antriebs- maschine in [Nm] zum Zeitpunkt t und dt einer Taktzeit der Bearbeitung in [s] entsprechen.
Zusätzlich kann noch die kinetische Energie, welche von der Antriebsmaschine 11 bei einer Änderung der Drehzahl der Antriebsmaschine ■ 11 aufgenommen oder abgegeben wird, berücksichtigt werden. Die kinetische Energie ist von einem Massenträgheitsmoment der Antriebsmaschine 11 und von einer Änderung der Drehzahl der Antriebsmaschine 11 abhängig.
Im folgenden Block 33 wird ein Grenzwert für die Energiemenge bestimmt. Der Grenzwert wird aus Tabellen in Abhängigkeit von der Betätigung der Bremse und dem Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans 13 ausgelesen. Bei betätigter Bremse ist der Grenzwert im Vergleich zu unbetätigtem Bremse geringer. Bei großem Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans 13 ist der Grenzwert größer als bei kleinem Betätigungsgrad.
Im folgenden Abfrageblock 34 wird geprüft, ob die berechnete Energiemenge größer als der Grenzwert ist. Fällt die Prüfung positiv aus, so wird im folgenden Block 35 ein in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegter Zähler um eins erhöht. Die Erhöhnung wird bei mehrmaligem Durchlaufen während eines Schlupfvorgangs nur einmal durchgeführt. Der Zähler gibt an, wie oft eine Energieschwelle überschritten wurde. Im folgenden Block 36 wird ein Drehmoment-Sollwert bestimmt, indem vom aktuell abgegeben Drehmoment ein Reduktionswert abgezogen wird. Da das Verfahren in einem festen Zeittakt ausgeführt wird, kann der Block 36 mehrfach durchlaufen werden. Bei einer zweiten Reduktion wird der Drehmoment-Sollwert berechnet, indem vom aktuellen Drehmoment-Sollwert der Reduktionswert abgezogen wird.
Im darauffolgenden Block 37 wird das Minimum aus dem in Block 36 bestimmten Drehmoment-Sollwert, einem gangabhängigen Drehmoment-Sollwert und einem von der Drehzahl der Antriebsmaschine 11 und dem Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans 13 abhängigen Drehmoment-Sollwert bestimmt. Das ermittelte Minimum wird im Block 38 an die Steuerungseinrichtung 12 der Antriebsmaschine 11 ausgegeben, welche die Vorgabe umsetzt und das geforderte Drehmoment einstellt. Anschließend springt das Verfahren wieder zum Abfrageblock 31.
Durch mehrmaligen Durchlaufen der Blöcke 32 bis 38 bei einem Schlupfvorgang kann der Drehmoment-Sollwert treppenartig reduziert werden.
Falls die Abfrage im Abfrageblock 31 oder im Abfrageblock 34 zu einem negativen Ergebnis führen, also kein Schlupf vorliegt oder die Energiemenge nicht größer als der Grenzwert ist, wird im Abfrageblock 39 geprüft, ob eine Drehmomentre- duktion aktiv ist. Dazu wird geprüft, ob ein aktueller Drehmoment-Sollwert vom Block 36 vorliegt und ob dieser Drehmoment-Sollwert kleiner als das dem Betätigungsgrad des Leistungsstellorgans 13 entsprechenden Drehmoment ist. Ist dies der Fall, so wird im Block 40 der Drehmoment-Sollwert um einen Erhöhungswert erhöht und das Verfahren wird im Block 37 fortgeführt, an welches sich der beschriebene Ablauf anschließt. Durch mehrfaches Durchlaufen des Blocks 40 bei einem Schlupf organg kann der Drehmoment-Soll ert treppenartig erhöht werden. Fällt die Abfrage im Abfrageblock 39 negativ aus, ist also keine Begrenzung aktiv, so wird im Block 41 der Drehmoment- Sollwert auf einen negativen Inaktivwert gesetzt und damit die Reduktion auf Grund einer zu hohen dissipierten Energie in der Reibungskupplung 17 deaktiviert. Die anderen Begrenzungen des Drehmoments bleiben weiterhin aktiv, so dass das Verfahren ebenfalls im Block 37 fortgeführt wird.
In Fig. 3a und 3b sind die zeitlichen Verläufe von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einem Anfahrvorgang mit Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine dargestellt.
In den Fig. 3a, 3b sind auf Abszissen 50a, 50b die Zeit, auf einer Ordinate 51a Drehmomente und auf einer Ordinate 51b Drehzahlen und eine Energie aufgetragen.
In der Fig. 3a ist das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 (durchgezogene Linie 52), ein Vorgabemoment des Fahrzeugführers (gestrichelte Linie 53) und ein Drehmoment- Sollwert (gepunktete Linie 54) zur Reduktion des abgegebenen Drehmoments dargestellt. In der Fig. 3b ist die Drehzahl der Antriebsmaschine 11 (durchgezogene Linie 56) , die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 25 (strichpunktierte Linie 56) und die Summe der dissipierten Energie (gestrichelte Linie 57) dargestellt .
Zum Zeitpunkt 58 steht das Kraftfahrzeug und der Fahrzeugführer gibt über das Leistungsstellglied 13 ein Vorgabemoment für das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 vor. Auf Grund dessen steigt das Drehmoment und die Drehzahl der Antriebsmaschine 11 an. Gleichzeitig wird die Reibungskupplung 17 leicht geschlossen (nicht dargestellt) . Damit tritt an der Reibungskupplung 17 Schlupf auf und es wird Energie dissipiert, so dass die Linie 57 ebenfalls ansteigt. Mit weiterer kurzer Verzögerung steigt auch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 25 an, das Kraftfahrzeug setzt sich in Bewe- gung. Der Schlupf bleibt weiterhin bestehen, so dass die Summe der dissipierten Energie weiter zunimmt. Zum Zeitpunkt 59 übersteigt die Energie einen Grenzwert 60, woraufhin der Drehmoment-Sollwert von einem negativen Inaktivwert auf einen Wert springt, welcher um einen Reduktionswert kleiner ist als das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 zum Zeitpunkt 59. Als Folge davon sinkt das abgegebene Drehmoment und die Drehzahl der Antriebsmaschine 11 ab, es wird also weniger Energie frei, die Summe steigt langsamer an. Da der Schlupf aber noch nicht vollständig abgebaut ist, wird der Drehmoment-Sollwert jeweils um den Reduktionswert treppenfδrmig weiter reduziert. Gleichzeitig wird die Reibungskupplung 17 vollends geschlossen, so dass der Schlupf abgebaut wird und die Drehzahlen der Antriebsmaschine 11 und der Getriebeeingangswelle 25 gleich groß werden. Daraufhin wird der Drehmoment-Sollwert wieder jeweils um einen Erhöhungswert treppen- fδrmig erhöht. Sobald der Drehmoment-Sollwert größer als das Vorgabemoment werden würde, springt der Drehmoment-Sollwert wieder auf den Inaktivwert. Der Fahrzeugführer kann damit wieder das Drehmoment vorgeben und das Kraftfahrzeug weiter beschleunigen.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, welcher über
- eine Antriebsmaschine (11) ,
- ein Getriebe (15) und
- eine zwischen Antriebsmaschine (11) und Getriebe
(15) angeordnete Reibungskupplung (17) verfügt , wobei eine Steuerungseinrichtung (16) einen Zustand der Reibungskupplung (17) überwacht und auf Grund eines Ergebnisses der Überwachung ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine (11) reduziert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass von der Steuerungseinrichtung (12)
- bei schlupfender Reibungskupplung (17) eine in der Reibungskupplung (17) dissipierte Energiemenge und/oder eine Temperatur der Reibungskupplung (17) bestimmt wird,
- die Energiemenge und/oder die Temperatur mit Grenzwerten verglichen werden und
- das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine (11) bei Überschreiten eines oder beider Grenzwerte reduziert wird.
Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, welcher über
- eine Antriebsmaschine (11) ,
- ein Getriebe (15) und
- eine zwischen Antriebsmaschine (11) und Getriebe (15) angeordnete Reibungskupplung (17) verfügt , wobei eine Steuerungseinrichtung (16) einen Zustand der Reibungskupplung (17) überwacht und auf Grund eines Ergebnisses der Überwachung ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine (11) auf einen Drehmoment-Sollwert reduziert und der Drehmoment-Sollwert durch Subtraktion eines Reduktionswerts von einem aktuellen Drehmoment der Antriebsmaschine (11) bestimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach erfolgter Reduktion des abgegebenen Drehmoments des Antriebsmaschine (11) der Zustand der Reibungskupplung (17) weiterhin überwacht wird und auf Grund des Ergebnisses der Überwachung der Drehmoment-Sollwert nochmals um einen Reduktionswert reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Steuerungseinrichtung (16) einen Drehmoment- Sollwert bestimmt, indem von einem aktuellen Drehmoment der Antriebsmaschine (11) ein Reduktionswert abgezogen wird,
- der Drehmoment-Sollwert an der Antriebsmaschine (11) eingestellt wird und
- nach erfolgter Reduktion des abgegebenen Drehmoments des Antriebsmaschine (11) der Zustand der Reibungskupplung (17) weiterhin überwacht wird und
- auf Grund des Ergebnisses der Überwachung der Drehmoment-Sollwert nochmals um einen Reduktionswert reduziert wird.
4. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die genannten Grenzwerte von
- Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs und/oder
- Vorgaben eines Fahrzeugführers und/oder
- von Umweltgroßen abhängig sin .
5. Verfahren nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die genannten Grenzwerte
- von einer Betätigung einer Bremse durch den Fahrzeugführer abhängig sind und
- bei betätigter Bremse kleiner sind als bei unbetä- tigter Bremse.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die genannten Grenzwerte
- von einem Betätigungsgrad eines Leistungsstellorgans
(13) abhängig sind und
- mit steigendem Betätigungsgrad ansteigen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anzahl von Überschreitungen der genannten Grenzwerte bestimmt und in der Steuerungseinrichtung (16) abgespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Antriebsmaschine (11) als Brennkraftmaschine ausgeführt ist,
- die Antriebsmaschine (11) über eine Schubabschaltung verfügt, welche aktiviert wird, wenn ein Sollwert für das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine (11) kleiner ist als ein Schubabschaltmoment und
- bei einer Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine (11) der Drehmoment-Sollwert immer größer ist als das genannte Schubabschaltmoment.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dclS S
- die Steuerungseinrichtung (16) wenigstens einen weiteren Drehmoment-Sollwert bestimmt,
- das Minimum der Drehmoment-Sollwerte ermittelt und
- das ermittelte Minimum an der Antriebsmaschine (11) eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass, sobald der Schlupf an der Reibungskupplung (17) abgebaut ist, der Drehmoment-Sollwert stufenweise erhöht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Reibungskupplung (17) als automatisierte Reibungskupplung ausgeführt ist und
- gleichzeitig mit einer Reduktion des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine (11) bei einem Anfahrvorgang die Reibungskupplung (17) geschlossen wird.
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