DE102013222811A1

DE102013222811A1 - Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik

Info

Publication number: DE102013222811A1
Application number: DE201310222811
Authority: DE
Inventors: Michael SOHLER; Thilo Schmidt; Thomas Raab
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2015-05-13
Also published as: US20150133265A1; CN104633087B; CN104633087A; US9631720B2

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler (1) aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatikwird wird das Ölvolumen, welches sich vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors noch im hydraulischen Steuergerät (HSG) des Getriebes befindet zur Ölversorgung zum Betätigen der Schaltelemente des Getriebes bei einem Motorstart genutzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen zur Verbrauchs- und Emissionsreduzierung bei Erfüllung vorgegebener Bedingungen im Stillstand, beispielsweise an einer Ampel automatisch abzustellen und bei Bedarf, beispielsweise bei Betätigung des Fahrpedals oder des Wählhebels des Getriebes wieder zu starten.
Hierbei müssen bei Automatgetrieben bei Motorstart aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik in der Regel mehrere Schaltelemente in kurzer Zeit betätigt werden. Bei hydraulisch betätigten Automatgetrieben muss dabei für die Ansteuerung der Schaltelemente in dieser kurzen Zeit eine bestimmte Menge Ölvolumen bereitgestellt werden. Aufgrund der für die erforderliche Ölversorgung benötigten Zeit wird die Reaktionszeit, d.h. die Zeit bis zum Starten des Verbrennungsmotors verlängert, was in Komforteinbußen resultiert.
Um die zur Ansteuerung des Automatgetriebes erforderliche Ölversorgung sicherzustellen, werden in der Regel Zusatzölversorgungssysteme eingesetzt, was in nachteiliger Weise in einer Erhöhung der Herstellungskosten und des Gewichts resultiert. Beispielsweise kann die Getriebeölpumpe oder eine Zusatzpumpe von einem Elektromotor angetrieben werden. Ferner kann ein Energiespeicher in Form eines Impulsspeichers vorgesehen sein, wobei der Energiespeicher als Federkolbenspeicher ausgeführt ist, der während des Betriebs des Verbrennungsmotors mit Öl gefüllt wird und eine Feder spannt, welche die gespeicherte Ölmenge beim erneuten Start des Verbrennungsmotors in das Getriebe zurückfördert.
Um die zusätzlichen Kosten für die Zusatzölversorgungssysteme möglichst gering zu halten und auch um die Reaktionszeit zu verkürzen, soll bei einem Motorstart aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik möglichst wenig von den Zusatzölversorgungssystemen zur Verfügung gestelltes Öl benötigt werden. Idealer Weise sollen keine Zusatzölversorgungssysteme benötigt werden.
Aus der DE 10 2010 020 066 A1 geht ein Verfahren zum Betrieb einer Start-Stopp-Automatik für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatgetriebe umfassend Schaltelemente zum Einstellen der Gangstufen hervor, im Rahmen dessen bei Erfüllung vorgebbarer Abschaltbedingungen für den Verbrennungsmotor automatisch eine Gangstufe eingelegt wird, welche höher ist als die erste Gangstufe und aus welcher eine Rückschaltung in die erste Gangstufe ohne Betätigung eines Schaltelementes des Automatgetriebes, beispielsweise durch Öffnen von Ventilen möglich ist, wobei nach dem Einlegen der höheren Gangstufe der Verbrennungsmotor automatisch abgeschaltet wird.
Hierbei wird bei Erfüllung vorgebbarer Wiederstartbedingungen der Verbrennungsmotor automatisch wieder gestartet, wobei unmittelbar nach dem Wiederstart automatisch die erste Gangstufe, vorzugsweise durch bloßes Öffnen von Ventilen, eingelegt wird.
Durch das bekannte Verfahren soll ein Motorstart aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik ohne Zusatzölversorgungssysteme durchgeführt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik anzugeben, durch dessen Durchführung bei einem Motorstart aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik möglichst wenig von den Zusatzölversorgungssystemen zur Verfügung gestelltes Öl benötigt wird, wodurch die Anfahrbereitschaft aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik erhöht wird.
Dadurch können in vorteilhafter Weise die Kosten für die Zusatzölversorgungssysteme gering gehalten werden bzw. entfallen, da deren Auslegung nicht anhand der gesamten erforderlichen Ölmenge für den Motorstart erfolgt oder weil diese entfallen können. In Abhängigkeit von den konstruktiven Gegebenheiten des jeweiligen Automatgetriebes soll zudem die Notwendigkeit des Vorsehens von Zusatzölversorgungssystemen vorzugsweise entfallen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik vorgeschlagen, im Rahmen dessen das Ölvolumen, welches sich vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors noch im hydraulischen Steuergerät (HSG) des Getriebes befindet und in der Regel bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor und somit bei abgeschalteter Getriebeölpumpe in den Getriebesumpf entleert wird, zur Ölversorgung zum Betätigen der Schaltelemente des Getriebes bei einem Motorstart genutzt wird.
Gemäß der Erfindung wird ein Leerlaufen des hydraulischen-Steuergeräts nach einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik über eine aktive Ansteuerung des Druckreglers des hydraulischen Steuergerätes des Getriebes im Start-Stopp-Automatik-Betrieb verhindert bzw. verlangsamt. Auf diese Weise wird das Ölvolumen des Druckreglerkanals bis zum nächsten nachgeschalteten Steuerelement, das je nach Ansteuerungssystem entweder ein Steuerventil oder auch direkt ein Schaltelement sein kann, gezielt eingeschlossen.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption der Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes über eine aktive Druckregleransteuerung verringert sich einem Motorstart aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik, insbesondere bei längeren Motorstopphasen, das für die Durchführung eines Gangeinlegevorgangs zu fördernde Ölvolumen. Zudem kann in Abhängigkeit der konstruktiven Gegebenheiten die Notwendigkeit zusätzlicher Ölversorgungssysteme entfallen.
Dies resultiert in einer Erhöhung der Anfahrbereitschaft d.h. in einer Verbesserung der Reaktionszeit aus einem Motorstopp. Ferner wird die Streuung im Systemdruckaufbau reduziert, was zu einer Verbesserung der Ansteuerqualität führt.
Je nach Bauart des Druckreglers kann zur Leerlaufverhinderung des hydraulischen-Steuergeräts die Entlüftung des Druckreglers zum Getriebeölsumpf mit einer entsprechenden Ansteuerung verschlossen werden. Insbesondere bei Druckreglern der CE-Bauart (Closed- End), welche so konzipiert sind, dass in der Endstellung nicht die Tankentlüftung sondern der Versorgungskanal verschlossen ist, wird im Rahmen der erfindungsgemäßen Sonderansteuerung der Entlüftungskanal verschlossen.
Bei einem Closed-End Druckregler wird in den Endstellungen eine Minimierung des Leckageölflusses minimiert; bei gewünschtem Minimaldruck wird die Zulaufsteuerkante verschlossen und somit der Leckageölfluss von der Zulaufsteuerkante zur Tankkante auf nahezu Null ml/min reduziert. Ohne die Closed-End Funktion würde jedes Druckvorsteuerventil bei minimaler Druckanforderung eine maximale Leckage zwischen der Zulaufkante und der Tankkante aufweisen, was in einem hohen Ölvolumenbedarf im Hydrauliksystem der Hydraulikpumpe resultieren würde.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung müssen für den Einstieg in die erfindungsgemäße Funktion der Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes über eine aktive Druckregleransteuerung die Start-Stopp-Automatik aktiviert sein und die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine erste vorgegebene Schwelle unterschreiten, wobei die erste Schwelle derart gewählt ist, dass bei einer Drehzahl unterhalb der Schwelle keine Getriebebereitschaft besteht. Um keine Fehlansteuerungen der Schaltelemente zu verursachen, darf die erfindungsgemäße Ansteuerung des Druckreglers zur Verhinderung des Leerlaufens des hydraulischen Steuergerätes erst aktiv werden, wenn das Systemdruckniveau so gering ist, dass im Getriebe kein Kraftfluss, d.h. keine Getriebebereitschaft entstehen kann.
Für den Ausstieg aus der Funktion der Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes über eine aktive Druckregleransteuerung müssen die Start-Stopp-Automatik aktiviert oder abgebrochen sein und die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine zweite vorgegebene Schwelle überschreiten. Die zweite Schwelle ist derart gewählt, dass Getriebebereitschaft besteht. Gemäß der Erfindung können die erste und zweite Schwelle gleich sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
1: einen Druckregler der Closed-End-Bauart in der Ausgangsposition nach einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik; und
2: einen Druckregler der Closed-End-Bauart nach der erfindungsgemäßen Ansteuerung zur Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes des Getriebes.
In 1 und 2 ist ein Druckregler 1 der Closed-End-Bauart dargestellt. Er umfasst einen Elektromagneten 2 mit einer Magnetspule 3 und einen Magnetanker 4 und ein vom Magnetanker 4 axial verschiebbares Betätigungsteil 5 für ein Schließteil 6, welches auf einem Flachsitz 7 zum Anschlag kommen kann, wodurch eine Öffnung 8 verschlossen werden kann. Die Öffnung 8 führt bei dem gezeigten Beispiel zum Entlüftungskanal des Druckreglers 1. In den 1 und 2 ist mit 9 ein Kugelsitz bezeichnet, wobei die Zulauföffnung für den Versorgungsdruck mit 10 bezeichnet ist.
In 1 ist der Druckregler in der Position nach einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Wie aus 1 ersichtlich ist der Entlüftungskanal 11 geöffnet, so dass das im hydraulischen Steuergerät zum Zeitpunkt des Motorstopps vorhandene Öl zum Getriebeölsumpf fließen kann.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 2 wird, wenn die Start-Stopp-Automatik aktiviert ist und die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorgegebene Schwelle unterschreitet, der Druckregler 1 derart angesteuert, dass der Entlüftungskanal 11 verschlossen wird, wobei zu diesem Zweck das Schließteil 6 auf dem Flachsitz 7 zum Anschlag kommt. Auf diese Weise wird eine Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes erzielt, so dass die Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik signifikant verkürzt wird.
Bezugszeichenliste

1: Druckregler
2: Elektromagnet
3: Magnetspule
4: Magnetanker
5: Betätigungsteil
6: Schließteil
7: Flachsitz
8: Öffnung
9: Kugelsitz
10: Zulauföffnung für den Versorgungsdruck
11: Entlüftungskanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010020066 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler (1) aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölvolumen, welches sich vor dem Abstellen des Verbrennungsmotors noch im hydraulischen Steuergerät (HSG) des Getriebes befindet, zur Ölversorgung zum Betätigen der Schaltelemente des Getriebes bei einem Motorstart genutzt wird.
Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler (1) aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leerlaufen des hydraulischen-Steuergeräts nach einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik über eine aktive Ansteuerung des Druckreglers (1) des hydraulischen Steuergerätes im Start-Stopp-Automatik-Betrieb verhindert bzw. verlangsamt wird, wodurch die Anfahrbereitschaft aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik erhöht wird.
Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler (1) aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes über eine aktive Druckregleransteuerung durchgeführt wird, wenn die Start-Stopp-Automatik aktiviert ist und die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine erste vorgegebene Schwelle unterschreitet, wobei die erste Schwelle derart gewählt ist, dass bei einer Drehzahl unterhalb der Schwelle keine Getriebebereitschaft besteht und dass die Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes über eine aktive Druckregleransteuerung abgebrochen wird, wenn die Start-Stopp-Automatik aktiviert oder abgebrochen ist und die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine zweite vorgegebene Schwelle überschreitet, wobei die zweite Schwelle derart gewählt ist, dass Getriebebereitschaft besteht.
Verfahren zur Verkürzung der Reaktionszeit eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfassend ein hydraulisches Steuergerät mit einem Druckregler (1) aus einem Motorstopp der Start-Stopp-Automatik nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall eines Druckreglers (1) der Closed-End-Bauart zur Leerlaufverhinderung des hydraulischen Steuergerätes der Entlüftungskanal (11) des Druckreglers verschlossen wird.