WO2006021429A1 - Antriebsstrang eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2006021429A1
WO2006021429A1 PCT/EP2005/009111 EP2005009111W WO2006021429A1 WO 2006021429 A1 WO2006021429 A1 WO 2006021429A1 EP 2005009111 W EP2005009111 W EP 2005009111W WO 2006021429 A1 WO2006021429 A1 WO 2006021429A1
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motor vehicle
drive
road
transmission
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PCT/EP2005/009111
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Karl-Ludwig Krieger
Detlef Schnitzer
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Daimlerchrysler Ag
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Publication date
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
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    • B60W2552/20—Road profile, i.e. the change in elevation or curvature of a plurality of continuous road segments
    • 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
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/60—Inputs being a function of ambient conditions
    • F16H59/66—Road conditions, e.g. slope, slippery

Definitions

  • the invention relates to a drive train of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • WO 01/92049 A1 describes a drive train of a motor vehicle with a drive machine in the form of an internal combustion engine, an automatic transmission in the form of an automatic gear change transmission and a control device for controlling the drive machine and the transmission.
  • the controller disconnects a drive connection between a transmission input shaft and a transmission output shaft.
  • the control device controls actuators so that a currently engaged gear is designed.
  • the drive train is thus separated and the motor vehicle can roll without a braking torque of the drive machine.
  • the controller restarts the gear and a torque output from the prime mover can be re-transmitted to driven vehicle wheels.
  • the engagement of the gear takes a certain amount of time, in which no transmission of the torque of the prime mover on the vehicle wheels is possible. It thus takes a certain amount of time until the reaction of the motor vehicle desired by the vehicle driver sets in.
  • the controller is available with a
  • Lane information device which provides information about a course of the road in the direction of travel of the motor vehicle, in signal connection.
  • the roadway information device may be embodied, for example, as a digital camera, an infrared camera, a transmitter and receiver of radar signals, or a system that evaluates information from a digital roadmap.
  • signals for determining the position of the motor vehicle such as so-called GPS signals, receive and process.
  • the control device is intended to make a decision about an interruption and / or restoration of the drive connection as a function of the information about the course of the roadway.
  • the control device can estimate with high probability whether the vehicle driver will shortly set a power requirement that deviates significantly from the no-load.
  • the controller may anticipate the drive connection either restore or not interrupt.
  • the powertrain is then closed, so that the change in the power request has an immediate and immediate effect.
  • it is effectively prevented that the drive connection is separated and then immediately restored. This avoids unnecessary wear on switching elements of the transmission.
  • the control device is provided to interrupt the drive connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft when a power demand on the prime mover is in a first range around a no-load.
  • a power demand on the prime mover is in a first range around a no-load.
  • the first region around the zero-load can extend both in the direction of a positive load, that is to say a torque output, as well as in the direction of a negative load, ie in the direction of a braking torque of the drive machine.
  • the range may be symmetric or asymmetric with respect to the zero load.
  • the power demand is set by the driver by means of a power actuator, for example in the form of an accelerator pedal.
  • the accelerator pedal position can be converted into a desired value for a throttle position, for an injected fuel quantity, for a given output torque of the prime mover or for a torque at the output of the transmission.
  • other systems such as a cruise control system, can influence the power requirement.
  • the engine and the transmission can also be controlled by separate control device, which are in signal communication with each other.
  • the control device is provided to interrupt the drive connection, if it is to be expected on the basis of the information about the course of the road that the power demand on the prime mover within a portion of the road ahead of the motor vehicle, a second area around the zero load leaves .
  • the second area may be the same as or different from the first area.
  • the section of the road may, for example, 200 - 500 m roadway include. This is within the said section of the roadway with high probability no restoration of the drive connection necessary.
  • the control device is provided to restore the drive connection in the case of a split drive connection, if it is to be expected on the basis of the information about the course of the road that the power demand on the prime mover within a portion of the road ahead of the motor vehicle a third Area around the zero load leaves.
  • the third area may be identical to or different from the first or second area.
  • the controller may obtain information about a grade or a grade in the portion of the roadway.
  • the motor vehicle can not roll without drive power at the same speed, so that the drive connection between the drive machine and transmission output shaft must be made to transmit the drive line to the vehicle wheels.
  • At a gradient becomes the Support the brake system generated by the prime mover a braking torque.
  • the control device may, for example, also receive information about an imminent road junction, for the crossing of which a positive or negative torque of the drive machine is necessary.
  • the drive connection is already established with a high probability if the change in the power requirement actually results. The change can thus have an immediate effect on vehicle behavior.
  • the control device forms an amount of a difference value between a current road gradient and the road inclinations within a section of the roadway in front of the motor vehicle.
  • the controller expects that the power demand on the prime mover within a portion of the road ahead of the motor vehicle will not leave a second and / or third range around the zero load if said total portion fraction is less than a definable slope difference limit. This makes it particularly easy to make the decision about interrupting or restoring the drive connection.
  • the control device estimates power requirements to the drive machine, which is necessary for driving on the portion of the roadway. For this purpose, the control device evaluates the so-called and generally known driving resistance equation, in which an equilibrium of forces of the forces acting on the motor vehicle in the longitudinal direction is established. At this Calculation is considered in particular the slope of the roadway within said section of the roadway. The control device can assume that the current speed of the motor vehicle should be kept or define a limit speed that must not be exceeded at the end of the section. The controller checks if the estimated performance requirements leave the second and / or third areas. If the power requirements do not leave the second area and the drive connection is established, the controller interrupts the drive connection. If the drive connection is interrupted and the
  • the controller restores the drive connection.
  • the drive connection can very probably only be interrupted if it does not need to be restored shortly thereafter.
  • 1 shows a drive train of a motor vehicle, wherein a control device is in signal communication with a camera, 2a / 2b is a representation of the time course of a power request to the prime mover,
  • Fig. 3a / 3b is an illustration of the time course of a gear of the transmission
  • Fig. 4a / 4b a course of a slope of the road in the direction of travel of the motor vehicle.
  • a drive train 10 of a motor vehicle has a drive machine 14, which is controlled by a control device 16.
  • a control device 16 about a power actuator in the form of an accelerator pedal 52, a driver can set specifications for a torque output of the engine 14.
  • the drive machine 14 can by means of an output shaft 13 and a friction clutch 12 with a coaxial with the output shaft 13 arranged input shaft 11 of a transmission 19 in the form of an automated
  • Tooth change gear to be connected The clutch 12 and the gear change transmission 19 are also controlled by the controller 16.
  • Control device 16 stands in signal connection with actuators and sensors, not shown, of the clutch 12 and of the transmission 19. Thus, the control device 16 can open or close the clutch 12 and perform gear changes in the transmission 19.
  • the control device 16 is also connected to a shift lever 51, by means of which the driver can request circuits of the transmission 19. Alternatively, circuits from a source to a target gear can also be triggered by the controller 16 in a manner known per se. The determination of the target gear is dependent inter alia on the speed of the motor vehicle and an operating level of the accelerator pedal 52 by the driver.
  • the transmission 19 is designed as a so-called two-group transmission. Rotationally connected to the transmission input shaft 11, a primary gear in the form of a split group 17 is arranged. Downstream of the splitter group 17 is a main transmission 18.
  • the main transmission 18 is designed as an unsynchronized transmission. It therefore has no synchronization for the individual gears. The synchronization of the speeds in a gear change is performed by means of the prime mover 14.
  • the transmission input shaft 11 can be brought into operative connection via two different gear pairings 20, 21 with a countershaft 22 arranged parallel to the transmission input shaft 11.
  • the gear pairings 20, 21 have a different ratio.
  • the split group 17 is executed synchronized in contrast to the main transmission 18.
  • the fixed wheels 23, 24, 25 for the 3rd, 2nd and 1st gear of the main gear 18 are arranged on the countershaft 22 fixedly fixed wheels 23, 24, 25 for the 3rd, 2nd and 1st gear of the main gear 18 are arranged.
  • the fixed wheels 23, 24, 25 mesh respectively with associated idler gears 26, 27, 28, which are arranged rotatably on a coaxial with the transmission input shaft 11 arranged transmission output shaft 29.
  • the idler gear 26 can by means of a sliding sleeve 30, the idler gears 27 and 28 by means of a sliding sleeve 31 rotationally and positively connected to the transmission output shaft 29.
  • a sliding sleeve 41 of the split group 17 and the sliding sleeves 30, 31, 39 of the main gear 18 are operable with the actuators of the transmission 19, not shown. This can be a positive connection between associated switching elements and the transmission output shaft 29 are made or interrupted.
  • the converted torque and the rotational speed of the engine 14 is transmitted by means of a drive shaft 32 to a transaxle 33, which in a conventional manner, the speed in equal or different proportions via two output shafts 34, 35 to drive wheels 36, 37 transmits.
  • the control device 16 is in signal communication with a roadway information device in the form of a digital camera 53, which detects a portion of the road in the direction of travel of the motor vehicle.
  • the camera 53 determines information about the course of the road, such as a slope or a slope, curves or a road condition such as moisture or ice. This information represents the camera 53 of the
  • Control device 16 is available, which takes this into account in the control of the drive machine 14 and the transmission 19.
  • the transmission may also have a so-called rear group, which is arranged behind the main transmission. With this rear group, which can be designed as a range group, the number of gears of the transmission can be doubled again.
  • the transmission may also have a central synchronizing element, such as a transmission brake. By means of the synchronizing element, for example, the countershaft can be braked during upshifts.
  • Fig. 2a the course of a power demand (line 60a) to the engine 14 over time in [s] is in shape a position of the accelerator pedal 52 in [%] and in Fig. 3a, the gear engaged in the transmission 19 (line 61a), also over time.
  • Two accelerator pedal values FP1 and FP2 limit an area around the zero load of the prime mover 14 at an accelerator pedal position of zero. The boundaries of the area are represented by two lines 62a and 63a. If the power demand is within this range, the controller 16 checks whether the drive connection between the prime mover 14 and the
  • Transmission output shaft 29 can be interrupted.
  • the control device 16 for example, the actuators of the transmission 19 so control that the split group 17 is brought into a neutral position, ie no torque is transmitted from the split group 17. It is also possible that the control device 16 interprets the engaged, unsynchronized gear in the main transmission 18 or brings a possibly existing rear-mounted group in a neutral position.
  • the controller 16 checks whether the drive connection in the transmission 19 should be interrupted. The control device 16 makes this decision in dependence on information about the slope of the roadway in a section in front of the motor vehicle.
  • FIG. 4 a shows a profile of the gradient in [%] (line 64a) over the distance from the motor vehicle in [m] within the considered section at time tla.
  • the controller 16 forms for the entire section an amount of a difference between a current slope and the slope of the road ahead of the motor vehicle. Since the roadway has only a slight gradient, this amount for the course shown in FIG. 4a is always smaller than a slope difference limit value. The motor vehicle can thus cover the entire section without drive power, without losing much speed. For this reason, the control device 16 puts out the currently engaged gear in the main transmission 18, which is indicated in Fig. 2a with a current gear of zero. At time t2a, the power requirement again becomes greater than the upper limit value FP1. In response, the controller 16 restores the drive connection, and due to the slightly lowered speed (not shown), a lower gear is engaged than before the interruption.
  • FIG. 2b shows the same course of the power requirement as in FIG. 2a.
  • the corresponding sizes are designated by corresponding reference numerals, with "a” replaced by "b”.
  • the controller 16 interrupts the drive connection in the transmission due to unillustrated slope information.
  • the control device 16 forms at regular intervals of, for example, 20 ms, 500 ms or 1 s the said amount of the difference between the current slope and the slope of the road ahead of the motor vehicle.
  • the controller 16 checks whether the amount is greater than a slope difference threshold. Until time t2b, the amount is smaller than that Gradient difference limit, which is why the drive connection remains disconnected.
  • Fig. 4b the course of the slope within the considered portion at time t2b is shown. At the end of the section, the slope increases sharply, so that said amount becomes larger than the slope difference limit. Therefore, as shown in Fig. 3b, the controller 16 restores the drive connection in the transmission 19 at time t2b.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Steuerungseinrichtung (16) eine Antriebsverbindung zwischen einer Antriebsmaschine (14) und einer Getriebeausgangswelle (29) eines automatischen Getriebes (19) unterbricht, wenn eine Leistungsanforderung an eine Antriebsmaschine (14) innerhalb eines Bereichs um die Nulllast liegt. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Antriebsstrang vorzuschlagen, welcher eine spontane Reaktion des Kraftfahrzeugs auf Änderungen der Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine ermöglicht. Erfindungsgemäß steht die Steuerungseinrichtung (16) mit einer Fahrbahninformationseinrichtung (Kamera 53) in Signalverbindung, welche Informationen über einen Verlauf der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug liefert. Damit kann die Steuerungseinrichtung (16) vorausschauend Entscheidungen bezüglich des Auftrennens und/oder Wiederherstellens der Antriebsverbindung treffen. Einsatz in einem Kraftfahrzeug.

Description

DaimlerChrysler AG
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die WO 01/92049 Al beschreibt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsmaschine in Form eines Verbrennungsmotors, einem automatischen Getriebe in Form eines automatisierten Zahnräderwechselgetriebes und einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Antriebsmaschine und des Getriebes. Wenn eine Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine in Form einer Fahrpedalstellung nahezu Null ist, trennt die Steuerungseinrichtung eine Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle auf. Dazu steuert die Steuerungseinrichtung Stellglieder so an, dass ein aktuell eingelegter Gang ausgelegt wird. Der Antriebsstrang ist damit aufgetrennt und das Kraftfahrzeug kann ohne ein Bremsmoment der Antriebsmaschine rollen. Wenn die Fahrpedalstellung wieder ansteigt, legt die Steuerungseinrichtung den Gang wieder ein und ein von der Antriebsmaschine abgegebenes Drehmoment kann wieder auf angetriebene Fahrzeugräder übertragen werden.
Das Einlegen des Gangs nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch, in der keine Übertragung des Drehmoments der Antriebsmaschine auf die Fahrzeugräder möglich ist. Es dauert also eine gewisse Zeit, bis sich die vom Fahrzeugführer gewünschte Reaktion des Kraftfahrzeugs einstellt.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Antriebsstrang vorzuschlagen, welcher eine spontane Reaktion des Kraftfahrzeugs auf Änderungen der Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .
Die Steuerungseinrichtung steht mit einer
Fahrbahninformationseinrichtung, welche Informationen über einen Verlauf der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liefert, in Signalverbindung. Die Fahrbahninformationseinrichtung kann beispielsweise als eine digitale Kamera, eine Infrarotkamera, ein Sender und Empfänger von Radarsignalen oder ein System, welches Informationen einer digitalen Straßenkarte auswertet, ausgeführt sein. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann die Fahrbahninformationseinrichtung Signale zur Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise so genannte GPS-Signale, empfangen und verarbeiten.
Die Steuerungseinrichtung ist dazu vorgesehen, eine Entscheidung über eine Unterbrechung und/oder Wiederherstellung der Antriebsverbindung in Abhängigkeit der genannten Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu treffen. Durch die Berücksichtigung der genannten Informationen kann die Steuerungseinrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit abschätzen, ob der Fahrzeugführer in Kürze eine von der Nulllast deutlich abweichende Leistungsanforderung einstellt. In diesem Fall kann die Steuerungseinrichtung die Antriebsverbindung vorausschauend entweder wieder herstellen oder erst gar nicht unterbrechen. Bei einer Änderung der Leistungsanforderung ist der Antriebsstrang dann geschlossen, so dass sich die Änderung der Leistungsanforderung sofort und ohne Verzögerung auswirkt. Des Weiteren wird wirkungsvoll verhindert, dass die Antriebsverbindung aufgetrennt und anschließend sofort wieder hergestellt wird. Damit wird ein unnötiger Verschleiß an Schaltelementen des Getriebes vermieden.
Die Steuerungseinrichtung ist dazu vorgesehen die Antriebsverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle zu unterbrechen, wenn eine Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine in einem ersten Bereich um eine Nulllast liegt. Unter Nulllast ist ein Zustand der Antriebsmaschine zu verstehen, in dem die Antriebsmaschine kein Drehmoment abgibt. Der erste Bereich um die Nulllast kann sich sowohl in Richtung einer positiven Last, also einem abgegebenen Drehmoment, als auch in Richtung einer negativen Last, also in Richtung eines Bremsmoments der Antriebsmaschine erstrecken. Der Bereich kann bezüglich der Nulllast symmetrisch oder asymmetrisch sein.
Die Leistungsanforderung stellt der Fahrzeugführer mittels eines Leistungsstellorgans, beispielsweise in Form eines Fahrpedals ein. Die Fahrpedalstellung kann in eine Sollgröße für eine Drosselklappenstellung, für eine eingespritzte Kraftstoffmenge, für ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine oder für ein Drehmoment am Ausgang des Getriebes umgesetzt werden. Neben dem Fahrzeugführer können auch weitere Systeme, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelanlage, Einfluss auf die Leistungsanforderung haben. Die Antriebsmaschine und das Getriebe können auch von getrennten Steuerungseinrichtung angesteuert werden, welche untereinander in Signalverbindung stehen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, die AntriebsVerbindung zu unterbrechen, wenn auf Grund der Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu erwarten ist, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen zweiten Bereich um die Nulllast nicht verlässt . Der zweite Bereich kann mit dem ersten Bereich identisch sein oder von ihm abweichen. Der Abschnitt der Fahrbahn kann beispielsweise 200 - 500 m Fahrbahn umfassen. Damit ist innerhalb des genannten Abschnitts der Fahrbahn mit hoher Wahrscheinlichkeit kein Wiederherstellen der Antriebsverbindung notwendig.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, im Falle einer aufgetrennten Antriebsverbindung die AntriebsVerbindung wieder herzustellen, wenn auf Grund der Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu erwarten ist, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen dritten Bereich um die Nulllast verlässt . Der dritte Bereich kann mit dem ersten oder zweiten Bereich identisch sein oder von ihnen abweichen. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise eine Information über eine Steigung oder ein Gefälle in dem Abschnitt der Fahrbahn erhalten. Bei einer Steigung kann das Kraftfahrzeug nicht mehr ohne Antriebsleistung mit der selben Geschwindigkeit rollen, so dass zur Übertragung der Antriebsleitung auf die Fahrzeugräder die AntriebsVerbindung zwischen Antriebsmaschine und Getriebeausgangswelle hergestellt sein muss. Bei einem Gefälle wird zur Unterstützung der Bremsanlage von der Antriebsmaschine ein Bremsmoment erzeugt. Auch dazu muss die genannte AntriebsVerbindung hergestellt sein. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise auch eine Information über eine bevorstehende Fahrbahnkreuzung erhalten, für deren Überquerung ein positives oder negatives Drehmoment der Antriebsmaschine notwendig ist. Damit ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit die Antriebsverbindung schon hergestellt, wenn sich die Änderung der Leistungsanforderung tatsächlich ergibt. Die Änderung kann sich damit sofort im Fahrzeugverhalten auswirken.
In Ausgestaltung der Erfindung bildet die Steuerungseinrichtung einen Betrag eines Differenzwerts zwischen einer aktuellen Fahrbahnsteigung und der Fahrbahnsteigungen innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug. Die Steuerungseinrichtung erwartet, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen zweiten und/oder dritten Bereich um die Nulllast nicht verlässt, wenn der genannte Betrag für den gesamten Abschnitt kleiner als einen festlegbaren Steigungsdifferenzgrenzwert ist. Damit ist es besonders einfach, die Entscheidung über das Unterbrechen oder Wiederherstellen der Antriebsverbindung zu treffen.
In Ausgestaltung der Erfindung schätzt die Steuerungseinrichtung Leistungsanforderungen an die Antriebsmaschine ab, die zum Befahren des Abschnitts der Fahrbahn notwendig ist. Dazu wertet die Steuerungseinrichtung die so genannte und allgemein bekannte Fahrwiderstandsgleichung aus, bei welcher ein Kräftegleichgewicht der in Längsrichtung auf das Kraftfahrzeug wirkenden Kräfte aufgestellt wird. Bei dieser Berechnung wird insbesondere die Steigung der Fahrbahn innerhalb des genannten Abschnitts der Fahrbahn berücksichtigt . Die Steuerungseinrichtung kann dabei davon ausgehen, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gehalten werden soll oder eine Grenzgeschwindigkeit definieren, die am Ende des Abschnitts nicht unterschritten sein darf. Die Steuerungseinrichtung prüft, ob die abgeschätzten Leistungsanforderungen den zweiten und/oder dritten Bereich verlassen. Falls die Leistungsanforderungen den zweiten Bereich nicht verlassen und die Antriebsverbindung hergestellt ist, unterbricht die Steuerungseinrichtung die Antriebsverbindung. Falls die Antriebsverbindung unterbrochen ist und die
Leistungsanforderungen den dritten Bereich verlassen, stellt die Steuerungseinrichtung die Antriebsverbindung wieder her. Durch die vorausschauende Abschätzung der Leistungsanforderungen kann mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit die AntriebsVerbindung nur dann unterbrochen werden, wenn sie nicht kurz darauf wieder hergestellt werden muss. Außerdem ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit gewährleistet, dass sich geänderte Leistungsanforderungen sofort auswirken können, da eine unterbrochene Antriebsverbindung vorausschauend rechtzeitig wieder hergestellt ist.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Steuerungseinrichtung mit einer Kamera in Signalverbindung steht, Fig. 2a /2b eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine,
Fig. 3a /3b eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs eines Gangs des Getriebes und
Fig. 4a /4b einen Verlauf einer Steigung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs.
Gemäß Fig. 1 weist ein Antriebsstrang 10 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs eine Antriebsmaschine 14 auf, welche von einer Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Über ein Leistungsstellorgan in Form eines Fahrpedals 52 kann ein Fahrzeugführer Vorgaben für ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine 14 einstellen.
Die Antriebsmaschine 14 kann mittels einer Ausgangswelle 13 und einer Reibungskupplung 12 mit einer koaxial zur Ausgangswelle 13 angeordneten Eingangswelle 11 eines Getriebes 19 in Form eines automatisierten
Zahnräderwechselgetriebes verbunden werden. Die Kupplung 12 und das Zahnräderwechselgetriebe 19 werden ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 16 angesteuert. Die
Steuerungseinrichtung 16 steht dazu in SignalVerbindung mit nicht dargestellten Stellgliedern und Sensoren der Kupplung 12 und des Getriebes 19. Damit kann die Steuerungseinrichtung 16 die Kupplung 12 öffnen oder schließen und Gangwechsel im Getriebe 19 durchführen. Die Steuerungseinrichtung 16 ist außerdem mit einem Schalthebel 51 verbunden, mittels welchem der Fahrzeugführer Schaltungen des Getriebes 19 anfordern kann. Alternativ dazu können Schaltungen von einem Ursprungs- in einen Zielgang auch in an sich bekannter Weise von der Steuerungseinrichtung 16 ausgelöst werden. Die Ermittlung des Zielgangs ist dabei unter anderem von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einem Betätigungsgrad des Fahrpedals 52 durch den Fahrzeugführer abhängig. Das Getriebe 19 ist als ein so genanntes Zwei-Gruppengetriebe ausgeführt. Drehfest verbunden mit der Getriebeeingangswelle 11 ist ein Vorschaltgetriebe in Form einer Splitgruppe 17 angeordnet. Der Splitgruppe 17 nachgeordnet ist ein Hauptgetriebe 18. Das Hauptgetriebe 18 ist als ein unsynchronisiertes Getriebe ausgeführt. Es weist damit für die einzelnen Gänge keine Synchronisierungen auf. Die Synchronisation der Drehzahlen bei einem Gangwechsel wird mittels der Antriebsmaschine 14 durchgeführt.
Mittels der Splitgruppe 17 kann die Getriebeeingangswelle 11 über zwei verschiedene Zahnradpaarungen 20, 21 mit einer parallel zur Getriebeeingangswelle 11 angeordneten Vorgelegewelle 22 in Wirkverbindung gebracht werden. Die Zahnradpaarungen 20, 21 weisen eine unterschiedliche Übersetzung auf. Die Splitgruppe 17 ist im Gegensatz zum Hauptgetriebe 18 synchronisiert ausgeführt.
Auf der Vorgelegewelle 22 sind verdrehfest Festräder 23, 24, 25 für den 3., 2. und 1. Gang des Hauptgetriebes 18 angeordnet. Die Festräder 23, 24, 25 kämmen jeweils mit zugehörigen Losrädern 26, 27, 28, welche drehbar auf einer koaxial zur Getriebeeingangswelle 11 angeordneten Getriebeausgangswelle 29 angeordnet sind. Das Losrad 26 kann mittels einer Schiebemuffe 30, die Losräder 27 und 28 mittels einer Schiebemuffe 31 verdrehfest und formschlüssig mit der Getriebeausgangswelle 29 verbunden werden.
Eine Schiebemuffe 41 der Splitgruppe 17 und die Schiebemuffen 30, 31, 39 des Hauptgetriebes 18 sind mit den nicht dargestellten Stellgliedern des Getriebes 19 betätigbar. Damit kann eine formschlüssige Verbindung zwischen zugehörigen Schaltelementen und der Getriebeausgangswelle 29 hergestellt oder unterbrochen werden.
Von der Getriebeausgangswelle 29 wird das gewandelte Drehmoment und die Drehzahl der Antriebsmaschine 14 mittels einer Antriebswelle 32 an ein Achsgetriebe 33 übertragen, welches in an sich bekannter Weise die Drehzahl in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen über zwei Abtriebswellen 34, 35 an Antriebsräder 36, 37 überträgt.
Die Steuerungseinrichtung 16 steht in SignalVerbindung mit einer Fahrbahninformationseinrichtung in Form einer digitalen Kamera 53, welche einen Abschnitt der Fahrbahn in Fahrrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst. Die Kamera 53 ermittelt daraus Informationen über den Verlauf der Fahrbahn, wie beispielsweise eine Steigung oder ein Gefälle, Kurven oder einen Fahrbahnzustand wie beispielsweise Nässe oder Eis. Diese Informationen stellt die Kamera 53 der
Steuerungseinrichtung 16 zur Verfügung, welche diese bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine 14 und des Getriebes 19 berücksichtigt.
Das Getriebe kann auch noch über eine so genannte Nachschaltgruppe verfügen, welche hinter dem Hauptgetriebe angeordnet ist. Mit dieser Nachschaltgruppe, welche als eine Rangegruppe ausgeführt sein kann, kann die Gangzahl des Getriebes noch einmal verdoppelt werden. Das Getriebe kann auch noch über ein zentrales Synchronisierelement, wie beispielsweise über eine Getriebebremse, verfügen. Mittels des Synchronisierelements kann bei Hochschaltungen beispielsweise die Vorgelegewelle abgebremst werden.
In Fig. 2a ist der Verlauf einer Leistungsanforderung (Linie 60a) an die Antriebsmaschine 14 über der Zeit in [s] in Form einer Stellung des Fahrpedals 52 in [%] dargestellt und in Fig. 3a der eingelegte Gang im Getriebe 19 (Linie 61a) , ebenfalls über der Zeit. Zwei Fahrpedalwerte FPl und FP2 begrenzen einen Bereich um die Nulllast der Antriebsmaschine 14 bei einer FahrpedalStellung von Null. Die Grenzen des Bereichs sind durch zwei Linien 62a und 63a dargestellt. Wenn die Leistungsanforderung innerhalb dieses Bereichs liegt, prüft die Steuerungseinrichtung 16, ob die Antriebsverbindung zwischen der Antriebsmaschine 14 und der
Getriebeausgangswelle 29 unterbrochen werden kann. Dazu kann die Steuerungseinrichtung 16 beispielsweise die Stellglieder des Getriebes 19 so ansteuern, dass die Splitgruppe 17 in eine NeutralStellung gebracht wird, also von der Splitgruppe 17 kein Drehmoment übertragen wird. Außerdem ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung 16 den eingelegten, unsynchronisierten Gang im Hauptgetriebe 18 auslegt oder eine eventuell vorhandene Nachschaltgruppe in eine Neutralstellung bringt.
Bis zum Zeitpunkt tla ist die Leistungsanforderung größer als der obere Grenzwert FPl und im Getriebe 19 ist ein Gang eingelegt. Zum Zeitpunkt tla wird die Leistungsanforderung kleiner als FPl, die Leistungsanforderung liegt also in dem genannten Bereich um die Nulllast der Antriebsmaschine 14. Deshalb prüft die Steuerungseinrichtung 16, ob die Antriebsverbindung im Getriebe 19 unterbrochen werden soll. Die Steuerungseinrichtung 16 trifft diese Entscheidung in Abhängigkeit von einer Information über die Steigung der Fahrbahn in einem Abschnitt vor dem Kraftfahrzeug.
In Fig. 4a ist ein Verlauf der Steigung in [%] (Linie 64a) über der Entfernung vom Kraftfahrzeug in [m] innerhalb des betrachteten Abschnitts zum Zeitpunkt tla dargestellt. Die Steuerungseinrichtung 16 bildet für den gesamten Abschnitt einen Betrag einer Differenz zwischen einer aktuellen Steigung und der Steigung der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug. Da die Fahrbahn nur ein geringes Gefälle aufweist, ist dieser Betrag für den in Fig. 4a dargestellten Verlauf immer kleiner als ein Steigungsdifferenzgrenzwert. Das Kraftfahrzeug kann damit den gesamten Abschnitt ohne Antriebsleistung zurücklegen, ohne dabei stark an Geschwindigkeit zu verlieren. Aus diesem Grund legt die Steuerungseinrichtung 16 den momentan eingelegten Gang im Hauptgetriebe 18 aus, was in Fig. 2a mit einem aktuellen Gang von Null gekennzeichnet ist. Zum Zeitpunkt t2a wird die Leistungsanforderung wieder größer als der obere Grenzwert FPl. Als Reaktion darauf stellt die Steuerungseinrichtung 16 die Antriebsverbindung wieder her, wobei auf Grund der leicht gesunkenen Geschwindigkeit (nicht dargestellt) ein niedrigerer Gang als vor der Unterbrechung eingelegt wird.
In der Fig. 2b ist derselbe Verlauf der Leistungsanforderung wie in Fig. 2a dargestellt. Die entsprechenden Größen sind mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet, wobei „a" durch „b" ersetzt wurde. Zum Zeitpunkt tlb wird die Leistungsanforderung kleiner als der obere Grenzwert FPl und die Steuerungseinrichtung 16 unterbricht auf Grund von nicht dargestellten Informationen über die Steigung der Fahrbahn die AntriebsVerbindung im Getriebe. Während die Antriebsverbindung aufgetrennt ist, bildet die Steuerungseinrichtung 16 in regelmäßigen Zeitabständen von beispielsweise 20 ms, 500 ms oder 1 s den genannten Betrag der Differenz zwischen der aktuellen Steigung und der Steigung der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug. Nach Bildung des Betrags prüft die Steuerungseinrichtung 16, ob der Betrag größer ist als ein Steigungsdifferenzgrenzwert. Bis zum Zeitpunkt t2b ist der Betrag kleiner als der Steigungsdifferenzgrenzwert, weshalb die Antriebsverbindung aufgetrennt bleibt .
In Fig. 4b ist der Verlauf der Steigung innerhalb des betrachteten Abschnitts zum Zeitpunkt t2b dargestellt. Am Ende des Abschnitts wächst die Steigung stark an, so dass der genannte Betrag größer wird wie der Steigungsdifferenzgrenzwert . Deshalb stellt die Steuerungseinrichtung 16, wie in Fig. 3b dargestellt, die Antriebsverbindung im Getriebe 19 zum Zeitpunkt t2b wieder her.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit
- einer Antriebsmaschine (14) ,
- einem automatischen Getriebe (19) und
- einer Steuerungseinrichtung (16) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (14) und des Getriebes (19) , wobei die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, wenn eine Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine (14) in einem ersten Bereich um eine Nulllast liegt, eine Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangswelle (11) und einer Getriebeausgangswelle (29) zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) mit einer Fahrbahninformationseinrichtung (Kamera 53), welche Informationen über einen Verlauf der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liefert, in Signalverbindung steht und die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, eine Entscheidung über eine Unterbrechung und/oder Wiederherstellung der AntriebsVerbindung in Abhängigkeit der genannten Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu treffen.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, die Antriebsverbindung zu unterbrechen, wenn auf Grund der Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu erwarten ist, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine (14) innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen zweiten Bereich um die Nulllast nicht verlässt.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, die Antriebsverbindung wieder herzustellen, wenn auf Grund der Informationen über den Verlauf der Fahrbahn zu erwarten ist, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine (14) innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen dritten Bereich um die Nulllast verlässt.
4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, zu erwarten, dass die Leistungsanforderung an die Antriebsmaschine (14) innerhalb eines Abschnitts der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug einen zweiten und/oder dritten Bereich um die Nulllast nicht verlässt, wenn sich eine Steigung der Fahrbahn innerhalb des Abschnitts gegenüber einer aktuellen Steigung um weniger als einen festlegbaren Steigungsdifferenzgrenzwert ändert.
5. Antriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, zum Befahren des Abschnitts der Fahrbahn notwendige Leistungsanforderungen an die Antriebsmaschine (14) abzuschätzen und zu prüfen, ob die abgeschätzten Leistungsanforderungen den zweiten und/oder dritten Bereich verlassen.
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