EP2342484A1 - Verfahren zur steuerung eines automatisierten lastschaltgetriebes - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines automatisierten lastschaltgetriebes

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EP2342484A1
EP2342484A1 EP09745069A EP09745069A EP2342484A1 EP 2342484 A1 EP2342484 A1 EP 2342484A1 EP 09745069 A EP09745069 A EP 09745069A EP 09745069 A EP09745069 A EP 09745069A EP 2342484 A1 EP2342484 A1 EP 2342484A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braking torque
current
determined
switching element
motor vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09745069A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harry Nolzen
Markus Eisele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2342484A1 publication Critical patent/EP2342484A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/20—Preventing gear creeping ; Transmission control during standstill, e.g. hill hold control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of engaging means, e.g. clutches or brakes, applied for different gear ratios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/20—Preventing gear creeping ; Transmission control during standstill, e.g. hill hold control
    • F16H2061/205—Hill hold control, e.g. with torque converter or a friction device slightly engaged to keep vehicle stationary
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2312/00—Driving activities
    • F16H2312/04—Holding or hillholding

Definitions

  • an axle drive is arranged, whose Ei ⁇ ga ⁇ gsweHe with the hybrid drive and its output shaft via a Abretesweile with the final drive in Antriebverb ⁇ ndung, and having a plurality of gears, which are each switchable by the selective closing of at least two of several frictionally engaged switching elements, wherein the state decoupling of the hybrid drive, a first shift element arranged on the input side and assigned to the currently engaged gear is at least partially opened, and a third shift element associated with the engaged gear, arranged on the output side and the drive shaft connected in third drive element for rolling prevention of the motor vehicle
  • a well-known and widely used type of automated powershift transmission of the type described above is the planetary gear automatic transmission, which consists of a plurality of interconnected planetary gear sets in a multi-stage embodiment. For switching a particular gear in each case at least two frictionally engaging Schaitimplantation
  • the switching elements mentioned are conventionally designed as hydraulically actuated multi-plate clutches or multi-disc brakes, the actuators of which are actuated by associated magnetic control valves, the effective clutch or brake torque in each case being proportional to the pretension pressure set in the associated control cylinder,
  • the change between an engaged load gear and a target gear to be engaged takes place opening the load; Associated Scha the target gear train switching elements. Be to rungsaufwands whose coupling is preferably formed such that only one switching element to open and only one switching element must be closed.
  • a power shift transmission upstream hydrodyna mixer torque converter namische coupling serves to the starting element to the difference between the
  • the vehicle when the vehicle is at a standstill, the vehicle is on and off (D, above the torque of: transmission and on) causes geiöster vehicle brake in the plane of a rolling of the motor vehicle in the direction specified by the selected gear direction of travel and prevents at low road gradients rolling back of the motor vehicle, ie rolling against the predetermined direction. Due to the existing creeping torque, a driver can regulate the speed of the tube, eg when parking and maneuvering, in a simple manner via a more or less young brake pedal
  • a disadvantage of a high creep torque is the resulting increased fuel consumption and the associated pollutant emissions, which is particularly unfavorable in city traffic with frequent traffic light stops. Since the effect of the usually not or not fully required creep torque must be compensated by means of the service brake, in addition, an increased wear of this service brake occurs. On giattem surface, as with snow and ice slipperiness, it can even come to a safety-friendly overbraking and locking the wheels of the non-driven axles by braking away the creep. Another problem is the increased heat generation in the drive motor and in the torque converter due to the creep torque,
  • This situation usually fully closed switching elements, such as clutches and shift brakes of the transmission, at least partially ge ⁇
  • NBS neutral by standst !!!, neuter
  • the switching element provided for the state decoupling of the drive motor is already opened at a higher driving speed, if as a result
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method for controlling an automated powershift transmission of the type mentioned, with which a driver is effectively supported in a vehicle hold and when starting with activated Standabkoppelung, and requires no additional equipment in the vehicle.
  • the invention is therefore based on a method for controlling an automated powershift transmission, which is arranged in the drive train of a motor vehicle between a hybrid drive having a combustion and an electric motor and an axle drive, whose input shaft with the hybrid drive and its output shaft about a Abtriebsweite with the final drive is drivingly connected, and having a plurality of gears, each of which is switchable by the selective closing of at least two of a plurality of frictionally engaging switching elements, wherein the state decoupling of the hybrid drive a the currently engaged gear associated, arranged on the input side first switching element at least partially opened, and to Rollverhi tangible of the motor vehicle with a the gear on the output side arranged z jangswelle in drive connection standing
  • Switching element at the beginning of Standabkoppelu ⁇ g is closed to the extent that a gangswefie on training effective braking torque is generated by the set in the switching element Brake torque is below a possible efforts Maximaibremsmomentes and is sized »that a downhill rolling of the motor vehicle without the actuation of a Vehicle brake only braked, so is delayed, and that the generated braking torque is canceled at the end of Standabkoppeiung by the complete opening of the third Heidelbergelemen- tes.
  • the invention is based on the finding that the disadvantages associated with the complete closing of the third switching element can be avoided by only partially closing the third switching element. As a result, only a limited braking torque is generated by the tension of the concerned, attsgangs rock arranged transmission components, which is effective on the output shaft and thus brakes a possible rolling of the motor vehicle and thus delayed, but not prevented. Due to the mostly existing translation between the connected to the third switching element transmission component and the output shaft are in the
  • the Hillslipper function according to the invention can therefore be integrated in a conventional powershift transmission solely by installing a corresponding control software.
  • the braking torque generated via the third switching element is initially set to the predetermined initial value, and that the height of the braking torque is subsequently determined during standstill as a function of at least one current operating parameter determined during standstill.
  • Closing of the third Druckeleme ⁇ tes is set at least at the beginning of Standabkoppelung is preferably determined as a function of at least one determined before Standabkoppeiung external operating parameters, which significantly affects the rolling behavior of the motor vehicle. Accordingly, the current vehicle mass or the current payload of the motor vehicle is advantageously determined prior to the Standabkoppelung, and determines the initial value of the Bremsmornentes depending on the current vehicle mass or the current payload This is preferably such that a relation to a predetermined standard torque increased ils start
  • the starting value of the braking mode can be determined from the roadway inclination before the state decoupling
  • 3t ils initial tes is determined when the current road surface inclination exceeds a predetermined reference slope, and that compared to the standard mo-
  • St j mmt is when the current road gradient is below the reference slope. If, on the other hand, a road gradient sloping down into the selected travel direction defined by the engaged driving position (D or R) is determined, the closing of the third shift element is advantageously omitted since the motor vehicle can only roll in the already desired direction of travel.
  • 1 is a low duty which is chosen so that even young start up the current Rollrichtu ⁇ g and the ahrzeugs determined, and subsequently the braking torque generated in depending on the current rolling direction.
  • a predetermined standard torque is preferably determined as the initial value of the braking torque when determining a rollback (v R ⁇ 0) »if the current fall speed largely corresponds to a predetermined reference roll speed (v R » v R _ R ⁇ f ), an increased braking torque compared to the standard torque as the initial value of the brake, the current rolling speed, the (
  • the braking torque generated is preferably by a complete opening of canceled third switching element, as a deceleration of the output shaft and thus of the motor vehicle due to the present vehicle standstill or a present Anroflens in the selected direction not required or does not seem appropriate.
  • the current Bewegu ⁇ gsrichtu ⁇ g and the current roughness speed of the motor vehicle is preferably determined during the stall state, and the height of the Bremsmome ⁇ tes depending on the current direction of movement and the current rolling
  • the generated braking torque is reduced by a continuous or stepwise opening of the third sheep element until a rolling speed not equal to zero (v R ⁇ 0) is determined.
  • v R ⁇ 0 When determining a rollback (v R ⁇ 0) is useful provided that the Bremsmome ⁇ t generated is increased when the current roll speed exceeds a predetermined reference profile speed (
  • the effect of the service brake decreases relatively quickly, whereas the effective closing of the stall for at least partially opened first Schaiteternentes takes about 1 second. If necessary, the motor vehicle can roll back during this time.
  • the third shift element is briefly closed to the extent that the brake torque set on the shift element generates an effective braking torque on the output line, which is less than a possible maximum braking torque and is dimensioned such that a hill roll-off of the motor vehicle is braked more strongly without the actuation of a vehicle brake, and the brake torque generated is canceled immediately thereafter by a complete opening of the third shift element.
  • the opening speed of the third switching element is additionally controlled as a function of at least one determined actual operating parameter.
  • the current position of a power actuator such as the accelerator pedal, a throttle valve or a mass divider of an injection pump, is determined, and that at a determined position of the power control unit that corresponds to an increased power compared to an average power.
  • the opening speed of the third switching element is increased and, given a determined position of the power level, which corresponds to a reduced power compared to the average power speaks, the opening speed of the third Schaitetementes is reduced.
  • the opening speed of the third Schaiteleme ⁇ tes is reduced and in a determined rolling back of the motor vehicle with low Rolige- speed or in a determined rolling of the motor vehicle, the opening speed of the third switching element is increased.
  • the opening speed of the third switching element is thus optimally adapted to different operating conditions.
  • the third switching element is advantageous short-term further closed so far that is set by the switching element in an effective braking torque on the output shaft, which is below a possible Maximalbremsmor ⁇ entes and is dimensioned such that a hill descent of the motor vehicle without the operation of a vehicle brake is braked stronger, and that the brake torque generated immediately below by a partial opening of the third switching element again reduced to the initial value.
  • a possibly significant rolling of the motor vehicle can be reliably prevented.
  • FIG. 1 shows the mode of operation of a preferred embodiment of a method according to the invention on the basis of a multi-part diagram with the time courses of reliable sensor signals and control variables
  • FIG. 2 shows a schematic structure of an automated powershift transmission for exemplary application of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows the circuit diagram of the power shift transmission according to FIG. 3.
  • FIG. 2 the schematic structure of a conventional powershift transmission 1 is shown, which is used herein by way of example to illustrate the method according to the invention.
  • the power shift transmission 1 is
  • the input shaft 17 of the power shift transmission 1 is rotatably connected to the Son ⁇ enrad 3 of the first planetary gear set 2 connected.
  • the planet carrier 4 of the first planet carrier 4 is rotatably coupled to the ring gear 11 of the second planetary gear set 7, and the planet carrier 9 of the second planetary gear set 7 is rotatably connected to the ring gear 16 of the third planetary gear set 12.
  • the planet carrier 14 of the third planetary gear set 12 is rotatably connected to the output shaft 18 of the power shift transmission 1, which communicates with an axle drive a driven vehicle axle, such as an axle differential or a transfer case.
  • the power shift transmission 1 has five frictionally engaged shift elements, namely two shift clutches C1, C2 and three shift brakes B1, B2, B3, the circuit for three driving stages, ie a reverse gear R 1 a neutral gear N and a forward flag D, and within the forward gear D of six forward gears G1, G2, G3, G4, G5, G6 and
  • Gearshift 1 and the arrangement of the switching elements Ci, C2, B1, B2, B3 shows that for switching the gears G1 to G8 and R only two switching elements must be closed, and that the change between two adjacent gears, z, B, when switching from the first gear G1 to the second gear G2, only one switching element needs to be opened and only one switching element has to be closed.
  • the hybrid drive 20 here comprises an internal combustion engine 21 and an electric motor 22, which can be operated individually or together as a drive motor. Between the internal combustion engine 21 and the electric motor 22, a clutch 23 is arranged, which, when the drive train is operated exclusively by the electric motor 22, is open.
  • Fig. 1 In the multi-part diagram of Fig. 1 is based on the timing of some signals, the known Standabkoppeiung the drive motor and running during Standabkoppeiung Hillslipper according to the invention to assist the driver in preventing unwanted rollback of the motor vehicle illustrated.
  • the speed curve ⁇ M of the drive motor ⁇ engine speed is shown.
  • part b) of the diagram is the time course of a load signal, here in the form of Fahrpedaisteliung X F P, and in part c) the time course of a brake signal, shown here in the form of the braking pressure generated via the brake pedal p B p the service brake.
  • part d) of the diagram the time sales of the setting pressures p C i, PB2, PB3 of the switching elements C1, B2 and B3 of the powershift transmission 1 are shown by way of example.
  • the switching elements Cf, C2, B1, B2 S B3 are formed of the power shift as multiplate clutches which are actuated hydraulically via associated Stellzyisnder, so that the respective ball pressure p C i, Pc2, PBI, PB2, PB3 a measure for the degree of indentation or degree of coverage of the relevant shifter element and for the height of the generated
  • the input side arranged clutch C1 is opened by reducing the set pressure P C i at least teiiweise and operated in a slipping below the Standabkoppelung the drive motor.
  • the torque transmitted via the powershift transmission 1 decreases.
  • the engine speed! n M decreases here in the range between the time t1 and t1 'on the Leeriaufwindiere of the drive motor.
  • the switching brake B2 arranged on the output side which is in drive connection via the elements of the second planetary gear set 7 and the third planetary gear set 12 with the closed switching brake B3 and the output shaft 18, is closed to the extent that a tension occurs due to the braking torque set in the shifting element B2 the two Planefenrad accounts 7 and 12 is caused, which acts as an effective on the réellewelie 18 braking torque.
  • the downhill rolling of the motor vehicle is indeed braked or delayed without an actuation of the service brake, but not completely prevented.
  • the switching brake B2 is fully opened again by lowering the control pressure pB2, wherein the opening speed, ie the pressure gradient d / dt p B2 , expediently in dependence on the accelerator pedal x F p and the direction and height of the rollback speed v R is controlled.
  • the opening speed ie the pressure gradient d / dt p B2
  • expediently in dependence on the accelerator pedal x F p and the direction and height of the rollback speed v R is controlled.
  • the opening speed ie the pressure gradient d / dt p B2
  • the at least partially open switching element for the control of the state decoupling of the drive motor is in each case marked by a crosshatched circle symbol, the fully closed switching element respectively by a fully filled circle symbol and the partially closed for controlling the Hillslipper function switching element by a horizontally hatched circle symbol.
  • the switching element C1 is partially opened and the switching element B3 completely closed.
  • the switching element C1 is partially opened and the switching element B2 completely closed.
  • the switching element B1 partially open and the switching element B3 completely closed.
  • the Hillslipper function according to the invention thus provides an advantageous assistance to a driver in preventing an undesirably strong rollback of a motor vehicle and is in modern powershift transmission afleine by installing a corresponding control software can be integrated without an additional expenditure on equipment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Hybridantrieb, der einen Verbrennungs- und einen Elektromotor aufweist und einem Achsantrieb angeordnet ist, dessen Eingangswegelle (17) mit dem Hybridantrieb und dessen Ausgangswelle über eine Abtriebswelle mit dem Achsantrieb in Triebverbindung steht, und das mehrere Gänge (G1 - G6, R) aufweist, die jeweils durch das selektive Schließen von mindestens zwei von mehreren reibschlüssig wirksamen Schaltelementen (C1, G2, B1, B2, B3) schaltbar sind, wobei zur Standabkoppelung des Hybridantriebs ein dem momentan eingelegten Gang (G1) zugeordnetes, eingangsseitig angeordnetes erstes Schaltelement (C1) zumindest teilweise geöffnet wird, und zur Rollverhinderung des Kraftfahrzeugs ein mit einem dem eingelegten Gang (G1) zugeordneten, ausgangsseitig angeordneten zweiten Schaltelement (B3) und der Ausgangswelle (18) in Triebverbindung stehendes drittes Schaltelement (B2) geschlossen wird. Zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Fahrzeughalt und beim Anfahren ist vorgesehen, dass das dritte Schaltelement (B2) zu Beginn der Standabkoppelung (t1) soweit geschlossen wird, dass durch das in dem Schaltelement (B2) eingestellte Bremsmoment (pB2) ein auf die Ausgangswelle (18) wirksames Bremsmoment (pB2) erzeugt wird, das unterhalb eines möglichen Maximalbremsmomentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeugs ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse nur teilweise gebremst wird, und dass das erzeugte Bremsmoment (pB2) zum Ende der Standabkoppelung (t2) durch das vollständige Öffnen des dritten Schaltelementes (B2) aufgehoben wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltqetriebes
und einem Achsantrieb angeordnet ist, dessen EiπgaπgsweHe mit dem Hybridantrieb und dessen Ausgangswelle über eine Abtriebsweile mit dem Achsantrieb in Triebverbϊndung steht, und das mehrere Gänge aufweist, die jeweils durch das selektive Schließen von mindestens zwei von mehreren reibschlüssk wirksamen Schaltelementen schaltbar sind, wobei zur Standabkoppelung des Hybridantriebs ein dem momentan eingelegten Gang zugeordnetes, eingangs- seitig angeordnetes erstes Schaltelement zumindest teilweise geöffnet wird, und zur Rollverhinderung des Kraftfahrzeugs ein mit einem dem eingelegten Gang zugeordneten, ausgangsseitig angeordneten zweiten Schaltelement und der Ausgangswelle in Triebverbindung stehendes drittes Schaltelement ge- bssen
Eine allgemein bekannte und weit verbreitete Bauart eines automatisierten Lastschaltgetriebes der vorbezeichneten Art ist der Planetengetriebeautomat, der in einer mehrstufigen Ausführungsform aus mehreren miteinander gekoppelten Planetenradsätzen besteht. Zur Schaltung eines bestimmten Gangs werden jeweils mindestens zwei reibschlüssig wirksame Schaitelemente
ein eingangsseitig angeordnetes erstes Schaltelement mit der Eingangsweile und ei radsatzes über ein ausgangsseitig an eordnetes zweites Schaltelement gegenüber dem Getriebegehäuse wird. Aus äer Kombination des mit Eingangswelle gekoppelten Bauteils jehäuseseitig abgestützten Bau teils ergibt sich der jeweils wirksame , d.h. die Drehrichtung der Aus- gangswelie sowie die zwischen der EingangsweOe und der Ausgangswelie wirksame Übersetzung des Lastschaltgetriebes.
Die genannten Schaltelemente sind üblicherweise als hydraulisch betä- tigbare Lamellenkupplungen bzw. Lamellenbremsen ausgebildet, deren Aktua- toren über zugeordnete Magnetsteuerventile angesteuert werden, wobei sich das wirksame Kupplungs- bzw. Bremsmomeπt jeweils proportional zu dem in dem zugeordneten Stellzyfinder eingestellten Betäflgungsdruck verhält,
Der Wechsel zwischen einem eingelegten Lastgang und einem einzulegenden Zielgang erfolgt Öffnen der dem Last; igeordneten Scha dem Zielgang zug Schaltelemente. Zur rungsaufwands werden , deren Koppelung bevorzugt derart ausgebildet, dass zum nur ein Schaltelement geöffnet und nur ein Schaltelement geschlossen werden muss.
Ein dem Lastschaltgetriebe antriebstechnisch vorgelagerter hydrodyna mischer Drehmomentwandler namische Kupplung dient zum Anfahrelement zur differenz zwischen der
Antriebsmofors und der Eingi zur
Ohne weitere Maßnahmen wird bei Fahrzeugstillstand, laufendem An- und ei ärtsfahrstufe (D, esn über den Drehmoment ler von :getriebe und von an bewirkt bei geiöster Fahrzeugbremse in der Ebene ein Rollen des Kraftfahrzeugs in die durch die eingelegte Fahrstufe vorgegebene Fahrtrichtung und verhindert seibst an geringen Fahrbahnsteigungen ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs, also ein Rollen entgegen der vorgegeben Fahrtrichtung. Aufgrund des vorhandenen Kriechmomentes kann ein Fahrer die Roügeschwindigkeit, z.B. beim Einparken und Rangieren, auf einfache Weise über eine mehr oder jung des Bremspedals regulk
Loslassen des Bremspedals und der Betätigung des Fahrpedals, wirksam unterstützt werden.
Nachteilig an einem hohen Kriechmoment ist jedoch der dadurch verursachte erhöhte Kraftstoffverbrauch und die damit verbundenen Schadstoffemissionen, was sich besonders ungünstig im Stadtverkehr mit häufigen Ampelstopps auswirkt. Da die Wirkung des zumeist nicht oder nicht in vollem Umfang benötigten Kriechmomentes jeweils mittels der Betriebsbremse kompensiert werden muss, tritt zudem ein erhöhter Verschleiß dieser Betriebsbremse auf. Auf giattem Untergrund, wie bei Schnee- und Eisglätte, kann es durch das Wegbremsen des Kriechmomentes sogar zu einem sicherheitsreievanten Überbremsen und Blockieren der Räder der nicht-angetriebenen Achsen kommen. Ein weiteres Problem stellt die aufgrund des Kriechmomentes erhöhte Wärmeentwicklung in dem Antriebsmotor und in dem Drehmomentwandler dar,
unzureichend oder nur mit einem erhöhten Aufwand abgeführt werden kann. Des Weiteren kann sich bei einem hohen Kriechmoment bei Fahrzeugstillstand ein komfortminderπdes Standruckeln einstellen. Den Vorteilen eines hohen Kriechmomentes stehen somit einige Nachteile gegenüber.
Aus diesem Grund liegen schon seit längerem Vorschläge zur Reduzierung des Kriechmomentes durch eine so genannte Standabkoppelung des Antriebsmotors vor. Entsprechende Verfahren sehen vor, dass bei Erfüllung tiguπg des Bremspedals und der Unterschreitung einer Mindestfahrgeschwin-
dieser Situation üblicherweise vollständig geschlossenen Schaltelemente, wie Schaltkupplungen und Schaltbremsen des Getriebes, zumindest teilweise ge~
moment reduziert und demzufolge auch das durch den Drehmomentwandler übertragene und von dem Antriebsmotor aufzubringende Kriechmoment entler Erfüllung bestimmter Austrittsbedingungen, mit lung des Antriebsmotors beendet wird, wie dem Loslassen des Bremspedals und der Betätigung des Fahrpedals, wird das zuvor geöffnete Schaltelement wieder geschlossen und damit das Kriechmoment auf
Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung der Standabkoppeiung des Antriebsmotors sind auch unter den Begriffen NBS (neutral by standst!!!, Neut-
StIII = Automatische NeutraJ-Schaltung) und SBC (stand-by control) bekannt. So
Ξ 101 12 949 A1 ein Verfahren zur iung eines Antriebsmotors vorgeschlagen, nach druck bzw. der Öffnungs
iäß der DE 10 das für die Standabkoppeiung des Antriebsmotors vorgesehene Schaltelement schon bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit geöffnet wird, wenn aufgrund
erkennbar ist. Weitere bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung der Standabkoppeiung des Antriebsmotors gehen aus und den dort genannten Druckschriften hervor. So wird beispielsweise In der DE 103 47 714 A1 vorge- iung in Abhängigkeit von dynamischen Rad- oder Achsfastveränderung des Kraftfahrzeugs gesteuert
Damit ein Kraftfahrzeug bei aktivierter Standabkoppefung des Antriebs- motors an einer Steigung gehalten wird und nicht unkontrolliert zurückrollt, kann als Eintrittsbedingung zur Aktivierung der Sfandabkoppeiung neben dem Fahrzeugstillstand auch eine ausreichende Betätigung der Betriebsbremse, also ein bestimmter Bremsdruck oder eine bestimmte Bnemspedaistefiung gefordert sein. Dies ist besonders zu Beginn der Standabkoppelung wichtig, da mit dem Öffnen des betreffenden Schaltelements das Kriechmoment wegfällt oder stark reduziert wird. Ist die von dem Fahrer über das Bremspedal erzeugte Bremswirkung in diesem Moment zu gering, kann das Kraftfahrzeug an einem steilen Berg zurückrollen. Das Zurückrollen des Kraftfahrzeugs kann für den Fahrer besonders überraschend auftreten, da der Zugkraftverlust nicht sofort bei Erreichen des Fahrzeugstillstands, sondern aufgrund des Öffnungsvorgangs des betreffenden Schaltelementes erst mit einer Verzögerung von bis zu 1 ,5 Se-
Eine weitere Situation stellt das Anfahren am Berg dar, da der Fahrer hierzu das Bremspedal loslassen und auf das Fahrpeda! wechseln muss, wobei das Loslassen des Bremspedals zumeist als Kriterium zur Beendigung der Standabkoppelung verwendet wird. Da das Schließen des zuvor für die Standabkoppelung geöffneten Schaltelementes aber eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, kann das Kraftfahrzeug in dieser Phase je nach Fahrbahnsteigung und
Um ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern, sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Realisierung einer so genannten Berghalte- oder HiHhoIder-Funktion vorgeschlagen worden. Eine bekannte Mögiichkeit zur Realisierung einer Hillholder-Funktion besteht in einem aktiven Bremseingriff, also in einer aktiven Betätigung der Betriebsbremse, Hierzu wird zum Beispie! beim Anfahren am Berg der Bremsdruck der Betriebsbremse nach dem Loslassen des Bremspedals zunächst aufrecht erhalten und danach zeitabhängig oder in Abhängigkeit anderer aktueHer Betriebsparameier abgebaut. Die Schwierigkeit besteht dabei jedoch in der exakten Koordinierung zwischen der Steuerung des Lastschaltgetriebes und der Betriebsbremse. Wird nämlich der Druck der Betriebsbremse zu lange hoch gehalten, kommt es zu einem unnötigen Bremsenverschleiß, einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und einem unkomfortablen Anfahrruck. Wird der Druck der Betriebsbremse dagegen zu gering gehalten, so kommt es dennoch zu einem unerwünschten Zurückrollen des Fahrzeugs. Im Übrigen ist die steuerungstechnische Einbindung einer derartigen Hiilholder-Funktion aufgrund anderer mit einem Bremseingriff arbeitenden Funktionen, wie ABS, ASR und ESP, schwierig und aufwendig.
Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Realisierung einer Hiliholder- Funktion besteht in der Herstellung einer die Ausgangswelle blockierenden Verspannung innerhalb des Lastschaitgetriebes. Hierzu ist es erforderlich, dass zur Standabkoppelung des Antriebsmotors ein dem eingelegten Gang zugeordnetes eingangsseitig angeordnetes Schaltelement zumindest teilweise geöffnet wird. Zur Roliverhinderung des Kraftfahrzeugs wird dann ein mit einem dem eingelegten Gang zugeordneten, ausgangsseitig angeordneten zweiten Schaltelement und der Ausgangswelle in Triebverbindung stehendes drittes Schaltelement geschlossen, Eine entsprechende Steuerungsvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 841 505 A1 beschrieben. In der DE 103 47 714 A1 , in der auch weitere Druckschriften über Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Hiilholder-Funktion angegeben sind, wird ein Verfahren vorgeschlagen, gemäß dem die Funktion der Standabkoppelung und/oder des Hillholders in Abhängigkeit von einer dynamischen Rad- oder Achslastveränderung des Kraftfahrzeugs gesteuert oder geregelt wird.
Eine entsprechende Hillholder-Funktion, die ein festes Blockieren der Ausgangswelle des Lastschaltgetriebes vorsieht, ist jedoch im Hinblick auf die Fuπktioπssicherheit als kritisch zu beurteilen, da diese bei Auftreten einer elektronischen oder hydraulischen Störung nicht mehr zur Verfügung steht, Bei einem Anhalten und Wiederanfahren am Berg könnte das betreffende Kraftfahrzeug somit plötzlich unkontrolliert zurückrollen, da eine zum Halten des Kraftfahrzeugs ausreichende Bremsbetätigung im Normalfall, also bei funktionierendem Hillholder, nicht erforderlich ist und deshalb von einem Fahrer üblicherweise auch nicht vorgenommen wird, Ein mit einer derartigen Hillholder- Funktion versehenes Lastschaitgetriebe müsste daher entweder mit einer redundanten Steueruπgsvorrichtung ausgerüstet werden, die entsprechend aufwendig und teuer wäre, oder in eine niedrigere Sicherheitsklasse eingestuft
wie z.B. Omnibusse und Tanklastwagen, für den Transport von Personen oder
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein Fahrer bei einem Fahrzeughalt und beim Anfahren bei aktivierter Standabkoppelung wirksam unterstützt wird, und das keinen zusätzlichen apparativen Aufwand im Kraftfahrzeug erfordert.
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs geht die Erfindung daher aus von einem Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Hybridantrieb, der einen Verbrennungs- und einen Elektromotor aufweist und einem Achsantrieb angeordnet ist, dessen Eingangswelle mit dem Hybridantrieb und dessen Ausgangswelle über eine Abtriebsweite mit dem Achsantrieb in Triebverbindung steht, und das mehrere Gänge aufweist, die jeweils durch das selektive Schließen von mindestens zwei von mehreren reibschlüssig wirksamen Schaltelementen schaltbar sind, wobei zur Standabkoppelung des Hybridantriebs ein dem momentan eingelegten Gang zugeordnetes, eingangsseitig angeordnetes erstes Schaltelement zumindest teilweise geöffnet wird, und zur Rollverhinderung des Kraftfahrzeugs ein mit einem dem eingelegten Gang ausgangsseitig angeordneten z jangswelle in Triebverbindung stehendes
Schaltelement zu Beginn der Standabkoppeluπg soweit geschlossen wird, dass durch das in dem Schaltelement eingestellte Bremsmoment ein auf die Aus- gangswefie wirksames Bremsmoment erzeugt wird, das unterhalb eines mögli- chen Maximaibremsmomentes liegt und derart bemessen ist» dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeugs ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse nur gebremst, also verzögert wird, und dass das erzeugte Bremsmoment zum Ende der Standabkoppeiung durch das vollständige Öffnen des dritten Schaltelemen- tes aufgehoben wird.
Vorteiihafte sowie zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 21.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die mit dem vollständigen Schließen des dritten Schaltelementes verbundenen Nachteile vermieden werden können, indem das dritte Schaltelement nur teilweise geschlossen wird. Hierdurch wird durch die Verspannung der betreffenden, attsgangsseitig angeordneten Getriebebaufeile nur ein begrenztes Bremsmoment erzeugt, das auf die Ausgangswelle wirksam ist und damit ein mögliches Wegrollen des Kraftfahrzeugs bremst und damit verzögert, Jedoch nicht verhindert. Aufgrund der zumeist vorhandenen Übersetzung zwischen dem mit dem dritten Schaltelement verbundenen Getriebebauteil und der Ausgangswelle sind das in dem
nung αer uetπeDebauteüe auf die Ausgangswelle zwar unterschiedlich groß, jedoch proportional zueinander.
Fahrer bei der Verhinderung eines Wegrollens des Kraftfahrzeugs nur unter- stützt, jedoch nicht dazu verleitet, auf eine Betätigung der Betriebsbremse zu verzichten. Da es sich bei der erfindungsgemäßen Funktion, die auch als Hill- slipper-Funktion bezeichnet werden kann, im Gegensatz zu den bekannten
ausg und kann in
der Funktionsweise keine Redundanz vorhanden sein muss, ist kein zusätzlicher apparativer Aufwand erforderlich. Die erfindungsgemäße Hillslipper- Funktion ist demzufolge in einem konventionellen Lastschaltgetriebe alleine durch die Installierung einer entsprechenden Steuerungssoftware integrierbar.
In esnem relativ einfachen Steuerungsvorgang kann das durch einen entsprechenden Schließgrad des dritten Schaltetementes erzeugte, auf die Ausgangswelle des Lastschaltgetriebes wirksame Bremsmoment auf einen
des Bremsmomentes während der Standabkoppelung konstant gehalten wer-
Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass das über das dritte Schaltelement erzeugte Bremsmoment zunächst auf den vorab bestimmten Anfangswert eingestellt wird, und dass die Höhe des Bremsmomentes nachfolgend während der Standabkoppelung in Abhängigkeit von mindestens eines während άer Standabkoppelung ermittelten aktuellen Betriebsparameters gere-
Schließen des dritten Schaltelemeπtes zumindest am Beginn der Standabkoppelung eingestellt wird, wird bevorzugt in Abhängigkeit von mindestens einem vor der Standabkoppeiung ermittelten äußeren Betriebsparameter festgelegt, der das Wegrollverhalten des Kraftfahrzeugs wesentlich beeinflusst. Demzufolge wird vorteilhaft vor der Standabkoppelung die aktuelle Fahrzeugmasse oder die aktuelle Zuladung des Kraftfahrzeugs ermittelt, und der Anfangswert des Bremsmornentes in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeugmasse oder der aktuellen Zuladung bestimmt Dies erfolgt bevorzugt derart, dass ein gegenüber einem vorab festgelegten Standardmoment erhöhtes ils Anfangs
eile Zuladung eine vorab festgelegte Refereπzzuladung überschreitet, und dass ein gegenüber dem Standardmoment verringertes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrzeugmasse die Refereπzmasse oder die aktuelle Zuladung die Referenzzuiadung unter-
Zusätzlich oder ai iv dazu kann hierzu auch vor der Standabkoppe- die aktuelle Fahrbahnnei« ung ermittelt der Anfangswert des Bremsmo- en Fahrbahnneigung
3t ils Anfangs tes bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrbahnneigung eine vorab festgelegte Referenzsteigung überschreitet, und dass ein gegenüber dem Standardmo-
stjmmt wird, wenn die aktuelle Fahrbahnneigung die Referenzsteigung unterschreitet. Wird dagegen eine in die gewählte, durch die eingelegte Fahrstufe (D oder R) festgelegte Fahrtrichtung abfallenden Fahrbahnneigung ermittelt, so wird das Schließen des dritten Schaitefementes vorteilhaft unterlassen, da das Kraftfahrzeug nur in die ohnehin gewünschte Fahrtrichtung anrollen kann.
In einer dazu alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dagegen vorgesehen, dass das über das dritte Schaltelement
1 einen niedrigen Tastwert eing der so gewählt ist, dass auch jung ein Anrollen jgs zu wird die aktuelle Rollrichtuπg und die ahrzeugs ermittelt, und nachfolgend das erzeugte Bremsmoment auf in Abhänc von der aktuellen Rollrichtung wird.
Hierzu wird bevorzugt bei einer Ermittlung eines Zurückrollens (vR < 0) ein vorab festgelegtes Standardmoment als Anfangswert des Bremsmomentes bestimmt» wenn die aktuelle Fallgeschwindigkeit weitgehend einer vorab festgelegten Referenzrollgeschwindigkeit entspricht (vR » vR_RΘf), ein gegenüber dem Standardmoment erhöhtes Bremsmoment als Anfangswert des Brems- die aktuelle Rollgeschwindigkeit die (|VR| > |vR_Rβf|), und ein gegenübe moment verringertes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes bestimmt, wenn die aktuelle Rollgeschwindigkeit die Referenzrollgeschwiπdi iitet {|VR! < |vR Rβrl).
ein Fahrzeugstilistand (vR « 0) oder eir Kraftfahrzeugs (vR > 0), also ein Rollen in die durch die eingelegte Fahrstufe (C oder R) festgelegte Fahrtrichtung, ermittelt, so wird das erzeugte Bremsmo- ment bevorzugt durch ein vollständiges Öffnen des dritten Schaltelementes aufgehoben, da ein Abbremsen der Ausgangswelle und damit des Kraftfahrzeugs aufgrund des vorliegenden Fahrzeugstillstands oder eines vorliegenden Anroflens in die gewählte Fahrtrichtung nicht erforderlich bzw. nicht sinnvoll erscheint. Das weitere Halten oder Anfahren des Kraftfahrzeugs kann der Fahrer über eine entsprechende Betätigung des Bremspedals oder des Fahrpedal^
Nachdem durch das teilweise Schließen des dritten Schalte bewirkten Einstellen des Anfangswertes des auf die Ausgangswell Schaltgetriebes wirksamen Bremsmomeπtes wird bevorzugt während der Standabkoppeiung die aktuelle Beweguπgsrichtuπg und die aktuelle Rouge- schwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt, und die Höhe des Bremsmomeπtes in Abhängigkeit von der aktuellen Bewegungsrichtung und der aktuellen Rollge-
Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer Ermittlung eines Fahrzeugstillstands (VR » 0) das erzeugte Bremsmoment durch ein kontinuierliches oder stufenweises Öffnen des dritten Schafelementes solange reduziert wird, bis eine Rollgeschwiπdigkeit ungleich Null (vR ≠ 0) ermittelt wird.
Bei einer Ermittlung eines Zurückrollens (vR < 0) ist sinnvoll vorgesehen, dass das erzeugte Bremsmomeπt erhöht wird, wenn die aktuelle Rollgeschwindigkeit eine vorab festgelegte Referenzrofigeschwindigkeit überschreitet (|vR| > |vR_Rβf|). und dass das erzeugte Bremsmomeπt verringert wird, wenn die aktuelle Rollgeschwindigkeit die Referenzrollgeschwindigkeit unterschreitet (|vR| <
VR > 0), als« in die durch die eingeiegte Fahrstufe (D oder R) festgelegte Fahrtrichtung ermittelt, so wird zweckmäßig das erzeugte Bremsmoment durch ein vollständiges
in die gewählte Fahrtrichtung anrollt und eine Behinderung dieser Anrollbewegung nicht sinnvoll erscheint. Das weitere Anfahren des Kraftfahrzeugs kann der Fahrer über eine entsprechende Betätigung des Bremspedals oder des Fahrpedals steuern.
Bei der Beendigung der Standabkoppeiung, die zumeist durch ein entsprechendes Signal beim Loslassen des Bremspedals ausgelöst wird, nimmt die Wirkung der Betriebsbremse relativ schnell ab, wogegen das wirksame Schließen des zur Standabkoppeiung zumindest teilweise geöffneten ersten Schaiteternentes ca. 1 Sekunde in Anspruch nimmt. In dieser Zeit kann das Kraftfahrzeug gegebenenfalls zurückrollen. Um dies zu vermeiden wird bei der Beendigung der Standabkoppelung das dritte Schaitelement kurzzeitig weiter soweit geschlossen, dass durch das in dem Schaltefement eingestellte erhöhte Bremsmoment ein auf die Ausgangsweiie wirksames Bremsmoment erzeugt wird, das uπterhaib eines möglichen Maximalbremsmomentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeug ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse stärker gebremst wird, und das erzeugte Bremsmoment unmittelbar nachfolgend durch ein vollständiges Öffnen des dritten Schaltete- mentes aufgehoben.
Durch diese kurzzeitige Erhöhung des auf die Ausgangswelle des Last- schaitgetriebes wirksamen Bremsmomentes wird ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein gefährliches Zurückrollen, beim Betätigungswechsel von dem Bremspedal auf das Fahrpedal auch an einer steileren Steigungsoder Gefällstrecke stark verzögert, so dass die dabei zurückgelegte Rollstrecke sowie die dabei erreichte Rollgeschwindigkeit klein und somit unkritisch sind.
meinen auf die Betriebseigenschaften der Schaltelemente des Lastschaitge- triebes abgestimmt. Weiter ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaltelementes zusätzlich in Abhängigkeit von min- einem ermittelten aktuellen Betriebsparameter gesteuert wird.
Hierzu kann z.B. vorgesehen sein, dass dte aktuelle Stellung eines LeIs- tungsstellgliedes, wie des Fahrpedals, einer Drosselklappe oder eines Mengen- teilers einer Einspritzpumpe ermittelt wird, und dass bei einer ermittelten Stellung des Leistungsstellgiiedes, die einer gegenüber einer mittleren Leistung erhöhten Leistung entspricht» die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaltelementes erhöht wird und bei einer ermittelten Stellung des Leistungssteüglie- des, die einer gegenüber der mittleren Leistung verringerten Leistung ent- spricht, die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaitetementes verringert wird.
Des Weiteren ist es sinnvoll, wenn die aktuelle Beweg ungsrichtung und
einem ermittelten Zurückrollen des Kraftfahrzeugs mit hoher Roygeschwindigkeit die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaitelemeπtes verringert wird und bei einem ermittelten Zurückrollen des Kraftfahrzeugs mit geringer Rolige- schwindigkeit oder bei einem ermittelten Verrollen des Kraftfahrzeugs die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaltelementes erhöht wird. Die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Schaltelementes wird somit optimal an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst.
Sfandabkoppelung wird das dritte Schaltelement vorteilhaft kurzzeitig weiter soweit geschlossen, dass durch das in dem Schaltelement eingestellte erhöhte Bremsmoment ein auf die Ausgangswelle wirksames Bremsmoment erzeugt wird, das unterhalb eines möglichen Maximalbremsmorπentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeugs ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse stärker gebremst wird, und dass das erzeugte Bremsmoment unmittelbar nachfolgend durch ein teilweises Öffnen des dritten Schalt elementes wieder auf den Ausgangswert reduziert. Hierdurch kann, ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen Anfahren aus der Standabkoppelung, auch beim Wechsel zwischen Vorwärtsfahrt, also eingelegter Fahrstufe D, und Rückwärtsfahrt, also eingelegter Fahrstufe R, ein unter Umständen erhebliches Wegroller des Kraftfahrzeugs zuverlässig verhindert werden.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In diesen zeigt Fig. 1 die Funktionsweise einer bevorzugten Ausführuπgsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines mehrteiligen Diagramms mit den Zeitveriäufen von reievanten Sensorsignalen und Steuerungsgrößen,
Fig. 2 einen schematischen Aufbau eines automatisierten Lastschaltgetriebes zur beispielhaften Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 3 das Schaltschema des Lastschaltgetriebes gemäß Fig. 3.
In Fig. 2 ist der schematische Aufbau eines an sich bekannten Lastschaltgetriebes 1 abgebildet, das vorliegend beispielhaft zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Das Lastschaltgetriebe 1 ist
tensätze 2, 7 und 12 auf, die jeweils aus einem Sonnenrad 3, 8, 13, einem Planetenträger 4, 9, 14 und einem Hohlrad 6, 11 , 16 bestehen. Auf den Plane»
Planeteπräder 5, 10, 15 drehbar gelagert, die einerseits jeweils mit dem zugeordneten Sonnenrad 3, 8, 13 und andererseits jeweiis mit dem zugeordneten Hohlrad 6, 11 , 18 in Verzahnungseingriff sind, Die Eingangswelle 17 des Lastschaltgetriebes 1 ist drehfest mit dem Sonπenrad 3 des ersten Planetenradsatzes 2 verbunden. Der Planetenträger 4 des ersten Planetenträgers 4 ist drehfest mit dem Hohlrad 11 des zweiten Planetenradsatzes 7 gekoppelt, und der Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 ist drehfest mit dem Hohlrad 16 des dritten Planetenradsatzes 12 verbunden. Außerdem ist der Planetenträger 14 des dritten Planetenradsatzes 12 drehfest mit der Ausgangswelle 18 des Lastschaltgetriebes 1 verbunden, die mit einem Achsantrieb einer angetriebenen Fahrzeugachse, wie einem Achsdifferenzial oder einem Verteilergetriebe, in Verbindung steht.
Das Lastschaltgetriebe 1 weist fünf reibschlüssig wirksame Schaltele- mente, nämlich zwei Schaltkupplungen C1 , C2 und drei Schaltbremsen B1 , B2, B3 auf, die zur Schaltung von drei Fahrstufen, also einer Rückwärtsfahrstufe R1 einer Neutralfahrstufe N und einer Vorwärtsfahnstufe D, sowie innerhalb der Vorwärtsfahrstufe D von sechs Vorwärtsgingen G1 , G2, G3, G4, G5, G6 und
I eines Rückwärtsgangs R dienen.
Durch das Schließen der ersten Schaltkupplung C1 wird die Eingangs- welle 17 mit dem Sonnenrad 8 des zweiten Pianetenradsatzes 7 und dem Son~ πenrad 13 des dritten Planetenradsatzes 12 verbunden, Mittels der zweiten Schaltkupplung C2 ist die Eingangsweüe 17 mit dem Pianetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 und dem Hohirad 18 des dritten Pianetenradsatzes 12 verbindbar, Durch das Schließen der ersten Schaitbremse B1 wird das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 gegenüber einem Gehäuse 19 festgebremst, Mittels der zweiten Schaltbremse B2 sind der Pianetenträger 4 des ersten Planetenradsatzes 2 und das Hohlrad 11 des zweiten Pianetenradsatzes 7 gegenüber dem Gehäuse 19 arretierbar. Durch das Schließen der dritten Schattbremse B3 wird der Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes 7 und das Hohlrad 16 des dritten Pianetenradsatzes 12 gegenüber dem Gehäuse
Das Schaltschema dieses Lastschaltgetriebes 1 ist in der Tabelle von Fig. 3a angegeben, wobei die bei der eingelegten Fahrstufe R, N, D und dem eingelegten Gang G1 bis G6 bzw. R jeweils geschlossenen Schaltelemente
Schaltgetriebes 1 und der Anordnung der Schaltelemente Ci , C2, B1 , B2, B3 ergibt sich, dass zur Schaltung der Gänge G1 bis G8 und R jeweils nur zwei Schaltelemente geschlossen werden müssen, und dass zum Wechsel zwischen zwei benachbarten Gängen, z,B, bei einer Schaltung von dem ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2, jeweils nur ein Schaltelement geöffnet und nur ein Schaltelement geschlossen werden muss. Eingangsseitig steht das Lastschaftgetriebe 1 mit einem Hybridantrieb 20 in Triebverbiπdung, Der Hybridantrieb 20 umfasst hier einen Verbrennungsmotor 21 und einen Elektromotor 22, welche einzeln oder gemeinsam als Antriebsmotor betrieben werden können. Zwischen dem Verbrennungsmotor 21 und dem Elektromotor 22 ist eine Kupplung 23 angeordnet, die dann, wenn der Antriebsstrang ausschließlich vom Elektromotor 22 betrieben wird, geöffnet ist.
In dem mehrteiligen Diagramm der Fig. 1 ist anhand der Zeitverläufe einiger Signale die an sich bekannte Standabkoppeiung des Äntriebsmotors und die während der Standabkoppeiung ablaufende erfindungsgemäße Hillslipper- Funktion zur Unterstützung des Fahrers bei einer Verhinderung eines ungewollten Zurückrollens des Kraftfahrzeugs veranschaulicht.
Im oberen Teil a) des Diagramms der Fig. 1 ist der Drehzahlverlauf ΠM des Antriebsmotors {Motordrehzahl) dargestellt. In Teil b) des Diagramms ist der Zeitverlauf eines Lastsignals, hier in Form der Fahrpedaisteliung XFP, und in Teil c) der zeitlich Verlauf eines Bremssignals, hier in Form des über das Bremspedal erzeugten Bremsdruckes pBp der Betriebsbremse dargestellt. In Teil d) des Diagramms sind beispielhaft die Zeitverkäufe der Stelldrücke pCi, PB2, PB3 der Schaltetemente C1 , B2 und B3 des Lastschaltgetriebes 1 gezeigt.
Bei dem mit Hilfe der Fig.1 zu erläuternden Verfahrensabfauf wird zum einen zu Grunde gelegt, dass bei Fahrzeugstillstand oder geringer Rolige-
G1 eingelegt wird, und dass nachfolgend in diesem Gang angefahren wird. Zudem wird davon ausgegangen, dass die Schaltelemente Cf , C2, B1 , B2S B3 des Lastschaltgetriebes als Lamellenkupplungen ausgebildet sind, die über zugeordnete Stellzyisnder hydraulisch betätigbar sind, so dass der jeweilige Steildruck pCi, Pc2, PBI , PB2, PB3 ein Maß für den Einrückungsgrad bzw. Ausrü- ckungsgrad des betreffenden Schaitelementes und für die Höhe des erzeugten Die Aktivierung der ötandabkoppeiung findungsgemäßen Hillslipper-Funktion beginnt zum Zeitpunkt t1 , zu dem das Fahrpedal losgelassen ist (XFP = 0), das Bremspedal betätigt ist (pBp > 0), also das Kraftfahrzeug über die Betriebsbremse gebremst oder gehalten wird, aufgrund der vollständig geschlossenen Schaltelemente C1 , B3 der erste Gang G1 eingelegt ist (siehe Drücke pCi und pB3), und die nicht dargestellte Rollgeschwindigkeit VR des Kraftfahrzeugs einen Wert gleich Null oder nahe Null er-
Ab diesem Zeitpunkt t1 wird zur Standabkoppelung des Antriebsmotors das eingangsseitig angeordnete Schaltkupplung C1 durch eine Reduzierung des Stelldrucks pCi zumindest teiiweise geöffnet und nachfolgend schlupfend betrieben. Hierdurch sinkt das über das Lastschaltgetriebe 1 übertragene Drehmoment ab. Die Motordrehzah! nM sinkt hier in dem Bereich zwischen dem Zeitpunkt t1 und t1' auf die Leeriaufdrehzahl des Antriebsmotors ab.
Zudem wird die ausgangsseitig angeordnete Schaltbremse B2, die über die Elemente des zweiten Planetenradsatzes 7 und des dritten Planetenradsatzes 12 mit der geschlossenen Schaltbremse B3 und der Ausgangswelie 18 in Triebverbindung steht, soweit geschlossen, dass durch das in dem Schaltete- ment B2 eingestellte Bremsmoment eine Verspannung der beiden Planefen- radsätze 7 und 12 hervorgerufen wird, die sich als ein auf die Ausgangswelie 18 wirksames Bremsmoment auswirkt. Dadurch wird das ein Bergabrollen des Kraftfahrzeugs ohne eine Betätigung der Betriebsbremse zwar gebremst bzw. verzögert, jedoch nicht komplett verhindert.
Nach dem Öffnen der Schaltkupplung C1 und dem Schließen der Schaltbremse B2 stellt sich ab dem Zeitpunkt t1 ' ein quasi-stationärer Zustand ein, in dem beide Schaltelerπente Ci und B2 schlupfend betrieben werden. Dabei wird das zu Anfang über die Höhe des Stelldruckes pB2 eingestellte ϊiänaπ in Abhängig der zuvor ermittelten Fahrzeugmasse der zuvor ermittelten Fahrbahn- nachfolgend i ängigkeit ermittelter aktueller Be- andere der Hö aktuelten Rückrollgeschwlπ- 5it (vR < o;
Zur vo! während der Standabkoppelung muss der Fahrer die Betriebsbremse immer ausreichend betätigen. Er wird hierbei durch die erfindungsgemäße HiHslipper- Funktion zwar optimal unterstützt, jedoch nicht vollständig entfastet. Eine unzureichende Betätigung der Betriebsbremse und ein für den Fahrer überraschend auftretendes Zurückrollen des Kraftfahrzeugs sind damit weitgehend ausge-
Mit dem Loslassen des Bremspedals (pBP = 0) zum Zeitpunkt t2 wird die ung der Standabkoppelung eingeleitet. Demzufolge wird das die Standabkoppelung steuernde Schaltelement C1 durch Anheben des drucks pd nachfolgend in Abhängigkeit von der Fahrpedaisteiiung xFP geschlossen. Ebenso nimmt die Motordrehzahl nM in Fahrpedalstellung xFp zu.
Zugleich wird zum Zeitpunkt 12 das die Hülslipper-Funktion steuernde Schaltelement B2 durch Anheben des Stelldrucks pB2 kurzzeitig weiter geschlossen, wodurch das auf die Ausgangswelle 18 des Lasfsehaltgetriebes 1 wirksame Bremsmoment für einen kurzen Zeitraum erhöht wird, um ein stärkeres Zurückrollen aufgrund des losgelassenen Bremspedals (pBp = 0) zu verhin-
Nachfolgend wird die Schaltbremse B2 durch Absenken des Stelldrucks pB2 wieder vollständig geöffnet, wobei die Öffnungsgeschwindigkeit, also der Druckgradient d/dt pB2, zweckmäßig in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellunc xFp sowie der Richtung und Höhe der Rückrollgeschwindigkeit vR gesteuert wird. Zum Zeitpunkt !2! sind durch das vollständige Schließen der Schaltkupplung C1 die Standabkoppelung des Antriebsmotors sowie durch das vollständige Öffnen der Schaltbremse B2 die Hilisiipper-Funktion beendet. Anschließend erfolgt ein Aπfahrvorgaπg.
Da ein Anfahren nicht nur vorwärts mit eingelegtem erstem Gang G1 , sondern z.B. bei geringer Zuladung und geringer Fahrbahnsteiguπg auch mit dem zweiten Gang G2 und auch rückwärts mit eingelegtem Rückwärtsgang R möglich ist, sind in der Tabelle der Fig. 3b die für Standabkoppelung und die Hillslipper-Funktion relevanten Schaltelemente C1 , C2, B1 , B2, B3 für die betreffenden Gänge G1 , G2, R angegeben. Dabei ist das für die Steuerung der Standabkoppelung des Antriebsmotors zumindest teilweise geöffnete Schaltelement jeweils durch ein kreuzschraffiertes Kreissymbol, das vollständig geschlossen gehaltene Schaltelement jeweils durch ein vollständig ausgefülltes Kreissymbol und das für die Steuerung der Hillslipper-Funktion teilweise geschlossene Schaltelement durch ein horizontal schraffiertes Kreissymbol markiert. Demnach wird zur Steuerung der Standabkoppelung für ein anschließendes Anfahren im ersten Gang G1 das Schaltelement C1 teilweise geöffnet und das Schaltelement B3 ganz geschlossen. Zur Steuerung der Standabkoppelung für ein anschließendes Anfahren im zweiten Gang G2 wird das Schaltelement C1 teilweise geöffnet und das Schaltelement B2 ganz geschlossen. Dagegen ist zur Steuerung der Standabkoppelung für ein anschließendes Anfahren im Rückwärtsgang R das Schaltelement B1 teilweise geöffnet und das Schaltelement B3 ganz geschlossen. Zur Realisierung der Hillslipper-Funktion werden
schlupfend betrieben.
Die erfindungsgemäße Hillslipper-Funktion stellt demzufolge eine vorteilhafte Unterstützung eines Fahrers beim Verhindern eines unerwünscht starken Zurückrollens eines Kraftfahrzeugs dar und ist in moderne Lastschaltgetriebe ohne einen zusätzlichen apparativen Aufwand afleine durch die Installierung einer entsprechenden Steuerungssoftware integrierbar.
Bezugszeichen
Hohlrad
Sonnenrad
11 12
14 PI
18 Hohlrad
17 Eingangswelle
18 Ausgaπgswelle ι y 20 Hybridaπtrieb
21 Verbrennungsmotor
22 Elektromotor
La rVUppiUπg
B1 Schaltelement, Schaltbremse
B2 Schaltelement, Schaltbremse
C1 Schafeiement, Schaltkupplung C2 Schaltelement, Schaltkupplung D Vorwärts-Fahrstufe
G1 Erster Vorwärts-Gang
G2 Zweiter Vorwärts-Gang
G3 Dritter Vorwärts~)Gang
G4 Vierter Vorwärts-Gang
G5 Fünfter Vorwärts-Gang
G6 Sechster Vorwärts-Gang
Bremsdruck
Stelldruck von B1
Stelldruck von B2
Stelldruck von B3 Pd Steüdruck von C1 Pc2 Stelldruck von C2 N Neutral-Fahrstufe R Rückwärts-Fahrstufe, Rückwärtsgang
t1 ! t2
■it
VR Ref x Stellweg

Claims

Paten ta nsprüche
1 , Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Hybridantrieb, der einen Verbrennungs- und einen Elektromotor aufweist und einem Achsantrieb angeordnet ist, dessen Eingangswelle (17) mit dem Hybridantrieb und dessen Ausgangswelle (18) über eine Abtriebswelle mit dem Achsantrieb in Triebverbindung steht, und das mehrere Gänge (G1 - G6, R) aufweist, die Jeweils durch das selektive Schließen von mindestens zwei von mehreren reibschlüssig wirksamen Schaltelementen (Cf1 C2S B1, B2, B3) schaltbar sind, wobei zur Stand¬
zugeordnetes, eingaπgsseitig angeordnetes erstes Schaltelement (C1) zumindest teilweise geöffnet wird, und zur Rollverhinderung des Kraftfahrzeugs ein mit einem dem eingelegten Gang (G1) zugeordneten, ausgangsseitig angeordneten zweiten Schaltelement (B3) und der Ausgangswelle (18) in Triebverbindung stehendes drittes Schalteiement (B2) geschlossen wird, dadurch geken nzeich net, dass das dritte Schatelement (B2) zu Beginn der Stand- abkoppelung (t1) soweit geschlossen wird, dass durch das in dem Schaltelement (B2) eingestellte Bremsmoment (pB2) ein auf die Ausgangswelle (18) wirksames Bremsmoment (pB2) erzeugt wird, das unterhalb eines möglichen Maxϊmalbremsmomentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabroüen des Kraftfahrzeugs ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse nur gebremst wird; und dass das erzeugte Bremsmoment (pB2) zum Ende der Standabkoppe- lung 0:2) durch das vollständige Öffnen des dritten Schaltelementes (B2) auf-
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch geken nzeichnet, dass das über das dritte Schalteiement (B2) erzeugte Bremsmoment (p∞) auf einen vorab bestimmten Anfangswert eingestellt wird, und dass die Höhe des Bremsmomentes (pB2) während der Standabkoppelung konstant gehalten wird.
3, Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch geken nzeich net, dass das über das dritte Schaltelement (B2) erzeugte Bremsmoment (pB2) zunächst auf einen vorab bestimmten Anfangswert eingestellt wird, und dass die Höhe des Bremsmomentes (pB2) während der Standabkoppelung in Abhängigkeit von mindestens eines während der Standabkoppeluπg ermittelten aktu-
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorab bestimmte Anfangswert des Bremsmornentes (pB2) in Abhängigkeit von mindestens eines vor der Standabkoppeluπg ermittelten äußeren Betriebsparameters festgelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Standabkoppelung die aktuelle Fahrzeugrπasse Cmpzg) oder die aktuelle Zuladung des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass der Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugmasse {mFzg)
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegenüber einem vorab festgelegten Standardmoment erhöhtes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrzeugmasse (mFzg) eine vorab festgelegte Referenzmasse (mRef) oder die aktuelle Zuladung eine vorab festgelegte Referenzzuladung überschreitet, und dass ein gegenüber dem Standardmoment verringertes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrzeugmasse (mFzg) die Referenzmasse (mRef) oder die aktuelle Zuladung die Referenzzuiadung unterschreitet.
7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass vor der Standabkoppelung die aktuelle Fahf- bahnneigung ermittelt wird, und dass der Anfangswert des Bremsmomeπtes (PB2) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrbahnneigung bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass ein gegenüber dem vorab festgelegten Standardmomeπt erhöhtes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrbahnneigung eine vorab festgelegte Referenzstekjung überschreitet, und dass ein gegenüber dem Standard morπeπt verringertes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Fahrbahnneiguπg die Referenzsteigung unterschreitet,
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung einer in die gewählte Fahrtrichtung abfallenden Fahrbahnneigung das Schließen des dritten Schaltelementes (B2) unter-
10. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das über das dritte Schaltelement (B2) erzeugte Bremsmoment (Pea) zunächst auf einen niedrigen Tastwert eingestellt wird, dass daraufhin die aktuelle Rollrichtung und die aktuelle Roygeschwindigkeit (vR) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass nachfolgend das erzeugte Bremsmoment (ρB2) auf einen Anfangswert eingestellt wird, der in Abhängigkeit von der aktuellen Rollrichtung und der aktuellen Rollgeschwindigkeit (vR) bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch geken nzeich net, dass bei einer Ermittlung eines Zurückrollens (vR < 0) ein vorab festgelegtes Staπdardmoment als Anfangswert des Bremsmomentes (pB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Rollgeschwindigkeif weitgehend einer vorab festgelegten Referenzrollgeschwindigkeit entspricht (vR » vR_Rβf), ein gegenüber dem Standardmoment erhöhtes Bremsmoment als Anfangswert des Bremsmomentes CPIEÖ) bestimmt wird, wenn sehwindigkeit überschreitet (|vR| > |vR_Rβf|), und ein gegenüber dem Standardmoment verringertes Bremsmoment als Anfangswert des Br (PB2) bestimmt wird, wenn die aktuelle Roligeschwindigkeit άk
nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekeπn- zeich net, dass bei einer ittlung eines FahrzeugstilJstands (vR « 0} oder eines Vorrollens des gs (vR > 0) das erzeugte Bremsmoment (PB2) durch ein vo (B ben wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch geken nzeich net, dass während der Standabkoppelung die aktuelle Bewegungsrichtung und die aktuelle Rollgeschwindigkeit (vR) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass die Höhe des Bremsmomentes (pB2) in Abhängigkeit von der aktuellen Bewegungsrichtung und der aktuellen Rollgeschwin- digkeit (vR) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13« dadurch g e k e n π zeich net Ermittlung eines Fahrzeugstülstands (vR * 0) erzeugte (PB2) durch ein kontinuierliches oder stufenwei lemeπtes (B2) solange reduziert wird, bis eine Wert von ungleich Null (VR ≠ 0) ermittelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 gekeπn zeichnet, dass bei einer Ermittlung Zurückrollens (vR ■ zeugte Bremsmoment (pβ2) erhöht wird, eine vorab festgelegte Referenzroügeschwindigke VRI > I VR Refl), und das erzeugte Bremsmoment (pB2 sehwindigkeit die Referenzrollgeschwsndigkeit unterschreitet (|vR| < |VR Rβf|).
18. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch geken nzeich net, dass bei einer Ermittlung eines Vorrollens (vR > 0) das erzeugte Bremsmoment (pB2) durch ein vollständiges Öffnen des dritten Schaltelementes (B2) aufgehoben wird,
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch geken nzeich net, dass das dritte Schaltelement (B2) mit der Beendigung der Standabkoppelung kurzzeitig soweit geschiossen wird, dass durch das in dem Schafelement (B2) eingestellte erhöhte Bremsmoment (pea) ein auf die Ausgangswelle (18) wirksames Bremsmoment (pB2) erzeugt wird, das unterhalb eines möglichen Maximalbremsmomentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeug ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse stärker gebremst wird, und dass das erzeugte Bremsmoment (psa) nachfolgend durch ein vollständiges Öffnen des dritten Schaltelementes (B2)
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch geken nzeichnet, dass mindestens ein aktueller Betriebsparameter ermittelt wird, und dass die Öffnungsgeschwindigkeit (d/dt pB2) des dritten Schaitelementes (B2) in Abhän-
19, Verfahren nach Anspruch 18, dadurch geken nzeich net, dass die aktuelle Stellung eines Leistungsstellgliedes (xFP) ermitteit wird, und dass bei einer ermittelten Stellung des Leistungssteilgiiedes (xFP), die einer gegenüber einer mittleren Leistung erhöhten Leistung entspricht, die Öffnuπgs- geschwindigkeit (d/dt pB2) des dritten Schaltelementes (B2) erhöht wird und bei einer ermittelten Stellung des Leistungssteilgiiedes (XFP), die einer gegenüber der mittleren Leistung verringerten Leistung entspricht, die Öffnungsgeschwindigkeit (d/dt PB2) des dritten Schaltelementes (B2) verringert wird.
20, Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die aktuelle Bewegungsrichtung und die aktuelle Rollgeschwindigkeit (VR) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und dass bei einem ermittelten Zurückrollen des Kraftfahrzeugs (vR < 0) mit hoher Rollgeschwindigkeit die Öffnungsgeschwindigkeit (d/dt pB2) des dritten Schaltelementes (B2) verringert wird und bei einem ermittelten Zurückrollen des Kraftfahrzeugs (VR < 0) mit geringer Rollgeschwindigkeit oder bei einem ermittelten Vorrollen des Kraftfahrzeugs (vR > 0) die Öffnungsgeschwindigkeit (d/dt PB2) des dritten Schafelementes (B2) erhöht wird.
21. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einem Wechsel der Fahrslufe (R, D) während der aktivierten Standabkoppelung das dritte Schaltelement (B2) kurzzeitig soweit geschlossen wird, dass durch das in dem Schaltelement (B2) eingestellte erhöhte Bremsrnornent (pea) ©in auf die Ausgangswelle (18) wirksames Bremsmoment (psi) erzeugt wird, welches unterhalb eines möglichen Maximal- bremsmomentes liegt und derart bemessen ist, dass ein Bergabrollen des Kraftfahrzeugs ohne die Betätigung einer Fahrzeugbremse stärker gebremst wird, und dass das erzeugte Bremsmoment (pB2) unmittelbar nachfolgend durch ein teilweises Öffnen des dritten Schaütelementes (B2) wieder auf den Ausgangswert reduziert wird.
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