DE102005046893A1

DE102005046893A1 - Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes

Info

Publication number: DE102005046893A1
Application number: DE200510046893
Authority: DE
Inventors: Franz Sorg; Wolfgang Neitz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor und ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wobei bei eingelegter Automatikfahrstufe und unbetätigtem Fahrpedal ein Kriechmoment von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragen wird, und wobei das Kriechmoment durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes abgesenkt wird. Zur Ermöglichung einer Steuerung der Höhe des Kriechmomentes innerhalb einer Kriechfunktion durch den Fahrer ohne eine Bremsbetätigung ist vorgesehen, dass in einer Langsamfahrfunktion die Höhe des Kriechmomentes (M¶Kr¶) von dem Fahrer durch die Betätigung eines Fahrstellelementes steuerbar ist, indem das Fahrstellelement in einem ersten Teilstellbereich (a) seines gesamten Stellbereichs (c) von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement entkoppelt und zur Steuerung des Kriechmomentes (M¶Kr¶) mit einem Schaltsteuerungselement des Reibschaltelementes gekoppelt wird, und indem die Koppelung des Fahrstellelementes mit dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement auf den verbleibenden Reststellbereich (b) beschränkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor sowie ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wobei bei eingelegter Automatikfahrstufe und unbetätigtem Fahrpedal ein Kriechmoment von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragen wird, und wobei das Kriechmoment durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes abgesenkt wird.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor sowie ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wobei bei eingelegter Automatikfahrstufe und unbetätigtem Fahrpedal ein von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragenes Kriechmoment wirksam ist, das durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes absenkbar ist.

Bei Kraftfahrzeugen, die mit einem automatisierten Lastschaltgetriebe, wie einem Getriebeautomaten in Planetenbauweise, ausgerüstet sind, werden die Übersetzungsstufen innerhalb der Automatikfahrstufen jeweils automatisch durch das Schließen von mindestens einem Reibschaltelement, zumeist jedoch zwei Reibschaltelemente, wie Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen, ein gelegt bzw. geschaltet. Bei Fahrzeugstillstand und bei langsamer Fahrgeschwindigkeit wird die dafür vorgesehene Gangstufe mit einer Anfahrübersetzung, also die Anfahrgangstufe, durch das Schließen der betreffenden Reibschaltelemente geschaltet.

Dadurch wird bei eingelegter Automatikfahrstufe auch bei nicht betätigtem Fahrpedal ein Drehmoment über den hydraulischen Drehmomentwandler von dem auf Leerlaufdrehzahl geregelten Antriebsmotor auf die Laufräder der Antriebsachse übertragen, welches sich anhand der Wandlerkennlinie und der im Drehmomentwandler wirksamen Drehzahldifferenz zwischen dem mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbundenen Pumpenrad und dem mit der Eingangswelle des Lastschaltgetriebes verbundenen Turbinenrad ergibt, und allgemein als Kriechmoment bezeichnet wird.

Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann in dieser Phase von dem Fahrer nur durch eine mehr oder weniger starke Betätigung der Betriebsbremse über das Bremspedal gesteuert werden. Löst der Fahrer bei Fahrzeugstillstand die Betriebsbremse vollständig, so fährt das Kraftfahrzeug ohne eine Betätigung des Fahrpedals unter der Wirkung des Kriechmomentes selbsttätig an und beschleunigt auf eine Geschwindigkeit, bei der das durch die abnehmende Drehzahldifferenz im Drehmomentwandler absinkende Kriechmoment gerade gleich dem Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs ist. Will der Fahrer schneller beschleunigen oder schneller fahren, so muss er hierzu das Fahrpedal betätigen, wodurch das Leistungssteuerungselement des Antriebsmotors (Drosselklappe bei einem Ottomotor, Einspritzpumpe bei einem Dieselmotor) aus der Leerlaufstellung heraus bewegt wird und damit die Leerlaufregelung des Antriebsmotors beendet wird.

In bestimmten Fahrsituationen ist das Kriechmoment durchaus vorteilhaft und erwünscht. So verhindert ein hinreichend hohes Kriechmoment bei Anfahrvorgängen selbst an größeren Steigungs- und Gefällstrecken ein Wegrollen des Fahrzeugs in die falsche Richtung, also entgegengesetzt zu der durch die Stellung des Wählhebels vorgegebenen Fahrtrichtung. Ebenfalls ermöglicht ein ausreichend hohes Kriechmoment die Steuerung der Geschwindigkeit beim Einparken auf einfache Weise alleine durch die Betätigung der Betriebsbremse über das Bremspedal, wodurch ein mehrfacher Fußwechsel zwischen dem Bremspedal und dem Fahrpedal vermieden wird.

Mit Ausnahme der vorgenannten Fahrsituationen ist ein hohes Kriechmoment aber eher mit Nachteilen verbunden. So wird im Drehmomentwandler durch den Drehzahlschlupf zwischen Pumpenrad und Turbinenrad die von dem Antriebsmotor erzeugte Energie größtenteils dissipiert, welches einen unnötig hohen Kraftstoffverbrauch, entsprechend hohe Abgasemissionen und eine erhöhte Getriebeöltemperatur zur Folge hat. Außerdem kann durch ein häufiges Bremsen bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten, das z.B. beim Stop-and-Go-Verkehr zur Kompensation des Kriechmomentes unerlässlich ist, ein erhöhter Verschleiß der Bremsbeläge verursacht werden, welches sich auch in einer Verschlechterung der Reibwerte der Bremsbeläge äußert.

Bei rutschiger Fahrbahn, wie bei Eis oder Schnee, kann es zudem bei niedriger Fahrgeschwindigkeit bei einem Wegbremsen eines hohen Kriechmomentes zu einem Überbremsen der nicht angetriebenen Laufräder und deren Blockieren und/oder zu einem Durchdrehen der angetriebenen Laufräder kommen, welches jeweils zu gefährlichen Fahrsituationen führen kann. In der Vergangenheit sind daher verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Reduzierung oder Standabkoppelung des Kriechmomentes vorgeschlagen worden.

So ist in der DE 44 46 077 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes beschrieben, bei dem die Kriechverminderung in Abhängigkeit eines dem aktuellen Bremsdruck der Betriebsbremse proportionalen Messwertes derart gesteuert wird, dass die Kriechverminderung bei Überschreitung eines ersten Grenzwertes durch den Messwert eingeschaltet und bei Unterschreitung eines zweiten Grenzwertes durch den Messwert ausgeschaltet wird.

Aus der DE 196 20 329 A1 ist ein Regelungsverfahren zur Kriechneigungsminderung eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem die Öffnung einer im Antriebsstrang angeordneten Reibungskupplung zur Einstellung eines vorgegebenen Kriechmomentes mit einem modellbasierten Regelalgorithmus gesteuert wird.

In der DE 199 22 694 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes offenbart, bei dem in einer Funktion zur Standabkoppelung des Kriechmomentes ein drehmomentführendes Reibschaltelement in Schlupfeingriff oder in Offenstellung gebracht wird. Die Funktion zur Standabkoppelung bleibt solange aktiviert, wie die ermittelte Fahrgeschwindigkeit unter einem Geschwindigkeitsgrenzwert und der ermittelte Bremsdruck der Betriebsbremse über einem Druckgrenzwert liegen. Bei einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit über den Geschwindigkeitsgrenzwert wird die Funktion zur Standabkoppelung beendet und das betreffende Reibschaltelement gesteuert geschlossen.

Aus der DE 102 19 420 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Kriechbetriebsart beschrieben, die durch eine definierte fahrerseitige Betätigung eines Fahrstellelementes, insbesondere des Fahrpedals, aktivierbar ist. Ob die Kriechbetriebsart in bestimmten Fahrsituationen, wie beim Fahrzeugstart und bei einem Übergang Fahren-Anhalten oder Fahren-Ausrollen, aktiviert oder nicht aktiviert sein soll, ist durch den Fahrer manuell einstellbar.

Schließlich ist aus der DE 103 47 713 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines Reibschaltelementes in einem Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei dem das Reibschaltelement in einer Funktion zur Standabkoppelung des Kriechmomentes in Schlupfeingriff oder in Offenstellung gebracht wird. Es ist vorgesehen, dass die Funktion zur Standabkoppelung in Abhängigkeit von Ausgangssignalen eines mehrstufigen Bremslicht- oder Bremsdruck- oder Bremskraftschalters der Betriebsbremse gesteuert, also aktiviert und deaktiviert wird.

Allen bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass das Kriechmoment jeweils durch ein zumindest teilweises Öffnen eines drehmomentführenden, also der eingelegten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes abgesenkt wird. Nachteilig daran ist jeweils, dass die Höhe des abgesenkten Kriechmomentes vorgegeben ist und von dem Fahrer nicht beeinflussbar oder steuerbar ist. Wenn dem Fahrer das eingestellte Kriechmoment zu groß ist, so muss er dem Kriechmoment jeweils durch eine Betätigung der Betriebsbremse entgegenwirken, was mit den bekannten Nachteilen verbunden ist. Wenn dem Fahrer das eingestellte Kriechmoment zu klein ist, so muss er jeweils das Fahrpedal betätigen und damit die Kriechfunktion deaktivieren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Lastschaltgetriebes der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bzw. mit der die Höhe des Kriechmomentes innerhalb einer Kriechfunktion durch den Fahrer ohne eine Bremsbetätigung steuerbar ist.

Die Lösung der Aufgabe das Verfahren betreffend besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 darin, dass in einer Langsamfahrfunktion die Höhe des Kriechmomentes von dem Fahrer durch die Betätigung eines Fahrstellelementes steuerbar ist, indem das Fahrstellelement in einem ersten Teilstellbereich seines gesamten Stellbereichs von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement entkoppelt und zur Steuerung des Kriechmomentes mit einem Schaltsteuerungselement des Reibschalt elementes gekoppelt wird, und indem die Koppelung des Fahrstellelementes mit dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement auf den verbleibenden Reststellbereich beschränkt wird.

Durch die steuerungstechnische Entkoppelung des Fahrstellelementes, wie des Fahrpedals oder des Bremspedals, von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement, wie der Drosselklappe des Antriebsmotors oder dem Hauptbremszylinder der Betriebsbremse, und dessen steuerungstechnische Koppelung mit dem Schaltsteuerungselement des Reibschaltelementes der eingelegten Gangstufe, wie dem Steuerungsventil einer druckmittelbetätigten Reibschaltkupplung, kann der Fahrer durch eine Betätigung des betreffenden Fahrstellelementes innerhalb des ersten Teilstellbereichs des gesamten Stellbereichs das Kriechmoment steuern, ohne dass dabei die Kriechfunktion verlassen oder Antriebsenergie durch die Betätigung der Betriebsbremse dissipiert werden muss.

Die Steuerung des Kriechmomentes und damit der Fahr- oder Rollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfolgt dabei nur durch ein mehr oder weniger starkes Schließen oder Öffnen des betreffenden Reibschaltelementes der eingelegten Gangstufe. Bei einem aktiv schließbaren druckmittelbetätigten Reibschaltelement, wie einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse, wird hierzu in an sich bekannter Weise der Steuerdruck des Reibschaltelementes zur Absenkung des Kriechmomentes verringert und zur Erhöhung des Kriechmomentes vergrößert. Bei einem passiv schließbaren druckmittelbetätigten Reibschaltelement, wie einer über einen Stellzylinder gegen die Rückstellkraft einer Anpressfeder betätigbaren Trockenkupplung, wird entsprechend der Steuerdruck des Reibschaltelementes zur Absenkung des Kriechmomentes vergrößert und zur Erhöhung des Kriechmomentes verringert.

Die erfindungsgemäße Steuerung eines langsamen Fahrens oder Rollens des Kraftfahrzeugs hat den Vorteil, dass der Kraftstoffverbrauch und die damit verbundenen Schadstoffemissionen des Kraftfahrzeugs sowie die Erwärmung des Getriebeöls verringert werden, da die Summe der Verlustleistungen des schlupfenden Drehmomentwandlers und des schlupfenden Reibschaltelementes kleiner sind als die üblicherweise bei einer Geschwindigkeitssteuerung mit einer Bremsbetätigung im Drehmomentwandler anfallende Verlustleistung. Ebenfalls werden durch die Vermeidung intensiven Bremsens gegen die Wirkung des Kriechmomentes bei Langsamfahrt eine Schädigung der Bremsbeläge sowie ein Blockieren der nicht angetriebenen Laufräder und ein Durchrutschen der angetriebenen Laufräder auf glattem Untergrund vermieden sowie der Verschleiß verringert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.

Als Fahrstellelement ist bevorzugt das Fahrpedal mit einer schwenkwegabhängigen Steuerung des Kriechmomentes vorgesehen, wobei durch eine schwenkende Betätigung des Fahrpedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs des Schwenkweges das Kriechmoment stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert bei nicht betätigtem Fahrpedal und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs der Fahrpedalstellung zugeordneten Maximalwert gesteuert wird.

Der Ruheposition des Fahrpedals ist somit ein mittlerer abgesenkter Wert des Kriechmomentes zugeordnet, der von dem Fahrer durch eine Betätigung des Fahrpedals bis auf den Maximalwert gesteigert werden kann, der dem Ende des ersten Teilstellbereichs des Schwenkwegs zugeordnet ist. Bei dem Maximalwert des Kriechmomentes handelt es sich bevorzugt um das Maximalmoment, also das technisch maximal mögliche Kriechmoment, das sich bei vollständig geschlossenem Reibschaltelement und absolutem Fahrzeugstillstand einstellt. Es ist jedoch auch möglich, einen beliebigen anderen, zwischen dem mittleren Wert und dem Maximalmoment liegenden Wert des Kriechmomentes als Maximalwert der Steuerung zu verwenden.

Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung des Fahrpedals kann auch das Bremspedal zur Steuerung des Kriechmomentes durch den Fahrer verwendet werden. Hierzu kann das Bremspedal mit schwenkwegabhängiger Steuerung des Kriechmomentes vorgesehen sein, durch dessen Betätigung innerhalb des ersten Teilstellbereichs des Schwenkweges das Kriechmoment stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert bei nicht betätigtem Bremspedal und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs der Bremspedalstellung zugeordneten Minimalwert gesteuert wird.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die mit einer Hochdruckbremsanlage ausgerüstet sind, weist das Bremspedal jeweils einen geringen Stellweg und somit eine geringe Wegauflösung auf. Die Bremswirkung wird bei diesen Kraftfahrzeugen im Wesentlichen über die vom Fahrer aufgebrachte Bremspedalkraft gesteuert. Es ist daher zweckmäßig, wenn alternativ zu der schwenkwegabhängigen Steuerung auch eine pedalkraftabhängige Steuerung des Kriechmomentes über das Bremspedal möglich ist, bei der durch eine Betätigung des Bremspedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs der Bremspedalkraft das Kriechmoment stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert bei nicht betätigtem Bremspedal und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs der Bremspedalkraft zugeordneten Minimalwert gesteuert wird.

Bei dem Minimalwert des Kriechmomentes handelt es sich bevorzugt um das Nullmoment, das sich bei vollständig geöffnetem Reibschaltelement einstellt. Es ist jedoch auch möglich, einen beliebigen anderen, zwischen dem Nullmoment und dem mittleren Wert liegenden Wert des Kriechmomentes als Minimalwert der Steuerung zu verwenden.

Die Langsamfahrfunktion der vorbeschriebenen Art kann jeweils automatisch in Abhängigkeit von Fahr- und Bedienungsparametern des Kraftfahrzeugs, wie der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrbahnneigung, der Fahrpedalstellung und der Bremspedalstellung, gestartet werden, indem die Fahr- und Bedienungsparameter erfasst und ausgewertet werden, und die Langsamfahrfunktion dann gestartet wird, wenn die Auswertung zu dem Ergebnis führt, dass eine Steuerung des Kriechmomentes durch den Fahrer vorteilhaft ist oder von dem Fahrer gewünscht wird. Es ist aber ebenso möglich, dass die Langsamfahrfunktion von dem Fahrer durch die manuelle Betätigung eines zugeordneten Schaltelementes, wie eines Schalters, ein- und ausgeschaltet werden kann.

Eine automatische Beendigung der Langsamfahrfunktion erfolgt zweckmäßig dann, wenn mit der Betätigung des Fahrstellelementes, also des Fahrpedals oder des Bremspedals, durch den Fahrer das Ende des ersten Teilstellbereichs des Stellbereichs überschritten wird. Dies führt bei einer Steuerung des Kriechmomentes über eine Betätigung des Fahrpedals dazu, dass das Kriechmoment zunächst von dem abgesenkten mittleren Wert auf den Maximalwert, bevorzugt das Maximalmoment, gesteigert und damit die Fahrgeschwindigkeit entsprechend erhöht wird. Anschließend erfolgt dann stufenlos die weitere Erhöhung des Antriebsmomentes und damit der Fahrgeschwindigkeit über die Ansteuerung des Leistungssteuerungselementes des Antriebsmotors (Drosselklappe bei einem Ottomotor, Einspritzpumpe bei einem Dieselmotor).

Bei einer Steuerung des Kriechmomentes über eine Betätigung des Bremspedals wird erfindungsgemäß bewirkt, dass das Kriechmoment zunächst von dem abgesenkten mittleren Wert auf den Minimalwert, bevorzugt das Null moment, abgesenkt und damit die Fahrgeschwindigkeit entsprechend verringert wird, und dass anschließend eine weitere Verringerung der Fahr- oder Rollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ruckfrei durch eine beginnende und zunehmende Betätigung der Betriebsbremse bewirkt wird.

Nach der Beendigung der Langsamfahrfunktion sollte die Zuordnung des Steuerungsbereichs des standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselementes von dem eingeschränkten Reststellbereich wieder auf den üblichen gesamten Stellbereich des Fahrstellelementes erweitert werden. Dies erfolgt aus Sicherheitsgründen zweckmäßig nicht sprunghaft, sondern über eine Zeitfunktion stetig gesteuert, so dass der Fahrer nicht von der Änderung der Steuerungswirkung des Fahrstellelementes überrascht wird.

Die Lösung der Aufgabe die Vorrichtung betreffend besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 12 darin, dass ein Steuergerät vorgesehen ist, mittels dem in einer Langsamfahrfunktion zur Steuerung der Höhe des Kriechmomentes durch die fahrerseitige Betätigung eines Fahrstellelementes dieses Fahrstellelement in einem ersten Teilstellbereich seines gesamten Stellbereichs von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement entkoppelbar sowie zur Steuerung des Kriechmomentes mit einem Schaltsteuerungselement des Reibschaltelementes koppelbar ist, und mittels dem die Koppelung des Fahrstellelementes mit dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement auf den verbleibenden Reststellbereich beschränkbar ist.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt.

In dieser zeigt

1 die Steuerung eines Kriechmomentes eines Antriebsstranges gemäß der Erfindung über eine wegabhängige Steuerung des Steuerdrucks eines Reibschaltelementes durch eine Betätigung des Fahrpedals in einem schematischen Diagramm,

2 die erfindungsgemäße Steuerung eines Kriechmomentes über eine wegabhängige Steuerung des Steuerdruckes eines Reibschaltelementes durch eine Betätigung des Bremspedals in einem schematischen Diagramm,

3 die erfindungsgemäße Steuerung eines Kriechmomentes über eine pedalkraftabhängige Steuerung des Steuerdruckes eines Reibschaltelementes durch eine Betätigung des Bremspedals in einem schematischen Diagramm und

4 die Erweiterung des wegabhängigen Steuerungsbereichs einer Drosselklappe durch eine Betätigung des Fahrpedals nach der Beendigung der erfindungsgemäßen Langsamfahrfunktion nach 1.

Bei einem Kraftfahrzeug, das mit einem automatisierten Lastschaltgetriebe versehen ist, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor sowie ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wird bei eingelegter Automatikfahrstufe D und unbetätigtem Fahrpedal ein Kriechmoment M_Kr von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragen. Dabei kann das Kriechmoment M_Kr durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes abgesenkt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Höhe des Kriechmomentes M_Kr in einer Langsamfahrfunktion über eine Ansteuerung des Reibschaltelementes durch eine Fahrstellelement, wie durch das Fahrpedal und/oder das Bremspedal, von dem Fahrer steuerbar ist.
Hierzu ist wie in dem Diagramm von 1 dargestellt vorgesehen, dass der Stellbereich c des Schwenkweges x_FP des Fahrpedals bei aktivierter Langsamfahrfunktion in einen ersten Teilstellbereich a und in einen Reststellbereich b aufgeteilt ist. In dem ersten Teilstellbereich a ist das dem Fahrpedal standardmäßig zugeordnete Fahrsteuerungselement, vorliegend die Drosselklappe eines als Ottomotor ausgebildeten Antriebsmotors, steuerungstechnisch von dem Fahrpedal entkoppelt und ein dem Reibschaltelement zugeordnetes Steuerungselement mit dem Fahrpedal gekoppelt.
Vorliegend wird bei dem Reibschaltelement von einer hydraulisch betätigbaren, aktiv schließbaren Reibschaltkupplung oder Reibschaltbremse, wie zum Beispiel einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse, ausgegangen. Demzufolge handelt es sich bei dem zugeordneten Steuerungselement bevorzugt um ein hydraulisches Steuerungsventil.
Bei nicht betätigtem Fahrpedal (Ruhestellung x_FP = 0) wird ein vorgegebener mittlerer Steuerdruck p_m als Anpressdruck p_RSE in dem Reibschaltelement eingestellt, bei dem das Reibschaltelement im Schlupfbetrieb gesteuert und demzufolge ein abgesenktes Kriechmoment M_Kr(p_m) wirksam ist. Die Koppelung des Steuerungsventils mit dem Fahrpedal ist derart ausgeführt, dass durch eine Betätigung des Fahrpedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs a der Anpressdruck p_RSE in dem Reibschaltelement stetig bis auf einen Maximal wert p_max gesteigert und damit das Kriechmoment M_Kr entsprechend erhöht werden kann.
Bevorzugt ist der Maximalwert des Steuerdruckes p_max so gewählt, dass das Reibschaltelement damit gerade schlupffrei wird und somit das technisch maximal mögliche Kriechmoment M_Kr(p_max) erreicht wird. Mit diesem Verfahren kann das auf die angetriebenen Laufräder des Kraftfahrzeugs wirksame Kriechmoment M_Kr des Antriebsstrangs und damit die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, z.B. bei einem Stop-and-Go-Betrieb oder beim Einparken, von dem Fahrer ohne eine Betätigung der Betriebsbremse alleine über das Fahrpedal gesteuert werden, ohne dazu die Langsamfahrfunktion verlassen zu müssen.
Der Steuerungsbereich φ_DK der Drosselklappe ist bei aktivierter Langsamfahrfunktion zunächst mit entsprechend geringer Auflösung auf den Reststellbereich b des Fahrpedals beschränkt. Mit dem Überschreiten des ersten Teilstellbereichs a durch eine entsprechende Betätigung des Fahrpedals in der Grenzposition x_FP = x_Gr wird die Langsamfahrfunktion beendet und es beginnt die übliche Steuerung des Abtriebsmomentes M_Ab über eine Öffnung φ_DK der Drosselklappe des Antriebsmotors mit dem Fahrpedal, die nach anfänglicher Erhöhung des Anpressdruckes (p_RSE > p_max) zur Auslösung von Schaltvorgängen in Verbindung mit dem Öffnen des der Anfahrgangstufe zugeordneten Reibschaltelementes (p_RSE = 0) führt.
Dabei ergibt sich ein stoßfreier Übergang zwischen der Steuerung des Kriechmomentes M_Kr über das Reibschaltelement und der Steuerung des Abtriebsmomentes M_Ab über die Drosselklappe dadurch, dass im Übergang zwischen dem ersten Teilstellbereich a und dem Reststellbereich b (x_FP = x_Gr) das Kriechmoment M_Kr gerade seinen Maximalwert M_Kr(p_max) erreicht und der An triebsmotor mit geschlossener Drosselklappe (φ_DK = 0) noch im Leerlauf betrieben beziehungsweise geregelt wird.
Mit der Beendigung der Langsamfahrfunktion durch das Überschreiten der Grenzposition x_FP = x_Gr durch das Fahrpedal ist vorgesehen, dass die Zuordnung des Steuerungselementes, also vorliegend des Öffnungswinkels φ_DK der Drosselklappe des Antriebsmotors, von dem Reststellbereich b um den ersten Teilstellbereich a auf den gesamten Stellbereich c des Fahrpedals ausgedehnt wird. Dies erfolgt zweckmäßig, wie in dem Diagramm von 4 veranschaulicht ist, stetig nach einer vorgegebenen Zeitfunktion. Dabei wird die Zuordnung des Öffnungswinkels φ_DK der Drosselklappe zu dem Schwenkweg x_FP des Fahrpedals über den Ablauf der Zeit t in den Teilstellbereich a verschoben (gestrichelt dargestellt Funktionsverläufe von φ_DK = f(x_FP).
Alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung des Kriechmomentes M_Kr über das Fahrpedal ist erfindungsgemäß auch eine Steuerung des Kriechmomentes M_Kr über das Bremspedal möglich. Hierzu ist gemäß der Darstellung in dem Diagramm von 2 bei aktivierter Langsamfahrfunktion ebenfalls eine Aufteilung des gesamten Stellbereichs c des Schwenkweges x_BP des Bremspedals in einen ersten Teilstellbereich a und in einen Reststellbereich b vorgesehen.
In dem ersten Teilstellbereich a ist die dem Bremspedal standardmäßig zugeordnete Betriebsbremse steuerungstechnisch von dem Bremspedal entkoppelt und das Steuerungsventil des Reibschaltelementes mit dem Bremspedal gekoppelt. Bei nicht betätigtem Bremspedal (Ruhestellung x_BP = 0) ist der vorgegebene mittlere Steuerdruck p_m als Anpressdruck p_RSE in dem Reibschaltelement eingestellt, bei dem das abgesenkte Kriechmoment M_Kr(p_m) wirksam ist.
Die Koppelung des zugeordneten Steuerungsventils mit dem Bremspedal ist in diesem Fall derart ausgeführt, dass durch eine Betätigung des Bremspedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs a der Anpressdruck p_RSE in dem Reibschaltelement stetig bis auf einen Minimalwert p_min verringert und damit das Kriechmoment M_Kr auf einen Minimalwert M_Kr(p_min), bevorzugt mit vollständiger Öffnung des Reibschaltelementes auf Null, abgesenkt werden kann. Hierdurch kann das auf die angetriebenen Laufräder des Kraftfahrzeugs wirksame Kriechmoment M_Kr des Antriebsstrangs und damit die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs innerhalb der Langsamfahrfunktion von dem Fahrer mit dem Bremspedal ohne eine Betätigung der Betriebsbremse gesteuert werden.
Mit dem Überschreiten des ersten Teilstellbereichs a in der Grenzposition x_BP = x_Gr durch eine entsprechende Betätigung des Bremspedals wird die Langsamfahrfunktion beendet und es beginnt die Steuerung des Bremsmomentes M_Br über eine Betätigung der Betriebsbremse, also eine weitere Verzögerung des Kraftfahrzeugs über die Betriebsbremse. Dabei ergibt sich ein stoßfreier Übergang zwischen der Steuerung des Kriechmomentes M_Kr über das Reibschaltelement und der Steuerung des Bremsmomentes M_Br über die Betriebsbremse dadurch, dass im Übergang zwischen dem ersten Teilstellbereich a und dem Reststellbereich b (x_BP = x_Gr) das Kriechmoment M_Kr gerade seinen Minimalwert M_Kr(p_min), bevorzugt Null, erreicht und die Betriebsbremse mit dem Bremsdruck p_Br = 0 noch vollständig gelöst ist.
Da das Bremspedal zumeist, insbesondere aber bei mit einer Hochdruckbremsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugen, keine große wegabhängige Auflösung aufweist, kann die Steuerung des Kriechmomentes M_Kr über das Bremspedal analog zur schwenkwegabhängigen Steuerung auch vorteilhaft in Abhängigkeit der Pedalkraft F_BP erfolgen, welches in dem Diagramm von 3 veranschaulicht ist. Die Zusammenhänge der Steuerung sind so wie zu 2 erläutert.

a: Erster Teilstellbereich (von c)
b: Reststellbereich (von c)
c: Stellbereich (eines Fahrstellelementes)
D: Wählhebelstellung
F_BP: Pedalkraft (eines Bremspedals)
F_Gr: Grenzpedalkraft
M_Ab: Abtriebsmoment
M_Br: Bremsmoment (einer Betriebsbremse)
M_Kr: Kriechmoment
p_Br: Bremsdruck (einer Betriebsbremse)
p_m: Mittlerer Steuerdruck
p_min: Minimaler Steuerdruck
p_max: Maximaler Steuerdruck
p_RSE: Anpressdruck (eines Reibschaltelementes)
x_BP: Schwenkweg (eines Bremspedals)
x_Gr: Grenzposition
x_FP: Schwenkweg (eines Fahrpedals)
φ_DK: Öffnungswinkel (einer Drosselklappe)
t: Zeit

Claims

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor und ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wobei bei eingelegter Automatikfahrstufe und unbetätigtem Fahrpedal ein Kriechmoment von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragen wird, und wobei das Kriechmoment durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Langsamfahrfunktion die Höhe des Kriechmomentes (M_Kr) von dem Fahrer durch die Betätigung eines Fahrstellelementes steuerbar ist, indem das Fahrstellelement in einem ersten Teilstellbereich (a) seines gesamten Stellbereichs (c) von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement entkoppelt und zur Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) mit einem Schaltsteuerungselement des Reibschaltelementes gekoppelt wird, und indem die Koppelung des Fahrstellelementes mit dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement auf den verbleibenden Reststellbereich (b) beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrpedal als Fahrstellelement mit schwenkwegabhängiger Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) vorgesehen ist, und dass durch eine Betätigung des Fahrpedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs (a) des Schwenkweges (x_FP) das Kriechmoment (M_Kr(p_RSE)) stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert (M_Kr(p_m)) bei nicht betätigtem Fahrpedal (x_FP = 0) und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs (a) der Fahrpedalstellung (x_FP = x_Gr) zugeordneten Maximalwert (M_Kr(p_max)) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert des Kriechmomentes (M_Kr(p_max)) einem Maximalmoment entspricht, das durch das vollständige Schließen des Reibschaltelementes eingestellt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremspedal als Fahrstellelement mit schwenkwegabhängiger Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) vorgesehen ist, und dass durch eine Betätigung des Bremspedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs (a) des Schwenkweges (x_BP) das Kriechmoment (M_Kr) stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert (M_Kr(p_m)) bei nicht betätigtem Bremspedal (x_BP = 0) und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs (a) der Bremspedalstellung (x_BP = x_Gr) zugeordneten Minimalwert (M_Kr(p_min)) gesteuert wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremspedal als Fahrstellelement mit pedalkraftabhängiger Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) vorgesehen ist, und dass durch eine Betätigung des Bremspedals innerhalb des ersten Teilstellbereichs (a) der Bremspedalkraft (F_BP) das Kriechmoment (M_Kr) stetig zwischen einem vorgegebenen mittleren Wert (M_Kr(p_m)) bei nicht betätigtem Bremspedal (F_BP = 0) und einem dem Ende des ersten Teilstellbereichs (a) der Bremspedalkraft (F_BP = F_Gr) zugeordneten Minimalwert (M_Kr(p_min)) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert des Kriechmomentes (M_Kr(p_min)) einem Nullmoment entspricht, das durch das vollständige Öffnen des Reibschaltelementes eingestellt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fahr- und Bedienungsparameter des Kraftfahrzeugs erfasst und ausgewertet werden, und dass die Langsamfahrfunktion dann automatisch gestartet wird, wenn die Auswertung der Fahr- und Bedienungsparameter zu dem Ergebnis führt, dass eine Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) durch den Fahrer vorteilhaft ist oder von dem Fahrer gewünscht wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Langsamfahrfunktion von dem Fahrer durch die manuelle Betätigung eines zugeordneten Schaltelementes gestartet wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Langsamfahrfunktion mit dem Überschreiten des Endes des ersten Teilstellbereichs (a) bei (x_FP = x_Gr, x_BP = x_Gr, F_BP = F_Gr) durch das Fahrstellelement automatisch beendet wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung des Steuerungsbereichs des standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselementes nach der Beendigung der Langsamfahrfunktion von dem Reststellbereich (b) wieder auf den gesamten Stellbereich (c) des Fahrstellelementes erweitert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung der Zuordnung des Steuerungsbereichs des Fahrsteuerungselementes auf den gesamten Stellbereich (c) des Fahrstellelementes über eine Zeitfunktion stetig gesteuert erfolgt.
Vorrichtung zur Steuerung eines automatisierten Lastschaltgetriebes, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eingangsseitig über einen hydraulischen Drehmomentwandler mit einem Antriebsmotor und ausgangsseitig über einen Achsantrieb mit den angetriebenen Laufrädern mindestens einer Antriebsachse in Verbindung steht, wobei bei eingelegter Automatikfahrstufe und unbetätigtem Fahrpedal ein von dem Antriebsmotor auf die angetriebenen Laufräder übertragenes Kriechmoment wirksam ist, das durch ein zumindest teilweises Öffnen eines der geschalteten Gangstufe zugeordneten Reibschaltelementes absenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät vorgesehen ist, mittels dem in einer Langsamfahrfunktion zur Steuerung der Höhe des Kriechmomentes (M_Kr) durch die fahrerseitige Betätigung eines Fahrstellelementes dieses Fahrstellelement in einem ersten Teilstellbereich (a) seines gesamten Stellbereichs (c) von dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement entkoppelbar und zur Steuerung des Kriechmomentes (M_Kr) mit einem Schaltsteuerungselement des Reibschaltelementes koppelbar ist, und mittels dem die Koppelung des Fahrstellelementes mit dem standardmäßig zugeordneten Fahrsteuerungselement auf den verbleibenden Reststellbereich (b) beschränkbar ist.