DE102014009732A1

DE102014009732A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, der eine Wandlerüberbrückungskupplung und ein Automatikgetriebe aufweist

Info

Publication number: DE102014009732A1
Application number: DE102014009732.3A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schüle
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-06-28
Filing date: 2014-06-28
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2034-06-29
Also published as: DE102014009732B4

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs vorgeschlagen, in dem in einem Segelbetrieb eine zur Überbrückung eines Drehmomentwandlers (10) vorgesehene Wandlerüberbrückungskupplung (11) vollständig geöffnet ist, während über ein an dem Drehmomentwandler (10) angebundenes Automatikgetriebe (12) zumindest unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ein Leistungsfluss übertragen wird. Ferner wird ein Kraftfahrzeugantriebsstrang zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, der eine Wandlerüberbrückungskupplung und ein Automatikgetriebe aufweist, und einen Kraftfahrzeugantriebsstrang zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2011 082 893 A1 ist bereits ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, in dem in einem Segelbetrieb eine zur Überbrückung eines Drehmomentwandlers vorgesehene Wandlerüberbrückungskupplung schlupfend geöffnet ist, während über ein an dem Drehmomentwandler angebundenes Automatikgetriebe ein Leistungsfluss übertragen wird, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, den Segelbetrieb zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftfahrzeugantriebsstrangs entsprechend dem Anspruch 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs vorgeschlagen, in dem in einem Segelbetrieb eine zur Überbrückung eines Drehmomentwandlers vorgesehene Wandlerüberbrückungskupplung vollständig geöffnet ist, während über ein an dem Drehmomentwandler angebundenes Automatikgetriebe zumindest unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ein Leistungsfluss übertragen wird. Dadurch kann ein freilaufähnliches Übertragungsverhalten des Drehmomentwandlers im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs für den Segelbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs genutzt werden und ein Antriebsmotor des Kraftfahrzeugantriebsstrangs von dem Automatikgetriebe und damit von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugantriebsstrangs besonders verschleißarm entkoppelt werden, wodurch ein besonders geringer Schleppverlust im Segelbetrieb realisiert und ein Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann, ohne Fahrkomforteinbußen beim Beenden des Segelbetriebs hinnehmen zu müssen. Es kann zumindest unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf eine Neutralschaltung des Automatikgetriebes verzichtet werden, wodurch Zugkraftunterbrechungen nach dem Beenden des Segelbetriebs verhindert werden können. Weiter kann eine Belastung der Wandlerüberbrückungskupplung besonders gering gehalten werden, wodurch ein besonders verschleißarmer und komfortabler Segelbetrieb realisiert werden kann. Ferner ist ein Segelbetrieb bis zu einem Fahrzeugstillstand realisierbar. Der Segelbetrieb kann damit hinsichtlich eines Komforts und einer Lebensdauer des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verbessert werden. Unter der Wendung, dass „über ein Automatikgetriebe ein Leistungsfluss übertragen wird” soll insbesondere verstanden werden, dass das Automatikgetriebe ein Leistungsfluss von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugantriebsstrangs auf ein Turbinenrad des Drehmomentwandlers überträgt. Zur Übertragung des Leistungsflusses ist das Automatikgetriebe vorzugsweise in einem leistungsflussübertragenden Getriebegang geschaltet. Erfindungsgemäß ist der Segelbetrieb zumindest unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze durch eine vollständig geöffnete Wandlerüberbrückungskupplung und ein in einem leistungsflussübertragenden Getriebegang geschaltetes Automatikgetriebe während einem Vorwärtsfahrmodus bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer null gekennzeichnet. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass zur Einstellung des Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung vollständig geöffnet und in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe durchgeführt wird. Dadurch kann der Segelbetrieb situationsgerecht angepasst werden, wodurch hohe Turbinendrehzahlen in dem Drehmomentwandler vermieden werden können. Durch die Vermeidung von hohen Turbinendrehzahlen kann eine Momentenaufnahme durch den Drehmomentwandler gering gehalten werden, wodurch der Antriebsmotor wirkungsvoll von dem leistungsflussübertragenden Automatikgetriebe entkoppelt werden kann. Unter einer „Getriebegangschaltung” soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem zur Schaltung eines Zielgangs zumindest ein Getriebeschaltelement des Automatikgetriebes geöffnet oder geschlossen wird, wobei der Zielgang vorteilhaft als ein leistungsflussübertragender Getriebegang, in dem über das Automatikgetriebe ein Leistungsfluss übertragen wird, oder als ein Neutralgang, in dem über das Automatikgetriebe kein Leistungsfluss übertragen wird, ausgebildet sein kann.
Vorzugsweise wird durch die Getriebegangschaltung der Zielgang ausgehend von einem leistungsflussübertragenden Getriebegang geschaltet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass zur Einstellung des Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung vollständig geöffnet und ein leistungsflussübertragender Getriebegang, der beim Einstellen des Segelbetriebs geschaltet ist, aufrechterhalten wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zur Einstellung des Segelbetriebs das Automatikgetriebe unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang und oberhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen Neutralgang geschaltet wird, wodurch ein wirkungsvoller Segelbetrieb bei Höchstgeschwindigkeiten realisiert werden kann. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ist vorteilhaft größer als 80 km/h, besonders vorteilhaft größer als 100 km/h und ganz besonders vorteilhaft größer als 115 km/h.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn während dem Segelbetrieb zumindest eine Getriebegangschaltung durchgeführt wird. Dadurch kann der Segelbetrieb an eine sich ändernde Fahrzeuggeschwindigkeit vorteilhaft angepasst werden, wodurch der Schleppverlust während dem Segelbetrieb gering gehalten und der Kraftstoffverbrauch weiter reduziert werden kann. Vorzugsweise wird während dem Segelbetrieb zumindest eine Getriebegangschaltung in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang durchgeführt.
Weiter ist es für das Verfahren vorteilhaft, wenn die Getriebegangschaltung als eine Getriebeganghochschaltung ausgebildet ist, wodurch die Turbinendrehzahl abgesenkt und der Antriebsmotor besonders wirkungsvoll von dem Automatikgetriebe entkoppelt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn während dem Segelbetrieb eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers durch zumindest eine Getriebegangschaltung gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch kann die Turbinendrehzahl während dem Segelbetrieb auf einem geringen Niveau gehalten werden, wodurch das freilaufähnliche Übertragungsverhalten des Drehmomentwandlers während dem Segelbetrieb optimal ausgenutzt und der Schleppverlust besonders gering gehalten werden kann. Insbesondere bei einer Bergabfahrt, durch die sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, kann dadurch ein Anstieg des Schleppverlustes gering gehalten oder vermieden werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass für den Segelbetrieb ein Segelschaltprogramm für das Automatikgetriebe aktiviert wird. Dadurch kann das Automatikgetriebe hinsichtlich eines Segelbetriebs bedarfsgerecht geschaltet werden, wodurch die Regelung und/oder Steuerung der Turbinendrehzahl optimiert werden kann. Unter einem „Segelschaltprogramm” soll insbesondere ein Schaltprogramm für das Automatikgetriebe verstanden werden, das lediglich in dem Segelbetrieb aktiv ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn während dem Segelbetrieb der Antriebsmotor zumindest zeitweise abgeschaltet ist und in einem Einschaltvorgang des Antriebsmotors die Wandlerüberbrückungskupplung zumindest schlupfend geschlossen wird sowie die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers durch zumindest eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch kann der Antriebsmotor durch die Wandlerüberbrückungskupplung angeschleppt und dadurch kraftstoffneutral sowie, aufgrund einer Dämpfungsfunktion des Drehmomentwandlers, komfortabel gestartet werden, wodurch ein Kraftstoffverbrauch weiter reduziert werden kann, ohne Komforteinbußen hinnehmen zu müssen. Ferner kann dadurch ein Einsatz eines elektrischen Starters verringert werden, wodurch eine Lebensdauer des elektrischen Starters erhöht werden kann.
Weiter wird ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit dem Automatikgetriebe, das zur automatischen Getriebegangschaltung vorgesehen ist, mit der Wandlerüberbrückungskupplung, die zur Überbrückung des Drehmomentwandlers vorgesehen ist, und mit einer steuerungstechnisch zumindest an das Automatikgetriebe und die Wandlerüberbrückungskupplung angebundenen Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, zur Einstellung eines Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung vollständig zu öffnen und das Automatikgetriebe zumindest unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang zu schalten oder einen leistungsflussübertragenden Getriebegang in dem Automatikgetriebe aufrechtzuerhalten, vorgeschlagen. Dadurch kann der Segelbetrieb verbessert werden, wodurch ein besonders kraftstoffsparender Kraftfahrzeugantriebsstrang bereitgestellt werden kann. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit ein Segelschaltprogramm zur automatischen Getriebegangschaltung aufweist, das dazu vorgesehen ist, während dem Segelbetrieb eine Turbinendrehzahl der Wandlerüberbrückungskupplung zu steuern und/oder zu regeln, wodurch ein Schleppverlust besonders einfach gesteuert und/oder geregelt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 schematisiert einen Kraftfahrzeugantriebsstrang und
2 einen Verfahrensablauf zum Betrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs während einer Fahrt.
1 zeigt schematisiert einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit Antriebsrädern 16, mit einem Antriebsmotor 13 zum Antrieb der Antriebsräder 16 und mit einem Wandlerautomatikgetriebe 15, das im Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 13 und den Antriebsrädern 16 angeordnet ist. Das Wandlerautomatikgetriebe 15 weist ein Automatikgetriebe 12 zur automatischen Getriebegangschaltung und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 als Anfahrelement auf. Zur Einstellung einer Getriebeübersetzung weist das Automatikgetriebe 12 einen nicht dargestellten Planetenradsatz auf. Zur Schaltung von Getriebegängen und damit der Getriebeübersetzungen weist das Automatikgetriebe 12 mehrere nicht dargestellte Getriebeschaltelemente in Form von Kupplungen oder Bremsen auf. In der 1 sind die Getriebeschaltelemente durch eine Kupplung 17 angedeutet. In einem geschalteten leistungsflussübertragenden Getriebegang des Automatikgetriebes 12 ist die Kupplung 17 geschlossen, wodurch das Automatikgetriebe 12 einen Leistungsfluss überträgt. In einem geschalteten Neutralgang in dem Automatikgetriebe 12 ist die Kupplung 17 geöffnet, wodurch das Automatikgetriebe 12 keinen Leistungsfluss überträgt. Das Automatikgetriebe 12 ist im Kraftfluss zwischen dem Drehmomentwandler 10 und den Antriebsrädern 16 angeordnet. Das Automatikgetriebe 12 ist an dem Drehmomentwandler 10 und an die Antriebsräder 16 angebunden.
Der Drehmomentwandler 10 weist ein Pumpenrad 18, das drehfest mit einer Abtriebswelle 20 des Antriebsmotors 13 verbunden ist, und ein Turbinenrad 19, das drehfest mit einer Antriebswelle 21 des Automatikgetriebes 12 verbunden ist, auf. In dem geschalteten leistungsflussübertragenden Getriebegang überträgt das Automatikgetriebe 12 einen Leistungsfluss zwischen dem Turbinenrad 19 und den Antriebsrädern 16. In dem geschalteten Neutralgang überträgt das Automatikgetriebe 12 keinen Leistungsfluss zwischen dem Turbinenrad 19 und den Antriebsrädern 16. Zur Überbrückung des Drehmomentwandlers 10 weist das Wandlerautomatikgetriebe 15 eine Wandlerüberbrückungskupplung 11 auf, die in einem geschlossenen Zustand das Pumpenrad 18 und das Turbinenrad 19 mechanisch direkt miteinander verbindet. In einem geöffneten Zustand sind das Pumpenrad 18 und das Turbinenrad 19 lediglich hydraulisch miteinander verbunden. Der Antriebsmotor 13 ist als ein Verbrennungsmotor ausgebildet. Demnach ist die Abtriebswelle 20 als eine Kurbelwelle ausgebildet.
Zur Steuerung und Regelung weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Steuer- und Regeleinheit 14 auf, die steuerungstechnisch an den Antriebsmotor 13, die Wandlerüberbrückungskupplung 11 und das Automatikgetriebe 12 angebunden ist. Zur automatischen Getriebegangschaltung ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, die Getriebeschaltelemente des Automatikgetriebes 12 zum Schließen oder Öffnen anzusteuern.
Die Steuer- und Regeleinheit 14 weist unter anderem einen von einem Fahrer eines den Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisenden Kraftfahrzeugs wählbaren Vorwärtsfahrmodus auf, in dem die Steuer- und Regeleinheit 14 Vorwärtsgetriebegänge in dem Automatikgetriebe 12 für eine Vorwärtsfahrt automatisch schaltet. Ferner weist die Steuer- und Regeleinheit 14 mehrere sich voneinander unterscheidende Getriebeschaltmodi für den Vorwärtsfahrmodus auf, die durch den Fahrer wählbar sind. Die Getriebeschaltmodi unterscheiden sich durch eine Schaltstrategie des Wandlerautomatikgetriebes 15, wobei zumindest eines der Getriebeschaltmodi hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs und zumindest ein anderer Getriebeschaltmodus hinsichtlich einer Fahrzeugbeschleunigung optimiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Steuer- und Regeleinheit 14 als Getriebeschaltmodi einen ersten hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Eco-Modus mit einem Schubabschaltungsbetrieb, einen zweiten hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Eco-Modus mit einem Segelbetrieb und einen hinsichtlich der Fahrzeugbeschleunigung optimierten Sport-Modus auf. Lediglich in dem zweiten Eco-Modus ist der Segelbetrieb aktiv und damit einstellbar. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 14 zusätzlich oder alternativ zumindest einen anderen Getriebeschaltmodus, beispielsweise einen Manuell-Modus, in dem der Fahrer selbstständig die Getriebegänge schaltet, aufweisen.
Für den Segelbetrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs ist in der Steuer- und Regeleinheit 14 ein Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs implementiert. Der Segelbetrieb wird bei fehlender Antriebsmomentanforderung, insbesondere durch fehlende Fahrpedalbetätigung, und fehlender Bremspedalbetätigung während einer Vorwärtsfahrt bei aktivem zweiten Eco-Modus eingestellt. Durch eine Bremspedalbetätigung, durch ein starkes Gefälle und/oder durch eine Antriebsmomentanforderung, insbesondere durch eine Fahrpedalbetätigung, wird der Segelbetrieb beendet.
Durch das Verfahren ist in dem Segelbetrieb die zur Überbrückung des Drehmomentwandlers 10 vorgesehene Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet, während über das an dem Drehmomentwandler 10 angebundene Automatikgetriebe 12 unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ein Leistungsfluss übertragen wird. Unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ist in dem Segelbetrieb die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und ein leistungsflussübertragender Getriebegang in dem Automatikgetriebe 12 geschaltet. Oberhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ist in dem Segelbetrieb die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und der Neutralgang in dem Automatikgetriebe 12 geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze 120 km/h. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze größer ist als 120 km/h.
Zur Einstellung des Segelbetriebs öffnet die Steuer- und Regeleinheit 14 automatisch die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig und führt in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Automatikgetriebe 12 eine Getriebegangschaltung automatisch durch. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schubbetrieb unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, wird zur Einstellung des Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und das Automatikgetriebe 12 in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang geschaltet. Der leistungsflussübertragende Getriebegang zur Einstellung des Segelbetriebs wird durch eine Getriebeganghochschaltung geschaltet. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schubbetrieb oberhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, wird zur Einstellung des Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und das Automatikgetriebe 12 in den Neutralgang geschaltet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass zur Einstellung des Segelbetriebs im Schubbetrieb die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und der leistungsflussübertragende Getriebegang aufrechterhalten wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze liegt. In diesem Ausführungsbeispiel öffnet die Steuer- und Regeleinheit 14 zur Einstellung des Segelbetriebs während dem Schubbetrieb automatisch die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig und führt automatisch eine Hochschaltung in dem Automatikgetriebe 12 durch. Die Getriebegangschaltung kann als eine Einfachschaltung, in dem ein nächst kleinerer oder ein nächst größerer Getriebegang geschaltet wird, oder als eine Mehrfachschaltung, in dem zumindest ein Getriebegang übersprungen wird, ausgebildet sein.
Um eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers 10 und damit eine Drehzahl des Turbinenrads 19 anzupassen, ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, während dem Segelbetrieb automatisch Getriebegangschaltungen durchzuführen. Dazu weist die Steuer- und Regeleinheit 14 ein lediglich für den Segelbetrieb vorgesehenes Segelschaltprogramm für das Automatikgetriebe 12 auf. Das Segelschaltprogramm ist zur automatischen Getriebegangschaltung in dem Segelbetrieb vorgesehen. Das Segelschaltprogramm ist dazu vorgesehen, während dem Segelbetrieb die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers 10 anhand von Getriebegangschaltungen zu steuern oder zu regeln. Das Segelschaltprogramm für das Automatikgetriebe 12 wird lediglich für den Segelbetrieb aktiviert. Durch das Segelschaltprogramm wird während dem Segelbetrieb das Turbinenrad 19 des Drehmomentwandlers 10 durch zumindest eine Getriebegangschaltung auf ein niedriges Drehzahlniveau gesteuert oder geregelt. Das Segelschaltprogramm führt während dem Segelbetrieb zur Steuerung oder Regelung der Turbinendrehzahl zumindest eine Getriebegangschaltung automatisch durch. Das Segelschaltprogramm führt zur Steuerung oder Regelung der Turbinendrehzahl während dem Segelbetrieb zumindest eine Getriebegangschaltung in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang durch. Das Segelschaltprogramm führt zur Steuerung oder Regelung der Turbinendrehzahl während dem Segelbetrieb zumindest eine Getriebegangschaltung zwischen zwei leistungsflussübertragenden Getriebegängen durch. Um die Turbinendrehzahl während einer Bergabfahrt auf einem niedrigen Niveau zu halten, führt das Segelschaltprogramm mindestens eine Hochschaltung in dem Automatikgetriebe 12 durch. In dem Segelbetrieb, in dem das Automatikgetriebe 12 in dem Neutralgang geschaltet ist, ist das Segelschaltprogramm dazu vorgesehen, unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze das Automatikgetriebe 12 ausgehend von dem Neutralgang in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang zu schalten. Das Segelschaltprogramm unterscheidet sich von einem außerhalb des Segelbetriebs aktiven Schaltprogramm. Grundsätzlich kann das Segelschaltprogramm lediglich für den Segelbetrieb vorgesehen sein, in dem die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig geöffnet und ein leistungsflussübertragender Getriebegang geschaltet ist.
Die Steuer- und Regeleinheit 14 weist weiter eine Vorausschaufunktion auf, die das Segelschaltprogramm in Abhängigkeit von zumindest einem vorrausschauenden Fahrstreckenparameter, einem vorausschauenden Hindernisparameter und/oder einem vorausschauenden Betriebsparameter beeinflusst. Dazu weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine nicht dargestellte Sensorik auf, die zur Bereitstellung zumindest von Abstands-, Kamera- und/oder Fahrstreckeninformationen vorgesehen ist. Die Sensorik und die Steuer- und Regeleinheit 14 sind kommunizierend miteinander verbunden. Grundsätzlich kann auf die Vorausschaufunktion in dem Segelbetrieb verzichtet werden.
Der Antriebsmotor 13 ist während dem Segelbetrieb abgeschaltet. Um den Antriebsmotor 13 für einen dem Segelbetrieb folgenden Zugbetrieb automatisch wieder zu starten, wird in einem Einschaltvorgang des Antriebsmotors 13 zur Anhebung einer Motordrehzahl automatisch die Wandlerüberbrückungskupplung 11 schlupfend geschlossen und der Antriebsmotor 13 über die Wandlerüberbrückungskupplung 11 durch die Antriebswelle 21 des Automatikgetriebes 12 angeschleppt. Zum Anschleppen des Antriebsmotors 13 wird in dem Einschaltvorgang eine Drehzahl der Antriebswelle 21 und damit die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers 10 automatisch durch zumindest eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe 12 gesteuert oder geregelt. Lässt der Fahrer das Kraftfahrzeug in dem Segelbetrieb ohne Bremspedalbetätigung ausrollen, wird der Antriebsmotor 13 beim Unterschreiten einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze automatisch gestartet. Lässt der Fahrer das Kraftfahrzeug in dem Segelbetrieb mit Bremspedalbetätigung ausrollen, wird der Antriebsmotor 13 erst durch eine Antriebsmomentanforderung, insbesondere durch eine Fahrpedalbetätigung, gestartet. Die zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 3 km/h.
Um den Antriebsmotor 13 während eines Fahrzeugstillstands oder während eines Fahrzeugzustands, in dem ein Drehmoment an der Antriebswelle 21 und damit an dem Turbinenrad 19 zum Anschleppen des Antriebsmotors 13 unzureichend ist, zu starten, weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang einen nicht dargestellten elektrischen Starter auf. Der Starter ist dazu vorgesehen, den Antriebsmotor 13 bei stillstehender und bei drehender Abtriebswelle 20 elektrisch zu starten. Der Starter ist permanent mit der Abtriebswelle 20 des Antriebsmotors 13 wirkverbunden oder kann in dem Segelbetrieb mit der Abtriebswelle 20 des Antriebsmotors 13 in Wirkverbindung gebracht werden. Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist steuerungstechnisch an den Starter angebunden. Sie ist dazu vorgesehen, den Starter automatisch anzusteuern, um den Antriebsmotor 13 während dem Fahrzeugstillstand und während der Fahrt im Segelbetrieb anzusteuern.
Bei abgeschaltetem Antriebsmotor 13 während dem Segelbetrieb werden eine Bremsunterstützung und eine Lenkunterstützung des Kraftfahrzeugantriebsstrangs sowie eine Arbeitsdruck- und Schmiermittelversorgung des Wandlerautomatikgetriebes 15 elektrisch realisiert. Dazu weist der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine redundante Bordnetzversorgung auf. Grundsätzlich kann der Antriebsmotor 13 während dem Segelbetrieb eingeschaltet sein. Dabei wird der Antriebsmotor 13 durch Befeuerung auf einer Zieldrehzahl, insbesondere auf einer Leerlaufdrehzahl, gehalten.
Bei einer Vorwärtsfahrt, in dem eine Bremspedalbetätigung und eine Fahrpedalbetätigung durch den Fahrer fehlt, prüft die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 22, welcher der Getriebeschaltmodi aktiv ist. Ist der erste Eco-Modus oder der Sport-Modus aktiv, stellt die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 23 den Schubabschaltungsbetrieb ein. Ist der zweite Eco-Modus aktiv, vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 24 die aktuell vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, stellt die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 25 den Segelbetrieb ein, indem sie die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig öffnet, zur Absenkung der Turbinendrehzahl eine Hochschaltung in dem Automatikgetriebe 12 durchführt, wodurch das Automatikgetriebe 12 weiterhin einen Leistungsfluss überträgt, und das Segelschaltprogramm aktiviert. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, stellt die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 26 den Segelbetrieb ein, indem sie die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig öffnet, das Automatikgetriebe 12 neutral schaltet, wodurch das Automatikgetriebe 12 keinen Leistungsfluss mehr überträgt, und das Segelschaltprogramm aktiviert. Anschließend schaltet die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 27 den Antriebsmotor 13 für den Segelbetrieb ab. Alternativ kann die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 27 den Antriebsmotor 13 für den Segelbetrieb durch Befeuerung auf Leerlaufdrehzahl halten. Weiterhin kann alternativ auf die Aktivierung des Segelschaltprogramms in dem Verfahrensschritt 26 verzichtet werden.
Während dem Segelbetrieb überwacht die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 28 wenigstens die fahrerseitige Bremspedalbetätigung, eine Fahrbahnsteigung, die fahrerseitige Fahrpedalbetätigung und die Turbinendrehzahl. Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 14, dass die Turbinendrehzahl einen Grenzwert übersteigt oder einen zulässigen Drehzahlbereich verlässt, führt die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 29 eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe 12 durch. Dabei überwacht die Steuer- und Regeleinheit 14 gemäß dem Verfahrensschritt 28 weiterhin wenigstens die fahrerseitige Bremspedalbetätigung, die Fahrbahnsteigung, die fahrerseitige Fahrpedalbetätigung und die Turbinendrehzahl. Dadurch entsteht zwischen den Verfahrensschritten 28, 29 eine Schleife, wodurch die Steuer- und Regeleinheit 14 die Turbinendrehzahl auf ein Niveau innerhalb des zulässigen Drehzahlbereichs und/oder auf ein Niveau unterhalb des Grenzwerts steuert oder regelt. Die Steuer- und Regeleinheit 14 kann die Turbinendrehzahl grundsätzlich durch eine Drehmomentübertragung des Drehmomentwandlers 10, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit in Verbindung mit dem geschalteten Getriebegang und/oder direkt durch eine zur Erfassung der Turbinendrehzahl vorgesehene Sensorik ermitteln.
Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 28 eine fahrerseitige Bremspedalbetätigung, ein starkes Gefälle oder eine fahrerseitige Fahrpedalbetätigung, beendet die Steuer- und Regeleinheit 14 in einem Verfahrensschritt 30 den Segelbetrieb, indem sie den Antriebsmotor 13 startet. Zum Starten des Antriebsmotors 13 hebt die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 30 die Motordrehzahl des Antriebsmotors 13 an, indem sie während der Fahrt die Wandlerüberbrückungskupplung 11 schlupfend schließt, eventuell die Turbinendrehzahl durch zumindest eine Getriebegangschaltung steuert oder regelt und anschließend den Antriebsmotor 13 befeuert. Wenn das Drehmoment der Antriebswelle 21 des Automatikgetriebes 12 zum Starten des Antriebsmotors 13 unzureichend ist oder die Antriebswelle 21 des Automatikgetriebes 12 bereits stillsteht, bestromt die Steuer- und Regeleinheit 14 den elektrischen Starter, befeuert den Antriebsmotor 13 und schließt anschließend die Wandlerüberbrückungskupplung 11 vollständig. Wenn das Automatikgetriebe 12 beim Beenden des Segelbetriebs in dem Neutralgang geschaltet ist, schaltet die Steuer- und Regeleinheit 14 in dem Verfahrensschritt 30 zusätzlich einen leistungsübertragenden Getriebegang.
Zusätzlich oder alternativ zur Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist es grundsätzlich denkbar, dass zur Einstellung des Segelbetriebs in Abhängigkeit der Drehmomentübertragung des Drehmomentwandlers 10 eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe 12 durchgeführt wird. Liegt die Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler 10 und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines Grenzwerts, wird das Automatikgetriebe 12 in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang geschaltet. Liegt die Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler 10 und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines Grenzwerts, wird das Automatikgetriebe 12 in den Neutralgang geschaltet. Beispielsweise beträgt der Grenzwert der Drehmomentübertragung 40 Nm.
Ferner ist es grundsätzlich denkbar, auf die Einstellung des Segelbetriebs bei fehlender Bremspedalbetätigung und Fahrpedalbetätigung während der Vorwärtsfahrt zu verzichten, wenn die Drehmomentübertragung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb des entsprechenden Grenzwerts liegen. Stattdessen wird der Schubabschaltungsbetrieb eingestellt. Somit ist es grundsätzlich denkbar, dass der Segelbetrieb lediglich eingestellt wird, wenn bei fehlender Bremspedalbetätigung und Fahrpedalbetätigung während der Vorwärtsfahrt die Drehmomentübertragung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des entsprechenden Grenzwerts liegen.
Bezugszeichenliste

10: Drehmomentwandler
11: Wandlerüberbrückungskupplung
12: Automatikgetriebe
13: Antriebsmotor
14: Steuer- und Regeleinheit
15: Wandlerautomatikgetriebe
16: Antriebsrad
17: Kupplung
18: Pumpenrad
19: Turbinenrad
20: Abtriebswelle
21: Antriebswelle
22: Verfahrensschritt
23: Verfahrensschritt
24: Verfahrensschritt
25: Verfahrensschritt
26: Verfahrensschritt
27: Verfahrensschritt
28: Verfahrensschritt
29: Verfahrensschritt
30: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011082893 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, in dem in einem Segelbetrieb eine zur Überbrückung eines Drehmomentwandlers (10) vorgesehene Wandlerüberbrückungskupplung (11) vollständig geöffnet ist, während über ein an dem Drehmomentwandler (10) angebundenes Automatikgetriebe (12) zumindest unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ein Leistungsfluss übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung (11) vollständig geöffnet und in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe (12) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Segelbetriebs das Automatikgetriebe (12) unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang und oberhalb der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen Neutralgang geschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Segelbetrieb zumindest eine Getriebegangschaltung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebegangschaltung als eine Getriebeganghochschaltung ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Segelbetrieb eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers (10) durch zumindest eine Getriebegangschaltung gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Segelbetrieb ein Segelschaltprogramm für das Automatikgetriebe (12) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Segelbetrieb ein Antriebsmotor (13) zumindest zeitweise abgeschaltet ist und in einem Einschaltvorgang des Antriebsmotors (13) die Wandlerüberbrückungskupplung (11) zumindest schlupfend geschlossen wird sowie eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers (10) durch zumindest eine Getriebegangschaltung in dem Automatikgetriebe (12) gesteuert und/oder geregelt wird.
Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Automatikgetriebe (12), das zur automatischen Getriebegangschaltung vorgesehen ist, einer Wandlerüberbrückungskupplung (11), die zur Überbrückung eines Drehmomentwandlers (10) vorgesehen ist, und mit einer steuerungstechnisch zumindest an das Automatikgetriebe (12) und die Wandlerüberbrückungskupplung (11) angebundenen Steuer- und/oder Regeleinheit (14), die dazu vorgesehen ist, zur Einstellung eines Segelbetriebs die Wandlerüberbrückungskupplung (11) vollständig zu öffnen und das Automatikgetriebe (12) zumindest unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in einen leistungsflussübertragenden Getriebegang zu schalten oder einen leistungsflussübertragenden Getriebegang in dem Automatikgetriebe (12) aufrechtzuerhalten.
Kraftfahrzeugantriebsstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) ein Segelschaltprogramm zur automatischen Getriebegangschaltung aufweist, das dazu vorgesehen ist, während dem Segelbetrieb eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers (10) zu steuern und/oder zu regeln.