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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
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Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verfügt über ein Antriebsaggregat und über ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats am Abtrieb bereit. Ferner verfügt ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs über eine Anfahrkupplung, die bei einem Anfahrvorgang schlupfend geschlossen werden muss. Bei der Anfahrkupplung kann es sich um eine getriebeinterne sowie getriebeexterne Anfahrkupplung handeln. Handelt es sich um eine getriebeinterne Anfahrkupplung, so kann die Anfahrkupplung durch ein gangbildendes Schaltelement des Getriebes gebildet werden. Das Schaltelement, welches die Anfahrkupplung bildet, kann als Kupplung oder als Bremse ausgebildet sein.
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Dann, wenn bei einem Anfahrvorgang ein Anfahren gegen ein Hindernis, wie zum Beispiel einen hohen Bordstein, durchgeführt werden soll, wird die Anfahrkupplung relativ lange im Schlupfbetrieb betrieben. Hierbei fällt dann an der Anfahrkupplung viel Reibung an, die zu einem starken Erwärmen und demnach einer starken Temperaturerhöhung an der Anfahrkupplung führt. Um eine Beschädigungsgefahr für die Anfahrkupplung infolge einer zu starken Erwärmung zu vermeiden, muss nach der Praxis das maximal zulässige Getriebeeingangsmoment reduziert werden.
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Aus der
US 2009 276 129 A1 ist ein Verfahren zum Schützen einer Anfahrkupplung bekannt, bei welchem in einem ersten Schritt eine Reibungstemperatur der Anfahrkupplung ermittelt wird, bei welchem in einem zweiten Schritt eine Kühltemperatur der Anfahrkupplung ermittelt wird, bei welchem in einem dritten Schritt eine Äquivalenz-Temperatur der Anfahrkupplung mittels Subtrahieren der Kühltemperatur und der Reibungstemperatur ermittelt wird, und bei welchem in einem vierten Schritt die Anfahrkupplung mit einer definierten Maßnahme geschützt wird, wenn die Äquivalenz-Temperatur eine vorbestimmte kritische Temperatur übersteigt.
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Aus der
EP 0 160 368 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem eine aktuelle Betriebstemperatur einer Kupplung simuliert werden kann, wobei einerseits die simulierte Temperatur mit einer ersten Rate in Abhängigkeit vorbestimmter Kupplungs-Schlupf-Bedingungen erhöht werden kann und bei welcher andererseits die simulierte Temperatur mit einer zweiten Rate in Abwesenheit der vorbestimmten Schlupf-Bedingungen reduziert werden kann.
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Es besteht Bedarf daran, bei einem Anfahrvorgang eine zu starke Erwärmung der Anfahrkupplung zu vermeiden und dennoch ein ausreichend hohes Moment für den Anfahrvorgang über die Anfahrkupplung zu übertragen, insbesondere beim Anfahren gegen ein Hindernis.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und ein Steuergerät eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird eine sich während eines Anfahrvorgangs ausbildende Abtriebsdrehzahl überwacht. Es wird überwacht, ob und wie lange während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als ein Drehzahlgrenzwert ist. Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl um mehr als eine Zeitdauer kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, wird eine Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe bestimmt und die Anfahrkupplung derart ansteuert, dass sich am Getriebeeingang die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet.
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Erfindungsgemäß wird während eines Anfahrvorgangs des Antriebsstrangs die sich während des Anfahrvorgangs ausbildende Abtriebsdrehzahl überwacht. Dabei wird überwacht, ob und wie lange während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist. Wird festgestellt, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl um mehr als die Zeitdauer kleiner als der Grenzwert ist, so wird eine neue Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe bestimmt und die Anfahrkupplung derart angesteuert, dass sich am Getriebeeingang die neue Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet.
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Mit der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl kann eine Hydraulikpumpe derart bei optimaler Drehzahl betrieben werden, dass ein Verhältnis zwischen einem Wärmeeintrag in die Anfahrkupplung und einer Wärmeabfuhr, die über einen von der Hydraulikpumpe bereitgestellten Ölstrom bereitgesellt wird, optimal ist. Hierdurch kann dann einerseits eine unzulässig starke Erwärmung der Anfahrkupplung vermieden werden, andererseits kann infolge des Umstands, dass viel Wärme von der Anfahrkupplung abgeführt wird, nach wie vor während des Anfahrvorgangs ein hohes Drehmoment am Getriebeeingang bereitgestellt werden, insbesondere beim Anfahren gegen ein Hindernis. Es ist dann nicht erforderlich, das Eingangsmoment am Getriebe zu reduzieren.
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Vorzugsweise wird weiterhin ein während des Anfahrvorgangs zu übertragendes Moment überwacht, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl um mehr als die Zeitdauer kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist und weiterhin das während des Anfahrvorgangs zu übertragende Moment größer als ein Momentgrenzwert ist, die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe bestimmt wird und die Anfahrkupplung derart angesteuert wird, dass sich am Getriebeeingang die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders bevorzugt. Insbesondere dann, wenn das während des Anfahrvorgangs zu übertragende Moment größer als der Momentgrenzwert ist, besteht die Gefahr einer Überhitzung der Anfahrkupplung während des Anfahrvorgangs.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe abhängig von dem während des Anfahrvorgangs zu übertragenden Moment und/oder abgängig von der Zeitdauer, für die während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, bestimmt, insbesondere kennfeldabhängig. Auf diese Art und Weise kann die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe besonders vorteilhaft bestimmt werden.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 6 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;
- 2 ein Kennfeld zur Nutzung im erfindungsgemäßen Verfahren.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt stark schematisiert ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs 1 eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 1 verfügt über ein Antriebsaggregat 2 und ein zwischen das Antriebsaggregat 2 und einen Abtrieb 3 geschaltetes Getriebe 4. Das Getriebe 4 verfügt über mehrere Schaltelemente sowie eine Anfahrkupplung 5. Das Getriebe 4 wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt ein Antriebsangebot des Antriebsaggregats 2 am Abtrieb 3 bereit. Ferner zeigt 1 eine Hydraulikpumpe 6, die an den Getriebeeingang des Getriebes 4 gekoppelt ist. Die Hydraulikölpumpe 6 wird abhängig von der Drehzahl des Getriebeeingangs angetrieben und stellt einen Hydraulikölstrom bereit, der auch der Kühlung der Anfahrkupplung 5 dient.
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Der Betrieb des Antriebsaggregats 2 wird von einem Motorsteuergerät 7 und der Betrieb des Getriebes 4 von einem Getriebesteuergerät 8 gesteuert und/oder geregelt. Gemäß 1 tauscht das Motorsteuergerät 7 mit dem Antriebsaggregat 2 und das Getriebesteuergerät 8 mit dem Getriebe 4 Daten aus. Ferner tauschen das Getriebesteuergerät 8 und das Motorsteuergerät 7 untereinander Daten aus.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs während eines Anfahrvorgangs. Während des Anfahrvorgangs wird die sich während des Anfahrvorgangs ausbildende Drehzahl des Abtriebs 3, also eine Abtriebsdrehzahl, überwacht. Hierbei wird überwacht, ob und wie lange während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl, also die Drehzahl des Abtriebs 3, kleiner als ein steuerungsseitig hinterlegter Drehzahlgrenzwert ist. Dieser Drehzahlgrenzwert beträgt insbesondere Null.
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Dann, wenn festgestellt wird, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl um mehr als eine definierte, steuerungsseitig hinterlegte Zeitdauer kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, wenn also insbesondere festgestellt wird, dass während des Anfahrvorgangs das Kraftfahrzeug um mehr als die definierte Zeitdauer stillsteht, wird eine Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe 4 bestimmt die Anfahrkupplung 5 derart angesteuert, dass sich am Getriebeeingang des Getriebes 4 die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet. Hierbei bleibt die Ansteuerung des Antriebsaggregats 2 unverändert.
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Über die Bereitstellung der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl am Eingang des Getriebes 4 während des Anfahrvorgangs kann dann die Hydraulikölpumpe 6 derart betrieben werden und über dieselbe ein derartiger Hydraulikölvolumenstrom bereitgestellt werden, dass an der Anfahrkupplung 5 ein Verhältnis zwischen einem Wärmeeintrag und einer Wärmeabfuhr optimal ist. Hierdurch ist es möglich, die Anfahrkupplung 5 vor einer Überhitzung zu schützen und dieselbe möglichst lange für den Anfahrvorgang bei hohem Drehmoment zu nutzen.
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In 2 ist eine sich während eines Anfahrvorgangs des Antriebsstrangs an der Anfahrkupplung 5 ausbildende Temperatur T über der Zeit t, für welche die sich während des Anfahrvorgangs am Abtrieb 3 ausbildende Drehzahl kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, sowie über der Drehzahl nGE am Eingang des Getriebes 4 gezeigt. 2 kann entnommen werden, dass dann, wenn die Zeit t, für die während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der Grenzwert ist, ansteigt, auch die Temperatur T an der Anfahrkupplung 5 ansteigt, dass jedoch die sich an der Anfahrkupplung 5 ausbildende Temperatur T auch von der Drehzahl nGE am Getriebeeingang des Getriebes 4 abhängig ist, mit welcher die Hydraulikölpumpe 6 angetrieben wird. Dabei führen sowohl zu kleine Drehzahlen als auch zu hohe Drehzahlen an der Getriebeeingangswelle zu hohen Temperaturen T an der Anfahrkupplung 5. Es gibt also eine optimale Getriebeeingangsdrehzahl nGE für das Getriebe 4, über die bei einem Anfahrvorgang, insbesondere gegen ein Hindernis, bei welchem die Drehzahl am Abtrieb 3 während des Anfahrvorgangs kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, die Temperatur T an der Anfahrkupplung 5 begrenzt werden kann.
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Die in 2 gezeigten Zusammenhänge gelten dabei für ein exemplarisches Drehmoment während des Anfahrvorgangs. Vorzugsweise ist vorgesehen, während des Anfahrvorgangs weiterhin das Moment zu überwachen, welches während des Anfahrvorgangs von der Anfahrkupplung 5 in Richtung auf den Abtrieb 3 zu übertragen ist. Wird festgestellt, dass dieses während des Anfahrvorgangs zu übertragende Moment kleiner als ein Momentgrenzwert ist, so kann das Kraftfahrzeug auf konventionelle Art und Weise betrieben werden.
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Wird hingegen festgestellt, dass das während des Anfahrvorgangs zu übertragende Drehmoment größer als der Momentgrenzwert ist, und wird weiterhin festgestellt, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl am Abtrieb 3 um mehr als die definierte Zeitdauer kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist, so wird die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe 4 bestimmt und die Anfahrkupplung 5 derart betrieben, dass sich am Getriebeeingang des Getriebes 4 die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet, um dann über die abhängig von der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl betriebene Hydraulikölpumpe 6 wiederum an der Anfahrkupplung 5 ein optimales Verhältnis zwischen einem Wärmeeintrag und einer Wärmeabfuhr einzustellen.
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Die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe 4 wird vorzugsweise einerseits abhängig von dem während des Anfahrvorgangs zu übertragenden Moment sowie andererseits abhängig von der Zeitdauer bestimmt, für die während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der steuerungsseitig hinterlegte Grenzwert ist.
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Für unterschiedliche zu übertragende Momente können dabei Kennfelder gemäß 2 in dem Getriebesteuergerät 8 hinterlegt sein, auf Basis derer dann abhängig von dem während eines Anfahrvorgangs zu übertragenden Moment sowie abhängig von der Zeitdauer t, für die während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der Grenzwert ist, die jeweilige Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe 4 bestimmt wird, sodass die sich an der Anfahrkupplung 5 ausbildende Temperatur T so gering wie möglich gehalten wird. Zwischen einzelnen Kennfeldern für zu übertragende Momente kann interpoliert werden.
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Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass während eines Anfahrvorgangs überwacht wird, ob und wie lange die sich ausbildende Abtriebsdrehzahl für mehr als eine Zeitdauer kleiner als ein Drehzahlgrenzwert ist, insbesondere ob während des Anfahrvorgangs der Antriebsstrang für mehr als die definierte Zeitdauer steht. Dann kann darauf geschlossen werden, dass gegen ein Hindernis, zum Beispiel gegen einen hohen Bordstein, angefahren werden soll.
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Abhängig hiervon wird dann für den Getriebeeingang des Getriebes 4 eine Drehzahl bestimmt, die das Antriebsaggregat 2 bereitstellen soll, um ein optimales Verhältnis zwischen Wärmeeintrag und Kühlung der Anfahrkupplung 5 bereitzustellen. Hierdurch kann dann möglichst viel Wärme von der Anfahrkupplung 5 abgeführt und deren Temperaturerhöhung begrenzt werden.
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Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, bei einem Anfahrvorgang gegen ein Hindernis die Drehzahl des Antriebsaggregats 2 und damit die Drehzahl am Eingang des Getriebes 4 definiert einzustellen, um möglichst viel Wärme von der Anfahrkupplung 5 abzuführen, die Anfahrkupplung 5 so vor einer Überhitzung zu schützen und möglichst viel Drehmoment über dieselbe übertragen zu können, um den Anfahrvorgang erfolgreich durchführen zu können.
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Wie bereits ausgeführt, kann durch das Bereitstellen der definierten Soll-Getriebeeingangsdrehzahl am Eingang des Getriebes 4 ein optimales Verhältnis von Wärmeeintrag zu Kühlung der Anfahrkupplung bereitgestellt werden. Somit kann die Anfahrkupplung 5 länger bei hohem Drehmoment für den Anfahrvorgang genutzt werden, ohne dass es zu einer kritischen Temperaturerhöhung an der Anfahrkupplung 5 kommt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Bei dem Steuergerät handelt es sich insbesondere um das Getriebesteuergerät 8. Das Steuergerät überwacht während eines Anfahrvorgangs die sich ausbildende Abtriebsdrehzahl am Abtrieb 3.
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Dabei überwacht das Steuergerät, ob und wie lange während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl am Abtrieb 3 kleiner als ein steuerungsseitig hinterlegter Drehzahlgrenzwert ist. Stellt das Steuergerät fest, dass während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl am Abtrieb 3 um mehr als eine steuerungsseitig hinterlegte Zeitdauer kleiner als der steuerungsseitig hinterlegte Drehzahlgrenzwert ist, so bestimmt dann das Steuergerät die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe 4 und steuert entweder direkt oder indirekt über ein weiteres Steuergerät, zum Beispiel das Motorsteuergerät 7 oder bei einem Hybridfahrzeug ein Hybridsteuergerät, die Anfahrkupplung 5 derart an, dass sich am Getriebeeingang des Getriebes 4 die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet.
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Das Steuergerät ermittelt die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl für das Getriebe abhängig von dem während des Anfahrvorgangs zu übertragenden Moment sowie vorzugsweise abhängig von der Zeitdauer, für die während des Anfahrvorgangs die Abtriebsdrehzahl kleiner als der Drehzahlgrenzwert ist. Dies erfolgt vorzugsweise kennfeldabhängig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebstrang
- 2
- Antriebsaggregat
- 3
- Abtrieb
- 4
- Getriebe
- 5
- Anfahrkupplung
- 6
- Hydraulikpumpe
- 7
- Motorsteuergerät
- 8
- Getriebesteuergerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2009276129 A1 [0004]
- EP 0160368 A1 [0005]