DE102004021575A1 - Verfahren zur Steuerung eines automatischen Fahrzeuggetriebes bei Berg- und/oder Anhängerfahrt - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines automatischen Fahrzeuggetriebes bei Berg- und/oder Anhängerfahrt Download PDF

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Abstract

Um Automatikgetriebeölkühler klein dimensionieren zu können und dennoch die Anhängelast besonders im Gebirge nicht begrenzen zu müssen, wird ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes mit Kupplungen, die durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert oder geregelt werden, vorgeschlagen, bei dem das elektronische Steuergerät Sensorsignale erhält und aus den Sensorsignalen eine Kenngröße für eine Fahraktivität bestimmt wird, mit der aus einer Mehrzahl von Schaltprogrammen eines ausgewählt wird, wobei DOLLAR A - die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird; DOLLAR A - bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm gewechselt wird, DOLLAR A und das Motormoment in Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur gesteuert wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes.
  • Bei einem automatischen Schaltgetriebe wird eine Schaltung ausgelöst, wenn eine Schaltkennlinie überschritten wird. Die Schaltkennlinien sind z. B. eine Funktion einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Stellung der Drosselklappe. Üblicherweise kann der Fahrer aus drei Schaltprogrammen auswählen, z. B. durch Tastendruck.
  • Aus der DE 39 22 051 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes bekannt, bei dem aktuelle Fahrzeug-Parameter (Motordrehzahl, Drosselklappenstellung, Querbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit und, hieraus abgeleitet, Längs-Beschleunigung bzw. Längs-Verzögerung) eine erste Kenngröße, die Fahraktivität, bestimmen. Die Fahraktivität wählt aus fünf Schaltprogrammen eines aus. Nachteilig ist, dass bestimmte Fahrzustände nicht berücksichtigt werden.
  • Aus der DE 43 12 717 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes bekannt, bei dem mindestens ei ne der gewichteten Größen Wählhebelaktivität, Motor-Momentüberschuß, Kurvenradius und Bremsaktivität eine erste Kenngröße (K1), die Fahraktivität, festlegen. Zusätzlich wird dort vorgeschlagen, dass zusätzlich zur ersten Kenngröße (K1) eine zweite Kenngröße (K2) die Auswahl eines Schaltkennfeldes aus einer Mehrzahl von Schaltkennfeldern bestimmt. Die zweite Kenngröße (K2) wird aus den Fahrzuständen Stadtverkehr, Hängerbetrieb und Bergfahrt bestimmt.
  • Beim Befahren von Steigungen oder Bergstrecken mit Fahrzeugen mit automatischem Getriebe wird die standardgemäße Auslegung der Schaltpunktlage durch einen oder mehrere Bergmodi ersetzt. Hierbei wird in Abhängigkeit von Steigungswinkel, Motorcharakteristik und Getriebeübersetzung die Lage der Schaltpunkte so verschoben, dass das Fahrzeug länger im kleineren Gang verweilt. Bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung wird hierdurch viel Energie in Wärme umgewandelt, was bei Anhängerbetrieb noch verstärkt auftritt Durch die Wärmeentwicklung im Wandler beim Befahren von Bergstraßen sind beim Anhängerbetrieb entweder große Automatikgetriebeölkühler oder eine Begrenzung der Anhängelast im Gebirge notwendig.
    •
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Schaltsystem zu verwirklichen, welches die genannten Nachteile überwindet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Motormoment in Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur gesteuert wird. Beim Erkennen einer Bergauffahrt und beim Überschreiten einer zu kalibrierenden Getriebeöltemperatur wird das Motormoment so reduziert, dass die im Wandler umgesetzte Energie niedriger wird. Hierzu wird in bekannter Weise die Differenz aus der gemessenen Ist-Beschleunigung (Eingangsgrößen: Geschwindigkeit und Zeit) und der errechneten Soll- Beschleunigung (Eingangsgrößen: Motormoment und Fahrwiderstand) errechnet. Liegt der errechnete Wert oberhalb eines zu kalibrierenden Wertes, wird die Bergauffahrt erkannt und aus dem Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm abgezweigt. Wird nun die Getriebeöltemperatur als über einem Sollwert liegend erkannt, wird das Motormoment reduziert.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes mit Kupplungen, die durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert oder geregelt werden, wobei das elektronische Steuergerät Sensorsignale erhält und aus den Sensorsignalen eine Kenngröße (K1) für eine Fahraktivität bestimmt wird, mit der aus einer Mehrzahl von Schaltprogrammen eines ausgewählt wird, wobei
    die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird;
    bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm gewechselt wird,
    und das Motormoment in Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur gesteuert wird.
  • In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst nach Wechsel in das Bergprogramm die Getriebeöltemperatur bestimmt. Überschreitet die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert, wird in bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren das Motormoment reduziert.
  • Die Temperatur wird vorzugsweise weiter erfasst, so dass bei genügender Abkühlung des Getriebeöls das Motormoment wieder erhöht werden kann. Bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren sind daher dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment wieder erhöht wird, sobald die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert unterschreitet.
  • Bei einer Bergfahrt schaltet das automatische Getriebe bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten in die nächst höhere Gang stufe. Dadurch werden bei kleinen Laststellungen Pendelschaltungen verhindert. Eine Pendelschaltung tritt dann auf, wenn bei konstanter Laststellung die Zugkraft des Motors nach einer Hochschaltung geringer ist als die Summe der Fahrwiderstandskräfte. Das Fahrzeug beschleunigt nicht mehr, die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt. Diese sinkt so lange, bis eine Schaltkennlinie für eine Rückschaltung überschritten wird. Das Getriebe schaltet in die nächst niedere Gangstufe. Da die Zugkraft in dieser Gangstufe größer ist als die Fahrwiderstandskräfte, beschleunigt das Fahrzeug wieder. Es beschleunigt so lange, bis erneut die Schaltkennlinie für die Hochschaltung überschritten wird. Dieses Pendeln zwischen den Gängen wird als unangenehm empfunden und führt zu dem geschilderten Problem der Temperaturerhöhung des Getriebeöls.
  • Zieht das Fahrzeug mit dem automatischen Getriebe einen Anhänger, werden die geschilderten Probleme aufgrund der höheren Belastung noch verschärft. Beim Hängerbetrieb wird üblicherweise die Hysterese zwischen den Hochschalt- und Rückschaltkennlinien vergrößert. Von Vorteil hierbei ist, dass sich dadurch einerseits das Beschleunigungsverhalten verbessert und andererseits sich die Schiebewirkung des Hängers nach der Schaltung in eine niedere Gangstufe verringert. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht daher vor, dass das Motormoment reduziert wird, sobald erkannt wird, dass ein Anhänger vorhanden ist und die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert überschreitet.
  • Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn man die Reduktion des Motormomentes möglichst selten vornehmen will, um eine kraftvolle Fahrweise zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt kann die Reduktion des Motormoments in mehreren Schritten erfolgen. Auf diese Weise kann die Re duktion des Motormomentes unterschiedlichen Fahrtsituationen, beispielsweise in Abhängigkeit von Gesamtmasse des Fahrzeugs (gegebenenfalls mit Anhänger), der Geschwindigkeit, der Steigung, der Umgebungstemperatur usw. angepasst werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Temperatur des Getriebeöls als auslösendes Ereignis für eine Steigerung des Motormoments bei abnehmender Last genutzt werden. Alternativ oder in Ergänzung hierzu wird in bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Bergprogramm in ein Standard-Schaltprogramm zurückgewechselt.
  • Die mehrstufige Ausführung der Reduktion des Motormomentes erlaubt es, weitere Eingangsgrößen als Steuerungsgröße zu berücksichtigen. In bevorzugten Verfahren ist der Sollwert der Getriebeöltemperatur in Abhängigkeit von weiteren Eingangsgrößen unterschiedlich festgelegt.
  • Bevorzugte weitere Eingangsgrö0en sind beispielsweise eine oder mehrere der Größen Geschwindigkeit, Umgebungstemperatur, eingelegter Gang und/oder Vorhandensein eines Anhängers.
  • Die Solltemperatur, die – gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren Eingangsgrößen – bei Überschreitung zur Motormomentreduktion führt und die Temperatur, bei deren Unterschreitung das Moment wieder erhöht werden kann, liegen vorzugsweise um mindestens 1°C, weiter bevorzugt um mindestens 2°C, besonders bevorzugt um mindestens 3°C und insbesondere um mindestens 5°C auseinander. Diese Hystereseschleife kann ebenfalls in Relation zu weiteren Eingangsgrößen gewählt werden. So kann es sich bei hohen Außentemperaturen und niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten empfehlen, das Motormoment erst bei einer viel niedrigeren Temperatur des Getriebeöls wieder zu erhöhen, um den nächsten Regelvorgang zeitlich später erforderlich zu machen. Bei schneller Fahrt (Fahrtwindkühlung) und niedrigeren Außentemperaturen kann eine engere Hysterese ge wählt werden. Als weitere Eingangsgröße bietet sich auch das Vorhandensein eines Anhängers an.
  • Bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass die Hysterese zwischen Reduktion und Erhöhung des Motormoments in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Anhängers enger oder weiter gewählt wird.
    •
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird durch die beiliegenden Figuren verdeutlicht. Darin zeigt 1 ein einstufiges Regelverfahren für eine bevorzugte Regelung bei Bergfahrt mit Anhängerbetrieb. Die Steuerung erkennt, ob eine Bergfahrt vorliegt, indem die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird und bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm gewechselt wird. Wird das Bergprogramm nicht eingeschaltet, endet die Routine; bei Wechsel in das Bergprogramm wird nun die Getriebeöltemperatur erfasst und mit einem Sollwert verglichen. Bei Unterschreitung des Sollwertes wird die Routine abgebrochen und nach Zeitablauf erneut gestartet. Liegt die Getriebeöltemperatur oberhalb des Sollwertes, wird in dieser bevorzugten Verfahrensvariante auf die Anwesenheit eines Anhängers geprüft. Ist ein Anhänger vorhanden, wird in einen Betriebszustand gewechselt, bei dem das Motormoment reduziert wird, andernfalls wird die Routine beendet.
  • In 2 wird ein mehrstufiges Regelverfahren für eine bevorzugte Regelung bei Bergfahrt mit Anhängerbetrieb gezeigt. Die Steuerung erkennt, ob eine Bergfahrt vorliegt, indem die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird und bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm gewechselt wird. Wird das Bergprogramm nicht eingeschaltet, endet die Routine im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Verfahren nicht, sondern es wird ein weiteres Bergprogramm abgefragt; bei Wechsel in das eine oder andere Berg programm wird nun die Getriebeöltemperatur erfasst und mit dem jeweilig zugehörigen Sollwert verglichen. Bei Unterschreitung des Sollwertes wird die Routine abgebrochen und nach Zeitablauf erneut gestartet. Liegt die Getriebeöltemperatur oberhalb des Sollwertes, wird in dieser bevorzugten Verfahrensvariante auf die Anwesenheit eines Anhängers geprüft. Ist ein Anhänger vorhanden, wird in einen Betriebszustand gewechselt, bei dem das Motormoment reduziert wird, andernfalls wird die Routine beendet.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes mit Kupplungen, die durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert oder geregelt werden, wobei das elektronische Steuergerät Sensorsignale erhält und aus den Sensorsignalen eine Kenngröße (K1) für eine Fahraktivität bestimmt wird, mit der aus einer Mehrzahl von Schaltprogrammen eines ausgewählt wird, wobei – die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird; – bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Standard-Schaltprogramm in ein Bergprogramm gewechselt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment in Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment reduziert wird, sobald die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert überschreitet.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment reduziert wird, sobald erkannt wird, dass ein Anhänger vorhanden ist und die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion des Motormoments in mehreren Schritten erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Ist-Beschleunigung und der Soll-Beschleunigung ermittelt wird und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes der Differenz vom Bergprogramm in ein Standard-Schaltprogramm zurückgewechselt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert der Getriebeöltemperatur in Abhängigkeit von weiteren Eingangsgrößen unterschiedlich festgelegt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Eingangsgrößen eine oder mehrere der Größen Geschwindigkeit, Umgebungstemperatur, eingelegter Gang und/oder Vorhandensein eines Anhängers genutzt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment wieder erhöht wird, sobald die Getriebeöltemperatur einen vorbestimmten Sollwert unterschreitet.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hysterese zwischen Reduktion und Erhöhung des Motormoments in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Anhängers enger oder weiter gewählt wird.
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