DE10033647B4 - System zur Steuerung eines Automatikgetriebes - Google Patents

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Abstract

System zur Steuerung eines Automatikgetriebes mit hydraulisch betätigten Reibungskupplungen zum Verbinden der gewünschten Schaltstufen, mit einer Hydraulikölpumpe und einem Öldruckregler, einer elektronischen Steuereinheit und Sensoren zum Erfassen der Eingangsdrehzahl sowie der Ausgangsdrehzahl, wobei das Automatikgetriebe mit einem Antriebsmotor verbunden ist, dessen Antriebsmoment regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in der jeweils geschalteten Schaltstufe die Eingangs- und Ausgangsdrehzahl vergleicht und beim Erkennen eines Durchrutschens der im Momentenfluss befindlichen Reibungskupplungen infolge eines unzureichend hohen Öldruckes derart auf den Antriebsmotor (1) einwirkt, dass dessen Antriebsmoment reduziert wird, bis die Eingangs- und Ausgangs-Drehzahlen dem geschalteten Übersetzungsverhältnis entsprechen und das Antriebsmoment über eine Zeitspanne auf reduziertem Niveau hält, bis sich ein für die Momentenübertragung ausreichender Öldruck aufgebaut hat.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines Automatikgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Mit DE 196 30 125 A1 ist ein solches Steuersystem beschrieben. Dieses bekannte Steuersystem ist vorgesehen für ein Fahrzeugantriebssystem mit Traktionssteuerung der Antriebsräder, das heißt mit einer Steuerung, die beim Durchdrehen der Antriebsräder infolge unzureichender Haftung dieser Räder auf der Fahrbahn deren Antriebsmoment reduziert. Dies geschieht in bekannter Weise durch eine Reduzierung des Motorantriebsmomentes, in dem über ein Motorsteuersystem zum Beispiel die Drosselklappe oder der Zündzeitpunkt am Motor verstellt werden.
  • Bei hydraulisch betätigten Automatikgetrieben ist es weiterhin bekannt, dass zum Schalten der Gänge die entsprechenden Reibungskupplungselemente mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt werden, der diese Kupplungen aktiviert.
  • Wenn der Hydrauliköldruck im Steuerkreis des Automatikgetriebes im Verhältnis zu einem speziellen Eingangsdrehmoment abgesenkt wird, mangelt es dem Reibungskupplungselement an Drehmomentübertragungsvermögen. In folge dessen wird das Reibungskupplungselement durchrutschen (slip) und relativ schnell verschleißen. Bei einem zu hohen Öldruck nimmt der Leistungsbedarf zum Antrieb der Ölpumpe und damit der Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors in unerwünschter Weise zu.
  • Es ist daher üblich, dass der Hauptdruck des Automatikgetriebes so gesteuert wird, dass er proportional zur Drehmomentabgabe des Antriebsmotors verläuft.
  • Unter bestimmten Extrembedingungen, z. B. bei extrem niedrigen Temperaturen, kann es jedoch vorkommen, dass im hydraulischen Steuersystem von Automatikgetrieben trotz der Öldrucksteuerung kurzzeitig ein Druckabfall an geschlossenen Reibungskupplungen auftritt. Dieser Druckabfall führt dann zu einem unerwünschten Durchrutschen dieser geschlossenen Kupplung. Die Folge davon ist ein signifikant hoher Verschleiß der betroffenen Kupplung.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu verhindern.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
  • Indem von der Steuereinheit des Automatikgetriebes die Eingangsdrehzahl mit der Ausgangsdrehzahl unter Berücksichtigung der geschalteten Gangstufe verglichen wird, ist es erkennbar, wenn an der Schaltkupplung unzulässiger Schlupf, also ein Durchrutschen (slip), auftritt. In einem solchen Fall wird die aktuelle Abtriebsdrehzahl geringer sein, als die rechnerisch zu ermittelnde Soll-Abtriebsdrehzahl. Von der Steuereinheit des Automatikgetriebes wird daraufhin auf den Antriebsmotor derart eingewirkt, dass dessen Antriebsmoment reduziert wird. Dies erfolgt gemäß der Erfindung in Stufen. Wird nach einer ersten Momentenreduzierungsstufe erkannt, dass ein Durchrutschen der Schaltkupplung nicht mehr auftritt, dann wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne das Antriebsmoment wieder auf den ursprünglichen bzw. vorgegebenen Sollwert erhöht. Nachdem sich die Reibungskupplung im Stadium der Haftreibung befindet, wird sie in der Mehrzahl aller Fälle auch das höhere Sollwert-Drehmoment übertragen können. Außerdem kann in der vorgegebenen Zeitspanne der Druck im hydraulischen Steuersystem wieder auf den Sollwert ansteigen, indem sich das Öl beispielsweise erwärmt.
  • Wird jedoch nach einer ersten Momentenreduzierungsstufe erkannt, dass weiterhin ein Durchrutschen der Schaltkupplungen vorliegt, dann wird das Antriebsmoment um eine weitere Stufe reduziert und auf diesem Niveau um eine vorgegebene Zeitspanne gehalten. Wird nun erkannt, dass ein Durchrutschen nicht mehr auftritt, dann wird der Antriebsmotor entweder in Stufen oder direkt wieder auf das Sollwert-Drehmoment geregelt. Dieser Vorgang kann sich in mehreren Stufen wiederholen.
  • Die Regelung des Drehmomentes des Antriebsmotors kann in an sich bekannter Weise erfolgen, z. B. durch Zurücksetzen des Zündzeitpunktes, durch Reduzierung der zugeführten Kraftstoffmenge, durch Drosselung der Luftzufuhr oder auch durch mehrere dieser Maßnahmen gemeinsam.
  • In vorteilhafter Weise können dabei die elektronische Steuereinheit des Automatikgetriebes und eine elektronische Motorsteuerung in einer Einheit verbunden sein, so dass zwischen diesen Steuerungseinheiten keine Kabel zu verlegen sind.
  • Die Zeitspanne jedes reduzierten Antriebsmomentennniveaus kann dabei gleich groß gewählt werden. Es ist jedoch auch möglich, unterschiedlich lange Zeitspannen in einem Bereich zwischen 5 Sekunden und ca. 2 Minuten zu wählen.
  • In vorteilhafter Weise werden die auftretenden Fehlfunktionen der aktivierten Schaltkupplung gezählt, und erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Fehlern wird eine Fehlermeldung über eine Fehleranzeige ausgelöst.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems;
  • 2 ein Flussdiagramm der Systemsteuerung;
  • 3 ein Flussdiagramm der in der Systemsteuerung nach 2 enthaltenen Schutzfunktion.
  • Ein Antriebsmotor 1 ist über eine Kupplung 2 verbunden mit einem hydraulisch gesteuerten Automatikgetriebe 3. Der Antriebsmotor 1 ist mit einer elektronischen Motorsteuerung 4 versehen. Das Automatikgetriebe 3 weist eine elektronische Steuereinheit 5 auf. Die Steuereinheit 5 ist über eine Steuerleitung 6 mit einem Hydraulik-Steuerkreis 7 zum hydraulischen Ansteuern von hydraulisch betätigten Reibungskupplungen verbunden, welche das Schalten verschiedener Übersetzungsstufen bzw. Schaltstufen ermöglichen.
  • Der Hydrauliksteuerkreis 7 umfasst eine Hydraulikölpumpe sowie einen Öldruckregler. Die Steuereinheit 5 ist weiterhin verbunden über eine Leitung 8 mit einem Drehzahlsensor 9 an der Getriebeeingangswelle 10 und über eine Leitung 11 mit einem Drehzahlsensor 12 an der Getriebeausgangswelle 13. Die Motorsteuerung 4 ist über eine Leitung 14 mit dem Antriebsmotor 1 verbunden.
  • Die Steuereinheit 5 vergleicht unter Beachtung der aktuell eingeschalteten Übersetzungsstufe des Automatikgetriebes 3 die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 13, – Kasten 15 in 2.
  • Bei einem nicht der eingeschalteten Übersetzung entsprechenden Drehzahlunterschied erkennt die Steuereinheit 5 ein Durchrutschen (slip) zumindest einer der vom Steuerkreis 7 aktivierten Reibungskupplungen und löst die erfindungsgemäße Schutzfunktion – Kasten 16 – aus.
  • 3 zeigt die einzelnen Schritte der Schutzfunktion 16. Es wird, gemäß Kasten 17, der Öldruck im hydraulischen Steuersystem daraufhin geprüft, ob er seinen für den angestrebten Schaltzustand maximalen Wert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, dann wird gemäß Kasten 18 über den Öldruckregler der Öldruck auf den Nennwert erhöht. Falls der Nennöldruck nicht erreicht wird, dann wir gemäß Kasten 19 geprüft, ob der Antriebsmotor ein Drehmoment liefert, welches über einem Minimal-Moment zum Fahren liegt. Liegt lediglich ein solches Minimal-Moment an, dann wird von der Getriebesteuerung ein Walk Home Fehler erkannt. D. h. Vorwärtsgang- und Rückwärtsgangkupplung dürfen nicht mehr angelegt werden. Dies wird dem Fahrer indiziert.
  • Liegt jedoch ein ausreichendes Moment über dem Minimal-Drehmoment an, dann wird gemäß Kasten 21 dieses Drehmoment in einer ersten Stufe reduziert. In der Folge wird geprüft, ob bei dem reduzierten Drehmoment noch slip, also ein Durchrutschen, an der aktivierten Schaltkupplung auftritt – Kasten 22.
  • Zeigt sich, dass auch bei reduziertem Antriebs-Drehmoment noch slip an der aktivierten Schaltkupplung auftritt, dann wird der Vorgang durch ein weiteres Absinken des Antriebsdrehmomentes so lange wiederholt, bis die Schaltkupplung das anliegende Moment übertragen kann bzw. das notwendige Mindestmoment erreicht ist, welches dann zum Walk Home gemäß Kasten 20 zwingt. Der Antriebszustand mit reduziertem Drehmoment wird von einem Timer, Kasten 23, über eine kalibrierte Zeit, die zwischen 5 Sekunden und ca. 2 Minuten liegen kann, gehalten.
  • Bei reduziertem Antriebsmoment kann die Schaltkupplung im Allgemeinen aus dem Gleitreibungszustand in den Haftreibungszustand übergehen. Die vom Timer 23 gegebene Zeit bis zur Erhöhung des Antriebsmomentes reicht im Allgemeinen aus, um den Öldruck im Hydrauliksystem auf den vorgeschriebenen Wert ansteigen zu lassen.
  • Über einen Zähler, Kasten 24, können die auftretenden Fehler gezählt werden, und wenn eine vorgegebene Anzahl X von Fehlern überschritten ist, dann kann von einem Steuerteil, Kasten 25, eine Fehlermeldung an eine Fehleranzeige, Kasten 26, gegeben werden. Diese weist den Fahrzeugbenutzer darauf hin, dass das Automatikgetriebe mit einem Fehler behaftet ist und gewartet werden muss.
  • Mit der Erfindung gelingt es, die bei einem hydraulisch betätigten Automatikgetriebe unter Extrembedingungen auftretenden Fälle, bei denen sich der Öldruck verzögert aufbaut, so zu überbrücken, dass ein unzulässiges Durchrutschen der aktivierten Schaltkupplungen unterbunden wird und damit einem übermäßigen Verschleiß oder gar einer vorzeitigen Zerstörung des Automatikgetriebes vorgebeugt wird.

Claims (5)

  1. System zur Steuerung eines Automatikgetriebes mit hydraulisch betätigten Reibungskupplungen zum Verbinden der gewünschten Schaltstufen, mit einer Hydraulikölpumpe und einem Öldruckregler, einer elektronischen Steuereinheit und Sensoren zum Erfassen der Eingangsdrehzahl sowie der Ausgangsdrehzahl, wobei das Automatikgetriebe mit einem Antriebsmotor verbunden ist, dessen Antriebsmoment regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in der jeweils geschalteten Schaltstufe die Eingangs- und Ausgangsdrehzahl vergleicht und beim Erkennen eines Durchrutschens der im Momentenfluss befindlichen Reibungskupplungen infolge eines unzureichend hohen Öldruckes derart auf den Antriebsmotor (1) einwirkt, dass dessen Antriebsmoment reduziert wird, bis die Eingangs- und Ausgangs-Drehzahlen dem geschalteten Übersetzungsverhältnis entsprechen und das Antriebsmoment über eine Zeitspanne auf reduziertem Niveau hält, bis sich ein für die Momentenübertragung ausreichender Öldruck aufgebaut hat.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment des Antriebsmotors in Stufen reduziert wird.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne jedes reduzierten Antriebs-Momenten-Niveaus gleich groß ist.
  4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspannen jedes reduzierten Antriebs-Momenten-Niveaus in einem Bereich zwischen 5 Sekunden und ca. 2 Minuten liegen.
  5. System nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die auftretenden Fehlfunktionen der aktivierten Schaltkupplungen gezählt werden und bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Fehlern eine Fehleranzeige ausgelöst wird.
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