DE102011005284A1

DE102011005284A1 - Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe

Info

Publication number: DE102011005284A1
Application number: DE102011005284A
Authority: DE
Inventors: Peter Schiele; Klaus Steinhauser; Wolfgang Wiest; Wolfgang Koesling
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: DE102011005284B4

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe wird die Wandlerkupplung des Automatgetriebes geschlossen oder in einen Zustand mit geringem Schlupf überführt, wobei die Drehmomentübertragungsfähigkeit mindestens eines im Fahrgang, aus dem in den Segelbetrieb eingestiegen wird, drehmomentführenden Schaltelementes derart abgesenkt wird, dass sich im Schaltelement ein Schlupf einstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist für Fahrzeuge umfassend ein Automatgetriebe bekannt, zur Erzielung einer Kraftstoffersparnis einen sogenannten Segelbetrieb zu realisieren, bei dem das Fahrzeug im Fahrbetrieb ohne Zugkraftanforderung, beispielsweise im Schubbetrieb, frei rollen kann.
Im Segelbetrieb wird demnach im Automatgetriebe des Fahrzeugs ohne die Notwendigkeit eines entsprechenden Fahrerwunsches nach Neutral geschaltet, wobei die Wandlerkupplung des Getriebes geöffnet wird. Hierbei ist in der Position Neutral mindestens ein für einen Fahrgang benötigtes Schaltelement vollständig geöffnet. Wenn ein Automatgetriebe nach Neutral überführt wird, erfolgt in der Regel eine Gangnachführung in Position Neutral, um bei erneutem Gangeinlegen die zur aktuellen Fahrgeschwindigkeit passende Getriebeübersetzung ohne Verzögerung zur Verfügung stellen zu können.
Bei Beendigung des Segelbetriebs des Fahrzeugs wird die Fahrstufe automatisch wieder eingelegt, wobei zu diesem Zweck das für diese Fahrstufe benötigte Schaltelement befüllt wird. Durch die erforderliche Befüllzeit des Schaltelementes wird die Drehmomentübertragung des Getriebes in nachteiliger Weise verzögert, was in Komforteinbußen resultiert. Des Weiteren muss nach Beendigung des Segelbetriebs die Wandlerkupplung in einen geregelten Schlupfbetrieb bzw. in den geschlossenen Zustand überführt werden, um beim Übergang des Antriebsstrangs in den Zugbetrieb ein zu starkes Ansteigen der Motordrehzahl zu vermeiden.
Die zur Befüllung des Schaltelementes und zum Einregeln der Wandlerkupplung benötigte Zeit wird in der Regel als verzögerter Kraftschlussaufbau wahrgenommen, was neben den Komforteinbußen auch in einer geringen Akzeptanz der Funktion „Segelbetrieb” resultieren kann.
Aus der DE 10 2004 017 115 A1 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung in einem automatischen Fahrgeschwindigkeitsregelbetrieb und/oder einem automatischen Abstandsregelungsbetrieb für ein Fahrzeug mit einem automatischem oder automatisiertem Getriebe bekannt, im Rahmen dessen die Fahrgeschwindigkeit Werte in einem Bereich um die Sollgeschwindigkeit annehmen kann, wobei eine kraftstoffsparende Betriebsart eingestellt wird. Hierbei umfasst das Verfahren eine Beschleunigungsphase und eine Ausrollphase des Fahrzeugs; in der Beschleunigungsphase wird das Fahrzeug auf eine obere Schwelle für die Geschwindigkeit beschleunigt, die höher als die Sollgeschwindigkeit ist, wobei die anschließende Ausrollphase, bei der eine kraftschlussneutrale Position geschaltet wird, bis zum Erreichen einer unteren Schwelle für die Geschwindigkeit dauert, derart, dass bei Erreichen einer unteren Schwelle für die Geschwindigkeit das Fahrzeug im verbrauchsoptimierten Bereich wieder auf die obere Schwelle für die Geschwindigkeit beschleunigt wird. Durch das bekannte Verfahren soll ein verbrauchs- und emissionsarmer Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden.
Des Weiteren geht aus der DE 10 2008 029 453 A1 ein Verfahren zum Einstellen eines Segelmodus bei einem Kraftfahrzeug hervor, bei dem vor einer Fahrpedalstellung im Schubbetrieb, bei welcher sich das Fahrpedal in einer Nullstellung befindet, eine für den Fahrer haptisch spürbare Zwischenstellung vorgesehen ist, welche in den Segelmodus schaltet. Im Segelmodus wird der Motor des Fahrzeugs vom Antriebsstrang getrennt, wobei das Trennen durch eine automatische Betätigung der Kupplung oder durch ein automatisches Einlegen des Leerganges erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe anzugeben, durch dessen Durchführung Verzögerungen beim Kraftschlussaufbau nach Beendigung des Segelbetriebs weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Wandlerkupplung des Automatgetriebes geschlossen oder in einen Zustand mit geringem Schlupf überführt wird, wobei die Drehmomentübertragungsfähigkeit mindestens eines im Fahrgang, aus dem in den Segelbetrieb eingestiegen wird, drehmomentführenden Schaltelementes derart abgesenkt wird, dass sich im Schaltelement ein Schlupf einstellt. Vorzugsweise wird als Druck im Wesentlichen der Fülldruck eingestellt. Der Druck entspricht der Summe aus dem Fülldruck, einem Adaptionswert, einem Hysteresewert und einem Druckoffset für den Segelbetrieb.
Vorzugsweise wird nur eins der drehmomentführenden Schaltelemente auf den Fülldruck überführt, so dass sich unter Drehmomentbelastung ein Schlupf einstellt; dieses Schaltelement, im Folgenden auch Segelschaltelement genannt, wird demnach nicht vollständig geöffnet bzw. gelüftet.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird in vorteilhafter Weise der Kraftschlussaufbau nach Beendigung des Segelbetriebs sehr schnell durchgeführt, da die Wandlerkupplung geschlossen ist und das zumindest eine Segelschaltelement nicht vollständig geöffnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Ein Diagramm enthaltend die Verläufe der Abtriebsdrehzahl, der Motordrehzahl, des Druckes des Segelschaltelementes und der von der Motorsteuerung generierten Motorzieldrehzahlvorgabe als Funktion der Zeit zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, dass der Fahrgang zu Beginn des Segelbetriebs dem Fahrgang bei Beendigung des Segelbetriebs entspricht;
2: ein Diagramm enthaltend die Verläufe der Abtriebsdrehzahl, der Motordrehzahl, des Druckes des Segelschaltelementes, der von der Motorsteuerung generierten Motorzieldrehzahlvorgabe, des Druckes des abschaltenden Schaltelementes und des Druckes des zuschaltenden Schaltelementes als Funktion der Zeit zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, dass während des Segelbetriebs eine Schaltung durchgeführt wird;
3: ein Diagramm enthaltend die Verläufe der Abtriebsdrehzahl, der Motordrehzahl, des Druckes des ersten Segelschaltelementes, der von der Motorsteuerung generierten Motorzieldrehzahlvorgabe und des Druckes des zweiten Segelschaltelementes als Funktion der Zeit zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall eines Gangwechsels während des Segelbetriebs, wobei das Segelschaltelement gewechselt wird; und
4: ein Diagramm enthaltend die Verläufe der Abtriebsdrehzahl, der Motordrehzahl, des Druckes des ersten Segelschaltelementes, der von der Motorsteuerung generierten Motorzieldrehzahlvorgabe und des Druckes des zweiten Segelschaltelementes als Funktion der Zeit zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, dass das Segelschaltelement außerhalb einer Schaltung gewechselt wird.
In 1 ist der zeitliche Verlauf der Abtriebsdrehzahl n_ab multipliziert mit der aktuellen Gangübersetzung i_gang mit A, der zeitliche Verlauf der Motordrehzahl n_mot, der bei erfindungsgemäß geschlossener Wandlerkupplung der Turbinendrehzahl n_t entspricht, mit B, der zeitliche Verlauf des Druckes p_x des Segelschaltelementes mit C und der zeitliche Verlauf der von der Motorsteuerung optional generierten Motorzieldrehzahlvorgabe mit D bezeichnet.
Zum Zeitpunkt t_0 wird der Segelbetrieb eingeleitet, indem gemäß der Erfindung die Wandlerkupplung des Automatgetriebes geschlossen oder in einen Zustand mit geringem Schlupf überführt wird, wobei durch eine Druckabsenkung vorzugsweise auf den Fülldruck, im Segelschaltelement dessen Drehmomentübertragungsfähigkeit abgesenkt wird, so dass sich im Segelschaltelement unter Drehmomentbelastung ein Schlupf einstellt. Dadurch wird die Motordrehzahl n_mot ebenfalls abgesenkt und erreicht die Motorleerlaufdrehzahl.
Der Druck des Segelschaltelementes während des Segelbetriebs bei dem gezeigten Beispiel entspricht der Summe aus dem Fülldruck, einem Adaptionswert, einem Hysteresewert und einem Druckoffset für den Segelbetrieb.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das Segelschaltelement beim Segelbetrieb vollständig geöffnet wird, wobei dann vor der Schließrampe eine Schaltelementbefüllung vorgenommen werden muss.
Gemäß dem in 1 dargestellten Beispiel wird zum Zeitpunkt t_1 der Segelbetrieb beendet und das Segelschaltelement sodann synchronisiert. Hierbei wird der Motor des Fahrzeugs in einem Drehzahlregelmodus betrieben, wobei der Druck p_x im Segelschaltelement erhöht wird. Zum Zeitpunkt t_2 ist das Segelschaltelement vollständig geschlossen und es sind Folgeschaltungen möglich.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 2 kann während des Segelbetriebs zum Zweck der Gangnachführung eine Schaltung durchgeführt werden, wobei das Segelschaltelement für den aktuellen und den zu schaltenden Gang benötigt wird. In 2 ist der zeitliche Verlauf des Druckes p_kab des bei der Schaltung abschaltenden Schaltelementes mit E und der zeitliche Verlauf des Druckes p_kzu des bei der Schaltung zuschaltenden Schaltelementes mit F bezeichnet.
Zum Zeitpunkt t_0 wird der Segelbetrieb eingeleitet, indem gemäß der Erfindung die Wandlerkupplung des Automatgetriebes geschlossen oder in einen Zustand mit geringem Schlupf überführt wird, wobei durch eine Druckabsenkung, vorzugsweise auf den Fülldruck, im Segelschaltelement dessen Drehmomentübertragungsfähigkeit abgesenkt wird, so dass sich im Segelschaltelement unter Drehmomentbelastung ein Schlupf einstellt.
Anschließend wird zum Zeitpunkt t_1 der Druck p_kab des abschaltenden Schaltelementes abgesenkt und der Druck p_kzu des bei der Schaltung zuschaltenden Schaltelementes erhöht; der Gangwechsel im aktiven Segelbetrieb ist zum Zeitpunkt t_2 beendet, wobei zum Zeitpunkt t_3 der Segelbetrieb beendet wird; analog zum Ausführungsbeispiel nach 1 wird der Motor in einem Drehzahlregelmodus betrieben, wobei der Druck p_x im Segelschaltelement erhöht wird. Zum Zeitpunkt t_4 ist das Segelschaltelement vollständig geschlossen.
Im Rahmen einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens und bezugnehmend auf 3 kann das Segelschaltelement während des Segelbetriebs im Rahmen einer Gangnachführung bzw. innerhalb einer Schaltung gewechselt werden; dies kann insbesondere der Fall sein, wenn eine Gangnachführung in einen Gang erforderlich ist, in dem das aktuelle Segelschaltelement nicht benötigt wird.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel wird bei aktivem Segelbetrieb eine Nachführung von einem Gang, bei dem die Schaltelemente B, D und E (zur Vereinfachung nicht dargestellt) benötigt werden, in einen Gang, bei dem die Schaltelemente B, C und E benötigt werden, durchgeführt, wobei im aktuellen Gang das Schaltelement D als Segelschaltelement dient und im neuen Gang das Schaltelement B als Segelschaltelement dienen soll. Schaltelement E bleibt geschlossen; die dem Schaltelement E zugeordneten Verläufe sind in 3 nicht dargestellt.
Zum Zeitpunkt t_0 ist der Segelbetrieb mit Schaltelement D als Segelschaltelement aktiv, wobei der Druck p_B am Schaltelement B derart eingestellt ist, dass das Schaltelement B geschlossen ist; der zeitliche Verlauf des Druckes am Schaltelement B ist mit H bezeichnet. Zum Zeitpunkt t_1 erfolgt im Rahmen der Gangnachführung ein Gangwechsel, wobei der Druck p_C am zuschaltenden Schaltelement (Kurve G) erhöht wird und den Fülldruckwert erreicht und wobei der Druck p_B am Schaltelement B reduziert wird (Kurve H) und zum Zeitpunkt t_2 den Wert des Druckes am aktuellen Segelschaltelement D (Kurve C) erreicht, so dass zu diesem Zeitpunkt ein Wechsel des Segelschaltelementes durchgeführt wird; der Druck am Schaltelement D wird auf den Wert Null abgesenkt.
Zum Zeitpunkt t_3 ist das Schaltelement C geschlossen und der Segelbetrieb wird mit dem Schaltelement B im Schlupfbetrieb fortgesetzt. Wie aus 3 ersichtlich, wird zum Zeitpunkt t_4 der Segelbetrieb beendet, wobei der Druck p_B im Segelschaltelement B erhöht wird. Zum Zeitpunkt t_5 ist das Segelschaltelement B vollständig geschlossen.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung, die Gegenstand der 4 ist, kann das Segelschaltelement außerhalb einer Schaltung gewechselt werden, wobei nach dem Wechsel des Segelschaltelementes ein Gangwechsel im aktiven Segelbetrieb durchgeführt werden kann.
Bei dem in 4 gezeigten Beispiel wird bei aktivem Segelbetrieb das Segelschaltelement gewechselt, wobei anschließend ein Gangwechsel mit dem neuen Segelschaltelement durchgeführt wird. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 beschrieben, ist zu Beginn ein Gang eingelegt, für den die Schaltelemente B, D und E benötigt werden, wobei der Zielgang ein Gang ist, bei dem die Schaltelemente B, C und E benötigt werden. Vor dem Gangwechsel wird ein Wechsel des Segelschaltelementes durchgeführt, wobei im aktuellen Gang das Schaltelement D als Segelschaltelement dient und im neuen Gang das Schaltelement B als Segelschaltelement dienen soll. Schaltelement E bleibt geschlossen; die dem Schaltelement E zugeordneten Verläufe sind in 4 nicht dargestellt.
Zum Zeitpunkt t_0 ist der Segelbetrieb mit Schaltelement D als Segelschaltelement aktiv, wobei der Druck p_B am Schaltelement B derart eingestellt ist, dass das Schaltelement B geschlossen ist; der zeitliche Verlauf des Druckes am Schaltelement B ist wie in 3 mit H bezeichnet. Zum Zeitpunkt t_1 wird der Druck p_B am Schaltelement B reduziert (Kurve H); der Druck p_B erreicht zum Zeitpunkt t_2 den Wert des Druckes am aktuellen Segelschaltelement D (Kurve C), so dass zu diesem Zeitpunkt ein Wechsel des Segelschaltelementes durchgeführt wird.
Zum Zeitpunkt t_2 wird der Druck am Schaltelement D erhöht, wobei anschließend (Zeitpunkt t_3) der Druck p_C am zuschaltenden Schaltelement C (Kurve G) erhöht wird und den Befülldruckwert erreicht, wobei zum Zeitpunkt t_4 ist das Schaltelement C vollständig geschlossen und das Schaltelement D geöffnet ist. Ferner wird zum Zeitpunkt t_5 der Segelbetrieb beendet, wobei der Druck p_B im Segelschaltelement B erhöht wird; zum Zeitpunkt t_6 ist das Segelschaltelement B vollständig geschlossen.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann bei geschlossener oder mit geringem Schlupf betriebener Wandlerkupplung ein Segelbetrieb realisiert werden, wobei während des Segelbetriebs ein Wechsel des Segelschaltelementes und/oder ein Gangwechsel ermöglicht werden. In vorteilhafter Weise wird nach Beendigung des Segelbetriebs der Kraftschlussaufbau sehr schnell durchgeführt, da die Wandlerkupplung geschlossen ist und das Segelschaltelement nicht vollständig geöffnet ist.
Bezugszeichen

A

zeitlicher Verlauf der Abtriebsdrehzahl n_ab multipliziert mit der aktuellen Gangübersetzung i_gang

B

zeitlicher Verlauf der Motordrehzahl n_mot

C

zeitlicher Verlauf des Druckes p_x des Segelschaltelementes

D

zeitlicher Verlauf der von der Motorsteuerung optional generierten Motorzieldrehzahlvorgabe

E

zeitlicher Verlauf des Druckes p_kab des bei der Schaltung abschaltenden Schaltelementes

F

zeitlicher Verlauf des Druckes p_kzu des bei der Schaltung zuschaltenden Schaltelementes

G

zeitlicher Verlauf des Druckes p_C am zuschaltenden Schaltelement

H

zeitlicher Verlauf des Druckes p_B am Schaltelement B

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004017115 A1 [0006]
DE 102008029453 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einstieg in den Segelbetrieb die Wandlerkupplung des Automatgetriebes geschlossen oder in einen Zustand mit geringem Schlupf überführt wird, wobei die Drehmomentübertragungsfähigkeit mindestens eines im Fahrgang, aus dem in den Segelbetrieb eingestiegen wird, drehmomentführenden Schaltelementes derart abgesenkt wird, dass sich im Schaltelement ein Schlupf einstellt.
Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsfähigkeit mindestens eines im Fahrgang, aus dem in den Segelbetrieb eingestiegen wird, drehmomentführenden Schaltelementes dadurch abgesenkt wird, dass im Schaltelement, das als Segelschaltelement dient, als Druck im Wesentlichen der Fülldruck eingestellt wird, so dass sich unter Drehmomentbelastung ein Schlupf einstellt.
Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsfähigkeit nur eines im Fahrgang, aus dem in den Segelbetrieb eingestiegen wird, drehmomentführenden Schaltelementes abgesenkt wird.
Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Segelbetriebs zum Zweck der Gangnachführung eine Schaltung durchgeführt werden kann, wobei das Segelschaltelement für den aktuellen und den zu schaltenden Gang benötigt wird.
Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Segelschaltelement während des Segelbetriebs im Rahmen einer Gangnachführung bzw. innerhalb einer Schaltung gewechselt wird, wenn eine Gangnachführung in einen Gang erforderlich ist, in dem das aktuelle Segelschaltelement nicht benötigt wird.
Verfahren zur Realisierung des Segelbetriebs bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Segelschaltelement im Segelbetrieb außerhalb einer Schaltung gewechselt werden kann, wobei nach dem Wechsel des Segelschaltelementes ein Gangwechsel im aktiven Segelbetrieb durchgeführt werden kann.