DE102005003608A1

DE102005003608A1 - Verfahren zum Betreiben des Antriebsstranges eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102005003608A1
Application number: DE102005003608A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr.-Ing. Dreibholz; Johannes Dr. Kaltenbach; Uwe Dipl.-Phys. Griesmeier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-03
Also published as: WO2006079367A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstranges eines Fahrzeuges, enthaltend einen Antriebsmotor, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, und einen Drehmomentwandler, beispielsweise ein automatisches Getriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, wobei dem Antriebsstrang eine Freilauffunktion für Schubbetriebsphasen zugeordnet ist und die Freigabe bzw. Sperrung dieser Freilauffunktion für eine verbesserte und flexiblere Anpassung an den aktuellen Fahrbetrieb durch Betätigung eines Gaspedals bzw. eines Bremspedals erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges, enthaltend eine Antriebsmotor, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, und einen Drehmomentwandler, wie beispielsweise ein automatisches Getriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe, gemäss Patentanspruch 1.

Es sind bereits Kraftfahrzeuge bekannt geworden, welche zwecks Reduktion des Kraftstoffverbrauchs mit einer Freilauffunktion ausgestattet sind. Diese funktionieren derart, dass zum Beispiel beim durch den Fahrer verursachten Gaswegnehmen die antreibende Brennkraftmaschine von den angetriebenen Fahrzeugrädern getrennt wird. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine kann dann kraftstoffsparend zur Leerlaufdrehzahl zurückgeführt werden, jedoch entfällt Unvorteilhafterweise die bremsende Wirkung der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb.

Zur noch weitergehenden Verbrauchsreduktion ist es bekannt geworden, die Brennkraftmaschine in solchen antriebslosen Schubbetriebsphasen des Kraftfahrzeuges komplett abzuschalten. Neben dem Entfall der Bremswirkung kommt bei einer solchen Lösung jedoch noch das Problem der dann nicht mehr durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Nebenaggregate hinzu.

Nachteilig bei den vorbeschriebenen Konzepten ist, dass bei einer Bergabfahrt aufgrund der nicht mehr gegebenen Motorbremswirkung das Fahrzeug in unerwünschter Weise an Fahrgeschwindigkeit zunimmt, welche nur durch eine Betätigung der Betriebsbremse des Fahrzeugs verringert werden kann.

Zur Lösung dieses Problems ist aus dem Internetdokument „httpa/www.volvosouth.co.ukldefault.asp?winstr=FH12RoadTest/fhprofile.asp" beziehungsweise aus dem Lastkraftwagen Volvo Typ FH 12 ein Antriebsstrang bekannt geworden, mit einem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsmotor, mit einem als automatisches Splittergetriebe mit 12 Vorwärtsgängen ausgebildeten Drehmomentwandler, mit einer manuell zu betätigenden Stellvorrichtung in Form eines Gaspedals für ein Leistungsstellglied (beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzpumpe) des Antriebsmotors, und mit einem manuell zu betätigenden Vorwählglied in Form eines neben dem Fahrersitz angeordneten Getriebegangbereichwählhebels, sowie mit einem manuell zu betätigenden Steller in Form eines Bremspedals zur Betätigung einer die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verzögernden Betriebsbremse.

Eine dem Antriebsstrang zugeordnete elektronische Steuereinheit detektiert unter anderem einen Zustand, in welchem keine Antriebsleistung erforderlich ist oder eine Motorbremse nicht eingeschaltet ist, ob eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage eingeschaltet ist, ob sich das Getriebe im Automatikmodus befindet und ob einer der Vorwärtsgänge 7 bis 12 eingelegt ist. Treffen alle diese Bedingungen gemeinsam zu, so wird das Splittergetriebe automatisch in den Neutralmodus geschaltet, so dass dann die drehmomentübertragende Wirkung zwischen der Brennkraftmaschine und den angetriebenen Rädern aufgehoben ist.

Zur Vermeidung des einleitend genannten Problems bei Bergabfahrten wird diese bekannte Freilauffunktion sofort dann durch erneutes Schließen des Drehmomentflusses im Antriebsstrang unterbunden, wenn entweder das Bremspedal oder das Gaspedal betätigt wird, oder die Motorbremse eingeschaltet wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Antriebsstranges anzugeben, mit welchem flexibler als bisher auf unterschiedliche Verkehrssituationen reagiert werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs, enthaltend einen Antriebsmotor, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, und einen Drehmomentwandler, beispielsweise ausgebildet als automatisches Getriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe oder als stufenloses Getriebe, mit einer manuell zu betätigenden Stellvorrichtung für ein Leistungsstellglied des Antriebsmotors, mit einem manuell zu betätigenden Vorwählglied für einen Betriebsbereich des Drehmomentwandlers bzw. Getriebes, mit einem manuell zu betätigenden Steller zur Betätigung einer die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verzögernden Bremse, und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Aufnahme, Verarbeitung und Abgabe von Signalen und Daten des Antriebsstranges und/oder des Fahrzeuges.

Zudem ist diesem Antriebsstrang eine Freilaufeinrichtung mit einer Freilauffunktion derart zugeordnet ist, dass

a) im Schubbetrieb bei nicht betätigter Stellvorrichtung des Leistungsstellglieds zunächst die Freilauffunktion freigegeben wird, und
b) dann, wenn anschließend der Steller zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit betätigt wird, die Freilauffunktion gesperrt wird, und
c) dann, wenn die Freilauffunktion im Schubbetrieb wieder freigegeben werden soll, dieses durch Betätigen Stellvorrichtung des Leistungsstellglieds erfolgt.

Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass durch das Betätigen der Stellvorrichtung für das Leistungsstellglied bzw. das Betätigen des auf die Bremse wirkenden Stellers durch den Fahrer schnell und flexibel zwischen den Zuständen „freigegebener Freilaufeffekt" bzw. „gesperrter Freilaufeffekt" umgeschaltet werden kann.
Wird beispielsweise bei einer beginnenden Bergabfahrt zunächst auf die Zulässigkeit des Freilaufbetriebs erkannt, so kann der Fahrer bei nachfolgend zu starker Zunahme der Fahrgeschwindigkeit durch Betätigen des Stellers zur Betätigung der Bremse eine bewusste Verzögerung des Fahrzeuges durch ein Sperren des Freilaufeffektes herbeiführen, und anschließend, wenn zum Beispiel der topographische Fahrstreckenverlauf alleine eine ausreichende Absenkung der Fahrgeschwindigkeit herbeiführt, zum Beispiel beim Befahren der Steigung eines kleinen Hügels, die Freilauffunktion durch Betätigung der Stellvorrichtung des Leistungsstellglieds sofort wieder freigeben.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei aktiver Freilauffunktion im Drehmomentwandler bzw. Getriebe der zur aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit passende Getriebegang bzw. das Übersetzungsverhältnis bei einem stufenlosen Getriebe nachgeführt wird, damit bei erneutem Gasgeben und deaktivierter Freilauffunktion sofort ein passender Getriebegang zur Verfügung steht.
Bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass die Übergangsbedingung im Verfahrensschritt b) dahingehend modifiziert ist, dass der Steller für die Bremse für eine voreingestellte oder voreinstellbare Zeitspanne, zum Beispiel etwa 1 Sekunde lang, ununterbrochen betätigt sein muss, um die Freilauffunktion zu sperren. Dieses bietet die Möglichkeit, den Steller für die Bremse kurzzeitig, auch unbeabsichtigt, zu betätigen, ohne die Freilauffunktion sofort zu sperren.
In einer anderen Ausgestaltung kann alternativ oder in Ergänzung dazu vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt c) die Übergangsbedingung von gesperrtem zu aktivem Freilaufeffekt nur dann erfüllt ist, wenn die Stellvorrichtung für das Leistungsstellglied des Antriebsmotors über ein voreingestelltes oder voreinstellbares Maß hinaus betätigt wurde. Dies kann beispielsweise durch eine Auslenkung des Fahrpedals über einen vorbestimmten Auslenkwinkel realisiert sein. Durch diese Variante wird ein eher zufälliges Betätigen dieser Stellvorrichtung durch den Fahrer als für die Freilauffunktion nicht relevant ignoriert.
Als vorteilhaft beurteilt wird ebenfalls, wenn bei aktivierter Freilauffunktion der Antriebsmotor komplett oder teilweise abgeschaltet wird, wodurch sich eine weitere Reduktion des Kraftstoffverbrauches realisieren lässt. Hierbei kann es in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bestimmte oder alle Nebenaggregate über wenigstens einen gesonderten Antrieb betrieben werden, beispielsweise durch wenigstens einen elektromotorischen Antrieb.
Bevorzugt ist es ebenso, dass die Freigabebedingung für die Freilauffunktion um eine Abhängigkeit von einer oder mehrerer Größen ergänzt wird, mit dem Ziel, entweder eine noch höhere Kraftstoffersparnis zu erzielen und/oder um den Fahrbetrieb sicherer zu gestalten. Hierzu können zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Temperatur des Antriebsmotors, der aktuell eingelegte oder vorgewählte Getriebegang, oder ein gemessenes oder berechnetes Antriebsmoment des Antriebsmotors gehören, deren Signale der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden.
Der Einfluss des Antriebsmomentes des Antriebsmotors wird wiederum in bevorzugter Ausgestaltung dann unterdrückt, wenn sich der Antriebsstrang nahe an der Grenze zwischen Zug- und Schubbetrieb befindet.
Als weitere Größen können in Alleinstellung oder ergänzend bzw. alternativ bekannte Daten der Fahrstrecke ausgewertet werden, beispielsweise durch Hinterlegung von digitalen Landkarten oder durch ein Navigationssystem. Hierdurch kann beispielsweise in bekannten Gefällestrecken mit zu großer Neigung die Freilauffunktion automatisch unterdrückt werden. Die Daten der Fahrstrecke können dabei in der elektronischen Steuereinheit gespeichert sein oder dynamisch aus einem Navigationssystem ausgelesen und/oder ergänzt werden.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass der Verkehrsfluss dahingehend ausgewertet wird, dass eine Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung zum Beispiel zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgewertet wird. Werden dabei als kritisch eingestufte Werte erkannt, so wird die Freigabe der Freilauffunktion nicht erteilt.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs, enthaltend einen Antriebsmotor, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, und einen Drehmomentwandler, beispielsweise ausgebildet als automatisches Getriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe oder als stufenloses Getriebe, mit einer manuell zu betätigenden Stellvorrichtung für ein Leistungsstellglied des Antriebsmotors, mit einem manuell zu betätigenden Vorwählglied für einen Betriebsbereich des Drehmomentwandlers bzw. Getriebes, mit einem manuell zu betätigenden Steller zur Betätigung einer die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verzögernden Bremse, und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Aufnahme, Verarbeitung und Abgabe von Signalen und Daten des Antriebsstranges und/oder des Fahrzeuges, wobei dem Antriebsstrang eine Freilaufeinrichtung mit einer Freilauffunktion derart zugeordnet ist, dass a) im Schubbetrieb bei nicht betätigter Stellvorrichtung für das Leistungsstellglied die Freilauffunktion freigegeben wird und b) dann, wenn anschließend der Steller zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit betätigt wird, die Freilauffunktion gesperrt wird und c) dann, wenn die Freilauffunktion im Schubbetrieb wieder freigegeben werden soll, dieses durch Betätigen Stellvorrichtung für das Leistungsstellglied erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktiver Freilauffunktion im Drehmomentwandler bzw. Getriebe der zur aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit passende Getriebegang oder das Übersetzungsverhältnis nachgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) der Steller für die Bremse für eine voreingestellte oder voreinstellbare Zeitspanne ununterbrochen betätigt werden muss, bevor die Freilauffunktion gesperrt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt c) die Übergangsbedingung von gesperrter zu aktiver Freilauffunktion nur dann erfüllt ist, wenn die Stellvorrichtung für den Antriebsmotor über ein voreingestelltes oder voreinstellbares Maß hinaus betätigt wurde.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktivierter Freilauffunktion der Antriebsmotor komplett oder teilweise abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgeschaltetem Antriebsmotor diesem zugeordnete Nebenaggregate über einen gesonderten Antrieb angetrieben werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) die Freigabe der Freilauffunktion in Abhängigkeit von einem oder mehreren der elektronischen Steuereinheit zugeführten Signalen über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Temperatur des Antriebsmotors und/oder des aktuell eingelegten oder vorgewählten Getriebegangs und/oder ein gemessenes oder berechnetes Antriebsmoment erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Berücksichtigung des Signals über das Antriebsmoment dann unterdrückt wird, wenn sich der Antriebsstrang nahe an der Grenze zwischen Zug- und Schubbetrieb befindet.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit gespeicherte oder aktuell zugeführte Daten der Fahrstrecke verarbeitet.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe der Freilauffunktion in Abhängigkeit von aktuell ermittelten Abstands- und/oder Geschwindigkeitswerten anderer Fahrzeuge erfolgt.