DE10129548A1 - Verfahren zur Belastungsreduzierung von Automatgetrieben bei Notprogrammschaltungen - Google Patents

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Belastungsreduzierung von Automatgetrieben bzw. Kupplungen eines Kraftfahrzeuges bei Notprogrammschaltungen wird während der Notprogrammschaltung von einem Normalschaltprogramm in ein Notprogramm (NP) eine Motormomentenreduzierung durchgeführt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belastungsreduzierung von Automatgetrieben von Kraftfahrzeugen bei Notprogrammschaltungen.
• Notprogrammschaltungen werden für den Fall einer Fehlbedienung bzw. Störung des Getriebes durchgeführt, um das Getriebe in einen betriebssicheren Zustand überzuführen, bei dem eine Weiterfahrt mit Notfahreigenschaften möglich ist.
• Während einer Notschaltung werden bei Fahrzeugen mit starker Motorisierung Getriebe und insbesondere deren Schaltelemente erheblich belastet. So erreichen betroffene Kupplungen bereits nach einigen Notprogrammschaltungen unter Vollast mit hoher Motordrehzahl ihre Belastungsgrenze, was die Haltbarkeit und demzufolge die Lebensdauer negativ beeinflusst.
• Zur Reduzierung der hierbei entstehenden thermischen Belastung der Kupplung sind aufgrund des erforderlichen Bauraumes konstruktive Maßnahmen wie beispielsweise Vergrößerung der Kupplung oder Erhöhung der Lamellenanzahl nicht geeignet.
• Eine Optimierung der Schmierung bzw. Kühlung bzw. eine Erhöhung der Schmierölmenge würde das Problem nicht ausreichend lösen. Zudem würde eine derartige Vorgehensweise die Schmierungsverhältnisse in den nachgeschalteten Getriebebaugruppen negativ beeinflussen. Des weiteren wäre eine umfangreiche Dauererprobung z. B. am Prüfstand notwendig, was mit erheblichem Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist.
• Aus den oben genannten Gründen ist auch der Einsatz thermisch stabilerer Kupplungsbeläge nicht die optimale Lösung.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Belastungsreduzierung von Getrieben bzw. Kupplungen bei Notprogrammschaltungen anzugeben, welches ohne weitere mechanische konstruktive Maßnahmen, kostengünstig und zuverlässig durchführbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Demnach wird vorgeschlagen, durch eine Verringerung des Motormoments während der Notschaltung eine direkte Reduzierung der Kupplungsbelastung zu erreichen.
• Die durch das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehene Motormomentenreduzierung bei Notprogrammschaltungen ist sowohl bei einem elektrischen als auch bei einem mechanischen Notlauf realisierbar.
• Bei einem elektrischem Notlauf, der nach dem Stand der Technik durch Diagnosefunktionen ausgelöst wird, werden bisher lediglich die Ausgänge der elektronischen Getriebesteuerung (EGS), die die Hydraulikstellglieder wie beispielsweise Magnetventile und Druckregler betreffen, abgeschaltet, wobei die elektronische Getriebesteuerung weiterhin aktiviert ist. Die Notprogrammschaltung erfolgt anschließend rein hydraulisch.
• Gemäß der Erfindung ist dahingegen vorgesehen, eine Motormomentenreduzierung durch eine entsprechende Anforderung der elektronischen Getriebesteuerung bzw. eine Vorgabe über den Controller-Area-Network-Bus (CAN-BUS) an die Motorsteuerung zu realisieren. Hierbei wird der Motoreingriff bzw. die Motormomentenreduzierung über bereits vorhandene Funktionen in der Motorsteuerung wie Zündwinkelverstellung im Rahmen eines Motoreingriffs und/oder Einspritzausblendung in der Motorsteuerung für den Zeitraum der Notprogrammschaltung ausgeführt.
• Im Rahmen einer Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, die Motormomentenreduzierung je nach Funktionalitätsanforderungen und Komfortaspekten, in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt der Notprogrammschaltung durchzuführen. Derartige Betriebsbedingungen können beispielsweise der eingelegte Gang, Last und die Motordrehzahl sein.
• Für den Fall eines mechanischen Getriebenotlaufs (EGS nicht funktionsfähig) und/oder einer CAN-Bus-Unterbrechung wird die Motormomentenreduzierung während der Notprogrammschaltung über eine zusätzliche Funktionalität in der Motorsteuerung durchgeführt.
• Durch das oben beschriebene Verfahren kann die Momentenbelastung der Getriebe bei Notprogrammschaltungen unmittelbar und deutlich reduziert werden. Damit können die Kupplungen geschont werden und eine längere Lebensdauer gewährleistet werden.
• Des weiteren erweist sich das Verfahren als kostengünstig und einfach, da kostenintensive und langwierige mechanische Optimierungen nicht erforderlich sind.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
• In dieser stellen dar:
• Fig. 1 den Funktionsablauf gemäß der Erfindung anhand folgender Zeitdiagrammen:
  
• a) ein Zustands-Zeitdiagramm der Notprogrammschaltung,
• b) ein Drehzahl-Zeitdiagramm,
• c) ein Kupplungsdruck-Zeitdiagramm und
• d) ein Zustands-Zeitdiagramm des Motoreingriffs;
• Fig. 2 ein Blockschaltbild für einen elektrischen Notlauf gemäß der Erfindung und
• Fig. 3 ein Blockschaltbild für einen mechanischen Notlauf gemäß der Erfindung.
• Für den Fall eines elektrischen Notlaufs funktioniert das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt:
• Das Auftreten eines Fehlers wird zum Zeitpunkt t_1 von der elektronischen Getriebesteuerung diagnostiziert bzw. erkannt und anschließend das Notprogramm NP aktiviert, wie aus dem oberen Diagramm in Fig. 1 ersichtlich, welches ein Zustands-Zeitdiagramm der Notprogrammschaltung zeigt. Erfindungsgemäß wird ebenfalls zum Zeitpunkt t_1 ein Motoreingriff ME eingeleitet, um das Motormoment T_mot zu reduzieren. Dies wird im Drehzahl-Zeitdiagramm in Fig. 1 (zweites Diagramm von oben) veranschaulicht: Die Motordrehzahl n_mot wird beginnend bei t_1 in Richtung Synchronpunkt des Notprogrammganges reduziert.
• Gleichzeitig werden, gemäß dem Kupplungsdruck-Zeitdiagramm aus Fig. 1 die betroffenen Schaltkupplungen hydraulisch aktiviert (abschaltende Kupplung gestrichelt dargestellt, zuschaltende Kupplung in gezogener Linie dargestellt). Das unterste Diagramm in Fig. 1 ist ein Zustands- Zeitdiagramm für den Motoreingriff ME; der Zustand 1 entspricht einer Aktivierung des Motoreingriffs ME und wird zu einem Zeitpunkt t_1 veranlasst.
• Hierbei ist die Intensität des Motoreingriffs ME eine Funktion der Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt t_1 der Notprogrammschaltung, bevorzugterweise der Motordrehzahl n_mot und/oder des Schaltintervalls und/oder des Motormomentes T_mot.
• Die elektronische Getriebesteuerung liefert die Sollwertvorgabe für das Motormoment T_mot sowie eine Zeitdauer t_ME für den Motoreingriff ME, der während der Notprogrammschaltung ausgelöst wird.
• Zum Zeitpunkt t_2 ist der Synchronpunkt des Notprogrammganges erreicht, wobei hier die Motordrehzahl n_mot (Drehzahl-Zeitdiagramm) einen Minimalwert erreicht, um anschließend wieder zu steigen.
• Zum Zeitpunkt t_3 wird der Hauptdruck an der Notgangkupplung erreicht (siehe Kupplungsdruck-Zeitdiagramm); anschließend wird der Motoreingriff ME zum Zeitpunkt t_4 beendet ("ME = 0").
• In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall eines Notlaufs dargestellt, bei dem die elektronische bzw. elektrohydraulische Steuerung des Getriebes noch funktionsfähig ist und ebenso die Kommunikation des elektronischen Getriebesteuergerätes zum elektronischen Motorsteuergerätes unverändert intakt ist. Nach dem Aktivieren des Notprogramms NP durch die elektronische Getriebesteuerung wird der elektrische Notlauf gestartet und die Zeitdauer t_ME sowie die Intensität des Motoreingriffs ME festgelegt. Im nächsten Schritt wird das Motormoment T_mot über den Motoreingriff ME für den Zeitraum t_ME reduziert, um anschließend in den Notfahrbetrieb überzugehen.
• Der Verfahrensablauf für den Fall eines mechanischen Notlaufs oder eines Ausfalls des CAN-Buses ist in Fig. 3 verdeutlicht. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen elektrischen Notlauf werden die Funktionen von der elektronischen Motorsteuerung übernommen, da die elektronische Getriebesteuerung keinerlei Funktionen mehr ausüben kann: Wenn die elektronische Getriebesteuerung (EGS) oder der CAN-Bus außer Betrieb sind, also wenn die Motorsteuerung keine Signale von der EGS bekommt, wird das Notprogramm NP aktiviert und die Zeitdauer t_ME und Intensität des Motoreingriffs ME als Funktion der Betriebsparameter von der elektronischen Motorsteuerung bestimmt. Anschließend wird das Motormoment T_mot über den Motoreingriff ME für den Zeitraum t_ME reduziert und in den Notfahrbetrieb übergegangen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bietet einen aktiven Kupplungsschutz in Kombination mit erhöhtem Schaltkomfort und gewährleistet einen mechanischen Schutz des Getriebes bei jedem Schaltübergang vom Normalbetrieb mit einem normalen Schaltprogramm in ein Notlaufprogramm.
• Des weiteren ist das Verfahren einfach und ohne zusätzliche Eingangs- bzw. Rechengrößen implementierbar, wobei die Funktionsimplementierung zwischen der Getriebesteuerung und der Motorsteuerung aufgeteilt werden können. Bezugszeichen NP Notprogramm
  n_mot Motordrehzahl
  ME Motoreingriff
  T_mot Motormoment
  P_kuppl Kupplungsdruck
  t_1 Zeitpunkt der Aktivierung des Notprogramms
  t_2 Zeitpunkt des Erreichens des Synchronpunktes der Notschaltung
  t_3 Zeitpunkt des Erreichens des Hauptdrucks an der Notgangkupplung
  t_4 Zeitpunkt des Beendens des Motoreingriffs
  t_ME Zeitdauer des Motoreingriffs
  

Claims (7)

1. Verfahren zur Belastungsreduzierung von Automatgetrieben bzw. Kupplungen eines Kraftfahrzeugs bei Notprogrammschaltungen, dadurch gekennzeichnet, dass während der Notprogrammschaltung von einem Normalschaltprogramm in ein Notprogramm (NP) eine Motormomentenreduzierung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomentenreduzierung in Abhängigkeit von Funktionalitätsanforderungen des Automatgetriebes bzw. der Kupplungen und/oder von Komfortaspekten durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomentenreduzierung in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt der Notprogrammschaltung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomentenreduzierung in Abhängigkeit vom eingelegten Gang und/oder der Last und/oder der Motordrehzahl (n_mot) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomentenreduzierung über einen Motoreingriff (ME) mit einer Sollwertvorgabe für ein Motormomentes (T_mot) für eine vorgegebene Zeitdauer (t_ME) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines Notlaufs, bei dem eine elektronischer Steuerung des Automatgetriebes bzw. der Kupplungen funktionsfähig bleibt, folgende Schritte durchgeführt werden:

- Diagnostizieren des fehlerhaften Zustandes und Aktivieren des Notprogramms (NP) in der elektronischen Getriebesteuerung;

- Ermitteln des Sollwertes für das Motormoment (T_mot) anhand der Betriebsparameter für eine vorgegebene Zeit (t_ME) in der elektronischen Getriebesteuerung und Weiterleiten dieser Daten an die elektronische Motorsteuerung;

- Auslösen des Motoreingriffs (ME), um das Motormoment (T_mot) zu reduzieren, wobei die Intensität des Motoreingriffs (ME) eine Funktion der relevanten Betriebsbedingungen ist;

- gleichzeitiges hydraulisches Aktivieren der Schaltkupplungen für die Notprogrammschaltung;

- Beenden des Motoreingriffs (ME) nach der vorgegebenen Zeit (t_ME) und

- Übergehen in den Notfahrbetrieb.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines Notlaufs, bei dem die elektronischer Steuerung des Automatgetriebes bzw. der Kupplungen nicht funktionsfähig ist, folgende Schritte durchgeführt werden:

- Diagnostizieren des fehlerhaften Zustandes und Aktivieren des Notprogramms (NP) in der elektronischen Motorsteuerung;

- Ermitteln des Sollwertes für das Motormoment (T_mot) anhand der Betriebsparameter für eine vorgegebene Zeit (t_ME) in der elektronischen Motorsteuerung;

- Auslösen des Motoreingriffs (ME), um das Motormoment (T_mot) zu reduzieren, wobei die Intensität des Motoreingriffs (ME) eine Funktion der relevanten Betriebsbedingungen ist;

- gleichzeitiges hydraulisches Aktivieren der Schaltkupplungen für die Notprogrammschaltung;

- Beenden des Motoreingriffs (ME) nach der vorgegebenen Zeit (t_ME) und

- Übergehen in den Notfahrbetrieb.