DE102004059262A1

DE102004059262A1 - Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004059262A1
Application number: DE200410059262
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Schröder
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Schroeder Rolf Dipl-Ing De
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-14

Abstract

Bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe kann im Stillstand bei eingelegter Vorwärts- oder Rückwärtsfahrstufe eine Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle zur Reduktion von Verbrauch und Abgasemissionen unterbrochen werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, welches dies komfortabel ermöglicht. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird in Ergänzung zu der genannten Unterbrechung zusätzlich zu den geschlossenen Kupplungen (K1, K2, K3) und/oder Bremsen (B1, B2, BN, BR) eines aktuellen Gangs des Automatikgetriebes eine zusätzliche Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR) zumindest teilweise geschlossen oder eine Kupplung (K1, K2, K3) und/oder Bremse (B1, B2, BN, BR) des aktuellen Gangs zumindest teilweise geöffnet, bei deren vollständigem Schließen oder Öffnen die Getriebeausgangswelle blockiert ist. Damit können bei der Unterbrechung und der Wiederherstellung der Antriebsverbindung entstehende Drehmomentimpulse nicht in den Antriebsstrang eingeleitet werden. DOLLAR A Einsatz in einem Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die US 4,526,065 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe, bei welchem eine Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle trotz einer eingestellten Vorwärts- oder Rückwärtsfahrstufe durch Öffnen einer Kupplung oder Bremse des Automatikgetriebes unterbrochen wird, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert ist und eine Bremse des Kraftfahrzeugs betätigt ist. Damit kann im Stillstand des Kraftfahrzeugs ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine verringert und damit der Verbrauch und Abgasemissionen reduziert werden. Außerdem werden Vibrationen im Antriebsstrang im Stillstand des Kraftfahrzeugs eliminiert, die insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb auftreten können.

Sobald der Fahrzeugführer wieder beschleunigen möchte, muss die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle schnell wieder hergestellt werden.

Dabei ergibt sich ein Zielkonflikt zwischen einem spontanem und einem komfortablen Verhalten des Kraftfahrzeugs. Wenn die Antriebsverbindung sehr schnell geschlossen wird, so ist ein Ruck im Antriebsstrang spürbar. Wird die Antriebsverbindung langsam und damit komfortabel wieder hergestellt, so dauert es einige Zeit bis das Kraftfahrzeug beschleunigen kann. Beim langsamen Wiederherstellen der Antriebsverbindung ist außerdem die Gefahr gegeben, dass eine Kupplung oder Bremse, die dazu geschlossen werden muss, thermisch überlastet und damit beschädigt wird.

Beim Auftrennen der Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle können sich Spannungen im Antriebsstrang schlagartig lösen, was ebenfalls einen spürbaren Ruck im Antriebsstrang zur Folge haben kann.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches einen komfortablen Betrieb des Kraftfahrzeugs bei einer Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

In Ergänzung zu der genannten Unterbrechung der Antriebsverbindung wird erfindungsgemäß zusätzlich zu den geschlossenen Kupplungen und/oder Bremsen eines aktuellen Gangs des Automatikgetriebes eine zusätzliche Kupplung oder Bremse zumindest teilweise geschlossen oder eine Kupplung und/oder Bremse des aktuellen Gangs zumindest teilweise geöffnet, bei deren vollständigem Schließen oder Öffnen die Getriebeausgangswelle blockiert ist. Ob eine Kupplung oder Bremse geöffnet oder geschlossen werden muss, ergibt sich aus dem Aufbau des Automatikgetriebes.

Die zu betätigenden Kupplungen und/oder Bremsen beim Auftrennen der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeusgangswelle und der Getriebeausgangswelle sowie für das zumindest teilweise Blockieren der Getriebeausgangswelle sind so gewählt, dass bei aufgetrennter Antriebsverbindung die zumindest teilweise Blockierung weiter besteht.

Das durch die zusätzliche Kupplung oder Bremse aufgebrachte Drehmoment kann beispielsweise zwischen 10 und 50 Nm betragen. Das Kraftfahrzeug kann über Allradantrieb verfügen oder nur eine angetriebene Achse aufweisen.

Damit werden Drehmomentimpulse, welche sich durch die Unterbrechung oder Wiederherstellung der Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle ergeben, innerhalb des Automatikgetriebes abgestützt und können nicht in den Antriebsstrang eingeleitet werden. Dadurch kann auch kein Ruck entstehen, welcher vom Fahrzeugführer gespürt werden könnte.

Die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle wird insbesondere vor der Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangselle und Getriebeausgangswelle herbeigeführt und erst nach dem Wiederherstellen der Antriebsverbindung wieder aufgehoben. Damit kann sowohl die Unterbrechung, als auch die Wiederherstellung der Antriebsverbindung sehr schnell erfolgen, ohne dass Rucke im Antriebsstrang spürbar wären.

In Ausgestaltung der Erfindung sind ein Zeitpunkt und/oder ein zeitlicher Verlauf der Unterbrechung und/oder der Wiederherstellung der Antriebsverbindung und/oder des Herbeiführens und/oder des Aufhebens der zumindest teilweisen Blockierung der Getriebeausgangswelle von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs abhängig. Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs sind beispielsweise:

– ein Bremssignal, welches eine Betätigung einer Bremse zum Verzögern des Kraftfahrzeugs kennzeichnet,
– eine Stellung eines Wählhebels mittels welchem Fahrstufen des Automatikgetriebes eingestellt werden können, sowie der zeitliche Verlauf der genannten Stellung,
– der aktuelle Gang des Automatikgetriebes, sowie der zeitliche Verlauf der Gänge in der Vergangenheit,
– eine Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie die Fahrzeugbeschleunigung,
– eine Fahrtrichtung,
– eine Drehzahl der Antriebsmaschine, sowie die zeitliche Änderung der Drehzahl,
– eine Drehzahl der Getriebeeingangs- und/oder Getriebeausgangswelle,
– ein Leistungsanforderungssignal, welches eine Leistungsanforderung durch einen Fahrzeugführer kennzeichnet (beispielsweise eine Stellung eines Fahrpedals oder einer Drosselklappe),
– eine Temperatur eines Getriebeöls,
– ein Druck einer Getriebepumpe,
– ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine,
– ein Drehmoment an der Getriebeeingangswelle,
– ein im Automatikgetriebe eingestellter Betriebsmodus,
– Signale von Regelsystemen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Anti-Blockier-System,
– eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs,
– eine Gierrate des Kraftfahrzeugs,
– eine Steigung der Fahrbahn,
– ein Lenkwinkel,
– eine Außentemperatur,
– Temperaturen von Kupplungen und/oder Bremsen des Automatikgetriebes, beispielsweise rechnerisch geschätzt, und
– ein Signal, welches einen Alterungszustand des Getriebeöls und/oder des Kraftfahrzeugs kennzeichnet, beispielsweise eine Laufleistung des Kraftfahrzeugs seit einer Inbetriebnahme oder einem Wechsel des Getriebeöls.

Beispielsweise kann bei einer hohen Drehzahl der Antriebsmaschine und/oder einem hohen Gradienten der Drehzahl die Antriebsverbindung schneller hergestellt und die Blockierung schneller aufgehoben werden als bei niedrigen Drehzahlen oder niedrigen Gradienten. Außerdem kann bei einer zu hohen Querbeschleunigung, zu hoher Gierrate, zu großem Lenkwinkel, aktivem Regelsystem, zu hoher Getriebeöltemperatur, zu hohen Kupplungstemperaturen, zu geringem Pumpendruck und/oder zu geringer Außentemperatur von einer Blockierung und einer Unterbrechung der Antriebsverbindung abgesehen werden.

Weitere Vorteile 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:

1 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe,

2 ein Getriebeschema nach Art eines Längsschnittes eines Planetenräder-Wechselgetriebes,

3 eine Tabelle für die in den einzelnen Gängen des Planetenräder-Wechselgetriebes wirksamen Kupplungen und Bremsen und

4a–4e zeitliche Verläufe von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebsmaschine 11 in Form eines Verbrennungsmotors, welcher von einer Steuerungseinrichtung 12 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 12 steht in Signalverbindung mit einem Leistungsstellglied 13 in Form eines Fahrpedals, mittels welchem ein Fahrzeugführer ein Leistungsanforderungssignal in Form eines Sollwerts für das abzugebende Drehmoment der Antriebsmaschine 11 einstellen kann.
Die Antriebsmaschine 11 ist mit einem Automatikgetriebe 14 in Form eines Planetenräder-Wechselgetriebes verbunden, welches von einer Steuerungseinrichtung 15 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 15 steht mit einem Wählhebel 16 in Signalverbindung, mittels welchem der Fahrzeugführer verschiedene Fahrstufen des Automatikgetriebes 14 auswählen kann. Der Fahrzeugführer kann damit eine Parkstellung (P), eine Rückwärtsfahrstellung (R), eine Neutralstellung (N) und eine Vorwärtsfahrstellung (D) einstellen. Darüber hinaus kann der Fahrzeugführer mittels eines nicht dargestellten Tasters am Wählhebel 16 einen Betriebsmodus des Automatikgetriebes 14 einstellen. Beispielsweise kann ein Sportmodus, ein Komfortmodus oder ein Manuellmodus ausgewählt werden. Im Sport- und Komfortmodus entscheidet die Steuerungseinrichtung 15 über den Zeitpunkt einer Schaltung, im Manuellmodus löst der Fahrzeugführer die Schaltungen selbst aus.
Das Automatikgetriebe 14 ist über ein Längsdifferenzial 30 und eine hintere Antriebswelle 17 mit einem Hinterachsgetriebe 18 verbunden, welches auf bekannte Weise das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 über hintere Seitenwellen 19 auf hintere Fahrzeugräder 20 überträgt. Das Kraftfahrzeug verfügt über Allradantrieb, so dass das Automatikgetriebe 14 über das Längsdifferenzial 30 und eine vordere Antriebswelle 31 auch mit einem Vorderachsgetriebe 32 verbunden ist. Das Vorderachsgetriebe 32 überträgt auf bekannte Weise das Drehmoment über vordere Seitenwellen 33 auf vordere Fahrzeugräder 34.
An den hinteren Fahrzeugrädern 20 sind Drehzahlsensoren 21 angeordnet, welche mit einer Steuerungseinrichtung 22 in Signalverbindung stehen. Die Steuerungseinrichtung 22 erfasst damit eine Drehzahl und eine Drehrichtung der Fahrzeugräder 20. Aus diesen Drehzahlen kann die Geschwindigkeit und aus der Drehrichtung die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
An den vorderen Fahrzeugrädern 34 sind Betriebsbremsen 35 angeordnet, welche der Fahrzeugführer mittels eine Bremspedals 36 betätigen kann. Das Bremspedal 36 steht ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung 22 in Signalverbindung. Damit kann die Steuerungseinrichtung 22 eine Betätigung und einen Betätigungsgrad der Betriebbremse 35 erfassen. Die Steuerungseinrichtung 22 kann auch unabhängig von der Betätigung des Bremspedals 36 die Betriebsbremse 35 betätigen. Die Steuerungseinrichtung 22 erzeugt ein Bremssignal, das eine Betätigung der Betriebsbremse 35, also beispielsweise vom Fahrzeugführer mittels des Bremspedals 36 kennzeichnet.
Die Steuerungseinrichtungen 12, 15 und 22 stehen untereinander über eine serielle Busverbindung, beispielsweise über einen CAN-Bus, in Signalverbindung. Damit können erfasste Größen, wie beispielsweise die Drehzahl und die Drehrichtung der Fahrzeugräder 20, ausgetauscht werden.
Das Kraftfahrzeug kann auch über weitere Sensoren verfügen, wie beispielsweise Drehzahlsensoren für die verschiedenen Drehzahlen, einen Temperatursensor für die Bestimmung einer Temperatur des Getriebeöls, Drucksensoren für die Bestimmung von Betätigungsdrücken im Getriebe, einen Gierratensensor und /oder einen Lenkwinkelsensor.
Das Kraftfahrzeug kann auch nur über eine angetriebene Achse verfügen. Dabei kann sowohl die Vorder- als auch die Hinterachse angetrieben werden.
Gemäß 2 verfügt das Automatikgetriebe 14 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 23. Ein Pumpenrad 24 des Drehmomentwandlers ist mit der Antriebsmaschine 11 verbunden. Ausgangsseitig ist der Drehmomentwandler 23 über ein Turbinenrad 25 mit einer Eingangswelle E drehfest verbunden.
Ein eingangsseitiges Planetenräder-Teilgetriebe TE weist einen Planetenräder PE drehbar lagernden Planetenträger PTE auf. Mit den Planetenrädern PE kämmt ein äußeres Zentralrad HE, welches eine drehfeste Verbindung zu einer Eingangswelle E aufweist. Mit den Planetenrädern kämmt ferner ein inneres Zentralrad SE, welches mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse B1 und mit einer ein -und ausrückbaren Kupplung K1 verbunden ist.
Auf dem Planetenträger PTE sind zusätzlich Neben-Planetenräder NPE drehbar gelagert, welche sowohl mit den Planetenrädern PE als auch mit einem äußeren Neben-Zentralrad NHE kämmen, das mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse BN verbunden ist.
Ein ausgangsseitiges Planetenräder-Teilgetriebe TA weist einen Planetenräder PA drehbar lagernden Planetenträger PTA auf, welcher mit einer drehfesten Antriebsverbindung zu einer Getriebeausgangswelle A versehen ist. Mit den Planetenrädern PA kämmt ein äußeres Zentralrad HA, welches durch eine ein- und ausrückbare reibschlüssige Kupplung K2 mit der Eingangswelle E verbunden ist. Mit den Planetenrädern PA kämmt ferner ein inneres Zentralrad SA, welches mit einer ein- und ausrückbaren Bremse B2 verbunden ist.
Ein Planetenräder-Umkehr-Teilgetriebe TU weist einen Planetenräder PU drehbar lagernden Planetenträger PTU auf, welcher mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse BR verbunden sowie mit einer drehfesten Antriebsverbindung VA zum äußeren Zentralrad HA des ausgangsseitigen Teilgetriebes TA versehen ist. Mit den Planetenrädern PU kämmt ein äußeres Zentralrad HU, welches eine Antriebsverbindung VE mit dem Planetenträger PTE des eingangsseitigen Teilgetriebes TE aufweist. Mit den Planetenrädern PU kämmt ferner ein inneres Zentralrad SU. Zwischen den beiden inneren Zentralrädern SA und SU ist eine Antriebsverbindung VUK vorgesehen, welche durch Vermittlung einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Kupplung K3 lösbar ausgebildet ist.
Im 1.Gang ist der Getriebezustand so, dass gemäß der Tabelle der 3 die Bremse B2 sowie die Kupplung K3 geschlossen und dadurch die beiden Teilgetriebe TA und TU in eine Standübersetzung mit festgebremsten Reaktionsglied – Zentralräder SA und SU – sowie im Kraftfluss in Reihe geschaltet sind. Dies gilt zwar auch für das eingangsseitige Teilgetriebe TE, jedoch ist bei diesem die Standübersetzung bei festgebremsten Neben-Zentralrad NHE geschaltet, welche höher ist als diejenige bei festgebremsten Zentralrad SE.
Im 2. Gang sind gemäß der Tabelle der 3 die Bremsen B1 und B2 sowie die Kupplung K3 geschlossen. Dadurch sind die drei Teilgetriebe TE,TA und TU in eine jeweilige Standübersetzung mit festgebremsten Reaktionsglied– Zentralrad SE bzw. SA bzw. SU -und in bezug auf den Kraftfluss in Reihe geschaltet, so dass sich die Gangübersetzung durch multiplikative Verknüpfung dieser Standübersetzungen ergibt.
Nach der Tabelle der 3 sind im Rückwärtsgang R1 die Bremsen B1 und BR sowie die Kupplung K3 geschlossen, so dass die beiden Teilgetriebe TA und TU wieder zu einem gemeinsamen Koppelgetriebe mit festgebremstem Planetenträger PTU miteinander verbunden sind, dem das in seine Standübersetzung gebrachte eingangsseitige Teilgetriebe im Kraftfluss in Reihe vorgeschaltet ist. Die Standübersetzung ergibt wiederum eine hohe Gangübersetzung, während das wirksame Reaktionsglied PTU im Koppelgetriebe den gegenläufigen Drehsinn der gekuppelten Zentralräder SA und SU vermittelt, deren Drehzahl im ausgangsseitigen Teilgetriebe TA für die Getriebeausgangswelle A wieder etwas reduziert wird.
Gemäß der Tabelle der 3 sind im Rückwärtsgang R2 die Kupplungen K1 und K3 sowie die Rückwärtsgangbremse BR geschlossen. Auf diese Weise läuft das eingangsseitige Teilgetriebe TE als geschlossener Block mit der Teilübersetzung 1:1 um, welchem das aus den beiden anderen Teilgetrieben TA und TU gebildete Koppelgetriebe mit festgebremstem Planetenträger PTU als Reaktionsglied im Kraftfluss in Reihe nachgeordnet ist. Die Teilübersetzung 1:1 liefert eine niedrigere Gangübersetzung, während die geschlossene Bremse BR den gegenläufigen Drehsinn der gekuppelten Zentralräder SA und SU vermittelt, deren Drehzahl im ausgangsseitigen Teilgetriebe TA für die Getriebeausgangswelle A wieder etwas reduziert wird.
Die weiteren Drehmomentpfade im Automatikgetriebe 14 und damit die Übersetzungen des Automatikgetriebes ergeben sich aus der Tabelle der 3 und dem in 2 dargestellten konstruktiven Aufbau des Automatikgetriebes 14.
Zum zumindest teilweise Blockieren der Getriebeausgangswelle A wird bei einem geschalteten Gang im Automatikgetriebe 14 eine Kupplung oder Bremse zusätzlich zu den in der Tabelle der 3 aufgeführten Kupplungen und/oder Bremsen zumindest teilweise geschlossen. Das Schließen kann gesteuert oder geregelt erfolgen, so dass beim Schließen kein Ruck spürbar ist. Anschließend wird eine Kupplung oder Bremse geöffnet, so dass die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeungangswelle E und Getriebeausgangswelle A unterbrochen wird. Das Öffnen kann gesteuert oder geregelt erfolgen.
Beispielsweise wird bei geschaltetem 1. Gang die Bremse BR geschlossen. Dies entspräche dem gleichzeitigen Schalten des 1. Gangs und des Rückwärtsgangs R3 im Automatikgetriebe 14. Damit ist das äußere Zentralrad HA des ausgangsseitigen Planetenräder-Teilgetriebes TA mittels der Bremse BR und das innere Zentralrad SA des Teilgetriebes TA mittels der Bremse B2 gegenüber dem Gehäuse des Automatikgetriebes 14 festgebremst. Das ausgangsseitige Planetenräder-Teilgetriebe TA und damit die mit dem Teilgetriebe TA verbundene Getriebeausgangswelle A sind damit blockiert. Anschließend wird die Bremse BN geöffnet, so dass die Antriebsverbindung zwischen dem eingangsseitigen Planetenräder-Teilgetriebe TE und dem ausgangsseitigen Planetenräder-Teilgetriebe TA bzw. dem Planetenräder-Umkehr-Teilgetriebe TU aufgetrennt wird. Damit besteht keine Antriebsverbindung mehr zwischen der Getriebeeingangswelle E und der Getriebeausgangswelle A. Die Blockierung der Getriebeausgangswelle A ist davon unberührt und bleibt also bestehen.
Bei geschaltetem Rückwärtsgang R1 wird beispielsweise zusätzlich die Bremse B2 geschlossen. Dies entspräche dem gleichzeitigen Schalten des Rückwärtsgangs R1 und des 2. Gangs im Automatikgetriebe 14. Damit wird wie beschrieben die Getriebeausgangswelle A über die Bremsen B2 und BR blockiert. Anschließend wird die Bremse B1 geöffnet, so dass die Antriebsverbindung zwischen dem eingangsseitigen Planetenräder-Teilgetriebe TE und dem ausgangsseitigen Planetenräder-Teilgetriebe TA bzw. dem Planetenräder-Umkehr-Teilgetriebe TU aufgetrennt wird. Damit besteht keine Antriebsverbindung mehr zwischen der Getriebeeingangswelle E und der Getriebeausgangswelle A. Die Blockierung der Getriebeausgangswelle A ist davon unberührt und bleibt also bestehen.
Bei allen anderen Gängen des Automatikgetriebes 14 kann durch Schließen einer Kupplung oder Bremse ebenfalls die Getriebeausgangswelle A blockiert werden und anschließend die Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle E und der Getriebeausgangswelle A unterbrochen werden.
Die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle A wird aufgehoben, indem die Kupplung oder Bremse wieder geöffnet wird. Das Öffnen kann gesteuert oder geregelt erfolgen, so dass beim Öffnen kein Ruck spürbar ist.
Die Kupplungen (K1, K2, K3) und Bremsen (B1, B2, BN, BR) des Automatikgetriebes (14) werden hydraulisch betätigt. Ein dafür notwendige, nicht dargestellte Getriebeölpumpe wird über das Pumpenrad 24 angetrieben.
In den 4a bis 4e sind die zeitlichen Verläufe eines Bremssignals (br), eines Leistungsanforderungssignals in Form eines Betätigungsgrads des Fahrpedals (Fahrpedalstellung pw), ein Geschwindigkeitssignal (v), ein Druck (p_b) an einer zur zumindest teilweisen Blockierung der Getriebeausgangswelle A zusätzlich geschlossenen Kupplung oder Bremse und ein Druck (p_o) an einer zur Auftrennung der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeusgangswelle E und der Getriebeausgangswelle A zu öffnenden Kupplung oder Bremse bei der Herbeiführung und Aufheben einer zumindest teilweisen Blockierung der Ausgangswelle des Automatikgetriebes 14. Die Verläufe sind nur schematisch und sehr vereinfacht dargestellt.
Auf Abszissen 50a, 50b, 50c, 50d und 50e ist jeweils die Zeit in Sekunden aufgetragen. Auf einer Ordinate 51a ist ein logisches Signal, auf einer Ordinate 51b eine Fahrpedalstellung in [%], auf einer Ordinate 51c eine Geschwindigkeit in [km/h] und auf Ordinaten 51d und 51e ein Druck in [bar] aufgetragen.
Eine Linie 52 repräsentiert das Bremssignal br, eine Linie 53 die Fahrpedalstellung pw, eine Linie 54 das Geschwindigkeitssignal v, eine Linie 55 den Druck p_b und eine Linie 56 den Druck p_o.
Die Getriebeausgangswelle A wird nur dann zumindest teilweise blockiert und anschließend die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeungangswelle E und Getriebeausgangswelle A aufgetrennt, wenn das Bremssignal br eine Betätigung der Bremse anzeigt. Bis zum Zeitpunkt t1 ist die Bremse nicht betätigt, so dass erst ab dem Zeitpunkt t1 zusätzlich geprüft wird, ob die Fahrpedalstellung pw kleiner als ein erster Leistungsschwellwert ist. Der Schwellwert ist hier so gewählt, dass die Bedingung erst erfüllt wird, wenn der Fahrzeugführer das Fahrpedal gar nicht betätigt, pw also 0 ist. Dies ist zum Zeitpunkt t1 ebenfalls gegeben. Weiterhin wird geprüft, ob das Geschwindigkeitssignal v eine Geschwindigkeit kennzeichnet, die kleiner als ein Geschwindigkeitsschwellwert v1 ist, welcher beispielsweise zwischen 3 und 7 km/h betragen kann. Diese Bedingung ist zum Zeitpunkt t2 erfüllt, so dass ab dem Zeitpunkt t2 der Druck p_b umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitssignal v bis auf einen Druckwert p_b1 zum Zeitpunkt t3 ansteigt. Der Druckwert p_b1 kann beispielsweise zwischen 1 und 2 bar betragen. Die Getriebeausgangswelle A ist damit zumindest teilweise blockiert. Mit Erreichen des Druckwerts p_b1 vom Druck p_b zum Zeitpunkt t3 wird begonnen, den Druck p_o über eine Rampe auf 0 zu reduzieren und damit die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeungangswelle E und Getriebeausgangswelle A aufzutrennen. Die Auftrennung kann auch schon starten, wenn p_b schon ansteigt, aber den Druckwert p_b1 noch nicht erreicht hat.
Damit ist die Getriebeausgangswelle A zumindest teilweise blockiert und die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangswelle E und Getriebeausgangswelle A ist aufgetrennt.
Zum Zeitpunkt t4 zeigt das Bremssignal br an, dass die Bremse nicht mehr betätigt wird. Auf Grund dessen wird der Druck p_o über eine Rampe wieder auf einen Druckwert p_o1 erhöht. Da gleichzeitig pw stark ansteigt, der Fahrzeugführer also das Fahrpedal sehr schnell und stark betätigt, wird p_o entlang einer steilen Rampe erhöht, die Kupplung also schnell geschlossen. Dadurch werden die Drehmassen des Antriebsstrangs sehr schnell verzögert, was zu Drehmomentimpulsen führt. Damit diese durch die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle A abgestützt werden können, wird der Druck p_b während der Erhöhung des Drucks p_o erhöht. Der Wert und der zeitliche Verlauf der Erhöhung ist dabei von der Steigung der Zuschaltrampe von p_o abhängig. Die Erhöhung kann auch von pw oder einer Drehzahl der Antriebsmaschine abhängig sein.
Die weitere Bedingung für das Aufheben der zumindest teilweisen Blockierung, dass das Leistungsanforderungssignal pw größer als ein zweiter Leistungsschwellwert ist, ist ebenfalls zum Zeitpunkt t4 erfüllt. Deshalb wird unmittelbar nachdem der Druck p_o den Druckwert p_o1 erreicht hat, also die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangswelle E und Getriebeausgangswelle A wieder hergestellt ist, der Druck p_b sehr schnell auf 0 reduziert und damit die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle A aufgehoben.
Der Druck p_b kann auch schon reduziert werden, wenn p_o ansteigt, aber den Druckwert p_o1 noch nicht ganz erreicht hat.
Der Gradient von p_b ist bei der Erhöhung von pw abhängig. Da pw den Maximalwert von 100 % erreicht hat, wird p_b mit einem maximalen Gradienten auf 0 reduziert. Der Gradient könnte auch zusätzlich von einer Drehzahl der Antriebsmaschine abhängig sein. Das Absenken geht umso schneller, je größer die genannte Drehzahl ist.
Es sind auch andere Verläufe der Drücke p_b und p_o möglich. Der Verlauf des Drucks p_b beim Absenken auf 0 kann auch von einer Drehzahl der Antriebsmaschine 11 abhängig sein.
Statt eines Bremssignals, welches nur eine Betätigung oder Nicht-Betätigung der Bremse anzeigt, kann auch ein Bremssignal ausgewertet werden, welches einen Betätigungsgrad der Bremse anzeigt. In diesem Fall wird die zumindest teilweise Blockierung nur herbeigeführt und die Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingangswelle E und Getriebeausgangswelle A nur aufgetrennt, wenn das Bremssignal anzeigt, dass der Betätigungsgrad größer als ein erster Bremsschwellwert ist. Der Druck p_b wird erst dann wieder auf 0 abgesenkt, wenn das Bremssignal anzeigt, dass der Betätigungsgrad kleiner als ein zweiter Bremsschwellwert ist.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsmaschine (11), einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (23) und einem Automatikgetriebe (14), welches über Kupplungen (K1, K2, K3) und Bremsen (B1, B2, BN, BR) verfügt und ein Gang des Automatikgetriebes (14) durch Schließen einer Kombination von Kupplungen (K1, K2, K3) und/oder Bremsen (B1, B2, BN, BR) geschaltet ist, wobei in Teilbetriebsbereichen des Antriebsstrangs (10) eine Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle (E) und einer Getriebeausgangswelle (A) trotz einer eingestellten Vorwärts- oder Rückwärtsfahrstufe durch Öffnen einer Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR) unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den geschlossenen Kupplungen (K1, K2, K3) und/oder Bremsen (B1, B2, BN, BR) eines aktuellen Gangs eine zusätzliche Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR) zumindest teilweise geschlossen oder eine Kupplung (K1, K2, K3) und/oder Bremse (B1, B2, BN, BR) des aktuellen Gangs zumindest teilweise geöffnet wird, bei deren vollständigem Schließen oder Öffnen die Getriebeausgangswelle (A) blockiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle (A) vor der Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (E) und der Getriebeausgangswelle (A) herbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (E) und der Getriebeausgangswelle (A) wieder hergestellt werden soll, die zumindest teilweise Blockierung der Getriebeausgangswelle (A) nach dem Wiederherstellen der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (E) und der Getriebeausgangswelle (A) aufgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitpunkt und/oder ein zeitlicher Verlauf der Unterbrechung und/oder der Wiederherstellung der Antriebsverbindung und/oder des Herbeiführens und/oder des Aufhebens der zumindest teilweisen Blockierung der Getriebeausgangswelle (A) von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs abhängig sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung und/oder die Wiederherstellung der Antriebsverbindung und/oder das Herbeiführen und/oder Aufheben der zumindest teilweisen Blockierung der Getriebeausgangswelle (A) in Abhängigkeit – von einem Bremssignal (br), welches eine Betätigung einer Bremse zum Verzögern des Kraftfahrzeugs kennzeichnet, und/oder – von einem Leistungsanforderungssignal (pw), welches eine Leistungsanforderung durch einen Fahrzeugführer kennzeichnet, und/oder – von einem Geschwindigkeitssignal (v), welches eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kennzeichnet, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung nur unterbrochen wird, wenn das Bremssignal (br) eine Betätigung der Bremse oder einen Betätigungsgrad größer als ein Bremsschwellwert anzeigt und/oder die Antriebsverbindung wiederhergestellt wird, wenn das Bremssignal keine Betätigung der Bremse oder einen Betätigungsgrad kleiner als ein Bremsschwellwert anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung nur unterbrochen wird, wenn das Leistungsanforderungssignal (pw) eine Leistungsanforderung anzeigt, welche kleiner als ein erster Leistungsschwellwert ist, und/oder die zumindest teilweise Blockierung nur aufgehoben wird, wenn das Leistungsanforderungssignal (pw) eine Leistungsanforderung anzeigt, welche größer als ein zweiter Leistungsschwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierung der Getriebeausgangswelle (A) nur herbeigeführt wird, wenn das Geschwindigkeitssignal (v) eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anzeigt, welche kleiner als ein Geschwindigkeitsschwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsgrad der Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR), welche zum Blockieren der Getriebeausgangswelle (A) zumindest teilweise geschlossen oder geöffnet wird, beim Herbeiführen der zumindest teilweisen Blockierung vom Geschwindigkeitssignal (v) abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsgrad der Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR), welche zum zumindest teilweisen Blockieren der Getriebeausgangswelle (A) zumindest teilweise geschlossen oder geöffnet wird, während der Wiederherstellung der Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeungangswelle (E) und der Getriebeausgangswelle (A) von einem Betätigungsgrad der Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR), welche für das Wiederherstellen der Antriebsverbindung geschlossen wird, und/oder vom Leistungsanforderungssignal (pw) und/oder von einer Drehzahl der Antriebsmaschine (11) abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsgrad der Kupplung (K1, K2, K3) oder Bremse (B1, B2, BN, BR), welche zum zumindest teilweisen Blockieren der Getriebeausgangswelle (A) zumindest teilweise geschlossen oder geöffnet wird, beim Aufheben der zumindest teilweisen Blockierung vom Leistungsanforderungssignal (v) und/oder von der Drehzahl der Antriebsmaschine (11) abhängig ist.