DE102010003510B4

DE102010003510B4 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102010003510B4
Application number: DE102010003510.6A
Authority: DE
Inventors: Oliver Gloge; Stefan-Ulrich Prange; Peter Schiele; Tobias Zöllner; Andreas Wildbrett
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: DE102010003510A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit einem Antriebsaggregat und einem zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschalteten, automatischen bzw. automatisierten Getriebe, wobei dem Getriebe mindestens eine Hydraulikpumpe zugeordnet ist, die von einem Elektromotor unabhängig vom Antriebsaggregat antreibbar ist, um hydraulische Verbraucher des Getriebes mit Hydraulikdruck zu beaufschlagen, wobei im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe mit Hilfe der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat angetrieben wird, verblockt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schaltelemente des Getriebes, die zum Verblocken desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, abhängig von gemessenen und/oder errechneten Zustandsgrößen, insbesondere abhängig von gemessenen und/oder errechneten Temperaturen, des Getriebes, nämlich der Schaltelemente desselben, ausgewählt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 199 61 796 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat sowie ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Automatikgetriebe umfasst, und wobei das Antriebsaggregat von einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine gebildet ist, zwischen die eine Trennkupplung geschaltet ist.
Nach der DE 199 61 796 C1 wird vorgeschlagen, einen solchen Antriebsstrang derart zu betreiben, dass bei einem Start/Stopp-Betrieb im Stillstand des Kraftfahrzeugs bzw. Antriebsstrangs der Verbrennungsmotor durch Öffnen der Trennkupplung vom Getriebe abgekoppelt wird, und dass über die elektrische Maschine des Antriebsaggregats im Getriebe Drücke und Temperaturen aufrechterhalten werden, die erforderlich sind, um das Automatikgetriebe in Betriebsbereitschaft zu halten. Dabei wird entweder ein für den Start des Verbrennungsmotors erforderlicher Gang oder ein für die Anfahrt des Kraftfahrzeugs erforderlicher Gang im Automatikgetriebe eingelegt. Ein derartiger Aufbau eines Antriebsstranges ist beispielsweise auch aus der DE 10 2008 000 045 A1 , der DE 10 2005 001 648 A1 oder der US 6 616 572 B2 bekannt, Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsstranges sind außer aus den bereits genannten Dokumenten aus der DE 103 56 194 A1 , der US 6 675 668 B2 oder der US 2004 / 0 266 585 A1 bekannt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe mit Hilfe der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat angetrieben wird, verblockt.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird ein völlig neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs vorgeschlagen, wobei im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe mit Hilfe der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat angetrieben wird, verblockt wird Erfindungsgemäß werden zumindest einige der Schaltelemente des Getriebes, die zum Verblocken desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt, abhängig von gemessenen und/oder errechneten Zustandsgrößen, insbesondere abhängig von gemessenen und/oder errechneten Temperaturen, des Getriebes, nämlich der Schaltelemente desselben, ausgewählt werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein weiteres Blockschaltbild eines Antriebsstrangs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 ein weiteres Blockschaltbild eines Antriebsstrangs zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat und einem zwischen das Antriebsaggregat und einem Abtrieb geschalteten, automatischen bzw. automatisierten Getriebe.
1 zeigt stark schematisiert ein Schema eines Antriebsstrangs, der ein Antriebsaggregat 1, ein automatisches bzw. automatisiertes Getriebe 2 und einen Abtrieb 3 umfasst, wobei das automatische bzw. automatisierte Getriebe 2 zwischen das Antriebsaggregat 1 und den Abtrieb 3 geschaltet ist.
Zwischen das Antriebsaggregat 1 und das Getriebe 2 ist eine Trennkupplung 4 geschaltet. Beim Antriebsaggregat 1 handelt es ich im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 um einen Verbrennungsmotor.
Das Getriebe 2 umfasst mehrere, im Detail nicht gezeigte Schaltelemente, die als Kupplungen bzw. Bremsen ausgebildet sein können, wobei dann, wenn im Getriebe 2 ein Gang eingelegt ist, eine erste definierte Anzahl an Schaltelementen geschlossen und eine zweite definierte Anzahl an Schaltelementen geöffnet ist. So sind zum Beispiel aus der Praxis Getriebe mit fünf Schaltelementen bekannt, von welchen in jedem Gang drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente geöffnet sind. Die Anzahl der Schaltelemente des Getriebes 2 sowie die Anzahl der in einem Gang geschlossenen sowie geöffneten Schaltelemente sind jedoch beliebig.
Bei den Schaltelementen des Getriebes 2 handelt es sich um hydraulische Verbraucher, die mithilfe mindestens einer Hydraulikpumpe mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden können. So umfasst jedes automatische bzw. automatisierte Getriebe 2 eine sogenannte Haupthydraulikpumpe, die während der Fahrt des Antriebsstrangs bzw. Kraftfahrzeugs vom Antriebsaggregat 1 aus angetrieben wird, um für die hydraulischen Verbraucher, insbesondere die Schaltelemente des Getriebes 2, den Hydraulikdruck bereitzustellen.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, dessen Getriebe 2 eine Hydraulikpumpe umfasst, die von einem Elektromotor unabhängig vom Antriebsaggregat 1 antreibbar ist. Hierbei kann es sich entweder um die Haupthydraulikpumpe handeln, der dann ein separater Elektromotor zugeordnet ist, um dieselbe unabhängig vom Antriebsaggregat 1 anzutreiben. Alternativ kann es sich bei der Hydraulikpumpe auch um eine Zusatzhydraulikpumpe handeln, die ausschließlich unabhängig vom Antriebsaggregat über einen derselben zugeordneten Elektromotor antreibbar ist.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, im Stillstand eines Antriebsstrangs das Getriebe 2 mithilfe der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat 1 des Antriebsstrangs antreibbar und dem Getriebe 2 zugeordnet ist, zu verblocken. Hierzu wird im Getriebe 2 eine Anzahl an Schaltelementen, also Kupplungen und Bremsen, mit Hydraulikdruck beaufschlagt, die größer ist als die Anzahl an Schaltelementen, die zum Halten eines fahrbaren Gangs mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden.
Im bereits erwähnten Beispiel eines Getriebes mit fünf Schaltelementen, von welchem in jedem Gang drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente geöffnet sind, bedeutet dies, dass zum Verblocken des Getriebes mindestens vier Schaltelemente oder alternativ alle fünf Schaltelemente von der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat 1 mithilfe eines Elektromotors betreibbar ist, mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden.
Bei dem in 1 gezeigten Antriebsstrang, der die Trennkupplung 4 umfasst, wird hierzu im Stillstand des Antriebsstrangs die Trennkupplung 4 geöffnet, wobei dann das als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsaggregat 1 weiterlaufen oder stillgesetzt werden kann. Die unabhängig vom Antriebsaggregat 1 betreibbare Hydraulikpumpe wird dann über den derselben zugeordneten Elektromotor und damit unabhängig vom Antriebsaggregat 1 angetrieben, um das Getriebe 2 zu verblocken, wobei hierzu benötigte, elektrische Energie von einem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt wird.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, wobei der Antriebsstrang der 2 ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat 1, ein automatisches bzw. automatisiertes Getriebe 2 sowie einen Abtrieb 3 umfasst.
Das als Hybridantrieb ausgebildete Antriebsaggregat 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 5 sowie eine elektrische Maschine 6, wobei zwischen Verbrennungsmotor 5 und elektrische Maschine 6 eine Trennkupplung 7 geschaltet ist, über welche der Verbrennungsmotor 5 vom Getriebe 2 und damit Abtrieb 3 abgekoppelt werden kann. Die Trennkupplung 7 dient demnach der teilweisen Abkoppelung des Antriebsaggregats 1 vom Getriebe 2 bzw. Abtrieb 3, da selbst bei geöffneter Trennkupplung 7 die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 an dem Getriebe 2 und damit am Abtrieb 3 angekoppelt bleibt.
Auch im Ausführungsbeispiel der 2 wird im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe 2 mithilfe einer unabhängig vom Antriebsaggregat über einen Elektromotor betreibbaren Hydraulikpumpe verblockt, wobei hierzu die Trennkupplung 7 geöffnet und die elektrische Maschine 6 stillgesetzt wird. Die elektrische Energie zum Betreiben der Hydraulikpumpe, die zum Verblocken des Getriebes die Schaltelemente desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt, wird wiederum von einem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt, wobei es sich beim Antriebsstrangs der 2 bei diesem elektrischen Energiespeicher um einen elektrischen Energiespeicher des Hybridantriebs handeln kann, der im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 6 von derselben aufgeladen werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch beim Antriebsstrang der 3 einsetzbar, bei welchem zwischen das Antriebsaggregat 1 und das Getriebe 2 keine Trennkupplung geschaltet ist. In diesem Fall wird im Stillstand des Antriebsaggregats zum Verblocken des Getriebes 2 das Antriebsaggregat 1 in jedem Fall stillgesetzt, und das Getriebe 2 wird über die unabhängig vom Antriebsaggregat 1 antreibbare Hydraulikpumpe geblockt, indem, wie bereits erwähnt, eine entsprechende Anzahl an Schaltelementen des Getriebes 2 mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden.
In jedem Fall wird zum Verblocken des Antriebsaggregats 2 im Stillstand des Antriebsstrangs eine Anzahl an Schaltelementen des Getriebes 2 von der unabhängig vom Antriebsaggregat 1 betreibbaren Hydraulikpumpe des Getriebes 2 mit Hydraulikdruck beaufschlagt, die größer ist als die Anzahl an Schaltelementen, die zum Halten eines fahrbaren Gangs mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden. Zumindest einige dieser Schaltelemente des Getriebes 2, die zum Verblocken desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, werden abhängig von gemessenen und/oder errechneten Zustandsgrößen des Getriebes ausgewählt, insbesondere abhängig von gemessenen und/oder errechneten Temperaturen der Schaltelemente des Getriebes 2. In diesem Fall ist es dann möglich, im verblockten Zustand des Getriebes 2 Schaltelemente desselben definiert zu kühlen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zum Verblocken des Getriebes 2 einerseits Schaltelemente mit Hydraulikdruck beaufschlagt, die für einen definierten Anfahrgang für einen nachfolgenden Anfahrvorgang zu schließen sind, sowie zusätzlich mindestens ein weiteres Schaltelement des Getriebes 2, welches abhängig von den gemessenen und/oder errechneten Zustandsgrößen des Getriebes 2, nämlich der Schaltelemente desselben, ausgewählt wird.
Mit der Erfindung wird demnach vorgeschlagen, im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe 2 desselben mithilfe einer Hydraulikpumpe zu verblocken, die unabhängig vom Antriebsaggregat mithilfe eines Elektromotors angetrieben wird, wobei es sich bei dieser Hydraulikpumpe entweder um die sogenannte Haupthydraulikpumpe des Getriebes oder um eine sogenannte Zusatzhydraulikpumpe desselben handeln kann. Die Haupthydraulikpumpe des Getriebes 2 kann während der Fahrt vom Antriebsaggregat 1 und im Stillstand unabhängig vom Antriebsaggregat über den derselben zugeordneten Elektromotor angetrieben werden.
Eine Zusatzhydraulikpumpe des Getriebes 2 wird ausschließlich unabhängig vom Antriebsaggregat 1 von einem derselben zugeordneten Elektromotor angetrieben.
Über das Verblocken des Getriebes 2 im Stillstand des Antriebsstrangs kann einerseits eine Stillstandsabsicherung des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel in einer Neigung, realisiert werden, andererseits können Schaltelemente des Getriebes 2 gekühlt werden.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Getriebe
3: Abtrieb
4: Trennkupplung
5: Verbrennungsmotor
6: elektrische Maschine
7: Trennkupplung

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit einem Antriebsaggregat und einem zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschalteten, automatischen bzw. automatisierten Getriebe, wobei dem Getriebe mindestens eine Hydraulikpumpe zugeordnet ist, die von einem Elektromotor unabhängig vom Antriebsaggregat antreibbar ist, um hydraulische Verbraucher des Getriebes mit Hydraulikdruck zu beaufschlagen, wobei im Stillstand des Antriebsstrangs das Getriebe mit Hilfe der Hydraulikpumpe, die unabhängig vom Antriebsaggregat angetrieben wird, verblockt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schaltelemente des Getriebes, die zum Verblocken desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, abhängig von gemessenen und/oder errechneten Zustandsgrößen, insbesondere abhängig von gemessenen und/oder errechneten Temperaturen, des Getriebes, nämlich der Schaltelemente desselben, ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu eine Anzahl an Schaltelementen des Getriebes mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, die größer ist als die Anzahl an Schaltelementen, die zum Halten eines fahrbaren Gangs mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der zu betreibende Antriebsstrang eine Trennkupplung umfasst, über die das Antriebsaggregat vollständig oder teilweise vom Getriebe abkoppelbar ist, im Stillstand des Antriebsstrangs die Trennkupplung geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat über die Trennkupplung vollständig vom Getriebe abkoppelbar ist, im Stillstand des Antriebsstrangs das Antriebsaggregat weiter läuft oder stillgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat über die Trennkupplung teilweise vom Getriebe abkoppelbar ist, im Stillstand des Antriebsstrangs zumindest der nicht abkoppelbare Teil des Antriebsaggregats stillgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der zu betreibende Antriebsstrang keine Trennkupplung umfasst, über die das Antriebsaggregat vom Getriebe abkoppelbar ist, im Stillstand des Antriebsstrangs das Antriebsaggregat stillgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelemente des Getriebes, die zum Verblocken desselben mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, einerseits die Schaltelemente eines definierten Anfahrgangs und zusätzlich mindestes ein weiteres Schaltelement mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydraulikpumpe eine Haupthydraulikpumpe des Getriebes verwendet wird, die bei der Fahrt des Antriebsstrangs vom Antriebsaggregat aus angetrieben wird, und die im Stillstand des Antriebsstrangs zum Verblocken des Getriebes von einem derselben zugeordneten Elektromotor unabhängig vom Antriebsaggregat antrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydraulikpumpe eine Zusatzhydraulikpumpe des Getriebes verwendet wird, die ausschließlich unabhängig vom Antriebsaggregat von einem derselben zugeordneten Elektromotor antrieben wird.