DE10255714A1

DE10255714A1 - Automatgetriebe und Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE10255714A1
Application number: DE2002155714
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Schiele; Christian Dipl.-Ing. Schwemer; Georg Gierer; Christian Dipl.-Ing. Popp; Klaus Dipl.-Ing. Steinhauser; Bernd Dipl.-Ing. Allgaier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: DE10255714B4

Abstract

Es wird ein Automatgetriebe mit mehreren Schaltelementen und einer Einrichtung zum formschlüssigen Feststellen eines Abtriebs eines Antriebsstranges und ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Automatgetriebes beschrieben. Die Einrichtung zum formschlüssigen Feststellen des Abtriebs ist in Abhängigkeit einer Fahrerwunschvorgabe aktivierbar. Der Abtrieb ist bei aktivierter Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs zusätzlich über wenigstens ein zugeschaltetes reibschlüssiges Schaltelement arretiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Automatgetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 12 näher definierten Art.
Generell sind Fahrzeuge mit Handschaltgetrieben bei abgeschaltetem Motor über eine Feststellbremse und zusätzlich dadurch gegen Wegrollen sicherbar, daß ein Gang mit hoher Übersetzung in dem Getriebe eingelegt wird und ein Antriebsstrang im Bereich eines Abtriebs blockiert ist. Bei Fahrzeugen, deren Antriebsstrang mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler ausgebildet ist, entfällt diese Möglichkeit, da bei abgeschaltetem Motor eine Verbindung zwischen dem Motor mit seiner Bremskraft und dem Abtrieb nicht aufrecht erhalten werden kann. Um dennoch eine Sicherheit gegen Wegrollen auch unter extremen Bedingungen zu gewährleisten, sind Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer separaten Einrichtung zum Feststellen eines Abtriebs bzw. mit einer sogenannten Parksperre ausgerüstet.
Aus der Praxis hinlänglich bekannte Parksperren verhindern ein unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeuges selbst bei abgeschaltetem Motor. Ist eine Parksperre aktiviert bzw. eingelegt, dann ist eine mit Antriebsrädern des Fahrzeuges drehfest verbundene Getriebeabtriebswelle derart blockiert, daß das Fahrzeug in der Ebene sowie an Hängen mit bis zu ca. 30 % Steigung gegen ein selbsttätiges Wegrollen gesichert ist. Die Aktivierung solcher Parksperren erfolgt durch einen Fahrer, indem er einen Wählhebel in eine Parkstellung verstellt.
Eine aus der Praxis bekannte Ausführung einer Parksperre ist mit einem an einer Getriebeabtriebswelle drehfest verbundenen Parksperrenrad ausgeführt, welches an seiner Außenseite eine Art Keilwellenprofil aufweist. Des weiteren ist eine Sperrklinke vorgesehen, welche bei aktivierter Parksperre radial in das Keilwellenprofil des Parksperrenrades eingreift, wodurch die Getriebeabtriebswelle blokkiert ist.
Beim Auslegen der Parksperre wird die Klinke über einen mechanisch, hydraulisch oder elektrisch wirkenden Mechanismus aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad geführt, so daß das Parksperrenrad bzw. die Getriebeabtriebswelle entriegelt ist und der Antriebsstrang abtriebsseitig nicht mehr verblockt ist. Das Auslegen der Parksperre erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe, wobei der Fahrer hierzu den Wählhebel aus der Parkstellung in eine beliebige andere Wählhebelposition positionieren muß.
Bei eingelegter Parksperre wird ein über die Antriebsräder abtriebsseitig an dem Getriebe anliegendes Drehmoment von der Sperrklinke abgestützt. Das Drehmoment wird beispielsweise dadurch erzeugt, daß ein Fahrzeug in Vorwärtsfahrtrichtung bergauf oder bergab steht und die dabei an dem Fahrzeug angreifende Hangabtriebskraft abtriebsseitig in den Antriebsstrang eingeleitet wird. Durch das Blockieren der Getriebeabtriebswelle über die Parksperre wird der Antriebsstrang zwischen den Antriebsrädern und der Parksperre vorgespannt. Beim Auslegen der Parksperre wird die Vorspannung des Antriebsstranges schlagartig in Form eines mehr oder minder starken Entlastungsstoßes abgebaut, der über Aufhängungspunkte des Antriebsstranges auf eine Karosserie des Fahrzeuges übertragen wird und insbesondere bei starken Gefällen besonders ausgeprägt ist, was für einen Fahrer nachteilhafterweise als ein unangenehmes akustisches Geräusch wahrnehmbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Automatgetriebe und ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes zur Verfügung zu stellen, um einen störenden Entlastungsstoß zu vermeiden bzw. derart zu vermindern, daß er von einem Fahrer nicht mehr als störend wahrgenommen wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einem Automatgetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, den Abtrieb eines Antriebsstranges bei aktivierter Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs zusätzlich über wenigstens ein zugeschaltetes reibschlüssiges Schaltelement des Automatgetriebes zu arretieren. Dadurch ist die Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs ohne Entlastungsstoß deaktivierbar, weil ein eventuell zwischen Abtriebsrädern und der Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs vorgespannter Abtrieb eines Kraftfahrzeugs bei ausgelegter Einrichtung zum Feststellen des Abtriebes nach wie vor von dem zugeschalteten reibschlüssigen Schaltelement gehalten wird. Die Vorspannung des Abtriebs ist vorzugsweise durch ein anschließendes gesteuertes Ab schalten des reibschlüssigen Schaltelementes ohne merklichen Entlastungsstoß abbaubar, wobei der Abtrieb nach dem Abschalten des reibschlüssigen Schaltelementes entsprechend einer Fahrerwunschvorgabe wieder drehbar ist.

Darüber hinaus hat das Verfahren nach der Erfindung den Vorteil, daß ein Fahrzeug bei einem Ausfall der Einrichtung zum formschlüssigen Arretieren des Abtriebs von dem reibschlüssigen Schaltelement gegen ein selbständiges Rollen gesichert ist, was bei aus der Praxis bekannten Lösungen bisher nur über eine Feststellbremse möglich ist.

Das Automatgetriebe nach der Erfindung ist mit einem reibschlüssigen Schaltelement zum Feststellen des Abtriebs ausgeführt, welches bei Vorliegen einer Fahrerwunschvorgabe zum Aktivieren der Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs zugeschaltet wird. Damit wird ein durch eine Vorspannung des Abtriebs entstandenes Drehmoment beim Deaktivieren der Einrichtung zum formschlüssigen Feststellen des Abtriebs von dem reibschlüssigen Schaltelement abgestützt, wodurch ein Entlastungsstoß beim Deaktivieren der Einrichtung vermieden wird. Anschließend besteht die Möglichkeit, den vorgespannten Teil des Abtriebs durch ein gesteuertes Öffnen des reibschlüssigen Schaltelementes über der Zeit derart gedämpft abzubauen, daß ein Entlastungsstoß unterbleibt bzw. derart reduziert ist, daß ein Fahrer keinen Entlastungsstoß wahrnimmt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

1 einen stark schematisierten Antriebsstrang mit einem Anfahrelement, einem Automatgetriebe und einem dem Automatgetriebe nachgeschalteten Abtrieb;

2 den Antriebsstrang gemäß 1, wobei das Automatgetriebe getriebeausgangsseitig mit einem weiteren Schaltelement ausgeführt ist;

3a einen zeitlichen Verlauf eines Status des Verfahrens nach der Erfindung;

3b einen zeitlichen Verlauf eines Status eines Wählhebels eines Kraftfahrzeugs;

3c den Verlauf einer Druckvorgabe eines hydraulisch ansteuerbaren Schaltelementes eines Automatgetriebes nach der Erfindung;

3d einen Verlauf eines Ist-Druckes eines gemäß 3c angesteuerten Schaltelementes;

3e einen Verlauf einer Druckvorgabe eines weiteren hydraulisch ansteuerbaren Schaltelementes eines Automatgetriebes nach der Erfindung;
1 zeigt stark schematisiert einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeuges, welcher als wesentliche Baugruppen bzw. Bauteile eine als Brennkraftmaschine ausgeführte Antriebsmaschine 2, ein als hydrodynamischer Drehmomentwand ler ausgebildetes Anfahrelement 3, ein Automatgetriebe 4 und einen Abtrieb 5 umfaßt. Das Automatgetriebe 4 ist vorliegend als ein reines Lastschaltgetriebe ausgeführt, welches getriebeeingangsseitig einen einfachen ersten Planetensatz 6 und getriebeausgangsseitig einen zweiten Planetensatz 7 aufweist, der als ein sogenannter Ravigneaux-Planetenradsatz ausgeführt ist.
Zur Darstellung verschiedener Übersetzungen bzw. Gangstufen des Automatgetriebes sind zwischen den beiden Planetensätzen 6 und 7 fünf Schaltelemente A bis E angeordnet, die in an sich bekannter Art und Weise als Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen ausgebildet sind. In Abhängigkeit der Ansteuerung der Schaltelemente A bis E ist ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen des Automatgetriebes 4 auf den Abtrieb 5 führbar.
Der Antriebsstrang 1 wird über wenigstens eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung angesteuert, welche mit einem ebenfalls nicht näher dargestellten Wählhebel verbunden ist. Über den Wählhebel besteht für einen Fahrer des Kraftfahrzeuges in an sich bekannter Art und Weise die Möglichkeit, verschiedene Fahrerwunschvorgaben zu generieren. Dabei sind über den Wählhebel verschiedene Fahrerwunschvorgaben, wie beispielsweise Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt, eine Neutralstellung oder eine Parkstellung, vorgebbar.
Ist die Wählhebelposition für Vorwärtsfahrt eingelegt, sind in dem Getriebe sechs verschiedene Vorwärtsgänge bzw. Übersetzungen über die Steuereinrichtung einstellbar, die in Abhängigkeit verschiedener in der Steuereinrichtung ab gelegter Fahrprogramme betriebspunktabhängig automatisch eingestellt werden. Ist dagegen die Neutralstellung des Wählhebels ausgewählt, ist der Leistungsfluß zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 5 im Bereich des Getriebes unterbrochen.
Verstellt ein Fahrer den Wählhebel in die Parkstellung, wird eine Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 aktiviert und der Abtrieb 5 wird über einen Formschluß blockiert. In diesem Zustand kann das Kraftfahrzeug weder eine Vorwärtsbewegung noch eine Rückwärtsbewegung ausführen, da Antriebsräder 9a, 9b von der Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 formschlüssig drehfest gehalten sind.
Die Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 ist vorliegend als eine sogenannte Parksperre ausgeführt, welche ein drehfest mit einer Abtriebswelle 10 verbundenes Parksperrenrad und eine bei aktivierter Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 in ein am Umfang des Parksperrenrades vorgesehenes Keilwellenprofil eingreifende Sperrklinke aufweist. Die Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 bzw. die Parksperre ist in an sich bekannter Art und Weise ausgebildet und deshalb in 1 auch nicht näher dargestellt.
Über die aktivierte Parksperre 8 ist der Abtrieb 5 durch das formschlüssige Eingreifen der Sperrklinke in das Parksperrenrad drehfest gehalten bzw. arretiert. Zusätzlich sind die beiden Schaltelemente C und D, die vorliegend als hydraulisch ansteuerbare Lamellenbremsen ausgeführt sind, mit einem bestimmten Steuerdruck beaufschlagt, wodurch das Automatgetriebe 4 verblockt ist und der Abtrieb 5 zusätz lich reibschlüssig arretiert ist. Die vorgegebenen Steuerdrücke für die Schaltelemente C und D stellen jeweils voneinander unabhängige applizierte Werte dar, die sicher zu einem Verblocken des Automatgetriebes 4 führen. Das bedeutet, daß die Ansteuerdrücke der Schaltelemente C und D jeweils eine derartige Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente C und D bewirken, daß die Abtriebswelle 10 zusätzlich von den beiden reibschlüssigen Schaltelementen C und D drehfest gehalten ist.
Führt der Fahrer den Wählhebel bei eingelegter Parksperre 8 und geschlossenen Schaltelementen C und D ausgehend von der Parkstellung in eine andere Wählhebelposition, wird zunächst die Parksperre 8 deaktiviert bzw. geöffnet. Dabei wird der Formschluß der Parksperre 8 zwischen der Sperrklinke und dem Parksperrenrad aufgehoben, indem die Sperrklinke aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad geführt wird. Bei geöffneter bzw, ausgelegter Parksperre 8 ist der Abtrieb 5 nur noch über die beiden geschlossenen Schaltelemente C und D reibschlüssig gehalten. Anschließend wird der Ansteuerdruck des Schaltelementes C über eine applizierte Rampenfunktion bis auf 0 erniedrigt, wodurch eine Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C stetig reduziert wird und das Schaltelement C langsam geöffnet wird.
Während der Reduzierung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C entlang der Rampenfunktion, wird ein eventuelles Vorspannmoment des Abtriebs 5 im Bereich zwischen den Antriebsrädern 9A, 9B und den Schaltelementen C und D im Gegensatz zu aus der Praxis bekannten Lösungen, bei welchen sich ein Vorspannmoment beim Lösen der Parksperre 8 schlagartig entspannt, derart gedämpft abgebaut, daß ein von einem Fahrer wahrnehmbarer Entlastungsstoß beim Öffnen der Parksperre 8 vermieden wird.
Das Schaltelement D wird im Gegensatz zu dem Schaltelement C weiterhin mit seinem Ansteuerdruck beaufschlagt. Nach Beendigung des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt die Ansteuerung des Schaltelementes D über eine ebenfalls in der Steuereinrichtung abgelegte Funktion zum Gangeinlegen. Dann wird das Schaltelement D angesteuert, um die jeweils geeignete bzw. erforderliche Übersetzung des Automatgetriebes 4 darstellen zu können.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges gezeigt, der sich von dem Antriebsstrang gemäß 1 lediglich dahingehend unterscheidet, daß das Automatgetriebe 4 gemäß 2 mit einem weiteren reibschlüssigen Schaltelement 11 ausgeführt ist. Der Übersichtlichkeit halber werden deshalb in der nachfolgenden Beschreibung zu 1 und 2 für baugleiche und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet.
Das weitere reibschlüssige Schaltelement 11 des Automatgetriebes 4 des Antriebsstranges 1 gemäß 2 ist im Leistungsfluß des Antriebsstranges 1 zwischen dem zweiten Planetensatz 7 und der Parksperre 8 angeordnet. Des weiteren ist das weitere reibschlüssige Schaltelement 11 vorliegend als Lamellenbremse ausgeführt und arretiert im zugeschalteten bzw. im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle 10 derart, daß der Abtrieb 5 reibschlüssig drehfest gehalten ist.
Das Schaltelement 11 wird ebenfalls wie die Schaltelemente C und D beim Automatgetriebe 4 gemäß 1 nach dem Aktivieren der Parksperre 8, d. h. dem Arretieren des Abtriebs 5 durch die Parksperre 8, geschlossen und erst nach dem Deaktivieren der Parksperre 8 über eine Rampenfunktion derart geöffnet, daß ein Vorspannmoment des Abtriebs 5 zwischen den Antriebsrädern 9A, 9B und dem weiteren Schaltelement 11 harmonisch bzw. gedämpft während dem Öffnen des Schaltelementes 11 abgebaut wird und von einem Fahrer kein Entlastungsstoß durch das Lösen der Arretierung des Abtriebs 5 wahrnehmbar ist. Die beiden Schaltelemente C und D werden bei der Ausführung gemäß 2 für eine Arretierung des Abtriebs 5 nicht verwendet, wobei es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt, die Schaltelemente C und D zusätzlich zu schließen.
Das gedämpfte Abbauen des Vorspannmomentes über das weitere Schaltelement 11 wird wie bei der Verwendung der beiden Schaltelemente C und D durch ein definiertes Rutschen zwischen den Reibflächen des weiteren Schaltelementes 11 oder des Schaltelementes C durchgeführt und ermöglicht einen langsamen Abbau des Vorspannmomentes ohne Entlastungsstoß.
Da das weitere Schaltelement 11 wesentlich näher an der Parksperre 8 angeordnet ist als die beiden Schaltelemente C und D, weist der Bereich zwischen dem Formschluß der Parksperre 8 und dem Reibschluß des weiteren Schaltelements 11 eine höhere Steifigkeit auf als der Abschnitt des Abtriebs 5 zwischen dem Formschluß der Parksperre 8 und dem Reibschluß der Schaltelemente C und D bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Dadurch ist auf jeden Fall gewährleistet, daß beim Öffnen der Parksperre 8 das Vorspannmo ment des Abtriebs 5 ohne merklichen Entlastungsstoß zunächst auf das geschlossene weitere Schaltelement 11 übertragen wird bzw. von diesem abgestützt wird. Anschließend wird das Vorspannmoment des Abtriebs 5 langsam durch ein rampenförmiges Öffnen des Schaltelementes 11 abgebaut, so daß auch hier ein Entlastungsstoß unterbleibt bzw. nicht von einem Fahrer bemerkt wird.
Zusätzlich ist in 2 eine weitere mögliche Anordnung des weiteren Schaltelementes 11 dargestellt, welche unter dem Bezugszeichen 11A näher gezeigt ist und in der Zeichnung strichliert dargestellt ist. Das weitere Schaltelement 11A ist direkt im Bereich der Parksperre 8 dargestellt und kann im Leistungsfluß des Antriebsstranges vorzugsweise kurz vor oder kurz nach der Parksperre, angeordnet sein oder alternativ in diese integriert sein, wobei das weitere Schaltelement 11A dann direkt an dem Parksperrenrad angreift. Diese möglichen Anordnungen des weiteren Schaltelementes 11A führen im Vergleich zu der Anordnung des Schaltelementes 11 zu einer weiteren Erhöhung der Steifigkeit des Antriebsstranges 1 im Bereich zwischen dem Formschluß der Parksperre 8 und dem Reibschluß des weiteren Schaltelementes.
Wenn das weitere Schaltelement 11A in die Parksperre 8 integriert ist, dann ist es vorgesehen, daß das weitere Schaltelement 11A direkt an dem Parksperrenrad der Parksperre 8 angreift und in geschlossenem Zustand das Parksperrenrad reibschlüssig feststellt, womit der Abtrieb 5 selbst bei geöffnetem Formschluß der Parksperre 8 sicher arretiert ist.
In 3a bis 3e sind mehrere Verläufe gezeigt, die Betriebszustände einzelner Bauteile der in 1 und 2 dargestellten Antriebsstränge 1 während der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung graphisch wiedergeben.
In 3a ist ein Status des Verfahrens nach der Erfindung graphisch dargestellt. Anhand der Kurve ist erkennbar, wann das Verfahren zur Vermeidung des Entlastungsstoßes beim Auslegen der Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs 5 gestartet wird, gerade aktiv ist oder bereits beendet ist. So ist das Verfahren bzw. die Funktion zur Vermeidung bzw. Reduzierung des Entlastungsstoßes bei der Deaktivierung der Einrichtung 8 zum Feststellen des Abtriebs 5 zwischen den Zeitpunkten T_0 und T_e aktiviert und jeweils vor dem Zeitpunkt T_0 und nach dem Zeitpunkt T_e deaktiviert.
Mit dem in 3a dargestellten Verlauf korrespondiert der in 3b gezeigte Verlauf, der jeweils einen Status des Wählhebels graphisch wiedergibt und zeigt, ob ein Fahrer einen Wählhebel in eine Parkstellung verstellt hat oder nicht.
In 3c ist ein Verlauf einer Druckvorgabe des Ansteuerdruckes des Schaltelementes C, des weiteren Schaltelementes 11 oder des Schaltelementes 11A dargestellt, der ebenfalls mit den Verläufen gemäß 3a und 3b korrespondiert. So ist der Ansteuerdruck vor dem Zeitpunkt T_0 gleich Null und wird zum Zeitpunkt T_0, zu welchem das Verfahren nach der Erfindung mit einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe, d.h. durch Einlegen der Parkstellung, aktiviert wird, auf einen definierten Druckwert angehoben. Dieser letztgenannte Druckwert entspricht einem Druck, bei welchem das Schaltelement C oder das weitere reibschlüssige Schaltelement 11 bzw. 11A eine derartige Übertragungsfähigkeit aufweist, daß der Abtrieb 5 des Kraftfahrzeuges entweder durch das weitere reibschlüssige Schaltelement 11 bzw. 11A oder durch das Schaltelement C und das Schaltelement D sicher festgestellt ist.
Bezug nehmend auf 3d ist der Verlauf eines Ist-Druckes des Schaltelementes C oder des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 11 bzw. 11A wiedergegeben, der sich bei einer in 3c dargestellten Druckvorgabe jeweils an den Schaltelementen C oder 11 bzw. 11A einstellt. Dabei ist erkennbar, daß der Verlauf des Ist-Druckes in etwa dem Verlauf der Druckvorgabe des Ansteuerdruckes in 3c entspricht. Des weiteren ist aus den in 3c und 3d dargestellten Verläufen ableitbar, daß zum Zeitpunkt T_1, zu welchem der Wählhebel aus der Parkposition geführt wird, der Verlauf der Druckvorgabe des Ansteuerdruckes sowie des Ist-Drucks wiederum in Richtung Null reduziert wird.
Dabei sind in 3c drei verschiedene mögliche Alternativen dargestellt, auf welche Art und Weise der Ansteuerdruck der Schaltelemente 11, 11A oder C zwischen den Zeitpunkten T_1 und T_e abgesenkt wird.
Die erste Alternative entspricht der durchgezogenen Linie zwischen den Zeitpunkten T_1 und T_e. Dieser wenigstens annähernd parabelförmig ausgebildete Abschnitt des Verlaufs der Druckvorgabe des Ansteuerdruckes des Schaltelementes C oder des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 11 bzw. 11A repräsentiert eine applizierte Filterfunktion, die zu einer gewünschten verzögerten bzw. gedämpften Reduzierung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C oder des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 11 bzw. 11A führt, womit nach dem Aufheben des Formschlusses der Parksperre 8 ein komfortabler Abbau eines Vorspannmomentes des Abtriebs 5 ohne störenden Entlastungsstoß erreicht wird.
Gleiches gilt für die beiden weiteren Alternativen des Verlaufs der Druckvorgabe des Ansteuerdruckes zwischen den Zeitpunkten T_1 und T_e, welche strichliert bzw. punktiert wiedergegeben sind. Dabei stellt der strichliert ausgeführte Bereich des Verlaufs der Druckvorgabe des Ansteuerdruckes für das reibschlüssige Schaltelement C oder das weitere Schaltelement 11 bzw. 11A zwischen den Zeitpunkten T_1 und T_e eine Rampenfunktion dar und der punktierte Verlauf repräsentiert die Druckvorgabe des Ansteuerdruckes gemäß einer sogenannten Sprungfunktion.
Welche der drei Alternativen eingesetzt wird, liegt jeweils im Ermessen des Fachmannes und wird in Abhängigkeit des jeweilig vorliegenden Anwendungsfalles entschieden. Maßgebliches Auswahlkriterium ist, daß sich der in 3d dargestellte Verlauf des Ist-Druckes in dem Schaltelement C oder in dem Schaltelement 11 bzw. 11A einstellt, der beim Lösen der Arretierung des Abtriebs zu dem gewünschten Ergebnis, d. h. dem Auslegen der Parksperre ohne merklichen und unkomfortablen Entlastungsstoß, führt.
In 3e ist ein Verlauf einer Druckvorgabe des Ansteuerdruckes für das Schaltelement D dargestellt. Der Verlauf entspricht bis zum Zeitpunkt T_1 dem in 3c dargestellten Verlauf der Druckvorgabe für das Schaltelement C. Danach wird der Ansteuerdruck des Schaltelementes D in Richtung eines Haltedruckes angehoben. Der Haltedruck des Schaltelementes D entspricht einem Druckwert, bei dem das Schaltelement eine derartige Übertragungsfähigkeit aufweist, daß das Schaltelement D ein anliegendes Antriebsmoment ohne Schlupf abstützt und in Richtung des Abtriebes 5 weiterleitet. Dieses Ansteuerungsprofil ergibt sich aus der Tatsache, daß das Schaltelement D vorliegend zur Darstellung einer ersten Gangstufe des Automatgetriebes 5 verwendet wird und nach Beendigung des Verfahrens nach der Erfindung sofort für einen Fahrbetrieb zur Verfügung steht.
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungen des Gegenstandes nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Ansteuerdruck der Schaltelemente C und D oder des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 11 bzw. 11A während dem reibschlüssigen Arretieren des Abtriebes 5 jeweils einem Druckwert entspricht, der größer als ein Fülldruck des jeweils betreffenden Schaltelementes C, D oder 11 bzw. 11A ist. Gleichzeitig soll der Ansteuerdruck des Schaltelementes C oder des weiteren Schaltelementes 11 bzw. 11A kleiner als ein Haltedruck sein, der vorliegend dem vollständigen Schließdruck des betreffenden Schaltelementes C oder 11 bzw. 11A entspricht.
Vorzugsweise ist der Ansteuerdruck des Schaltelementes C sowie des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 11 bzw. 11A während der Feststellphase des Abtriebs 5 derart einzustellen, daß er um einen applizierbaren Offsetwert höher als ein Fülldruck ist und gleichzeitig kleiner als der Haltedruck ist, da beim Öffnen des Reibschlusses und dem damit einhergehenden Freigeben des Abtriebs 5 des Antriebsstranges 1 die Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente C oder 11 bzw. 11A innerhalb einer kürzeren Zeit spanne aufhebbar ist, als dies ausgehend von dem weitaus höheren Haltedruck der Fall ist.
Daraus ergibt sich ein wesentlich schneller reagierendes System, das in bestimmten Betriebssituationen zu einer wesentlich komfortableren Handhabung eines Kraftfahrzeuges führt. Das Schaltelement D hingegen kann bereits während der Feststellphase des Abtriebs über die Parksperre 8 und das Schaltelement C oder das weitere Schaltelement 11 bzw. 11A mit seinem Haltedruck angesteuert werden, falls das Schaltelement D für eine Anfahrübersetzung des Getriebes verwendet wird. Anderenfalls, d. h. wenn das Schaltelement D wie das Schaltelement C abgeschaltet wird, ist der Ansteuerdruck des Schaltelementes D während des Verfahrens nach der Erfindung in einer ähnlichen Art und Weise wie der Ansteuerdruck des Schaltelementes C einzustellen.
Abweichend von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 1 kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, daß das Automatgetriebe 4 bei eingelegtem Formschluß der Parksperre 8 dadurch zusätzlich reibschlüssig verblockt wird, daß die zugeschalteten Schaltelemente A, B und E gleichzeitig zugeschaltet werden und der Abtrieb 5 durch die geschlossenen Schaltelemente A, B und E arretiert ist. Wird der Formschluß der Parksperre 8 bei vorliegender Anforderung zum Entriegeln der Parksperre 8 gelöst, dann wird eine Vorspannung des Antriebsstranges im Bereich zwischen dem Abtrieb 5 und den Schaltelementen A, B und E durch ein zeitlich gedämpftes Öffnen eines oder mehrerer der Schaltelemente A, B oder E, welches eine Überstimmung des weiteren Planetensatzes 7 aufhebt, harmonisch und ohne Entlastungsstoß abgebaut.
Das Verfahren nach der Erfindung ist jedoch nicht nur auf das in 1 und 2 dargestellte Getriebekonzept, d. h. ein Planetenlastschaltgetriebe, anwendbar. Das Verfahren kann durchaus auch bei stufenlosen Getrieben, Doppelkupplungsgetrieben, automatisierten Handschaltgetrieben oder auch bei sequentiellen Getrieben Anwendung findet.
Wird das Verfahren nach der Erfindung bei einem stufenlosen Automatgetriebe angewendet, ist es vorgesehen, den Abtrieb eines Antriebsstranges entweder durch ein gleichzeitiges Zuschalten einer Vorwärtskupplung und einer Rückwärtskupplung, wodurch das stufenlose Automatgetriebe verblockt wird, festzustellen oder den Abtrieb durch Schließen eines zusätzlichen reibschlüssigen Schaltelementes, welches von seiner Wirkungsweise und dessen Anordnung in dem stufenlosen Automatgetriebe dem in 2 dargestellten weiteren reibschlüssigen Schaltelement 11 oder 11A entspricht, zu arretieren.
Soll das Verfahren nach der Erfindung bei einem Automatgetriebe angewendet werden, welches nach dem Doppelkupplungsprinzip ausgeführt ist, kann der Abtrieb bei aktivierter Parksperre durch ein im Bereich der Parksperre angeordnetes weiteres reibschlüssiges Schaltelement zum zusätzlichen reibschlüssigen Arretieren des Abtriebs eines Fahrzeugs festgestellt werden. Bei deaktivierter Parksperre ist der Abtrieb über das weitere reibschlüssige Schaltelement derart gedämpft freigebbar, daß durch das Deaktivieren der Parksperre für einen Fahrer kein merklicher Entlastungsstoß auftritt.
Automatisierte Handschaltgetriebe und sequentielle Getriebe sind für die Anwendung des Verfahrens nach der Er findung mit einem zusätzlichen reibschlüssigen Schaltelement gemäß der Beschreibung zu 2 auszuführen und anzusteuern.
Bei einer Variante des Verfahrens ist es vorgesehen, daß das wenigstens eine zugeschaltete reibschlüssige Schaltelement zum reibschlüssigen Arretieren des Abtriebs vor dem formschlüssigen Feststellen des Abtriebs durch die Parksperre bzw. die Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs zugeschaltet wird und der Abtrieb somit zunächst nur durch das reibschlüssige Schaltelement drehfest gehalten ist. Anschließend wird die Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs, welche den Abtrieb formschlüssig gegen eine Drehbewegung sperrt, eingelegt.
Hiervon abweichend kann die Zuschaltung des reibschlüssigen Schaltelementes selbstverständlich auch gleichzeitig mit dem Aktiveren des Formschlusses der Parksperre erfolgen.
Soll die Arretierung des Abtriebs aufgrund einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe über den Wählhebel deaktiviert werden, wird zunächst der Formschluß der Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs aufgehoben und anschließend ein gegebenenfalls vorliegendes Vorspannmoment des Abtriebs, welches beim Öffnen des Formschlusses der Parksperre ohne das den Abtrieb zusätzlich drehfest haltende reibschlüssige Schaltelement mit einem Entlastungsstoß bzw. Entlastungsschlag schlagartig abgebaut werden würde, durch ein definiertes Öffnen des reibschlüssigen Schaltelementes derart gedämpft abgebaut, daß der Entlastungsstoß bzw. Entlastungsschlag ganz vermieden wird oder zumindest derart reduziert wird, daß ein Fahrer eines Kraftfahrzeuges das Auslegen der formschlüssigen Einrichtung zum Arretieren bzw. Feststellen des Abtriebs nicht bemerkt.
Darüber hinaus kann es bei einer weiteren Variante des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen sein, daß der Abtrieb bei aktivierter Einrichtung zum Feststellen des Abtriebes, d. h. bei vorliegendem Formschluß der Parksperre, beim Starten der Antriebsmaschine des Antriebsstranges zusätzlich über ein reibschlüssiges Schaltelement arretiert wird.
Das Automatgetriebe nach der Erfindung kann vorzugsweise mit einem Neigungssensor verbunden sein, mittels dem eine Hanglage eines Kraftfahrzeugs detektiert werden kann. In einem derartigen Fall besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit das Verfahren nach der Erfindung bei Vorliegen einer Hanglage durchzuführen. Wird dagegen ermittelt, daß sich das Fahrzeug auf einer Ebene befindet, auf der ein Verspannen des Antriebsstranges zwischen dem Abtrieb und der Parksperre bzw. der Einrichtung zum formschlüssigen Arretieren nahezu unterbleibt, wird das Verfahren nach der Erfindung nicht aktiviert bzw. durchgeführt.
Die Schaltelemente A bis E, 11 bzw. 11A des Automatgetriebes sind vorliegend als hydraulische reibschlüssige Schaltelemente ausgeführt, welche lediglich bei laufendem Antriebsaggregat des Antriebsstranges und damit bei vorliegen des erforderlichen Ansteuerdruckes in der gewünschten Art und Weise ansteuerbar sind, um den Abtrieb zusätzlich reibschlüssig zu Arretieren.
Soll die zusätzliche reibschlüssige Feststellung des Abtriebes auch bei abgeschalteter Antriebsmaschine gewähr leistet sein, kann es alternativ oder auch zusätzlich zu der hydraulischen Ansteuerung vorgesehen sein, daß die Schaltelemente bedarfsweise über eine elektromechanische Ansteuerung geschlossen werden, wenn eine Anforderung zum Einlegen der Parksperre vorliegt. Soll der Formschluß der Parksperre bei entsprechender Fahrerwunschvorgabe wieder geöffnet werden, sind die Schaltelemente über die elektromechanische Ansteuerung derart gedämpft abschaltbar bzw. öffenbar, daß ein Entlastungsstoß vermieden wird.
Bei der Ausführung der Schaltelemente zum reibschlüssigen Arretieren des Abtriebs kann eine konstruktive Ausführung der elektromechanischen Ansteuerung der Schaltelemente beispielsweise als eine Scheibenbremsanordnung mit elektrisch ansteuerbaren Bremszylindern ausgeführt sein, mittels der die Schaltelemente in der erforderlichen Art und Weise zuschaltbar bzw. schließbar sind.
Sind die Schaltelemente jedoch lediglich als hydraulisch ansteuerbare Schaltelemente ausgeführt und liegt eine Fahrerwunschvorgabe zum öffnen der Einrichtung zum formschlüssigen Feststellen des Abtriebs vor, ist es bei einer Variante des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen, daß die Einrichtung nur bei einer Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelementes oder der reibschlüssigen Schaltelemente zum Arretieren des Abtriebs geöffnet wird. Liegt jedoch eine mangelnde hydraulische Druckversorgung, wie beispielsweise bei abgeschalteter Antriebsmaschine, vor, die ein reibschlüssiges Arretieren des Abtriebs nicht gewährleistet, wird die Einrichtung nicht geöffnet.
Des weiteren kann es bei einer Variante des Verfahrens nach der Erfindung auch vorgesehen sein, daß bei Vorliegen einer Anforderung zum Deaktivieren der Einrichtung zum formschlüssigen Arretieren und bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen einer Übersetzungsstufe in dem Automatgetriebe die Einrichtung erst deaktiviert wird, wenn die Übersetzungsstufe in dem Automatgetriebe eingelegt ist.

1: Antriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Anfahrelement
4: Automatgetriebe
5: Abtrieb
6: erster Planetensatz
7: zweiter Planetensatz
8: Einrichtung zum Feststellen des Abtriebs, Parksperre
9A, 9B: Antriebsräder
10: Abtriebswelle
11, 11A: weiteres reibschlüssiges Schaltelement
T_0: Zeitpunkt
T_1: Zeitpunkt
T_e: Zeitpunkt

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes (4) mit mehreren Schaltelementen (A bis E) und einer Einrichtung (8) zum formschlüssigen Feststellen eines Abtriebs (5) eines Antriebsstranges (1), welche bei einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe aktiviert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (5) bei aktivierter Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) zusätzlich über wenigstens ein zugeschaltetes reibschlüssiges Schaltelement (C; 11; 11A) arretiert ist, welches nach dem Deaktivieren der Einrichtung (8) gesteuert abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (C; 11; 11A) beim Aktivieren der Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (C; 11; 11A) vor oder nach dem Aktivieren der Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) zugeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten des Schaltelementes (C; 11; 11A) eine Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (C; 11; 11A) derart verringert wird, daß ein Vorspannmoment des Abtriebes (5) stetig abgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit über eine frei applizierbare Rampenfunktion reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit sprungartig reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit über eine definierte Filterfunktion wenigstens annähernd parabelförmig reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei aktivierter Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) mindestens zwei Schaltelemente (C, D) zugeschaltet sind, so daß das Automatgetriebe (4) verblockt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Deaktivieren der Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) eines der beiden zugeschalteten Schaltelemente (C, D) geöffnet wird, so daß ein Antriebsmoment über das Automatgetriebe (4) auf den Abtrieb (5) führbar ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente (C, D), die bei aktivierter Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) zugeschaltet sind, unterschiedlich hoch eingestellt ist, wobei die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (C), welches nach dem Deaktivieren der Einrichtung (8) zum Feststellen des Ab triebs (5) abgeschaltet wird, geringer ist als die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (D), welches bei deaktivierter Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) in zugeschaltetem Zustand verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente zum Arretieren des Abtriebs (5) hydraulisch und/oder elektromechanisch angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Einrichtung (8) zum formschlüssigen Feststellen des Abtriebs (5) und bei Erkennen einer Hanglage durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum formschlüssigen Feststellen des Abtriebs bei entsprechender Fahrerwunschvorgabe geöffnet wird, wenn eine Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelementes oder der reibschlüssigen Schaltelemente zum Arretieren des Abtriebs vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer Anforderung zum Deaktivieren der Einrichtung zum formschlüssigen Arretieren und bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen einer Übersetzungsstufe in dem Automatgetriebe die Einrichtung erst deaktiviert wird, wenn die Übersetzungsstufe eingelegt.
Automatgetriebe (4) mit mehreren Schaltelementen (A bis E) zur Darstellung mehrerer Übersetzungen und einer Einrichtung (8) zum formschlüssigen Feststellen eines Abtriebs (5) eines Antriebsstranges (1), welche über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit einer Fahrerwunschvorgabe aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein reibschlüssiges Schaltelement (C; 11; 11A) zum Feststellen des Abtriebs vorgesehen ist, das bei Vorliegen einer Fahrerwunschvorgabe zum Aktivieren der Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) zugeschaltet wird.
Automatgetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Abtriebs (5), welcher zwischen dem Schaltelement (C; 11; 11A) und jenem Bereich, in welchem die Einrichtung (8) zum Feststellen eines Abtriebs (5) an dem Abtrieb (5) angreift, mit einer hohen Steifigkeit ausgeführt ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das reibschlüssige Schaltelement (C) zur Darstellung einer Übersetzung in dem Automatgetriebe (4) vorgesehen ist und zum Feststellen des Abtriebs (5) ein weiteres Schaltelement (D; 11; 11A) zugeschaltet ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das reibschlüssige Schaltelement (11A) in die Einrichtung (8) zum Feststellen eines Abtriebs (5) integriert ist.
Automatgetriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (8) zum Feststellen des Abtriebs (5) als Parksperre mit einem Park sperrenrad und einer Klinke ausgebildet ist, wobei das reibschlüssige weitere Schaltelement (11A) mit dem Parksperrenrad in Wirkverbindung bringbar ist.