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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebeeinrichtung mit mehreren Schaltelementen für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der Praxis bekannte Antriebsstränge von Fahrzeugen weisen jeweils wenigstens ein Antriebsaggregat und einen damit in Wirkverbindung stehenden bzw. damit in Wirkverbindung bringbaren Abtrieb auf. Im Bereich zwischen dem Antriebsaggregat und dem Abtrieb, der eine oder mehrere antreibbare Fahrzeugachsen umfassen kann, ist meist eine Getriebeeinrichtung, mit der verschiedene Übersetzungen darstellbar sind und mit der ein Antriebsmoment zwischen mehreren antreibbaren Fahrzeugachsen verteilbar ist, vorgesehen, um das Fahrzeug auf einfache Art und Weise anfahren zu können und das Antriebsaggregat vorwiegend über einen weiten Geschwindigkeitsbereich in oder zumindest nahe eines optimalen Betriebspunktes, in dem ein Energieverbrauch des Antriebsaggregates gering ist, zu betreiben. In bestimmten Betriebssituationen, wie einem Fahrzeugstillstand oder einem Segelbetrieb eines Fahrzeuges, wird ein Kraftschluss bzw. ein Kraftfluss in der Getriebeeinrichtung unterbrochen und das Antriebsaggregat im Bereich der Getriebeeinrichtung oder im Bereich von Kupplungen vom Abtrieb getrennt.
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Diese Vorgehensweise wird auch bei Antriebssträngen angewandt, welche neben einem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregat zusätzlich mit einem als elektrische Maschine ausgeführten weiteren Antriebsaggregat ausgestaltet sind. Mit derartigen Antriebssträngen ausgeführte Fahrzeuge werden als Hybridfahrzeuge bezeichnet, wobei die elektrische Maschine an beliebiger Stelle positioniert sein kann. So ist es beispielsweise bekannt, ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Drehmoment an verschiedenen Stellen eines Antriebsstranges einzuleiten und zur Darstellung eines angeforderten Abtriebsmomentes zu Verfügung zu stellen und/oder zum Starten der abgeschalteten Brennkraftmaschine zu verwenden.
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Darüber hinaus ist es aus der Praxis auch bekannt, neben einer Brennkraftmaschine eine elektrische Maschine als weiteres Antriebsaggregat im Bereich einer der Fahrzeugachsen des Fahrzeuges anzuordnen und dort das von der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment einzuleiten, wobei die Fahrzeugachse, mit welcher die elektrische Maschine in Wirkverbindung steht, nicht mit dem mit der Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsstrang des Fahrzeuges verbunden ist noch mit diesem in Wirkverbindung bringbar ist.
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Üblicherweise wird die Brennkraftmaschine bei allen vorbeschriebenen Hybridantriebsträngen während eines reinen elektrischen Fahrbetriebes zur Reduzierung eines Kraftstoffverbrauches abgeschaltet und durch Aufheben des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung oder durch Öffnen einer separaten Kupplung vom Abtrieb getrennt.
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Bei als Planetengetriebe ausgebildeten Getriebeeinrichtungen wird der Kraftschluss im Getriebe üblicherweise durch die gleichzeitige Betätigung mehrerer Schaltelemente hergestellt, wobei bei gängigen 6-Gang- oder 7-Gang Automatgetrieben zwei oder drei als Kupplungen oder Bremsen ausgeführte Schaltelemente gleichzeitig mit der für die Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung erforderlichen Übertragungsfähigkeit dargestellt werden. Derartige Automatgetriebe sind beispielsweise aus der
DE 103 39 427 A1 und
DE 10 2004 059 262 A1 bekannt. Um den Kraftschluss in einem Planetengetriebe aufzuheben, ist wenigstens eines der Schaltelemente zu öffnen bzw. dessen Übertragungsfähigkeit auf einen Wert einzustellen, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung unterbrochen ist. Damit eine Fehlansteuerung eines Schaltelementes der Getriebeeinrichtung bei unterbrochenem Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung nicht zu einem ungewollten Herstellen des Kraftschlusses mit einer Übersetzung der Getriebeeinrichtung führt, die für den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeuges nicht passend ist, werden jeweils wenigstens zwei der den Kraftschluss herstellenden Schaltelemente geöffnet bzw. deren Übertragungsfähigkeiten auf Werte eingestellt, zu den der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung unterbrochen ist.
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Liegt eine entsprechende Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung vor, werden die beiden geöffneten bzw. mit gegenüber einem geschlossenen Zustand reduzierter Übertragungsfähigkeit vorliegenden und üblicherweise hydraulisch ansteuerbaren Schaltelemente in an sich bekannter Art und Weise befüllt und in einen geschlossenen Betriebszustand überführt. Die Reihenfolge, in der die zum Herstellen des Kraftschlusses zu schließenden bzw. entsprechend zu betätigenden Schaltelemente angesteuert werden, ist in der der Getriebeeinrichtung zugeordneten elektronischen Getriebesteuerung hinterlegt, wobei die Reihenfolge der Betätigung der wenigstens zwei zu schließenden Schaltelemente bei einem Basisgetriebe, welches in einem Antriebstrang eines Fahrzeuges ohne elektrisches Antriebsaggregat eingesetzt wird, durch an sich bekannte mechanische und hydraulische Vorgaben sowie unter Berücksichtigung verschiedener Sicherheits- und Komfortaspekte festgelegt ist.
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Dabei wird zwischen sogenannten nicht kraftschließenden Schaltelementen, die jeweils zuerst angesteuert und geschlossen werden, und sogenannten kraftschließenden Schaltelementen, die nach den nicht kraftschließenden Schaltelementen geschlossenen werden und mittels welchen der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung geregelt hergestellt wird, unterschieden. Kraftschließende Schaltelemente sind üblicherweise Schaltelemente, die zur Darstellung mehrerer Übersetzungen einer Getriebeeinrichtung vorgesehen sind. Mit einer derartigen Vorgehensweise ist eine gleich bleibende Schaltqualität mit vergleichsweise geringerem applikativen Aufwand umsetzbar, da die für einen hohen Fahrkomfort erforderlichen Anforderungen während der Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung nur im Bereich von wenigen Schaltelementen umzusetzen sind. Grundsätzlich werden als kraftschließende Schaltelemente solche Schaltelemente ausgewählt, welche zur Darstellung mehrerer Übersetzungen, vorzugsweise mehrerer aufeinander folgender Übersetzungen eines Übersetzungsbereiches, vorgesehen sind.
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Nachteilig dabei ist jedoch, dass die vorbeschriebene Vorgehensweise zum Aufheben eines Kraftschlusses im Bereich einer Getriebeeinrichtung durch Öffnen zweier Schaltelemente ein Ansprechverhalten eines Antriebsstranges in unerwünschtem Umfang verschlechtert, da eine Reaktionszeit ausgehend von einer Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses im Bereich der Getriebeeinrichtung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem in der Getriebeeinrichtung der Kraftschluss wieder hergestellt ist, lang ist.
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Um den Kraftschluss aufzuheben und eine Reaktionszeit gegenüber der oben beschriebenen Vorgehensweise für das folgende Gangeinlegen bzw. das Herstellen des Kraftschlusses im Bereich einer Getriebeeinrichtung zu verkürzen, besteht auch die Möglichkeit, nur eines der zur Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung geschlossenen Schaltelemente zu öffnen und das andere oder die anderen Schaltelemente in einem geschlossenen Zustand zu halten bzw. in einen teilbefüllten Zustand zu überführen, von dem diese innerhalb kurzer Steuerzeiten in den geschlossenen Zustand überführbar sind. Unter Berücksichtigung der oben genannten Vorgehensweise zum Herstellen des Kraftschlusses werden die jeweils nicht kraftschließenden Schaltelemente in geschlossenem Zustand belassen bzw. in den teilbefüllten Zustand überführt und jeweils nur das kraftschließende Schaltelement aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten sowie aus dem geöffneten in den geschlossenen Zustand überführt.
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Dabei ist jedoch von Nachteil, dass sich während eines Fahrbetriebes eines Fahrzeuges bei unterbrochenem Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Fahrt bergab oder bergauf sowie während eines reinen elektrischen Fahrbetriebes derart verändern kann, dass eine zur Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung einzulegende neue Übersetzung nicht mit der alten Übersetzung, die zum Unterbrechungszeitpunkt des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung eingelegt war, übereinstimmt und neben dem zeitweise geöffneten kraftschließenden Schaltelement ein ebenfalls geöffnetes nicht kraftschließendes Schaltelement zur Darstellung der aktuell angeforderten neuen Übersetzung der Getriebeeinrichtung zu betätigen ist, während das nicht kraftschließende Schaltelement, welches zur Darstellung der alten Übersetzung erforderlich ist und sich im geschlossenen Zustand oder im teilbefüllten Zustand befindet, zu öffnen ist. Derartige Betriebszustandsverläufe führen in Verbindung mit der vorbeschriebenen Vorgehensweise zum Unterbrechen und anschließenden Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung ebenfalls zu einer Verschlechterung der Spontaneität eines Antriebsstranges, da neben dem kraftschließenden Schaltelement auch nicht kraftschließende Schaltelemente zu betätigen sind, wodurch eine Reaktionszeit ausgehend von einer Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung bis zum Vorliegen des Kraftschlusses unerwünscht lang ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebeeinrichtung mit mehreren Schaltelementen für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen, mittels welchem ein Ansprechverhalten von Antriebssträngen von Fahrzeugen auf einfache und kostengünstige Art und Weise im Vergleich zu herkömmlich betriebenen Antriebssträngen verbessert wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Getriebeeinrichtung mit mehreren Schaltelementen für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges werden in Abhängigkeit einer gleichzeitigen Betätigung von jeweils wenigstens zwei der Schaltelemente verschiedene Übersetzungen und ein Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung eingestellt, wobei wenigstens ein erstes Schaltelement zur Darstellung von mehreren aufeinander folgenden Übersetzungen eines Übersetzungsbereiches vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird bei Vorliegen einer Anforderung einer Fahrstrategie zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung bei eingelegter Übersetzung des Übersetzungsbereiches die Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes auf einem zur Darstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung erforderlichen Wert belassen und die Übertragungsfähigkeit des jeweils anderen zur Darstellung der Übersetzung des Übersetzungsbereiches vorgesehenen Schaltelementes auf den Wert eingestellt, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung unterbrochen ist. Bei Vorliegen einer Anforderung der Fahrstrategie zum Wiederherstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung mit einer Übersetzung des Übersetzungsbereiches wird die Übertragungsfähigkeit des neben dem ersten Schaltelement zur Darstellung der in der Getriebeeinrichtung betriebszustandsabhängig einzulegenden Übersetzung vorgesehenen Schaltelementes auf einen Wert eingestellt, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung vorliegt.
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Damit wird das erste Schaltelement, welches üblicherweise ein sogenanntes kraftschließendes Schaltelement darstellt, bei einer Anforderung zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung vorzugsweise in einem geschlossenen Zustand gehalten und ein sogenanntes nicht kraftschließendes Schaltelement, welches zur Darstellung der aktuell in der Getriebeeinrichtung eingelegten Übersetzung neben dem kraftschließenden Schaltelement bzw. dem ersten Schaltelement geschlossen ist, in einen Zustand überführt, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung unterbrochen ist.
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Bei einer sich daran anschließenden Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung ist lediglich eines der Schaltelemente zu schließen, wobei selbst bei einer Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeu-ges bzw. einer Betriebszustandsänderung des Antriebsstranges, welche das Einlegen einer anderen Übersetzung als der Übersetzung, welche zum Zeitpunkt der Anforderung zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung eingelegt war, lediglich ein Schaltelement zu schließen ist, welches neben dem noch geschlossenen ersten Schaltelement zur Darstellung der aktuell einzulegenden Übersetzung angefordert wird.
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Damit wird eine Spontaneität eines Antriebsstranges im Vergleich zu herkömmlich betriebenen Antriebssträngen aufgrund verkürzter Reaktionszeiten im Wesentlichen ohne konstruktive Maßnahmen auf einfache und kostengünstige Art und Weise verbessert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigt:
- 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges mit einer Brennkraftmaschine, einer Getriebeeinrichtung und einem Abtrieb;
- 2 ein Räderschema der Getriebeeinrichtung des Antriebsstranges gemäß 1 und
- 3 ein vereinfachtes Schaltschema der Schaltelemente der Getriebeeinrichtung gemäß 2, welches als Sechsganggetriebe betrieben wird.
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1 zeigt einen Antriebsstrang 1 mit einer Brennkraftmaschine 2, einem Abtrieb 3 und einer dazwischen angeordneten Getriebeeinrichtung 4, die mit mehreren in 2 dargestellten Schaltelementen A bis E zur Darstellung verschiedener Übersetzungen bzw. Gangstufen „1“ bis „R“ ausgeführt ist.
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Der Abtrieb 3 umfasst vorliegend die Fahrzeughinterachse des Fahrzeuges, wobei es in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Antriebskonzeptes auch vorgesehen sein kann, dass der Abtrieb 3 die Fahrzeugvorderachse darstellt. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass der Abtrieb zwei oder mehr antreibbare Fahrzeugachsen umfasst, zwischen welchen ein von der Brennkraftmaschine 2, von der elektrischen Maschine 5 oder ein von der Brennkraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 5 jeweils erzeugtes Drehmoment mit vorzugsweise betriebszustandsabhängig variierbaren Verteilungsgraden verteilt wird.
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Darüber hinaus besteht in nicht näher dargestellter Art und Weise auch die Möglichkeit, die elektrische Maschine 5 einer Fahrzeugvorderachse zuzuordnen, die nicht mit der Brennkraftmaschine 2 bzw. der Getriebeeinrichtung 4 in Wirkverbindung steht noch mit diesen in Wirkverbindung bringbar ist, um ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Drehmoment zur Darstellung eines anforderten Fahrbetriebes verwenden zu können.
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Unabhängig von der Anordnung bzw. Zuordnung der elektrischen Maschine 5, welche sowohl generatorisch als auch motorisch betreibbar ist, ist über die elektrische Maschine 5 im Bremsbetrieb eines Fahrzeuges elektrische Energie rekuperierbar und ein Fahrzeug wenigstens im Bereich einer Fahrzeugachse im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 5 betriebszustandsabhängig antreibbar, um das Fahrzeug beispielsweise rein elektromechanisch antreiben zu können.
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Zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der Getriebeeinrichtung 4 ist eine optionale Anfahreinrichtung 7 in Form eines strichliert ausgeführten Kreises dargestellt, die als hydrodynamischer Drehmomentwandler mit oder ohne zugeordnete Wandlerüberbrückungskupplung oder als sogenannte Anfahrkupplung, die ein Schaltelement der Getriebeeinrichtung 4 ist, ausgeführt sein kann.
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In 2 ist ein Räderschema der als Planetengetriebe ausgeführten Getriebeeinrichtung 4 mit einem ersten Planetenradsatz 9 und einem als Lepelletier-Radsatz ausgeführten zweiten Planetenradsatz 10 dargestellt. Eine Getriebeeingangswelle 7 ist mit einem Hohlrad 9A des ersten Planetenradsatzes 9 und einer ersten Kupplungshälfte des Schaltelementes E fest verbunden. Das Hohlrad 9A des ersten Planetenradsatzes 9 kämmt mit einem Planetenrad 9B, der wiederum mit einem gehäusefest ausgeführten Sonnenrad 9C des ersten Planetenradsatzes 9 kämmt. Das Planetenrad 9B ist über einen Planetenträger 9D drehfest mit ersten Kupplungshälften der Schaltelemente A und B verbunden.
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Eine zweite Kupplungshälfte des Schaltelementes E ist mit einem Planetenträger 10D des zweiten Planetenradsatzes 10 verbunden, womit der Planetenträger 10D des zweiten Planetenradsatzes 10 mit dem Hohlrad 9A des ersten Planetenradsatzes über das vorliegend als reibschlüssige Kupplung ausgeführte Schaltelement E in Wirkverbindung bringbar ist. Gleichzeitig ist der Planetenträger 10D des zweiten Planetenradsatzes 10 über das als reibschlüssige Bremse ausgeführte Schaltelement D in Wirkverbindung bringbar.
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Die zweiten Kupplungshälften der als reibschlüssige Kupplungen ausgebildeten Schaltelemente A und B sind mit Sonnenrädern 10C1 und 10C2 des zweiten Planetenradsatzes 10 verbunden, so dass der Planetenträger 9D des ersten Planetenradsatzes 9 mit den Sonnenrädern 10C1 und 10C2 in Wirkverbindung bringbar ist. Zusätzlich ist das Sonnenrad 10C1 des zweiten Planetenradsatzes 10 über das Schaltelement C, welches ebenfalls als reibschlüssige Bremse ausgeführt ist, mit dem Gehäuse 4A der Getriebeeinrichtung 4 verbindbar. Planetenräder 10B1 und 10B2 sind drehbar auf dem Planetenträger 10D gelagert, wobei das Planetenrad 10B1 mit dem Sonnenrad 10C1 und einem Hohlrad 10A des zweiten Planetenradsatzes 10 kämmt. Das Planetenrad 10B2 hingegen kämmt lediglich mit dem Sonnenrad 10C2. Das Hohlrad 10A des zweiten Planetenradsatzes 10 ist vorliegend über die Getriebeausgangswelle 6 mit dem Abtrieb 3, welcher vorliegend die Fahrzeughinterachse des Fahrzeuges darstellt, verbunden.
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3 zeigt ein Schaltschema in Form einer Tabelle, in deren Kopfspalte die einzelnen Gangstufen „1“, „2“, „3“, „4“, „5“, „6“ und „R“ aufgeführt sind. In den beiden weiteren Spalten sind die jeweils zur Darstellung der einzelnen Gangstufen gleichzeitig zu betätigenden Schaltelementen aufgeführt, wobei das Schaltelement A zur Darstellung der Gangstufen „1“, „2“, „3“ und „4“ vorgesehen ist. Dabei bilden die Gangstufen „1“, „2“ und „3“ einen ersten Übersetzungsbereich. Zusätzlich ist das Schaltelement E jeweils in Verbindung mit den Schaltelementen A, B und C zur Darstellung der Gangstufen „4“, „5“, „6“ vorgesehen, wobei die Gangstufen „4“, „5“ und „6“ einem zweiten Übersetzungsbereich zugeordnet sind.
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Das in
2 dargestelle Räderschema und das in
3 dargestellte Schaltschema sind aus der eingangs genannten
DE 103 39 427 A1 bekannt.
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Grundsätzlich ist in der Getriebeeinrichtung 4 bei gleichzeitiger Betätigung von zwei Schaltelementen D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D eine der Gangstufen „1“ bis „R“ eingelegt und der Kraftschluss bzw. der Kraftfluss hergestellt. Wird lediglich eines der beiden Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D geöffnet bzw. dessen Übertragungsfähigkeit unterhalb eines Grenzwertes abgesenkt, ist der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 unterbrochen. Liegt eine fahrerseitige Anforderung zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 vor, werden die Übertragungsfähigkeiten der zur Darstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 vorgesehenen beiden Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D auf zu dem unterbrochenen Kraftschluss äquivalente Werte eingestellt. Dabei werden die aktuell in der Getriebeeinrichtung 4 vorzugsweise hydraulisch betätigten Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D durch Unterbrechen der hydraulischen Ansteuerung vollständig geöffnet.
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Bei einer sich wiederum daran anschließenden fahrerseitigen Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 werden die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D, welche zur Darstellung der angeforderten Übersetzung zu schließen sind, auf zu dem hergestellten Kraftschluss äquivalente Werte eingestellt. Dabei werden die Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D in an sich bekannter Art und Weise während einer Schnellfüllphase und einer sich daran anschließenden Füllausgleichsphase vorbefüllt und wiederum daran anschließend mit ihrem Schließdruck beaufschlagt und vollständig geschlossen.
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Wird durch die fahrerseitige Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 eine Gangstufe bzw. Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches angefordert, wird das Schaltelement D, das Schaltelement C oder das Schaltelement B zuerst in der vorbeschriebenen Art und Weise von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt und anschließend das Schaltelement A geschlossen. Damit stellen die Schaltelemente D, C und B für den ersten Übersetzungsbereich nicht kraftschließende Schaltelemente dar, während das Schaltelement A für den ersten Übersetzungsbereich ein kraftschließendes Schaltelement ist.
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Ist hingegen eine Übersetzung „4“, „5“ oder „6“ des zweiten Übersetzungsbereiches mit der Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses einzulegen, wird das Schaltelement A, das Schaltelement B oder das Schaltelement C zuerst geschlossen und anschließend wird das Schaltelement E in den für die Herstellung des Kraftschlusses erforderlichen Betriebszustand überführt. Damit stellt das Schaltelement E für den zweiten Übersetzungsbereich das kraftschließende Schaltelement dar, während die Schaltelemente A, B und C die nicht kraftschließenden Schaltelemente des zweiten Übersetzungsbereiches sind.
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Die Auswahl, welche der Übersetzungen „1“ bis „6“ für Vorwärtsfahrt zur Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 einzulegen ist, erfolgt in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Antriebsstranges 1. Dabei werden verschiedene Betriebszustandsparameter des Antriebsstranges 1, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine Abtriebsgeschwindigkeit, berücksichtigt und eine an den aktuellen Betriebszustand des Antriebsstranges 1 angepasste oder diesem zugeordnete Gangstufe bzw. Übersetzung durch eine gleichzeitige Betätigung der Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E oder C und E eingelegt.
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Um einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges in bestimmten Betriebszuständen des Antriebsstranges 1 gering zu halten, wird die Brennkraftmaschine 2 betriebszustandsabhängig von einer übergeordneten Fahrstrategie abgeschaltet und das Fahrzeug beispielsweise in einem sogenannten Segelbetrieb, während dem am Abtrieb kein brennkraftmaschinenseitiges Drehmoment anliegt, betrieben. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, das Fahrzeug bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 2 über die elektrische Maschine 5 rein elektromotorisch anzutreiben oder am Abtrieb 3 oder im Bereich einer weiteren Fahrzeugachse während eines generatorischen Betriebes der elektrischen Maschine 5 ein Schubmoment darzustellen.
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Damit ein Fahrkomfort durch das Abschalten der Brennkraftmaschine 2 nicht beeinträchtigt wird, generiert die übergeordnete Fahrstrategie neben dem Abschaltsignal der Brennkraftmaschine 2 auch eine Anforderung zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4, wobei die Brennkraftmaschine 2 im Bereich der Getriebeeinrichtung 4 vom Abtrieb 3 des Fahrzeuges entkoppelt wird. Damit werden während des Abschaltvorganges der Brennkraftmaschine 2 auftretende Drehungleichförmigkeiten, die im Antriebsstrang 1 Schwingungen auslösen, die wiederum am Abtrieb 3 unerwünschte Reaktionsmomente verursachen, auf einfache Art und Weise nicht in Richtung des Abtriebes 3 weitergeleitet und ein Fahrkomfort nicht beeinträchtigt.
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Bei einer fahrstrategieseitigen Anforderung zum Aufheben bzw. Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 wird lediglich eines der zur Darstellung der aktuell in der Getriebeeinrichtung 4 eingelegten Übersetzung bzw. Gangstufe „1“ bis „6“ vorgesehenen Schaltelement D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D geöffnet, während das zweite Schaltelement geschlossen bzw. teilbefüllt bleibt. Dies führt dazu, dass bei einer fahrstrategieseitigen Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 lediglich eines der Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D wieder zu Schließen ist. Damit wird die Zeit, die von der Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 bis zum Vorliegen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 vergeht, im Vergleich zu der vorbeschriebenen Art und Weise, bei der jeweils beide Schaltelemente D und A, C und A, B und A, A und E, B und E, C und E oder B und D zu schließen sind, verkürzt.
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Da sich während eines Fahrbetriebes die Abtriebsgeschwindigkeit bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit derart ändern kann, dass die zum Unterbrechungszeitpunkt des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 eingelegte Übersetzung nicht mehr mit der zum Zeitpunkt, zu dem die fahrstrategieseitige Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung ergeht, unter Umständen nicht mehr übereinstimmt, wird bei einer fahrstrategieseitigen Anforderung zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 jeweils das zur Darstellung der Übersetzung zugeschaltete nicht kraftschließende Schaltelement geöffnet und das kraftschließende Schaltelement in geschlossenem bzw. teilbefülltem Zustand belassen.
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Das bedeutet, dass bei Vorliegen einer Anforderung der Fahrstrategie zum Unterbrechen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 bei eingelegter Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes A auf einem zur Darstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung erforderlichen Wert belassen wird und die Übertragungsfähigkeit des jeweils anderen zur Darstellung der Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches vorgesehenen Schaltelementes D, C oder B auf den Wert eingestellt wird, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 unterbrochen ist.
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Liegt eine Anforderung der Fahrstrategie zum Wiederherstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 mit einer Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches vor, wird die Übertragungsfähigkeit des neben dem Schaltelement A zur Darstellung der in der Getriebeeinrichtung 4 betriebszustandsabhängig einzulegenden Übersetzung vorgesehenen Schaltelementes D, C oder B auf einen Wert eingestellt, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 vorliegt.
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Erfolgt die fahrstrategieseitige Anforderung zum Aufheben des Kraftschlusses und eine sich daran anschließende Anforderung zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Geschwindigkeitsbereiches, in dem die Übersetzungen „4“, „5“ und „6“ des zweiten Übersetzungsbereichs einzulegen sind, wird beim Aufheben des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 das Schaltelement E in geschlossenem Zustand belassen, während die Übertragungsfähigkeit des jeweils anderen Schaltelementes A, B oder C auf einen Wert eingestellt wird, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 unterbrochen ist.
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Bei Vorliegen einer Anforderung der Fahrstrategie zur Wiederherstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 mit einer Übersetzung „4“, „5“ oder „6“ des zweiten Übersetzungsbereiches wird die Übertragungsfähigkeit des neben dem Schaltelement E zur Darstellung in der Getriebeeinrichtung betriebszustandsabhängig einzulegenden Übersetzung vorgesehenen Schaltelementes A, B oder C auf einen Wert eingestellt, zu dem der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 vorliegt.
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Damit wechselt auch im zweiten Übersetzungsbereich die Reihenfolge der Betätigung der Schaltelemente, so dass das Schaltelement E, welches bei fahrerseitigen Anforderungen als kraftschließendes Schaltelement verwendet wird, bei fahrstrategieseitigen Anforderungen ein nicht kraftschließendes Schaltelement ist.
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Durch die vorbeschriebene Änderung der Reihenfolge der Betätigung der Schaltelemente A bis E wird bei einer fahrstrategieseitigen Anforderung zum Unterbrechen oder zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 eine Spontaneität des Antriebsstranges 1 beim Wiederherstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 erreicht, da im ersten Übersetzungsbereich oder im zweiten Übersetzungsbereich jeweils immer nur die Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes auf einen zum Herstellen des Kraftschlusses erforderlichen Wert einzustellen bzw. anzuheben ist.
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Selbst bei bestimmten Wechseln zwischen den beiden Übersetzungsbereichen wird die Verbesserung des Ansprechverhaltens gegenüber herkömmlich betriebenen Getriebeeinrichtungen erreicht, da bei einer fahrstrategieseitig angeforderten Unterbrechung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 in einem Betriebszustand des Antriebsstranges 1, zu dem in der Getriebeeinrichtung die dritte Übersetzungsstufe „3“ oder die vierte Übersetzungsstufe „4“ eingelegt ist, und bei einem fahrstrategieseitig ausgelösten Herstellen des Kraftschlusses durch Einlegen der vierten Übersetzungsstufe „4“ oder der dritten Übersetzungsstufe „3“ entweder das Schaltelement B oder das Schaltelement E zu öffnen ist und anschließend jeweils das Schaltelement E oder das Schaltelement B zu schließen ist, während das Schaltelement A in geschlossenem Zustand verbleibt.
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Lediglich bei Wechseln zwischen den Übersetzungsbereichen, bei welchen Gangsprünge über einzelne Gangstufen hinweg erfolgen, entfaltet die die Spontaneität verbessernde erfindungsgemäße Vorgehensweise nicht ihre Wirkung. Denn dann ist bei Vorliegen einer Anforderung der Fahrstrategie zum Wiederherstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 mit einer Übersetzung „4“, „5“ oder „6“ des zweiten Übersetzungsbereiches und bei Vorliegen des Schaltelementes A mit der zur Darstellung einer Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches erforderlichen Übertragungsfähigkeit sowie bei Vorliegen des Schaltelementes E mit einer zu dem unterbrochenen Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 äquivalenten Übertragungsfähigkeit, die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes A auf den zu dem unterbrochenen Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 äquivalenten Wert und die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes E sowie wenigstens eines weiteren Schaltelementes A, B oder C auf den zur Darstellung einer Übersetzung des zweiten Übersetzungsbereiches erforderlichen Wert einzustellen.
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Zusätzlich wird bei Vorliegen einer Anforderung der Fahrstrategie zum Wiederherstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 mit einer Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches und bei Vorliegen des Schaltelementes E mit der zur Darstellung einer Übersetzung des zweiten Übersetzungsbereiches „4“, „5“ oder „6“ erforderlichen Übertragungsfähigkeit sowie bei Vorliegen des Schaltelementes A mit einer zu dem unterbrochenen Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 äquivalenten Übertragungsfähigkeit, die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes E auf den zu dem in der Getriebeeinrichtung 4 unterbrochenen Kraftschluss äquivalenten Wert und die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes A sowie wenigstens eines weiteren Schaltelementes D, C oder B auf den zur Darstellung einer Übersetzung „1“, „2“ oder „3“ des ersten Übersetzungsbereiches erforderlichen Wert einzustellen.
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Da die Brennkraftmaschine 2 bei geöffnetem Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 betriebszustandsabhängig zeitweise abgestellt wird, ist die Drehzahl einer von der Brennkraftmaschine 2 über eine Getriebewelle angetriebenen Getriebeölpumpe der Getriebeeinrichtung 4 gleich Null und fördert daher in abgeschaltetem Betriebszustand der Brennkraftmaschine kein Hydraulikfluid, womit ein Betätigungsdruck für die Schaltelemente A bis E der Getriebeeinrichtung 4 abfällt. Mittels einer im Vergleich zur Getriebeölpumpe kleiner dimensionierten Zusatzpumpe sind Leckagen im hydraulischen Schaltgerät eines hydraulischen Steuersystems ausgleichbar und die Schaltelemente in befülltem Zustand haltbar.
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Mittels einer derartigen Zusatzpumpe ist das Schaltelement A oder das Schaltelement E während einer fahrstrategieseitigen Betätigung des Antriebsstranges 1 bzw. der Getriebeeinrichtung 4 in befülltem Zustand bzw. in geschlossenem Zustand haltbar. Eine preisgünstige Ausgestaltung der Zusatzpumpe ist aber meist nicht dafür geeignet, die jeweils geöffneten Schaltelemente mit dem zum Herstellen des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 erforderlichen Hydraulikfluidvolumenstrom zu versorgen.
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Aus diesem Grund ist das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren dann von Vorteil, wenn eines der Schaltelemente A oder E als nicht kraftschließendes Schaltelement in zugeschaltetem Zustand verbleibt und das jeweils zweite, kraftschließende Schaltelement B, C oder D erst nach einer Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine und bei Vorliegen eines von der Getriebeölpumpe zur Verfügung gestellten Betätigungsdruckes befüllt und geschlossen wird.
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Aufgrund der gegenüber einer fahrerseitigen Anforderung geänderten Kupplungszuordnung für das Gangeinlegen ist das Schaltelement A bei einer fahrstrategieseitigen Betätigung der Getriebeeinrichtung 4 zumindest im Bereich der Gangstufen „1“, „2“ und „3“ das dauerhaft befüllte Schaltelement, während das zielgangabhängige Schaltelement D, C oder B erst nach dem Start der Brennkraftmaschine 2 mit dem von der in der Getriebeeinrichtung 4 angeordneten Getriebeölpumpe geförderten Volumenstrom befüllt wird.
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Generell besteht auch die Möglichkeit, die vorbeschriebene Vorgehensweise lediglich für den ersten Übersetzungsbereich vorzusehen. Dies resultiert aus der Tatsache, dass ein rein elektrischer Fahrbetrieb bei aus der Praxis bekannten Hybridfahrzeugen im Wesentlichen lediglich in einem eingeschränkten Geschwindigkeitsbereich stattfindet. Ist das Hybridfahrzeug mit einer ausreichend groß dimensionierten elektrischen Maschine bestückt, so dass auch ein Bereich mit höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten abzudecken ist, bleibt das Schaltelement E in der vorbeschriebenen Art und Weise geschlossen und der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 wird dann über die zusätzlich zuzuschaltenden Schaltelemente A, B oder C hergestellt.
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Grundsätzlich bietet die erfindungsgemäße Vorgehensweise den Vorteil, dass während eines rein elektromaschinenseitigen Fahrbetriebes über einen sehr großen Geschwindigkeitsbereich in der Getriebeeinrichtung 4 zum Herstellen des Kraftschlusses lediglich ein Schaltelement zu befüllen ist und damit eine einfache Zusatzölpumpe oder ein Hydraulikspeicher, mittels welchem das zum Ausgleich von Leckagen erforderliche Hydraulikfluidvolumen in das hydraulische System der Getriebeeinrichtung 4 einbringbar ist, ausreicht, um die Systemleckagen ausgleichen zu können und die Spontaneität von Antriebssträngen zu verbessern.
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Bezugszeichen
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Brennkraftmaschine
- 3
- Abtrieb
- 4
- Getriebeeinrichtung
- 5
- elektrische Maschine
- 6
- Getriebeausgangswelle
- 7
- Anfahreinrichtung
- 9
- erster Planetenradsatz
- 9A
- Hohlrad
- 9B
- Planetenrad
- 9C
- Sonnenrad
- 10
- zweiter Planetenradsatz
- 10A
- Hohlrad
- 10B1, 10B2
- Planetenrad
- 10C1, 10C2
- Sonnenrad
- 10D
- Planetenträger
- A bis E
- Schaltelement
- „1“ bis „R“
- Gangstufe
