DE102016220272A1

DE102016220272A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102016220272A1
Application number: DE102016220272.3A
Authority: DE
Inventors: Joachim Straub; Walter Hecht
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges (1) mit einem eine Antriebsmaschine (3), ein Automatgetriebe (4) und einen Abtrieb (5) umfassenden Fahrzeugantriebsstrang (2) sowie mit wenigstens einer Einrichtung (8) beschrieben, in deren Bereich ein Drehmoment erzeugbar ist, mittels dem eine Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) variierbar ist. Erfindungsgemäß wird während einer Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges (2), während dem ein im Bereich des Abtriebs (5) anliegendes Drehmoment verändert wird, im Bereich der Einrichtung (8) ein die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzendes Drehmoment automatisch erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis bekannte Fahrzeuge sind üblicherweise mit einem eine Antriebsmaschine, ein Automatgetriebe und einen Abtrieb umfassenden Fahrzeugantriebsstrang ausgebildet, der jeweils betriebszustandsabhängig betrieben wird. Des Weiteren umfassen derartige Fahrzeuge auch wenigstens eine Einrichtung, in deren Bereich ein Drehmoment erzeugbar ist, mittels dem eine Drehzahl des Abtriebs variierbar ist. Solche Einrichtungen stellen beispielsweise Betriebsbremsen zum Abbremsen des Fahrzeuges und auch elektrische Maschinen von sogenannten Hybridfahrzeugen dar, die während einer Fahrzeugverzögerung in an sich bekannter Art und Weise generatorisch betrieben werden, um die Fahrzeugverzögerung in gewünschtem Umfang darstellen zu können und dabei zusätzlich elektrische Energie rekuperieren zu können.
Während verschiedener fahrerseitig und/oder fahrstrategieseitig angeforderter Betriebszustandsänderungen des Fahrzeugantriebsstranges, wie während Schaltungen oder Lastwechseln, verursachen ungünstige Betriebszustandsverläufe unter anderem einen Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionen im Fahrzeugantriebsstrang, die mittels herkömmlicher Vorgehensweisen nur bedingt vermeidbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit einem eine Antriebsmaschine, ein Automatgetriebe und einen Abtrieb umfassenden Fahrzeugantriebsstrang sowie mit wenigstens einer vorstehend näher beschriebenen Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welchem angeforderte Betriebszustandsänderungen des Fahrzeugantriebsstranges bei gleichzeitig hohem Fahrkomfort mit gleichzeitig hoher Spontaneität umsetzbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit einem eine Antriebsmaschine, ein Automatgetriebe und einen Abtrieb umfassenden Fahrzeugantriebsstrang sowie mit wenigstens einer Einrichtung, in deren Bereich ein Drehmoment erzeugbar ist, mittels dem eine Drehzahl des Abtriebs variierbar ist, wird während einer Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges, während dem ein im Bereich des Abtriebs anliegendes Drehmoment verändert wird, im Bereich der Einrichtung ein die Drehzahl des Abtriebs zumindest begrenzendes Drehmoment automatisch erzeugt.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise sind einen Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionen während einer Betriebszustandsänderung auf einfache Art und Weise dadurch reduzierbar bzw. vollständig vermeidbar, dass ein das Fahrzeug abbremsendes Drehmoment im Bereich der Einrichtung während einer Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges automatisch erzeugt wird und ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang ausgeführtes Fahrzeug mit einem gewünscht hohen Fahrkomfort und gleichzeitig hoher Spontaneität betreibbar ist.
Wird das die Drehzahl des Abtriebs zumindest begrenzende Drehmoment im Bereich der Einrichtung während einer Schubhochschaltung automatisch erzeugt, ist ein Anstieg der Fahrzeugbeschleunigung während der Schubhochschaltung, der durch die Betätigung eines für die Umsetzung der Schubhochschaltung zuzuschaltenden Schaltelementes verursacht wird, auf ein Minimum begrenzbar. Dadurch ist ein Fahrzeug mit einem gewünschten Fahrkomfort bei gleichzeitig hoher Spontaneität betreibbar.
Wird das die Drehzahl des Abtriebs zumindest begrenzende Drehmoment im Bereich der Einrichtung während einer Schubrückschaltung automatisch erzeugt, ist die Schubrückschaltung innerhalb kürzerer Schaltzeiten im angeforderten Umfang umsetzbar als dies während einer Schubrückschaltung ohne ein entsprechendes Drehmoment seitens der Einrichtung der Fall ist, da über das Bremsmoment der Synchronpunkt eines zur Durchführung der angeforderten Schubrückschaltung zuzuschaltenden Schaltelementes innerhalb kürzerer Betriebszeiten erreichbar ist als während einer herkömmlich umgesetzten Schubrückschaltung, während der eine automatische Betätigung der Einrichtung unterbleibt. Mittels dieser Vorgehensweise ist ein Fahrzeug mit einem gewünschten Fahrkomfort bei gleichzeitig hoher Spontaneität betreibbar.
Bei vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das die Drehzahl des Abtriebs zumindest begrenzende Drehmoment im Bereich der Einrichtung während einer Zugrückschaltung und/oder während einer Zughochschaltung automatisch erzeugt, um jeweils einen während einer Zugrückschaltung oder einer Zughochschaltung auftretenden Schaltstoß mittels des im Bereich der Einrichtung zur Verfügung gestellten Drehmomentes zu kompensieren und ein Fahrzeug mit einem gewünscht hohen Fahrkomfort betreiben zu können.
Wird das die Drehzahl des Abtriebs zumindest begrenzende Drehmoment im Bereich der Einrichtung während eines Lastwechsels im Fahrzeugantriebsstrang vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb automatisch erzeugt, ist ein während des Lastwechsels auftretender und einen Fahrkomfort beeinträchtigender Lastwechselschlag wiederum in gewünschtem Umfang kompensierbar bzw. reduzierbar.
Während eines Betriebszustandswechsels des Fahrzeugantriebsstranges, insbesondere während Rückschaltungen, wird das Antriebsmoment der Antriebsmaschine bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch angehoben, um eine Getriebeeingangsdrehzahl mit gewünscht hohem Gradienten in Richtung der Synchrondrehzahl der im Automatgetriebe einzulegenden Ziel-Übersetzung führen und die angeforderte Rückschaltung innerhalb kurzer Betriebszeiten umsetzen zu können sowie ein Fahrzeug sowohl mit hohem Fahrkomfort als auch mit einer gewünscht hohen Spontaneität betreiben zu können.
Bei mit geringem Aufwand durchführbaren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Variieren der Drehzahl des Abtriebs jeweils eine als Betriebsbremse und/oder eine als elektrische Parkbremse des Fahrzeugs ausgeführte Einrichtung automatisch betätigt und/oder eine als elektrische Maschine des Fahrzeugs ausgeführte Einrichtung generatorisch betrieben.
Die Einrichtung wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch betätigt, wenn ein Betrag einer Abweichung zwischen einem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl des Abtriebs und einem Soll-Gradienten der Drehzahl des Abtriebs größer oder gleich oder kleiner oder gleich als ein Grenzwert ist. Diese Ereignissteuerung greift erst bei Vorliegen des jeweils den Fahrkomfort und/oder eine Betätigungsspontaneität des Fahrzeugantriebsstranges beeinträchtigenden Ereignisses, womit Fehlansteuerungen auf einfache Art und Weise vermeidbar sind.
Bei einer weiteren mit geringem Aufwand durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Zeitpunkt, zu dem eine Schaltanforderung, insbesondere eine Zugrückschaltung oder eine Schubrückschaltung ergeht, in Abhängigkeit des Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl des Abtriebes und des Ist-Gradienten des Verlaufes der Getriebeeingangsdrehzahl ein Zeitraum ermittelt, innerhalb dem die angeforderte Schaltung wenigstens annähernd durchführbar ist. Dabei wird die Einrichtung betätigt, wenn erkannt wird, dass eine Abweichung zwischen dem ermittelten Zeitraum und einem vordefinierten Zeitraum, innerhalb dem die angeforderte Schaltung durchzuführen ist, größer oder gleich als ein Schwellwert ist.
Diese auf einer Abbildung eines erwarteten Betriebszustandsverlaufes basierende Vorgehensweise bietet vorteilhafterweise die Möglichkeit, einen Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionen sowie eine Betätigungsspontaneität des Fahrzeugantriebsstranges herabsetzende Betriebszustandsverläufe im Vorfeld zu erkennen und durch Einleiten geeigneter Gegenmaßnahmen im gewünschten Umfang zu vermeiden bzw. zu verhindern.
Wird zum Zeitpunkt, zu dem die Anforderung für den Betriebszustandswechsel ergeht, eine Zeitüberwachung gestartet und nach Ablauf eines vordefinierten Zeitraums die Einrichtung automatisch betätigt, sind einen Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionen mit geringem Betätigungsaufwand vermeidbar.
Die Betätigung der Einrichtung wird bei weiteren mit geringem Aufwand durchführbaren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens beendet, wenn ein definierter Zeitraum abgelaufen ist, der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl des Abtriebs und dem Soll-Gradienten der Drehzahl des Abtriebs kleiner oder gleich oder größer oder gleich als ein Grenzwert ist und/oder ein während der Durchführung einer angeforderten Schaltung zuzuschaltendes Schaltelement in schlupffreiem Betriebszustand vorliegt.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeuges mit einem eine Antriebsmaschine, einem Automatgetriebe und einen Abtrieb umfassenden Fahrzeugantriebsstrang;
2 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 über der Zeit t, die sich während einer Zugrückschaltung während eines erfindungsgemäßen Betriebes einstellen;
3 eine 2 entsprechende Darstellung mehrerer Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 über der Zeit t, die sich während einer Zughochschaltung während eines erfindungsgemäßen Betriebes des Fahrzeugantriebsstranges einstellen;
4 eine 2 entsprechende Darstellung mehrerer Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1, die sich während einer Schubhochschaltung während eines erfindungsgemäßen Betriebes über der Zeit t einstellen;
5 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1, die sich während eines Lastwechsels des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 von einem Schubbetrieb in Richtung eines Zugbetriebes bei gleichzeitig erfindungsgemäßer Betriebsweise einstellen;
6 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1, die sich während einer Zugrückschaltung oder während einer Schubrückschaltung bei gleichzeitig erfindungsgemäßer Betriebsweise über der Zeit t einstellen; und
7 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1, die sich während einer Schubhochschaltung bei gleichzeitig erfindungsgemäßer Betriebsweise des Fahrzeugantriebsstranges über der Zeit t einstellen.

1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrzeugantriebsstrang 2, der eine Antriebsmaschine 3, ein Automatgetriebe 4 und einen Abtrieb 5 umfasst. Die Antriebsmaschine ist vorliegend als Brennkraftmaschine ausgeführt. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Antriebsmaschine 3 als eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und wenigstens einer elektrischen Maschine oder wenigstens als eine elektrische Maschine ausgebildet ist, um das Fahrzeug 1 in gewünschtem Umfang antreiben zu können. Im Bereich des Automatgetriebes sind verschiedene Übersetzungen durch Zu- und Abschalten verschiedener Schaltelemente, wie Kupplungen oder Bremsen einlegbar, um das von der Antriebsmaschine 3 jeweils zur Verfügung gestellte Drehmoment in entsprechend gewandelter Form im Bereich des Abtriebs 5 anlegen zu können.
Die Antriebsmaschine 3 steht mit einer Getriebeeingangswelle 6 mit dem Automatgetriebe 4 in Wirkverbindung, während das Automatgetriebe 4 über eine Getriebeausgangswelle 7 mit dem Abtrieb 5 gekoppelt ist. In Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Konfiguration des Fahrzeugantriebsstranges 2 steht die Antriebsmaschine 3 direkt mit der Getriebeeingangswelle 6 in Wirkverbindung. Ist die Antriebsmaschine 3 mit einer Brennkraftmaschine ausgeführt, kann im Bereich des Automatgetriebes 4 ein entsprechendes Anfahrelement, wie eine reibschlüssige Kupplung oder eine über ein Planetengetriebe der Getriebeeingangswelle verbundene elektrische Maschine vorgesehen sein. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Antriebsmaschine 3 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit oder ohne zugeordnete Wandlerüberbrückungskupplung mit der Getriebeeingangswelle 6 in Wirkverbindung steht.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Einrichtung 8, in deren Bereich ein Drehmoment m_8 erzeugbar ist, mittels dem eine Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 bzw. eine damit korrespondierende Drehzahl n_7 der Getriebeausgangswelle 7 variierbar ist. Dabei besteht wiederum die Möglichkeit, dass die Einrichtung 8 eine Betriebsbremse des Fahrzeuges 1, eine elektrische Parkbremse des Fahrzeuges 1, eine elektrische Maschine des Fahrzeuges 1 und/oder eine weitere Baueinheit des Fahrzeuges 1 ist, in deren Bereich ein das Fahrzeug 1 abbremsendes Drehmoment erzeugbar ist. Derartige weitere Baueinheiten können beispielsweise ein Retarder, ein Kompressor einer Klimaanlage oder beliebige weitere Einrichtungen des Fahrzeuges 1 sein.
Für den Fall, dass die Einrichtung 8 als Betriebsbremse oder als elektrische Parkbremse ausgeführt ist, wird die Betriebsbremse oder die elektrische Parkbremse unabhängig von einer fahrerseitigen Anforderung, d. h. bei unbetätigtem Bremspedal oder nicht aktiviertem Schalter der elektrischen Parkbremse, automatisch betätigt und eine entsprechende Bremsanforderung generiert. Dabei erfolgt beispielsweise eine hydraulische Bremsanforderung bei Fahrzeuggeschwindigkeiten größer null. Zusätzlich besteht bei einer Ausführung der Einrichtung 8 als elektrische Maschine die Möglichkeit, bei Vorliegen einer automatischen Bremsanforderung die elektrische Maschine generatorisch zu betreiben und die dabei entstehende elektrische Energie zu rekuperieren.
Die Anforderung eines hydraulischen Bremsmomentes ist über sogenannte Look-uptable bzw. sogenannte Umsetzungstabellen als Funktion des Schaltsprunges, einer Fahrpedalstellung und optional der Längsbeschleunigung aL für Automatikschaltungen, für schnelle getippte Schubrückschaltungen zur Optimierung der Schaltqualität mit gezieltem Zeitablauf bei Rück- oder Hochschaltungen, für Lastwechselstöße sowie für ereignisgesteuerte Bremseingriffe bei sprungartigen Änderungen des Verlaufes der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 applizierbar. Darüber hinaus ist die Dämpfung eines Schaltstoßes oder eines Lastschlages durch eine geeignete zeitliche Steuerung des Bremseingriffes über die Betätigung der Einrichtung 8 sowie durch die Höhe des im Bereich der Einrichtung 8 erzeugten Drehmomentes bzw. Bremsmomentes in gewünschtem Umfang einstellbar, um einen Fahrkomfort mit der gewünschten Güte erreichen zu können und das Fahrzeug 1 mit einer ausreichenden Spontaneität betreiben zu können.
Um das Fahrzeug 1 während definierter Betriebszustandsänderungen des Fahrzeugantriebsstranges 2 mit einem gewünscht hohen Fahrkomfort und/oder mit einer entsprechend hohen Spontaneität betreiben zu können, wird das Fahrzeug 1 jeweils in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise betrieben. Hierfür wird die Einrichtung 8 während der jeweils im Folgenden betrachteten Betriebszustandsänderungen des Fahrzeugantriebsstranges 2, während den ein im Bereich des Abtriebs 5 anliegendes Drehmoment verändert wird, entsprechend betätigt und im Bereich der Einrichtung 8 jeweils ein die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zumindest begrenzendes Drehmoment automatisch erzeugt. Dabei wird in der folgenden Beschreibung jeweils allgemein Bezug auf die Einrichtung 8 genommen. Dieser Bezug umfasst sowohl die automatische Betätigung einer einzigen der vorstehend näher aufgeführten Ausführungsvarianten der Vorrichtung 8 als auch eine gleichzeitige Betätigung von wenigstens zwei der Ausführungsvarianten sowie eine zeitlich aufeinanderfolgende automatisierte Betätigung von jeweils einer oder mehrerer der Ausführungsvarianten, über die das die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zumindest begrenzende Drehmoment automatisch zur Verfügung stellbar ist.
Die in 2 bis 7 dargestellten Verläufe verschiedener Betriebszustandsgrößen des Fahrzeugantriebsstranges 2 gemäß 1 stellen sich jeweils über der Zeit t während definierter Betriebszustandsänderungen des Fahrzeugantriebsstranges 2 ein. Die Einrichtung 8 wird jeweils temporär automatisch betätigt, um das Fahrzeug 1 während der Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges 2 mit einem gewünscht hohen Fahrkomfort und gegebenenfalls mit einer gewünscht hohen Spontaneität betreiben zu können. Dabei wird die Betriebszustandsänderung jeweils durch eine Schaltanforderung, wie eine Zughoch- oder Zugrückschaltung, eine Schubhoch- oder Schubrückschaltung oder einen angeforderten Lastwechsel im Fahrzeugantriebsstrang 2 ausgehend von einem Schubbetrieb in Richtung eines Zugbetriebes ausgelöst bzw. verursacht.
Die Einrichtung 8 wird beispielsweise dann automatisch betätigt, wenn ein Betrag einer Abweichung zwischen einem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und einem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 größer oder gleich oder kleiner oder gleich als ein Grenzwert ist.
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit zum Zeitpunkt, zu dem eine Schaltanforderung ergeht, in Abhängigkeit des Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und des Ist-Gradienten des Verlaufes der Getriebeeingangsdrehzahl n_t zunächst einen Zeitraum zu ermitteln, innerhalb dem die angeforderte Schaltung wenigstens annähernd durchführbar ist. Die Einrichtung 8 wird beispielsweise dann betätigt, wenn erkannt wird, dass eine Abweichung zwischen dem ermittelten Zeitraum und einem vordefinierten Zeitraum, innerhalb dem die angeforderte Schaltung durchzuführen ist, größer oder gleich als ein Schwellwert ist.
Zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass zum Zeitpunkt, zu dem die Anforderung für den Betriebszustandswechsel ergeht, eine Zeitüberwachung gestartet und nach Ablauf eines vordefinierten Zeitraums die Einrichtung 8 automatisch betätigt wird.
Die Betätigung der Einrichtung 8 kann nach Ablauf eines definierten Zeitraumes beendet werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die Betätigung der Einrichtung 8 zu beenden, wenn der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 kleiner oder gleich oder größer oder gleich als ein Grenzwert ist.
2 zeigt neben einem Verlauf einer Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 einen Verlauf der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 sowie einen Verlauf eines im Bereich der Einrichtung 8 erzeugten Drehmomentes m_8. Vor dem Zeitpunkt T1 ist im Automatgetriebe 4 eine Ist-Übersetzung für Vorwärtsfahrt eingelegt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als eine untere Geschwindigkeitsgrenze, die vorzugsweise etwa 5 km/h entspricht, und kleiner als eine obere Geschwindigkeitsgrenze, die beispielsweise 180 km/h entspricht. Zum Zeitpunkt T1 ergeht eine Anforderung für eine Zugrückschaltung in Richtung einer Ziel-Übersetzung im Automatgetriebe, die den ab einem Zeitpunkt T2 gezeigten Anstieg der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 in Richtung der Synchrondrehzahl der einzulegenden Ziel-Übersetzung zur Folge hat, wobei die Drehzahl n_t vorliegend die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellende Synchrondrehzahl zum Zeitpunkt T3 idealisiert erreicht.
Der Anstieg der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 wird in an sich bekannter Art und Weise durch Abschalten von wenigstens einem aktuell zur Darstellung der Ist-Übersetzung im Automatgetriebe 4 zugeschalteten Schaltelement und durch Zuschalten von wenigstens einem zur Darstellung der angeforderten Ziel-Übersetzung zuzuschaltenden Schaltelement und dem dadurch bewirkten Übersetzungswechsel im Automatgetriebe 4 verursacht. Damit einhergehend bewirkt die Betätigung des abzuschaltenden Schaltelementes und des zuzuschaltenden Schaltelementes vorliegend zum Zeitpunkt T2 einen Abfall des Verlaufs der Längsbeschleunigung aL, die zum Zeitpunkt T4 ein Minimum erreicht. Im Anschluss an den Zeitpunkt T4 steigt der Verlauf der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 wieder an und erreicht zu einem Zeitpunkt T5 ein Zwischenniveau, auf dem die Längsbeschleunigung aL bis zu einem weiteren Zeitpunkt T6 verbleibt. Ab dem Zeitpunkt T6 steigt der Verlauf der Längsbeschleunigung aL wiederum in Richtung des sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellenden Wertes der Längsbeschleunigung aL an.
Um den zwischen einem Zeitpunkt T8 und einem Zeitpunkt T9 lediglich gepunktet dargestellten Bereich des ansonsten strichliert dargestellten Verlaufes der Längsbeschleunigung aL, der ab dem Zeitpunkt T8 zunächst durch einen starken Anstieg der Längsbeschleunigung aL über den sich bei eingelegter Ziel-Übersetzung einstellenden Wert der Längsbeschleunigung aL hinaus und einen sich daran anschließenden, durch einen ebenfalls hohen Gradienten gekennzeichneten Abfall der Längsbeschleunigung aL von einem Zeitpunkt T10 bis zum Zeitpunkt T9 zu vermeiden, wird ab einem zwischen den Zeitpunkten T3 und T8 liegenden Zeitpunkt T11 die Einrichtung 8 automatisch bis zu einem auf den Zeitpunkt T9 folgenden Zeitpunkt T12 automatisch betätigt und im Bereich der Einrichtung 8 ein derartiges Bremsmoment m_8 erzeugt, dass sich zwischen den Zeitpunkten T8 und T9 der als durchgezogene Linie dargestellte Verlauf der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 einstellt. Dabei wird die Einrichtung 8 vorliegend ab dem Zeitpunkt T11 automatisch betätigt, weil zum Zeitpunkt T11 ein Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 größer als ein Grenzwert ist.
Da der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zum Zeitpunkt T12 kleiner als ein weiterer Grenzwert ist, wird die Betätigung der Einrichtung 8 zum Zeitpunkt T12 beendet.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind für den Grenzwert und den weiteren Grenzwert identische oder voneinander abweichende Werte vorgesehen, um die Betätigung der Einrichtung 8 in geeignetem Umfang durchzuführen.
Hiervon abweichen kann es auch vorgesehen sein, dass die Betätigung der Einrichtung 8 nach Ablauf eines applizierbaren Zeitraumes, der vorliegend zum Zeitpunkt T1 der Schaltanforderung beginnt und zum Zeitpunkt T11 endet, automatisch begonnen wird und nach Ablauf eines zwischen den Zeitpunkten T11 und T12 liegenden applizierbaren Zeitraumes wieder beendet wird.
Über das Bremsmoment m_8 der Einrichtung 8 werden somit die Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 und damit der Gradient ng_ab der Abtriebsdrehzahl n_ab, der im Wesentlichen der Längsbeschleunigung aL entspricht, im dargestellten Umfang begrenzt und ein durch die Zugrückschaltung ohne automatische Betätigung der Einrichtung 8 ausgelöster Schaltstoß durch einen einrichtungsseitigen Bremseingriff im Bereich des Synchronpunktes der Ziel-Übersetzung derart kompensiert bzw. reduziert, dass das Fahrzeug 1 mit einem hohen Fahrkomfort betreibbar ist.
Den in 3 gezeigten Verläufen der Getriebeeingangsdrehzahl n_t, der Längsbeschleunigung aL bzw. des Gradienten ng_ab der Abtriebsdrehzahl n_ab sowie des im Bereich der Einrichtung 8 automatisch erzeugten Drehmomentes m_8 liegt als Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges 2 eine Zughochschaltung zugrunde, die zum Zeitpunkt T1 angefordert wird. Aus diesem Grund wird ein einzustellender Betätigungsdruck pkzu eines zur Darstellung der einzulegenden Ziel-Übersetzung zuzuschaltenden und hydraulisch betätigbaren Schaltelementes des Automatgetriebes 4 zum Zeitpunkt T1 vom Öffnungsdruckniveau auf ein Schnellfülldruckniveau angehoben und bis zu einem Zeitpunkt T13 auf diesem Niveau belassen. Am Ende der Schnellfüllphase des zuzuschaltenden Schaltelementes wird der Betätigungsdruck pkzu zum Zeitpunkt T13 vom Schnellfülldruckniveau auf das Füllausgleichsdruckniveau reduziert und bis zu einem Zeitpunkt T14 auf diesem Druckniveau belassen.
Zum Zeitpunkt T14 liegt das zuzuschaltende Schaltelement in einem Betriebszustand vor, zu dem dessen Übertragungsfähigkeit im Wesentlichen gleich null ist und ein weiterer Anstieg der Betätigungskraft in Schließrichtung des zuzuschaltenden Schaltelementes einen sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit zur Folge hat. Ab dem Zeitpunkt T14 wird der Betätigungsdruck pkzu entlang einer Druckrampe mit hohem Gradienten auf ein Zwischendruckniveau angehoben und anschließend über eine weitere Druckrampe mit wesentlich kleinerem Druckgradienten bis zu einem Zeitpunkt T16 weiter erhöht. Zum Zeitpunkt T16 liegt das zuzuschaltende Schaltelement in schlupffreiem Betriebszustand vor, und überträgt im Wesentlichen vollständig das zwischen der Antriebsmaschine 3 und dem Abtrieb 5 über das Automatgetriebe 4 zu übertragende Drehmoment vollständig, während das parallel dazu betätigte abzuschaltende Schaltelement nahezu vollständig geöffnet ist. Aus diesem Grund wird der Betätigungsdruck pkzu des zuzuschaltenden Schaltelementes zum Zeitpunkt T16 im Wesentlichen sprungartig in Richtung des Schließdruckniveaus angehoben, wobei der Betätigungsdruck pkzu das Schließdruckniveau zum Zeitpunkt T17 erreicht, zu dem die angeforderte Zughochschaltung abgeschlossen ist.
Der Verlauf der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 sinkt vorliegend ab einem kurz auf den Zeitpunkt T15 folgenden Zeitpunkt T18 ausgehend von dem Drehzahlniveau der sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ist-Übersetzung einstellenden Synchrondrehzahl in Richtung der sich bei im Automatgetriebe 4 bei eingelegter Ziel-Übersetzung einstellenden Synchrondrehzahl ab, die die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 vorliegend zum Zeitpunkt T17 erreicht. Ab dem Zeitpunkt T17 ist die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 gleich der Synchrondrehzahl, die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellt.
Zu einem kurz auf den Zeitpunkt T18 folgenden Zeitpunkt T19 sinkt der Verlauf der Längsbeschleunigung aL mit hohem Gradienten in Richtung eines Minimums ab, das die Längsbeschleunigung aL zu einem Zeitpunkt T20 erreicht. Dies resultiert aus der Tatsache, dass ab dem Zeitpunkt T19 die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes auf ein derartiges Übertragungsniveau absinkt, zu dem die aktuelle Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 einbricht. Mit zunehmender Betriebszeit t steigt die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes an, woraus ein Anstieg der Längsbeschleunigung aL ab dem Zeitpunkt T20 resultiert. Um einen ab dem Zeitpunkt T21 gepunktet dargestellten starken Anstieg der ansonsten strichliert dargestellten Längsbeschleunigung aL bis hin zu einem Maximum zum Zeitpunkt T22 und einen sich daran anschließenden Abfall bis zu einem Zeitpunkt T23 zu vermeiden, wird bereits zum Zeitpunkt T20 die Einrichtung 8 automatisch betätigt und in deren Bereich ein die Drehzahl n_8 bzw. die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 derart begrenzendes Drehmoment m_8 generiert, dass sich ein ab dem Zeitpunkt T21 durch die durchgezogene Linie dargestellter Verlauf der Längsbeschleunigung aL einstellt. Dadurch wird erreicht, dass sich während der durchzuführenden Zughochschaltung eine unerwünschte Beschleunigungsüberhöhung der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 während der Zughochschaltung einstellt und das Fahrzeug 1 mit gewünscht hohem Fahrkomfort betreibbar ist.
Dabei wird das im Bereich der Einrichtung 8 erzeugte Drehmoment m_8 vorliegend ab dem Zeitpunkt T20 rampenförmig bis zum Zeitpunkt T22 angehoben und anschließend daran wiederum rampenförmig reduziert, um die Beschleunigungsüberhöhung zwischen den Zeitpunkten T21 und T23 in dargestelltem Umfang zu kompensieren und ab dem Zeitpunkt T21 einen im Wesentlichen konstanten Verlauf der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 einzustellen. Die automatische Betätigung der Einrichtung 8 erfolgt ab dem Zeitpunkt T20, weil zu diesem Zeitpunkt ein Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 größer als ein Grenzwert ist.
Da der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zum Zeitpunkt T23A kleiner als ein weiterer Grenzwert ist, wird die Betätigung der Einrichtung 8 zum Zeitpunkt T23A beendet.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind für den Grenzwert und den weiteren Grenzwert identische oder voneinander abweichende Werte vorgesehen, um die Betätigung der Einrichtung 8 in geeignetem Umfang durchzuführen.
Hiervon abweichend kann es auch vorgesehen sein, dass die Betätigung der Einrichtung 8 nach Ablauf eines applizierbaren Zeitraumes, der vorliegend zum Zeitpunkt T1 der Schaltanforderung beginnt und zum Zeitpunkt T20 endet, automatisch begonnen wird und nach Ablauf eines zwischen den Zeitpunkten T20 und T23A liegenden applizierbaren Zeitraumes wieder beendet wird.
Zu einem weiteren Zeitpunkt T24, d. h. vorliegend kurz vor Beendigung der angeforderten Zughochschaltung tritt bei nicht ordnungsgemäß ablaufender Zughochschaltung wiederum eine unerwünschte Beschleunigungsüberhöhung auf, die durch einen ab dem Zeitpunkt T24 durch die gepunktete Linie dargestellten Verlauf der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1 entspricht. Dieser unerwünschte Verlauf der Längsbeschleunigung aL weist zu einem Zeitpunkt T25 ein Maximum auf. Daran anschließend fällt der Verlauf der Längsbeschleunigung aL in dargestelltem Umfang ab dem Zeitpunkt T25 bis zu einem Zeitpunkt T26 auf ein Minimum ab, um daran anschließend wieder bis zum Zeitpunkt T16 auf ein Beschleunigungsniveau anzusteigen, das sich bei vollständig im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellt.
Um die ab dem Zeitpunkt T24 auftretende Beschleunigungsüberhöhung zu vermeiden bzw. zumindest teilweise zu kompensieren, besteht wiederum die Möglichkeit, in geeignetem Umfang die Einrichtung 8 bereits vor dem Zeitpunkt T24 in vorbeschriebenem Umfang automatisch zu betätigen und dabei ein entsprechendes Drehmoment bzw. Bremsmoment m_8 im Bereich der Einrichtung 8 zu generieren, mittels dem die Beschleunigungsüberhöhung in gleichem Umfang wie zwischen den Zeitpunkten T20 und T23 zu vermeiden bzw. zu dämpfen und das Fahrzeug 1 mit hohem Fahrkomfort betreiben zu können. Der sich bei Gebrauch dieser Möglichkeit einstellende Verlauf der Längsbeschleunigung aL entspricht dann dem in diesem Zeitfenster gestrichelt dargestellten Längsbeschleunigungsverlauf.
Während des den in 4 gezeigten Verläufen der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 und des im Bereich der Einrichtung 8 erzeugbaren Drehmomentes m_8 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlaufes des Fahrzeugantriebsstranges 2 wird zunächst zum Zeitpunkt T1 eine Schubhochschaltung angefordert und durchgeführt. Grundsätzlich wird das zuzuschaltende Schaltelement während Schubhochschaltungen sensibel mit Betätigungsdruck beaufschlagt, um ein Abfallen des Verlaufes der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 mit zu hohem Gradienten zu vermeiden. Diese Vorgabe bewirkt jedoch oftmals eine Unterbefüllung des zuzuschaltenden Schaltelementes, so dass zum Zuschaltzeitpunkt des zuzuschaltenden Schaltelementes die Lastübernahme durch das zuzuschaltende Schaltelement nicht in gewünschtem Umfang stattfindet. Daraus resultiert wiederum, dass die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 unter das Niveau der sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung in Abhängigkeit der Drehzahl n_7 der Getriebeausgangswelle 7 einstellenden Synchrondrehzahl abfällt und anschließend über eine Drehzahlangleichsphase über das zuzuschaltende Schaltelement auf das Niveau der Synchrondrehzahl der Ziel-Übersetzung anzuheben ist, was jedoch eine Verlängerung des Schaltablaufes verursacht und somit eine Betätigungsspontaneität des Fahrzeugantriebsstranges 2 verschlechtert.
Um das letztbeschriebene nachteilige Szenario auf einfache Art und Weise vermeiden zu können bzw. zumindest teilweise zu kompensieren, wird spätestens zum Zeitpunkt T27, zu dem die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 gleich der sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellender Synchrondrehzahl ist, die Einrichtung 8 automatisch betätigt und in deren Bereich ein Drehmoment bzw. ein Bremsmoment m_8 erzeugt, mittels dem die Drehzahl n_ab des Abtriebs reduziert und gleichzeitig das Absinken der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 in dargestelltem Umfang verringert wird. Vorliegend entspricht der Verlauf der Synchrondrehzahl der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6, die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellt, dem als durchgezogene Linie ausgeführten Verlauf ab dem Zeitpunkt T27. Im Unterschied hierzu entspricht der strichliert ausgeführte Verlauf der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 dem Verlauf, der sich einstellt, wenn das während der zum Zeitpunkt T1 angeforderten Schubhochschaltung zuzuschaltende Schaltelement zum Zeitpunkt T27 nicht die für die Lastübernahme erforderliche Übertragungsfähigkeit aufweist.
Ohne die zum Zeitpunkt T27 automatisch durchgeführte Betätigung der Einrichtung 8 sinkt der Verlauf der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 ab dem Zeitpunkt T27 bis zu einem Zeitpunkt T28 auf ein Minimum ab und steigt anschließend aufgrund der zunehmend ansteigenden Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes in Richtung der Synchrondrehzahl an und erreicht das Niveau der Synchrondrehzahl zum Zeitpunkt T29.
Um die angeforderte Schubhochschaltung innerhalb kürzerer Betriebszeiten trotz des zum Zeitpunkt T27 noch nicht mit der erforderlichen Übertragungsfähigkeit zur Verfügung stehenden zuzuschaltenden Schaltelements durchführen zu können, wird die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 durch die automatische Betätigung der Einrichtung 8 ab dem Zeitpunkt T27 in einem solchen Umfang reduziert, dass der Synchronpunkt im Bereich des zuzuschaltenden Schaltelementes bereits vorliegend beispielhaft durch den strichpunktiert ausgeführten Verlauf der Getriebeeingangsdrehzahl n_t zum Zeitpunkt T28 erreicht wird und im Vergleich zum Schaltablauf ohne die automatische Betätigung der Einrichtung 8 die Schubhochschaltung wesentlich schneller durchführbar ist. Dabei erfolgt der durch die automatische Betätigung der Einrichtung 8 sogenannte Bremseingriff in Abhängigkeit der Differenzdrehzahl zwischen der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 und der in Abhängigkeit der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 stehenden Synchrondrehzahl, die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellt.
Während des den in 5 gezeigten Verläufen zugrundeliegenden Betriebszustandsverlaufes des Fahrzeugantriebsstranges 2 findet nach einem Zeitpunkt T30 aufgrund einer fahrerseitigen Leistungsanforderung ein Lastwechsel im Fahrzeugantriebsstrang ausgehend von einem Schubbetrieb in Richtung eines Zugbetriebes statt. Dabei betätigt der Fahrer zum Zeitpunkt T30 ein Leistungsanforderungselement, wie ein Fahrpedal. Aufgrund der fahrerseitigen Leistungsanforderung steigt ein Verlauf eines Drosselklappenwinkels DKI sprungartig an. Der sprungartige Anstieg des Verlaufs des Drosselklappenwinkels DKI bewirkt einen Anstieg des Motormomentes m_mot der Antriebsmaschine 4 ab einem auf den Zeitpunkt T30 folgenden Zeitpunkt T31 im dargestellten Umfang, aus dem gleichzeitig ein Anstieg des Verlaufs der Längsbeschleunigung aL resultiert. Zu einem Zeitpunkt T32, der vor dem Zeitpunkt T31 liegt, wird die Einrichtung 8 automatisch betätigt und in deren Bereich ein Bremsmoment m_8 erzeugt, um den durch den Anstieg des Motormomentes m_mot bewirkten und durch die gestrichelte Linie in 5 dargestellten Verlauf der Längsbeschleunigung aL zu dämpfen und den als gepunktete Linie dargestellten Verlauf der Längsbeschleunigung aL darstellen zu können sowie den durch den ausgelösten Lastwechsel erzeugten Lastwechselschlag durch den einrichtungsseitigen Bremseingriff zu kompensieren bzw. zu dämpfen.
Die automatische Betätigung der Einrichtung 8 erfolgt ab dem Zeitpunkt T32, weil zu diesem Zeitpunkt bereits ein Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 größer als ein Grenzwert ist.
Da der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zum Zeitpunkt T32A kleiner als ein weiterer Grenzwert ist, wird die Betätigung der Einrichtung 8 zum Zeitpunkt T32A beendet.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind für den Grenzwert und den weiteren Grenzwert identische oder voneinander abweichende Werte vorgesehen, um die Betätigung der Einrichtung 8 in geeignetem Umfang durchzuführen.
Hiervon abweichen kann es auch vorgesehen sein, dass die Betätigung der Einrichtung 8 nach Ablauf eines applizierbaren Zeitraumes, der vorliegend zum Zeitpunkt T30 der Schaltanforderung beginnt und zum Zeitpunkt T32A endet, automatisch begonnen wird und nach Ablauf eines zwischen den Zeitpunkten T30 und T32A liegenden applizierbaren Zeitraumes wieder beendet wird.
Dabei ist der Verlauf des Bremseingriffes bzw. des Momentes m_8 wiederum in Abhängigkeit der Leistungsanforderung sowohl zeitlich als auch in seiner Höhe applizierbar, um das Fahrzeug 1 mit gewünscht hohem Fahrkomfort betreiben zu können und den während der Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges 2 auftretenden Lastwechselschlag möglichst vollumfänglich kompensieren zu können.
Des Weiteren sind während Zugrückschaltungen und Schubrückschaltungen die nachfolgend näher zu 6 beschriebenen Vorgehensweisen durchführbar, um das Fahrzeug 1 mit einem von einem Fahrer erwartbaren Fahrverhalten als auch mit hoher Betätigungsspontaneität betreiben zu können.
Hierfür wird zunächst zum Zeitpunkt T1, zu dem im Zug- oder im Schubbetrieb des Fahrzeugantriebsstranges 2 eine Rückschaltung ausgehend von einer aktuell im Automatgetriebe 4 eingelegten Ist-Übersetzung in Richtung der Ziel-Übersetzung angefordert wird, ein Betätigungsdruck pkab des abzuschaltenden Schaltelementes sprungartig vom Schließdruckniveau auf ein Zwischendruckniveau abgesenkt, zu dem das abzuschaltende Schaltelement nach wie vor schlupffrei betrieben wird. Gleichzeitig wird der Betätigungsdruck pkzu des zuzuschaltenden Schaltelementes in vorbeschriebenem Umfang zunächst sprungartig vom Öffnungsdruckniveau auf das Schnellfülldruckniveau angehoben und bis zum Zeitpunkt T13 auf diesem Druckniveau belassen. Zum Zeitpunkt T13 wird der Betätigungsdruck pkzu des zuzuschaltenden Schaltelementes auf das Füllausgleichsdruckniveau reduziert und auf diesem Druckniveau konstant gehalten. Zusätzlich wird der Betätigungsdruck pkab des abzuschaltenden Schaltelementes ab dem Zeitpunkt T1 rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T35 auf ein Druckniveau abgesenkt, zu dem die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes nahezu null ist. Dies führt dazu, dass die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 ab dem Zeitpunkt T35 ausgehend vom Drehzahlniveau der sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ist-Übersetzung einstellende Synchrondrehzahl im dargestellten Umfang in Richtung der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 bzw. der damit korrespondierenden Drehzahl n_7 der Getriebeausgangswelle 7 ansteigt.
Bei herkömmlichem Schaltablauf ohne automatische Betätigung der Einrichtung 8 erreicht die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 vorliegend die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellende Synchrondrehzahl zu einem Zeitpunkt T36, was unter Umständen zu spät ist. Um die angeforderte Rückschaltung bereits vor dem Zeitpunkt T36 in gewünschtem Umfang abschließen zu können, wird vorliegend schon zum Zeitpunkt T35 die Einrichtung 8 automatisch betätigt. Dadurch reduziert sich die Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 dem strichpunktiert dargestelltem Verlauf n_ab8 entsprechend bereits ab dem Zeitpunkt T35 und der Synchronpunkt des zuzuschaltenden Schaltelementes wird bereits zu einem vor dem Zeitpunkt T36 liegenden Zeitpunkt T37 erreicht. Dabei erfolgt der ab dem Zeitpunkt T35 generierte Bremseingriff durch die Einrichtung 8 wiederum in Abhängigkeit des Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 bzw. der Längsbeschleunigung aL des Fahrzeuges 1, um die angeforderte Rückschaltung innerhalb gewünscht kürzer Betriebszeiten t durchführen zu können. Dadurch wird auch erreicht, dass getriebeseitig hinterlegte Diagnosefunktionen nicht im angeforderten Umfang ablaufende Rückschaltungen detektieren und unter Umständen eine Fahrzeugverfügbarkeit einschränken.
Zusätzlich besteht während einer angeforderten Schubrückschaltung auch die Möglichkeit, das Drehmoment m_mot der Antriebsmaschine 3 ab dem Zeitpunkt T35 in dargestelltem Umfang bis zu einem Zeitpunkt T38 anzuheben, um den Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 in gewünschtem Umfang anzuheben und den Synchronpunkt des zuzuschaltenden Schaltelementes bereits vor dem Zeitpunkt T37 zu erreichen. Dann ist die angeforderte Schubrückschaltung mit möglichst hoher Spontaneität umsetzbar und gleichzeitig während der Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges 2 ein ausreichendes Bremsmoment darstellbar, was von einem Fahrer während einer Schubrückschaltung erwartet wird. Dies ist beispielsweise während Bergabfahrten besonders vorteilhaft.
Wird beispielsweise zum Zeitpunkt T1 spontan eine Schubhochschaltung angefordert und ist das zur Umsetzung der angeforderten Schubhochschaltung zuzuschaltende Schaltelement zu aggressiv appliziert, tritt gegebenenfalls eine in 7 zwischen den Zeitpunkten T41 und T44 als strichlierter Verlauf der Längsbeschleunigung aL dargestellte unerwünschte Beschleunigungsüberhöhung auf. Über eine solche aggressive Applizierung des zuzuschaltenden Schaltelementes wird versucht, die angeforderte Schubhochschaltung innerhalb möglichst kurzer Betriebszeiten durchführen zu können. Über die nachfolgend näher beschriebene Vorgehensweise ist eine solche unerwünschte Fahrzeugbeschleunigung mit geringem Aufwand vermeidbar.
Aufgrund der zum Zeitpunkt T1 vorliegenden Anforderung zur Durchführung einer Schubhochschaltung ausgehend von der aktuell im Automatgetriebe 4 eingelegten Ist-Übersetzung in Richtung der einzulegenden Ziel-Übersetzung wird zunächst wiederum der Betätigungsdruck pkzu des zuzuschaltenden Schaltelementes auf das Schnellfülldruckniveau angehoben und zum Zeitpunkt T13 auf das Füllausgleichsdruckniveau abgesenkt sowie daran anschließend auf diesem Druckniveau belassen. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes über die Betriebszeit t ab dem Zeitpunkt T1 sukzessive reduziert, so dass das zuzuschaltende Schaltelement zunehmend das zu übertragende Drehmoment übernimmt, während das über das abzuschaltende Schaltelement geführte Drehmoment absinkt. Diese Vorgehensweise führt dazu, dass die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 im dargestellten Umfang ab einem Zeitpunkt T39 von dem Drehzahlniveau der Synchrondrehzahl, die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ist-Übersetzung einstellt, in Richtung des Drehzahlniveaus der Synchrondrehzahl geführt wird, die sich wiederum bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung in Abhängigkeit der jeweils aktuell vorliegenden Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 ergibt.
Die beschriebene Vorgehensweise bewirkt jedoch ab einem vor dem Zeitpunkt T39 liegenden Zeitpunkt T40 einen Anstieg der Längsbeschleunigung aL, die vor dem Zeitpunkt T40 negativ ist und daher ein Abbremsen des Fahrzeuges 1 bewirkt. Mit zunehmender Betriebszeit t steigt die Längsbeschleunigung aL in Richtung null an und nimmt ab dem Zeitpunkt T41 positive Werte an, was zu einer positiven Beschleunigung des Fahrzeuges führt. Mit weiter zunehmender Betriebszeit t steigt die Längsbeschleunigung aL auf ein betriebszustandsabhängiges Niveau an und sinkt ab einem Zeitpunkt T42, zu dem die Drehzahl n_t der Getriebeeingangswelle 6 die Synchrondrehzahl der Ziel-Übersetzung erreicht hat, wiederum in Richtung des Niveaus der Längsbeschleunigung aL ab, die sich bei im Automatgetriebe 4 eingelegter Ziel-Übersetzung einstellt. Dabei ist der zwischen den Zeitpunkten T40 und T42 vorliegende Anstieg der Längsbeschleunigung aL während eines angeforderten Schubbetriebes des Fahrzeuges 1 nicht gewünscht und verlängert die Schaltzeit der angeforderten Schubhochschaltung, was eine Betätigungsspontaneität des Fahrzeugantriebsstranges 2 verschlechtert.
Um das unerwünschte positive Beschleunigen des Fahrzeuges 1 zu vermeiden und die angeforderte Schubhochschaltung innerhalb möglichst kurzer Betriebszeiten durchführen zu können, wird die Einrichtung 8 vorliegend zu einem Zeitpunkt T43, der auf den Zeitpunkt T39 folgt, betätigt und im dargestellten Umfang im Bereich der Einrichtung 8 ein Bremsmoment erzeugt. Dadurch stellt sich der durch die gepunktete Linie dargestellte Verlauf der ansonsten gestrichelt dargestellten Längsbeschleunigung aL ab dem Zeitpunkt T41 ein, der deutlich unterhalb des sich ohne einrichtungsseitigen Bremseingriff einstellenden Verlaufes der Längsbeschleunigung aL liegt. Damit wird eine Überhöhung der Längsbeschleunigung aL während einer spontan angeforderten Schubhochschaltung vermieden und ein von einem Fahrer erwartetes Bremsverhalten des Fahrzeuges 1 während der Schubhochschaltung mit geringem Aufwand aufrechterhalten sowie die Schubhochschaltung innerhalb kurzer Schaltzeiten durchgeführt.
Die automatische Betätigung der Einrichtung 8 erfolgt ab dem Zeitpunkt T43, weil zu diesem Zeitpunkt ein Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 größer als ein Grenzwert ist.
Da der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 und dem Soll-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl n_ab des Abtriebs 5 zum Zeitpunkt T44 kleiner als ein weiterer Grenzwert ist, wird die Betätigung der Einrichtung 8 zum Zeitpunkt T44 beendet.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles sind für den Grenzwert und den weiteren Grenzwert identische oder voneinander abweichende Werte vorgesehen, um die Betätigung der Einrichtung 8 in geeignetem Umfang durchzuführen.
Hiervon abweichen kann es auch vorgesehen sein, dass die Betätigung der Einrichtung 8 nach Ablauf eines applizierbaren Zeitraumes, der vorliegend zum Zeitpunkt T1 der Schaltanforderung beginnt und zum Zeitpunkt T43 endet, automatisch begonnen wird und nach Ablauf eines zwischen den Zeitpunkten T43 und T44 liegenden applizierbaren Zeitraumes wieder beendet wird.
Über die vorbeschriebenen Vorgehensweisen sind im Automatgetriebe 4 durchzuführende Schaltungen jeweils durch einen geeigneten einrichtungsseitigen Bremseingriff in gewünschtem Umfang optimierbar und beispielsweise durch Getriebeträgheiten und getriebeseitig vorliegende Schleppmomente verursachte positive Beschleunigungen während Schaltungen, beispielsweise wie Ausrollschaltungen über geeignete getriebeseitig ausgelöste Bremseingriffe verhinderbar. Dabei sind beispielsweise positive Beschleunigung des Fahrzeuges 1 während Schubhochschaltungen mittels geeigneter Bremseingriffe insbesondere während eines Bergabrollens des Fahrzeuges 1 vermeidbar bzw. reduzierbar.
Des Weiteren sind Schaltungen, die durch getriebeseitige Diagnosefunktionen nicht in angefordertem Umfang durchgeführt werden, durch einen entsprechenden Bremseingriff in gewünschtem Umfang durchführbar, womit eine Fahrzeugverfügbarkeit aufrechterhalten werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugantriebsstrang
3: Antriebsmaschine
4: Automatgetriebe
5: Abtriebe
6: Getriebeeingangswelle
7: Getriebeausgangswelle
8: Einrichtung
aL: Längsbeschleunigung des Fahrzeuges
m_mot: Drehmoment der Antriebsmaschine
m_8: Drehmoment der Einrichtung
n_ab: Drehzahl des Abtriebs
ng_ab: Gradient der Drehzahl des Abtriebs
n_ab8: Drehzahl des Abtriebs
n_t: Drehzahl der Getriebeeingangswelle
n_7: Drehzahl der Getriebeausgangswelle 7
pkab: Betätigungsdruck des abzuschaltenden Schaltelementes
pkzu: Betätigungsdruck des zuzuschaltenden Schaltelementes
T1 bis T44: diskreter Zeitpunkt
t: Zeit

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges (1) mit einem eine Antriebsmaschine (3), ein Automatgetriebe (4) und einen Abtrieb (5) umfassenden Fahrzeugantriebsstrang (2) sowie mit wenigstens einer Einrichtung (8), in deren Bereich ein Drehmoment (m_8) erzeugbar ist, mittels dem eine Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Betriebszustandsänderung des Fahrzeugantriebsstranges (2), während dem ein im Bereich des Abtriebs (5) anliegendes Drehmoment verändert wird, im Bereich der Einrichtung (8) ein die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzendes Drehmoment (m_8) automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzende Drehmoment (m_8) im Bereich der Einrichtung (8) während einer Schubhochschaltung automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzende Drehmoment (m_8) im Bereich der Einrichtung (8) während einer Schubrückschaltung automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzende Drehmoment (m_8) im Bereich der Einrichtung (8) während einer Zugrückschaltung automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzende Drehmoment (m_8) im Bereich der Einrichtung (8) während einer Zughochschaltung automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) zumindest begrenzende Drehmoment (m_8) im Bereich der Einrichtung (8) während eines Lastwechsels im Fahrzeugantriebsstrang (2) vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb automatisch erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebszustandswechsels des Fahrzeugantriebsstranges (2) das Antriebsmoment (m_mot) der Antriebsmaschine (3) automatisch angehoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Variieren der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) eine als Betriebsbremse des Fahrzeuges (1) ausgeführte Einrichtung (8) automatisch betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Variieren der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) eine als elektrische Parkbremse des Fahrzeuges (1) ausgeführte Einrichtung (8) automatisch betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Begrenzen der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) eine als elektrische Maschine des Fahrzeuges (1) ausgeführte Einrichtung (8) generatorisch betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) automatisch betätigt wird, wenn ein Betrag einer Abweichung zwischen einem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) und einem Soll-Gradienten der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) größer oder gleich oder kleiner oder gleich als ein Grenzwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt, zu dem eine Schaltanforderung ergeht, in Abhängigkeit des Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl (n_ab) des Abtriebes (5) und des Ist-Gradienten des Verlaufes der Getriebeeingangsdrehzahl (n_t) ein Zeitraum ermittelt wird, innerhalb dem die angeforderte Schaltung wenigstens annähernd durchführbar ist, wobei die Einrichtung (8) betätigt wird, wenn erkannt wird, dass eine Abweichung zwischen dem ermittelten Zeitraum und einem vordefinierten Zeitraum, innerhalb dem die angeforderte Schaltung durchzuführen ist, größer oder gleich als ein Schwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt, zu dem die Anforderung für den Betriebszustandswechsel ergeht, eine Zeitüberwachung gestartet und nach Ablauf eines vordefinierten Zeitraums die Einrichtung (8) automatisch betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Einrichtung (8) nach Ablauf eines definierten Zeitraumes beendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Einrichtung (8) beendet wird, wenn der Betrag der Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten des Verlaufes der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) und dem Soll-Gradienten der Drehzahl (n_ab) des Abtriebs (5) kleiner oder gleich oder größer oder gleich als ein Grenzwert ist
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Einrichtung (8) beendet wird, wenn ein während der Durchführung einer angeforderten Schaltung zuzuschaltendes Schaltelement in schlupffreiem Betriebszustand vorliegt.