DE102021206547A1

DE102021206547A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102021206547A1
Application number: DE102021206547.3A
Authority: DE
Inventors: Mario Steinborn; Maik Würthner; Thea Schlueter; Frieder Norrenberg; Martin Fajfr
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-12-29
Also published as: WO2022268750A1; CN117098939A

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der ein Antriebsaggregat (1), ein Gruppengetriebe (2) mit Teilgetrieben und eine zwischen das Antriebsaggregat und das Gruppengetriebe geschaltete Trennkupplung (5) aufweist, wobei dann, wenn eine Geschwindigkeit kleiner als ein Grenzwert wird, die Trennkupplung (5) geöffnet und zur Getriebevorwahl eines der Teilgetriebe in Neutral und das oder jedes andere Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird, wobei anschließend die Trennkupplung (5) zumindest teilweise geschlossen und das Antriebsaggregat (1) auf eine definierte Drehzahl gebracht wird, wobei anschließend überprüft wird, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes (2) eine Anfahrgangschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung vorliegt, wobei dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung vorliegt, überprüft wird, ob eine Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer oder kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe ist, wobei dann, wenn eine Anfahrgangschaltung vorliegt, und dann, wenn bei vorliegender Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe ist, die Trennkupplung (5) geöffnet und das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über eine Getriebebremse (4) synchronisiert wird, und wobei dann, wenn bei vorliegender Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über das Antriebsaggregat (1) synchronisiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat, ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Gruppengetriebe und eine zwischen das Antriebsaggregat und das Gruppengetriebe geschaltete Trennkupplung aufweist, und wobei das Gruppengetriebe mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe und ferner eine antriebstechnisch dem Hauptgetriebe vorgeschaltete Splitgruppe und/oder eine dem Hauptgetriebe antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines solchen Antriebsstrangs.
Aus dem Stand der Technik sind Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen bekannt, die als Getriebe ein Gruppengetriebe aufweisen. Ein Gruppengetriebe verfügt über ein Hauptgetriebe, über eine dem Hauptgetriebe vorgeschaltete Splitgruppe und/oder eine dem Hauptgetriebe antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe. Das Hauptgetriebe wird auch als Hauptgruppe bezeichnet. DE 10 2007 007 257 A1 offenbart, bei Schaltvorgängen in einem Gruppengetriebe eine elektrische Maschine als Synchronisierungsmittel zu nutzen.
Dann, wenn ein Kraftfahrzeug mit einem Gruppengetriebe verzögert wird, sich also verlangsamt, wird bei Unterschreiten einer gewissen Schwelle für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Trennkupplung geöffnet und somit das Antriebsaggregat vom Getriebe abgekoppelt. Soll aus einem solchen Zustand heraus das Gruppengetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt werden, und zwar entweder unter Ausführung einer Anfahrgangschaltung oder unter Ausführung einer Fahrerwunschschaltung im Gruppengetriebe, so kann es unter Umständen zu langen Synchronisierungszeiten kommen und damit das Überführen des Gruppengetriebes in einen kraftschlüssigen Zustand sehr lange dauern, da bei geöffneter Trennkupplung und nichtkraftschlüssigem Gruppengetriebe eine Eingangswelle des Gruppengetriebes austrudelt. Lange Synchronisierungszeiten für das Gruppengetriebe führen zu Komforteinbußen.
Es besteht Bedarf daran, ein Gruppengetriebe schneller zu synchronisieren und so ein Gruppengetriebe schneller von einem nicht-kraftschlüssigen Zustand in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen.
DE 10 2007 012 875 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, bei welchem dann, wenn das Kraftfahrzeug mit geöffneter Anfahrkupplung rollt, im Getriebe ein zur aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs passender Gang geschaltet wird, um bei einem nachfolgenden Schließen der Anfahrkupplung einen an die beim Schließen der Anfahrkupplung herrschende Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs passenden Gang bereitzustellen.
DE 10 2007 010 295 A1 offenbart ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nämlich zur Ausführung sogenannter Schubrückschaltungen im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert wird, wird die Trennkupplung geöffnet und zur Getriebevorwahl eines der Teilgetriebe in Neutral oder in Richtung Neutral überführt und das oder jedes andere Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt.
Anschließend wird die Trennkupplung zumindest teilweise geschlossen und das Antriebsaggregat auf eine definierte Drehzahl gebracht.
Anschließend wird überprüft, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes eine Anfahrgangschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe angefordert wird.
Dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird, wird überprüft, ob eine Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats größer oder kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe ist.
Dann, wenn eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, und dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe ist, wird die Trennkupplung geöffnet und das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über eine Getriebebremse synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt. Dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats größer als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe ist, wird das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über das Antriebsaggregat synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorgeschlagen, dass dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert ist, wenn die Trennkupplung geöffnet ist und wenn eines der Teilgetriebe des Gruppengetriebes in Neutral oder in Richtung Neutral überführt ist, hingegen das oder jedes andere Teilgetriebe des Gruppengetriebes in einen kraftschlüssigen Zustand oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt ist, die Trennkupplung zumindest teilweise zu schließen und das Antriebsaggregat auf eine definierte Drehzahl zu bringen und anschließend zu überprüfen, ob das Gruppengetriebe unter Ausführung einer Anfahrgangschaltung oder unter Ausführung einer Fahrerwunschschaltung in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen ist. Abhängig hiervon erfolgt eine definierte Synchronisierung des sich in Neutral befindlichen Teilgetriebes des Gruppengetriebes und nachfolgend eine Überführung desselben und damit des gesamten Gruppengetriebes in einen kraftschlüssigen Zustand. Mit der Erfindung ist es möglich, diejenige Zeitdauer, die benötigt wird, um einem Gruppengetriebe ausgehend von einem nicht-kraftschlüssigen Zustand in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen, zu verkürzen. Bei Anfahrgangschaltungen im Stillstand des Kraftfahrzeugs können Zahn-auf-Zahn-Stellungen an Schaltelementen des Gruppengetriebes verhindert werden.
Vorzugsweise wird zur Überprüfung, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, überprüft, ob eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein zweiter Grenzwert ist, wobei dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als der zweite Grenzwert ist, eine Anfahrgangschaltung angefordert wird. Vorzugsweise wird zur Überprüfung, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe angefordert wird, zusätzlich zu der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine fahrerseitige Fahrpedalbetätigung und/oder fahrerseitige Bremspedalbetätigung überprüft, wobei dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als der zweite Grenzwert ist, und dann, wenn weiterhin ein Bremspedal fahrerseitig nicht mehr betätigt und/oder eine Fahrpedal fahrerseitig betätigt wird, eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird. Diese Vorgehensweise ist besonders geeignet, um zu überprüfen, ob das Gruppengetriebe unter Ausführung einer Anfahrgangschaltung oder unter Ausführung einer Fahrerwunschschaltung in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen ist.
Vorzugsweise wird dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird, abhängig von aktuellen Betriebsbedingen des Kraftfahrzeugs ein Ziel-Gang für das Gruppengetriebe und abhängig vom Ziel-Gang die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats ermittelt. Nach Ermittlung des Ziel-Gangs wird überprüft, ob die Getriebevorwahl zum Ziel-Gang passt, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass die Getriebevorwahl nicht zum Ziel-Gang passt, das Verfahren abgebrochen wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass die Getriebevorwahl zum Ziel-Gang passt, das Verfahren nicht abgebrochen wird. Hiermit kann das Verfahren weiter verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 7 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein exemplarisches Schema eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs; und
2 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
1 zeigt ein Schema eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 1, mit einem Gruppengetriebe 2 und mit einem Abtrieb 3.
Das Antriebsaggregat 1 ist über eine Trennkupplung 5, die auch als Anfahrkupplung bezeichnet wird, an eine Eingangswelle 6 des Gruppengetriebes 2 koppelbar. Der Abtrieb 3 ist an eine Ausgangswelle 8 des Gruppengetriebes 2 gekoppelt.
Das Gruppengetriebe 2 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Hauptgetriebe 9, eine dem Hauptgetriebe 9 antriebstechnisch vorgeschaltete Splitgruppe 10 sowie eine dem Hauptgetriebe 9 antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe 11. Es kann zusätzlich zum Hauptgetriebe 9 auch nur die Bereichsgruppe 11 oder nur die Splitgruppe 10 vorhanden sein. Das Hauptgetriebe 9 wird auch als Hauptgruppe bezeichnet.
Das Hauptgetriebe 9 des Gruppengetriebes 2 ist als Direktganggetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist zwei Vorgelegewellen 21, 22 auf.
Das Hauptgetriebe 9 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit drei Übersetzungsstufen G1, G2 und G3 für eine Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für eine Rückwärtsfahrt ausgebildet. Losräder der Übersetzungsstufen G1, G2 und R sind jeweils drehbar auf einer Hauptwelle gelagert und über zugeordnete, als Klauenkupplungen ausgebildete Schaltelemente 15, 16, 18 und 19 schaltbar. Die zugeordneten Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen 21, 22 angeordnet. Die beiden Schaltelemente 15, 16 und die beiden Schaltelemente 18, 19 bilden jeweils ein Schaltpaket 17 bzw. 20 aus. Das Hauptgetriebe 9 ist unsynchronisiert schaltbar.
Die Splitgruppe 10 des Gruppengetriebes 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zweistufig ausgebildet und ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei die beiden Übersetzungsstufen K1 und K2 der Splitgruppe 10 zwei schaltbare Eingangskonstante des Hauptgetriebes 9 bilden. Die beiden Übersetzungsstufen K1, K2 weisen eine geringere Übersetzungsdifferenz auf.
Das Losrad der ersten Übersetzungsstufe K1 ist drehbar auf der Eingangswelle 6 gelagert. Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe K2 ist drehbar auf der Hauptwelle gelagert. Die Festräder beider Übersetzungsstufen K1, K2 der Splitgruppe 10 sind jeweils drehfest mit den eingangsseitig verlängerten Vorgelegewellen 21, 22 des Hauptgetriebes 9 angeordnet. Synchronisiert ausgebildete Schaltelemente 12, 13, sogenannte Synchronschaltelemente, der Splitgruppe 10 sind zu einem gemeinsamen Schaltpaket 14 zusammengefasst.
Die dem Hauptgetriebe 9 nachgeordnete Bereichsgruppe 11 des Gruppengetriebes 2 ist ebenfalls zweistufig ausgebildet, jedoch als Planetengetriebe 24. Das Sonnenrad 25 ist drehfest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle des Hauptgetriebes 9 verbunden. Der Planetenträger 27 ist drehfest mit der Ausgangswelle 8 des Gruppengetriebes 2 gekoppelt. Das Hohlrad 26 steht mit einem Schaltpaket 23 mit zwei synchronisierten Schaltkupplungen in Verbindung, durch welche die Bereichsgruppe 11 wechselweise durch die Verbindung des Hohlrads 26 mit einem feststehenden Gehäuseteil 7 in eine Langsamfahrstufe L und durch die Verbindung des Hohlrads 26 mit dem Planetenträger 27 in eine Schnellfahrstufe S schaltbar ist. Die Bereichsgruppe 11 ist synchronisiert schaltbar.
1 zeigt weiterhin eine Getriebebremse4 , die an der Vorgelegewelle 21 angreift. Über die Getriebebremse 4 kann die Vorgelegewelle 21 abgebremst werden.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in 1 gezeigte Ausführung des Gruppengetriebes 2 zwar bevorzugt, jedoch optional ist. Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit anderen Gruppengetrieben zum Einsatz kommen.
So kann das Gruppengetriebe 2 lediglich die Hauptgruppe 9 und die Bereichsgruppe 11 oder auch lediglich die Hauptgruppe 9 und die Splitgruppe 10 umfassen. Auch ist es möglich, dass im Bereich der Splitgruppe 10 und/oder im Bereich der Bereichsgruppe 11 Klauenschaltelemente zum Einsatz kommen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, um einen Antriebsstrang mit einem Gruppengetriebe 2 ausgehend von einem Zustand zu betreiben, in welchem dann, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert ist, die Trennkupplung 5 geöffnet und zur Getriebevorwahl ein Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2 in Neutral oder in Richtung Neutral und das oder jedes andere Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2 in einen kraftschlüssigen Zustand oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt ist, das Gruppengetriebe 2 schnell in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen. Bei dem Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2, welches zur Getriebevorwahl in Neutral überführt ist, handelt es sich beim Gruppengetriebe 2 der 1 vorzugsweise um das Hauptgetriebe 9. Die Splitgruppe 10 und Bereichsgruppe 11 sind zur Getriebevorwahl in einen kraftschlüssigen Zustand oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt, dieselben sind demnach eingelegt oder dieselben befinden sich in einer Zahn-auf-Zahn-Position. Ausgehend von einem solchen Zustand soll es möglich sein, das Gruppengetriebe 2 in kurzer Zeit in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen, also dasjenige Teilgetriebe, welches sich noch in Neutral befindet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 2 beschrieben.
In einem Block 28 wird überprüft, ob eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert wird. Ist dies der Fall, so wird ausgehend von Block 28 auf Block 29 verzweigt, wobei in Block 29 die Trennkupplung 5 geöffnet wird und zur Getriebevorwahl des Gruppengetriebes 2 ein Teilgetriebe desselben in Neutral oder in Richtung Neutral überführt wird, wohingegen das oder jedes andere Teilgetriebe desselben in einen kraftschlüssigen Zustand oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird. In Block 30 wird überprüft, ob sich das jeweilige in Neutral zu überführende Teilgetriebe in Neutral befindet und ob sich das oder jedes andere Teilgetriebe in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt ist. Dies kann mit Hilfe von mit Schaltelementen zusammenwirkenden Wegsensoren überprüft werden.
Wird in Block 30 festgestellt, dass die Getriebevorwahl abgeschlossen ist, so wird nachfolgend in einem Block 31 die Trennkupplung 5 zumindest teilweise geschlossen und in einem Block 32 das Antriebsaggregat 1 auf eine definierte Drehzahl gebracht, die zum Beispiel der Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats 1 entsprechen kann oder um einen definierten Offset größer als die Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats 1 sein kann.
Anschließend wird in einem Block 33 überprüft, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes 2 eine Anfahrgangschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe 2 angefordert wird, um das noch nicht kraftschlüssige Gruppengetriebe 2 in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen.
Hierbei wird in Block 33 überprüft, ob eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein zweiter Grenzwert ist. Dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als der zweite Grenzwert ist, wird darauf geschlossen, dass eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, wobei dann auf Block 34 verzweigt wird.
Wird hingegen in Block 33 festgestellt, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein zweiter Grenzwert ist, so wird ausgehend von Block 33 auf Block 35 verzweigt, wobei in Block 35 eine fahrerseitige Fahrpedalbetätigung und/oder eine fahrerseitige Bremspedalbetätigung überprüft wird. Dann, wenn nach Überprüfung des Blocks 33 die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein zweiter Grenzwert ist, und wenn nach Überprüfung in Block 35 festgestellt wird, dass ein Bremspedal fahrerseitig nicht oder nicht mehr betätigt wird und/oder ein Fahrpedal fahrerseitig betätigt wird, so wird eine Fahrerwunschschaltung angefordert und auf Block 36 verzweigt.
In Block 36 wird für eine Fahrerwunschschaltung anhängig von aktuellen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs ein Ziel-Gang für das Gruppengetriebe 2 und abhängig von diesem Ziel-Gang die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 bestimmt.
Als aktuelle Betriebsbedingung des Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit derer der Ziel-Gang des Gruppengetriebes 2 ermittelt wird, kann eine aktuelle Fahrbahnsteigung und/oder eine aktuelle Fahrzeugmasse berücksichtigt werden.
Nach der Ermittlung des Ziel-Gangs für die Fahrerwunschschaltung und der Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 wird in einem Block 37 überprüft, ob die Getriebevorwahl des Blocks 29 zum in Block 36 ermittelten Ziel-Gang passt.
Dann, wenn festgestellt wird, dass die Getriebevorwahl nicht zum Ziel-Gang passt, wird ausgehend von Block 37 auf Block 38 verzweigt und das Verfahren abgebrochen. Wird hingegen festgestellt, dass die Getriebevorwahl zum Ziel-Gang der angeforderten Fahrerwunschschaltung passt, so wird ausgehend von Block 37 auf Block 39 verzweigt und das Verfahren weiter ausgeführt.
Im Block 39 wird überprüft, ob also bei angeforderter Fahrerwunschschaltung mit einem Ziel-Gang, der zur Getriebevorwahl passt, die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats größer oder kleiner als die aktuelle Getriebeeingangsdrehzahl an der Eingangswelle 6 des Gruppengetriebes 2 ist.
Wird in Block 39 festgestellt, dass die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 kleiner ist als die aktuelle Getriebeeingangsdrehzahl, so wird ausgehend von Block 39 auf Block 34 verzweigt.
Wird hingegen in Block 39 festgestellt, dass die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 größer als die aktuelle Getriebeeingangsdrehzahl ist, so wird ausgehend von Block 39 auf Block 40 verzweigt.
In Block 34 wird zur Ausführung der jeweiligen Schaltung die Trennkupplung 5 geöffnet und das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2, welches in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen ist, über die Getriebebremse 4 synchronisiert, wobei nach dieser Synchronisierung dieses Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird.
Zur Ausführung einer jeweiligen Schaltung in Block 40 bleibt die Trennkupplung 5 zumindest teilweise geschlossen und die Synchronisierung des in Neutral befindlichen Teilgetriebes erfolgt über das Antriebsaggregat 1, indem an Antriebsaggregat 1 eine definierte Ziel-Drehzahl eingestellt wird, wobei nach der Synchronisierung über das Antriebsaggregat 1 das nunmehr synchronisierte Teilgetriebe von Neutral in den kraftschlüssigen Zustand überführt werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Gruppengetriebe 2 ausgehend von einem nicht kraftschlüssigen Zustand, in welchem sich ein Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2 in Neutral befindet und das oder jedes andere Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt ist, innerhalb kurzer Zeit in einen kraftschlüssigen Zustand überführ werden, sodass dann über das Gruppengetriebe 2 Antriebsmoment in Richtung auf den Abtrieb 3 übertragen werden kann.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, welches eingerichtet ist, da oben beschriebene Verfahren automatisch auszuführen.
Bei dem Steuergerät handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches bzw. elektronisches Getriebesteuergerät, welches über hardwareseitige und softwareseitige Mittel verfügt. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, Daten auszutauschen. Ferner zählen zu den hardwareseitigen Mitteln ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Steuergerät implementiert sind.
Dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert wird, steuert das Steuergerät die Trennkupplung 5 zum Öffnen an, ferner steuert das Steuergerät das Gruppengetriebe zur Getriebevorwahl derart an, dass eines der Teilgetriebe des Gruppengetriebes 2 zur Überführung in Neutral und das oder jedes andere Teilgetriebe zur Überführung in einen kraftschlüssigen Zustand angesteuert wird.
Anschließend steuert das Steuergerät die Trennkupplung 5 zum zumindest teilweisen Schließen und das Antriebsaggregat 1 zur Bereitstellung einer definierten Drehzahl an, wobei das Antriebsaggregat 1 entweder direkt oder indirekt über ein weiteres Steuergerät angesteuert wird.
Anschließend überprüft das Steuergerät, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes eine Anfahrschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe 2 angefordert wird, um das Gruppengetriebe 2 in einen kraftschlüssigen Zustand zu überführen, also in dem sich zuvor in Neutral befindlichen Teilgetriebe einen Gang einzulegen.
Dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung auszuführen ist, überprüft das Steuergerät, ob eine Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 für die Fahrerwunschschaltung größer oder kleiner ist als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebes 2.
Dann, wenn eine Anfahrschaltung angefordert wird, sowie dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebes 2 ist, steuert das Steuergerät die Trennkupplung zum Öffnen an und die Getriebebremse 4, um das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe zu synchronisieren, wobei das Steuergerät nach Synchronisierung dieses Teilgetriebes über die Getriebebremse 4 dasselbe zur Überführung in einen kraftschlüssigen Zustand ansteuert. Dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats 1 größer als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebes 2 ist, wird das sich noch in Neutral befindliche Teilgetriebe über das Antriebsaggregat 1 synchronisiert und nachfolgend steuert das Steuergerät dieses synchronisierte Teilgetriebe zur Überführung in einen kraftschlüssigen Zustand an.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Gruppengetriebe
3: Abtrieb
4: Getriebebremse
5: Trennkupplung
6: Eingangswelle
7: Gehäuseteil
8: Ausgangswelle
9: Hauptgetriebe
10: Splitgruppe
11: Bereichsgruppe
12: Synchronschaltelement
13: Synchronschaltelement
14: Schaltpaket
15: Schaltelement
16: Schaltelement
17: Schaltpaket
18: Schaltelement
19: Schaltelement
20: Schaltpaket
21: Vorgelegewelle
22: Vorgelegewelle
23: Schaltpaket
24: Planetengetriebe
25: Sonnenrad
26: Hohlrad
27: Planetenträger
28: Block
29: Block
30: Block
31: Block
32: Block
33: Block
34: Block
35: Block
36: Block
37: Block
38: Block
39: Block
40: Block

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007007257 A1 [0002]
DE 102007012875 A1 [0005]
DE 102007010295 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat (1), ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (3) geschaltetes Gruppengetriebe (2) und eine zwischen das Antriebsaggregat (1) und das Gruppengetriebe (2) geschaltete Trennkupplung (5) aufweist, wobei das Gruppengetriebe (2) mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe (9) und ferner eine antriebstechnisch dem Hauptgetriebe (9) vorgeschaltete Splitgruppe (10) und/oder eine dem Hauptgetriebe (9) antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe (11), wobei dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert wird, die Trennkupplung (5) geöffnet wird und zur Getriebevorwahl eines der Teilgetriebe in oder in Richtung Neutral überführt und das oder jedes andere Teilgetriebe in einen oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird, wobei anschließend die Trennkupplung (5) zumindest teilweise geschlossen und das Antriebsaggregat (1) auf eine definierte Drehzahl gebracht wird, wobei anschließend überprüft wird, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes (2) eine Anfahrgangschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe (2) angefordert wird, wobei dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird, überprüft wird, ob eine Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer oder kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, wobei dann, wenn eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, und dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, die Trennkupplung (5) geöffnet und das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über eine Getriebebremse (4) synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird, wobei dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über das Antriebsaggregat (1) synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe in einen kraftschlüssigen Zustand überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes (2) eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, überprüft wird, ob eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein zweiter Grenzwert ist, wobei dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als der zweite Grenzwert ist, eine Anfahrgangschaltung angefordert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes (2) eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe (2) angefordert wird, zusätzlich zu der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine fahrerseitige Fahrpedalbetätigung und/oder fahrerseitige Bremspedalbetätigung überprüft wird, wobei dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als der zweite Grenzwert ist, und dann, wenn weiterhin ein Bremspedal fahrerseitig nicht mehr betätigt und/oder eine Fahrpedal fahrerseitig betätigt wird, eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird, abhängig von aktuellen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs ein Ziel-Gang für das Gruppengetriebe (2) und abhängig vom Ziel-Gang die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziel-Gang für das Gruppengetriebe (2) abhängig von einer aktuellen Fahrbahnsteigung und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrzeugmasse bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ermittlung des Ziel-Gangs überprüft wird, ob die Getriebevorwahl zum Ziel-Gang passt, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass die Getriebevorwahl nicht zum Ziel-Gang passt, das Verfahren abgebrochen wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass die Getriebevorwahl zum Ziel-Gang passt, das Verfahren nicht abgebrochen wird.
Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat (1), ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (3) geschaltetes Gruppengetriebe (2) und eine zwischen das Antriebsaggregat (1) und das Gruppengetriebe (2) geschaltete Trennkupplung (5) aufweist, wobei das Gruppengetriebe (2) mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe (9) und ferner eine antriebstechnisch dem Hauptgetriebe (9) vorgeschaltete Splitgruppe (10) und/oder eine dem Hauptgetriebe (9) antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe (11), wobei dann, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Grenzwert wird, das Steuergerät die Trennkupplung (5) zum Öffnen und zur Getriebevorwahl eines der Teilgetriebe zur Überführung in oder in Richtung Neutral und das oder jedes andere Teilgetriebe zur Überführung in einen oder in Richtung auf einen kraftschlüssigen Zustand ansteuert, wobei das Steuergerät anschließend die Trennkupplung (5) zum zumindest teilweisen Schließen und das Antriebsaggregat (1) zur Bereitstellung einer definierten Drehzahl ansteuert, wobei das Steuergerät anschließend überprüft, ob bei Anforderung eines kraftschlüssigen Gruppengetriebes (2) eine Anfahrgangschaltung oder eine Fahrerwunschschaltung für das Gruppengetriebe (2) angefordert wird, wobei das Steuergerät dann, wenn eine Fahrerwunschschaltung angefordert wird, überprüft, ob eine Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer oder kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, wobei das Steuergerät dann, wenn eine Anfahrgangschaltung angefordert wird, und dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) kleiner als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, die Trennkupplung (5) zum Öffnen ansteuert und das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über eine Getriebebremse (4) synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe zur Überführung in einen kraftschlüssigen Zustand ansteuert, wobei das Steuergerät dann, wenn bei angeforderter Fahrerwunschschaltung die Ziel-Drehzahl des Antriebsaggregats (1) größer als die aktuelle Eingangsdrehzahl des Gruppengetriebe (2) ist, das sich in Neutral befindliche Teilgetriebe über das Antriebsaggregat (1) synchronisiert und nach Synchronisierung dieses Teilgetriebe zur Überführung in einen kraftschlüssigen Zustand ansteuert.
Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.