DE102004016846A1

DE102004016846A1 - Steuerungssystem für ein Fahrzeuggetriebe

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Publication number: DE102004016846A1
Application number: DE102004016846A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Schiele; Christian Dipl.-Ing. Schwemer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Getriebe (3), mit einem Drehmomentwandler (2) oder einer hydrodynamischen Kupplung, mit einer parallel zu dem Drehmomentwandler (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geschalteten Überbrückungskupplung (4) und mit mindestens einer im Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs drehmomentführenden Kupplung oder Bremse. Die drehmomentführende Kupplung oder Bremse ist in Reihe mit der Überbrückungskupplung (4) und dem Drehmomentwandler (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geschaltet, wobei das Anfahren des Kraftfahrzeugs über eine im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt wird. Erfindungsgemäß wird das Anfahren des Kraftfahrzeugs zusätzlich über die Überbrückungskupplung (4) als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Fahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei modernen Kraftfahrzeugen mit Dieselantriebsmotoren werden häufig Motoren mit Abgasaufladung eingesetzt. Aus ökologischen Gesichtspunkten wird ein nahezu rauchfreier Betrieb des Dieselmotors im gesamten Betriebsbereich angestrebt. Hierzu darf jeweils nur soviel Kraftstoff eingesetzt werden, wie mit der über den Abgasturbolader geförderten Luftmasse rußfrei verbrannt werden kann. Im Leerlauf des Motors ist die geförderte Luftmasse entsprechend gering. Das Anfahrverhalten eines solchermaßen motorisierten Kraftfahrzeuges kann für den Fahrer subjektiv als nicht zufriedenstellend empfunden werden, speziell bei einer schnellen und hohen Leistungsanforderung. Unmittelbar im Anfahrvorgang begrenzt der Drehzahlanstieg der Abgasturbine und der damit verbundene Anstieg des Luftmassendurchsatzes die eingespritzte Kraftstoffmenge zur Leistungsanhebung, um ein „Rußen" gerade noch zu vermeiden. Erst mit zunehmender Motordrehzahl steigt der Luftmassendurchsatz, dazu die Einspritzmenge des Kraftstoffs und folglich das Motormoment. Entsprechend flach ist der Drehmomentanstieg zu Beginn des Anfahrvorgangs, gefolgt von einem stark progressiven Drehmomentaufbau.
Eine ähnliche Problematik ergibt sich bei der Verwendung eines abgasaufgeladenen Ottomotors. Hier sind die ökologischen Regularien die Abgaszusammensetzung im Leerlaufbetrieb und bei der Anfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches beim Anfahren. Die dem Motor durch die Aufladung zugeführte Luftmasse ist unmittelbar von der Drehzahl der Abgasturbine abhängig. Der Drehzahlhochlauf der Abgasturbine erfolgt stets mit einem gewissen Zeitversatz zur Leistungsanforderung (Gaspedalbewegung) des Fahrers je nach Grö ße der Abgasturbine mehr oder weniger. Der Fahrer spürt dies als unerwünscht langsamen Aufbau des Antriebsmoments des Fahrzeuges, üblicherweise als „Turboloch" bezeichnet.
In Verbindung mit Wandlerautomatgetrieben lässt sich die Anfahrschwäche eines Kraftfahrzeuges mit abgasaufgeladenen Motor über die Charakteristik eines Drehmomentwandlers (Trilok-Wandlers) positiv beeinflussen. Üblicherweise ist im Wandler eine Überbrückungskupplung vorgesehen, über welche die hydraulische Leistungsübertragung mechanisch überbrückt werden kann, zur Reduzierung von Schlupfverlusten im Betrieb mit höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Die hydrodynamische Drehmomentübertragung bewirkt einen ruckfreien Anfahrvorgang mit entsprechend hohem Komfort. Nachteilig für die Anfahrdynamik ist jedoch, dass die Motordrehzahl gegen das Aufnahmemoment des Drehmomentwandlers hochlaufen muss. Dazu addieren sich die obligatorisch ebenfalls vorhandenen weiteren Schleppmomente des Antriebsstrangs als Verluste. Da das Aufnahmemoment eines Wandlers mit hoher Momentenverstärkung („weiche" Wandler-Kennung) geringer ist als das bei einem Wandler mit niedriger Momentenverstärkung („harte" Wandler-Kennung), lässt sich die beschriebene Anfahrschwäche zum Teil kompensieren, allerdings auf Kosten eines „gummibandähnlichen" Führungsverhaltens der Motordrehzahl aufgrund der weichen Kennung. Speziell bei Kälte nimmt das Wandlermoment generell stark zu, wodurch die Anfahrschwäche noch deutlicher in Erscheinung tritt.
Wird anstelle des Drehmomentwandlers (Trilok-Wandlers) eine hydrodynamische Kupplung eingesetzt, ergibt sich eine ähnliche Problematik. Durch das gegenüber dem Drehmomentwandler fehlende Leitrad kann bei Verwendung einer hydrodynamischen Kupplung das Drehmoment des Motors nicht verstärkt werden, wodurch sich ein weiterer Nachteil im zügigen Aufbau des Antriebsmoments des Kraftfahrzeugs ergibt. Häufig wird eine derartige hydro dynamische Kupplung mit einer Überbrückungskupplung kombiniert, um bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten Schlupfverluste zu minimieren.

Aus der US 4,775,938 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Wandler-Automatgetriebe bekannt, bei dem beim Anfahren des Fahrzeugs die Differenzdrehzahl einer Anfahrkupplung, die dem Drehmomentwandler nachgeschaltet ist, über einen Gradienten der Kupplungseingangsdrehzahl geregelt wird, unter Berücksichtigung einer Gaspedalstellung des Motors als Lastvorgabe bei der Kupplungsdruckberechnung.

Aus der US 5,272,630 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Wandler-Automatgetriebe aus einer Standabkoppelungs-Funktion heraus bekannt, also ein Anfahren mit zuvor geöffneter Anfahrkupplung. Der Wandlerschlupf wird über die wieder zuschaltende Anfahrkupplung auf eine Soll-Differenzdrehzahl eingeregelt. Eine Lastvorgabe des Fahrers wirkt in dem vorgeschlagenen Regelkreis als Störgröße.

Die DE 100 23 053 A1 offenbart ein Steuerungssystem für ein Getriebe mit einem Drehmomentwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung, wobei die Anfahrleistung des Kraftfahrzeugs über eine im Getriebe angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse, die auch als Anfahrkupplung bezeichnet wird, als Funktion eines Fahrerwunsches geregelt wird, unter Einbeziehung von Kenngrößen des Drehmomentwandlers bzw. der hydrodynamischen Kupplung. Gemäß DE 100 23 053 A1 ist die im Getriebe angeordnete schlupfende Kupplung, die wie bereits erwähnt auch als Anfahrkupplung bezeichnet wird, das einzige angesteuerte bzw. geregelte Stellglied. Bei dem in der DE 100 23 053 A1 beschriebenen Steuerungssystem kann es dazu kommen, dass sich je nach Kennung des Drehmomentwandlers und abhängig von der Schließstrategie der im Getriebe angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse beim Anfahren ein unhomogener Verlauf der Motordrehzahl und/oder ein unkomfortabler Aufbau eines Antriebsmoments einstellt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Steuerungssystem für ein Fahrzeuggetriebe zu schaffen.

Dieses Problem wird durch ein Steuerungssystem für ein Fahrzeuggetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird das Anfahren des Kraftfahrzeugs zusätzlich über die Überbrückungskupplung als Funktion des Fahrerwunsches geregelt.

Beispielsweise kann aus der Art der Fahrpedalbetätigung, insbesondere aus einem Fahrpedalwinkel und/oder einer Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals, in Verbindung mit einer automatisch von einer Fahrstrategie oder manuell vom Fahrer eingestellten Betriebsstrategie des Getriebes ein Antriebswunschmoment als Fahrerwunsch generiert werden. Diese zusätzliche Eingangsgröße für die Steuer- bzw. Regelstrategie der Überbrückungskupplung und der Anfahrkupplung kann derart in der Steuer- bzw. Regelstrategie weiterverarbeitet werden, dass innerhalb der bekannten Stellgrenzen von Motor, Überbrückungskupplung und Anfahrkupplung ein vorteilhafter Antriebsmomentaufbau am Getriebeeingang realisiert wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Anfahren des Kraftfahrzeugs eine Motordrehzahl, vorzugsweise ein zeitlicher Motordrehzahl-Verlauf und/oder ein Motordrehzahl-Gradient, über die Überbrückungskupplung in Kombination mit der im Getriebe angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches geregelt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Anfahren des Kraftfahrzeugs ein Drehmoment, insbesondere ein zeitlicher Drehmoment-Verlauf und/oder ein Drehmoment-Gradient, über die Überbrü ckungskupplung in Kombination mit der im Getriebe angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches oder als Funktion eines Drehmoment-Managers geregelt. Bei dem geregelten Drehmoment handelt es sich vorzugsweise um ein Motordrehmoment oder ein Antriebsdrehmoment.

Vorzugsweise wird die im Getriebe angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches und zusätzlich als Funktion einer Getriebeeingangsdrehzahl, als Funktion einer Getriebeausgangsdrehzahl sowie als Funktion von Kenngrößen des Drehmomentwandlers oder der hydrodynamischen Kupplung geregelt. Die Überbrückungskupplung wird vorzugsweise als Funktion des Fahrerwunsches und zusätzlich als Funktion einer Motordrehzahl, als Funktion einer Getriebeeingangsdrehzahl sowie als Funktion von Kenngrößen des Drehmomentwandlers oder der hydrodynamischen Kupplung geregelt, und zwar unter Berücksichtigung der jeweiligen Stellgrenzen der beteiligten regelbaren Komponenten Motor, Überbrückungskupplung und Anfahrkupplung.

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

1 ein schematisiertes Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Erfindung.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 in größerem Detail beschrieben. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuerungssystems für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs.
Im besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der 1 ist ein Motor 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, wobei dem Motor 1 ein Drehmomentwandler 2 und ein Getriebe 3 nachgeschaltet ist. Der Drehmomentwandler 2 ist zwischen den Motor 1 und das Getriebe 3 geschaltet. Parallel zum Drehmomentwandler 2 ist eine Überbrückungskupplung 4 geschaltet. Bei vollständig geschlossener Überbrückungskupplung 4 kann demnach der Drehmomentwandler 2 überbrückt werden.
Im Getriebe 3 ist mindestens eine im Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugsdrehmomentführende Kupplung oder Bremse angeordnet, die auch als Anfahrkupplung bezeichnet wird. Diese im Getriebe 3 angeordnete, drehmomentführende Kupplung oder Bremse ist in Reihe mit der Überbrückungskupplung 4 und dem Drehmomentwandler 2 geschaltet. Das Anfahren des Kraftfahrzeuges wird mit Hilfe einer Regelungseinrichtung 5 gesteuert bzw. geregelt. Die Regeleinrichtung dient dabei der Ansteuerung bzw. Regelung der im Getriebe 3 angeordnete, drehmomentführende Kupplung oder Bremse, der Überbrückungskupplung 4 und des Motors 1, wobei im Motor 1 vorzugsweise das Motormoment beeinflusst wird.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird das Anfahren des Kraftfahrzeuges einerseits über die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse und andererseits zusätzlich über die Überbrückungskupplung 4 als Funktion eines Fahrerwunsches geregelt. Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, die Überbrückungskupplung 4, welche parallel zum Drehmomentwandler 2 geschaltet ist, und in Reihe mit der im Getriebe 3 angeordneten, schlupfenden Kupplung oder Bremse wirkt, als zweites Stellglied während des Anfahrvorgangs abhängig vom Fahrerwunsch zu steuern bzw. zu regeln.
Wie in 1 dargestellt, werden der Regelungseinrichtung 5 als Eingangsgrößen Kenngrößen 6 insbesondere des Drehmomentwandlers 2, Daten eines Drehmoment-Managers 7 sowie Messsignale 8, 9, 10 und 11 zugeführt. Bei dem Messsignal 8 handelt es sich um ein Messsignal über eine Fahrpedalbetätigung bzw. Gaspedalbetätigung durch den Fahrer und damit um ein den Fahrerwunsch repräsentierendes Messsignal. Dabei kann ein Fahrpedalwinkel und/oder eine Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals bzw. Gaspedals erfasst werden. Beim Messsignal 9 handelt es sich um die Drehzahl des Motors 1, also um eine Motordrehzahl. Die Motordrehzahl entspricht der Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 2 sowie der Überbrückungskupplung 4. Als weiteres Messsignal 10 wird der Regelungseinrichtung 5 die Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 2 bzw. die Eingangsdrehzahl des Getriebes 3 bereitgestellt. Das Messsignal 11 entspricht der Ausgangsdrehzahl des Getriebes 3.
Aus einer oder mehreren der Eingangsgrößen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 der Regelungseinrichtung 5 erzeugt dieselbe Stellsignale 12, 13 zur Steuerung bzw. Regelung der Überbrückungskupplung 4 sowie der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung. Das Stellsignal 12 der 1 dient der Beeinflussung der Überbrückungskupplung 4, das Stellsignal 13 dient der Beeinflussung der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung. Weiterhin zeigt 1, dass die Regelungseinrichtung 5 ein Stellsignal 14 zur Beeinflussung des Motormoments bzw. der Motorleistung erzeugt.
In einem konkreten Beispiel zur Stellgrößenermittlung soll davon ausgegangen werden, dass ein Fahrzeug mit eingelegter Fahrstufe und im Motorleerlauf steht. Die Überbrückungskupplung 4 ist offen, es wird also ein geringes Restmoment übertragen, und die im Getriebe 3 angeordnete, drehmomentführende Kupplung oder Bremse, die auch als Anfahrkupplung bezeichnet wird, wird in geregeltem Schlupf mit einem definierten Moment betrieben. Zu dem jeweiligen Betriebspunkt des Motors (z. B. zum Motorleerlauf) liegen der Regelungseinrichtung 5 Informationen über die jeweiligen Momentenstellgrenzen für ein maximal realisierbares Moment und ein minimal realisierbares Moment vor. Aus den Informationen über das maximal realisierbare Moment, das minimal realisierbare Moment und die Motordrehzahl kann die Motorleistung errechnet werden. Über ein Modell des Wandlers, in welches Kenngrößen des hydrodynamischen Wandlers und der Momentenübertragungsfähigkeit der Überbrückungskupplung 4 einfließen, werden zum aktuellen Betriebspunkt die momentan an das Getriebe übermittelte Leistung und die Stellgrenzen für das hydrodynamisch erzeugbare Moment und das über die Überbrückungskupplung 4 übertragbare Moment ermittelt. Ebenfalls werden für die sich im Schlupf befindliche, im Getriebe 3 angeordnete drehmomentführende Kupplung oder Bremse, die Momentenübertragungsfähigkeit und die Stellgrenzen für ein entsprechendes Stellsignal ermittelt. Äußert nun der Fahrer des Fahrzeuges einen Anfahrwunsch über eine Fahrpedalbetätigung bzw. Gaspedalbetätigung, so wird aus den obigen Daten bzw. Signalen und ggf. zusätzlichen Informationen über einen gewünschten sportlichen oder komfortablen Fahrmodus ein Anfahrmomentenverlauf oder ein Anfahrleistungsverlauf ermittelt, wobei dieser Anfahrmomentenverlauf bzw. Anfahrleistungsverlauf als Eingangssignal für die Berechnung des Stellsignals dient. Die Berechnung des Stellsignals erfolgt dabei vorzugsweise nachfolgenden Kriterien: Zuerst wird der erzeugte Anfahrmomentenverlauf bzw. Anfahrleistungsverlauf mit den aktuell vorliegenden Stellgrenzen der oben erwähnten Komponenten verglichen. Darauffolgend erfolgt eine Stellsignalermittlung für die Überbrückungskupplung 4 sowie die im Getriebe angeordnete, drehmomentführende Kupplung oder Bremse als Funktion des mit den aktuell vorliegenden Stellgrenzen korrigierten Anfahrmomentenverlaufs bzw. Anfahrleistungsverlaufs. Zum Beispiel wird das Antriebsmoment nur über einen Steuerdruck in der im Getriebe 3 angeordneten, drehmomentführenden Kupplung oder Bremse bestimmt, so lange die Anfahrkupplung im Schlupf betrieben werden kann. Die Stellgrenze der Anfahrkupplung ist maß geblich durch die Eingangsdrehzahl und das Eingangsmoment des Getriebes 3 bestimmt, welche wiederum durch die Parallelschaltung des Drehmomentwandlers 2 und der Überbrückungskupplung 4 bestimmt sind. Zum Beispiel ist die Differenzdrehzahl an der im Getriebe 3 angeordneten Anfahrkupplung bei geschlossener oder in definiertem Schlupfregelbetrieb betriebener Überbrückungskupplung 4 größer, als wenn die Überbrückungskupplung 4 geöffnet ist und nur der Drehmomentwandler 2 wirkt. Kommt nämlich die Momentenüberhöhung des Drehmomentwandlers 2 zur Wirkung, so liegt an der im Getriebe 3 angeordneten Anfahrkupplung eine geringere Differenzdrehzahl bei höherem Moment im Synchronpunkt der Anfahrkupplung vor.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung wird beim Anfahren des Kraftfahrzeugs eine Motordrehzahl des Motors 1 über die Überbrückungskupplung 4 in Kombination mit der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches 8 geregelt. Hierzu wird aus dem Messsignal 8, welches dem Fahrerwunsch entspricht, ein Motordrehzahl-Sollwert gebildet, der bei der Regelung der Motordrehzahl als Führungsgröße verwendet wird.
Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei welcher beim Anfahren des Kraftfahrzeuges ein zeitlicher Motordrehzahl-Verlauf und/oder ein Motordrehzahl-Gradient über die Überbrückungskupplung 4 in Kombination mit der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches 8 geregelt wird. In diesem Fall wird dann aus dem Messsignal 8 bzw. dem Fahrerwunsch ein Motordrehzahl-Sollwertverlauf und/oder ein Motordrehzahl-Sollwertgradient gebildet, der zur Regelung als Führungsgröße verwendet wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Anfahren des Kraftfahrzeuges ein Drehmoment, vorzugsweise ein zeitlicher Drehmoment-Verlauf und/oder ein Drehmoment-Gradient, über die Überbrückungskupplung 4 in Kombination mit der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches 8 geregelt. In diesem Fall wird dann aus dem Fahrerwunsch 8 ein Drehmoment-Sollwert, insbesondere ein Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder ein Drehmoment-Sollwertgradient, gebildet, der zur Regelung als Führungsgröße verwendet wird. Bei dem geregelten Drehmoment bzw. zeitlichen Drehmomentverlauf bzw. Drehmomentgradienten handelt es sich vorzugsweise um ein Motordrehmoment oder Antriebsdrehmoment, wobei das Antriebsdrehmoment dem Ausgangsdrehmoment des Getriebes 3 entspricht.
Bei der Regelung des Drehmoments bzw. zeitlichen Drehmomentverlaufs bzw. Drehmomentgradienten wird aus dem Messsignal 8, welches dem Fahrerwunsch entspricht, auf einen sportlichen oder komfortablen Fahrerwunsch geschlossen. Abhängig davon, ob auf einen sportlichen Fahrerwunsch oder einen komfortablen Fahrerwunsch geschlossen wird, erfolgt dann die Erzeugung eines entsprechenden Drehmoment-Sollwertverlaufs bzw. eines entsprechenden Drehmoment-Sollwertgradienten, der zur Regelung verwendet wird und damit letztendlich die Steuersignale 12, 13 zur Beeinflussung der Überbrückungskupplung 4 und der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung bestimmt.
Vorzugsweise ist der zur Drehmomentregelung verwendete Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder Drehmoment-Sollwertgradient nicht nur vom Fahrerwunsch abhängig, sondern vielmehr auch von Daten, die vom Drehmoment-Manager 7 vorgegeben werden. So liegt es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass dem aus dem Fahrerwunsch 8 ermittelten Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder dem aus dem Fahrerwunsch 8 ermittelten Drehmoment-Sollwertgradienten von dem Drehmoment-Manager 7 Grenzwerte überlagert werden, welche die aus dem Fahrerwunsch 8 ermittelten Sollwerte be grenzt. Hierdurch lässt sich ein verbrauchsoptimiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs gewährleisten.
Auch ist es möglich, über vom Drehmoment-Manager 7 vorgegebene Daten aus dem Messsignal 8, welches dem Fahrerwunsch entspricht, einen sportlichen oder komfortablen Drehmoment-Sollwertverlauf bzw. Drehmoment-Sollwertgradienten zu ermitteln. In diesem Fall wird nicht unmittelbar aus dem Messsignal 8 auf ein sportliches oder komfortables Wunschfahrverhalten geschlossen, sondern vielmehr wird dasselbe vom Drehmoment-Manager 7 vorgegeben, der unter dieser Vorgabe aus dem Messsignal 8 entsprechende Sollwerte generiert.
Zur Realisierung der oben beschriebenen Regelung umfasst die Regelungseinrichtung 5 mindestens zwei Regelkreise, nämlich einen ersten Regelkreis für die Überbrückungskupplung 4 und einen zweiten Regelkreis für die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse. Dem Regelkreis für die Überbrückungskupplung 4 werden als Eingangsgrößen die Motordrehzahl (Messsignal 9), die Getriebeeingangsdrehzahl (Messsignal 10) sowie Kenngrößen 6 des Drehmomentwandlers 2 zugeführt. Bei den Kenngrößen des Drehmomentwandlers 2 handelt es sich insbesondere um ein Pumpenaufnahmemoment, ein Turbinenmoment sowie einen Momentenverstärkungsfaktor des Drehmomentenwandlers 2. Der Regelkreis für die Überbrückungskupplung 4 erzeugt aus diesen Eingangsdaten sowie unter Verwendung des aus dem Fahrerwunsch 8 abgeleiteten Sollwerts das Stellsignal 12 für die Überbrückungskupplung 4. Dem zweiten Regelkreis für die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse werden als Eingangsgrößen die Eingangsdrehzahl des Getriebes (Messsignal 10), die Ausgangsdrehzahl des Getriebes (Messsignal 11) sowie Kenngrößen 6 des Drehmomentwandlers 2 zugeführt. Bei diesen Kenngrößen 6 des Drehmomentwandlers 2 handelt es sich insbesondere wieder um das Pumpenaufnahmemoment, das Turbinen moment sowie den Momentenverstärkungsfaktor des Drehmomentwandlers 2. Aus diesen Eingangsgrößen und dem aus dem Messsignal 8 (Fahrerwunsch) abgeleiteten Sollwert wird dann das Stellsignal 13 zur Beeinflussung der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung erzeugt. In diesem Zusammenhang seit angemerkt, dass der erste Regelkreis für die Überbrückungskupplung 4 sowie der zweite Regelkreis für die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung derart miteinander verschaltet sind, dass beide Regelkreise wechselseitig über das aktuelle Stellsignal sowie die entsprechenden Grenzwerte für dieses Stellsignal des jeweils anderen Regelkreises Daten austauschen.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeuges während des gesamten Anfahrvorganges die Überbrückungskupplung 4 geöffnet ist. In diesem Fall wirken lediglich der Drehmomentenwandler 2 sowie die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung. Bei geöffneter Überbrückungskupplung 4 kann die vom Drehmomentenwandler 2 bereitgestellte Momentenüberhöhung genutzt werden. Weiterhin ist es möglich, dass während des Anfahrens die Überbrückungskupplung 4 dauerhaft geschlossen ist. In diesem Fall kann die vom Drehmomentenwandler 2 bereitgestellte Momentenüberhöhung jedoch nicht genutzt werden. Weiterhin liegt es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass während des Anfahrens die Überbrückungskupplung 4 derart angesteuert wird, dass dieselbe von der geöffneten Stellung bis zur Schließstellung schlupfend eingeregelt wird. In diesem Fall kann die vom Drehmomentenwandler 2 bereitgestellte Momentenüberhöhung selektiv eingeregelt werden.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird bei der Regelung der Überbrückungskupplung 4 in Kombination mit der im Getriebe angeordneten schlupfenden Kupplung bzw. Bremse vorzugsweise zu vorgegangen, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeuges die Regelung der Überbrückungskupp lung 4 über einen sogenannten Synchronpunkt der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse hinaus erfolgt. In diesem Fall schließt demnach die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung bzw. vor der Überbrückungskupplung 4. Demnach wird in diesem Fall die Überbrückungskupplung 4 noch schlupfend eingeregelt, wohingegen die im Getriebe 3 angeordnete Kupplung bereits vollständig geschlossen und damit schlupffrei ist. In diesem Fall wird demnach ein Synchronpunkt der Überbrückungskupplung 4 zeitlich nach dem Synchronpunkt der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse erreicht.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse über einen Synchronpunkt der Überbrückungskupplung 4 hinaus zu regeln. In diesem Fall würde demnach der Synchronpunkt der Überbrückungskupplung 4 zeitlich vor dem Synchronpunkt der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung erreicht. Dies würde bedeuten, dass die Überbrückungskupplung 4 zeitlich vor der im Getriebe 3 angeordneten schlupfenden Kupplung vollständig geschlossen und damit schlupffrei ist.
Weiterhin ist es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung möglich, dass die Überbrückungskupplung 4 und die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse derart geregelt werden, dass dieselben zeitgleich vollständig geschlossen und damit schlupffrei sind. Die Synchronpunkte der Überbrückungskupplung 4 sowie der im Getriebe 3 angeordneten schlupfende Kupplung würden in diesem Fall zusammenfallen. In diesem Fall würden demnach die Überbrückungskupplung 4 und die im Getriebe 3 angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse synchron schlupfend eingeregelt.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach ein Steuerungssystem für ein Getriebe bereitgestellt, wobei beim Anfahren des Kraftfahrzeugs die im Getriebe angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse sowie zusätzlich die Überbrückungskupplung als Funktion des Fahrerwunsches geregelt werden. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden demnach zwei Stellglieder angesteuert bzw. geregelt, nämlich die im Getriebe angeordnete schlupfende Kupplung sowie die Überbrückungskupplung, die parallel zum Drehmomentwandler geschaltet ist. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung lässt sich ein besonders bevorzugter zeitlicher Motordrehzahl-Verlauf bzw. Motordrehzahl-Gradient sowie ein besonders vorteilhaftes Drehmomentverhalten realisieren.

1: Motor
2: Drehmomentwandler
3: Getriebe
4: Überbruckungskupplung
5: Regelungseinrichtung
6: Kenngrößen
7: Drehmoment-Manager
8: Messsignal
9: Messsignal
10: Messsignal
11: Messsignal
12: Stellsignal
13: Stellsignal
14: Stellsignal

Claims

Steuerungssystem für ein Getriebe (3), mit einem Drehmomentwandler (2) oder einer hydrodynamischen Kupplung, mit einer parallel zu dem Drehmomentwandler (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geschalteten Überbrückungskupplung (4), und mit mindestens einer im Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs drehmomentführenden Kupplung oder Bremse, wobei die drehmomentführende Kupplung oder Bremse in Reihe mit der Überbrückungskupplung (4) und dem Drehmomentwandler (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geschaltet ist, und wobei das Anfahren des Kraftfahrzeugs über eine im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren des Kraftfahrzeugs zusätzlich über die Überbrückungskupplung (4) als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeugs eine Motordrehzahl über die Überbrückungskupplung (4) in Kombination mit der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung aus dem Fahrerwunsch (8) ein Motordrehzahl-Sollwert gebildet wird, der zur Regelung der Motordrehzahl verwendet wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeugs ein zeitlicher Motordrehzahl-Verlauf und/oder ein Motordrehzahl-Gradient über die Überbrückungskupplung (4) in Kombination mit der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) geregelt wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung aus dem Fahrerwunsch {8) ein Motordrehzahl-Sollwertverlauf und/oder ein Motordrehzahl-Sollwertgradient gebildet wird, der zur Regelung der Motordrehzahl verwendet wird.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeugs ein Drehmoment, insbesondere ein Motordrehmoment oder ein Antriebsdrehmoment, über die Überbrückungskupplung (4) in Kombination mit der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) und/oder als Funktion eines Drehmoment-Managers (7) geregelt wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung aus dem Fahrerwunsch (8) ein Drehmoment-Sollwert, insbesondere ein Motordrehmoment-Sollwert oder ein Antriebsdrehmoment-Sollwert, gebildet wird, der zur Regelung des Drehmoments verwendet wird.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren des Kraftfahrzeugs ein zeitlicher Drehmoment-Verlauf und/oder ein Drehmoment-Gradient über die Überbrückungskupplung (4) in Kombination mit der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) und/oder eines Drehmoment-Managers (7) geregelt wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung aus dem Fahrerwunsch (8) ein Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder ein Drehmoment-Sollwertgradient gebildet wird, der zur Regelung des Drehmoments verwendet wird, wobei der Fahrerwunsch (8) als sportlicher oder komfortabler Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder Drehmoment-Sollwertgradient ausgewertet wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem aus dem Fahrerwunsch (8) ermittelten Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder dem aus dem Fahrerwunsch (8) ermittelten Drehmoment-Sollwertgradienten von dem Drehmoment-Manager (7) bereitgestellte Grenzwerte überlagert werden, um so ein verbrauchsoptimiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung von dem Drehmoment-Manager (7) ein Drehmoment-Sollwertverlauf und/oder ein Drehmoment-Sollwertgradient bereitgestellt wird, der zur Regelung des Drehmoments verwendet wird, um so ein verbrauchsoptimiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse als Funktion des Fahrerwunsches (8) und zusätzlich als Funktion einer Getriebeeingangsdrehzahl (10), als Funktion einer Getriebeausgangsdrehzahl (11) sowie als Funktion von Kenngrößen (6) des Drehmomentwandlers (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geregelt wird.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungskupplung (4) als Funktion des Fahrerwunsches (8) und zusätzlich als Funktion einer Motordrehzahl (9), als Funktion einer Getriebeeingangsdrehzahl (10) sowie als Funktion von Kenngrößen (6) des Drehmomentwandlers (2) oder der hydrodynamischen Kupplung geregelt wird.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Kraftfahrzeugs die Regelung der Überbrückungskupplung (4) und der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse derart erfolgt, dass die Überbrückungskupplung (4) über einen Synchronpunkt der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse hinaus geregelt wird, derart, dass die Überbrückungskupplung (4) nach der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse vollständig bzw. schlupffrei schließt.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Kraftfahrzeugs die Regelung der Überbrückungskupplung (4) und der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse derart erfolgt, dass die im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse über einen Synchronpunkt der Überbrückungskupplung (4) hinaus geregelt wird, derart, dass die im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse nach der Überbrückungskupplung (4) vollständig bzw. schlupffrei schließt.
Steuerungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Kraftfahrzeugs die Regelung der Überbrückungskupplung (4) und der im Getriebe (3) angeordneten schlupfenden Kupplung oder Bremse derart erfolgt, dass die im Getriebe (3) angeordnete schlupfende Kupplung oder Bremse und die Überbrückungskupplung (4) gleichzeitig vollständig bzw. schlupffrei schließen, wobei die Synchronpunkte derselben dann zusammenfallen.