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Dokumentenidentifikation DE102006018438A1 25.10.2007
Titel Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes
Anmelder ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Jauch, Friedemann, Dr., 88069 Tettnang, DE;
Schuler, Franz-Josef, 88079 Kressbronn, DE;
Kiefer, Michael, 88069 Tettnang, DE;
Spörl, Peter, 88214 Ravensburg, DE
DE-Anmeldedatum 20.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006018438
Offenlegungstag 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/16(2006.01)A, F, I, 20060420, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 59/36(2006.01)A, L, I, 20060420, B, H, DE   F16H 59/66(2006.01)A, L, I, 20060420, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Stufenautomatgetriebes, wobei mindestens ein Gang des Automatgetriebes ein Overdrive-Gang ist, in welchem auf Grundlage eines zu langen bzw. zu hohen Übersetzungsverhältnisses eine Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann. Erfindungsgemäß wird für den oder jeden Overdrive-Gang mindestens ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger und fahrzeugneigungsabhängiger Grenzwert festgelegt, wobei dann, wenn auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs der oder jeder Grenzwert eines Overdrive-Gangs überschritten wird, für diesen Overdrive-Gang eine Hochschaltverhinderung aktiviert wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 5.

Fahrzeuge benötigen Getriebe, um Drehmomente und Drehzahlen zu wandeln. Aufgabe eines Fahrzeuggetriebes ist es, das Zugkraftangebot eines Antriebsaggregats umzusetzen. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sollen unter dem Begriff Automatgetriebe alle Getriebe mit einem automatischen Gangwechsel verstanden werden, die auch als Stufenautomatgetriebe bezeichnet werden. Bei aus der Praxis bekannten Automatgetrieben wird eine Schaltstrategie zur Überführung des Automatgetriebes von einem Ist-Gang in einen Soll-Gang in einer Getriebesteuerungseinrichtung ermittelt, nämlich auf Grundlage von in der Getriebesteuerungseinrichtung hinterlegten Schaltkennfeldern, die Schaltkennlinien umfassen.

Aus der Praxis sind bereits Automatgetriebe bekannt, die mindestens einen Overdrive-Gang umfassen. Unter einem Overdrive-Gang ist ein Gang des Automatgetriebes zu verstehen, in welchem auf Grundlage eines zu langen bzw. zu hohen Übersetzungsverhältnisses des Overdrive-Gangs eine Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann. Overdrive-Gänge werden bei Automatgetrieben insbesondere in mittleren Geschwindigkeitsbereichen des Kraftfahrzeugs genutzt, um über eine Drehzahlabsenkung den Verbrauch des Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Werden solche Overdrive-Gänge auch in hohen Geschwindigkeitsbereichen des Kraftfahrzeugs zugelassen, so kann die Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden, was letztendlich vom Fahrer als Nachteil empfunden wird. Bislang sind aus dem Stand der Technik keine Verfahren zum Betreiben von Automatgetrieben mit Overdrive-Gängen bekannt, welche der obigen Problematik Rechnung tragen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes zu schaffen.

Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach wird für den oder jeden Overdrive-Gang mindestens ein fahrzeuggeschwindigkeitsabgängiger und fahrzeugneigungsabhängiger Grenzwert festgelegt, wobei dann, wenn auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs der oder jeder Grenzwert eines Overdrive-Gangs überschritten wird, für diesen Overdrive-Gang eine Hochschaltverhinderung aktiviert wird.

Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes gemäß Anspruch 5 gelöst. Hiernach wird die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs erfasst, wobei dann, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs mindestens einen Grenzwert überschreitet, ein angepasstes Schaltkennfeld aktiviert wird, welches das Hochschalten in mindestens einen der Overdrive-Gänge verhindert.

Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, abhängig von einer erkannten Fahrsituation, nämlich abhängig von der Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs, entweder eine Hochschaltverhinderung für mindestens einen Overdrive-Gang oder ein angepasstes Schaltkennfeld zu aktivieren. Im Sinne der Erfindung wird demnach lediglich ein Hochschalten in Overdrive-Gänge innerhalb gewisser Fahrzustände des Kraftfahrzeugs verhindert, die Overdrive-Gänge werden jedoch nicht vollständig ausgeblendet bzw. unterdrückt. Dies hat den Vorteil, dass keine Zwangsrückschaltungen aus den Overdrive-Gängen heraus erfolgen.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass dann, wenn ein Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs im Schubbetrieb betrieben wird, wie dies insbesondere beim Ausrollen oder Bremsen des Kraftfahrzeugs der Fall ist, nicht selbständig in einen Overdrive-Gang hochgeschaltet werden kann.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematisierte Darstellung eines ein Automatgetriebe umfassenden Antriebsstrangs;

2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

3: ein weiteres Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

4: ein weiteres Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt stark schematisiert einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang von einem Antriebsaggregat 1, einem Automatgetriebe 2 und angetriebenen Rädern 3 des Kraftfahrzeugs gebildet wird. Das Automatgetriebe 2 setzt ein Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 auf die Räder 3 des Kraftfahrzeugs um. Dann, wenn der Antriebsstrang gemäß 1 im Zugbetrieb betrieben wird, ist ein Leistungsfluss in Richtung des Pfeils 4 vom Antriebsaggregat 1 in Richtung auf die Räder 3 gerichtet. Wird hingegen der Antriebsstrang z. B. beim Bremsen oder Ausrollen im Schubbetrieb betrieben, so ist der Leistungsfluss in Richtung des Pfeils 4 von den Rädern 3 zum Antriebsaggregat 1 gerichtet.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes, welches mindestens einen Overdrive-Gang umfasst. Unter einem Overdrive-Gang sind solche Gänge des Automatgetriebes zu verstehen, in welchen bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs auf Grundlage eines zu langen bzw. zu hohen Übersetzungsverhältnisses des Overdrive-Gangs die Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann.

So zeigt 2 schematisiert ein Steigfähigkeitsdiagramm eines Automatgetriebes, in welchem auf der horizontal verlaufenden Achse 6 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in km/h und auf der vertikal verlaufenden Achse 7 eine Neigung des Kraftfahrzeugs in % aufgetragen ist. In das Steigfähigkeitsdiagramm der 2 sind für die vier obersten bzw. höchsten Gänge eines Automatgetriebes Kurven 8, 9, 10 und 11 eingetragen, wobei die Kurven 8, 9, 10 und 11 für die entsprechenden Gänge die in den jeweiligen Gängen neigungsabhängig erreichbare Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs darstellen.

Nachfolgend sei unter Bezugnahme auf 2 bis 4 rein exemplarisch davon ausgegangen, dass das Automatgetriebe über insgesamt acht Vorwärtsgänge verfügt, wobei die Kurve 11 dem fünften Vorwärtsgang, die Kurve 10 dem sechsten Vorwärtsgang, die Kurve 9 dem siebten Vorwärtsgang und die Kurve 8 dem achten Vorwärtsgang des Automatgetriebes entspricht.

So kann 1 entnommen werden, dass bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt (Neigung beträgt in diesem Fall dann 0 %) lediglich mit dem sechsten Vorwärtsgang die Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erreicht werden kann, jedoch nicht mit dem siebten und achten Vorwärtsgang die jeweils gegenüber dem sechsten Vorwärtsgang eine höhere bzw. längere Übersetzung aufweisen.

Bei dem siebten Vorwärtsgang und achten Vorwärtsgang handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel demnach jeweils um einen Overdrive-Gang, mit welchem auf Grundlage eines zu hohen bzw. zu langen Übersetzungsverhältnisses die Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann. Solche Overdrive-Gänge dienen der Verbrauchsreduzierung eines Kraftfahrzeugs über eine Drehzahlabsenkung.

Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, für den oder jeden Overdrive-Gang eines Automatgetriebes, im gezeigten Ausführungsbeispiel für den siebten Vorwärtsgang sowie den achten Vorwärtsgang des Automatgetriebes, mindestens einen fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen und fahrzeugsneigungsabhängigen Grenzwert festzulegen, wobei dann, wenn auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs der oder jeder Grenzwert des Overdrive-Gangs überschritten wird, eine Hochschaltverhinderung für den entsprechenden Overdrive-Gang aktiviert wird. Fahrsituationsabhängig wird demnach für Overdrive-Gänge des Automatgetriebes eine Hochschaltverhinderung aktiviert.

So zeigt 2 schematisiert für den siebten Vorwärtsgang sowie den achten Vorwärtsgang Bereiche 12 und 13, in welchen eine Hochschaltverhinderung für den jeweiligen Vorwärtsgang aktiviert wird. Der Bereich 12 entspricht dabei einer Hochschaltverhinderung für den siebten Vorwärtsgang, der Bereich 13 entspricht hingegen einer Hochschaltverhinderung für den achten Vorwärtsgang.

Es liegt demnach im ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung, die aktuelle Geschwindigkeit sowie die aktuelle Neigung des Kraftfahrzeugs zu erfassen, wobei dann, wenn die aktuelle Geschwindigkeit und Neigung oberhalb eines für einen Overdrive-Gang festgelegten Grenzwerts liegen, eine Hochschaltverhinderung für diesen Overdrive-Gang aktiviert wird.

Der oder jeder fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige und fahrzeugneigungsabhängige Grenzwert eines Overdrive-Gangs wird dabei vorzugsweise aus einer Fahrwiderstandsberechnung des Kraftfahrzeugs abgeleitet, die von der Gangübersetzung, Neigung, Beladung sowie gegebenenfalls von einem Hängerbetrieb des Kraftfahrzeugs abhängig ist.

Bei einer für einen Overdrive-Gang aktivierten Hochschaltverhinderung wird das Hochschalten in den entsprechenden Overdrive-Gang hinein verhindert bzw. unterdrückt, das Runterschalten aus dem Overdrive-Gang heraus in einen Gang mit einer kürzeren Übersetzung wird hingegen zugelassen, und zwar vorzugsweise abhängig von einer einen Fahrerwunsch repräsentierenden Größe, so z. B. von einer Fahrpedalbetätigung.

Eine einmal aktivierte Hochschaltverhinderung für einen Overdrive-Gang wird dann deaktiviert, wenn der oder jeder fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige und fahrzeugneigungsabhängige Grenzwert des Overdrive-Gangs unterschritten wird und weiterhin der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs für eine definierte Zeitspanne im Zugbetrieb betrieben wurde.

Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass abhängig von einer aktuellen Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs bei Überschreiten eines Grenzwerts ein angepasstes Schaltkennfeld aktiviert wird, in welchem Hochschaltungen in Overdrive-Gänge des Automatgetriebes verhindert werden. Das Deaktivieren des angepassten Schaltkennfelds erfolgt wiederum dann, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs den oder jeden Grenzwert unterschreitet und weiterhin der Antriebsstrang für eine definierte Zeitspanne im Zugbetrieb betrieben wurde. Das Aktivieren sowie Deaktivieren des angepassten Schaltkennfelds erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung einer einen Fahrerwunsch repräsentierenden Größe, insbesondere einer Fahrpedalbetätigungsgröße.

Zwei Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Automatgetriebes werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.

3 zeigt ein Diagramm, in welchem auf der horizontal verlaufenden Achse 14 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und auf der vertikal verlaufenden Achse 15 die Vorwärtsgänge des Automatgetriebes aufgetragen sind. Will z. B. ein Fahrer auf Grundlage der in das Diagramm der 3 eingetragenen Fahrpedalbetätigungsgröße 16 bei neigungsloser bzw. ebener Fahrt des Kraftfahrzeugs langsam in Richtung auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigen, so erfolgt gemäß 3 ein sukzessives Hochschalten des Automatgetriebes ausgehend vom Vorwärtsgang „1" in den Vorwärtsgang „8" des Automatgetriebes. Bei Überschreiten eines neigungsabhängigen sowie fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Grenzwerts werden gemäß der gestrichelten Linienführung 17 Hochschaltverhinderungen für die Overdrive-Gänge „7" und „8" aktiviert, es erfolgt jedoch keine Zwangsrückschaltung aus den Overdrive-Gängen heraus, vielmehr werden gemäß der Linienführung 18 Rückschaltungen abhängig vom Anstieg im Fahrpedalbetätigungssignal 16 durchgeführt. Die aktivierte Rückschaltverhinderung verhindert jedoch ein Widereinlegen bzw. ein erneutes Hochschalten in die Overdrive-Gänge. Es erfolgt demnach bei Überschreiten fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger und fahrzeugsneigungsabhängiger Grenzwerte die Aktivierung einer Hochschaltverhinderung, das tatsächliche Verlassen der Overdrive-Gänge durch Ausführung einer Rückschaltung erfolgt jedoch nicht zwangsausgelöst sondern lediglich abhängig von einem Fahrerwunsch.

Im Diagramm der 4 ist ebenfalls auf der horizontal verlaufenden Achse 19 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aufgetragen, wohingegen auf der vertikal verlaufenden Achse wiederum die Vorwärtsgänge des Automatgetriebes aufgetragen sind.

So zeigt 4 den Fall, in welchem ein Kraftfahrzeug aus hoher Geschwindigkeit, sukzessive ausrollt bzw. abgebremst wird, wobei für die beiden Overdrive-Gänge „7" und „8" eine Hochschaltverhinderung aktiviert ist. Beim Ausrollen bzw. Bremsen des Kraftfahrzeugs wird dessen Antriebsstrang im Schubbetrieb betrieben. Gemäß der Linienführung 22 bleibt die zuvor aktivierte Hochschaltverhinderung auch nach Unterschreiten des fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen und fahrzeugneigungsabhängigen Grenzwerts aktiviert, so dass nicht in die Overdrive-Gänge „7" und „8" hochgeschaltet werden kann. Vielmehr wird, wie bereits erwähnt, die Deaktivierung der Hochschaltverhinderung nur dann durchgeführt, wenn neben dem Unterschreiten des fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen und fahrzeugneigungsabhängigen Grenzwerts weiterhin der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs für eine definierte Zeitspanne im Zugbetrieb betrieben wurde. Würde hingegen die zuvor aktivierte Hochschaltverhinderung der beiden Gänge „7" und „8" ohne Rücksicht auf den Schubbetrieb des Antriebsstrangs ausschließlich fahrzeuggeschwindigkeitsabhängig und fahrzeugneigungsabhängig zurückgenommen werden, so würde sich der Verlauf der Linie 22 oberhalb des sechsten Gangs entsprechend der gestrichelten Linienführung 21 ändern.

1
Antriebsaggregat
2
Automatgetriebe
3
Rad
4
Pfeil
5
Pfeil
6
Achse
7
Achse
8
Kurve
9
Kurve
10
Kurve
11
Kurve
12
Bereich
13
Bereich
14
Achse
15
Achse
16
Fahrpedalbetätigungsgröße
17
Hochschaltverhinderung
18
Rückschaltung
19
Achse
20
Achse
21
Hochschaltverhinderung
22
Ausrollen/Bremsen im Schubbetrieb


Anspruch[de]
Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Stufenautomatgetriebes, wobei mindestens ein Gang des Automatgetriebes ein Overdrive-Gang ist, in welchem auf Grundlage eines zu langen bzw. zu hohen Übersetzungsverhältnisses eine Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass für den oder jeden Overdrive-Gang mindestens ein fahrzeuggeschwindigkeitsabgängiger und fahrzeugneigungsabhängiger Grenzwert festgelegt wird, wobei dann, wenn auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs der oder jeder Grenzwert eines Overdrive-Gangs überschritten wird, für diesen Overdrive-Gang eine Hochschaltverhinderung aktiviert wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder fahrzeuggeschwindigkeitsabgängige und fahrzeugneigungsabhängige Grenzwert eines Overdrive-Gangs aus einer Fahrwiderstandsberechung des Kraftfahrzeugs abgeleitet wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer für einen Overdrive-Gang aktivierten Hochschaltverhinderung das Hochschalten in den Overdrive-Gang hinein verhindert jedoch das Runterschalten aus dem Overdrive-Gang heraus zugelassen wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochschaltverhinderung für einen Overdrive-Gang dann deaktiviert wird, wenn der oder jeder fahrzeuggeschwindigkeitsabgängige und fahrzeugneigungsabhängige Grenzwert des Overdrive-Gangs unterschritten wird und weiterhin ein Antriebsstrang des Kraftfahrzeug für eine definierte Zeitspanne im Zugbetrieb betrieben wird. Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Stufenautomatgetriebes, wobei mindestens ein Gang des Automatgetriebes ein Overdrive-Gang ist, in welchem auf Grundlage eines zu langen bzw. zu hohen Übersetzungsverhältnisses eine Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei ebener bzw. neigungsloser Fahrt des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs erfasst wird, wobei dann, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs mindestens einen Grenzwert überschreitet, ein angepasstes Schaltkennfeld aktiviert wird, welches das Hochschalten in mindestens einen der Overdrive-Gänge verhindert. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das angepasste Schaltkennfeld dann deaktiviert wird, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Neigung des Kraftfahrzeugs den oder jeden Grenzwert unterschreitet und weiterhin ein Antriebsstrang des Kraftfahrzeug für eine definierte Zeitspanne im Zugbetrieb betrieben wird. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren und Deaktivieren des angepassten Schaltkennfelds weiterhin abhängig von einer einen Fahrerwunsch repräsentierenden Größe, insbesondere einer Fahrpedalbetätigungsgröße, durchgeführt wird.






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