DE102004019279A1

DE102004019279A1 - Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns

Info

Publication number: DE102004019279A1
Application number: DE102004019279A
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Dipl.-Ing. Herbster; Martin-Joachim Dipl.-Ing. Bader
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-10
Also published as: US20050235765A1; US7188539B2

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zum Optimieren des Freischaukelns bei Fahrzeugen mit einem Automatgetriebe, einem Mehrfachkupplungsgetriebe oder einem automatisierten Schaltgetriebe, werden zum Erkennen einer Situation, die ein Freischaukeln erfordert, die Drehzahlen der Antriebsräder mit den Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder verglichen, wobei, wenn die Antriebsräder durchdrehen bzw. eine bestimmte Drehzahl aufweisen, ohne eine entsprechende Geschwindigkeitszunahme bzw. Geschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder, die Notwendigkeit eines Freischaukelns erkannt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns bei Fahrzeugen mit einem Automatgetriebe, einem Mehrfachkupplungsgetriebe oder einem automatisierten Schaltgetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Fahrzeugen, die sich aufgrund des geringen Reibwertes zwischen den angetriebenen Rädern und der Fahrbahn, z. B. im Schnee oder in einer nassen Wiese oder auf schlechtem Untergrund festgefahren haben ist das sogenannte „Freischaukeln" ein altbekanntes und bewährtes Mittel, um sich aus dem festgesessenen Zustand zu befreien. Wenn beispielsweise bei einem in einer Schneekuhle festgefahrenen Fahrzeug mit einem Handschaltgetriebe der Fahrer die Kupplung drückt, rollt das Fahrzeug über den tiefsten Punkt der Schneekuhle hinaus zurück, da kein Drehmoment mehr auf die Räder abgegeben wird. Gibt der Fahrer wieder Moment auf das Antriebsrad, dann bewegt sich das Fahrzeug wieder in Richtung der gewünschten Fahrtrichtung, so dass das Fahrzeug über das niedrige Abtriebsmoment und die gespeicherte Lageenergie in Fahrtrichtung beschleunigt wird, bis es wieder den Umkehrpunkt erreicht, bei dem der Fahrer über das Drücken der Kupplung das Moment von den Antriebsrädern nimmt, so dass sich das Fahrzeug wieder entgegen der Fahrtrichtung bewegt. Wiederholt sich dieser Vorgang mehrere Male, so wird das Fahrzeug aus dieser Schneekuhle freigeschaukelt.

Aus der US 4,914,983 ist für ein Fahrzeug mit einem Automatgetriebe bekannt, nach Betätigung eines Schalters einen Mechanismus zu aktivieren, in dem vollautomatisch mehrfache NDINR Schaltsequenzen ausgeführt werden, um das Fahrzeug aus einer Kuhle zu befreien. Hierbei wird zudem vorgeschlagen, halbautomatisch alternierend NDINR Schaltungen einzuleiten, bei denen die Umschaltdauer über das Fahrpedal vom Fahrer selbst gesteuert werden kann.

Bei herkömmlichen Automatgetrieben muss zur Umkehrung des Abtriebsmomentes jeweils eine kraftschlüssige abzuschaltende Kupplung entleert und eine zweite leere zuzuschaltende Kupplung gefüllt werden. Selbst dann, wenn die Entleer- und Befüllvorgänge der Schaltelemente zeitgleich ausgeführt werden können, dauern diese in der Regel zwischen 400 ms–800 ms. Diese Zeiten entsprechen einer Auslegung des Getriebes bzw. der Getriebesteuerung für Schaltvorgänge auf trockener Fahrbahn mit maximalem Schaltkomfort und noch erträglichen Schaltzeiten.

Derartige lange Zeitintervalle bzw. Totzeiten sind für ein mögliches Freischaukeln nicht geeignet, da der Fahrer mit den gewöhnlichen Verzugszeiten des Gangeinlegens von Automatgetrieben im Falle des Freischaukelns nicht rechnet oder diese nicht berücksichtigt. Folglich kann es vorkommen, dass der Versuch, das Fahrzeug über das Schaukeln zu befreien, erfolglos bleibt, da der neue „Schwung" zu spät geholt wird. Auch wenn der Fahrer die Systemtotzeiten erkennt und versucht, diese durch vorzeitige Wählhebelbetätigungen zu umgehen, erweist sich die vorzeitige Erkennung des optimalen Zeitpunktes für die Kraftschlussumkehrung als sehr schwierig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns bei Fahrzeugen mit einem Automatgetriebe, einem Mehrfachkupplungsgetriebe oder einem automatisierten Schaltgetriebe anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Freischaukeln durch eine Optimierung der Schaltzeiten der Schaltelemente unterstützt werden; zudem soll ein sicheres Erkennen der Notwendigkeit eines Freischaukelns ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Für den Fall, dass eine Freischaukelsituation erkannt wird, wird erfindungsgemäß der Kraftschlussaufbau der Schaltelemente beim Gangeinlegen beschleunigt. Vorzugsweise wird dies durch eine gezielte Schaltelement-Überbefüllung erreicht, so dass der Vorgang des Gangeinlegens, in einer deutlich kürzeren Zeit als nach dem Stand der Technik erfolgen kann. Ein typischer Wert hierfür beträgt 100 ms. Diese Überbefüllung wird im Fahrzeug in vorteilhafter Weise nicht als Stoß empfunden, da sich die angetriebenen Räder ohnehin auf einem glatten Untergrund befinden und sich somit der Ruck nicht auf das Fahrzeug übertragen kann.

Zum Erkennen einer Situation, die ein Freischaukeln erfordert, wird vorgeschlagen, die Drehzahlen der Antriebsräder mit den Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder zu vergleichen. Wenn die Antriebsräder durchdrehen bzw. eine bestimmte Drehzahl aufweisen, ohne eine entsprechende Geschwindigkeitszunahme bzw. Geschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder, dann wird die Notwendigkeit eines Freischaukelns erkannt. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Notwendigkeit eines Freischaukelns dann vorliegt, wenn gleichzeitig zu der Diskrepanz zwischen den Drehzahlen schnelle alternierende Drehmomenteinleitungen durchgeführt werden (d.h. für den Fall eines Automatgetriebes ein schneller RDRD Wechsel). Andere Verfahren zum Erkennen des Freischaukelbetriebs können verwendet werden. Die Erkennung kann dabei auf gemessenen Raddrehzahlen, Drehzahlgradienten, Drehmomentbilanzen der Abfolge von Positionswechselschaltungen oder aus Kombinationen dieser Kriterien beruhen.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird mit der optimalen Synchronisierung der alternierenden Drehmomenteinleifungen auf die angetriebene Räder ein erfolgreiches und schnelles Freischaukeln ermöglicht. Das Verfahren kann sowohl bei einem manuell durch den Fahrer durchgeführten Freischaukeln durchgeführt werden als auch in automatisch ablaufende Verfahren integriert werden.

Das Verfahren wird anhand des beigefügten Blockdiagramms beispielhaft veranschaulicht. Nach der Initialisierung werden die Drehzahlen der Antriebsräder und der nicht angetriebenen Räder ausgewertet. Wenn die Antriebsräder ohne eine entsprechende Geschwindigkeitszunahme der nicht angetriebenen Räder durchdrehen und gleichzeitig schnelle alternierende Drehmomenteinleitungen durchgeführt werden, dann wird die Notwendigkeit eines Freischaukelns erkannt.
Anschließend wird die Reaktionszeit, die für das Gangeinlegen benötigt wird, verkürzt, indem die Schaltelemente gemäß der Erfindung gezielt überbefüllt werden; auf diese Weise wird der Kraftschlussaufbau im zuzuschaltenden Schaltelement erheblich beschleunigt.

Claims

Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns bei Fahrzeugen mit einem Automatgetriebe, einem Mehrfachkupplungsgetriebe oder einem automatisierten Schaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet , dass, wenn eine Situation, die ein Freischaukeln erfordert, erkannt wird, der Kraftschlussaufbau der Schaltelemente beim Gangeinlegen beschleunigt wird.
Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gezielte Schaltelement-Überbefüllung der zuzuschaltenden Schaltelemente durchgeführt wird.
Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlen der Antriebsräder mit den Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder verglichen werden, wobei, wenn die Antriebsräder durchdrehen bzw. eine bestimmte Drehzahl aufweisen, ohne eine entsprechende Geschwindigkeitszunahme bzw. Geschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder, die Notwendigkeit eines Freischaukelns erkannt wird.
Verfahren zum Optimieren des Freischaukelns nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Notwendigkeit eines Freischaukelns dann erkannt wird, wenn gleichzeitig zu der Diskrepanz zwischen den Drehzahlen der Antriebsräder und der nicht angetriebenen Räder schnelle alternierende Drehmomenteinleitungen durchgeführt werden.