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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mehrgängigen Fahrzeuggetriebes. Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebesteuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist, sowie ein entsprechendes Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf dem Getriebesteuergerät. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeuggetriebe und ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeuggetriebe.
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Mehrgängige Getriebe sind in der Fahrzeugtechnik bekannt und weit verbreitet. Die Gänge, auch Stufen oder Übersetzungsstufen genannt, stellen unterschiedliche Übersetzungen des Getriebes zwischen einem Getriebeeingang und Getriebeausgang dar. Die Gänge sind wahlweise einlegbar. Dadurch kann ein von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs bereitgestelltes Drehmoment situationsgerecht übersetzt werden. Beispielsweise kann in einem Anfahrgang eine hohe Übersetzung zur Beschleunigung des Fahrzeugs bereitgestellt werden. In einem anderen Fahrgang kann dann eine geringere Übersetzung zur verbrauchsgünstigen Aufrechterhaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit bereitgestellt werden. Das Einlegen der einzelnen Gänge erfolgt mittels Schaltelemente des Getriebes.
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In einem Neutralgang des Fahrzeuggetriebes, auch Leerlauf genannt, sind der Getriebeeingang und der Getriebeausgang voneinander entkoppelt. Zum Einlegen des Neutralgangs wird eine ausreichend große Anzahl an Schaltelementen des Getriebes geöffnet. Im Neutralgang kann das Fahrzeug geschoben oder abgeschleppt werden. Ebenso können im Neutralgang interne Schleppverlust des Getriebes minimiert sein. Das Einlegen des Neutralgangs kann daher beispielsweise bei kurzfristigen Stoppvorgängen des Fahrzeugs, bei denen der Antriebsmotor des Fahrzeugs weiterläuft, von Vorteil sein. Das Einlegen des Neutralgangs kann von einem Fahrer des Fahrzeugs oder einer Automatik angefordert werden.
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Bei eingelegtem Neutralgang wird in der Praxis ein möglichst schneller und komfortabler Gangwechsel in einen der Fahrgänge des Getriebes angestrebt, insbesondere in den zum Anfahren genutzten Anfahrgang. Zur Vorbereitung dieses Gangwechsels kann das so genannte Lüftspiel zumindest eines der Schaltelemente für den Anfahrgang gezielt reduziert werden.
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Bei einem per Druckmittel betätigten Schaltelement des Getriebes erfolgt diese Vorbereitung dadurch, dass im Neutralgang eine Vorbefüllung des Betätigungskolbens des Schaltelements mit Druckmittel vorgenommen wird. Dem Betätigungskolben wird hierbei bereits eine bestimmte Menge an Druckmittel zugeführt. Diese Menge ist so bemessen, dass das Schaltelement noch nicht schließt. Der Schließvorgang kann sodann durch weitere Zuführung von Druckmittel und/oder Anhebung des Druckes im Betätigungskolben eingeleitet werden. Insbesondere wird das Schaltelement im Rahmen der Vorbefüllung bis (nahezu) an den so genannten Anlegepunkt des Schaltelements herangeführt.
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Die erforderliche Menge an Druckmittel für die Vorbefüllung ist von vielen Faktoren abhängig. Dies sind insbesondere die Bauteiltoleranzen und der aktuelle Verschleißzustand des jeweiligen Schaltelements sowie die aktuellen Reibverhältnisse im Getriebe. Ausreichend genaue Sensoren zur exakten Ermittlung der benötigten Vorbefüllung sowie der bereits vorhandenen Vorbefüllung sind bei Fahrzeuggetrieben normalerweise nicht vorgesehen. Eine zu hohe Vorbefüllung kann ein ungewolltes (teilweises) Schließen des Schaltelements bewirken. Dann kann es zu einem ungewollten Anrollen des Fahrzeugs im Neutralgang kommen. Eine zu geringe Vorbefüllung kann ein spätes und/oder unkomfortables Schließen des Schaltelements beim Wechsel aus dem Neutralgang in den Fahrgang bewirken.
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Ein Verfahren zur Steuerung eines mehrgängigen Fahrzeuggetriebes ist aus der
DE 10 2017 221 401 A1 bekannt.
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Die
DE 10 2020 115 131 A1 offenbart ein Doppelkupplungssteuerungsverfahren für ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe in einem Kraftfahrzeug.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines mehrgängigen Fahrzeuggetriebes zu schaffen. Zudem sollen ein Getriebesteuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf dem Getriebesteuergerät sowie ein Fahrzeuggetriebe und ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeuggetriebe angegeben werden.
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Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Getriebesteuergerät, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, geht ferner aus einem Nebenanspruch hervor. Schließlich sind ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf einem solchen Getriebesteuergerät sowie ein Fahrzeuggetriebe mit einem solchen Getriebesteuergerät und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrzeuggetriebe Gegenstand weiterer Nebenansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines mehrgängigen Fahrzeuggetriebes vorgeschlagen. Das Fahrzeuggetriebe weist mehrere Schaltelemente zum Einlegen der Gänge des Fahrzeuggetriebes auf. Das Fahrzeuggetriebe weist zumindest einen Neutralgang sowie zumindest einen als Vorwärtsgang ausgebildeten Fahrgang und einen als Rückwärtsgang ausgebildeten Fahrgang auf. In dem Neutralgang ist eine Entkoppelung zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang des Fahrzeuggetriebes vorgesehen. Der Neutralgang entspricht einem Leerlauf des Getriebes. In dem Fahrgang hingegen ist eine Koppelung des Getriebeeingangs mit dem Getriebeausgang zum Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen. Diese Koppelung kann durch Schließen der dem Fahrgang zugeordneten Schaltelemente erfolgen. Der Gangwechsel vom Neutralgang in den Fahrgang erfolgt daher durch Schließen der dem Fahrgang zugeordneten Schaltelemente des Fahrzeuggetriebes.
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Die Schaltelemente des Fahrzeuggetriebes können als Getriebeschaltelemente bezeichnet werden und als Kupplungen und/oder Bremsen ausgebildet sein. Die Schaltelemente können per Druckmedium betätigbar ausgebildet sein, beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch. Insbesondere wird als Druckmedium das Schmiermittel des Fahrzeuggetriebes genutzt. Bevorzugt sind die Schaltelemente als reibschlüssig wirkende Schaltelemente ausgebildet, wie eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse. Bei dem Fahrzeuggetriebe handelt es sich insbesondere um ein Automatikgetriebe in Planetenbauweise. Die Kontrolle über die Betätigung der Schaltelemente erfolgt vorzugsweise durch ein Getriebesteuergerät. Das Getriebesteuergerät bewirkt also die situationsgerechte Betätigung der Schaltelemente. Das Fahrzeuggetriebe ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug ausgebildet, wie insbesondere zum Einsatz in einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Kraftomnibus. Das Fahrzeuggetriebe kann jedoch auch zum Einsatz in einem Schienenfahrzeug oder einem landwirtschaftlichen Fahrzeug oder in anderen Fahrzeugen ausgebildet sein.
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Unter einem Fahrgang werden diejenigen Gänge des Fahrzeuggetriebes verstanden, die zum Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen sind, also Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge. Bei eingelegtem Fahrgang sind der Getriebeeingang und der Getriebeausgang des Fahrzeuggetriebes durch die geschlossenen Schaltelemente des Fahrgangs miteinander gekoppelt. Hingegen ist bei dem Neutralgang des Fahrzeuggetriebes vorgesehen, dass Getriebeeingang und Getriebeausgang voneinander entkoppelt sind. Im Neutralgang ist also kein Vortrieb des Fahrzeugs über das Fahrzeuggetriebe vorgesehen.
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Bei dem Fahrgang handelt es sich vorzugsweise um einen Anfahrgang zum Anfahren des Fahrzeugs. Bei einem solchen Anfahrgang handelt es sich insbesondere um einen im Verhältnis zu anderen Gängen des Fahrzeuggetriebes hoch übersetzten Gang. Insbesondere sind also andere Gänge des Fahrzeuggetriebes niedriger übersetzt. Ein solcher Anfahrgang ist insbesondere der erste Gang. Der Anfahrgang kann in Abhängigkeit der vorliegenden Situation variieren. Bei Erkennung einer geringen Beladung des Fahrzeugs kann beispielsweise als Anfahrgang auch ein zweiter Gang gewählt werden. Auch ist es möglich, dass in Abhängigkeit der Situation als Anfahrgang ein Rückwärtsgang gewählt wird. Im Neutralgang werden dann dem ausgewählten Anfahrgang zugehörige Schaltelemente zur Vorbereitung des Gangwechsels in den Anfahrgang vorbefüllt oder vorgespannt.
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Im vorbefüllten oder vorgespannten Zustand ist keine Kraft- oder Drehmomentübertragung über das Schaltelement vorgesehen. Im teilgeschlossenen bzw. geschlossenen Zustand ist eine Kraft- oder Drehmomentübertragung über das Schaltelement vorgesehen.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei eingelegtem Neutralgang zumindest ein Getriebezustand des Fahrzeuggetriebes ermittelt wird. Wird bei der Ermittlung des Getriebezustands festgestellt, dass bei eingelegtem Neutralgang ein Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten vorliegt, dann ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Schaltelementen eines Fahrgangs zumindest ein weiteres Schaltelement des Fahrzeuggetriebes geschlossen wird.
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Das Schaltelement, welches zusätzlich zu den Schaltelementen eines Fahrgangs geschlossen wird, ist somit einem anderen Fahrgang des Fahrzeuggetriebes zugeordnet. Durch das zusätzliche Schließen des zumindest einen weiteren Schaltelements wird das Fahrzeuggetriebe verspannt bzw. blockiert. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein durch erhöhte Schleppverluste des Fahrzeuggetriebes bedingter ungewollter Rollzustand des Fahrzeugs verhindert werden.
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Das zumindest eine Schaltelement, welches zusätzlich zu den Schaltelementen des Fahrgangs geschlossen wird, kann dabei vollständig geschlossen oder teilgeschlossen werden. Im teilgeschlossenen Zustand kann über das Schaltelement bereits eine Kraft oder ein Drehmoment übertragen werden, welche bzw. welches einen ungewollten Rollzustand des Fahrzeugs durch Verspannen des Fahrzeuggetriebes verhindern kann. Im teilgeschlossenen Zustand ist die Kraft- oder Drehmomentübertragung über das Schaltelement jedoch geringer als im vollständig geschlossenen Zustand, in welchem das Fahrzuggetriebe blockiert wird.
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Vorzugsweise wird der Betrieb des Fahrzeuggetriebes laufend oder in regelmäßigen Abständen überwacht. Hierbei wird insbesondere ermittelt, ob der Neutralgang eingelegt ist und ob der Zustand mit erhöhten Schleppverlusten vorliegt. Hierzu werden insbesondere Sensorinformationen von Sensoren des Fahrzeugs und Fahrzeuggetriebes ausgewertet, die indikativ für diese Bedingungen sind. Insbesondere erfolgt eine Ermittlung, ob der Neutralgang tatsächlich eingelegt ist. Dies kann beliebig erfolgen. Dies kann beispielsweise anhand von Betätigungssignalen für Ventile des Fahrzeuggetriebes zur Betätigung der Schaltelemente erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann dies anhand von Drucksignalen eines oder mehrerer Drucksensoren des Fahrzeuggetriebes für das Druckmedium erfolgen. Weitere, hier nicht explizit genannte Ermittlungsmethoden sind ebenso einsetzbar. Diese Ermittlung erfolgt insbesondere auch zu anderen Zwecken, insbesondere zur korrekten Ansteuerung des Getriebes durch das Getriebesteuergerät und/oder zum Anzeigen des aktuell eingelegten Ganges auf einem Bildschirm innerhalb des Fahrzeugs.
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Der Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten liegt insbesondere dann vor, wenn das Fahrzeuggetriebe noch keine ausreichende Temperatur erreicht hat. Bei kühlem Getriebe weist das darin enthaltene Schmiermittel (meist Getriebeöl) eine relativ hohe Viskosität auf. Entsprechend hoch sind Bauteilreibungen und Planschverluste im Getriebe. Ein unter normalen Betriebsbedingungen korrekt vorbefülltes oder vorgespanntes Schaltelement kann unter diesen Umständen dennoch ungewollt ein Drehmoment übertragen. Dieser Getriebezustand ist daher insbesondere gleichbedeutend mit einem „kalten“ Fahrzeuggetriebe. Dieser Getriebezustand kann beispielsweise vorliegen, wenn das Getriebeschmiermittel eine bestimmte Temperatur unterschreitet, beispielsweise 50°C.
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Die Ermittlung, ob der Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten vorliegt, kann beliebig erfolgen. Dies erfolgt insbesondere anhand einer Getriebetemperatur, insbesondere einer Temperatur des Getriebeschmiermittels (Öltemperatur). Dazu ist vorzugsweise ein Temperatursensor am Fahrzeuggetriebe vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann dies anhand eines Temperaturmodells des Fahrzeuggetriebes erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann dies anhand einer verstrichenen Zeit seit einem Motorstart eines mit dem Fahrzeuggetriebe gekoppelten oder koppelbaren Antriebsmotors des Fahrzeugs erfolgen. Weitere, hier nicht explizit genannte Ermittlungsmethoden sind ebenso einsetzbar. Bevorzugt wird die ermittelte Getriebetemperatur oder die verstrichene Zeit mit einem Schwellenwert verglichen. Liegt die Getriebetemperatur oder die verstrichene Zeit unterhalb des Schwellenwerts, wird davon ausgegangen, dass der Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten vorliegt. Liegt die Getriebetemperatur oder die verstrichene Zeit hingegen oberhalb des Schwellenwerts, wird davon ausgegangen, dass eine Betriebstemperatur des Fahrzeuggetriebes erreicht oder überschritten ist und der Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten nicht bzw. nicht mehr vorliegt. Das Getriebe ist dann warmgelaufen, wodurch die Schleppverluste im Getriebe ausreichend reduziert sind. Dann ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass in dem Fahrzeuggetriebe der Neutralgang eingelegt wird. Der Schwellenwert für die Temperatur liegt bevorzugt zwischen 40°C und 60°C. Ein besonders geeigneter Schwellenwert für die Temperatur liegt zwischen 45°C und 55°C, insbesondere bei 50°C.
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Durch das Verspannen bzw. das Blockieren des Fahrgetriebes, indem zumindest ein Schaltelement des Fahrzeuggetriebes zusätzlich zu den Schaltelementen eines Fahrgangs geschlossen wird, wird die eingebrachte Energie des Antriebsmotors des Fahrzeugs im Fahrzeuggetriebe, insbesondere in einem Drehmomentwandler des Fahrzeuggetriebes, in Wärme umgesetzt. Dadurch kann das Fahrzeuggetriebe seine Betriebstemperatur schneller erreichen.
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Das Fahrzeuggetriebe kann derart ausgebildet sein, dass ein Teil der Schaltelemente eines Vorwärtsgangs, insbesondere eines Anfahrgangs, auch zur Realisierung des Rückwärtsgangs geschlossen wird. Bei Vorliegen des Getriebezustands mit erhöhten Schleppverlusten werden dann vorzugsweise die Schaltelemente des Anfahrgangs und die Schaltelemente des Rückwärtsgangs geschlossen. Vorteilhafterweise unterscheiden sich die im Anfahrgang geschlossenen Schaltelemente von den im Rückwärtsgang geschlossenen Schaltelementen um lediglich ein Schaltelement voneinander. Wird hiervon ausgehend der Anfahrgang durch einen Fahrer angefordert, muss zum Einlegen des Anfahrgangs lediglich das Schaltelement des Rückwärtsgangs, welches kein Schaltelement des Vorwärtsgangs ist, geöffnet werden. Da die Schaltelemente des Anfahrgangs schon geschlossen sind, ist der Anfahrgang bereits eingelegt und das Fahrzeug kann direkt vorwärtsfahren. Wird hingegen der Rückwärtsgang durch den Fahrer angefordert, muss zum Einlegen des Rückwärtsgangs lediglich das Schaltelement des Vorwärtsgangs, welches kein Schaltelement des Rückwärtsgangs ist, geöffnet werden. Da die Schaltelemente des Rückwärtsgangs schon geschlossen sind, ist der Rückwärtsgang bereits eingelegt und das Fahrzeug kann direkt rückwärtsfahren. Dadurch kann besonders schnell und komfortabel aus dem verspannten bzw. blockierten Zustand des Fahrzeuggetriebes in den Fahrgang gewechselt werden.
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Das Fahrzeuggetriebe kann vorzugsweise so ausgebildet sein, dass in einem Fahrgang zumindest zwei Schaltelemente des Fahrzeuggetriebes geschlossen sind. Das Fahrzeuggetriebe kann dabei so ausgebildet sein, dass in einem Fahrgang genau drei Schaltelemente des Fahrzeuggetriebes geschlossen sind.
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Das vorgeschlagene Verfahren wird von dem ebenfalls vorgeschlagenen Getriebesteuergerät kontrolliert. Das bedeutet, dass durch das Getriebesteuergerät die Durchführung des Verfahrens erfolgt. Das vorgeschlagenen Getriebesteuergerät ist demnach speziell so eingerichtet, dass es das Verfahren mit den jeweils angegebenen Schritten ausführt. Das Getriebesteuergerät verfügt hierzu insbesondere über einen Eingang und einen Ausgang und ein Berechnungsmittel. Auch verfügt das Getriebesteuergerät hierzu insbesondere über ein Speichermedium (Datenspeicher), in dem die zur Durchführung speziell erforderlichen Befehle gespeichert sind. Der Eingang des Getriebesteuergeräts ist dazu eingerichtet, dass darüber dem Getriebesteuergerät die erforderlichen Informationen zugeführt werden, beispielsweise die aktuelle Getriebetemperatur. Der Ausgang des Getriebesteuergeräts ist dazu eingerichtet, um die erforderlichen Ansteuerungssignale zur Betätigung der Schaltelemente auszugeben, beispielsweise Signale zum Öffnen und Schließen von Ventilen der Schaltelemente. Das Berechnungsmittel führt die im Speichermedium gespeicherten Befehle aus, wobei es hierbei die eingehenden Informationen verarbeitet und die entsprechenden Ansteuerungssignale für die Schaltelemente ausgibt. Bei dem Berechnungsmittel handelt es sich insbesondere um einen Mikroprozessor.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist ausgebildet, ein Getriebesteuergerät zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Getriebesteuergerät ausgeführt wird. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogramm abrufbar gespeichert ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Automatikgetriebes in Planetenbauweise;
- 2 ein beispielhaftes Schaltschema für das Automatikgetriebe gemäß 1;
- 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Automatikgetriebes in Planetenbauweise; und
- 4 ein beispielhaftes Schaltschema für das Automatikgetriebe gemäß 3.
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1 zeigt ein Getriebeschema eines exemplarischen Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei mit einem Getriebeeingang 1 des Automatikgetriebes ein nicht gezeigtes Antriebsaggregat und mit einem Getriebeausgang 2 des Automatikgetriebes ein nicht gezeigter Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann.
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Das in 1 dargestellte Automatikgetriebe ist in Planetenbauweise ausgeführt und verfügt über insgesamt acht Wellen 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, wobei es sich bei der Welle 3 um eine Getriebeeingangswelle und bei der Welle 4 um eine Getriebeausgangswelle handelt. Die Wellen 3 bis 10 des Automatikgetriebes der 1 stehen einerseits über Radsätze 11, 12, 13 und 14 und andererseits über getriebeinterne Schaltelemente A, B, C, D und E in Antriebsverbindung.
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Das in 1 gezeigte Automatikgetriebe verfügt über vier Radsätze 11, 12, 13 und 14 und fünf Schaltelemente A, B, C, D und E, wobei die Schaltelemente A und B als Bremsen und die Schaltelemente C, D und E als Kupplungen ausgeführt sind. Bei dem in 1 gezeigten Automatikgetriebe können insgesamt acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei in jedem dieser Gänge drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente geöffnet sind. Zur Ausführung eines Gangwechsels und damit zur Ausführung eines Schaltvorgangs wird mindestens eines der zuvor geöffneten Schaltelemente A, B, C, D und E des Automatikgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und mindestens eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D und E geöffnet bzw. weggeschaltet. Das in 1 gezeigte Getriebeschema ist rein exemplarischer Natur. Beispielsweise können zusätzlich zu reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente vorhanden sein.
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In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Automatikgetriebes gemäß 1 dargestellt. In jedem Gang sind drei Schaltelemente A, B, C, D und E geschlossen und zwei Schaltelemente A, B, C, D und E offen. Die Schaltelemente sind als Bremsen A, B und Kupplungen C, D, E ausgebildet.
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Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung C, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung E, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen C und E, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen D und E, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen C und D, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen C, D und E, der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse A und der Kupplungen C und D und der achte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse A und der Kupplungen D und E. Der Rückwärtsgang ergibt sich durch das Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung D.
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Gemäß der Erfindung kann ein durch erhöhte Schleppverluste des Fahrzeuggetriebes bedingter ungewollter Rollzustand des Fahrzeugs verhindert werden. Bei einer möglichen Betätigung des mehrgängigen Fahrzeuggetriebes können hierzu beispielhaft folgende Schritte vorgesehen sein:
- 1. Es wird der Neutralgang des Fahrzeuggetriebes angefordert, beispielsweise wird er automatisch oder von einem Fahrer angefordert, indem er den Fahrschalter in die Fahrschalterstellung „Neutral“ verstellt.
- 2. Bei angefordertem Neutralgang wird zunächst ein Getriebezustand des Fahrzeuggetriebes ermittelt. Liegt ein Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten vor, dann wird zusätzlich zu den Schaltelementen A, B, C eines Fahrgangs, hier wird als Fahrgang somit der erste Vorwärtsgang betrachtet, zumindest eines der weiteren Schaltelemente D, E des Fahrzeuggetriebes in Schließrichtung betätigt. Durch das Schließen zumindest einer der beiden Kupplungen D, E wird das Fahrzeuggetriebe verspannt bzw. blockiert und dadurch das Kraftfahrzeug in einem Fahrzeugstillstand gehalten. Vorzugsweise wird jedoch nur die Kupplung D des Fahrzeuggetriebes zusätzlich geschlossen, um das Verspannen bzw. Blockieren des Getriebes zu bewirken. Dann sind nämlich vier Schaltelemente A, B, C, D des Fahrzeuggetriebes betätigt, wobei die Schaltelemente A, B, C Schaltelemente des ersten Gangs und die Schaltelemente A, B, D Schaltelemente des Rückwärtsgangs sind. Die Bremsen A, B werden somit sowohl für den ersten Gang als auch für den Rückwärtsgang geschlossen.
- 3. Fordert der Fahrer anschließend den ersten Gang als Anfahrgang an, wird das Schaltelement D des Rückwärtsgangs geöffnet. Da die Schaltelemente A, B, C des ersten Gangs bereits geschlossen sind, wird der erste Gang durch das Öffnen er Kupplung D eingelegt und das Fahrzeug kann direkt vorwärtsfahren.
- 4. Fordert der Fahrer anstelle des ersten Gangs den Rückwärtsgang an, dann wird das Schaltelement C des ersten Gangs geöffnet. Da die Schaltelemente A, B, D des Rückwärtsgangs bereits geschlossen sind, wird der Rückwärtsgang durch das Öffnen der Kupplung C eingelegt und das Fahrzeug kann direkt rückwärtsfahren.
- 5. Wird die Betriebstemperatur des Fahrzeuggetriebes erreicht, bevor der Fahrer einen Fahrgang anfordert, dann wird in dem Fahrzeuggetriebe der Neutralgang eingelegt. Hierzu werden die beiden Kupplung C, D geöffnet und die Bremse B vorbefüllt, während die Bremse A geschlossen bleibt. Hat das Fahrzeuggetriebe seine Betriebstemperatur erreicht, dann sind die Schleppverluste des Fahrzeuggetriebes bei eingelegtem Neutralgang so gering, dass das Fahrzeug nicht ungewollt in einen Rollzustand übergeht.
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3 zeigt ein zweites Getriebeschema eines exemplarischen Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei mit einem Getriebeeingang 15 des Automatikgetriebes ein nicht gezeigtes Antriebsaggregat und mit einem Getriebeausgang 16 des Automatikgetriebes ein nicht gezeigter Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann.
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Das in 3 dargestellte Automatikgetriebe ist in Planetenbauweise ausgeführt und verfügt über insgesamt sechs Wellen 17, 18, 19, 20, 21 und 22, wobei es sich bei der Welle 19 um eine Getriebeeingangswelle und bei der Welle 22 um eine Getriebeausgangswelle handelt. Die Wellen 17 bis 22 des Automatikgetriebes der 3 stehen einerseits über Radsätze 23, 24 und 25 und andererseits über getriebeinterne Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 in Antriebsverbindung.
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Das in 3 gezeigte Automatikgetriebe verfügt über drei Radsätze 23, 24 und 25 und fünf Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2, wobei die Schaltelemente A2 und B2 als Kupplungen und die Schaltelemente C2, D2 und E2 als Bremsen ausgeführt sind. Bei dem in 3 gezeigten Automatikgetriebe können insgesamt sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei in jedem dieser Gänge zwei Schaltelemente geschlossen und drei Schaltelemente geöffnet sind. Zur Ausführung eines Gangwechsels und damit zur Ausführung eines Schaltvorgangs wird mindestens eines der zuvor geöffneten Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 des Automatikgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und mindestens eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 geöffnet bzw. weggeschaltet. Das in 3 gezeigte Getriebeschema ist rein exemplarischer Natur. Es können zusätzlich zu reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente vorhanden sein.
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In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Automatikgetriebes gemäß 3 dargestellt. In jedem Gang sind zwei Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 geschlossen und drei Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 offen. Die Schaltelemente sind als Kupplungen A2, B2 und Bremsen C2, D2, E2 ausgebildet.
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Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Kupplung A2 und der Bremse E2, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung A2 und Bremse D2, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung A2 und der Bremse C2, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen A2 und B2, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung B2 und der Bremse C2 und der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung B2 und der Bremse D2. Der Rückwärtsgang ergibt sich durch das Schließen der Bremsen C2 und E2.
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Gemäß der Erfindung kann auch bei dieser Ausführungsform ein durch erhöhte Schleppverluste des Fahrzeuggetriebes bedingter ungewollter Rollzustand des Fahrzeugs verhindert werden. Bei einer möglichen Betätigung des mehrgängigen Fahrzeuggetriebes können hierzu beispielhaft folgende Schritte vorgesehen sein:
- 1. Es wird der Neutralgang des Fahrzeuggetriebes angefordert, beispielsweise wird er automatisch oder von einem Fahrer angefordert, indem er den Fahrschalter in die Fahrschalterstellung „Neutral“ verstellt.
- 2. Bei angefordertem Neutralgang wird zunächst ein Getriebezustand des Fahrzeuggetriebes ermittelt. Liegt ein Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten vor, dann wird zusätzlich zu den Schaltelementen A2, E2 eines Fahrgangs, hier wird als Fahrgang wiederum der erste Vorwärtsgang betrachtet, zumindest eines der weiteren Schaltelemente B2, C2, D2 des Fahrzeuggetriebes in Schließrichtung betätigt. Durch das Schließen zumindest der Kupplung B2 oder einer der beiden Bremsen C2, D2 wird das Fahrzeuggetriebe verspannt bzw. blockiert und dadurch das Kraftfahrzeug in einem Fahrzeugstillstand gehalten. Vorzugsweise wird jedoch nur die Bremse C2 des Fahrzeuggetriebes zusätzlich geschlossen, um das Verspannen bzw. Blockieren des Getriebes zu bewirken. Dann sind nämlich drei Schaltelemente A2, C2, E2 des Fahrzeuggetriebes betätigt, wobei die Schaltelemente A2, E2 Schaltelemente des ersten Gangs und die Schaltelemente C2, E2 Schaltelemente des Rückwärtsgangs sind. Die Bremse E2 wird somit sowohl für den ersten Gang als auch für den Rückwärtsgang geschlossen.
- 3. Fordert der Fahrer anschließend den ersten Gang als Anfahrgang an, wird das Schaltelement C2 des Rückwärtsgangs geöffnet. Da die Schaltelemente A2, E2 des ersten Gangs bereits geschlossen sind, wird der erste Gang durch das Öffnen der Bremse C2 eingelegt und das Fahrzeug kann direkt vorwärtsfahren.
- 4. Fordert der Fahrer anstelle des ersten Gangs den Rückwärtsgang an, dann wird das Schaltelement A2 des ersten Gangs geöffnet. Da die Schaltelemente C2, E2 des Rückwärtsgangs bereits geschlossen sind, wird der Rückwärtsgang durch das Öffnen der Kupplung A2 eingelegt und das Fahrzeug kann direkt rückwärtsfahren.
- 5. Wird die Betriebstemperatur des Fahrzeuggetriebes erreicht, bevor der Fahrer einen Fahrgang anfordert, dann wird in dem Fahrzeuggetriebe der Neutralgang eingelegt. Hat das Fahrzeuggetriebe seine Betriebstemperatur erreicht, dann sind die Schleppverluste des Fahrzeuggetriebes bei eingelegtem Neutralgang so gering, dass das Fahrzeug nicht ungewollt in einen Rollzustand übergeht.
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Durch das vorgestellte Verfahren kann ein ungewollter Rollzustand des Fahrzeugs bei kaltem Fahrzeuggetriebe, also bei einem Getriebezustand mit erhöhten Schleppverlusten, sicher vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeingang
- 2
- Getriebeausgang
- 3
- Welle
- 4
- Welle
- 5
- Welle
- 6
- Welle
- 7
- Welle
- 8
- Welle
- 9
- Welle
- 10
- Welle
- 11
- Radsatz
- 12
- Radsatz
- 13
- Radsatz
- 14
- Radsatz
- 15
- Getriebeeingang
- 16
- Getriebeausgang
- 17
- Welle
- 18
- Welle
- 19
- Welle
- 20
- Welle
- 21
- Welle
- 22
- Welle
- 23
- Radsatz
- 24
- Radsatz
- 25
- Radsatz
- A
- Schaltelement/Bremse
- B
- Schaltelement/Bremse
- C
- Schaltelement/Kupplung
- D
- Schaltelement/Kupplung
- E
- Schaltelement/Kupplung
- A2
- Schaltelement/Kupplung
- B2
- Schaltelement/Kupplung
- C2
- Schaltelement/Bremse
- D2
- Schaltelement/Bremse
- E2
- Schaltelement/Bremse
